《连杆机构的基本特性分析》的说课设计

王玉杰 李文伟

摘要：说课是提高教师教学水平的有效方式。文章从教材、教法、学法、教学过程四个方面对高职《机械设计基础》课程中的“连杆机构的基本特性分析”进行说课设计。

关键词：连杆机构；基本特性；行动导向；探究

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）26-0085-03

说课是教师通过对教育目标本身的分析，表述具体课题的教学设想及其理论依据。通俗地讲，就是要说清教什么、怎么教、为什么这么教。“说课”以说为主，是教师对教案本身的分析和说明，是一种口头叙述为主的教案分析。实践证明，说课有利于提高教研活动实效、备课质量、课堂教学效率和教师素质。

《机械设计基础》是高职数控技术专业在第三学期开设的一门综合性与实践性较强的专业基础课。本课程按行动导向教学分为两个学习情境，本次课是学习情境一“牛头刨床机械传动系统分析”中的学习单元4“牛头刨床连杆机构分析”中的任务3——连杆机构的基本特性分析，这是连杆机构中的重要内容，需四课时完成，本文从教材、教法、学法、教学过程四个方面进行设计。

一、说教材

1.地位与作用

本课程的主要任务是培养学生常用机构与通用零件的分析、选用、设计能力，以及机械设备安装与维护的能力，是学习后续课程和从事机械工程工作的基础，对学生职业能力培养和职业素养的养成起到关键的支撑作用。本次课主要阐述常用机构中的四杆机构的运动和传力特性，即急回特性和死点现象。它是设计四杆机构的基础，对于生产实践有着重要的理论指导意义，所以本次课内容是本学习单元的重点之一。

2.学情

高职数控专业学生都是从高中直接升学的，入学成绩相对较低，理论基础薄弱，但对新鲜事物有较强的好奇心，并且乐于动手实践。经过金工实习对机械设备有一定的感性认识，但对机构的分析能力尚未形成。通过学生亲自动手，联系生活实际，教师引导探究，发现问题、分析问题，最终解决问题。

3.确定教学目标

根据课程标准的要求并结合学生的特点，将教学目标细分为：知识目标、能力目标与素质目标三个方面。

（1）知识目标。掌握四杆机构急回运动特性的判定方法及强弱的评定指标，熟悉四杆机构传力特性的校核公式及最小传动角的位置，了解死点产生的机理及应用。

（2）能力目标。能够根据极位夹角判定四杆机构是否具有急回特性，能够找出曲柄摇杆机构最小传动角的位置，能够分析死点产生的条件并能利用死点工作。

（3）素质目标。培养学生的观察、分析及归纳能力，主动探究、团结协作精神，树立正确的世界观。

4.重点与难点

急回运动特性的判定方法及强弱评定指标、死点产生的条件对于指导生产实践有着重要的意义，所以把它作为教学的重点。而机构出现最小传动角的位置和死点产生的原因对高职生而言有一定的难度，所以把它作为教学的难点。

5.教学准备

为了更好地完成行动导向教学，教学安排在机械设计基础实训室，并准备好曲柄摇杆机构模型、对心曲柄滑块机构模型、偏置曲柄滑块机构模型、牛头刨床摆动导杆机构模型、多媒体课件、量角器等。

二、教法

本次课主要采用直观演示法、任务驱动法、分组讨论法、头脑风暴法等，实行“教、学、做”一体化教学。学习任务以“工作任务单”的形式下达，学生在“任务书”的引导和教师指导下，查阅资料、收集信息、制定计划，小组协作，完成工作任务，提交工作成果。在完成具体工作任务的过程中，让学生掌握基本的方式方法，训练学生的基本设计技能和操作技能，学生始终处于教学过程的主体地位，充分体现“教为主导，学为主体”的教学原则。教师对学生完成的任务进行总结与点评，肯定成绩、找出存在的问题及解决的方法，让学生在学习的过程中体会成就感。

三、學法

综合运用归纳整理、小组合作学习和自主探究的学法。学生通过任务完成过程寻求解决问题的方法，自主学习相关知识；讨论工作任务，学会与人合作，培养动手能力、职业素质和创新能力；通过汇报、答辩、演示等方式，进一步巩固所学知识，培养组织表达等能力。

