高职机电专业《起重葫芦安全规程》项目化教学设计

高职机电专业《起重葫芦安全规程》项目化教学设计

一、课程定位与目标设计

（一）课程定位

本课程是高职机电一体化技术专业、智能控制技术专业二年级核心技能课程《起重机械操作与维护》的项目模块。在前期学习了机械基础、液压与气动、电工电子技术等课程基础上，本模块聚焦于起重作业中最常用的轻小型起重设备——起重葫芦，旨在培养学生严格按照安全技术规程操作、维护、检查各类起重葫芦的综合职业能力。课程对接《中华人民共和国特种设备安全法》及特种设备作业人员考核要求，是学生考取“起重机械指挥”或“桥式起重机司机”等相关特种作业操作证的重要支撑模块。

（二）教学目标设计（基于布鲁姆教育目标分类）

1、素质目标（情感与价值内化）

【非常重要】培养学生“安全第一、预防为主”的安全生产意识，牢固树立“生命至上”的职业安全伦理观。

养成严谨细致、按章操作、一丝不苟的“工匠精神”。

强化团队协作意识与现场作业环境下的有效沟通能力。

2、知识目标（认知与理解）

【基础】准确表述手拉葫芦、手扳葫芦、电动葫芦的基本结构组成、工作原理及主要技术参数。

【核心】完整复述各类起重葫芦的安全操作规程、日常检查内容及定期检验要求。

掌握常见故障的识别方法、产生原因及应急处置措施。

3、能力目标（实践与应用）

【高频考点】【难点】能够依据国家标准（如GB/T3811-2008《起重机设计规范》、JB/T5317-2016《环链电动葫芦》等）和安全技术规范，熟练完成对在用起重葫芦的作业前检查、规范操作、作业后处置。

能够识别作业环境中的危险源，并正确选用与工况匹配的起重葫芦及吊索具。

在模拟故障场景下，能准确判断故障类型并采取正确的停机、报告等应急处理程序。

二、教学内容深析与重构（基于工作过程系统化）

本课程打破传统学科知识体系，以起重葫芦的“全生命周期安全使用”为逻辑主线，重构为四大教学模块：

1、模块一：认知与选型——起重葫芦家族的安全基因【基础】

2、模块二：规范与操作——手拉葫芦与手扳葫芦的人机协同安全【核心】【高频考点】

3、模块三：电力驱动与智能控制——电动葫芦的操作安全与防护【难点】【热点】

4、模块四：维保与检验——全生命周期的安全管理【重要】

三、教学实施过程（详案）（总学时：8学时，含4学时理论+4学时理实一体/实训）

（一）启动阶段：创设情境，引出任务（15分钟）

【教师活动】

通过多媒体播放一段经过剪辑的施工现场短视频合集。第一段视频展示工人规范使用电动葫芦吊装预制构件，动作流畅、信号清晰、现场有序；第二段视频展示因手拉葫芦超载且链条扭曲，导致起重链断裂，重物坠落的事故现场照片及动画模拟。播放结束后，教师提问：“同样是起重，为什么结果天壤之别？一个看似简单的‘小葫芦’，背后隐藏着哪些可能致命的‘安全密码’？”

【学生活动】

观看视频，形成强烈的视觉与情感冲击。在教师引导下，围绕“是什么导致了事故？”“如何避免？”等问题进行头脑风暴，初步感知课程内容与自身未来岗位职责的紧密关联。

【设计意图】

通过正反案例的对比，【非常重要】在课程伊始便牢牢树立学生的安全意识，激发其对“安全规程”这一核心知识点的探究兴趣，明确学习目标。

（二）探究与建构阶段一：解码“葫芦”的安全基因（模块一，1学时）

1、核心知识讲授：从原理理解安全

【教师讲解】

（1）手拉葫芦（HSZ型为例）：

【基础】结构剖析：教师利用三维拆解动画，直观展示其核心部件：起重链轮、手拉链轮、棘轮棘爪制动系统（【重要】安全核心）、行星齿轮减速机构、吊钩（含防脱钩装置）、起重链条。

【难点】安全原理详解：重点讲解“棘轮棘爪式制动器”的工作原理。强调其“常闭式”设计特点——即在无外力操作时，依靠负载和弹簧压力使棘爪卡住棘轮，实现自动制动。这是手拉葫芦【核心安全部件】。任何导致棘爪、棘轮或弹簧失效的因素（如磨损、油脂冻结、异物卡阻）都会直接导致制动失灵。

