资源简介

手工电弧焊板对接平焊
【学科】焊接基本技能实训
【课题】手工电弧焊板对接平焊
【课时】3课时（135分钟）
【设计理念】
本课秉承“以学生为主体”的理念，采用混合式教学方法。课堂分为课前、课中、课后三个实施阶段，按课前云平台线上预习、课中AR虚拟焊接、课后云平台课外练习的流程进行。利用现代信息化教学手段，实现AR模拟和大数据应用融入实训课堂，实现实训课堂与岗位技能的无缝对接。在动态的教学过程中采用多元化的教学和评价手段，让不同层次的学生在理实一体的课程中树立对焊工技能学习的信心，提升实训教学的有效性。注重培养学生耐心、细心、专心的职业素养，传承和发扬精益求精的工匠精神。
【教材分析】
本课题选自高等教育出版社出版的《焊接基本技能实训》模块一任务6的内容。实训载体的选用是结合企业生产中岗位技能、焊工职业技能和焊接专业教学标准的综合需求，选用平板I型坡口对接项目。帮助学生理解并掌握如何控制焊缝的直线度、宽度和余高的关键技能，为后续其他坡口的板对接焊学习打下扎实的基础。
【学情分析】
本次授课的对象是中职一年级焊接专业的学生。他们形象思维优于抽象思维，图像捕捉强于声音接收，技能操作胜于文字理解。为扬长避短，增加学生自信心，一方面教师在课堂上适时鼓励引导，另一方面需要通过信息化的教学手段来配合。
在本课学习之前，学生已熟悉焊接设备使用、焊接工艺选择、焊接姿势规范，已学会定位点焊、引弧、运条、接头和收尾等操作方法，会使用游标卡尺、焊缝万能量规，能判断一般的焊缝缺陷，有一定的检测基础。
【教学目标】
知识目标：熟悉I型坡口对接平焊的工艺参数与施焊步骤，领会施焊要领。
技能目标：掌握正确的I型坡口对接平焊技能，获得合格的焊缝质量。
素养目标：在技能熟练形成中，培养学生自主学习的能力、团队合作的意识和精益求精的工匠精神。
【教学重难点】
教学重点：熟悉I型坡口对接平焊的工艺参数与起弧、运条和焊条角度。
教学难点：学会通过控制运条手法来保证焊缝的直线度、宽度和余高。
【重点、难点剖析】
焊接实训作为以掌握手工操作技能为主的课程，将I型坡口对接平焊的工艺参数与操作要领作为教学重点；焊接工艺参数选择正确与否，直接影响焊缝的形状、尺寸、焊接质量和生产率，所以将通过调整工艺参数控制焊缝的直线度、宽度和余高作为教学难点。焊接时有强烈的弧光，会影响学习与观察，借助焊接AR虚拟训练，通过数据反馈实时帮助学生矫正操作中出现的各种问题，经过反复练习从而突破难点。
【教学思路】
新课堂提倡以学生为主体，教师为主导，强化学生职业素养全方面发展。借鉴翻转课堂的教学模式，按课前、课中、课后三阶段进行。
【教学方法与手段】
基于本课特点运用了自主学习，小组合作、直观演示等教学方法，借助超星学习平台、微课、soldamatic AR模拟设备、思维导图等信息化手段让学生在做中学，学中做，学练中理解知识掌握技能。
【课前准备】
1.学生分组：小班化教学，共16人，分成4组，每组设组长1人。
2.理实一体化车间（多媒体）。
3.设备、工具：焊机、焊件、焊帽、敲渣锤、钢丝刷、焊条仿真系统、游标卡尺、焊缝万能量规。
【教学过程】
环节 文案设计
课前任务 登入超星学习平台（图2），教师上传微课、导学案（见附件任务书--导学案）等相关资料，发布学习任务，学生完成任务并上传。 图1 超星学台 图2 班级二维码 图3微课
教学准备(5min) 1. 检查出勤，分发任务书（见附件二）。2. 贯彻7S课前安全、素养、节约；课中整理、整顿；课后的清扫、清洁。3．做好本次课的实训准备工作。设计意图：通过“7S”的落实，让学生注重实训规范和安全文明生产，强化职业素养的培养。
