“曲柄存在的条件”教学方法探讨与实践

刘爱萍

摘 要：铰链四杆机构中曲柄存在的条件这部分内容不仅是章节的重点知识点，在机械基础这门课程中也占据着重要地位，但教材中大多直接给出或通过三角形的三边关系推导出曲柄存在的两个条件，然后再以此来判断铰链四杆机构的类型，这样的讲授方式对于技工学校的学生而言，理解吃力，运用困难，为此，笔者考虑采用理实一体的教学方式，引导学生，让学生在动手中发现问题，归纳找出曲柄存在的条件，再运用多种方法来判断铰链四杆机构的类型，学生便于理解，同时不同层次的学生都可选择适合自己的判断方法，提高了学生的学习兴趣和学习能力，同时提升了他们的职业能力。

关键词：曲柄存在的条件  理实一体  判断方法

平面连杆机构能够实现许多较为复杂的平面运动，在生产和生活中有广泛的应用，其中又以铰链四杆机构应用最为广泛，而在铰链四杆机构中，能作整周回转的连架杆称为曲柄，可以用电动机等连续转动的装置来带动，在铰链四杆机构中有着重要的地位。“曲柄存在的条件”这部分内容不仅阐述了曲柄存在的条件，还由此得出了铰链四杆机构三种类型的判断方法，巩固了铰链四杆机构的应用，所以这节内容有着重要的实践意义，让学生能够很好地理解、掌握这部分内容的知识点至关重要。

一、常规讲授方法

根据多年上课经验及听课学习情况，发现“曲柄存在的条件”这部分内容一般采取的讲解情况主要为以下两种。

一种是针对基础略差的学生，直接给出曲柄存在的两个条件，以此来判断铰链四杆机构的类型。这种方法的好处是直观、简单、明了，直接让学生记住曲柄存在的条件，然后通过多做、多练的方式，来达到掌握判断铰链四杆机构类型的目的;但很显然，这种方法也显得比较“简单、粗暴”，学生没有搞清来龙去脉就被动接受了“曲柄存在的条件”这个知识点，然后紧接着运用该条件去判断铰链四杆机构的类型时也是云里雾里，依葫芦画瓢，这样就导致学生理解、掌握不彻底，在作业和考试时的正确率大打折扣，甚至有很多学生都没听懂，根本就不会判断铰链四杆机构的类型，很显然，这种讲授方式只是“传道”，学生不理解，就意味着没有“解惑”，对学生将来的职业能力没有帮助，也就是说没有“授业”。

另一种是针对基础好些的学生，经常在对口单招的综合高中班和“3+3”、“3+4”的大专班听课时听到，教师引导学生根据铰链四杆机构中两连架杆的运动特性，在两连架杆运动到极限位置时，连架杆与连杆共线，构成三角形，然后根据三角形中两边之和大于第三边的定理，列出三个不等式，从而推导出曲柄存在的两个条件，接着再依据这两个条件来判断铰链四杆机构的类型。这种方法交代了曲柄存在条件的来源，让学生在理解掌握曲柄存在的条件时有理论依据，然后再通过多做、多练的方式让学生进一步学会判断铰链四杆机构的类型;但这种方法理论性较强，还需要一定的数学基础，有为数不少的学生推导时出错，推导不出曲柄存在条件的结果，这样反而违背了推导的初衷，甚至不如第一种方法的教学效果好。

二、理实一体讲授方法的实施

基于以上两种方法的不足，根据学生的已有知识，结合他们的学习特点，笔者打破传统理论课授课形式，采用理实一体的授课方式，实现做中学，做中教，让学生从多维度获得新知，充分理解和掌握曲柄存在的条件以及铰链四杆机构类型的判断。课堂的具体实施如下。

1.课前温故知新

現在的课堂已经不是40分钟的课堂，而是课前、课中、课后组成的有前奏、有实施、有延展的课堂，要让学生能够充分、全面地了解学习知识，必须将课堂延伸到课前和课后。

在课前，教师先在泛雅学习平台发布观看微课视频、完成复习题等学习任务，并分发工具材料及A、B两组杆件，要求学生分组练习制作铰链四杆机构，让学生以小组为单位拍摄铰链四杆机构应用图片，上课时进行讲解。学生登录平台完成微课视频观看、复习题等任务，教师及时在平台查阅学生的完成情况，了解学生对旧知识的掌握情况，然后再走近学生，了解学生制作铰链四杆机构的情况和“拍摄取景”情况。

这里用到了三种教学方法：直观演示法——通过微课的直观演示，学生增强了感性认识，学会了制作铰链四杆机构;练习法和自主学习法——通过看微课、动手做、找应用，学生增强了学习能力和知识应用能力。

2.课中初露锋芒（3分钟）

在这个环节，教师先查看、展示学习平台任务的完成情况，并进行适当的点评和鼓励，然后请学生以小组为单位来展示、讲解他们在课前拍摄的铰链四杆机构应用图片，这里采用自主学习法，通过讲解，学生巩固了知识，提高了表达能力，增强了自信心。