（2）手扳葫芦：

结构特点：区别于手拉葫芦的垂直提升，强调其钢丝绳/链条的往复牵引功能，适用于水平、倾斜或非直线牵引。【热点】在狭窄空间、输电线路收紧等特殊工况下的应用优势。

安全要点：夹紧机构的自锁性能是核心，必须确保钳口无磨损、弹簧有力。

（3）电动葫芦（CD1/MD1型为例）：

结构组成：起升电机（锥形转子电机）、减速器、卷筒/链轮、吊钩、运行小车（电动单轨/双梁用）、电气控制系统。

【重要】【高频考点】安全保护装置详解：必须逐项讲解其功能与阈值设定。

a、起升限位器：重锤式或导杆式，防止吊钩“冲顶”或“蹲底”。

b、运行限位器：防止小车运行至轨道两端脱轨。

c、超载限制器：【核心安全装置】当起吊重量超过额定载荷的105%~110%时，自动切断起升电源。讲解其传感器类型（电子式或机械式）与工作原理。

d、相序保护与缺相保护：防止电机反转或因缺相而烧毁。

e、锥形制动器：断电时，依靠弹簧压力使电机转子轴向移动，压迫制动盘实现制动。

2、课堂互动：参数识读与选型模拟

【教师活动】展示多个不同规格（1t、3t、5t、10t）和不同品牌的手拉葫芦、电动葫芦铭牌。

【学生任务】分组讨论，识别铭牌上的关键信息：额定起重量、起升高度、试验载荷、工作级别（M3、M4等）、出厂编号、制造日期。给定几个实际工况（如在机械车间吊装3t机床部件、在建筑工地吊装钢筋捆、在化工厂防爆环境吊装桶装原料），让学生模拟选择合适的葫芦类型和规格，并说明理由。

【教师点评】强调【基础】选型不当是最大的安全隐患之一，必须确保葫芦的额定起重量大于等于吊重重物，且严禁超载。防爆环境必须选用防爆葫芦。

（三）探究与建构阶段二：人机协同下的规范操作（模块二，2学时，理实一体）

1、手拉葫芦操作实训（1学时）

【教师示范】（在室外或大型实训场地进行）

（1）作业前检查：【重要】【高频考点】

a、外观检查：吊钩、链条、壳体有无裂纹、变形、严重锈蚀。

b、功能检查：拉动链条，检查运转是否灵活，有无卡链、跳链现象。

c、制动器检查：【核心】将葫芦空载吊起，手动拉动链条提升一段后，松开手，观察重物（或吊钩）是否下滑。允许有微小下滑量（通常不超过一个链环），但绝不允许连续下滑。

d、吊钩检查：特别检查钩口处防脱卡是否完好，钩口变形开口度是否超标（【难点】使用游标卡尺测量，超过原始尺寸15%必须报废），危险断面磨损量是否超标。

e、链条检查：测量链条节距是否拉长，链环直径磨损是否超标。

（2）规范操作流程：

a、起吊准备：确认吊点牢固，重物起吊点与葫芦吊钩垂直对中，严禁斜拉歪吊。

b、试吊：将重物吊离地面100-200mm，悬停观察3-5分钟。再次检查制动器是否可靠，吊点、索具是否稳定，重物是否平衡。确认无误后方可正式起吊。

c、正式起吊：操作者应站在手拉链轮平面一侧拉动链条，用力均匀，避免冲击。严禁人员从重物下方通过或停留。

d、下降：反向拉动链条，控制下降速度，轻放至地面。

（3）安全禁忌：【非常重要】严禁用增加人员或使用加力杆的方式强行超载起吊。严禁将下吊钩翻转到链轮上或链条扭曲使用。

【学生分组实训】

每组4-5人，轮流担任操作手、指挥、监护、记录员。在教师监护下，对指定重物（如专用配重块）进行完整的“检查-试吊-起吊-下降”操作循环。

【巡回指导与纠错】

教师重点观察学生“试吊”环节的执行情况和制动器检查方法，及时纠正斜拉歪吊、链条缠绕、站位不当等危险行为。

2、手扳葫芦操作实训（融入本模块）

简要演示手扳葫芦的穿绳（穿链）、换向扳手的使用、前进与后退的操作，强调其用于收紧或牵引时的锚固点必须绝对可靠。

（四）探究与建构阶段三：电动葫芦的电气安全与智能防护（模块三，2学时，理实一体）

1、电气控制系统认知（0.5学时）

【教师讲解】结合电动葫芦控制箱实物或电路图，分析其主电路与控制电路。

【重要】解读手电门（遥控器）控制逻辑：点动控制、急停开关、上下方向互锁。

【难点】讲解限位器的电气接线原理：如何通过串入控制回路，在达到极限位置时切断对应方向的运行电路。

2、安全操作实训（1.5学时）

【教师示范】在桥式起重机或工字钢悬臂吊上进行。

（1）作业前检查（与手拉葫芦类似，但增加电气部分）：

a、机械部分检查：同手拉葫芦。

b、电气与安全装置检查：【核心】

c、空载试车：操作手电门，检查起升、下降、左右/前后运行是否灵敏、方向正确，有无异常声响。

d、限位器测试：【非常重要】【高频考点】缓慢开动小车至轨道端部，检查运行限位是否有效切断电源并停车；缓慢提升空钩，检查起升上限位是否在吊钩滑轮组距离卷筒/链轮约200-300mm时可靠动作并切断起升电源。

