9.4 绿色设计与安全设计（教案）《机械基础》（多学时）同步精品课堂（高教版·第3版）

《机械基础》（第3版）教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务9.4 绿色设计与安全设计 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 本课面向中职学生，已具备机械基础常识，动手兴趣浓，习惯直观图像与案例，但理论归纳与风险辨识能力弱。绿色与安全设计概念新，需借实物、视频强化3R原则及故障树应用；学生环保意识初显，合作意识强，宜采用项目任务驱动，结合拆装实训、情境演练，促其在做中学，提升环保与安全意识。 背景分析 “双碳”战略对制造业绿色转型提出迫切要求，机械产品全生命周期环保法规趋严；同时智能制造现场事故频发，凸显安全设计缺口。本课依托《机械基础》第九章，对接中职装备制造类人才培养方案，将绿色3R理念与安全故障树方法融入润滑与密封技术，为学生后续从事绿色制造、设备运维奠定标准与责任意识。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 能够结合本节课所学知识，增强动手能力和解决问题的能力。 掌握绿色设计理念以及绿色设计的材料选择 能够学会安全设计理念以及机械事故的故障树 学习任务 描述 掌握绿色设计理念以及绿色设计的材料选择 能够学会安全设计理念以及机械事故的故障树 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 掌握绿色设计理念以及绿色设计的材料选择 教学难点 能够学会安全设计理念以及机械事故的故障树 教学难点突破方法 能够学会基础知识并运用 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械基础》，主编：栾学钢、赵玉奇、陈少斌，2024年8月第3版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 常见的十六种机械原理 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（12分钟） 一、绿色设计理念 绿色设计是在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性(如可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等)并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命及质量等要求，又称环境意识设计。 绿色设计的原则被公认为“3R”的原则，即： reduce——少量化设计原则通过减小材料的质量、面积和数量来实现生产与流通、消费过程中的节能化，达到节约资源、减少垃圾生成数量的目的。 reuse——再利用设计原则回收、再利用，使本来已脱离产品消费轨道的零部件返回到合适的结构中，让其继续发挥作用。 recycle——资源再生设计原则可再生、再循环，即构成产品或零部件的材料回收之后经过再加工，形成新的材料资源重复使用。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（20分钟） 二、安全设计理念 机械安全是指在使用说明书规定的预定使用条件下执行其功能和在产品运输、安装、调整、维修、拆卸和处理等整个寿命周期内，不产生损伤和危害健康的能力。 机械安全设计是采用先进的机械安全技术，从系统内部对机械可能发生的危险行为进行识别、分析和评价，根据其评价结果进行结构、防护装置和使用信息的设计，使系统可能发生的事故得到控制，使机械在整个寿命周期内都是安全的。 主要讲安全设计理念等内容。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 三、环境保护与安全防护措施 机械的环境保护与安全防护措施是多方面的，这里仅介绍最常见的。 1.机械振动与噪声的抑制 ①减振采用减振措施可以有效地抑制与消除振动。在机械装置中，在振动源与机座间设置弹簧、弹簧片可以有效抑制噪声。例如，电冰箱压缩机、洗衣机甩干桶采用弹簧悬挂于机座上来减少振动，汽车采用板弹簧(图9-16)减少振动等。 ②减振沟磨床、空气锤采用减振沟来相互隔离，减少振动，消除相互影响。 ③消声器发动机在工作时会产生很大的噪声，加装消声器可以有效减少噪声干扰。常见发动机消声器的结构如图9-17所示。 ④消除噪声源采用电动机代替内燃机，采用液压传动代替机械或气压传动，都可以从源头消除噪声。例如，电动自行车比摩托车噪声低很多。 ⑤减少噪声干扰大型空压机等噪声源单独设立在空气站机房中，与工作区间用管道相连，分体式空调器将噪声源设置于室外，都是减少噪声干扰的有效办法。 教师根据环境保护与安全防护措施讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 2.机械“三废”的减少及回收 在机械生产中，难免会产生废气、废液与固体废弃物，合称“三废”。要采取有 效的环保措施减少“三废”。 ①在生产过程中注意防止泄漏，切削液循环利用，铁屑有效回收，在机床上设置油盘(图9-18)。** …… … ②采用高效发动机，提高燃料利用率；不轻易使用丙酮、氯仿、氟利昂、汽油挥发性清洗剂；不在生产区焚烧废弃物等。③不能再使用的切削液、更换下来的机油、机械设备用过的电池应集中保存，送专业机构集中处理，不可随意倒入下水道和随意丢弃。 3.机械安全防护措施 教师讲解机械“三废”的减少及回收等内容，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观的让学生感受到知识的魅力，加强学生学习的动力。 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结机械“三废”的减少及回收。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 本课围绕“绿色+安全”两大理念展开，先讲绿色设计的3R原则与节能选材、可拆卸结构、环保包装；再讲机械安全设计，用故障树识别风险，落实结构安全、防护装置与警示信息；最后综合环保与安全措施，涵盖减振降噪、三废治理及隔离、警告、保护、包装等防护手段，贯穿产品全生命周期。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） 1.简述小型精密机械产品包装的设计。 2.简述机械安全的概念。 3.简述安全设计的基本原则。 板书 设计 一、绿色设计理念 二、安全设计理念 三、环境保护与安全防护措施 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本课案例丰富、图文并茂，成功激活学生绿色与安全思维；但对故障树定量分析及材料能耗数据理解仍显吃力。后续应精简理论，增加拆解实训与情境演练，引导学生在“做”中深化3R原则与安全设计流程，并强化跨学科碳排计算，提升绿色制造综合素养。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$