高职建筑设备工程技术专业二年级《平战转换视角下电气防护密闭工艺实训》教案

高职建筑设备工程技术专业二年级《平战转换视角下电气防护密闭工艺实训》教案

一、课程背景与教学定位

（一）课程性质与课标依据

本课程属于高职建筑设备工程技术专业核心技能模块“人防工程设备安装与维护”的限选内容，也是“1+X”建筑信息模型（BIM）职业技能等级证书考试中关于机电管线综合的隐性考点。课程严格对标《人民防空工程质量验收与评价标准》（RFJ01-2015）、《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）电气章节及《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2015）中人防专项条款，旨在破解人防电气施工中“预埋易漏、密闭不严、接地错位、平战转换滞后”四大行业通病。

（二）学情分析

授课对象为高职建筑设备工程技术专业二年级学生。学生已完成建筑供配电与照明技术、建筑电气控制技术、BIM机电建模等前序课程，具备识读电气施工图、使用常用电工仪表的基本能力。然而，通过对往届毕业生岗位跟踪调研及合作企业（江苏省某大型人防设备安装公司）反馈发现，学生普遍存在三个典型认知盲区：其一，将普通民用建筑电气穿管工艺平移至人防工程，忽视临空墙与密闭墙的本质区别；其二，对“抗力片朝向”“密闭肋双面焊”“过线盒无接头”等防护细节只记口诀、不明机理；其三，缺乏平战功能转换的系统思维，常将战时配电箱错误嵌墙暗装。因此，本课时的核心任务不是讲授零散工艺点，而是帮助学生建立起“结构-电气-防护”一体化的跨学科施工认知框架。

（三）新标题阐释

本教案采用标题《平战转换视角下电气防护密闭工艺实训》，其精准性体现在三个维度：其一，“平战转换”是当前人防工程质量监督国动办系统检查的【高频热点】概念，既涵盖临战封堵措施，也贯穿设计选型与施工预埋的全过程；其二，“防护密闭”精准区分了“防护”（抗核爆冲击波）与“密闭”（防毒剂渗漏）两个既有联系又有区别的工程目标；其三，“实训”二字明确本课时以理实一体化为根本授课形态，彻底摒弃纯理论灌输。标题前置学段标识，符合职业院校项目化课程命名规范。

二、教学目标与核心素养渗透

（一）三维目标重构

基于泰勒现代课程论与梅里尔首要教学原理，将传统“知识-能力-情感”目标重组为以下三个可测量、可评价的行为表现层级：

1.【基础】溯源认知层：能借助BIM模型剖切功能，准确指认人防工程围护结构、防护密闭隔墙、密闭隔墙三类墙体的空间位置，并从《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005第7.4节中检索出针对不同墙体的电气配管材质、壁厚及密闭做法条文依据。

2.【核心】迁移应用层：在模拟人防口部墙体（1:1实训模块）上，以小组协作方式完成“热镀锌钢管套丝-密闭肋双面满焊-抗力片对插锁紧-过线盒嵌入式预埋”四步闭环作业，成品经加压气密性试验检测，漏气量不高于规范允许上限值。

3.【高阶】系统决策层：能从平战转换全生命周期角度，批判性分析施工图中战时配电箱的定位合理性，对设计不当处提出符合挂墙明装原则且兼顾平时使用的优化建议，并撰写具有可操作性的技术联系单。

（二）课程思政融入点

本课时隐式嵌入两条思政脉络：其一，通过“防爆波电缆井备用管预埋”工艺细节，引申“宁可备而不用、不可用时无备”的总体国家安全观，使防护意识内化为职业本能；其二，在呼唤按钮及三种通风方式信号系统安装实训中，强化“生命至上、科学施救”理念，理解电气信号系统在滤毒通风时管控人员进出、保障集体生存的关键价值。此部分不单独说教，全程以工程伦理案例渗透。