第一环节情境导入(5min) 看一看 提兴趣播放视频：观看情境视频：校企合作企业承接了“变形金刚”工艺品制作项目，由我校学生制作，学生在I型坡口对接平焊的焊制过程中，出现许多焊缝缺陷，请求老师帮助，从而引出课题——手工电弧焊低碳钢板I型坡口对接平焊。 图4 变形金刚任务 图5 焊缝差的图片师：提问：视频中焊缝存在哪些缺陷 生：观看视频，回答：直线度不好，余高、余高差不符，焊缝宽度不合格 ，未焊透， 咬边，焊瘤 ，烧穿。师：今天的任务就是学习I型坡口对接平焊的操作。设计意图：播放视频，基于企业生产项目为实例引出课题，以任务为导向引出课题重点，激发学生探索学习的兴趣。
第二环节吸收内化(30min) 讲一讲 促效度（10min） 教师活动：学生通过课前任务学习微课，完成导学案，在课堂中汇报知识点。学生活动：各组展示学习成果擎天柱队--图纸分析材料Q235，为普通低碳钢，板长200mm，板宽100mm，厚度4mm。常见的坡口有I型、V型、Y型、X型、K型、U型等。6-16mm的板件常用V型坡口焊接，6mm以下用I型坡口焊接，根据选材，采用I型坡口焊接。大黄蜂队—工艺分析焊条：根据焊件材质选用E4303型焊条（使用前焊条要进行烘焙，烘焙温度为100 至150摄氏度，时间为1至2小时。烘干后的焊条放在焊条保温桶内，随用随取）。焊机：山大奥太WSM-400逆变式手弧焊机。工艺参数：采用直径为Φ3.2mm的焊条，电源极性为反极性，定位焊时，选择电流120-130A，正面焊时选择电流110-120A，反面焊时选择电流120-130A。焊接速度根据熔池融化速度和焊缝宽度进行调整。威震天队--焊前准备劳保用品和工量具：焊帽、手套、焊条保温桶、角向打磨机、钢丝刷、敲渣锥、钢直尺、游标卡尺、焊缝万能量规等。混天豹队—焊接步骤步骤一 选择毛坯步骤二 清理坡口 步骤三 调整间隙步骤四 定位点焊步骤五 正面焊缝焊接步骤六 冷却、敲渣和焊缝测量步骤七 反面焊缝焊接步骤八 冷却和敲渣图6 学生课堂展示设计意图：新课堂以学生为主体，教师为主导。通过分组展示汇报知识点，从中了解学生掌握知识的程度，激发学生学习兴趣，活跃课堂，培养学生与人沟通的能力。理一理 明流程（5min）教师活动：综合各组展示，教师进行点评，并对利用思维导图知识进行梳理，更清晰易懂。学生活动：听教师讲解，记录正确的焊接参数和焊接操作流程，修改、完善导学案图7 操作流程图8 操作步骤图9 教师讲解焊接操作要领：（1）引弧：直击法或划擦法引弧。（2）运条：采用直线式或直线往复式运条法，焊接中保持稳定的电弧长度。（该内容是本课难点所在，故通过AR虚拟技术来突破该难点）（3）焊条角度：焊条与工件纵向夹角为70-85°，与工件径向夹角为90°焊接速度要均匀，运条手法要平稳注意事项：为保证反面焊道的焊缝质量，对正面焊道进行检测。首先使用游标卡尺检测宽度，宽度控制在5-8mm，宽度差≤2mm，使用焊缝万能量规检测余高，余高控制在0-3mm，余高差≤2mm。设计意图：教师利用思维导图进行知识梳理，清晰易懂，使学生快速掌握工艺参数的选择和操作要领，明确施焊步骤。
