教学单元的信息化教学设计精选.docx
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教学单元的信息化教学设计精选
“ZD6转辙机认知”教学单元信息化教学设计
教学单元名称
ZD6转辙机认知
课程名称
铁路信号基础
授课时数
3
授课老师
授课班级
铁道信号314-1、2
授课时间
授课地点
网络多媒体教室
所选教材
《铁路信号基础》铁道出版社
一、学情分析（学习需要分析、学习者特征分析）
◆授课对象：
铁道信号专业大一年级下学期学生。
◆专业知识：
学生学过铁道概论，对铁路信号基本知识有所了解，但认识不深，大概知道道岔在铁路中用途，但是具体实现过程不是很了解。
◆专业能力：
已经掌握了铁路信号中的元器件电气符号，能够进行简单电路图的识读。
◆情感态度：
学生逻辑思维能力比较欠缺，但善于观察，比较喜欢直观的表现形式，对实践性知识兴趣浓厚，喜欢动手，喜欢参与。
二、教学目标与内容（教学目标、教学内容、重点和难点）
1、教学目标
知识目标
1.理解道岔在铁路信号中的作用
2.掌握ZD6转辙机结构、及机械动作的实现过程
3.掌握ZD6电路组成及工作原理
技能目标
1.能够进行ZD6转辙机拆装
2.能够排除简单ZD6转辙机故障
情感目标
能够让学生养成良好的观察事物、探究问题的习惯,并增强学习铁道信号专业的积极性
2、教学内容
学生在掌握了铁路信号的基本知识，根据学生认知规律及现有知识结构，整合教材章节内容，采用问题引导的学习方式，通过运用视频、动画以及多媒体课件等信息化手段，使学生认识ZD6转辙机的结构、理解电路原理最终掌握ZD6转辙机实现道岔转换的过程。
本课题选自第四章第二节，ZD6电动转辙机。
在第一节已经学习了转辙机的一些基本概论和知识，本节学习的ZD6转辙机是当前铁路普遍使用的转辙机之一，因此要求重点掌握。
3、重点和难点
重点
重点：
ZD6转辙机如何实现道岔转换。
解决途径：
以提出问题——分析问题——解决问题为教学思路，通过问题引导的方法，结合动画、视频、课件等信息化手段，来帮助学生掌握该重点。
难点
难点：
ZD6道岔的电路分析。
解决途径：
通过将复杂的电路进行动作分解的方法，化繁为简，化难为易。
利用动画的虚拟演示以及实物的动作视频等信息化方式将抽象的电路原理分析直观化，有效化解该知识难点。
三、教学资源
序号
资源名称
设计意图
1
火车过道岔视频
使得学生对道岔有个直观感性的认识，并引入本次课的教学内容。
2
ZD6转辙机内部结构图
帮助讲解ZD6转辙机组成
3
ZD6转辙机的动作顺序视频
帮助讲解ZD6转辙机的动作过程
4
锁闭装置的实物以及结构图
帮助讲解锁闭装置
5
控制电路图
帮助讲解控制电路
6
组合内部图
帮助讲解控制电路室内各元件
7
室内各元件实物图
帮助讲解控制电路室内各元件
8
安全接点图及视频
帮助讲解安全接点
9
移位接触器图及视频
帮助讲解移位接触器
10
自动开闭器图及动作视频
帮助讲解自动开闭器结构和动作
11
定位表示电路演示动画
帮助分析表示电路
12
定位表示相关照片
帮助分析表示电路
13
定操反启动电路演示动画
帮助分析启动电路
14
定操反相关照片视频
帮助分析启动电路
15
道岔挤岔视频
帮助分析挤岔
16
摩擦联结器实物结构图
帮助讨论摩擦联结器
17
挤切装置实物及结构图
帮助理解挤切装置
四、教学方法与教学手段
序号
教学方法/教学手段
设计意图
1
讲解法
对于直观的，认知性的东西，通过讲解法一目了然
2
演示法
