1.4 铸铁（教案）《数控加工机械基础》（高教版）同步精品课堂

《数控加工机械基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.4 铸铁 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 职高学生对铁锅、机床床身等铸铁制品有生活和职业场景的直观认知，已掌握金属材料的基础概念，为本次学习奠定了一定基础。但学生对铸铁的分类及白口、灰口等五类铸铁的性能差异缺乏系统了解，逻辑思维偏具象化，对“石墨形态影响性能”这一核心原理易困惑。学生更倾向于“学以致用”的实践型学习，对抽象的材料结构知识兴趣较低，且对各类铸铁的用途与性能的关联逻辑尚不清晰。课堂需结合实物案例和岗位场景简化抽象概念，通过具象化对比帮助学生理解，贴合职业发展需求提升学习主动性。 背景分析 铸铁是工业生产中应用广泛的廉价金属材料，凭借良好的铸造性、耐磨性和成本优势，覆盖机械制造、汽车、建筑等多个领域，是职高机械、机电、汽修等专业学生必备的核心知识。白口铸铁、灰铸铁等五类铸铁，因石墨形态不同性能各异，适配不同岗位需求——从机床床身到汽车缸体，均离不开铸铁的应用。本节课立足职业教育“实用导向”，聚焦五类铸铁的核心特性与用途，帮助学生建立“石墨形态—性能—用途”的关联逻辑，为后续专业实训、岗位选材及职业技能提升筑牢基础。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 树立“材料结构决定性能，性能适配用途”的工程思维，增强对工业基础材料的职业认知，培养严谨务实的实践态度和岗位适配意识。 掌握白口铸铁、灰铸铁等五类铸铁的分类依据，熟记各类铸铁的核心性能（如硬度、韧性、耐磨性），明确其典型应用场景。 能根据性能特征区分五类铸铁，初步判断不同场景下的铸铁选型，提升材料识别与实际应用能力，为后续岗位实践奠定基础。 学习任务 描述 能根据铸铁的分类与性能合理选用铸铁材料。 能根据铸铁的牌号准确理解铸铁的最小抗拉强度、最小断后伸长率等关键性能指标。 通过铸铁的学习，激发求知欲和探索精神。 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 五类铸铁的核心性能及典型用途 教学难点 理解“石墨形态影响性能”的抽象原理 教学难点突破方法 用“石墨=铸铁里的‘填充物’”类比，搭配实物图片/模型展示五类铸铁的石墨形态（片状、球状等），结合“片状石墨易断裂→韧性差，球状石墨受力均匀→韧性好”的通俗解释，具象化抽象原理 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 《数控加工机械基础》，主编：崔陵、王佰亮；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） 任务引入：能根据铸铁的分类与性能合理选用铸铁材料。 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（2分钟） 碳的平均质量分数大于 2.11%的铁碳合金称为铸铁。工业用铸铁一般碳的平均质量分数为 2.5%~4%,碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体的形态存在。除碳外,铸铁中还含有 1%~ 3% 的硅,以及锰、磷、硫等元素,合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁性能的主要元素。 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（14分钟） 白口铸铁中的碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形式存在,断口呈银白色。白口铸铁凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹,硬度高,脆性大,不易切削加工,不能承受冲击奉荷,在机械工业中很少直接应用,多用于可锻铸铁的坏件和制造耐磨损的零部件。 应用实例:白口铸铁的坯件,如图1-20所示。 灰铸铁是一种价格低廉的结构材料,在铸铁生产中,其产量占80%以上。灰铸铁中的碳的平均质量分数较高(2.7%~ 4.0%),碳主要以片状石墨的形态存在,其断口呈灰色,简称灰铁。灰铸铁的熔点较低(约为1200℃),铁水流动性好铸造性能优于钢。 应用实例:台虎钳、减速器箱体等,如图所示。 主要讲解白口铸铁。 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。 可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经退火处理后获得的团絮状石墨的铸铁。团絮状石墨对铸铁基体的割裂作用小于灰铸铁,因此,可锻铸铁比灰铸铁有较高的强度,较好的塑性和韧性,并由此被称为“可锻”,但实际上它不能进行锻压加工。可锻铸铁常用于制造形状复杂、承受冲击载荷的中小型零件。应用实例:差速器、连杆等,如图 1-22 所示。 可锻铸铁的牌号用“KTH”或“KTZ”及两组数字表示。其中,“KTH”代表黑心可锻铸铁，“H”表示黑心,“KTZ”表示珠光体可锻铸铁;两组数字分别表示最低抗拉强度和断后伸长率。 例如,KTH300-06 表示最低抗拉强度为300MPa、断后伸长率为6%的黑心可锻铸铁。 教师根据课本内容讲解可锻铸铁。 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。 球墨铸铁是将灰铸铁铁水经球化处理后获得的铸铁,其中的石墨呈球状,简称球铁。球状石墨对基体的割裂作用降至最小,故球墨铸铁的力学性能比灰铸铁和可锻铸铁都高,抗拉强度、塑性、韧性与相应基体组织的铸钢相近。 球墨铸铁兼有铸铁和钢的优点,因此得到广泛应用。球墨铸铁用于制造受力复杂,强度、硬度、韧性和耐磨性要求较高的零件,如内燃机、汽车零部件及农机具等。 球墨铸铁的牌号用“QT”加两组数字表示。“QT”表示“球”“铁”的汉语拼音首字母,两组数字分别表示最低抗拉强度和断后伸长率。 蠕墨铸铁作为一种新型铸铁材料,出现于20 世纪 60年代。蠕墨铸铁是向高碳低硫、低磷的铁水中加入蠕化剂,经蠕化处理后获得的高强度铸铁,其中的石墨呈蠕虫状,铸造性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间,力学性能与球墨铸铁相近,强度、塑性和韧性都优于灰铸铁。由于蠕墨铸铁的耐热疲劳性较好,因此常用于制造强度要求较高形状复杂的零件,如气缸盖、进排气管和液压件等。 教师讲解球墨铸铁，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：球墨铸铁的生产关键是什么？其核心性能和典型用途有哪些？ 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） 本节课核心掌握了铸铁的五类主要类型及关键知识：明确了分类核心是石墨形态差异，熟记了白口、灰、可锻、球墨、蠕墨铸铁的核心性能（如灰铸铁耐磨性好、球墨铸铁强度高），厘清了“石墨形态决定性能，性能匹配用途”的核心逻辑。重点要牢记各类铸铁的典型应用，比如机床床身用灰铸铁、汽车后桥用球墨铸铁。希望大家课后结合生活和职业场景多观察，把所学知识转化为材料识别与选型的实用技能，为后续专业实训和岗位实践筑牢基础。 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）白口铸铁和球墨铸铁的性能差异主要是什么？原因是什么？ （2）选择铸铁类型时，核心的判断逻辑是什么？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本节课围绕五类铸铁的分类、石墨形态、性能及用途展开，通过实物类比和场景选型任务降低抽象知识难度，学生对灰铸铁、球墨铸铁的典型用途掌握较好。但部分学生对“石墨形态影响性能”的核心原理理解不透彻，对可锻铸铁与球墨铸铁的性能差异易混淆，反映出抽象原理的具象化讲解仍需加强。此外，少数学生在复杂场景选型时，未能快速关联石墨形态与性能的逻辑。后续教学可增加石墨形态实物观察、五类铸铁性能对比小游戏，设计更多汽修、机械实训相关的选材案例，强化逻辑训练，同时优化分层提问，关注不同基础学生的接受度，让知识更贴合职高学生的学习特点与职业需求。 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 $