中职机械制造技术专业二年级《热气流烘干送砂设备安全操作规范》实训教案

中职机械制造技术专业二年级《热气流烘干送砂设备安全操作规范》实训教案

一、教学分析

（一）教材分析

本课内容选自国家规划教材《铸造设备操作与维护》项目三任务二“送砂及烘干系统运行管理”。该任务在全书中处于承上启下的关键位置：学生在之前项目已掌握造型材料基础性能及混砂机操作，后续将学习浇注系统及铸件清理；而热气流烘干是树脂砂、水玻璃砂工艺中控制型砂水分与温度的核心环节，送砂工的安全操作能力直接决定烘干效率、设备寿命及现场零事故目标的达成。教材原文侧重于设备结构图解与分步操作指令，但对“风险辨识—预防控制—应急处置”的安全素养闭环呈现不足，且未充分体现智能铸造背景下人机协同作业的新规范。本次教学设计在教材基础上，重构了以典型工作任务为载体的安全操作能力培养体系，引入企业7S管理标准与铸造行业安全生产标准化评审规范，强化跨学科工程伦理意识。

（二）学情分析

授课对象为中职机械制造技术专业二年级学生，已完成《机械基础》《电工电子技术》《钳工实训》等课程，具备常用工具使用、简单电路识读及机械传动分析能力。此前在铸造实训车间进行过混砂机观摩及辅助上料操作，对车间环境有一定感性认知，但未独立操作过带燃烧系统的烘干设备。优势在于：对实物操作兴趣浓厚，易于被真实生产情境调动，模仿能力较强；劣势在于：对隐蔽性风险（如燃气泄漏、静电积聚、余热烫伤）预判不足，应急反应易凭直觉而非程序化处置流程，且部分学生对枯燥的条文背诵存在抵触心理。因此本课必须将枯燥的规程“任务化”“可视化”“体感化”，在“做中学、学中悟”中建立规范操作的条件反射。

（三）教学目标

根据《中等职业学校机械制造技术专业教学标准》及铸造行业职业技能鉴定规范，结合职业核心素养培育要求，设定以下三维目标：1.知识目标：能准确复述热气流烘干送砂系统启动前检查的三级确认点；能完整口述送砂过程中堵料、超温、燃气泄漏三种典型异常工况的紧急停机顺序；能列举个人防护用品（PPE）缺失可能导致的五种职业伤害【重要】。2.能力目标：依据《热气流烘干安全操作点检卡》独立完成班前设备润滑及密封性试漏；规范操作送砂变频器参数切换并同步观察烘干滚筒出口砂温曲线；在模拟故障台架中，45秒内完成“紧急停机—切断气源—人员疏散—上报”四步应急处置流程【非常重要】【高频考点】。3.素养目标：树立“任何事故皆可预防”的核心理念，在实训全程自觉执行工具归位、洒砂清扫、气阀常闭等7S行为；建立“我的安全我负责，他人安全我有责”的团队联保意识【热点】。

（四）教学重难点

1.教学重点：（1）启动前对燃烧器、风机、输送带的联锁安全确认；（2）运行中砂温超标的判断标准与调整权限边界；（3）紧急状态下的“一键急停+气源隔离”双重保险操作【非常重要】。2.教学难点：（1）理解热气流烘干系统“风压—砂流—火焰”三者的耦合关系及其在故障时的连锁反应逻辑；（2）从“被动服从规程”到“主动辨识风险”的安全思维跃升【难点】。