对于一些抽象的，看不见的通过动画演示法
3
分解法
将一个完整的同步动作分解成一个个小动作，可以简化内容方便理解
4
问题引导法
通过一个个问题来吸引学生、引导学生思考
5
讨论法
充分发挥学生的主观能动性，让学生自主思考
五、教学过程
1、教学结构流程的设计（图文方式简要说明整体设计思路）
整体教学按照课前准备——问题引入——问题分析——自主探究——问题总结五个步骤开展。
2、教学环节设计
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
教学资源/教学手段
时长
课前准备
问题：
1.在铁路信号中，道岔的作用是什么？
2.道岔的转换方式有哪些？
3.实现道岔转换的设备有哪些？
提出问题
对学生回答的问题进行点评总结
引入该节课的教学内容
小组讨论
回答问题
书本
空间教学资源
网络资料
问题导入法
5
问题引入
问题引入
ZD6转辙机如何实现道岔转换？
展示一段道岔转换，然后火车通过道岔的视频
提出问题
仔细观看视频
对问题进行思考
视频
情景展示
5
问题细分：
【问题一】道岔是如何动起来的？
【问题二】道岔如何保证在火车通过的时候不动？
【问题三】道岔什么时候开始动，什么时候又能够结束动作？
对视频中道岔的动作进行分析
提出三个具体的问题
学生在教师的引导下进行思考
问题分析
【问题一】道岔是如何动起来的？
1.ZD6转辙机组成
电动机、减速器、摩擦连接器，自动开闭器，主轴、动作杆、表示杆、移位接触器，底壳及机盖等组成。
展示ZD6转辙机内部结构的照片
对照照片指出各部件的名称
仔细观察并记住各部件
图片
讲解法
5
2.传动过程及相关部件功能
电动机：
在接线端子上加入额定电压后，电机线圈内有电流流过，从而产生转动。
额定电压为160V，额定电流为2A。
减速器：
把电动机的高转速降低，以提高转矩，便于转换道岔。
主轴：
传动
锁闭齿轮：
拨动齿条块运动，将旋转运动转换为水平运动
齿条块：
带动动作杆运动
动作杆：
带动尖轨使道岔动作。
传动过程：
电机得电转动——减速器降低转速——启动片、速动片传动——主轴传动——锁闭齿轮拨动齿条块运动——齿条块带动动作杆运动——动作杆带动尖轨使道岔动作。
通过视频展示ZD6转辙机的动作顺序，并在此过程中介绍与传动相关部件的作用。
仔细观察记忆理解整个过程，并回答出第一个问题。
视频
分步演示法
讲解法
10
【问题二】道岔如何保证在火车通过的时候不动？
锁闭装置：
主要由锁闭齿轮和齿条块等组成，其作用是构成内部锁闭。
当转换完毕后，锁闭齿轮的园弧面正好与齿条块的削尖齿弧面重合，当齿条块受到水平移动的作用力时，这个力只能沿着锁闭园弧的半径方向传给锁闭齿轮。
所以锁闭齿轮不可能转动，齿条块也不能移动，被固定在齿条块里的动作杆也不能移动，实现了道岔的内部锁闭。
展示锁闭装置的实物以及结构图
对图讲解其锁闭原理
仔细观察记忆理解
图片
讲解法
8
【问题三】道岔什么时候开始动，什么时候又能够结束动作？
1.道岔动作的控制由控制电路完成
控制电路：
道岔的转换以电动机为动力源，给电动机供电的电路为启动电路，道岔处于什么位置由继电器状态来反映，给继电器线圈供电的电路为表示电路。
展示控制电路图
并简单介绍电路图由启动和表示两部分电路组成
仔细观察记忆理解
图片
讲解法
2
2.室内元件介绍
1）熔断器RD，过电流保护
2）表示变压器BB，将220伏道岔表示电源转换为110V
3）1道岔启动继电器1DQJ，当道岔需要转换时吸起，接通启动电路，转换完毕后落下。
