教学设计方案.doc

矿井通风专业矿井瓦斯课程教学方案设计 课程名称 矿井瓦斯 授课班级 井下通风班 授课教师 苏丽华 职 称 讲师 所在科室 实践教学部 学校名校 阳泉煤矿高级技工学校 任务任务一 使用光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度子任务一 光学瓦斯检定器使用前的检查课时4教师班级矿井通风班课程类型专业核心课教研组通风组时间年 月 日 星期 第 节地点通风实训室【教学目标】1. 知识目标（1）掌握光学瓦斯检定器的种类、用途（2）掌握光学瓦斯检定器的构造及工作原理2能力目标熟练掌握以下操作步骤：（1）仪器外部检查；（2）两药品检查；（3）三路检查；（4）精度检查；（5）大小数重合。3情感目标（1）热爱本职工作，保管维护好光学瓦斯检定器。（2）培养吃苦耐劳的优良品质、爱岗敬业和团结合作的优良品质。（3）培养熟练的工作技能、精益求精的工作态度和科学的创新精神。【教学重点】光学瓦斯检定器的构造及工作原理【教学难点】光学瓦斯检定器使用前的检查【教学方法】任务驱动法为主、讲授和视频演示法为辅。教具1. 多媒体教学工具；光学瓦斯检定器结构和原理视频及图片和相关课件。2. 工具：光学瓦斯检定器（人均1个）、水分、二氧化碳吸收剂若干、电池若干。 主要教学内容1.光学瓦斯检定器的用途2.光学瓦斯检定器的构造及工作原理3.光学瓦斯检定器使用前的检查教学过程教师活动教学内容学生活动方法设计一、创设情境（10分钟）放映视频、课件复习：瓦斯爆炸的条件及预防提问：瓦斯爆炸的条件？如何预防瓦斯爆炸？引入：本节课主要学习光学瓦斯检定器的构造及工作原理和使用前的检查。学生看视频，思考复习内容并回答教师的提问。激发、调动学生学习本任务的兴趣。二、知识准备、讲解（60分钟）知识点一光学瓦斯检定器的用途光学瓦斯检定器是煤矿井下使用最普遍的便携式仪器之一，使用光学瓦斯检定器既可以测定甲烷（瓦斯）浓度，又可以测定二氧化碳浓度。学生看视频，听老师讲解。启发引导知识梳理知识点二光学瓦斯检定器的构造及工作原理（一）光学瓦斯检定器构造1.气路系统2.光路系统3.电路系统（二）光学瓦斯检定器工作原理学生看视频，听老师讲解。启发引导知识梳理三、任务实施（90分钟）任务名称：光学瓦斯检定器使用前的检查1仪器外部检查2.两药品检查。主要检查氯化钙和钠石灰。3.三路检查。主要检查电路、气路、光路。4.精度检查5.大小数重合学生分组实施组长进行不同的分工锻炼学生的动手能力，体现“做中学”“做中教”的教学理念 四、任务考核（10分钟）评价标准抽查学生对所学知识的理解、掌握情况学生自评，小组互评，老师点评多元评价体验成功五、任务小结（5分钟）课堂小结光学瓦斯检定器的构造及工作原理光学瓦斯检定器使用前的检查学生小结消化知识体现以学生为本的思想六、布置作业（5分钟）作业布置光学瓦斯检定器的构造及工作原理和使用前的检查巩固知识消化知识七、教学后记通过本节课的教学，同学们已掌握光学瓦斯检定器的构造及工作原理和使用前的检查。教学内容一、光学瓦斯检定器的用途光学瓦斯检定器是煤矿井下使用最普遍的便携式仪器之一，使用光学瓦斯检定器既可以测定甲烷（瓦斯）浓度，又可以测定二氧化碳浓度。它之所以在煤矿中得到普遍应用，是因为它具有携带方便，操作简单，安全可靠，精度高，测量范围大，使用寿命长，坚固耐用等优点。