教学信息化视域下曲柄连杆机构教学设计案例

鞍山市交通运输学校 张宏宇

教学信息化是指以现代教学理念为指导，以信息技术为支持，将信息技术手段充分应用于教学实践中，使教学的所有环节——观念、组织、内容、模式、技术、评价、环境等达到信息化，从而提高教学质量和教学效率，其研究主体对象是教学环节及其状态。笔者根据自己多年在教学实践中应用信息化手段的经验，以曲柄连杆机构教学为例进行教学设计，以期对同行在专业课中充分发挥信息化优势，提高教学质量有所启迪。

1 教学分析

曲柄连杆机构教学是所有汽车类专业的开篇入门级课，是发动机两大机构五大系统中首个机构的教学，也是学生接触到汽车专业课教学首当其冲所要面对的一个教学单元，且学生要面对的又全是冰冷的奇形怪状的物件，再加上学生对汽车、对发动机还没有清晰的认识，可以说学生的专业知识基础和专业技能基础都为零，学生学习专业课能力不足，“不愿学、不会学、学不会”的现象非常普遍，教与学的矛盾非常突出，在这样的前提下开展课堂教学是非常艰难的，如何激发学生对专业课的学习兴趣，有效达成本节课的教学目标，便成了这堂课的核心任务。但如果认真分析我们的教学对象不难发现，中职三年制汽修一年级学生，均为00后群体，都是信息化、大数据时代的宠儿，具备有一定的信息化认知基础，对信息化的应用场景具有天生的亲和力。将信息化技术和传统专业课程有效融合，无疑是激发学生学习专业课兴趣、优化教学过程、提高教学效率、提升教学效果的最佳选择。

2 教学设计

按照循序渐进的知识技能认知规律，笔者将本次课的学习目标设定为“曲柄连杆机构的结构和功能认知”和“曲柄连杆机构的拆装”，主要激发学生的专业学习兴趣和培养学生精益求精的工匠精神。为了达成学习目标，笔者构建了以仿真演示软件、多媒体资源库、互联网KTS智慧课堂、智能手机及电视、汽车企业资源、信息化理实一体教室的信息化教学平台，分别制作了PPT学习课件、仿真练习软件、KTS智慧课堂学习网站、网络课程视频、企业案例题库、实训零部件及工具等学习资源，且课程引入、课前测试、课中训练、课后考核、学习评价等均采用智能手机完成，并设计了以下教学过程环节。

（1）利用动漫视频课前提问、创设情境，并通过KTS智慧课堂的PC端和手机端向学生发放工作页。

（2）多媒体发动机工作仿真视频展示。播放前，要求各小组做好观看记录，布置视频中都有哪些运动组件这一问题。播放中，教师指导学生观察认知曲柄机构各组件的运动特点。播放后，各小组讨论并提交布置的问题结果。

（3）借助仿真软件认知活塞连杆组与曲轴飞轮组。教师通过演示仿真软件，展示活塞连杆组的构成和曲轴飞轮组的构成，引导学生学习各零部件名称及位置顺序；各小组操作仿真软件自主观察学习，教师指导学生在操作学习中，理解活塞连杆组和曲轴飞轮组各组件的主要结构。

（4）向各组分发零件实物，指导学生认知曲柄连杆机构各零件，让学生自主观察并讨论活塞连杆组的主要零件及各自的安装位置关系，此时学生的学习兴趣高涨，原来活塞连杆组的各零件的结构是这样的，激发学生在观察中提出问题，譬如连杆为什么要做成工字形的？最后微信视频连线企业一线工程师现身说法，介绍活塞、连杆、曲轴等的结构特点和常见的失效形式，让企业一线工程师通过微信视频向学生展示各种损坏的曲柄连杆结构零件（图1，弯曲的连杆、断裂的连杆、烧蚀的活塞、断裂的活塞环、拉伤的曲轴、弯曲的曲轴、烧蚀的轴瓦、断齿的飞轮等），并在此向学生提出如下一些列问题：你知道连杆为什么会弯曲吗？你知道连杆为什么会断裂吗？你知道曲轴为什么会拉伤吗？你知道轴瓦为什么会烧蚀吗？等等，激发学生的思考，并有启发性地告诉学生汽车涉水行驶的后果，曲柄连杆机构不按照技术规范装配的后果等，让书本上的知识和生活联系起来。

