任务名称

手工转盘创新设计

授课时数

4

授课对象

机械制造技术专业中职二年级（飞鹰100班）

所属课程

机械装配基本技能

授课地点

飞鹰工坊实训基地

授课形式

混合式教学

参考资料

参考教材

浙江大学出版社《机械装配与调试》

职业标准

1.国家职业技能标准《车工》四级

2.国家职业技能标准《钳工》四级

教材处理

本课参考“十三五”中等职业教育改革发展示范学校建设成果《机械装调与技能训练》，设计以手工转盘生产过程为综合实践项目，以专业——职业——行业——就业——创业“五业贯通”的理念，按手工转盘创新优化过程为主线，设计了测绘——加工——装配——创新四个任务模块，依据普通车床操作工、装配钳工职业技术标准和课程标准，结合《机械装配与调试》教材内容，展开创新设计、零件的加工与检验、装配与调试三个子任务，共计16课时，实现作品—产品—商品的转换。

学情分析

对象分析：机械制造技术专业中职二年级，他们活泼好动，个性鲜明，但缺乏学习目标，在调研过程中发现，85%的学生讨厌传统僵化教条的理论教学，喜欢以实践形式为主的教学模式，在开设的实践学科中，积极主动，合作钻研，解决了各类问题，每个学生实践学科成绩突出，在国家乡村振兴的战略大背景之下，他们希望利用自身所学所得为乡村产业发展助力，同时提高综合能力和职业素养，为将来实现个人职业发展梦想打好坚实的基础。

基础分析：已完成《机械制图及CAD》、《机械基础》等专业理论课程的学习，具备了一定理论知识基础，并通过《钳工基础》、《普车车削技术训练》等前置实践类课程的学习，90%的学生掌握车钳工基本操作技能，具备了两个工种的技术储备，但设计创新的能力总体偏弱，运用所学专业知识解决问题的能力有待提升，难以对接行业更高要求的岗位能力。

素养分析：通过课前调研，85%的学生对手工转盘在使用过程中出现的问题讨论十分积极，并且觉得有意愿、有能力去改进手工转盘，在培养自身的设计能力的同时，拓宽了自身机械专业知识结构，意图通过所学知识和技能为乡村振兴贡献自己一份力，同时为自己职业护照上增加更多技能勋章主观动力十分明显。

教学目标

知识目标

1.熟练掌握手工转盘的结构；

2.熟悉手工转盘的工作原理；

3.熟悉手工转盘的缺陷机理。

能力目标

1.能利用调研手段发现手工转盘的工作缺陷；

2.能利用螺纹、轴、轴承有关知识对手工转盘进行设计改进；

3.能利用Inventor软件进行零件模型的绘制与改进；

素质目标

1.通过课前的实地调研，培养学生实事求是的工作态度，以及“没有调查就没有发言权”设计意识；

2.通过课前讨论，课中小组讨论，小组互评等方式，培养学生发现问题、解决问题的能力；

3.通过对传统手工转盘的设计改进，增强乡村振兴和强乡有我的责任意识；

重点

难点

教学重点

1.针对手工转盘轴承难拆卸问题的解决方案；

2.针对手工转盘同轴度不可调问题的解决方案。

教学难点

1.手工转盘易拆卸方案的实现过程；

2.手工转盘同轴度可调方案的实现过程。

教学资源

信息化资源：学习通、绘图软件、智慧实训系统

传统教学设备：钳工校本教材、零件图纸、调查问卷

教学策略

整个教学过程将产品从设计、加工、装配调试与机械技术员岗位要求紧密融合，践行“以学生为主体，教师为主导”的职教理念，将职业素养教育贯穿始终。以任务引领、问题导向的“6P”进阶教学模式为主要教学策略，引导学生学会学习，学会思考，学会创新。

教学环境

以手工设备为原型，构建了理实一体、虚实融合的飞鹰工坊实训基地，充分对接了企业实际/真实的工作环境，既让学生身临其境地体验工作情境，同时也加强了学生对未来岗位的认知。

