玻璃鋼水箱課程設(shè)計(jì)三一、教學(xué)目標(biāo)

本課程旨在通過(guò)玻璃鋼水箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料特性及制作工藝的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握復(fù)合材料在水利工程中的應(yīng)用基礎(chǔ)。知識(shí)目標(biāo)包括：理解玻璃鋼水箱的力學(xué)性能與耐腐蝕性原理，掌握水箱尺寸計(jì)算的基本公式，熟悉常用樹(shù)脂類(lèi)型及固化工藝流程。技能目標(biāo)要求學(xué)生能夠運(yùn)用CAD軟件繪制水箱結(jié)構(gòu)，完成簡(jiǎn)易水箱模型制作，并具備初步的質(zhì)量檢測(cè)能力。情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)則著重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)，以及綠色環(huán)保材料應(yīng)用的環(huán)保意識(shí)。課程性質(zhì)屬于工程技術(shù)類(lèi)實(shí)踐課程，結(jié)合高中階段學(xué)生的抽象思維發(fā)展特點(diǎn)，通過(guò)案例分析與動(dòng)手操作相結(jié)合的方式，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)要求需兼顧理論深度與實(shí)踐操作，確保學(xué)生既能掌握基礎(chǔ)理論，又能提升工程實(shí)踐能力。具體學(xué)習(xí)成果表現(xiàn)為：能獨(dú)立完成水箱設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，繪制三視，并解釋材料選擇依據(jù)；能操作工具完成模型制作，并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告；能對(duì)比傳統(tǒng)水箱材料，闡述玻璃鋼的優(yōu)勢(shì)與局限。

二、教學(xué)內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容圍繞玻璃鋼水箱的核心知識(shí)體系展開(kāi)，確保科學(xué)性與系統(tǒng)性，并結(jié)合高中生的認(rèn)知特點(diǎn)進(jìn)行。教學(xué)大綱具體安排如下：

**模塊一：玻璃鋼水箱概述（1課時(shí)）**

-教材章節(jié)：第3章復(fù)合材料基礎(chǔ)

-內(nèi)容安排：

1.復(fù)合材料定義及分類(lèi)，重點(diǎn)介紹玻璃鋼（FRP）的組成（樹(shù)脂基體與增強(qiáng)纖維）

2.玻璃鋼水箱的應(yīng)用場(chǎng)景（供水、化工、消防等）及與傳統(tǒng)材料（鋼制、混凝土）的對(duì)比

3.水箱行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T系列標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介）

**模塊二：材料特性與性能（2課時(shí)）**

-教材章節(jié)：第4章玻璃鋼力學(xué)性能

-內(nèi)容安排：

1.彈性模量、泊松比、抗拉/抗壓/彎曲強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)解讀

2.耐腐蝕性原理：離子滲透機(jī)理及耐酸堿性能測(cè)試方法

3.熱性能分析：線(xiàn)膨脹系數(shù)與溫度適應(yīng)性案例（如北方地區(qū)冬季防凍設(shè)計(jì)）

**模塊三：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算（3課時(shí)）**

-教材章節(jié)：第5章水箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

-內(nèi)容安排：

1.網(wǎng)格平面布置繪制規(guī)則（常用正多邊形與正方形網(wǎng)格）

2.荷載計(jì)算：靜水壓力、風(fēng)荷載、地震作用簡(jiǎn)化計(jì)算公式

3.壁厚優(yōu)化：經(jīng)驗(yàn)公式（如薄壁容器公式）與有限元仿真初步概念

4.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：法蘭連接、進(jìn)出水管口加固結(jié)構(gòu)

**模塊四：制作工藝與質(zhì)量控制（2課時(shí)）**

-教材章節(jié)：第6章玻璃鋼成型工藝

-內(nèi)容安排：

1.手糊成型法：樹(shù)脂調(diào)配比例計(jì)算（促進(jìn)劑用量控制）

2.模壓成型法：模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)（脫模劑選擇與表面處理）

3.質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：樹(shù)脂滲透測(cè)試、固化度檢測(cè)（紅外測(cè)溫法）

**模塊五：實(shí)踐操作與案例分析（3課時(shí)）**

-教材章節(jié)：第7章工程實(shí)例

-內(nèi)容安排：

1.案例分析：某市政供水項(xiàng)目水箱設(shè)計(jì)變更過(guò)程

2.CAD建模：使用AutoCAD繪制水箱三視及BOM表

3.模型制作：分組完成1:10比例水箱原型，重點(diǎn)測(cè)試結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

