高职建筑工程技术专业二年级《钢筋直螺纹套筒连接技术》教案

高职建筑工程技术专业二年级《钢筋直螺纹套筒连接技术》教案

一、课程基本信息

课程名称：建筑施工技术

授课课题：钢筋机械连接之剥肋滚轧直螺纹套筒连接技术

授课对象：高职建筑工程技术专业二年级学生

授课地点：一体化教室（配备虚拟仿真系统）+校内实训基地（钢筋加工棚）

参考学时：2学时（90分钟）

课型：理实一体化课

二、教学设计理念与目标

本课程设计秉持“行动导向”的职业教育教学理念，深度融合“岗课赛证”综合育人模式。以实际工程项目为载体，将行业标准、施工规范与课堂内容无缝对接。课程目标并非简单的知识传授，而是着力于培养学生在钢筋工程领域的“关键能力”——即依据标准解决实际问题的技术应用能力、精益求精的工匠精神以及安全生产的职业素养。通过虚拟仿真与真实实操的有机融合，实现从“懂理论”到“会操作”再到“能质检”的递进式能力提升。

三、教学重难点与教学策略

教学重点：钢筋丝头的加工工艺流程及质量控制标准；套筒连接的安装方法及拧紧力矩控制；相关规范（JGJ107-2016）核心条款的掌握。【非常重要】【高频考点】

教学难点：丝头加工质量的实时判定与缺陷成因分析；连接接头质量问题的预防与整改措施；对机械连接接头受力机理的抽象理解。【难点】【重要】

教学策略：采用“四阶递进、虚实结合”的教学模式。第一阶段为“情境导入与原理剖析”，在教室利用三维模型和动画，破解受力机理难点；第二阶段为“虚拟仿真与工艺拆解”，在机房或一体化教室利用VR/AR资源，让学生沉浸式拆解工艺流程，熟悉设备操作，进行“无风险”的试错学习；第三阶段为“现场实操与技能习得”，在实训基地分组进行真实钢筋的加工与连接，将虚拟经验转化为实际操作能力；第四阶段为“质量检验与总结提升”，引入施工现场质量员、监理员的角色扮演，对实操成果进行检测与评价，强化质量意识。

四、教学实施过程（核心环节，详案）

（一）课前准备与任务驱动

教师通过教学平台发布课前预习包，内容包含：一段由中铁某局制作的三维技术交底视频【7】【8】，展示钢筋直螺纹连接在超高层建筑或大型桥梁核心筒中的应用场景；一份真实的《某项目钢筋机械连接专项施工方案》（节选）；以及两个引导性问题：“为什么在现代混凝土结构中，直螺纹连接能逐渐取代焊接和绑扎搭接？”“如果你是一名钢筋班组长，你会从哪几个方面控制施工质量？”要求学生以小组为单位，搜集身边建筑工地的钢筋连接实例图片，初步建立感性认识，并在平台上提交一个关于施工质量的疑问。【基础】

（二）课堂实施第一阶段：情境导入与原理剖析（15分钟）

1.情境创设：展示一组震撼的现代建筑——上海中心大厦或港珠澳大桥的钢筋施工现场照片，【非常重要】引出核心问题：百米高空的钢筋如何连接才能确保结构在地震、强风下安全可靠？进而对比三种连接方式（绑扎、焊接、机械连接）的优缺点。特别强调，根据《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2016），在承受动力荷载的关键部位，机械连接的优势无可替代，而剥肋滚轧直螺纹连接因其综合性能优异，已成为当前应用最广的主流技术。【10】

2.原理剖析：播放直螺纹连接工艺原理的FLASH动画，直观展示钢筋通过冷轧工艺产生塑性变形形成螺纹，并与套筒内螺纹紧密咬合，实现力的有效传递。教师结合动画点明其核心优势——“强度高、延性好、施工快、质量稳”，并引出接头分级的概念（Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级），【重要】阐述不同部位对接头等级的要求。例如，框架梁柱端箍筋加密区若无法避开接头，必须采用Ⅰ级或Ⅱ级接头且百分率受限【4】。此环节旨在构建学生的“结构安全观”。