e、超载限制器测试：（有条件的实训室可用标准砝码）逐步加载至额定载荷，再微增至110%额定载荷，观察超载限制器是否报警并切断起升（仅允许下降）。

f、钢丝绳/链条检查：检查排列是否整齐，有无断丝（钢丝绳）、压痕、扭曲。

（2）规范操作流程：

a、操作者必须站在操作位置，视线良好。

b、起吊、运行应平稳，做到“慢起、慢行、慢落”。

c、起吊重物必须在垂直位置，严禁用葫芦拖动重物。

d、运行过程中，重物底部应高于地面障碍物至少0.5米。

e、作业完毕，将吊钩升至距地面2米以上高度，或按指定位置停放，切断主电源。

【学生分组实训】

模拟“吊装-平移-落位”的完整工作循环。重点训练起升与运行机构的协同操作，以及对限位器的敬畏——【重要】严禁将限位器作为正常停车手段使用，必须由操作手主动控制停止位置。

【故障模拟与应急处理】教师随机设置故障（如操作时误触急停、运行中突然断电、听到异常异响），考察学生的应急反应：立即切断电源、悬停现场、报告老师，而不是盲目自行处理。

（五）深化与拓展阶段四：维保检验与事故分析（模块四，2学时）

1、日常维护与定期检验（1学时）

【教师讲解】从设备管理员或维保人员视角，讲解安全管理的“闭环”。

（1）日常维护（每班/每日）：清洁、润滑（链条、吊钩滑轮轴承）、检查紧固件松动、检查吊钩转动灵活性。

（2）定期检验（月度/年度）：【重要】

a、检验周期与内容：依据《起重机械安全规程》和厂家说明书。通常包含全面解体检查（如拆解手拉葫芦清洗制动器摩擦面、检查棘爪磨损）、静载试验（1.25倍额定载荷）、动载试验（1.1倍额定载荷）。

b、报废标准详解：【高频考点】【非常重要】对照实物或图片，逐条讲解吊钩（裂纹、开口度超标、磨损超差、变形）、链条（链环伸长率、磨损、裂纹）、制动器（棘爪、棘轮齿磨损）、钢丝绳（断丝数、直径减小、腐蚀、变形）的具体报废数值。

c、记录管理：强调维保记录、检验报告是安全管理的重要证据链，必须真实、完整、可追溯。

2、典型事故案例分析（1学时）

【小组研讨】提供几份真实的事故调查报告（脱敏后）：

案例A：某工地手拉葫芦吊钩断裂，原因是长期超载使用且钩口磨损严重未报废。

案例B：某车间电动葫芦吊运工件时坠落，原因是制动器摩擦片受油污污染，制动力矩不足。

案例C：某仓库电动葫芦冲顶，导致钢丝绳拉断，原因是起升限位器被人为短接（屏蔽）。

【研讨议题】

（1）事故的直接原因和间接原因是什么？

（2）违反了哪条安全规程？

（3）如果你是现场人员，如何避免这场事故？

（4）从管理层面，应吸取哪些教训？

【成果分享与教师总结】

各小组派代表分享讨论结果。教师最后从“人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不良影响、管理的缺陷”四个维度进行深度总结，【非常重要】再次强化“规程是用血的教训写成的”这一理念，使学生理解严格执行规程是对自己、对家庭、对企业、对社会最大的负责。

（六）总结与考核阶段：成果固化与能力评价（15分钟）

1、知识点思维导图梳理

【师生共建】在教师引导下，学生通过回答，共同构建本模块的“知识-技能-安全”三位一体思维导图。核心主干是“四大模块”，分支延伸到“结构原理”、“操作规范”、“检查要点”、“维保报废”、“应急处理”等。强化知识的系统性与逻辑关联。

2、随堂测评与作业布置

（1）随堂测评（线上或线下）：10道选择题/判断题，覆盖【高频考点】，如：手拉葫芦制动器形式、电动葫芦超载限制器动作值、吊钩报废标准、限位器使用禁忌等。即时反馈，查漏补缺。

（2）课后作业：

【基础作业】撰写一份手拉葫芦/电动葫芦的“作业前点检表”，要求项目齐全、标准清晰。

【拓展作业（选做）】调研本校或周边企业的一种起重葫芦，拍摄照片，根据所学知识，对其安全状况进行诊断，并写一份简短的安全评估报告。培养跨学科视野下的工程实践与问题解决能力。

四、教学资源与环境保障

1、实训条件：配备标准起重葫芦实训区，包含不同类型的完好手拉葫芦（1t、3t）、手扳葫芦、环链电动葫芦及配套工字钢轨道、控制箱。准备配重块、各种吊索具、卡尺、报废零件样品。

2、数字化资源：三维结构拆解动画、安全操作规范视频、事故案例库（含动画还原）、在线测试题库。

3、教材与规范：选用国家规划教材《起重机械操作与维护》，并配套提供《起重机械安全规程》（GB6067.1-2010）等国家标准摘录。

五、