（五）教学资源与准备

1.场地：铸造虚拟仿真实训室（用于原理推演）与真机实训区（用于实操）联动，真机区设置真实热气流烘干送砂试验台，其中燃烧器已进行教学化改造，配置旁通泄压管路及独立点火测试接口。2.设备：倾斜式滚筒烘干机、燃气燃烧器（模拟燃料为压缩空气）、螺旋送砂机、斗式提升机、脉冲袋式除尘器、便携式多气体检测仪、红外测温枪、钳形电流表。3.教具：3D打印烘干机透明教学模型、安全锁具模拟箱（含8把个人锁及小组锁）、故障案例VR眼镜体验模块。4.耗材：耐热手套、防护面屏、耳塞、防尘口罩、专用点检记录本、红黄绿三色磁力贴（用于设备状态标识）。5.信息化手段：学习通平台推送微课《一分钟看懂送砂烘干协同控制》，AR扫码查看设备内部风道走向，电子白板实时投屏学生操作细节并标注风险点。

二、教学策略

（一）教学模式

采用“工学结合、理实一体”的项目化教学模式，整课以一个完整生产班次为时间轴，将安全操作规程解构为“班前准备—班中作业—班后保养—异常应急”四个子任务。全程嵌入“风险辨识—规程对标—动作固化—素养养成”四阶能力递进线，模拟铸造企业“师带徒”情境，教师扮演车间安全主管，学生分组成立“送砂作业班组”，各班组设轮值班长、安全员、主操手、辅助岗，通过轮岗实现全员全流程深度参与。

（二）教学方法

1.行动导向法：以“接收作业计划—执行送砂任务—交付合格型砂”为明线，以“隐患排查—规范操作—应急处置”为暗线，双线交织推进课堂。2.体感训练法：针对烫伤、夹伤、粉尘侵入等风险，设置“高温管路触觉警示贴”“运动部件卷入体验装置”等低风险体感教具，强化风险记忆【非常重要】。3.正反案例对比法：精选近三年铸造企业同类型设备典型事故监控录像，剪辑为20秒短视频，引导学生以“事故调查员”身份还原违章点。4.数字孪生辅助法：利用烘干机数字孪生系统，实时映射真机运行参数，在仿真界面设置参数极限，观察错误操作导致的虚拟故障扩散动画。

（三）教学评价

摒弃单一技能点考核，构建“安全素养积分银行”动态评价体系。权重分配：过程性评价占70%（其中点检表规范填写15%、操作流程标准化25%、团队安全互查20%、应急演练用时10%），终结性评价占30%（包含理论机考与实操认证）。特别设立“安全吹哨人”加分项，鼓励学生主动上报实训中发现的微小隐患，并将评价结果纳入期末《铸造工》课程综合成绩。评价主体多元化：教师通过移动终端实时评分，组长依据《班组安全绩效看板》互评，个人自评聚焦“我今天有无冒险省事行为”。

三、教学实施过程

本环节按“课前预学—课中六阶—课后拓学”螺旋上升结构设计，总学时4课时（每课时45分钟）。课中六阶分别为：情境唤醒（15分钟）—风险勘探（40分钟）—规程解构（35分钟）—仿真淬炼（30分钟）—真机闯关（40分钟）—复盘升华（20分钟）。全程贯穿安全等级标记与考点提示。

（一）课前预学阶段（依托学习通平台）

教师发布任务包：观看微课视频《热气流烘干，看不见的热浪》，时长8分钟。视频采用第一人称视角，呈现送砂工从更衣室穿戴、进入车间、启动设备到突发爆燃的全过程，在关键帧处设置暂停答题。学生需完成两个预学作业：作业一，在视频截图中圈出至少5处不符合安全规范的操作细节，上传至讨论区并互评；作业二，查阅资料简述燃气燃烧器火焰监测器的作用，以语音留言提交。教师通过后台数据筛选高频错误点（如忽视静电释放柱、未检查泄压阀），作为课中精准切入的靶向素材。

