《鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化》一課的教學(xué)設(shè)計(jì)

鄭海生

摘要：機(jī)械基礎(chǔ)是機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)這一章是本書的重點(diǎn)，而《鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化》這一課則是本章的難點(diǎn)。文章通過精心的教學(xué)設(shè)計(jì)，給學(xué)生帶來了截然不同的課堂效果。

關(guān)鍵詞：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；教學(xué)設(shè)計(jì)演化；曲柄；滑塊

機(jī)械基礎(chǔ)課中機(jī)構(gòu)是重點(diǎn)，而鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)這一部分知識是基礎(chǔ)，《鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化》這一課是難點(diǎn)，以往教師在講解本節(jié)課時(shí)都感到頭痛，教師不好講，學(xué)生又不愿意聽，結(jié)果學(xué)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(yè)基礎(chǔ)課教師針對本節(jié)課進(jìn)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(jié)課較為成熟的教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、復(fù)習(xí)舊課，導(dǎo)入新課

課堂導(dǎo)入是教師在新的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動開始時(shí)，通過簡短的語言或行為，引導(dǎo)學(xué)生迅速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)的教學(xué)行為方式。前蘇聯(lián)著名教育家蘇霍姆林斯基曾說過：“如果教師不想辦法使學(xué)生情緒高昂和智力振奮的內(nèi)心狀態(tài)，就急于傳授知識，那么這種知識只能使學(xué)生產(chǎn)生冷漠的態(tài)度。”而復(fù)習(xí)導(dǎo)入就是最常用的一種。在導(dǎo)入中，教師先提問：

（1）什么是平面連桿機(jī)構(gòu)？

（2）我們學(xué)過哪些平面連桿機(jī)構(gòu)？

（3）曲柄存在的條件是什么？

在實(shí)際生產(chǎn)中，除了我們上面提到的那些四桿機(jī)構(gòu)以外，還一些其他形式的四桿機(jī)構(gòu)，而它們多數(shù)都是在原來的四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上演化而來的。那么，如何演化呢？

二、精心設(shè)計(jì)，講授新課

1. 提出問題、激發(fā)思維

（1）提出問題：如何演化？

（2）演示過程，得出結(jié)論。

讓學(xué)生用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)模型在講臺上演示，以不同的桿件作機(jī)架可以得到不同的運(yùn)動機(jī)構(gòu)。這樣既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又增加了學(xué)生的感性認(rèn)識，為下一步降級奠定了基礎(chǔ)。

（3）提出任務(wù)，探索發(fā)現(xiàn)。

任務(wù)：能否將轉(zhuǎn)動副化為移動副？

步驟（如圖1）：①分析曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，選擇要改變的轉(zhuǎn)動副C。②觀察桿CD的運(yùn)動，作出C點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。③按照C點(diǎn)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(jī)構(gòu)——曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

（4）講解曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的概念及分類。

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：具有一個(gè)曲柄和一個(gè)滑塊的平面四桿機(jī)構(gòu)。

以上知識既是本節(jié)課的重點(diǎn)又是難點(diǎn)，因此每一步都要講清楚，通過自制掛圖進(jìn)行詳細(xì)理論分析，并通過多媒體播放視頻動畫，讓同學(xué) 們的看清運(yùn)動變化過程。這樣理論聯(lián)系實(shí)際，就會讓理論分析得到驗(yàn)證。

2. 理論聯(lián)系實(shí)際，分析實(shí)例，動手設(shè)計(jì)制作

（1）應(yīng)用實(shí)例： ①內(nèi)燃機(jī)氣缸。②滾輪送料機(jī)。

（2）現(xiàn)場制作曲柄滑塊送料機(jī)構(gòu)并展示設(shè)計(jì)成果。

分組：32人，8人／組，共4組，由動手能力強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長，發(fā)揮骨干作用。

材料：硬紙板、木條、螺栓螺母、彩紙，膠水等。

制作時(shí)間：10分鐘至15分鐘。

成果展示：讓每組學(xué)生選出代表發(fā)言，展示本小組的設(shè)計(jì)成果，其他小組提出問題并加以評價(jià)。這樣能鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力和應(yīng)變能力。

3. 利用多媒體演示進(jìn)行講解，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識。

（1）偏心輪機(jī)構(gòu)。

在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄較短時(shí)，往往用一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心與幾何中心不重合的偏心輪代替曲柄。

（2）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。

導(dǎo)桿：機(jī)構(gòu)中與另一運(yùn)動構(gòu)件組成移動副的構(gòu)件。

導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：連架桿中至少有一構(gòu)件為導(dǎo)桿的平面四桿機(jī)構(gòu)。

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

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(shí)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(xué)生理解他們的運(yùn)動規(guī)律，進(jìn)一步根據(jù)運(yùn)動規(guī)律學(xué)會識別擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖塊機(jī)構(gòu)、移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。

三、歸納總結(jié)，結(jié)束教學(xué)

結(jié)課是指在完成課堂教學(xué)活動時(shí)，使學(xué)生所學(xué)的知識得以及時(shí)轉(zhuǎn)化、升華、條理化和系統(tǒng)化，教師對學(xué)過知識進(jìn)行歸納總結(jié)的教學(xué)行為。一節(jié)課的成功與否，不僅依賴于恰當(dāng)?shù)貙?dǎo)入新課和良好的講授過程，還取決于課堂教學(xué)結(jié)束的好壞。本課主要從演化方式進(jìn)行了總結(jié)。總結(jié)如下：

演化方式：（1）將轉(zhuǎn)動副變?yōu)橐苿痈薄＃?）選擇不同的構(gòu)件作為機(jī)架。（3）改變某些構(gòu)件的形狀、相對長度。

四、布置作業(yè)，鞏固課堂

學(xué)生完成作業(yè)的過程，實(shí)質(zhì)上是復(fù)習(xí)鞏固、提取再現(xiàn)和重組應(yīng)用知識的過程。通過學(xué)生完成作業(yè)和教師對作業(yè)的批改，能夠及時(shí)查漏補(bǔ)缺，加強(qiáng)學(xué)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(shè)計(jì)的5道習(xí)題，要求學(xué)生當(dāng)堂完成。下課后，教師馬上批改習(xí)題，及時(shí)了解學(xué)生對本節(jié)知識的掌握情況，以便于改進(jìn)教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳海魁.機(jī)械基礎(chǔ)[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2001.

[2]李寶峰.教學(xué)技能理論與實(shí)踐[M].北京:華文出版社,2008.

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）