教學(xué)進(jìn)度安排：前4模塊采用“理論+仿真”模式，后1模塊強(qiáng)化動(dòng)手能力，總課時(shí)12節(jié)。內(nèi)容緊密?chē)@教材第3-7章，通過(guò)公式推導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照、實(shí)物測(cè)量等手段，確保知識(shí)點(diǎn)的連貫性與實(shí)踐性。

三、教學(xué)方法

為有效達(dá)成課程目標(biāo)，突破教學(xué)重難點(diǎn)，本課程采用多元化的教學(xué)方法組合，注重理論與實(shí)踐的深度融合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與探究欲。具體方法如下：

**1.講授法**：針對(duì)玻璃鋼基礎(chǔ)理論、材料性能數(shù)據(jù)、計(jì)算公式等內(nèi)容，采用結(jié)構(gòu)化講授法。結(jié)合PPT與實(shí)物模型，重點(diǎn)講解樹(shù)脂固化機(jī)理、強(qiáng)度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T14469-2005）等抽象概念，確保學(xué)生掌握核心知識(shí)點(diǎn)?？刂茊未沃v授時(shí)長(zhǎng)在15分鐘內(nèi)，穿插課堂提問(wèn)（如“為何玻璃鋼抗腐蝕性?xún)?yōu)于碳鋼？”）以檢驗(yàn)理解程度。

**2.案例分析法**：選取典型工程案例（如某化工企業(yè)儲(chǔ)罐泄漏事故與玻璃鋼修復(fù)方案），引導(dǎo)學(xué)生分析材料選擇失誤導(dǎo)致的后果，并對(duì)比不同標(biāo)準(zhǔn)（GB/T7103.1-2008與ISO12945-1）下的設(shè)計(jì)差異。案例選取需關(guān)聯(lián)教材第7章工程實(shí)例，通過(guò)小組討論完成“問(wèn)題樹(shù)”分析，培養(yǎng)工程思維。

**3.實(shí)驗(yàn)法**：設(shè)置“材料性能驗(yàn)證”實(shí)驗(yàn)（如樹(shù)脂固化度紅外測(cè)溫對(duì)比實(shí)驗(yàn)），采用分組實(shí)驗(yàn)形式，每組完成3個(gè)變量的數(shù)據(jù)采集（促進(jìn)劑比例、環(huán)境溫度、固化時(shí)間）。實(shí)驗(yàn)前需預(yù)習(xí)教材第6章工藝流程，實(shí)驗(yàn)后撰寫(xiě)包含誤差分析的完整報(bào)告，強(qiáng)化動(dòng)手能力與科學(xué)態(tài)度培養(yǎng)。

**4.討論法**：圍繞“玻璃鋼水箱在海洋環(huán)境中的耐久性提升方案”，辯論式討論。要求學(xué)生結(jié)合教材第4章熱性能與教材第5章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出復(fù)合材料改性建議（如添加碳纖維布），并運(yùn)用SWOT分析法進(jìn)行論證。

**5.CAD輔助教學(xué)**：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊，采用“軟件演示+自主建?！彪p軌制。首先通過(guò)AutoCAD演示網(wǎng)格優(yōu)化方法（教材5.3節(jié)），隨后學(xué)生獨(dú)立完成水箱BOM表生成，教師巡回糾正坐標(biāo)標(biāo)注錯(cuò)誤。

**6.模擬仿真法**：引入有限元軟件（如ANSYS簡(jiǎn)化模塊），模擬水箱在滿(mǎn)水狀態(tài)下的應(yīng)力分布，關(guān)聯(lián)教材第5章有限元初步概念，降低理論理解難度。

多方法協(xié)同實(shí)施時(shí)，需控制各環(huán)節(jié)時(shí)間占比：理論講授不超過(guò)40%，實(shí)踐環(huán)節(jié)占50%（含實(shí)驗(yàn)與建模），案例討論占10%。通過(guò)“課前預(yù)習(xí)-課中互動(dòng)-課后拓展”閉環(huán)設(shè)計(jì)，確保教學(xué)目標(biāo)的可衡量性。

四、教學(xué)資源

為支撐教學(xué)內(nèi)容與多元化教學(xué)方法的有效實(shí)施，需整合以下教學(xué)資源，構(gòu)建立體化學(xué)習(xí)環(huán)境，豐富學(xué)生實(shí)踐體驗(yàn)。

