基于反饋形式多樣化的平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)探究

周元忠

摘 要：本文以平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的課后作業(yè)多樣化的反饋形式呈現(xiàn)展開，采用這一教學(xué)提升了學(xué)生對(duì)于此次課的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)熱情，收到了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖解法 反饋形式 網(wǎng)絡(luò)多樣化

平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的重要章節(jié)之一，其內(nèi)容是主要運(yùn)用圖解法進(jìn)行尺規(guī)畫圖設(shè)計(jì)。筆者目前嘗試著將學(xué)生作業(yè)的反饋形式由原先單一的上交作業(yè)本改為借助網(wǎng)絡(luò)等多樣化的方式進(jìn)行。教學(xué)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)其帶來的收益及產(chǎn)生的影響較大。本文將自身實(shí)際課改的嘗試與經(jīng)驗(yàn)以文字形式予以總結(jié)。

一、例析圖解法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)

1.已知連桿的工作位置設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)

如圖1所示，已知連桿的長(zhǎng)度BC以及它所處的三個(gè)位置B1C1、B2C2、B3C3，要求設(shè)計(jì)該平面四桿機(jī)構(gòu)。實(shí)際教學(xué)中圖解法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)是以平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為內(nèi)容講述的。

圖解法設(shè)計(jì)過程如圖2所示，具體步驟如下：①連接B1B2、B2B3，作線B1B2、B2B3的垂直平分線b12、b23，交于A點(diǎn)即固定鉸鏈中心A;②連接C1C2、C2C3，作線C1C2、C2C3的垂直平分線c12、c23，交于D點(diǎn)即固定鉸鏈中心D;③連接AB1C1D，即為所設(shè)計(jì)的平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。

2.已知連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)

按給定兩連架桿的對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)。已知四桿機(jī)構(gòu)一連架桿和機(jī)架的長(zhǎng)度，連架桿和另一連架桿上標(biāo)線的三組對(duì)應(yīng)位置，要求設(shè)計(jì)該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。此種設(shè)計(jì)需要運(yùn)用剛化反轉(zhuǎn)原理，具體設(shè)計(jì)步驟在這里就不一一敘述了。實(shí)際授課是以上述兩種情形的圖解法來設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)。課后作業(yè)的布置是針對(duì)不同班級(jí)學(xué)生進(jìn)行的：高級(jí)班的學(xué)生側(cè)重于按給定連桿位置設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)，技師班的學(xué)生則側(cè)重于按連架桿對(duì)應(yīng)位置設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)。本文主要闡述學(xué)生作業(yè)的反饋形式及其多樣化呈現(xiàn)，所以建議學(xué)生由簡(jiǎn)單尺規(guī)作圖入手，最終可自主選擇任一種情形來練習(xí)并完成提交。

二、多樣化的反饋形式

1.尺規(guī)作圖

尺規(guī)作圖的作業(yè)要求，就是以上述介紹的作圖步驟依次用圓規(guī)和直尺（或三角尺）認(rèn)真畫出，保留作圖軌跡，最終設(shè)計(jì)的平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)AB1C1D用粗實(shí)線加深以示區(qū)別。常規(guī)教學(xué)都是以這種方式要求學(xué)生完成作業(yè)的。學(xué)生交來的練習(xí)本作業(yè)，教師批閱作業(yè)時(shí)也是主要看學(xué)生的作圖軌跡從而判定學(xué)生是否已正確掌握?qǐng)D解法設(shè)計(jì)內(nèi)容。但往往學(xué)生呈現(xiàn)的作業(yè)大多是這三種畫面：一種是班級(jí)里學(xué)習(xí)認(rèn)真的學(xué)生，其作業(yè)質(zhì)量是嚴(yán)格按照老師的要求完成;另一種是班級(jí)里學(xué)習(xí)最不認(rèn)真的學(xué)生，其作業(yè)要么不完成，要么借故拖延，要么讓任課老師等到“天荒地老”;再者是班級(jí)里占大多數(shù)的學(xué)生，作業(yè)是按時(shí)上交，但作業(yè)質(zhì)量卻是令人頭疼：作業(yè)不認(rèn)真作圖隨心所欲、“借鑒”同學(xué)的作業(yè)照葫蘆畫瓢。中職學(xué)生此類現(xiàn)象要突出此些。如此這般，學(xué)生到底有沒有真正學(xué)會(huì)應(yīng)該要掌握的內(nèi)容，一直是個(gè)謎題。如果是課堂練習(xí)的話，教師還能第一時(shí)間掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)有不會(huì)做的學(xué)生可以及時(shí)給予輔導(dǎo)，但像常規(guī)的課后作業(yè)布置，一定程度上就很難保證每位學(xué)生學(xué)習(xí)的“實(shí)效性”。改革教學(xué)方式有很多方面。這里，筆者嘗試著在不同層次不同班級(jí)讓學(xué)生有選擇性地、多樣化地提交他們的作業(yè)，以期能看到一定的收效。