三、教学重难点与等级标识

【重中之重·高频必考】临空墙、密闭墙电气预埋套管的防护密闭构造与抗力片安装方向判定。此考点历年人防质监站“双随机”检查开出整改单频率最高，也是注册电气工程师（供配电）人防专题必涉内容。

【难点·易失分点】暗配管过防护密闭隔墙时双侧过线盒的埋设标高协同与盒内密封填料捣实工艺。由于土建模板扰动，双侧过线盒极易出现标高错位或盒体倾斜，导致后期穿线困难且密闭失效。

【基础·全员通关】人防门门框接地、防爆波电缆井预埋管规格数量、配电箱挂墙明装防锈支架制作。此三类项目占人防电气隐蔽工程验收记录的60%以上，需做到条件反射级掌握。

【热点·新工艺】密闭型密集绝缘母线槽穿越防护单元隔墙的选型与安装节点。随着大型人防综合体项目增多，传统桥架断开穿管做法在超大电流回路中面临压降瓶颈，防护密闭型母线槽应用逐年递增，但施工人员对其密闭段（又称“防漏气段”）的安装方向存在大量认知误区。

四、教学准备与资源开发

（一）实训环境重构

打破传统实训室“一排工位、各自为战”的布局，引入“沉浸式人防口部模拟系统”。该系材以1:1比例复原南京某轨道交通兼顾人防工程区间隔墙，包含一道钢筋绑扎完毕的临空墙、一道后砌密闭隔墙及一座成品防爆波电缆井模型。墙体侧面配置透明亚克力观察窗，便于学生实时观察套管内壁焊缝及密闭肋居中状态。

（二）数字化资源包

1.虚拟仿真闯关游戏“人防电气找茬”：设置12处常见错误（如密闭肋焊渣未清理、抗力片反向、备用管管壁不足2.5mm等），学生限时排查并扣除相应质安分值，游戏成绩挂钩实训准入资格。

2.微课资源库：包含《三分钟看懂密闭肋》《抗力片，你到底该朝向谁》《防爆呼唤按钮的“门里门外”》三个短视频，均采用施工现场第一视角拍摄，并叠加规范条文AR标注。

3.企业真实案例库：江苏省国动办2023年苏州巡讲活动中提供的某高新区项目人防质监站首次监督记录扫描件，含7条电气类整改意见，已做脱敏处理-1。

五、教学实施过程（核心篇幅，占全文70%）

本过程严格按照“职业行动逻辑”重构教学序列，摒弃学科体系的知识罗列。总学时设定为2课时（90分钟），采用“五阶递进”模式：情境冲击—原理拆解—工艺精研—实战闯关—迁移升华。每个环节均渗透规范条文、质监要点及等级标记。

（一）情境导入·破冰启航（5分钟）

【教学行为】教师展示两幅对比图片。第一幅：苏州某重点高校校区人防工程隐蔽验收阶段，预留套管排列整齐、管口封堵严密、标识清晰-1。第二幅：某北方城市早期人防工程，因后期增设通信线路在密闭墙上随意凿孔，孔洞周边混凝土疏松，钢筋外露锈蚀。

【师生互动】教师设问：“同样是穿越密闭墙体，为何一个得高分，一个被判为‘结构寿终正寝’？仅仅是施工时间先后的区别吗？”

【设计意图】以极具视觉冲击的正反案例，激发学生探究“预埋为何不可替代”的内驱力，自然切入平战转换语境下的全周期成本概念——后期钻孔不仅破坏防护，修复成本是前期预埋的20倍以上。