**1.教材與參考書(shū)**

-**核心教材**：選用《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與工藝》（人民郵電出版社，2021版）第3-7章作為主要學(xué)習(xí)載體，確保內(nèi)容與教材章節(jié)的緊密對(duì)應(yīng)。

-**配套參考書(shū)**：提供《玻璃鋼工程手冊(cè)》（化學(xué)工業(yè)出版社，2018版）作為設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)，重點(diǎn)參考第5章水箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)章節(jié)；同時(shí)補(bǔ)充《土木工程材料實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》（高等教育出版社，2019版）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范。

**2.多媒體資源**

-**視頻資料**：收集3個(gè)微課視頻（總時(shí)長(zhǎng)45分鐘），分別涵蓋“樹(shù)脂手糊成型完整流程”“水箱有限元仿真結(jié)果解讀”“行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T14469-2005要點(diǎn)解析”，均與教材第6章工藝內(nèi)容關(guān)聯(lián)。

-**工程案例庫(kù)**：建立包含10個(gè)典型項(xiàng)目的案例集（如某市政供水項(xiàng)目、化工儲(chǔ)罐修復(fù)案例），每案例附設(shè)計(jì)紙（CAD格式）、問(wèn)題清單及教材第7章對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)標(biāo)注。

-**仿真軟件**：安裝ANSYSWorkbench教學(xué)版（簡(jiǎn)化模塊），用于水箱結(jié)構(gòu)受力分析，需提前錄制3個(gè)操作教程（總時(shí)長(zhǎng)30分鐘），對(duì)應(yīng)教材5.4節(jié)有限元概念。

**3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料**

-**基礎(chǔ)設(shè)備**：配備電子天平（精度0.1g）、紅外測(cè)溫儀、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（用于拉伸強(qiáng)度測(cè)試）、混料攪拌器。設(shè)備使用方法需參照《土木工程材料實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》第4章。

-**原材料**：采購(gòu)E44型環(huán)氧樹(shù)脂、促進(jìn)劑（T-31）、玻璃纖維布（200g/m2）、固化劑，總量滿(mǎn)足30組學(xué)生（6組/實(shí)驗(yàn)）的模型制作需求。模型制作需參考教材第6章手糊成型工藝流程。

-**輔助工具**：提供美工刀、剪刀、卷尺、記號(hào)筆等手工制作工具，并準(zhǔn)備防水工作臺(tái)（每組1個(gè)）用于樹(shù)脂操作。

**4.線(xiàn)上資源**

-搭建課程資源庫(kù)，包含電子版教材、案例庫(kù)、仿真軟件操作手冊(cè)，以及教材第5章公式推導(dǎo)的動(dòng)態(tài)演示動(dòng)畫(huà)。設(shè)置在線(xiàn)討論區(qū)，用于案例分析法中的方案比選。

資源整合需遵循“理論-實(shí)踐-拓展”邏輯，確保每項(xiàng)資源均有明確的教學(xué)指向性，如仿真軟件與教材5章內(nèi)容強(qiáng)關(guān)聯(lián)，案例庫(kù)與教材7章工程實(shí)例對(duì)應(yīng)，實(shí)驗(yàn)材料與教材6章工藝操作同步。

五、教學(xué)評(píng)估

為全面、客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，本課程采用“過(guò)程性評(píng)估+終結(jié)性評(píng)估”相結(jié)合的多元評(píng)估體系，確保評(píng)估方式與教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)高度一致。

**1.過(guò)程性評(píng)估（50%）**

-**課堂參與（10%）**：通過(guò)提問(wèn)、討論環(huán)節(jié)的發(fā)言質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，重點(diǎn)考察對(duì)教材第3章復(fù)合材料組成、第4章力學(xué)性能等基礎(chǔ)知識(shí)的理解深度。記錄學(xué)生參與案例分析的論點(diǎn)質(zhì)量（如對(duì)比教材5章傳統(tǒng)水箱優(yōu)劣勢(shì)的論據(jù)充分性）。

-**實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）**：針對(duì)教材第6章實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求提交包含數(shù)據(jù)（需關(guān)聯(lián)樹(shù)脂固化度與紅外測(cè)溫結(jié)果）、誤差分析（參考教材實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)規(guī)范）、工藝改進(jìn)建議的報(bào)告。評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)評(píng)分細(xì)則，重點(diǎn)考察對(duì)玻璃鋼制作工藝（如促進(jìn)劑比例控制）的掌握程度。