3.课中任务一：找出曲柄存在的条件（15分钟）

这部分内容是本节课的重点，难点也在这个环节中。笔者采用三步走的方式来引导学生找出曲柄存在的条件。

步骤1：动一动，各小组学生通过课前在平台观看的铰链四杆机构制作的微课视频，以及课前练习，用分发的学习用具制作铰链四杆机构，教师巡视学生的制作情况，并进行指导和点评，然后要求第一组用A组材料制作成曲柄摇杆机构，第二组用A组材料制作成双曲柄机构，第三组用A组材料制作成双摇杆机构，第四组用B组材料制作任意机构。

步骤2：论一论，学生小组讨论在制作铰链四杆机构的过程中发现的问题，教师巡视了解学生讨论情况，引导学生从最短杆位置和杆长上去讨论，看看能得出什么结论，然后再分别请四组代表来分享他们的讨论结果。第一组学生用的是A组材料，他们通过讨论发现，最短杆不能作机架也不能作连杆，只能作为连架杆才能得到曲柄摇杆机构;第二组学生用的也是A组材料，通过制作和讨论，他们发现只有当最短杆作为机架时才能得到双曲柄机构;第三组学生用A组材料制作时发现要得到双摇杆机构，最短杆在连杆的位置;第三组的学生用的是B组材料，他们很焦急，发现最短杆不管在什么位置，都只能得到双摇杆机构。

步骤3：写一写，引导各小组学生根据铰链四杆机构的两个极限位置上各杆之间的位置和关系去讨论四杆长度的关系，然后将讨论结果归纳写在显示仪的黑板上。教师巡视学生的归纳情况并进行引导，然后控制四个显示仪，对比讲解，归纳得出曲柄存在的条件。

在这个环节中用到了任务驱动法——通过按步骤完成任务，“做中学、学中做”，学生提升了综合职业能力;自主学习法——通过动手、讨论、归纳活动，提高了学生自主学习能力和小组合作能力;讨论法——通过讨论，学生提高了归纳、总结能力;对比法，通过集中对比，学生发现了区别，得到了成长。

4.课中任务二：判断铰链四杆机构的类型（15分钟）

该知识点旨在正确判断铰链四杆机构的类型，在传统教学方法中是个难点，这里笔者引导学生采用三种方法进行判断：看图判断法，根据铰链四杆机构的运动形式判断;仿真判断法，用仿真软件输入四杆长度，仿真机构的运动特性进行判断;书面判断法，根据曲柄存在的条件进行判断。教師列举铰链四杆机构应用实例，提醒学生根据条件合理选择判断方法。

该环节主要用到的学习方法是：任务驱动法、分层教学法，不同的判断方法让不同层次的学生都能感受获得知识的喜悦，增强了学生的学习热情和自信心;自主学习法，通过观察、仿真和书写，学生增强了自主学习能力，提升了综合职业能力;讨论法，通过讨论，学生增强了小组凝聚力和解决问题能力。

5.课中小试牛刀（5分钟）

教师在平台发布练习任务，学生现场完成平台上的课堂练习任务，然后教师对学生完成情况进行统计和点评。这里主要用的学习方法是练习法，通过完成平台练习，学生巩固了知识。

6.课中稇载而归（2分钟）

教师和学生一起小结本节课的学习内容，并让学生分享本节课的收获，组长对本节课小组内各成员的表现进行打分。所用教学方法是归纳法，通过小结和分享，学生巩固了知识，增进了友谊，提升了职业素养。

7.课后返璞归真

教师在学习平台发布作业任务，作业任务包括三类：第一，观看平台微课视频;第二，完成书面作业;第三，小组合作检索、查阅资料，了解铰链四杆机构可能导致的汽车故障情况。教师在平台检查学生的完成情况，再走进学生了解学生查阅资料情况，然后对本节课中各组、各学生的表现进行打分量化评价。

课后是课堂的延伸，不仅体现在布置教学任务上，还体现在教学方法上。这里就用到了分层教学法——学生根据自己的能力，不同程度地完成作业;启发教学法——布置检索作业，提高了学生的专业能力。

三、新老方法对比探讨

通过实践和对比发现，传统方法只在于知识的灌输，没有从学生出发，让学生去真正地理解和掌握曲柄存在的条件进而去应用，学生的主体地位不明显，直接导致学生学习兴趣不浓厚，学习效果不理想。

理实一体教学方法，以学生为主体，让学生在动手中发现问题、总结规律，然后在教师引导下得出曲柄存在的条件，真正实现做中学，做中教，学生在动手中获得新知，加深对知识的理解;判断铰链四杆机构的类型时，理实一体教学方法也不拘泥于传统方法，而是与现代信息化结合，采用多种方法，让不同层次的学生都能找到适合自己的判断方法，这样的讲授更有助于学生的理解和学习，也提升了学生的职业素养和职业能力。

参考文献：

[1]陈晔，熊晓航，贾凯.“平面四杆机构中曲柄存在条件”的教学方法探讨与实践[J].辽宁工业大学学报：社会科学版，2012（1）.

[2]夏莉.浅析铰链四杆机构曲柄存在的条件及类型判别教学方法[J].教师， 2010（27）.

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[4]李荣双.曲柄存在条件的教法研究[J].职业，2017（6）.

[5]刘馨潞.机械专业中、高职衔接一体化课程设置现状调查分析[J].产业与科技论坛，2015（21）.

（作者单位：丹阳市技工学校）