【规范植入】此时不直接讲条文，而是通过问题引出《人民防空地下室设计规范》7.4.5条（强条）关于“预留备用穿线钢管”的法理依据-6。

（二）原理建构·结构电气对话（15分钟）

此环节突破传统电气课程就电气论电气的局限，引入跨学科视角，邀请（或视频连线）建筑工程技术专业教师进行5分钟“微格双师授课”。

1.墙体身份识别【重要·高频】

教师在1:1实训墙体前，使用激光笔划定三类区域，并同步展示BIM剖切图：

（1）临空墙：一侧直接受空气冲击波，墙体厚度通常不小于300mm。电气预埋管必须设置密闭肋，且双面满焊。抗力片安装于背冲击波侧。

（2）防护密闭隔墙：分隔不同防护单元。线缆穿越必须采用“管-盒-管”模式，双侧设过线盒，盒内严禁留接头。

（3）密闭隔墙：仅防毒剂渗透，不承受结构核爆荷载。预埋管可不加抗力片，但密闭肋及密封填料工艺不变。

2.应力传导可视化

播放高速摄像机拍摄的缩比模型冲击波试验视频：当冲击波沿管壁侵入时，未加设密闭肋的套管瞬间松动，烟气从管壁与混凝土缝隙渗出；正确安装密闭肋且焊缝饱满的套管，即便在超压环境下仍保持结构连续。

【学生活动】各小组在实训墙面上用磁吸式标签为三类墙体“挂牌”，标记出备用管、过线盒、抗力片的大致位置。教师巡视，针对混淆“临空墙”与“外墙”概念的组别进行即时纠偏。

【等级标记】本环节达成【基础】目标，并为后续【难点】攻克储备结构认知。

（三）工艺精研·四阶闯关（40分钟）

本环节将人防电气施工工艺浓缩为四个不可颠倒的工序阶梯，学生以4人小组为单位，在实训模块上完成全流程实操。每组配置一名企业导师（或已取得“1+X”高级证书的学生助教）进行旁站式指导。

第一关：配管下料与套丝【基础·全员过关】

【核心要点】管材必须为热镀锌钢管，壁厚≥2.5mm。严禁使用电线管（JDG/KBG）替代。管径50-80mm，口部备用管统一采用DN65。

【常见病】套丝完成后未清除毛刺，穿线时刮伤电缆绝缘层；管口防腐处理遗漏。

【实训任务】每组领取一根长1.2m、DN65热镀锌管，完成两侧套丝，并用通规止规检验丝扣质量。合格标准：丝扣无断丝、乱扣，有效长度不小于管箍长度的1/2。

【质监视角】教师模拟质监员，用游标卡尺抽测壁厚。若发现实测值＜2.5mm，直接判定该组“工序停工整改”。

第二关：密闭肋焊接【重中之重·高频考点】

【核心要点】密闭肋应采用厚度≥6mm、宽度≥50mm的碳素钢环，与管壁双面满焊，焊脚高度不小于壁厚。翼环应居于墙体中部（可通过钢筋定位卡控制）。

【工艺机理】密闭肋的作用是延长空气冲击波沿管壁渗入的路径，并利用混凝土与钢肋的握裹力阻止管线整体位移。非满焊或单面焊在冲击波作用下将形成“撕裂源”。

【实训任务】在已完成套丝的钢管上定位焊接密闭肋。要求：使用CO₂气体保护焊，焊缝连续、饱满、无气孔夹渣。焊后清除药皮，涂刷红丹防锈漆两道。

【创新教具】教师提供“缺陷样本管”——包含焊瘤、咬边、未焊透三种典型缺陷。学生以小组为单位依据GB50661《钢结构焊接规范》进行焊缝外观评级，填写简易检验记录。

第三关：过线盒组对预埋【难点·拉分项】

【核心要点】暗配管穿越防护密闭隔墙时，墙体两侧必须设置过线盒（又称密闭接线盒）。盒体采用厚度≥2mm钢板成型，与穿墙管采用螺纹连接，并跨焊接地线。盒内严禁设置任何接线端子，仅做穿线过渡。穿线完毕后，盒内须填充沥青麻丝或防火密封胶，捣固密实，加盖板密封-4-8。

