1.4 认识汽车材料（2）（教案）《汽车机械基础（第2版）》同步精品课堂（高等教育出版社）

《汽车机械基础（第2版）》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.4 认识汽车材料（2） 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 本课面向中职汽车专业学生，已具备基础机械常识，对汽车零件有感性认识，但缺乏材料性能与选材依据的系统知识。学生喜欢短视频、实物案例，对“轻量化”“铝合金”等热点话题兴趣浓；抽象概念如“石墨形态”易畏难。需借助动画、解剖件、互动问答，把“成分—组织—性能—应用”贯通，引导从“看什么”走向“懂为什么”，培养选材与环保意识，为后续维修、设计模块奠基。 背景分析 双碳战略倒逼汽车轻量化，铝合金、高强钢、轴承合金应用日增，维修与制造岗位亟需“懂材料、会选材”的新型技能人才。传统教学重理论轻应用，学生难以对接产业技术升级。本课依托《汽车机械基础》新标，融入主机厂案例，重构“铸铁—铝合金—轴承合金”任务模块，填补课程材料知识空白，为后续专业模块及职业技能等级证书奠定材料基础。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 培养学生严谨细致、遵守规范的职业素养，增强对机械制图标准的认同感和责任感 知道铸铁的定义、铸铁的力学性能及分类。 知道汽车常用铸铁和非铁金属及其合金。 能说出碳素钢、合金钢和铸铁材料在汽车上的应用。 学习任务 描述 知道铸铁的定义、铸铁的力学性能及分类。 知道汽车常用铸铁和非铁金属及其合金。 能说出碳素钢、合金钢和铸铁材料在汽车上的应用。 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 知道金属材料及其力学性能。 知道碳素钢、合金钢和铸铁的分类及牌号。 教学难点 能说出碳素钢、合金钢和铸铁材料在汽车上的应用。 教学难点突破方法 本项目从汽车的组成认识开始，对零件、构件、机构和机械等内容做深入浅出的讲解并引导学生进行相关内容的学习。 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 《认识汽车机械（第2版）》，主编：何向东，2019年11月第2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） 平均碳的质量分数为2.11%～6.69%的铁碳合金称为铸铁。汽车上50%～70%的金属材料为铸铁，如气缸体、气缸盖(图1-3-12)、变速器外壳和后桥壳等所用的材料都是铸铁。 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） 铸铁的抗拉强度、塑性和韧性等力学性能远不如钢。当铸铁承受压缩载荷时，具有较高的抗压强度。石墨的存在虽然降低了铸铁的力学性能，但给铸铁带来了一系列良好的其他性能，如优良的铸造性能，良好的切削加工性，较好的耐磨性和减振性，较低的缺口敏感性。 铸铁中的碳主要以渗碳体和石墨两种形式存在。根据碳存在的形式不同，铸铁可以分为灰铸铁、白口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁等。此外，还有一种合金铸铁，又称为特殊性能铸铁，是向灰铸铁或球墨铸铁中加入一定量的合金元素(如铬、镍、钒等),使其具有一些特定性能的铸铁，如耐磨铸铁、耐热铸铁及耐蚀铸铁等。 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） 汽车常用铸铁 (1)灰铸铁 灰铸铁具有良好的切削加工性，较高的耐磨性、减振性，低的缺口敏感性，且价格低廉，常用于制作汽车发动机飞轮(图1-3-13)、飞轮壳、变速器壳及盖、离合器壳及压板、进排气歧管、制动鼓、液压制动总泵和分泵的缸体，以及不镶缸套的整体气缸体及气缸盖等零件。 灰铸铁的牌号由“HT”和一组数字组成，其中“HT”为灰铸铁的代号，代号后面的数字表示其最低抗拉强度(MPa)。例如，HT150表示最低抗拉强度为150MPa的灰铸铁。 (2)球墨铸铁 球墨铸铁的力学性能较高，在抗拉强度、屈服强度和疲劳强度等方面都可以与钢媲美，但冲击韧性则不如钢。同时，球墨铸铁具有灰铸铁的许多优点，如良好的减振性、耐磨性，低的缺口敏感性等，这都是钢所不能及的。此外，球墨铸铁价格比钢便宜，所以常代替部分铸钢和锻钢制作发动机曲轴(图1-3-14)。 主要讲汽车常用铸铁等内容。 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。 非铁金属及其合金 汽车轻量化的途径有两种：一是优化汽车框架结构，二是在车身制造上采用轻质材料。而目前常用的轻质材料为铝合金，用铝合金材料实现汽车轻量化是未来汽车发展的趋势。 汽车车身约占汽车总质量的30%,对汽车本身来说，约70%的油耗是用在汽车自重上的。因此，汽车车身轻量化对提高整车的燃料经济性至关重要。 铝和铝合金是汽车的重要材料之一。铝和铝合金的密度小，耐蚀性好，塑性好，能进行表面处理，导热、导电性能好，强度高，低温性能好。 活塞(图1-3-18)是汽车发动机的重要零件，它是由铝合金制造的。另外，某些汽车发动机的气缸体(图1-3-19)和气缸盖也是用铝合金制成的。 教师根据非铁金属及其合金讲解。 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。 轴承合金 轴承合金是指在滑动轴承(图1-3-25)中用于制造轴瓦及内衬的合金材料。在汽车发动机中，曲轴轴承、连杆轴承和凸轮轴轴承等都采用滑动轴承。轴承是重要的机械零件。轴承工作在恶劣的环境中，如连杆轴承承受着交变载荷的作用，轴与轴承的相对滑动速度可达10m/s以上，工作温度可达400K以上，当发动机低速运转或急加速时，很难建立起足够厚的油膜，轴瓦最易烧毁。 为了使轴的磨损减小到最小限度，保持轴的正常工作，轴承合金必须具备以下要求： ①有较高的挤压强度和抗疲劳强度，并有较低的摩擦因数。 ②能很好地储存润滑油，使接触表面形成油膜。 ③有良好的导热性、耐蚀性和较小的膨胀系数。 教师讲解轴承合金等内容，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 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：总结轴承合金。 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） 课程围绕汽车常用材料展开，系统介绍铸铁、铝合金及轴承合金三大类。铸铁部分涵盖定义、力学性能、碳存在形式及五类常用铸铁的典型零件应用；铝合金部分突出轻量化意义、纯铝与铝合金特性及铸造铝合金零件；轴承合金部分阐明滑动轴承工况、合金组织设计要求及四大类轴承合金特点，建立成分—组织—性能—选材逻辑，为后续维修设计奠基。 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.简述铸铁的力学性能及分类。 2.简述铸铁的定义。 3.简述汽车轻量化的途径。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 课后发现，学生对石墨形态与性能关系仍停留记忆，缺乏微观组织观察，后续应增配金相照片和虚拟显微镜，强化“组织决定性能”观念；铝合金轻量化计算案例偏少，学生难以量化减重效益，计划引入主机厂实测数据，布置小组优化设计任务；轴承合金部分抽象，将补充轴瓦失效实物，开展“找硬质点”游戏，提升课堂参与度，并对接1+X证书考点，实现教学评一体。 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 $