-**小組作業(yè)（20%）**：以教材第5章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為核心，分組完成“小型水箱優(yōu)化設(shè)計(jì)”，提交CAD模型（需標(biāo)注教材要求的尺寸鏈參數(shù)）及3分鐘匯報(bào)PPT。評(píng)估側(cè)重設(shè)計(jì)合理性（如網(wǎng)格布置是否符合教材正多邊形原則）與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

**2.終結(jié)性評(píng)估（50%）**

-**理論考試（30%）**：采用閉卷形式，題型包括：填空題（覆蓋教材第3-4章術(shù)語(yǔ)，如“樹(shù)脂浸潤(rùn)率”定義）、選擇題（如對(duì)比教材5.2節(jié)不同連接方式適用場(chǎng)景）、計(jì)算題（依據(jù)教材5.3節(jié)公式計(jì)算水箱壁厚）、簡(jiǎn)答題（闡述教材第6章手糊成型的缺陷預(yù)防措施）。試卷難度梯度為易（40%）、中（50%）、難（10%）。

-**模型制作考核（20%）**：在課程最后階段，隨機(jī)抽取教材第7章案例中的1項(xiàng)設(shè)計(jì)要求（如“設(shè)計(jì)一個(gè)500L消防水箱模型”），考核學(xué)生獨(dú)立完成制作的能力，重點(diǎn)評(píng)估材料利用率（與教材6章成本控制關(guān)聯(lián)）、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（承壓測(cè)試）及工藝規(guī)范性。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參照教材實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的模型評(píng)分表。

所有評(píng)估結(jié)果采用百分制，過(guò)程性評(píng)估成績(jī)按“課堂參與（10%)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）+小組作業(yè)（20%）”權(quán)重統(tǒng)計(jì)，終結(jié)性評(píng)估占50%，成績(jī)累計(jì)計(jì)算最終等級(jí)。評(píng)估工具均與教材章節(jié)內(nèi)容直接對(duì)應(yīng)，確保評(píng)價(jià)的針對(duì)性。

六、教學(xué)安排

本課程總課時(shí)12節(jié)，安排在每周三下午第1-4節(jié)（共4課時(shí)），共計(jì)8周完成。教學(xué)進(jìn)度緊湊，兼顧理論深度與實(shí)踐操作，同時(shí)考慮高中生作息規(guī)律，確保學(xué)習(xí)效果。具體安排如下：

**第1-2周：基礎(chǔ)理論模塊**

-**第1節(jié)（周三下午1-2節(jié)）**：玻璃鋼水箱概述。講授教材第3章復(fù)合材料基礎(chǔ)，包含組成、分類(lèi)及應(yīng)用對(duì)比，結(jié)合城市供水項(xiàng)目案例（教材7章案例1），時(shí)長(zhǎng)90分鐘。

-**第2節(jié)（周三下午3-4節(jié)）**：材料特性與性能。實(shí)驗(yàn)演示教材第4章力學(xué)性能測(cè)試方法（拉伸強(qiáng)度模擬），講解耐腐蝕性原理，布置小組任務(wù)“對(duì)比傳統(tǒng)水箱材料優(yōu)缺點(diǎn)”，時(shí)長(zhǎng)90分鐘。

**第3-4周：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊**

-**第3節(jié)（周三下午1-2節(jié)）**：網(wǎng)格設(shè)計(jì)與荷載計(jì)算。講解教材第5章網(wǎng)格布置規(guī)則（正多邊形優(yōu)化），推導(dǎo)靜水壓力計(jì)算公式，穿插演示案例（教材7章案例2），時(shí)長(zhǎng)90分鐘。

-**第4節(jié)（周三下午3-4節(jié)）**：壁厚設(shè)計(jì)與CAD建模。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證薄壁容器公式（教材5.3節(jié)），引入AutoCAD繪制水箱三視，布置小組作業(yè)“完成500L水箱BOM表”，時(shí)長(zhǎng)90分鐘。

**第5-8周：工藝實(shí)踐與綜合應(yīng)用**

-**第5-6節(jié)（周三下午1-4節(jié)，連堂）**：制作工藝與質(zhì)量控制。實(shí)驗(yàn)教材第6章手糊成型工藝（樹(shù)脂調(diào)配比例控制），講解質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)（紅外測(cè)溫），分組制作1:10比例水箱模型，時(shí)長(zhǎng)180分鐘。