【空间思维突破】此工序最大难点在于：土建支模时双侧过线盒必须与墙体完成面齐平，且标高一致。若预埋时盒体倾斜或陷入过深，后期将出现“盒子找不见管子”或盖板无法与粉刷层齐平。

【实训任务】在模拟墙钢筋网中，固定双侧过线盒及连接钢管。使用水平尺校准盒体水平度，使用激光标线仪校准双侧标高偏差≤2mm。盒体背部与钢筋焊接固定，防止浇筑混凝土时位移。

【企业案例】引用重庆市人防工程平战转换演练中暴露的真实问题：某项目临战封堵板处呼唤按钮线盒预埋标高错误，导致按钮安装在1.8米高度，违反无障碍设计要求-7。

第四关：抗力片定向装配【难点·易错点】

【核心要点】抗力片材质为Q235B，厚度≥6mm，槽口宽度略大于线缆外径。装配时必须确保两块抗力片槽口呈90°对插，严禁同向平行放置。朝向原则：抗力片安装于背冲击波一侧；对于临空墙，抗力片应朝向人防区内侧。

【认知冲突】大量学生受“加强”二字误导，认为抗力片应装在最危险侧。教师通过流体力学仿真动画演示：冲击波压缩气流进入管口后，在槽口对插处形成涡流耗能，反向安装则无法形成涡街，密闭效能下降60%以上。

【实训任务】每组领取已穿好模拟线缆的套管组件，正确安装两块抗力片并用螺栓紧固。使用塞尺检查抗力片与线缆间隙，最大间隙不得大于0.5mm。完成后进行简易气密性试验：管口一端封堵，另一端加压至500Pa，30秒内压力降不大于50Pa。

【等级标记】本关卡通过者，视为达成【核心】教学目标。

（四）系统集成·平战转换专项攻坚（20分钟）

1.配电箱战役：暗埋还是明装？【热点·高频违规】

【规范精讲】《人民防空地下室设计规范》7.3.4条强制性条款：配电箱不得嵌墙暗装于临空墙、防护密闭墙及密闭墙。此规定是因暗装箱体削弱墙体等效厚度，形成防护薄弱点-10。

【两难情境】教师抛出某地铁商业区人防工程真实矛盾：建筑专业要求通道墙面平整美观，电气专业为满足规范只能挂墙明装，导致箱体突出墙面120mm，影响疏散宽度。如何解决？

【策略生成】小组讨论3分钟，提出三大解决路径：

（1）调整箱体选址，移至清洁区内非承重隔墙（如值班室轻质隔墙），允许暗装但需满足耐火极限；

（2）采用超薄型配电箱，配合墙面局部包柱处理；

（3）设计阶段预留配电间，集中明装。

【价值升华】此环节无标准唯一答案，重在训练学生在规范刚性约束下寻求功能平衡的系统思维。

2.三种通风方式信号系统全流程测试【热点·实战】

【系统构成】该系统包括：值班室内信号控制箱、出入口最里一道密闭门内侧的通风方式灯箱（红黄绿三色）、防护密闭门外侧的防爆呼唤按钮。

【安装实训】在实训墙上安装防爆呼唤按钮预埋盒，重点核验其与门框的相对位置——应设置在防护密闭门外侧，距门框边200-300mm，底边距地1.3m-8。

【联动试验】利用低压安全电源模拟控制箱，学生按压呼唤按钮，值班室侧蜂鸣器鸣响；旋转控制箱旋钮，灯箱依次显示红、黄、绿三色，并伴随不同频率音响。

【职业习惯养成】强调标识清晰：红色灯罩标注“隔绝”，黄色标注“滤毒”，绿色标注“清洁”。此标识着色标准已纳入最新《人民防空工程设备设施标志和着色标准》，军地联合验收时一票否决。

3.柴油电站平战接口预留【拓展·选做】

针对学有余力小组，设置移动电站配电回路预留端子排的识别与绝缘测试任务。明确战时柴油发电机组可暂不安装，但引入电缆、控制线缆及接地干线必须敷设到位，仅预留机组接线端子-8。此环节体现“长期准备、重点建设、平战结合”的人防建设方针。