煤矿安全规程149条规定：矿长、矿技术负责人、爆破工、采掘区队长、通风区队长、工程技术人员、班长、流动电钳工下井时，必须携带便携式甲烷检测仪。瓦斯检查工必须携带便携式光学瓦斯检定器。安全监测工必须携带便携式甲烷检测报警仪或便携式光学瓦斯检定器。二、光学瓦斯检定器的构造及工作原理（一）光学瓦斯检定器构造光学瓦斯检定器有多种型号，我国生产的主要有AQG型和QWJ型，其外形和内部构造基本相同。现以AQG-1型为例说明其构造。AQG-1型光学瓦斯检定器从外形看像个矩形盒子，主要由气路、光路和电路3大系统组成，如图4-6所示。a-外形；b-内部构造图4-6 AQG-1型光学瓦斯检定器1-目镜；2-主调螺旋；3-微调螺旋；4-吸气管；5-进气管；6-微读数观察窗 ；7-微读数电门；8-光源电门；9-水分吸收管；10-吸气橡皮球；11-二氧化碳吸收管；12-干电池；13-光源盖；14-目镜盖；15-主调螺旋盖；16-光源灯泡；17-光栅；18-聚光镜；19-光屏；20-平行平面镜；21-平面玻璃；22-气室；23-折光棱镜；24-反射棱镜；25-物镜；26-测微玻璃；27-分划板；28-场境；29-目镜保护盖；30-盘形管1.气路系统气路系统主要有吸气管4、进气管5、水分吸收管9、二氧化碳吸收管11、吸气橡皮球10、气室（包括甲烷室和空气室）22和盘形管30等组成。其主要部件的作用如下：气室中的甲烷室用于存贮所采气样，空气室则用于存贮新鲜空气；水分吸收管内装有硅胶，并与仪器的进气管相连通，其作用是对通过吸收管的气体进行干燥，使水蒸气不能进入甲烷室，能预防仪器故障并使测值准确；盘形管（也称毛细管）一端与空气室相通，另一端与仪器所处的环境大气相通，其作用是使测定时空气室内气体压力与甲烷室相同（气压不同会造成误差），同时又能防止环境中有害气体通过盘形管进入空气室，使空气室内保持新鲜空气。2.光路系统光学瓦斯检定器的光路系统如图4-7所示。主要由光源灯泡1、光栅2、聚光镜3、平行平面镜4、折光棱镜5、反射棱镜6、物镜7、测微玻璃8、分划板9、场境10、目镜11、目镜保护玻璃12组成。光路系统主要零件的作用如下：光源灯泡是仪器光路系统的光源，其额定电压为1.35V，具有白色反光面的灯泡效果较好。聚光镜的作用是汇集光源发出的光，使其照射范围变窄，亮度增强。平行平面镜是产生干涉条纹的重要部件，在图中的a点，它通过反射和折射，将一束光线变为两束平行光线，而在b点，它又再次通过折射和反射，使两束平行光线转向，并使其传播空间发生重叠，从而形成干涉条件，产生干涉条纹。折光棱镜的作用是将从空气室中射出的光线经两次反射（每次反射折转90）使其传播方向折转180而返回气室。反射棱镜的作用是将光线转向90，使其投射到物镜上。物镜上的光屏用以改善干涉条纹的清晰度，调节物镜前后的距离，可使干涉条纹在分划板上成像清晰。物镜和目镜等组成目镜组，该组主要起放大作用，使分划板和干涉条纹便于观察。当分划板刻度线和数字不清晰时，可利用目镜进行调节；干涉条纹不清晰时，有时也可利用目镜组进行调节。3.电路系统如图4-6所示，光学瓦斯检定器的电路系统主要由干电池12（1节1号干电池）光源灯泡16、微读数电门7、光源电门8等组成。气路、光路和电路3大系统是光学瓦斯检定器的主要组成部分，除此之外，光学瓦斯检定器还包括测微组件和主调螺旋等部件。测微组件主要由测微玻璃、微读数盘、微调螺旋、照明灯泡等组成，其作用是为了提高读数精度。