-**第7節(jié)（周三下午1-2節(jié)）**：案例深度分析。討論教材7章某市政項(xiàng)目設(shè)計(jì)變更，要求學(xué)生提出材料改性方案（如添加碳纖維布），結(jié)合第4章熱性能分析，時(shí)長(zhǎng)90分鐘。

-**第8節(jié)（周三下午3-4節(jié)）**：綜合考核與總結(jié)。理論考試（教材3-6章內(nèi)容），模型承壓測(cè)試（關(guān)聯(lián)教材5章穩(wěn)定性要求），提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，時(shí)長(zhǎng)90分鐘。

**教學(xué)地點(diǎn)**：理論授課在多媒體教室（配備投影儀、仿真軟件），實(shí)踐操作在實(shí)訓(xùn)車(chē)間（配備防水工作臺(tái)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備）。模型制作時(shí)，按教材6章工藝要求劃分區(qū)域，每組配備獨(dú)立操作空間。

**時(shí)間調(diào)整**：若遇實(shí)驗(yàn)設(shè)備故障，將臨時(shí)調(diào)整第5節(jié)為教材第4章仿真軟件（ANSYS）教學(xué)，時(shí)長(zhǎng)90分鐘。優(yōu)先保障學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐時(shí)間，確保與教材內(nèi)容的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。

七、差異化教學(xué)

針對(duì)學(xué)生間存在的學(xué)習(xí)風(fēng)格、興趣和能力水平的差異，本課程設(shè)計(jì)差異化教學(xué)策略，通過(guò)分層任務(wù)、彈性資源和個(gè)性化指導(dǎo)，確保每位學(xué)生都能在原有基礎(chǔ)上獲得發(fā)展。

**1.分層任務(wù)設(shè)計(jì)**

-**基礎(chǔ)層（教材理解）**：要求所有學(xué)生掌握教材第3章玻璃鋼基本概念、第4章核心性能指標(biāo)（如彈性模量、耐腐蝕性原理），通過(guò)課堂筆記檢查、基礎(chǔ)題測(cè)試（占比40%）進(jìn)行評(píng)估。

-**拓展層（設(shè)計(jì)應(yīng)用）**：針對(duì)能力較強(qiáng)的學(xué)生，在教材第5章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，增加“考慮風(fēng)荷載的優(yōu)化設(shè)計(jì)”任務(wù)，要求運(yùn)用教材5.4節(jié)有限元概念進(jìn)行簡(jiǎn)化分析，并在小組作業(yè)中擔(dān)任核心設(shè)計(jì)角色。

-**創(chuàng)新層（工藝改進(jìn)）**：鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生，結(jié)合教材第6章手糊成型工藝，研究“新型脫模劑對(duì)水箱表面質(zhì)量的影響”，需查閱額外文獻(xiàn)（如教材參考書(shū)第2本），完成小型實(shí)驗(yàn)并撰寫(xiě)研究報(bào)告（占實(shí)驗(yàn)報(bào)告總分額外加成）。

**2.彈性資源配置**

多媒體資源庫(kù)中，微課視頻按難度標(biāo)注（基礎(chǔ)篇/進(jìn)階篇），學(xué)生可根據(jù)自身需求選擇；案例庫(kù)提供“基礎(chǔ)案例”（教材7章案例1）/“復(fù)雜案例”（某化工修復(fù)工程），允許學(xué)生自主匹配興趣方向。實(shí)驗(yàn)材料按組分配，若部分學(xué)生完成快，可引導(dǎo)其協(xié)助其他組或進(jìn)行教材參考書(shū)中的“樹(shù)脂固化速率測(cè)試”拓展實(shí)驗(yàn)。

**3.個(gè)性化指導(dǎo)**

教師在模型制作環(huán)節(jié)（教材第6章實(shí)踐）采用“巡回指導(dǎo)+預(yù)約輔導(dǎo)”模式。對(duì)設(shè)計(jì)紙（AutoCAD作業(yè)）中存在教材第5章結(jié)構(gòu)規(guī)范問(wèn)題的學(xué)生，進(jìn)行一對(duì)一糾正；對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（教材實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)格式）有困難的學(xué)生，安排課后單獨(dú)輔導(dǎo)（每周1-2次，每次30分鐘）。