（五）评价反馈与工程交付（10分钟）

1.成品气密性实测

每组完成全部安装工序后，将预埋管组件接入智能气密性检测仪。屏幕直接读取泄漏量数值，对照规范限值自动判定合格/不合格。若不合格，系统推送该组操作过程中的关键缺陷截图（如密闭肋焊渣未清理、抗力片螺栓未拧紧）。

2.三维扫描逆向比对

使用手持式三维扫描仪对小组完成的墙体模块进行扫描，生成点云模型并与BIM设计模型进行碰撞比对。系统自动输出“预埋偏差值”及“遗漏构件清单”。此环节使学生直观感受数字建造时代“所见即所得”的质量管控模式。

3.课后延伸任务

【个人作业】登录学校虚拟仿真实训平台，完成“某防空专业队工程电气平战转换方案”编制。需在一周内提交包含“预留套管统计表”“平战转换封堵大样图”“设备清册”三部分的PDF文档。

【小组作业】针对实训过程中发现的某一工艺难点（如过线盒密封填料干缩裂缝），设计一项小改小革创新方案，下节课进行3分钟路演。

六、教学评价设计

本课程拒绝单一的终结性试卷考核，采用“过程性量规+产品级验收”双轨制。

（一）过程性量规（占比60%）

量规维度包含：安全规范执行（严禁带电操作、穿戴绝缘鞋）、工具复位习惯、团队协作时效、规范条文检索速度等四项。每项设立“能手-合格-待改进”三档，对应分值权重分别为15%、15%、15%、15%。其中，【非常重要】的是安全规范项，凡出现管口对人、焊接未戴面罩、模拟带电操作者，该次实训成绩一票否决，需重修安全模块。

（二）产品级验收（占比40%）

以小组为单元提交的预埋管组件作为“产品”接受验收。评价标准完全对标《人民防空工程质量验收与评价标准》（RFJ01-2015）第12章电气安装：

1.主控项目（60%权重）：密闭肋焊缝质量、抗力片朝向、过线盒密封填料密实度、接地电阻值（≤1Ω）。任何一项主控项目不合格，产品判定为“需返工重修”，小组得分不高于60分。

2.一般项目（40%权重）：管口防腐、标识标牌、成品保护膜包裹完整性、备用管管口封堵严实度。

【创新点】引入“质监站模拟角色”：每组选派一名学生担任“建设单位代表”，另一组学生交叉担任“质监员”，依据规范条文对邻组产品开具《监督记录》，教师对双方争议点进行最终仲裁。此环节极大激发学生的规范研读热情，实现从“被考核者”到“考核者”的角色翻转。

七、板书与数字化映射

（一）结构化板书逻辑

尽管教学以实操为主，仍需在黑板上固化核心逻辑链。板书分为三个区域：

1.核心概念区：书写“防护≠密闭”“预埋冗余=战时生命线”“冲击波路径管理”三句箴言。

2.参数锚定区：醒目位置固定标注“壁厚≥2.5mm”“管径DN50-80”“抗力片≥6mm”“双面满焊”四个强制参数。

3.痛点警示区：手绘简易缺陷示意图——密闭肋偏心、过线盒倾斜、抗力片平行放置，并用红色粉笔打叉。

（二）学习通平台数据沉淀

课前通过平台发布预习任务：观看微课《三分钟看懂密闭肋》，完成5道客观题。课中通过平台发起投票、随机选人、电子举手。课后平台自动汇总各小组气密性试验数据，生成班级常模分布图。教师针对低于常模一个标准差的小组，推送个性化强化训练包。

八、教学反思与持续迭代

（预设）本课最大挑战在于将高度标准化的规范条文转化为具有探究价值的实训任务。实训中可能出现部分小组片面追求焊接外观美