（二）课中教学六阶实施

第一阶：情境唤醒——沉浸入戏，建立责任契约

上课铃响，实训区照明调暗，环幕投影播放某铸造厂“百日安全”晨会实况，营造临场感。教师以车间主任身份下达今日作业计划：为某液压件铸造生产线连续供应水分低于0.3%、温度45℃±2℃的烘干石英砂2.5吨。各班组即刻进入角色，领取《送砂工安全作业票》。教师展示一张未系下颌带的安全帽照片，提问：“这算防护穿戴合格吗？为什么？”学生立即意识到细节疏漏。此环节不急于纠错，而是点燃“我要安全”的内驱力【非常重要】。

第二阶：风险勘探——化整为零，透视设备脾性

将全班分为四个“隐患排查专案组”，每组配发平板电脑，内置烘干送砂系统三维爆炸图，分别聚焦四大子系统：A组（供热系统：燃烧器、助燃风机、燃气管道）、B组（输送系统：螺旋给料机、皮带机、滚筒）、C组（控制系统：温控仪表、变频器、传感器）、D组（除尘与气源处理系统）。任务指令：每组在20分钟内，结合预学知识及现场实物，找出本系统最可能造成“人身伤害”的三个风险源，并用红黄蓝标签纸在设备物理点位张贴。教师巡视引导，适时追问。例如，当A组触摸燃气软管时，教师提示：“橡胶软管连接处用什么工具紧固？多久更换？”引出防爆卡箍与金属软管强制更换周期【重要】。各组派代表用“风险发布会”形式汇报，教师同步在电子白板生成全班风险图谱。汇总后发现，学生普遍遗漏“长时间停机后管道内残余砂料结块，启动时瞬间堵转导致传动链断裂飞溅”及“除尘器灰斗积尘未清，遇高温烟气引发阴燃”等隐蔽风险点【难点】。此时教师不做直接纠错，而是出示两份真实事故鉴定报告摘要，学生对比后恍然大悟，主动将遗漏点补入图谱。此阶段结束前，教师系统梳理热气流烘干送砂九大核心风险要素：（1）燃气泄漏与点火爆炸【非常重要】【高频考点】；（2）滚筒外壁及出料口高温烫伤【非常重要】；（3）运动部件卷入【非常重要】；（4）型砂粉尘爆炸五边形条件【重要】；（5）高处作业平台坠落【重要】；（6）噪声性听力损伤【一般】；（7）电弧灼伤（电气柜带电作业）【一般】；（8）人体静电引燃【重要】；（9）起重辅助设备脱钩【一般】。

第三阶：规程解构——由表及里，内化操作逻辑

此阶段不再逐条宣读安全规程文本，而是引入“操作逻辑链”学习法。以启动流程为例，教材列出8个步骤，学生易死记硬背。教师将其重构为三条逻辑链：能量链（燃气→火焰→热风→砂温）、物料链（湿砂→给料→烘干→排料）、控制链（参数设定→反馈调节→阈值报警）。逻辑链交叉点即关键确认点。教师手绘三大链条交互图，并邀请学生用磁力卡片在黑板移动，搭建正确启动顺序。在此过程中，师生共同凝练出启动“三字经”——气测漏、风预吹、火后点、料缓增、温稳调；停机“四必须”——先断料、后熄火、再空转、冷散尽。每一句口诀对应一个强制性安全原理，如“风预吹”是为了扫清炉膛内残留燃气，防止点火爆燃，风量、吹扫时间均有国标底线【非常重要】。教师进一步设问：“为什么停机后滚筒必须空转至温度低于60℃？”引导思考热变形与余热烫伤双重危害。继而拓展至检修环节的“上锁挂牌”程序，利用锁具模拟箱演练个人锁、集体锁的加解锁纪律【热点】。至此，学生已从机械记忆升维为原理性记忆。