教学

环节

教学内容及过程

教师活动

学生活动

设计意图

（一）课前准备（Prepare）

任

务

导

入

分组领取任务，进行调研：

1.教师发布课前调研任务；

2.学生领取任务，小组讨论，确定调研的问题和内容，开展分组调研，并根据现有手工转盘咨询专业人士一些关于其使用、销售、加工过程中遇到的问题。

场景1图

场景2图

场景3图

场景4图

3.进行调研数据分析、讨论，制作汇报PPT，并上传教学平台。

图-数据反馈平台

图-学生制作PPT

课前进行学生分组；

利用超星教学平台发布调研任务；

检查学生教学平台上的调研情况，并记录重要调研数据。

明确调研任务，根据任务要求做好调研准备；

分组分别对企业工坊、私人工坊、紫砂工具销售点、技术人员进行调研；

整理调研数据，分析讨论形成调研报告,制作汇报PPT，准备进行课堂交流展示。

通过课前调研，让学生知晓手工转盘在紫砂行业的重要性，并通过调研，让学生自发地去发现存在问题。

根据不同使用对象的调研，依据既定事实依据来进行针对性的改进设计，符合设计思维流程。

对调研数据进行反馈分析，得出有效结论，为设计改进提供方向。

教学

环节

教学内容及过程

教师活动

学生活动

设计意图

（二）任务计划（Plan）

课

堂

翻

转

第

一

小

组

汇

报

第

二

小

组

汇

报

第

三

小

组

汇

报

第

四

小

组

汇

报

1.教师播放关于调研重要性的视频，让学生通过视频引入调研的起因，也是设计产品必须要走的流程。

图——

2.课堂翻转,学生自主，教师引导，小组学生准备调研情况的汇报。

3.学生分组进行调研情况汇报。

图——学生汇报图

小组1（对象：私人工作室）：

图——

问题1：铸铁制造转盘较为笨重（进行情景演示怎么演示笨重）。大盘结构单一且使用范围较小。

小组市场调研： 常用材料不锈钢、胶木、45钢、ABS硬塑料。

小组建议：根据长久使用性能和牢固度的分析，建议采用不锈钢盘面。

问题2：手工转盘整体高度不符合人体工程学，长期工作容易造成腰肌劳损，颈椎受伤。

小组市场调研：从业者大部分拥有腰肌劳损，颈椎病等职业病。

小组建议：根据小组收集整理大部分坐姿舒服的桌椅的高度数据，取合适的高度值去设定。（调研PPT中有数据调查）

问题3：铸铁手工转盘的盘面长期使用后容易包浆，茶壶等器皿放置并旋转后滑出盘面几率较大，影响使用。

小组建议：加工时，注意严格按照图样表面粗糙度要求。

问题4：手工转盘回转速度，在长时间使用后，会有卡死现象。

小组建议：加润滑油或换轴承

问题5：手工转盘中轴承损坏，就无法拆卸维修，需要整体更换或重新购买，成本较大。

小组建议：暂无用书本知识貌似不能解决问题，需要求助工坊导师

小组2（对象：小型制陶企业）

图——

问题1：制作器皿有茶杯、茶壶、花盆，需要更换不同盘面的转盘，在器皿制作品种较多时，需要准备多种型号的整体转盘，增加企业生产负担。

小组建议：采取向下兼容原则，用以上几种型号中最大的一种盘面。

问题2：手工转盘整体高度不合理，长期工作，容易形成职业病。

小组建议：调整高度，符合人体要求。

问题3：长时间使用后的手工转盘出现回转卡死现象，企业生产量大，转盘故障率极高。

小组建议：从产品新买入时起，增加维护保养的频率。

问题4：市面上采购的有些手工转盘的盘面晃动较大，影响紫砂器皿手工制作整体效果（平整度、圆度等）

小组建议：设计可调整精度的转盘。

小组3（对象：机械技术人员）

图——

问题1：手工转盘卡死现象频繁，是因为轴承质量的好坏。

技术员建议：选用质量好的轴承，但单个轴承因厚度不够而回转稳定性差，难以保证同轴度和平面度。

小组讨论建议：可以使用双轴承，增加回转厚度。

小组提问1：双轴承的选用有哪些使用注意点？

技术员答：选择厚度合适，不能影响整体高度的轴承。也需符合下盘的基座高度，允许的情况下选用双轴承，且单个精度和牢固度好的轴承。

小组提问2：大小盘连接配合用哪一种比较合适？

小组讨论建议：过盈配合

问题2：使用双轴承后，提高了稳定性，但一旦轴承损坏，很难拆修，只能整个紫砂转盘报废。

小组建议：暂无，需要求助导师

问题3：转盘铸铁制造，不仅重量大，且加工时粉尘较大，对生产者身体损害较大。

小组建议：更换材质，争取做到成本控制的同时，减轻生产者的身体伤害和使用品质最大化。

小组4（对象：紫砂工具销售点）

图——

问题1：手工转盘整体高度不可调，长期使用易引起职业病。

