《铰链四杆机构的演化》一课的教学设计

郑海生

摘要：机械基础是机械类专业的专业基础课，铰链四杆机构这一章是本书的重点，而《铰链四杆机构的演化》这一课则是本章的难点。文章通过精心的教学设计，给学生带来了截然不同的课堂效果。

关键词：铰链四杆机构；教学设计演化；曲柄；滑块

机械基础课中机构是重点，而铰链四杆机构这一部分知识是基础，《铰链四杆机构的演化》这一课是难点，以往教师在讲解本节课时都感到头痛，教师不好讲，学生又不愿意听，结果学生都不明白，稀里糊涂过去了。为了解决这一难题，我们组织专业基础课教师针对本节课进行了说课、讲课比赛，通过说课、讲课、评课、议课，最终形成了本节课较为成熟的教学设计。

一、复习旧课，导入新课

课堂导入是教师在新的教学内容和教学活动开始时，通过简短的语言或行为，引导学生迅速进入学习状态的教学行为方式。前苏联著名教育家苏霍姆林斯基曾说过：“如果教师不想办法使学生情绪高昂和智力振奋的内心状态，就急于传授知识，那么这种知识只能使学生产生冷漠的态度。”而复习导入就是最常用的一种。在导入中，教师先提问：

（1）什么是平面连杆机构？

（2）我们学过哪些平面连杆机构？

（3）曲柄存在的条件是什么？

在实际生产中，除了我们上面提到的那些四杆机构以外，还一些其他形式的四杆机构，而它们多数都是在原来的四杆机构的基础上演化而来的。那么，如何演化呢？

二、精心设计，讲授新课

1. 提出问题、激发思维

（1）提出问题：如何演化？

（2）演示过程，得出结论。

让学生用铰链四杆机构模型在讲台上演示，以不同的杆件作机架可以得到不同的运动机构。这样既激发了学生的学习兴趣，又增加了学生的感性认识，为下一步降级奠定了基础。

（3）提出任务，探索发现。

任务：能否将转动副化为移动副？

步骤（如图1）：①分析曲柄摇杆机构的运动，选择要改变的转动副C。②观察杆CD的运动，作出C点的运动轨迹。③按照C点的轨迹作弧形槽，并放入滑块。④将杆CD的长度增至无穷大，用直槽代替弧形槽，得到新机构——曲柄滑块机构。

（4）讲解曲柄滑块机构的概念及分类。

曲柄滑块机构：具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构。

以上知识既是本节课的重点又是难点，因此每一步都要讲清楚，通过自制挂图进行详细理论分析，并通过多媒体播放视频动画，让同学 们的看清运动变化过程。这样理论联系实际，就会让理论分析得到验证。

2. 理论联系实际，分析实例，动手设计制作

（1）应用实例： ①内燃机气缸。②滚轮送料机。

（2）现场制作曲柄滑块送料机构并展示设计成果。

分组：32人，8人／组，共4组，由动手能力强的学生担任组长，发挥骨干作用。

材料：硬纸板、木条、螺栓螺母、彩纸，胶水等。

制作时间：10分钟至15分钟。

成果展示：让每组学生选出代表发言，展示本小组的设计成果，其他小组提出问题并加以评价。这样能锻炼学生的语言表达能力和应变能力。

3. 利用多媒体演示进行讲解，增强学生的感性认识。

（1）偏心轮机构。

在曲柄滑块机构中，当曲柄较短时，往往用一个旋转中心与几何中心不重合的偏心轮代替曲柄。

（2）导杆机构。

导杆：机构中与另一运动构件组成移动副的构件。

导杆机构：连架杆中至少有一构件为导杆的平面四杆机构。

演化（如图2）：对心曲柄滑块机构——取杆1为机架，得到摆动导杆机构；取杆2为机架，得到曲柄摇块机构；取滑块为机架得到移动导杆机构。

这部分知识的讲解，必须通过动画视频演示，如果只是讲解，此时再丰富、形象的语言也会显得苍白无力，说不明道不清。因此，教师只有通过动画视频，才能使学生理解他们的运动规律，进一步根据运动规律学会识别摆动导杆机构、曲柄摇块机构、移动导杆机构。

三、归纳总结，结束教学

结课是指在完成课堂教学活动时，使学生所学的知识得以及时转化、升华、条理化和系统化，教师对学过知识进行归纳总结的教学行为。一节课的成功与否，不仅依赖于恰当地导入新课和良好的讲授过程，还取决于课堂教学结束的好坏。本课主要从演化方式进行了总结。总结如下：

演化方式：（1）将转动副变为移动副。（2）选择不同的构件作为机架。（3）改变某些构件的形状、相对长度。

四、布置作业，巩固课堂

学生完成作业的过程，实质上是复习巩固、提取再现和重组应用知识的过程。通过学生完成作业和教师对作业的批改，能够及时查漏补缺，加强学生对基本知识和基本技能的掌握。

用多媒体展示教师精心设计的5道习题，要求学生当堂完成。下课后，教师马上批改习题，及时了解学生对本节知识的掌握情况，以便于改进教学。

参考文献：

[1]陈海魁.机械基础[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2001.

[2]李宝峰.教学技能理论与实践[M].北京:华文出版社,2008.

（新乡职业技术学院）