第三环节实战演练(70min) 试一试 挖深度（20min）教师活动：教师组织学生进行AR虚拟焊接练习，通过录像回放，分析模块对操作者的焊接姿势、参数选择、焊枪角度、焊接速度等检测点进行数据分析，了解学生掌握情况。借助AR模拟，运用口诀突破难点。操作口诀：心静、气匀、手稳、眼精。学生活动：学生分组进行AR虚拟焊接练习，四人一组，依次练习。经教师学生指导，根据分析模块的数据反馈结合操作时的标识矫正焊接方法，再反复练习。设计意图：AR虚拟焊接技术有利于矫正焊接姿势与工艺参数选择，可以依次循环，反复练习，锤炼技能难点，掌握操作技巧，培养精益求精的工匠精神。AR虚拟焊接技术节能环保，减少对身体的物理伤害及危险性。运用该信息化手段从根本上突破本课难点。图10 AR模拟焊接标识图11 AR模拟场景图12 AR分析模块图13 AR试练成绩图14 AR复练最好成绩秀一秀 再强化（15min）教师活动：教师对I型坡口对接平焊操作进行示范，利用直播展现。学生活动：观看直播，学习整个操作过程。图15 教师实操示范设计意图：通过教师实践演练，使同学们串联本课知识点，打造技能链条，巩固焊接步骤和操作要领。练一练 锤技能(35min)教师活动：教师组织学生分组实操，强调安全防护和焊接操作7S规范；巡回指导并开启工位监控系统，记录学生焊接时存在的问题。 学生活动：学生两人一组进行实操，根据操作流程完成低碳钢板I型坡口板对接平焊的练习。实践操作时一人练习，一人观察，根据云平台提示做好比对记录（焊接安全规范、工艺流程、焊接步骤等环节），依次进行实操练习。 图16 学生焊接 图17 学生测量图18 工位监控系统设计意图：学生通过实操练习将理论知识在实践中得到升华，小组合作练习，增强学生团队协作意识；规范的操作流程，培养学生的职业素养。
第四环节评价考核(20mim) 评一评 知多少成果评价:根据评分标准，测量工件焊缝，经过学生个人自评、组内测评，在平台上传工件成绩，组内测评后选取最好的工件进行组间互评，教师复核，评出 “技能之星”并分享经验。 图19 组内测评 图20 学生自测焊缝宽度 图21 学生自测焊缝余高 图22 技能之星图23 工件分数的柱形图过程评价:教师通过课前任务、课堂巩固、AR模拟、实践操作四方面结合云平台数据对学生在课堂中出现的典型问题（如电流选择、焊接角度与速度控制）进行强调，并作出综合评价，选出“学习先锋队”。 图24 学习先锋队 图25 教师点评图26 小组分数设计意图：通过多元化的教学评价，对学生从甄别式的评价转向发展性评价，既关注学生的学习结果，更关注他们的学习过程；通过评选技能之星和学习先锋队，提升学生产品质量意识，激发学生岗位竞争意识。
布置作业(5min) 学生在云平台上相互交流，总结 I型坡口平板对接操作要点。在云平台上进行视频找茬（根据动画找出手工电弧焊不规范动作）。 图27 学生做课后作业3、完成下次课的预习内容。
板书设计
教学反思 一、借助云平台信息化资源，通过后台数据统计，了解学生完成课前预习情况，培养学生获取信息，学习新知的能力。二、AR虚拟技术的使用节能环保，突破学生控制焊缝直线度、宽度、余高的难点，学生焊缝质量合格率提升了25%，提升了课堂效率。三、云平台大数据的统计，为多元化的教学评价提供便利，快速有效地反馈课堂学习效果。四、课堂教学中如何引导学生合理使用手机，仍是中职信息化课堂探索的方向。
附件： 任务书
图纸
对接平焊导学案
图纸分析
学习微课，填写工艺分析表
焊条 型号： 烘干温度： 时间：
焊机 型号： 电源极性:
定位焊 电流： 位置：
正面焊 电流：
反面焊 电流：
焊前准备
1、辅助工量具：
2、防护用品：
写出微课中I型坡口对接平焊的操作步骤。
四、I型坡口对接平焊操作中要注意哪些事项？
学生工作页
学习内容
学习内容：熟悉I型坡口对接平焊的工艺参数与施焊步骤，领会施焊要领。
掌握正确的I型坡口对接平焊技能，获得合格的焊缝质量。
操作技术要领：