小组建议：查阅数据，根据我们日常生活中最常用的坐姿高度数据来设定。

问题2：手工转盘使用者，平时不注重保养，有水渍和泥渍侵入轴承内部，长期使用会产生锈蚀，导致出现转盘卡死的现象。

小组建议：按每周一次进行维护保养。

问题3：轴承损坏频率较高，一旦损坏就整个转盘报废。

小组调研：传统手工转盘无法维修原因是下盘孔底无拆卸空间。

小组建议：设计增加下盘内孔的拆卸空间。

教师播放视频。

教师引入小组调研情况的汇报，要求学生认真听取其他组汇报。

教师导入，指示第一小组指派一人上台汇报，并要求其他小组认真听取汇报工作，对第一小组提出的问题和建议进行思考。

教师巡视各小组对汇报的听取认真情况，要求各小组学生做好笔记，参与接下来的讨论。

教师要求各小组反思第一小组汇报内容，并引入第二小组的汇报工作。

教师要求各小组反思两个小组汇报内容，并引入第三小组的汇报工作。

教师巡视各小组对汇报的听取认真情况，要求各小组学生做好笔记，参与接下来的讨论。

教师要求各小组反思三各小组汇报内容，并引入第四小组的汇报工作。

学生观看视频，了解调研的起因。

小组讨论，指派一人作为代表进行调研情况的汇报。

第一小组代表上台进行汇报，就转盘材料、高度、盘面包浆、转盘卡死、轴承损坏等问题进行汇报，并提出相关的初步建议。

学生听取第三小组汇报，并对其有不同建议之处做好笔记。

第二小组代表上台进行汇报，就转盘直径、高度、转盘卡死、盘面晃动等问题进行汇报，并提出相关的初步建议。

第三小组代表上台进行汇报，就转盘卡死、转盘重量及加工粉尘大、轴承难维修等问题进行汇报，并提出相关的初步建议。

学生听取第三小组汇报，并对其有不同建议之处做好笔记。

第四小组代表上台进行汇报，就转盘高度、转盘卡死、轴承损坏难维修等问题进行汇报，并提出相关的初步建议。

让学生意识到“没有调查就没有发言权的”工作精神。

通过学生小组汇报，培养学生汇报演说能力。

分组汇报，展示调研过程，让各小组相互借鉴学习，取长补短。

让学生学会听取汇报的过程中记录关键点，为讨论做准备。

通过不同对象调研，总结问题的异同，找出焦点问题。

分组汇报，展示调研过程，让各小组相互借鉴学习，取长补短。

让学生学会听取汇报的过程中记录关键点，为讨论做准备。

分组汇报，展示调研过程，让各小组相互借鉴学习，取长补短。

教学

环节

教学内容及过程

教师活动

学生活动

（三）任务实施（Practice）

汇

总

共

性

问

题

共

性

问

题

讨

论

共

性

问

题

解

决

方

案

个

性

问

题

讨

论

个

性

问

题

解

决

方

案

1.教师对学生小组汇报进行汇总评价，对各小组的调研成果给予肯定，同时指出共性问题，以及个性问题，引导学生思考如何解决问题。

图——

共性问题见下表

2.学生针对不同小组提出的共性问题的初步改进建议进行讨论、分析是否合理。

图——

（1）小组1认为小组2针对手工转盘高度的建议，没有具体实践意义，小组4的具有实际可行性。

（2）小组2认为小组1和小组3对于转盘重量太大的建议，无参考价值，只是笼统地改了材料，对于整体结构几乎不变。小组3的建议更是侧重于对加工的考虑。

（3）小组3认为小组1对于卡死的换轴承建议欠妥，第一小组明显没看过图纸，传统手工转盘根本没有更换轴承的空间。

（4）小组4认为其他三个小组对于卡死现象的建议，都未直击问题的本质，应该针对水渍、泥渍进行处理，才能彻底解决卡死现象。

3.教师引导学生进行分析探讨，最终形成共性问题解决方案如下：

（1）手工转盘卡死：选用质量好的轴承，并采用双轴承的形式，定期采用清洗剂进行清理水渍、泥渍，做好保养。

（2）手工转盘高度：通过正常坐姿数据调查，依据调研数据进行调整。

（3）转盘轴承无法拆修：内部加深预钻孔和预车孔，增加底部拆卸空间。

（4）转盘重量太重：采用胶木、ABS硬塑料，改进上盘厚度，采用组合装配的形式，节省材料并减轻重量。

4.各小组针对个性问题进行讨论分析

（1）小组1认为小组2针对不同茶壶、茶杯、花盆采取用以上几种中最大的一种盘面欠妥，应该采取可替换式的盘面。

（2）小组2、小组3、小组4认为小组1对于包浆处理建议未能彻底解决问题，可以采用定期清洗包浆的方法。

（3）对于小组2所提出的盘面晃动影响手工制作整体效果的建议，其他三个小组都认同，但如何设计课调整精度转盘，并未说明。

5.教师引导学生讨论，形成解决方案：

（1）采用可替换式盘面；

（2）定期清理包浆，防止包浆形成；

