淺析鉸鏈四桿機構的課堂教學思路

張 美

鉸鏈四桿機構是第6章常用機構中的第2節內容,它是平面四桿機構中最常見的機構。它是在上一節課的基礎上,研究和探索鉸鏈四桿機構類型和判別條件,是學習后面內容的理論基礎,在機械基礎的教學中起著承上啟下的作用。為了讓學生更好地掌握這節內容,筆者在課堂教學上從三個方面作了調整。

一、新課的導入

筆者一直認為開課前5分鐘的效果好壞,將直接影響到后35分鐘的教學。所以在導入新課時,要牢牢抓住學生的心態,要新穎、奇特,也要簡單、直接。在講解本節之前,已經了解了平面四桿機構和運動副這兩個內容。怎樣承上啟下導入新章節呢?筆者作了這樣的安排,選了四個動畫:(1)剪切機;(2)雷達;(3)凸輪機構;(4)自行車。要求學生指出四個動畫中的平面四桿機構(動畫要有一定的代表性,既能使學生看懂運動特性,又能結合上一節課的兩個內容進行分析)。學生根據平面四桿機構要有四個構件,且要產生相對運動,很容易就能得出(1)剪切機和(2)雷達是平面四桿機構。再分析(1)剪切機和(2)雷達是有何運動副連接。有了上一課的基礎,學生也能得出是轉動副中的鉸鏈連接。這樣就順利地導入了新課:鉸鏈四桿機構。也讓學生明白本節內容是上一節課內容的順延,接受得也很容易。接下來的課我們就圍繞①剪切機和②雷達來分析,筆者在上課時是選了剪切機作為典例來分析的。

二、重點、難點的處理

本節的難點也是重點是:鉸鏈四桿機構不同類型的判別條件。在處理這個問題是,筆者首先從鉸鏈四桿機構有三種類型提出一個問題:為什么同樣的四個構件會產生三種不同的類型呢?然后引導學生自己動手實驗來尋找判別條件。實驗設計如下:

實驗目的:分析鉸鏈四桿機構三種類型分別存在的條件。

實驗材料:圖釘至少4枚、小刀、直尺、墊板。

實驗人數:全班根據人數分成若干組,一般4～6人一組。

實驗要求:墊板分割成2cm寬的條狀,根據表1的要求設定不同的長度,并按要求選出四根,使其首尾相連,圖釘相當于鉸鏈,墊板相當于桿件,在轉動時,墊板條不允許彎曲、扭轉,最后把實驗結果填入表格中相應的位置。

實驗表格:實驗表格如表1所示。

學生自己動手,會興趣十足。在完成表1的同時,也接受了新的教學內容,印象也深刻。而不是教師在前面枯燥的講解,教師講得累,學生聽得煩,也不容易弄懂。最后教師通過補充典型的鉸鏈四桿機構與之一一對應講解(如表1中所取的例子),學生的反應會更有效果。

三、練習的安排

在本堂課中,只要掌握了表1的內容,練習是相當容易做的,所以有些老師在練習講解時就放松了對學生的要求,有時上課時練習就采用了口頭回答的形式。這樣會直接影響學生對課堂內容的掌握,對學生的課后練習也會帶來很大的負面影響。筆者在講解練習時,把它分成了三步走:一算、二找、三定,以例1來講解這三步走。

例1:如圖,已知各桿的尺寸及機架,判別機構類型。

解:一算:計算L_長+L_短與其余2桿之和的關系。

L_長=80,L_短=30,L_長+L_短=80+30=110

其余二桿之和=60+70=130

110<130

二找:找出最短桿、機架及二者之間的關系。

如圖可知:最短桿就是機架。

三定:根據一算和二找,再根據表1,得出其機構類型是雙曲柄機構。

在學生自己練習的時候也要按照這樣的步驟來完成,這樣既強化記憶了前面的實驗內容,也達到了練習的要求。

本節內容通過這樣的處理,在講解上有這樣幾個優點:利用了多媒體,直觀效果強,能吸引學生的注意力;理實相結合,發揮了學生的主觀能動性,增強了學生的理解力;講解分步走,能提高學生做題的準確度;重點、難點突出,學生易消化吸收。

通過幾屆學生的課堂實驗,證明這樣的教學效果非常好,學生對這部分印象深刻,解題思路明確。當然,肯定還可以有更好的改進,希望在以后的教學中與各位同行共享。

(作者單位:江蘇省通州職業教育中心校)