《鉸鏈四桿機構的演化》一課的教學設計

鄭海生

摘要：機械基礎是機械類專業的專業基礎課，鉸鏈四桿機構這一章是本書的重點，而《鉸鏈四桿機構的演化》這一課則是本章的難點。文章通過精心的教學設計，給學生帶來了截然不同的課堂效果。

關鍵詞：鉸鏈四桿機構；教學設計演化；曲柄；滑塊

機械基礎課中機構是重點，而鉸鏈四桿機構這一部分知識是基礎，《鉸鏈四桿機構的演化》這一課是難點，以往教師在講解本節課時都感到頭痛，教師不好講，學生又不愿意聽，結果學生都不明白，稀里糊涂過去了。為了解決這一難題，我們組織專業基礎課教師針對本節課進行了說課、講課比賽，通過說課、講課、評課、議課，最終形成了本節課較為成熟的教學設計。

一、復習舊課，導入新課

課堂導入是教師在新的教學內容和教學活動開始時，通過簡短的語言或行為，引導學生迅速進入學習狀態的教學行為方式。前蘇聯著名教育家蘇霍姆林斯基曾說過：“如果教師不想辦法使學生情緒高昂和智力振奮的內心狀態，就急于傳授知識，那么這種知識只能使學生產生冷漠的態度。”而復習導入就是最常用的一種。在導入中，教師先提問：

（1）什么是平面連桿機構？

（2）我們學過哪些平面連桿機構？

（3）曲柄存在的條件是什么？

在實際生產中，除了我們上面提到的那些四桿機構以外，還一些其他形式的四桿機構，而它們多數都是在原來的四桿機構的基礎上演化而來的。那么，如何演化呢？

二、精心設計，講授新課

1. 提出問題、激發思維

（1）提出問題：如何演化？

（2）演示過程，得出結論。

讓學生用鉸鏈四桿機構模型在講臺上演示，以不同的桿件作機架可以得到不同的運動機構。這樣既激發了學生的學習興趣，又增加了學生的感性認識，為下一步降級奠定了基礎。

（3）提出任務，探索發現。

任務：能否將轉動副化為移動副？

步驟（如圖1）：①分析曲柄搖桿機構的運動，選擇要改變的轉動副C。②觀察桿CD的運動，作出C點的運動軌跡。③按照C點的軌跡作弧形槽，并放入滑塊。④將桿CD的長度增至無窮大，用直槽代替弧形槽，得到新機構——曲柄滑塊機構。

（4）講解曲柄滑塊機構的概念及分類。

曲柄滑塊機構：具有一個曲柄和一個滑塊的平面四桿機構。

以上知識既是本節課的重點又是難點，因此每一步都要講清楚，通過自制掛圖進行詳細理論分析，并通過多媒體播放視頻動畫，讓同學 們的看清運動變化過程。這樣理論聯系實際，就會讓理論分析得到驗證。

2. 理論聯系實際，分析實例，動手設計制作

（1）應用實例： ①內燃機氣缸。②滾輪送料機。

（2）現場制作曲柄滑塊送料機構并展示設計成果。

分組：32人，8人／組，共4組，由動手能力強的學生擔任組長，發揮骨干作用。

材料：硬紙板、木條、螺栓螺母、彩紙，膠水等。

制作時間：10分鐘至15分鐘。

成果展示：讓每組學生選出代表發言，展示本小組的設計成果，其他小組提出問題并加以評價。這樣能鍛煉學生的語言表達能力和應變能力。

3. 利用多媒體演示進行講解，增強學生的感性認識。

（1）偏心輪機構。

在曲柄滑塊機構中，當曲柄較短時，往往用一個旋轉中心與幾何中心不重合的偏心輪代替曲柄。

（2）導桿機構。

導桿：機構中與另一運動構件組成移動副的構件。

導桿機構：連架桿中至少有一構件為導桿的平面四桿機構。

演化（如圖2）：對心曲柄滑塊機構——取桿1為機架，得到擺動導桿機構；取桿2為機架，得到曲柄搖塊機構；取滑塊為機架得到移動導桿機構。

這部分知識的講解，必須通過動畫視頻演示，如果只是講解，此時再豐富、形象的語言也會顯得蒼白無力，說不明道不清。因此，教師只有通過動畫視頻，才能使學生理解他們的運動規律，進一步根據運動規律學會識別擺動導桿機構、曲柄搖塊機構、移動導桿機構。

三、歸納總結，結束教學

結課是指在完成課堂教學活動時，使學生所學的知識得以及時轉化、升華、條理化和系統化，教師對學過知識進行歸納總結的教學行為。一節課的成功與否，不僅依賴于恰當地導入新課和良好的講授過程，還取決于課堂教學結束的好壞。本課主要從演化方式進行了總結。總結如下：

演化方式：（1）將轉動副變為移動副。（2）選擇不同的構件作為機架。（3）改變某些構件的形狀、相對長度。

四、布置作業，鞏固課堂

學生完成作業的過程，實質上是復習鞏固、提取再現和重組應用知識的過程。通過學生完成作業和教師對作業的批改，能夠及時查漏補缺，加強學生對基本知識和基本技能的掌握。

用多媒體展示教師精心設計的5道習題，要求學生當堂完成。下課后，教師馬上批改習題，及時了解學生對本節知識的掌握情況，以便于改進教學。

參考文獻：

[1]陳海魁.機械基礎[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2001.

[2]李寶峰.教學技能理論與實踐[M].北京:華文出版社,2008.

（新鄉職業技術學院）