（3）设计可调整精度的转盘，即用法兰与螺纹轴进行上下盘连接。

教师对学生提出的建议进行分析点评，并引导学生思考。

教师调动学生积极性，针对各小组的调研过程中的共性问题，引导学生思考，激发他们的创造性思维。

教师引导学生小组讨论，提出建议，汇总分析评价，形成共性问题的解决方案。

教师引导学生小组针对个性问题再次进行分析讨论，鼓励他们发散思维。

教师引导学生分析总结讨论结果，形成改进方案。

学生小组讨论，再进行组间讨论，大家发散思维、头脑风暴，共同寻求解决方案。

学生针对总结出的共性问题进行小组讨论，并分别提出各组相应的讨论结果，相互指出问题所在。

学生在教师引导下讨论交流，最终得出共性问题的解决方案。

学生小组互评，分别指出各小组个性问题的建议中存在问题，给小组改进提供方向。

学生在教师引导下，确定出最终的解决方案。

教学

环节

教学内容及过程

教师活动

学生活动

（四）任务检验（Probative）

初

步

草

案

市

场

认

证

方

案

展

示

企

业

指

导

技

术

建

议

1.小组合作，针对以上共性问题和个性问题，对传统手工转盘进行创新设计改良，并形成可行性方案。

图——（手工转盘改进草图 ）

2.现场连线紫砂销售人员，对可替换式手工转盘的市场前景进行调查，对方案的市场化前景进行认证。

图——

3.小组运用Inventor软件进行二维、三维图纸的绘制。

图——

4.四小组创新改良方案的展示，小组互评，相互指出对方的不足之处，教师点评，引导讨论，最终各小组问题如下：

小组1问题：M6螺纹未考虑麻花钻钻孔余量

图1

小组2问题：M6螺纹孔钻通，不能实现大盘上表面的平整光滑，而且水渍、泥渍容易侵入。

图2

小组3问题：未考虑减少加工面的接触面积，同时增加加工精度和装配精度，避免螺纹的翻边现象导致的与上盘面贴合不紧密。

图3

小组4问题：螺纹轴中间段未使用扁头，且中间段太短，扳手无操作空间，会导致无法拧紧。

图4

5.企业技术人员入课堂，对各小组方案进行技术性指导。

（1）内部加深预钻孔和预车孔，增加底部拆卸空间没有必要，原手工转盘的轴承可以使用内拉马进行拆卸。

图1

（2）上盘可以依据法兰尺寸，在不影响的前提下，进行轻量化设计。

图2

（3）选用外六角螺母不妥，法兰的设计不够外六角螺丝拧入空间

图3

（4）大小盘未只进行倒角，依然解决不了磕碰泥凳问题，应该采用倒圆的方式。

图4

教师巡回指导，指出问题。

教师辅助引导学生，并提供场外连线的设备。

教师巡视，进行辅助答疑。

教师组织引导学生，对各组的创新改良方案进行探讨，找出问题。

教师邀请企业技术人员进行现场指导。

学生小组合作，手工绘制草图。

学生向紫砂销售人员，征求转盘改进方案市场前景。

学生用软件进行模型绘制。

学生依据教师要求，小组讨论，指出各小组设计方案中问题。

学生听取企业技术人员对各组方案的技术性指导。

教学

环节

教学内容及过程

教师活动

学生活动

（五）任务完善（Perfect）

整

改

形

成

终

案

1.各小组根据指导意见，进行针对性整改，形成最终方案。

图——

2.教师对各小组完成情况进行评价，并选出方案最完善的小组。

教师巡回指导，提供辅助引导。

教师点评，对各组完成情况给予评价。

学生根据意见，作出方案的最终修改。

学生上交最终方案。

教学

环节

教学内容及过程

教师活动

学生活动

（六）课后延伸（Prolongation）

拓

展

延

伸

紫砂转盘高度是否可以设计成可调节式的？

教师进行点拨，使学生能顺利完成改良。

学生提出设想，课后去进行设计改良。

教学反思

本课程是机械制造技术专业的专业必修课，本项目是学生学习了机械加工基础技能课程、车工、钳工等基本操作技能的基础上，能够针对市场调研情况，以专业的思维角度去人性化地解决问题，并形成最终可实行的解决方案。

亮点：

1.通过课前四种不同场景的实地调研，精准抓住产品在各方面存在的不足，分析调研数据，以数据呈现客观事实。

2.小组讨论进行课堂汇报，实现学生为主体的课堂模式，通过汇报锻炼学生的演讲能力，通过小组互评，综合共同建议，形成改进方案。

3.连线紫砂销售人员，确立市场前景，动手绘制方案模型，三维立体展示，还原产品外形与功能，通过企业技术人员现场指导，进行技术性改进，形成最终产品。

不足：

1.学生对于设计流程所需要做的工作，认知性不足，需要教师提点；

2.所采用突破教学重难点的手段略有单一。