（三）课堂实施第二阶段：虚拟仿真与工艺拆解（20分钟）

1.沉浸式学习：学生进入虚拟仿真实验室或使用个人移动终端，打开钢筋工程虚拟仿真软件。教师不再进行枯燥的“满堂灌”，而是扮演“施工指导员”的角色。学生以第一人称视角进入虚拟钢筋加工厂，任务是对一根直径为25mm的HRB400钢筋进行直螺纹丝头加工。

2.工艺拆解与交互操作：【非常重要】

1.3.步骤一：钢筋端头切割。学生在虚拟界面中必须选择正确的“砂轮切割机”，而非被严禁使用的“气割”。【基础】系统会对错误操作发出报警，并提示“气割导致端头材质脆化，严禁使用”。【2】

2.4.步骤二：滚丝轮调整与设备启动。学生需根据钢筋规格（Φ25）在虚拟设备上输入对应的滚丝轮参数，调整行程挡板。界面会同步显示正确的丝头长度要求（如Φ25丝头长度应为30mm，公差范围±1P）。【9】这是加工精度控制的第一步，【难点】学生可在此反复尝试不同参数设置，观察虚拟丝头质量的变化（如过长导致套筒无法拧到位，过短导致有效螺纹圈数不足）。

3.5.步骤三：剥肋滚轧过程。点击“启动”按钮，观察钢筋在滚丝轮作用下逐渐形成螺纹的微观过程。虚拟系统会随机设置故障，如“滚丝轮磨损”，学生需要根据加工出的螺纹质量（如出现“丝牙不连续”或“毛刺”），诊断故障原因并“更换”虚拟滚丝轮。【高频考点】

4.6.步骤四：丝头质量检验。加工完成后，学生需拿起虚拟的“环通规”和“环止规”进行检验。系统会实时显示检验结果：环通规是否能顺利旋入？环止规旋入是否超过3P（即3个螺距）？【重要】只有检验合格的丝头，才能进入下一步。虚拟环境中，不合格的丝头会被系统自动标记为“废品”，并引导学生返工思考。

7.常见错误警示：教师集中展示虚拟仿真中收集的典型错误操作，如“未加丝头保护帽”、“丝头严重锈蚀”、“加工时使用油性润滑液”等，【重要】【高频考点】结合规范条文解释这些错误的危害，引出后续实操环节的注意事项。通过虚拟仿真，学生在无成本、无安全风险的环境下，完成了对工艺流程的深度理解与初步技能构建，将抽象的条文转化为具体的操作记忆。

（四）课堂实施第三阶段：现场实操与技能习得（40分钟）

1.工位准备与分组：学生转移到校内实训基地的钢筋加工棚。现场已按“6S”标准布置好：钢筋剥肋滚轧直螺纹机床、砂轮切割机、待加工的HRB400钢筋（Φ25）、通止规、力矩扳手、工作扳手、保护帽、水性润滑液、记号笔等。学生每4人一组，分别承担“主操作手”、“质检员”、“记录员”和“安全员”的角色，【非常重要】岗位轮换进行。

2.教师示范与关键点强调：实训指导教师（企业兼职教师或双师型教师）进行标准化操作演示。边操作边强调核心控制点：

1.3.“一看”：看钢筋端头是否平整，必须用砂轮切割机切平，断面与轴线垂直度偏差≤4°。【2】

2.4.“二调”：调整滚丝轮，确认钢筋规格与滚丝轮对应，调整好行程挡板，锁紧。

3.5.“三加工”：启动设备，匀速推进钢筋，观察螺纹成型过程，使用水性润滑液，严禁使用机油。【9】加工完毕，及时戴上保护帽。

4.6.“四检”：用环通规、环止规检测丝头。通规能顺利旋入，止规旋入长度不得超过3P（约2-3个丝扣），【4】且肉眼观察螺纹牙型应饱满，不得有断丝、秃牙缺陷。丝头长度应为套筒长度的1/2，公差0~2P。【7】