**4.評(píng)估方式適配**

過(guò)程性評(píng)估中，小組作業(yè)允許不同層次學(xué)生承擔(dān)不同角色（如繪員、計(jì)算員、報(bào)告撰寫(xiě)員），成果評(píng)價(jià)結(jié)合個(gè)體貢獻(xiàn)與任務(wù)完成度；終結(jié)性考試基礎(chǔ)題覆蓋全體學(xué)生必會(huì)內(nèi)容（教材前4章），附加題（占比20%）面向拓展層學(xué)生，考查教材第5章復(fù)雜工況下的設(shè)計(jì)能力。通過(guò)差異化策略，使教學(xué)目標(biāo)對(duì)不同學(xué)生均具挑戰(zhàn)性與可達(dá)性。

八、教學(xué)反思和調(diào)整

為持續(xù)優(yōu)化教學(xué)效果，確保課程目標(biāo)達(dá)成度，將在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中及課后開(kāi)展系統(tǒng)性反思與動(dòng)態(tài)調(diào)整，重點(diǎn)關(guān)注與教材內(nèi)容的契合度及學(xué)生實(shí)際反饋。

**1.課前預(yù)判與資源準(zhǔn)備**

每次課前，教師需對(duì)照教材章節(jié)（如講授第5章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，復(fù)習(xí)教材第3章材料特性），預(yù)判學(xué)生可能存在的難點(diǎn)（如正多邊形網(wǎng)格受力分析理解困難），并據(jù)此調(diào)整教學(xué)案例（如選用教材7章中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的項(xiàng)目案例）或增加演示實(shí)驗(yàn)（如制作簡(jiǎn)易模型展示不同網(wǎng)格受力差異）。同時(shí)檢查實(shí)驗(yàn)材料（教材第6章手糊所需樹(shù)脂、纖維布）是否充足，確保教學(xué)環(huán)節(jié)順利銜接教材內(nèi)容。

**2.課中監(jiān)控與即時(shí)調(diào)整**

在課堂討論或?qū)嶒?yàn)環(huán)節(jié)，教師通過(guò)巡視觀察學(xué)生的操作規(guī)范性（是否遵循教材第6章工藝流程）及問(wèn)題解決思路。若發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生對(duì)“教材第4章耐腐蝕性原理”表述模糊，則臨時(shí)增加對(duì)比實(shí)驗(yàn)（如模擬酸堿環(huán)境對(duì)玻璃鋼與碳鋼的腐蝕速率），或切換至多媒體動(dòng)畫(huà)演示分子層面機(jī)制。對(duì)于CAD建模作業(yè)，若學(xué)生普遍在教材5.3節(jié)公式應(yīng)用上出錯(cuò)，則暫停講解，開(kāi)展“公式拆解”專(zhuān)項(xiàng)輔導(dǎo)。

**3.課后評(píng)估與反饋分析**

每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告（教材第6章相關(guān)）提交后，重點(diǎn)分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性及工藝描述完整性，統(tǒng)計(jì)常見(jiàn)錯(cuò)誤（如促進(jìn)劑配比計(jì)算偏差），并歸納到下次教學(xué)中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。理論考試后，根據(jù)學(xué)生答題情況（特別是教材第5章計(jì)算題失分點(diǎn)），調(diào)整后續(xù)教學(xué)內(nèi)容深度或增加相關(guān)案例（如教材7章不同尺寸水箱設(shè)計(jì)對(duì)比）。

**4.多元反饋與迭代改進(jìn)**

每周通過(guò)匿名問(wèn)卷收集學(xué)生對(duì)“教材內(nèi)容關(guān)聯(lián)度”“實(shí)驗(yàn)操作難度”（參照教材實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)要求）的評(píng)價(jià)，結(jié)合小組訪談，了解學(xué)生興趣點(diǎn)（如部分學(xué)生對(duì)教材第7章工程實(shí)例的細(xì)節(jié)更感興趣）。反饋結(jié)果用于調(diào)整案例選擇比例（如增加貼近本地項(xiàng)目的案例）或修改作業(yè)要求（如針對(duì)教材第4章性能測(cè)試，設(shè)計(jì)更直觀的數(shù)據(jù)可視化任務(wù)）。每學(xué)期末，匯總所有反思記錄，形成《課程迭代改進(jìn)報(bào)告》，明確下學(xué)期需強(qiáng)化教材某章節(jié)（如第6章復(fù)雜工藝）或改進(jìn)教學(xué)方法（如增加仿真環(huán)節(jié)）的具體措施。通過(guò)持續(xù)反思與調(diào)整，確保教學(xué)始終圍繞教材核心知識(shí)，并貼合學(xué)生成長(zhǎng)需求。

