《連桿機(jī)構(gòu)的基本特性分析》的說(shuō)課設(shè)計(jì)

王玉杰 李文偉

摘要：說(shuō)課是提高教師教學(xué)水平的有效方式。文章從教材、教法、學(xué)法、教學(xué)過(guò)程四個(gè)方面對(duì)高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中的“連桿機(jī)構(gòu)的基本特性分析”進(jìn)行說(shuō)課設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：連桿機(jī)構(gòu)；基本特性；行動(dòng)導(dǎo)向；探究

中圖分類(lèi)號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2013）26-0085-03

說(shuō)課是教師通過(guò)對(duì)教育目標(biāo)本身的分析，表述具體課題的教學(xué)設(shè)想及其理論依據(jù)。通俗地講，就是要說(shuō)清教什么、怎么教、為什么這么教?！罢f(shuō)課”以說(shuō)為主，是教師對(duì)教案本身的分析和說(shuō)明，是一種口頭敘述為主的教案分析。實(shí)踐證明，說(shuō)課有利于提高教研活動(dòng)實(shí)效、備課質(zhì)量、課堂教學(xué)效率和教師素質(zhì)。

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是高職數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)在第三學(xué)期開(kāi)設(shè)的一門(mén)綜合性與實(shí)踐性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。本課程按行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)分為兩個(gè)學(xué)習(xí)情境，本次課是學(xué)習(xí)情境一“牛頭刨床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)分析”中的學(xué)習(xí)單元4“牛頭刨床連桿機(jī)構(gòu)分析”中的任務(wù)3——連桿機(jī)構(gòu)的基本特性分析，這是連桿機(jī)構(gòu)中的重要內(nèi)容，需四課時(shí)完成，本文從教材、教法、學(xué)法、教學(xué)過(guò)程四個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

一、說(shuō)教材

1.地位與作用

本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生常用機(jī)構(gòu)與通用零件的分析、選用、設(shè)計(jì)能力，以及機(jī)械設(shè)備安裝與維護(hù)的能力，是學(xué)習(xí)后續(xù)課程和從事機(jī)械工程工作的基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成起到關(guān)鍵的支撐作用。本次課主要闡述常用機(jī)構(gòu)中的四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和傳力特性，即急回特性和死點(diǎn)現(xiàn)象。它是設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐有著重要的理論指導(dǎo)意義，所以本次課內(nèi)容是本學(xué)習(xí)單元的重點(diǎn)之一。

2.學(xué)情

高職數(shù)控專(zhuān)業(yè)學(xué)生都是從高中直接升學(xué)的，入學(xué)成績(jī)相對(duì)較低，理論基礎(chǔ)薄弱，但對(duì)新鮮事物有較強(qiáng)的好奇心，并且樂(lè)于動(dòng)手實(shí)踐。經(jīng)過(guò)金工實(shí)習(xí)對(duì)機(jī)械設(shè)備有一定的感性認(rèn)識(shí)，但對(duì)機(jī)構(gòu)的分析能力尚未形成。通過(guò)學(xué)生親自動(dòng)手，聯(lián)系生活實(shí)際，教師引導(dǎo)探究，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，最終解決問(wèn)題。

3.確定教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求并結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，將教學(xué)目標(biāo)細(xì)分為：知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)與素質(zhì)目標(biāo)三個(gè)方面。

（1）知識(shí)目標(biāo)。掌握四桿機(jī)構(gòu)急回運(yùn)動(dòng)特性的判定方法及強(qiáng)弱的評(píng)定指標(biāo)，熟悉四桿機(jī)構(gòu)傳力特性的校核公式及最小傳動(dòng)角的位置，了解死點(diǎn)產(chǎn)生的機(jī)理及應(yīng)用。

（2）能力目標(biāo)。能夠根據(jù)極位夾角判定四桿機(jī)構(gòu)是否具有急回特性，能夠找出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角的位置，能夠分析死點(diǎn)產(chǎn)生的條件并能利用死點(diǎn)工作。

（3）素質(zhì)目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析及歸納能力，主動(dòng)探究、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，樹(shù)立正確的世界觀。

4.重點(diǎn)與難點(diǎn)