四、教学过程

为了更好地完成本次课的教学目标，将教学过程分为以下几步：

1.复习旧知，设置问题

通过模型演示曲柄摇杆机构的运动情况，提出问题1：说出机构中各构件的名称及四杆机构的类型。通过观察机械原理陈列柜中的模型，提出问题2：四杆机构可以演化成哪些形式？这两个问题都与本节课密切相关，且有实际的模型，简单易答，让学生在轻松的学习氛围中巩固相关知识。

2.布置任务，导入新课

复习提问后，大多数学生已进入学习状态，此时可播放牛头刨床切削工件的动画，让学生观察切削速度和退刀速度是否相同，引出急回特性的概念，进而提出本次课的任务要求：①刨刀急回特性分析（即说明如何实现慢速切削、快速返回）；②牛头刨床摆动导杆机构传力性能分析。

3.资讯讲授，引导探究

知识点1：急回运动特性的判定方法及强弱评定指标，此为本节的第一个重点。通过课件并配合模型演示，分析曲柄摇杆机构的空回行程和工作行程的平均速度，从而得出急回特性的判定方法及强弱评定指标（行程速比系数）的计算公式。为突出重点，讲解完此部分内容后安排练习：利用实训室的模型，分析对心曲柄滑块机构、偏置曲柄滑块机构是否具有急回特性。

知识点2：机构出现最小传动角的位置，此为本节的第一个难点。采用引导探究的方式，教师演示曲柄摇杆机构模型，学生观察连杆与摇杆之间的夹角（传动角）的变化，测量几个特殊位置的传动角，提出问题：何时传动角最小？通过学生分组讨论，教师引导，师生共同推导出结论：即机构出现最小传动角的位置是曲柄与机架共线。将难点分解，探究过程步步深入，使学生轻松掌握所学知识。

知识点3：死点。结合学生的生活经验，提出问题：缝纫机的脚踏板机构是一典型的曲柄摇杆机构，脚踏板即为摇杆，若踩脚踏板的速度很快，会出现什么现象呢？通过学生的回答自然导出第三个知识点：死点。这样设计的目的是：激发学生的学习兴趣，培养学生在生活中的观察能力。

死点产生的原因是本节的又一难点，通过分组讨论，引导学生利用已有力学知识对曲柄进行受力分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。然后，由死点产生的原因，师生归纳总结，共同得出死点产生的条件，即本节的第二个重点。最后，通过多媒体直观演示说明死点在实践中的利弊，培养学生树立正确的世界观。

4.制定计划，决策方案

以小组讨论的方式，协商成员分工，制定工作计划，确定工作步骤和程序，决策完成任务的理论依据及分析方法。由学生自主完成，教师要审核学生制定的计划与决策方案，提出指导意见，接受学生咨询并参与学生讨论。

5.任务实施，结果检查

按照既定工作步骤及程序，画出牛头刨床摆动导杆机构的机构运动简图，根据急回运动特性的判定方法分析刨刀急回特性；根据牛头刨床摆动导杆机构的传动角大小分析其传力性能。教师应观察学生的操作，对较困难处重点指导，回答学生的问题并对学生的分析结果进行检查。

6.自我展示，评估讨论

让各组代表展示本组的分析成果，通过分组讨论和学生的自我展示，让学生相互学习，使学生在讨论中发现问题、解决问题，增强自主探究、合作学习的能力和团队合作意识。最后由教师进行评价和总结，指出成功与不足，达到完善认知结构的目的，从而实现教学目标。

7.布置作业，巩固提高

布置课后思考题，提高学生灵活运用所学知识的能力，并完成机构分析书面报告。

8.設计板书，加深印象

（1）急回运动特性 判定方法

强弱评定指标（重点）

（2）传动角校核公式及最小传动角位置（难点）

（3）死点 产生原因（难点）

产生条件（重点）

这样设计层次分明，重难点突出，同时对本次课的内容进行梳理总结。整节课的教学设计遵循教师主导、学生主体、行动导向的原则，学生通过自己的观察、分析、讨论、归纳、总结和教师的因势利导最终完成任务，培养了学生的综合职业能力。

参考文献：

[1]张夕琴.《机械设计基础》的一次说课体会[J].科技咨询导报，2007，（19）.

[2]张静.《机械设计基础》的说课[J].机械职业教育，2009，（3）.

[3]谭放鸣.机械设计[M].北京：化学工业出版社，2011.