图1 损坏的曲柄连杆机构零件

（5）进入工作岗位，教师操作演示曲柄连杆机构的拆装，并要在演示过程中时刻提醒装配顺序、螺栓拧紧力矩、装配间隙、活塞对口等技术规范，在演示的过程中，每个技术规范要求都用实例讲解不按规范操作的后果，提醒学生严格执行拆装技术规范，培养精益求精的工匠精神。例如连杆螺栓不安装规定力矩拧紧会导致什么后果，活塞对口安装会出现什么样的情况，装配顺序不对会出现什么样的情况等。

（6）带领学生各组进入实训场地进行活塞连杆组的拆装实操。在此过程中，教师指导各小组规范拆装活塞连杆组件，笔者事先按照分解步骤拍摄了曲柄连杆组规范拆装视频，每个操作步骤都讲明使用工具、技术要求、安全隐患、易发错误等，先让学生跟随视频分步骤规范操作，并养成按照技术规范操作的精益求精的工作习惯。教师用智能手机拍下学生操作中的不规范动作的照片或视频，发送到学习组微信群并投影到大屏幕上。

（7）评价总结并布置作业。在学生操作结束后，笔者对照每个学生的错误操作照片或视频讲解错误的原因和有可能产生的危害，再次培养学生严格按照技术规范进行作业的良好习惯，进而潜移默化培养学生精益求精的工匠精神。最后通过智能手机或网络学习平台布置作业，笔者设计的作业类似于找茬游戏，就是播放学生操作视频或照片，让学生找出里面的错误，尽量避免单纯的文字题目，让学生愿意看、喜欢看、看了还想看。

3 各种信息化资源的设计意图

【信息化资源】动漫视频、网络智慧课堂。

【设计意图】让学生通过观看动漫视频回顾讲过的知识，并引出新课。

【信息化资源】活塞连杆组与曲轴飞轮组仿真软件。

【设计意图】让学生通过观看发动机工作仿真软件，了解曲柄连杆机构的组成和功用，明白各组成零部件的运动关系。使得学生学习多样化，获取对活塞连杆组与曲轴飞轮组的知识点。培养学生自主学习能力，从学生兴趣入手，突出教学难点，扫清理论知识上的障碍，为实践操作打下基础。

【信息化资源】规范操作讲解视频。

【设计意图】作为学生的操作指导，让学生养成按照技术规范作业的习惯。

【信息化资源】零件实物。

【设计意图】培养学生自主探究，团结协作的能力。通过分析零部件，更直观的理解知识点，将学生头脑中的想象变成现实，突破教学难点，验证了学生的想象。

【信息化资源】实训工位及设备场地。

【设计意图】通过教师亲身示范操作拆装活塞连杆组件，使学生模仿观察，将理论与实践相结合。让学生亲身体验曲柄连杆机构拆装的操作过程，将感性认识转化成操作技能。

【信息化资源】微信视频连接企业一线工程师。

【设计意图】让学生真实体验一线工作，并通过观察现实中的零件失效形式，激发学生的兴趣，培养学生探究学习的良好习惯。

【信息化资源】手机拍照、视频。

【设计意图】记录学生训练中的现实错误，并思考该错误有可能引发的后果，培养学生精益求精的工匠精神。

【信息化资源】互联网、KTS智慧课堂、手机-智能电视投屏。

【设计意图】利用网络资源平台，引导学生积极主动巩固已学知识，培养学生自主学习能力。

【信息化资源】图片、视频类似找茬游戏的课后作业。

【设计意图】让学生回顾并反思作业中的错误，并思考错误引发的隐患，激发学生按照技术规范作业的内在需求。

4 教学反思

本课运用数字化资源，优化“活塞连杆组与曲轴飞轮组”的教学过程，引导学生积极参与学习任务。“梅花香自苦寒来，宝剑锋从磨砺出”。几年来，笔者始终坚持利用信息化手段改进传统教学方式，积极探究并设计教学环节，丰富完善信息化资源，因材施教，取得了一定效果。但教学过程中依然感觉信息化资源的匮乏，今后要多思路、多途径、多手段、多方式地开发更多的信息化教学手段和资源，丰富专业技能的课堂教学，提升专业教学的效果。