2.運(yùn)用CAD等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件

通常講授機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程時(shí)，依賴于一些前續(xù)課程的開設(shè)，面向的不是剛?cè)胄５膶W(xué)生。有些班級(jí)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)過CAD繪圖軟件。即便還沒有開設(shè)相關(guān)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件課程的班級(jí)，也有一些個(gè)學(xué)生通過自我愛好與自主性學(xué)習(xí)也會(huì)掌握計(jì)算機(jī)繪圖。面對(duì)這些班級(jí)的學(xué)生，筆者在布置作業(yè)時(shí)就嘗試著讓學(xué)生不拘泥于作業(yè)本的常規(guī)用尺規(guī)作圖方式交作業(yè)，可以用CAD等計(jì)算機(jī)繪圖軟件畫出然后截屏保存，發(fā)郵件或是通過QQ、微信等工具提交。老師也可以建立相關(guān)QQ群或是微信群，將自愿以這種方式交作業(yè)的學(xué)生加入進(jìn)來，以便于及時(shí)回復(fù)與溝通等。首次嘗試發(fā)現(xiàn)：在整體感覺較好的高級(jí)班，用CAD繪圖方式提交作業(yè)的學(xué)生很少，一個(gè)班級(jí)里基本上是個(gè)位數(shù)，最多不超過七名學(xué)生;而在技師班，尤其是高中技師班，選擇用計(jì)算機(jī)繪圖方式提交作業(yè)的學(xué)生相對(duì)較多，基本上能達(dá)到班級(jí)一半的學(xué)生?；蛟S是學(xué)生覺得這份作業(yè)的上交與眾不同、別出心裁。有的班級(jí)甚至可以達(dá)到三分之二及以上。因?yàn)槭菍W(xué)生自愿選擇的，所以，用計(jì)算機(jī)繪圖方式提交作業(yè)的都是學(xué)生個(gè)人的興趣使然，自然交上來的作業(yè)質(zhì)量很好，同時(shí)增進(jìn)了廣泛的學(xué)習(xí)興趣。有些學(xué)生為此還專門請(qǐng)教之前上軟件課的老師，激發(fā)了學(xué)生的自主性。

由于后期的鼓勵(lì)與賞識(shí)教育的助力，學(xué)生用這種方式提交作業(yè)的更多了，但由此帶來的弊端也呈現(xiàn)了：和普通交作業(yè)本方式一樣，一些學(xué)生拷貝別人的成果（截屏）。這是否可以理解成新生事物的產(chǎn)生不可避免會(huì)伴隨著的一些“陣痛”呢？學(xué)生可能是對(duì)這種作業(yè)方式產(chǎn)生了耐受性，新鮮度已不再。這似乎又要挑戰(zhàn)任課老師的“戰(zhàn)斗力”與“應(yīng)對(duì)力”了。面對(duì)這樣的負(fù)面效應(yīng)，筆者試著把出現(xiàn)的問題在課堂上拋給學(xué)生，嘗試著讓學(xué)生集思廣益、給出答案。有學(xué)生就提出計(jì)算機(jī)繪圖過程可以要求全程錄下視頻，并且要求拍臉，以此發(fā)視頻提交作業(yè);也有同學(xué)補(bǔ)充：在此基礎(chǔ)上還得邊畫圖邊說出作圖步驟，可謂又加了一層保險(xiǎn)。還有同學(xué)來了靈感：就用尺規(guī)作圖的常規(guī)方法完成作業(yè)，與此同時(shí)錄視頻、說步驟、拍臉，一樣也可以做到防范抄襲。這些或許都是不錯(cuò)的辦法。當(dāng)然，仍舊需要補(bǔ)充的是：嘗試改革是本著自愿的方式讓同學(xué)自由選擇。對(duì)那些仍然以常規(guī)的作業(yè)上交并用心完成的學(xué)生來說，一樣是給予充分肯定的，這點(diǎn)毋庸置疑。

3.影音同步——錄視頻

有圖有真相，更何況是錄下學(xué)生本人實(shí)際作圖全過程，邊畫圖邊敘述作圖步驟，而不是單純地同步錄制電腦屏幕。自覺性強(qiáng)、積極性高的學(xué)生會(huì)把作業(yè)完成得相當(dāng)不錯(cuò)。此種作業(yè)方式不僅展現(xiàn)出學(xué)生個(gè)人的能力，一定程度上也大大激發(fā)了學(xué)生的相關(guān)學(xué)習(xí)興趣。作業(yè)形式的多樣化不背離初衷，仍舊是以學(xué)生自愿選擇為主。在實(shí)際過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生提交的作業(yè)形式更為豐富，學(xué)生的潛力無限。所謂教學(xué)相長(zhǎng)，一定程度上也促進(jìn)了教師的自我提升能力。這是一種雙贏的局面，在良性的推動(dòng)下希望能夠走長(zhǎng)遠(yuǎn)。這里需要補(bǔ)充的是：因?yàn)槭亲栽高x擇性提交作業(yè)形式，對(duì)于選擇的學(xué)生而言，不會(huì)加重其課業(yè)負(fù)擔(dān)，相反會(huì)在一定程度上加深與鞏固他們課內(nèi)與課外的相關(guān)學(xué)習(xí)能力。對(duì)于授課教師而言，無疑是增加了工作量，得花更多時(shí)間來批閱學(xué)生的學(xué)業(yè)。但筆者想說的是，這個(gè)過程是“苦并快樂著”，教師自己是有收獲的：不僅是對(duì)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累，在與學(xué)生的關(guān)系方面也增進(jìn)了不少。