（二）光学瓦斯检定器工作原理光学瓦斯检定器的光路系统如图4-7所示。图4-7 光学瓦斯检定器的光路系统1-光源灯泡；2-光栅；3-聚光镜；4-平行平面镜；5-折光棱镜；6-反射棱镜；7-物镜；8-测微玻璃；9-分划板；10-场境；11-目镜；12-目镜保护玻璃从光源1发出的白光，经光栅2和聚光镜3变成1束细而亮的光束后投射到平行平面镜4上。在平行平面镜的a点，这光束受平行平面镜作用分成两束（实线和虚线各表示一束），实线表示的那一束光线经空气室、折光棱镜5（其作用是使光线转向180）再次经过空气室后投射到平行平面镜上；虚线表示的那一束光线经过甲烷室、折光棱镜5再次经过甲烷室后也投射到平行平面镜上。这两束光线经平行平面镜作用在b点回合成“一束”光线，实际上是这两束光线传播的路径发生了重叠而已。这两束光线已成为相干光源，会形成干涉现象。当这两束光线经折射棱镜6（作用是将光线转向90）投射到物镜7上时，通过目镜11和场境7等组成的望远镜系统就可看到在物镜7的焦平面上产生的干涉条纹，（白色光特有的干涉条纹，也称之为光谱）。干涉条纹由红、绿、黄、黑4种条纹组成，成一定规律分布，其中有两条黑纹比较清楚，左边那一条常被用作黑基准线。如果我们在仪器的空气室和甲烷室里都充入同样密度的新鲜空气，并利用分划板和所选的基准线记下这时的干涉条纹的位置，当甲烷室中充入含有甲烷的气体时，干涉条纹就会发生位移（因为甲烷相对于空气来说是光密介质，折射率大，会使通过甲烷室那束光线的光程增大），其位移量与甲烷室的甲烷浓度成正比，利用特制的分划板就可以将干涉条纹的位移量换算成甲烷室的甲烷浓度。三、任务内容光学瓦斯检定器使用前的检查1仪器外部检查2.两药品检查。主要检查氯化钙和钠石灰。3.三路检查。主要检查电路、气路、光路。4.精度检查5.大小数重合四、任务要求1仪器外部检查链条、背带、保护盖等零件逐渐检查，判断好坏。2.两药品检查。主要检查氯化钙和钠石灰。（1）两药品颗粒，不宜过大或过小，以3-5mm为宜；（2）钠石灰（苏打石灰）粉色未褪完，也不成面，粒子不圆滑；（3）氯化钙不稀糊，不结块（或硅胶深蓝色未变浅）。能判断两药品是否失效。3.三路检查。主要检查电路、气路、光路。（1）电路。按上部电钮，看小数观察窗、按下部电钮，打开目镜保护盖看干涉条纹，达到观察数字最清晰。能判断电路是否有故障。（2）气路。主要检查气路的畅通性和气密性。畅通性：将胶皮球呼吸56次，每次压扁胶皮球能迅速鼓起，光谱左右摆动。气密性：用手指堵住进气口，压扁胶皮球，一分钟不鼓起不漏气。（3）光路。按下部电钮，由目镜观察，并调整视力度，达到观察数字最清晰；调整2%，干涉条纹也要清晰。4.精度检查将第一条黑基线中心和分划板零位刻度线对准，从第一条黑基线数起，看第五条彩纹红线应与7%相对。5.大小数重合（1）按上部电钮调微调螺旋将小数刻度盘调到零位；（2）调主调螺旋将光谱的黑基线对到1%；（3）再调微调螺旋将小数刻度盘调到1%；（4）由目镜观察看光谱的黑基线回到零位为好。五、考核标准1. 光学瓦斯检定器外部检查是否标准。2. 两药品检查时是否准确。3. 三路检查是否准确。4. 精度检查是否准确。5. 大小数重合是否重合。 教学活动评价表班级学生姓名性别小组课程名称授课教师任务内容学时评价项目及标准配分评分学生自评小组评价教师评价知识评价（1）光学瓦斯检定器的用途。（5分）（2）光学瓦斯检定器构造1.气路系统（10分）2.