4）2道岔启动继电器2DQJ，当道岔转换时完成转极，用来表示启动电路的操作方向和表示电路当前位置。
5）定位操纵继电器DCJ，该继电器吸起，接通向定位操纵的启动电路。
6）反位操纵继电器FCJ，该继电器吸起，接通向反位操纵的启动电路。
7）按钮继电器AJ，当需要操纵道岔时，按下相应操纵按钮，按钮继电器吸起，
8）锁闭继电器SJ
9）定位表示继电器DBJ：
该继电器吸起，表示道岔处于定位。
10）反位表示继电器FBJ：
该继电器吸起，表示道岔处于反位。
11）电容C：
为防止表示继电器为颤动而设，因表示电路用的是交流电源，经过二极管半波整流后，其中交流成份较大，为了不使表示继电器颤动，在表示继电器线圈两端并联一只4uF的电容。
对照电路图、组合内部图以及实物图，介绍电路中室内元件的功能作用
仔细观察记忆理解
图片
讲解法
20
3.室外元件介绍
1）安全接点：
当做检修时，为了保证人身安全断开该节点使转辙机无法启动。
2）自动开闭器：
在转辙机内随机件动作，能自动完成开关作用，随着道岔的转换，正确地接通与断开电动机电路及表示电路。
动作过程，当道岔转换时，减速器输出轴转动会带动启动片转动，使得自动开闭器的速动爪的滚轮抬起，通过调整架带动动接点转向，断开表示电路，同时检查柱抬起，使得表示杆能够跟随尖轨运动。
当转换完毕时，另一侧速动爪滚轮会落如速动片和启动片的槽口中，通过调整架带动动接点转向，接通反方向的表示电路，同时检查柱落入表示杆的槽口中，使得表示杆无法动作。
3）移位接触器：
当齿条块和动作杆发生位移时，它会被顶起，从而断开表示电路。
对照电路图、实物图，介绍电路中室外元件的功能作用
通过视频将自动开闭器的动作过程展现出来
仔细观察记忆理解
图片
讲解法
视频
15
4.表示电路
电路中自动开闭器1.3排接点接通，DBJ吸起，其励磁电路如下：
BBII3→R1-2→X3→电缆盒3→插件3→移位接触器04-03→开闭器14-13-34-33→插件9→整流盒2-1→插件7→开闭器32-31-41→插件1→电缆盒1→X1→2DQJ112-111→1DQJ11-13→2DQJ131-132→DBJ4-1→BBII4.
通过动画演示展示定位表示的励磁电路。
布置任务，要求学生将反位的励磁电路分析出来
仔细观察记忆理解定位表示电路
小组讨论反位表示电路
动画
图片
视频
讲解法
讨论法
20
5.启动电路
操纵方式有如下两种：
a进路式操纵：
排列进路时，按压始、终端按钮后，由选择组网络线使FCJ↑。
B单独操纵：
按压该压道岔单操按钮使AJ↑，按下道岔总反位按钮使ZFJ↑→KF-ZFJ有电。
电路动作程序如下：
1DQJ↑→2DQJ转极———————→电机转动∣定位表示灯熄灭∣→电流表指针偏转
1DQJ励磁电路如下：
KZ→↓CA6→SJ81-82→1DQJ3-4→2DQJ141-142→AJ11-13→FCJ61-62→KF（进路式操纵）→AJ11-12-KF→ZFJ（单独操纵）
（↓CA6为控制台上道岔按钮定位闭合接点，此接点平时闭合，按钮拉出时断开）。
2DQJ转极电路：
KZ→1DQJ41-42→2DQJ2-1→AJ11-13→FCJ61-62→KF（进路式操纵）∣→AJ11-12→KF-ZFJ（单独操纵）
电动机电路：
DZ220→RD3（5A熔断器）→1DQJ1-2→1DQJ12-11→2DQJ111-113→X2→电缆盒2→插件2→自动开闭器11-12→电动机2-4→安全接点05-06→插件5→电缆盒5→X4→1DQJ21-22→2DQJ121-123→RD2（3A熔断器）→DF220.