第四阶：仿真淬炼——试错熔炉，低成本的深度体验

为避免真机误操作风险，本阶段在数字孪生仿真站进行。每2人一工位，运行铸造虚拟工厂软件，设定三种典型任务场景：场景A（正常工况：目标砂温45℃，当前湿砂含水6.5%），场景B（异常工况：运行中引风机故障跳闸，炉膛正压冒火），场景C（应急工况：燃气泄漏报警仪数值骤升）。学生需依次以主操手身份完成全流程操作，软件后台自动记录参数调整轨迹、按钮点击顺序及反应时间。特别设计“试错特权”环节：在仿真场景中故意制造违规操作（如未吹扫直接点火、戴手套触摸正在运行的变频器），触发爆炸特效或设备损毁动画，以视觉冲击强化错误行为与严重后果的神经联结。一名学生在试错后感叹：“原来爆燃的冲击波是这样从观察孔喷出来的！”【非常重要】。教师巡视各工位，重点观察学生面对报警信号时是否出现“先确认再消音”的习惯，并抓拍典型错误界面投屏至主屏幕，全班集体复盘：若在真机，此时损失几何？此环节高频考点密集爆发：点火前吹扫计时（不少于20秒）、运行中燃气压力低限报警处理、砂温超调后的回调操作权限等，均在沉浸式操作中被反复强化【高频考点】。

第五阶：真机闯关——肌肉记忆，从规范到本能

此阶段返回真机实训区，实施“四步认证法”。第一步，静态确认：主操手佩戴安全帽、护目镜、防尘口罩、耐热手套（非帆布，专业耐热型），站在静电释放柱前，等待安全员持气体检测仪扫描周身。班长从工具柜取出《班前点检卡》，逐项朗读，主操手指口述应答并同步动作，如：目视燃气压力表指针在绿区、拉动皮带机急停拉绳开关复位、触摸风机壳体无异常温升【非常重要】。第二步，空载联调：启动助燃风机，测试风压开关动作是否灵敏；开启滚筒旋转，倾听有无异响。第三步，带载启动：教师设定一个模拟障碍——出料管测温热电阻虚接，导致温度显示异常偏低。学生必须依据“参数反常即风险”原则，暂停启动程序，使用备用红外测温枪复核，并上报“仪表故障”。此环节刻意制造非计划性干扰，检验学生对规程的灵活应变而非盲从【难点】。第四步，平稳运行与交接：在设备连续送砂5分钟内，操作者需每2分钟记录一次砂温、滚筒电流、除尘器压差，并观察视镜内料流分布。助岗人员模拟供应商送货人员靠近设备，主操手立即做出“禁止跨越警戒线”手势。铃声响起，模拟午间交接班，交班者必须清理干净落砂，并将运行工况、遗留问题如实填写在交接班记录簿，接班者对照确认并签名。整轮闯关，每位组员轮换不同岗位至少一次。教师手持《行为安全观察卡》，记录典型安全行为与不安全行为，不立即打断，待轮次结束后进行精准反馈。

第六阶：复盘升华——由技入道，塑造安全人格

各班组返回研讨区，围坐成U型。首先，每位学生用便签纸书写一个“我今天养成的安全微习惯”，如“打开控制柜门前先用背面触摸验电”“调节风阀后顺手将工具放回挂架”。教师将便签汇集至大树形海报，寓意安全行为蔚然成林。随后，教师展示本课开头的晨会照片，反问：“现在你认为，那条未系的下颌带，可能带来什么后果？”学生回答从“帽子会掉”进阶至“低头作业时被运转部件钩挂帽檐致颈椎伤害”。认知跃迁清晰可见。最后，教师进行价值引领：安全操作规程不是束缚自由的枷锁，而是守护生命与职业尊严的盾牌；每一次标准作业，都是在向社会输出“中国铸造工匠”的责任感。播放一段事先录制的优秀毕业生（现为铸造车间值班长）寄语：“师弟师妹，我在生产线上遇到过无数次紧急情况，能活下来、零伤害，靠的就是在学校里养成的肌肉记忆——手比眼快，规程在心。”课堂在掌声中结束，情感共鸣达到高点。

（三）课后拓学阶段

1.技能强化：开放实训室晚自习时段，学生可组队预约进入虚拟仿