九、教學(xué)創(chuàng)新

為提升教學(xué)的吸引力和互動(dòng)性，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式局限，本課程引入以下創(chuàng)新方法與技術(shù)，增強(qiáng)與教材內(nèi)容的融合度。

**1.虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)**：針對(duì)教材第5章水箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的復(fù)雜受力分析，引入VR教學(xué)模塊。學(xué)生可通過(guò)VR設(shè)備“進(jìn)入”虛擬水箱內(nèi)部，觀察應(yīng)力云分布（關(guān)聯(lián)有限元概念），并模擬不同邊界條件下的變形情況，直觀理解理論知識(shí)點(diǎn)。此創(chuàng)新需配備VR頭顯設(shè)備，并開(kāi)發(fā)或選用與教材結(jié)構(gòu)力學(xué)部分匹配的VR教學(xué)軟件。

**2.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）輔助工藝學(xué)習(xí)**：在教材第6章制作工藝教學(xué)時(shí)，使用AR應(yīng)用掃描特定標(biāo)記物（如樹(shù)脂包裝袋、玻璃纖維布型號(hào)），屏幕即時(shí)顯示對(duì)應(yīng)的操作指南動(dòng)畫(huà)（如手糊層數(shù)順序、固化溫度曲線(xiàn)），將抽象工藝步驟可視化。此創(chuàng)新可彌補(bǔ)傳統(tǒng)工藝講解枯燥的問(wèn)題，增強(qiáng)教材內(nèi)容的實(shí)踐指導(dǎo)性。

**3.在線(xiàn)協(xié)作平臺(tái)**：搭建課程專(zhuān)屬在線(xiàn)協(xié)作空間（如基于騰訊文檔的共享白板），支持學(xué)生小組實(shí)時(shí)協(xié)同完成CAD建模（教材第5章內(nèi)容）或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)整理（教材第6章數(shù)據(jù)）。平臺(tái)內(nèi)嵌案例討論區(qū)，學(xué)生可隨時(shí)分享教材7章案例的分析思路，促進(jìn)知識(shí)共建。

**4.3D打印技術(shù)**：在模型制作評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)（教材第8節(jié)），引入3D打印技術(shù)。學(xué)生完成水箱簡(jiǎn)易模型后，可提交優(yōu)化設(shè)計(jì)稿（需關(guān)聯(lián)教材第5章結(jié)構(gòu)優(yōu)化知識(shí)點(diǎn)），優(yōu)秀作品通過(guò)3D打印成型，用于成果展示和后續(xù)課程借鑒，激發(fā)創(chuàng)新設(shè)計(jì)熱情。該創(chuàng)新需準(zhǔn)備3D建模軟件（如與教材CAD內(nèi)容銜接的SketchUp）及打印設(shè)備。

通過(guò)VR/AR技術(shù)提升空間認(rèn)知、AR增強(qiáng)工藝直觀性、在線(xiàn)平臺(tái)促進(jìn)協(xié)作、3D打印驗(yàn)證設(shè)計(jì)成果，多維度創(chuàng)新使抽象教材內(nèi)容變得生動(dòng)可感，同時(shí)鍛煉學(xué)生的數(shù)字化應(yīng)用能力。

十、跨學(xué)科整合

為培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)，打破學(xué)科壁壘，本課程設(shè)計(jì)跨學(xué)科整合點(diǎn)，促進(jìn)知識(shí)遷移與能力協(xié)同發(fā)展，使教材內(nèi)容與其他學(xué)科形成有機(jī)聯(lián)系。

**1.數(shù)學(xué)與工程計(jì)算整合**：在教材第5章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教學(xué)中，強(qiáng)化數(shù)學(xué)工具應(yīng)用。除講解壁厚計(jì)算公式外，引入微積分中的“極值問(wèn)題”（如優(yōu)化網(wǎng)格密度以最低重量承載），引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)建模思想解決工程問(wèn)題；同時(shí)結(jié)合三角函數(shù)計(jì)算水箱傾角下的應(yīng)力變化（關(guān)聯(lián)教材力學(xué)部分），提升數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值。