电机开始转动时，自动开闭器接点由3排接通变为4排接通，接点41-42构通为道岔向回操纵做好了准备。
电机转到底后，自动开闭器接点由1排接通变为2排接通，接点11-12断开，电机动作电路被切断，1DQJ落下，接通道岔反位表示电路如下：
BBII3→R1-2→X3→电缆盒3→插件3-4→开闭器44-43→移位接触器12-01→开闭器24-23→插件10-11→整流盒Z1-2→插件8→开闭器22-21-11→电缆盒2→X2→2DQJ113-111→1DQJ11-13→2DQJ131-132→FDBJ1-4→BBII4.
通过动画演示展示定位操纵反位启动的励磁电路。
布置任务，要求学生将反位操纵定位启动励磁电路分析出来
仔细观察记忆理解
小组讨论反位表示电路
动画
图片
视频
讲解法
讨论法
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自主探究
探究问题：
当道岔被石子卡住，无法完成转换时，会出现什么情况？
1.摩擦联结器
保护电动机和吸收转动惯量的联结装置。
其主要是在道岔因故转换不到底时，电机的电路不能断开，如果电动机突然停转，电动机将会因为电流过大而烧坏。
另外，在正常使用过程中，可以消耗电动机的惯性，以避免内部器件受到撞击或毁坏。
正常情况下，依靠摩擦力，内齿轮反作用于外齿轮，使外齿轮作摆式旋转，带动输出转动，使道岔转换。
当发生尖轨受阻不能密贴和道岔转换完毕电动机惯性运动的情况下，输出轴不能转动，外齿轮受滚棒阻止而不能自转，但在输入轴的带动下作摆式运动，这样外齿轮对内齿轮产生一个作用力，使内齿轮在摩擦制动板中旋转（摩擦空转），消耗能量，保护电动机和机械传动装置。
调整过紧会失去摩擦联结作用，损坏电动机和机件，过松则不能正常带动道岔转换。
其松紧可以通过调整螺母来调整弹簧的压力实现。
标准是1.3---1.5倍的额定电流。
2.挤切装置
包括挤切削和移位接触器，用来进行挤岔保护，并给出挤岔表示。
两挤切削将动作杆与齿条块连成一体。
正常转换时，带动道岔。
当来自尖轨的的挤岔力超过挤切削能承受的机械力时，主副挤切削先后被挤断，动作杆在齿条块内移动，道岔即与电动转辙机脱离机械联系，保护了转辙机的主要机件和尖轨不被损坏。
通过情景再现的方式展现当道岔无法转换时，转辙机内部情况
布置任务让学生自主学习和分组讨论当发生挤岔时，ZD6转辙机那些部件会起作用，工作原理怎样。
学生通过观看视频后，自己查阅书籍资料，然后分组讨论，回答问题。
视频
图片
研讨法
探究法
15
问题总结
通过回答上课初提出的问题的方式来总结今天所学的内容
老师提问
老师点评
学生回答问题
问答法
5
六、教学评价
1、学习评价表
评价项目
评价标准
权重
备注
过程评价
在教学过程中将会对学生的学习过程进行跟踪记录，并对每一阶段的学习进行评价
30%
总结性评价
根据各个阶段的评价最终形成总结性评价，并对表现突出的学生给予奖励。
40%
自我反思评价
学生利用个人空间发布本节课学习心得，供大家交流学习。
30%
2、教学反思
第一、采用问题引导学习方法，引导学生一步步去思考、探索，并通过将动画、视频、课件等信息化技术引入教学，突破了传统教学的局限，更生动直观的展示教学内容，突破教学重、难点。
第二、在教学过程中充分发挥学生自主探究能力，挖掘了学生的潜能，激发了学生“我的课堂我做主”的学习热情，培养自主学习能力。
因此，在教学中我们要善于利用信息技术，及时化解难点，为学生提供前瞻性的指导。
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