7.分组实操与巡回指导：学生分组开始加工。此时，教师和助教在工位间巡回指导，重点观察：

1.8.设备操作安全性：是否正确佩戴防护用品，是否按规程操作。

2.9.关键参数控制：学生是否掌握了用行程挡板控制丝头长度的方法。

3.10.质量检验执行：学生是否严格使用通止规进行自检，对检验结果的判断是否准确。【高频考点】

4.11.针对操作中出现的问题（如丝头有毛刺、长度超标等），引导学生自己分析原因，例如“丝头有毛刺”可能是滚丝轮磨损或润滑液不足。【难点】

12.套筒连接实操：丝头加工检验合格后，各组进行套筒连接。学生需将两个加工好丝头的钢筋（或其中一个为半成品，另一个为待接长钢筋），旋入标准套筒。使用普通扳手预紧后，再用扭矩扳手拧至规定扭矩值（如Φ25钢筋，终拧扭矩应≥230N·m）。【2】【重要】拧紧后，质检员需检查外露螺纹是否在1P-2P之间，【4】并在连接好的接头处用红油漆划线标记，以便后续浇筑混凝土前检查是否有松动。【2】

（五）课堂实施第四阶段：质量检验与总结提升（15分钟）

1.角色扮演与交叉检验：每组完成的“作品”即为待检的“工程实体”。现在，各组互换角色，由上一组的“操作手”变成下一组的“现场质量员”和“监理工程师”，对上一组的连接接头进行严格检验。检验依据为《钢筋机械连接技术规程》及《滚轧直螺纹钢筋连接接头》（JG/T163-2013）。【重要】【高频考点】检验内容包括：

1.2.外观检查：套筒有无裂纹，钢筋与套筒是否对中，弯折角≤4°，外露螺纹是否超标。

2.3.扭矩复测：随机抽取10%的接头，用扭矩扳手进行复拧，检查扭矩值是否达到标准。

4.问题剖析与数据汇总：“监理工程师”报告发现的质量问题，如“丝头长度超差”、“扭矩不足”、“外露螺纹过长”等。记录员负责将全班的合格率、问题类型进行统计，现场绘制简单的排列图（类似于QC小组活动中的做法），【9】直观展示当前班次存在的“主要问题”是什么。例如，统计显示“外露丝扣不符合要求”是主要问题。

5.教师点评与规范强化：教师结合统计数据，对共性问题进行集中点评。再次强调：

1.6.丝头加工质量（丝扣加工质量不合格）和外露丝扣不符合要求是影响一次连接合格率的两大主因。【非常重要】【9】

2.7.重申《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2016）中关于同一连接区段接头面积百分率的要求：受拉区不宜大于50%，直接承受动力荷载的构件不应大于50%。【4】【10】引导学生不仅要会操作，更要懂得设计和规范对结构安全的深远影响。

3.8.强调隐蔽工程验收的重要性，【4】提醒学生在实际工作中，要留存好影像资料，做好验收记录。

9.拓展提升：提出一个思考题：“如果遇到直径40mm的大直径钢筋，或者是在-20℃的严寒环境下进行冬期施工，我们的工艺控制点会发生哪些变化？”【难点】引导学生关注特殊条件下的施工技术，为后续课程或岗位工作埋下伏笔。

五、课程考核与评价

本课程采用过程性评价与结果性评价相结合的方式。过程性评价占60%，涵盖虚拟仿真操作的正确率、实操环节的规范度、团队协作精神、6S管理执行情况等。结果性评价占40%，主要依据每组最终加工出的连接接头质量检验结果（合格率、优良率）。特别设置“质量卫士奖”和“工匠精神奖”，对在质量控制和精益求精方面表现突出的小组和个人给予加分激励，旨在将“质量第一”的种子深植于学生心中。

六、教学反思

本教学设计力图打破传统课堂的边界，将信息