急回運(yùn)動(dòng)特性的判定方法及強(qiáng)弱評(píng)定指標(biāo)、死點(diǎn)產(chǎn)生的條件對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐有著重要的意義，所以把它作為教學(xué)的重點(diǎn)。而機(jī)構(gòu)出現(xiàn)最小傳動(dòng)角的位置和死點(diǎn)產(chǎn)生的原因?qū)Ω呗毶杂幸欢ǖ碾y度，所以把它作為教學(xué)的難點(diǎn)。

5.教學(xué)準(zhǔn)備

為了更好地完成行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)，教學(xué)安排在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室，并準(zhǔn)備好曲柄搖桿機(jī)構(gòu)模型、對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)模型、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)模型、牛頭刨床擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)模型、多媒體課件、量角器等。

二、教法

本次課主要采用直觀演示法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、分組討論法、頭腦風(fēng)暴法等，實(shí)行“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)。學(xué)習(xí)任務(wù)以“工作任務(wù)單”的形式下達(dá)，學(xué)生在“任務(wù)書(shū)”的引導(dǎo)和教師指導(dǎo)下，查閱資料、收集信息、制定計(jì)劃，小組協(xié)作，完成工作任務(wù)，提交工作成果。在完成具體工作任務(wù)的過(guò)程中，讓學(xué)生掌握基本的方式方法，訓(xùn)練學(xué)生的基本設(shè)計(jì)技能和操作技能，學(xué)生始終處于教學(xué)過(guò)程的主體地位，充分體現(xiàn)“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的教學(xué)原則。教師對(duì)學(xué)生完成的任務(wù)進(jìn)行總結(jié)與點(diǎn)評(píng)，肯定成績(jī)、找出存在的問(wèn)題及解決的方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中體會(huì)成就感。

三、學(xué)法

綜合運(yùn)用歸納整理、小組合作學(xué)習(xí)和自主探究的學(xué)法。學(xué)生通過(guò)任務(wù)完成過(guò)程尋求解決問(wèn)題的方法，自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)；討論工作任務(wù)，學(xué)會(huì)與人合作，培養(yǎng)動(dòng)手能力、職業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力；通過(guò)匯報(bào)、答辯、演示等方式，進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)組織表達(dá)等能力。

四、教學(xué)過(guò)程

為了更好地完成本次課的教學(xué)目標(biāo)，將教學(xué)過(guò)程分為以下幾步：

1.復(fù)習(xí)舊知，設(shè)置問(wèn)題

通過(guò)模型演示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，提出問(wèn)題1：說(shuō)出機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的名稱(chēng)及四桿機(jī)構(gòu)的類(lèi)型。通過(guò)觀察機(jī)械原理陳列柜中的模型，提出問(wèn)題2：四桿機(jī)構(gòu)可以演化成哪些形式？這兩個(gè)問(wèn)題都與本節(jié)課密切相關(guān)，且有實(shí)際的模型，簡(jiǎn)單易答，讓學(xué)生在輕松的學(xué)習(xí)氛圍中鞏固相關(guān)知識(shí)。

2.布置任務(wù)，導(dǎo)入新課

復(fù)習(xí)提問(wèn)后，大多數(shù)學(xué)生已進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，此時(shí)可播放牛頭刨床切削工件的動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生觀察切削速度和退刀速度是否相同，引出急回特性的概念，進(jìn)而提出本次課的任務(wù)要求：①刨刀急回特性分析（即說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)慢速切削、快速返回）；②牛頭刨床擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)傳力性能分析。

3.資訊講授，引導(dǎo)探究

知識(shí)點(diǎn)1：急回運(yùn)動(dòng)特性的判定方法及強(qiáng)弱評(píng)定指標(biāo)，此為本節(jié)的第一個(gè)重點(diǎn)。通過(guò)課件并配合模型演示，分析曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的空回行程和工作行程的平均速度，從而得出急回特性的判定方法及強(qiáng)弱評(píng)定指標(biāo)（行程速比系數(shù)）的計(jì)算公式。為突出重點(diǎn)，講解完此部分內(nèi)容后安排練習(xí)：利用實(shí)訓(xùn)室的模型，分析對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是否具有急回特性。