**2.物理與材料性能關(guān)聯(lián)**：將教材第4章材料性能測(cè)試與物理實(shí)驗(yàn)（如力學(xué)性能測(cè)試、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)）結(jié)合。分析玻璃鋼的導(dǎo)熱系數(shù)（物理熱學(xué)知識(shí)）對(duì)冬季北方水箱防凍設(shè)計(jì)的意義（工程應(yīng)用），或通過(guò)簡(jiǎn)化的光學(xué)實(shí)驗(yàn)（如觀察光纖傳輸特性）類(lèi)比樹(shù)脂基體的透光性，深化對(duì)教材復(fù)合材料原理的理解。

**3.化學(xué)與材料組成對(duì)接**：在教材第6章工藝教學(xué)時(shí)，引入化學(xué)知識(shí)。講解樹(shù)脂固化反應(yīng)原理（如環(huán)氧樹(shù)脂與胺類(lèi)固化劑的酸堿催化反應(yīng)），分析促進(jìn)劑（教材提及的T-31）化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)速率的影響，并與化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)條件控制（溫度、催化劑用量）相聯(lián)系，強(qiáng)化化學(xué)原理在工程實(shí)踐中的應(yīng)用認(rèn)知。

**4.信息技術(shù)與仿真設(shè)計(jì)融合**：在CAD建模（教材第5章）和有限元分析（教材第5.4節(jié)）中，融入信息技術(shù)素養(yǎng)。要求學(xué)生利用在線(xiàn)工程數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)材料參數(shù)（如玻璃鋼密度、強(qiáng)度數(shù)據(jù)），或通過(guò)仿真軟件（如教材配套的ANSYS模塊）進(jìn)行水箱抗震性能模擬，結(jié)合地理信息學(xué)知識(shí)分析不同地震帶的設(shè)防要求，體現(xiàn)信息技術(shù)對(duì)工程決策的支持作用。

通過(guò)以上整合，使教材內(nèi)容與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、信息技術(shù)等學(xué)科形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，不僅加深對(duì)玻璃鋼水箱課程的理解，更培養(yǎng)跨領(lǐng)域解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

十一、社會(huì)實(shí)踐和應(yīng)用

為強(qiáng)化理論與實(shí)踐結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，本課程設(shè)計(jì)兩項(xiàng)與社會(huì)實(shí)踐和應(yīng)用緊密相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)，確保學(xué)生能將教材知識(shí)應(yīng)用于真實(shí)情境。

**1.校園小型水箱設(shè)計(jì)改造項(xiàng)目**

在完成教材第5章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與第6章制作工藝教學(xué)后，學(xué)生開(kāi)展“校園儲(chǔ)水罐優(yōu)化設(shè)計(jì)”社會(huì)實(shí)踐。要求學(xué)生實(shí)地考察校園內(nèi)某老舊儲(chǔ)水罐（若條件允許，可聯(lián)系后勤部門(mén)獲取數(shù)據(jù)），分析其存在的銹蝕、滲漏等問(wèn)題（關(guān)聯(lián)教材第4章耐腐蝕性?xún)?nèi)容），結(jié)合教材第5章計(jì)算方法與第7章案例經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)改造方案（如增加防腐涂層、優(yōu)化檢修口結(jié)構(gòu)）。方案需包含CAD三維模型（使用教材推薦的AutoCAD）、改造預(yù)算估算（考慮教材第6章材料成本控制原則）及實(shí)施步驟。最終成果以“設(shè)計(jì)方案書(shū)+模型制作”形式呈現(xiàn)，并安排現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)環(huán)節(jié)。此活動(dòng)鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用教材知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，培養(yǎng)其工程倫理意識(shí)（如改造方案的可行性、安全性）。

**2.企業(yè)工程師工作坊**

邀請(qǐng)玻璃鋼水箱生產(chǎn)企業(yè)或設(shè)計(jì)院工程師開(kāi)展“工作坊”活動(dòng)（安排在教材所有章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)完畢后）。工程師分享實(shí)際項(xiàng)目案例（如教材7章案例的延伸），重點(diǎn)講解現(xiàn)場(chǎng)制作工藝的變通處理（如教材第6章工藝在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用）、質(zhì)量控制難點(diǎn)（如樹(shù)脂固化不均的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法）及標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接問(wèn)題（如企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)標(biāo)GB/T的異同）。學(xué)生可就設(shè)計(jì)中遇到的難題（如與教材第5章相關(guān)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性疑問(wèn)）與工程師互動(dòng)交流，甚至參與小型樣品制作環(huán)節(jié)，直觀感受