根据下面的练习，请在云平台完成。
一、理一理，你学懂了吗？
（1）I型坡口对接平焊时，定位点焊的电流（ ）
A、100-110 B、110-120 C、120-130 D、130-140
（2）I型坡口对接平焊时，正面焊道焊接电流（ ）
A、100-110 B、110-120 C、120-130 D、130-140
（3）I型坡口对接平焊时，反面焊道焊接电流（ ）
A、100-110 B、110-120 C、120-130 D、130-140
（4）I型坡口对接平焊时，焊条与焊材夹角（ ）
A、纵向夹角90°，径向夹角70-85°
B、纵向夹角70-85°，径向夹角90°
C、纵向夹角70-85°，径向夹角80°
D、纵向夹角90°，径向夹角90°
（5）焊条选择直径、型号（ ）
A、φ3.2 E4303 B、φ2.5 E5016 C、φ3.2 E5015 D、φ4.0 E4303
（6）对下面的操作步骤进行正确的排序 （ ）
A、清理坡口。B、定位点焊。C、调整间隙。D、选择毛坯。
E、正面焊接。F、反面焊接。G、冷却和敲渣。H、冷却、敲渣和焊缝检查。
二、试一试，你能得几分？
写出AR虚拟仿真的试练成绩和最好成绩，上传云平台（ ）（ ）
三、练一练，你学会了吗？
观察教师示范，对照操作标准步骤和规范，按要求焊接工件，请组员检查将结果记录在云平台。
操作步骤及规范 是 否
1、安全防护是否做好。
2、工量具7S是否规范。
3、清理坡口是否正确。
4、调整间隙是否正确。
5、定位点焊电流120-130A是否正确。
6、定位点焊位置是否在0-15mm范围内。
7、正面焊接电流110-120A是否正确。
8、正面焊接电流焊条角度纵向夹角70-85，径向夹角90是否正确。
9、敲渣清理是否干净。
10、焊缝检测宽度（ ）。A、 <5mm B、5-8mm C、>8mm B
11、焊缝检测宽度差（ ）。A、 ≤2 B、＞2 A
12、焊缝检测余高（ ）。A、 <0mm B、0-3mm C、>3mm B
13、焊缝检测余高差（ ）。A、 ≤2 B、＞2 A
14、反面焊接电流是否为120-130 ？
15、敲渣清理是否干净？
16、焊缝检测宽度（ ）。A、 <5mm B、5-8mm C、>8mm B
17、焊缝检测宽度差（ ）。A、 ≤2 B、＞2 A
18、焊缝检测余高（ ）。A、 <0mm B、0-3mm C、>3mm B
19、焊缝检测余高差（ ）。A、 ≤2 B、＞2 A
20、7S是否规范？
是否出现安全事故和违规操作？
四、测一测，你达标了吗？
根据评分标准（见附件）对施焊工件进行评分，将分数上传至云平台
五、想一想，有什么改进吗？
本次任务的成功之处有哪些？不足之处有哪些？如何改进？
评分标准
手工电弧焊板对接平焊
操作流程（一）审读图样
（二）工艺分析
（三）焊前准备
（四）操作步骤
选择毛坯→清理坡口→调整间隙（始焊端1mm，终焊端2mm）→定位点焊（电流120-130
→正面焊缝焊接（电流110-120A）→冷却、敲渣和焊缝测量（测量宽度和余高）→反面焊缝焊接（电流120-130A）→冷却和敲渣
焊接操作要领：
（1）引弧：直击法（2）运条：采用直线式或直线往复式运条法，焊接中保持稳定的电弧长度。（3）焊条角度：焊条与工件纵向夹角为70-85°，与工件径向夹角为90°。
操作口诀：心静、气匀、手稳、眼精
强调：安全文明生产和7s规范

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