知識(shí)點(diǎn)2：機(jī)構(gòu)出現(xiàn)最小傳動(dòng)角的位置，此為本節(jié)的第一個(gè)難點(diǎn)。采用引導(dǎo)探究的方式，教師演示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)模型，學(xué)生觀察連桿與搖桿之間的夾角（傳動(dòng)角）的變化，測(cè)量幾個(gè)特殊位置的傳動(dòng)角，提出問(wèn)題：何時(shí)傳動(dòng)角最??？通過(guò)學(xué)生分組討論，教師引導(dǎo)，師生共同推導(dǎo)出結(jié)論：即機(jī)構(gòu)出現(xiàn)最小傳動(dòng)角的位置是曲柄與機(jī)架共線(xiàn)。將難點(diǎn)分解，探究過(guò)程步步深入，使學(xué)生輕松掌握所學(xué)知識(shí)。

知識(shí)點(diǎn)3：死點(diǎn)。結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，提出問(wèn)題：縫紉機(jī)的腳踏板機(jī)構(gòu)是一典型的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，腳踏板即為搖桿，若踩腳踏板的速度很快，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？通過(guò)學(xué)生的回答自然導(dǎo)出第三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：死點(diǎn)。這樣設(shè)計(jì)的目的是：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生在生活中的觀察能力。

死點(diǎn)產(chǎn)生的原因是本節(jié)的又一難點(diǎn)，通過(guò)分組討論，引導(dǎo)學(xué)生利用已有力學(xué)知識(shí)對(duì)曲柄進(jìn)行受力分析，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。然后，由死點(diǎn)產(chǎn)生的原因，師生歸納總結(jié)，共同得出死點(diǎn)產(chǎn)生的條件，即本節(jié)的第二個(gè)重點(diǎn)。最后，通過(guò)多媒體直觀演示說(shuō)明死點(diǎn)在實(shí)踐中的利弊，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀。

4.制定計(jì)劃，決策方案

以小組討論的方式，協(xié)商成員分工，制定工作計(jì)劃，確定工作步驟和程序，決策完成任務(wù)的理論依據(jù)及分析方法。由學(xué)生自主完成，教師要審核學(xué)生制定的計(jì)劃與決策方案，提出指導(dǎo)意見(jiàn)，接受學(xué)生咨詢(xún)并參與學(xué)生討論。

5.任務(wù)實(shí)施，結(jié)果檢查

按照既定工作步驟及程序，畫(huà)出牛頭刨床擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，根據(jù)急回運(yùn)動(dòng)特性的判定方法分析刨刀急回特性；根據(jù)牛頭刨床擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角大小分析其傳力性能。教師應(yīng)觀察學(xué)生的操作，對(duì)較困難處重點(diǎn)指導(dǎo)，回答學(xué)生的問(wèn)題并對(duì)學(xué)生的分析結(jié)果進(jìn)行檢查。

6.自我展示，評(píng)估討論

讓各組代表展示本組的分析成果，通過(guò)分組討論和學(xué)生的自我展示，讓學(xué)生相互學(xué)習(xí)，使學(xué)生在討論中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，增強(qiáng)自主探究、合作學(xué)習(xí)的能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。最后由教師進(jìn)行評(píng)價(jià)和總結(jié)，指出成功與不足，達(dá)到完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)的目的，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

7.布置作業(yè)，鞏固提高

布置課后思考題，提高學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，并完成機(jī)構(gòu)分析書(shū)面報(bào)告。

8.設(shè)計(jì)板書(shū)，加深印象

（1）急回運(yùn)動(dòng)特性 判定方法

強(qiáng)弱評(píng)定指標(biāo)（重點(diǎn)）

（2）傳動(dòng)角校核公式及最小傳動(dòng)角位置（難點(diǎn)）

（3）死點(diǎn) 產(chǎn)生原因（難點(diǎn)）

產(chǎn)生條件（重點(diǎn)）

這樣設(shè)計(jì)層次分明，重難點(diǎn)突出，同時(shí)對(duì)本次課的內(nèi)容進(jìn)行梳理總結(jié)。整節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)遵循教師主導(dǎo)、學(xué)生主體、行動(dòng)導(dǎo)向的原則，學(xué)生通過(guò)自己的觀察、分析、討論、歸納、總結(jié)和教師的因勢(shì)利導(dǎo)最終完成任務(wù)，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合職業(yè)能力。

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