4.自制便簽提交

在不局限于作業(yè)形式單一的前提下，學(xué)生提交的作業(yè)形式更為豐富。除上述之外，有兩種反饋形式較為新穎予以總結(jié)一下。這也是從高中技師班的學(xué)生中發(fā)現(xiàn)的。一是此處提到的以便簽形式提交。自制便簽提交，實(shí)際是用一款手機(jī)APP完成的。比如學(xué)生用錘子便簽APP制作自己的作業(yè)：將尺規(guī)作圖完成的平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)圖拍照或是用計(jì)算機(jī)繪圖完成的設(shè)計(jì)作業(yè)截圖等插入便簽中，并輔以文字?jǐn)⑹霾襟E內(nèi)容，其中還很有個(gè)性的加入一些表情圖片等，編輯好后，最終以便簽圖片形式發(fā)送提交。一份這樣的作業(yè)很有新意。學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)很強(qiáng)。很多學(xué)生在此觸動(dòng)下，躍躍欲試，大顯身手，且不雷同。

5.制作二維碼，掃碼查看

另一種反饋形式就是這里提到的二維碼制作，學(xué)生提交的實(shí)際只是張二維碼圖片，作業(yè)需要用手機(jī)掃碼查閱，形式新穎、與時(shí)俱進(jìn)。通過了解發(fā)現(xiàn)，將作業(yè)生成二維碼方式，是利用網(wǎng)絡(luò)上一款叫草料二維碼制作的，制作過程并不復(fù)雜。學(xué)生將需要提交的作業(yè)：或是尺規(guī)作圖的平面四桿機(jī)構(gòu)拍照或是用計(jì)算機(jī)繪圖完成的平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)截圖或是錄制的視頻或是以便簽形式形成圖片等都可以插入草料二維碼的內(nèi)容編輯器中，然后通過一步步提示操作完成，最終制作成二維碼的形式作業(yè)。在學(xué)生的此番作業(yè)反饋形式下，筆者進(jìn)而發(fā)現(xiàn)另外一種方式的二維碼制作——PP匠。這是一款將PPT一鍵轉(zhuǎn)成H5的工具：在PC端上傳PPT，PP匠就會(huì)把它轉(zhuǎn)成H5格式并生成二維碼，微信掃描后即可在移動(dòng)端查看并分享。PPT是教師制作課件不可缺少的一款工具，由此制作成二維碼查看，在一定情境下還是很方便。這是筆者的感觸，靈感也是來源于學(xué)生，可見教學(xué)相長(zhǎng)的魅力所在。

以上全文是以機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的學(xué)生課后作業(yè)反饋形式多樣化來展開討論的。同樣的課后作業(yè)，在不同層次不同的班級(jí)提倡學(xué)生以多樣化的形式提交，初衷是希望學(xué)生自主作業(yè)。過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，選擇不拘泥于常規(guī)作業(yè)提交的學(xué)生，會(huì)腦洞大開地以多種反饋形式呈現(xiàn)：如運(yùn)用CAD、錄視頻、制作便簽以及形成二維碼形式提交作業(yè)。當(dāng)然這些都是積極且健康向上的。這些反饋形式多樣化的作業(yè)，學(xué)生完成時(shí)是需要花費(fèi)一定時(shí)間與精力的。選擇這些方式提交作業(yè)的學(xué)生往往是自覺性較高，自學(xué)能力也較好的。通過該次課的多班級(jí)多次嘗試，筆者認(rèn)為：教學(xué)的創(chuàng)新與革新其實(shí)在很多方面都可以去嘗試、去呈現(xiàn)?？赡苓^程會(huì)有不平坦，但風(fēng)雨之后總能見彩虹;不斷修正不斷提升，會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的美好與珍貴，為自己積累更多的經(jīng)驗(yàn)與可操作性。本文基于反饋形式多樣化的平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)探究，最終也是可以應(yīng)用在其他專業(yè)課程中的。這些經(jīng)歷形成文字，以期能給同仁提供參考與借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳立德，羅衛(wèi)平.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2013（7）.

（作者單位：南京技師學(xué)院）