“曲柄存在的條件”教學(xué)方法探討與實踐

劉愛萍

摘 要：鉸鏈四桿機構(gòu)中曲柄存在的條件這部分內(nèi)容不僅是章節(jié)的重點知識點，在機械基礎(chǔ)這門課程中也占據(jù)著重要地位，但教材中大多直接給出或通過三角形的三邊關(guān)系推導(dǎo)出曲柄存在的兩個條件，然后再以此來判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型，這樣的講授方式對于技工學(xué)校的學(xué)生而言，理解吃力，運用困難，為此，筆者考慮采用理實一體的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生在動手中發(fā)現(xiàn)問題，歸納找出曲柄存在的條件，再運用多種方法來判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型，學(xué)生便于理解，同時不同層次的學(xué)生都可選擇適合自己的判斷方法，提高了學(xué)生的學(xué)習興趣和學(xué)習能力，同時提升了他們的職業(yè)能力。

關(guān)鍵詞：曲柄存在的條件 ?理實一體 ?判斷方法

平面連桿機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)許多較為復(fù)雜的平面運動，在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用，其中又以鉸鏈四桿機構(gòu)應(yīng)用最為廣泛，而在鉸鏈四桿機構(gòu)中，能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱為曲柄，可以用電動機等連續(xù)轉(zhuǎn)動的裝置來帶動，在鉸鏈四桿機構(gòu)中有著重要的地位?！扒嬖诘臈l件”這部分內(nèi)容不僅闡述了曲柄存在的條件，還由此得出了鉸鏈四桿機構(gòu)三種類型的判斷方法，鞏固了鉸鏈四桿機構(gòu)的應(yīng)用，所以這節(jié)內(nèi)容有著重要的實踐意義，讓學(xué)生能夠很好地理解、掌握這部分內(nèi)容的知識點至關(guān)重要。

一、常規(guī)講授方法

根據(jù)多年上課經(jīng)驗及聽課學(xué)習情況，發(fā)現(xiàn)“曲柄存在的條件”這部分內(nèi)容一般采取的講解情況主要為以下兩種。

一種是針對基礎(chǔ)略差的學(xué)生，直接給出曲柄存在的兩個條件，以此來判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型。這種方法的好處是直觀、簡單、明了，直接讓學(xué)生記住曲柄存在的條件，然后通過多做、多練的方式，來達到掌握判斷鉸鏈四桿機構(gòu)類型的目的;但很顯然，這種方法也顯得比較“簡單、粗暴”，學(xué)生沒有搞清來龍去脈就被動接受了“曲柄存在的條件”這個知識點，然后緊接著運用該條件去判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型時也是云里霧里，依葫蘆畫瓢，這樣就導(dǎo)致學(xué)生理解、掌握不徹底，在作業(yè)和考試時的正確率大打折扣，甚至有很多學(xué)生都沒聽懂，根本就不會判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型，很顯然，這種講授方式只是“傳道”，學(xué)生不理解，就意味著沒有“解惑”，對學(xué)生將來的職業(yè)能力沒有幫助，也就是說沒有“授業(yè)”。

另一種是針對基礎(chǔ)好些的學(xué)生，經(jīng)常在對口單招的綜合高中班和“3+3”、“3+4”的大專班聽課時聽到，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)鉸鏈四桿機構(gòu)中兩連架桿的運動特性，在兩連架桿運動到極限位置時，連架桿與連桿共線，構(gòu)成三角形，然后根據(jù)三角形中兩邊之和大于第三邊的定理，列出三個不等式，從而推導(dǎo)出曲柄存在的兩個條件，接著再依據(jù)這兩個條件來判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型。這種方法交代了曲柄存在條件的來源，讓學(xué)生在理解掌握曲柄存在的條件時有理論依據(jù)，然后再通過多做、多練的方式讓學(xué)生進一步學(xué)會判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型;但這種方法理論性較強，還需要一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，有為數(shù)不少的學(xué)生推導(dǎo)時出錯，推導(dǎo)不出曲柄存在條件的結(jié)果，這樣反而違背了推導(dǎo)的初衷，甚至不如第一種方法的教學(xué)效果好。

二、理實一體講授方法的實施

基于以上兩種方法的不足，根據(jù)學(xué)生的已有知識，結(jié)合他們的學(xué)習特點，筆者打破傳統(tǒng)理論課授課形式，采用理實一體的授課方式，實現(xiàn)做中學(xué)，做中教，讓學(xué)生從多維度獲得新知，充分理解和掌握曲柄存在的條件以及鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判斷。課堂的具體實施如下。

1.課前溫故知新

現(xiàn)在的課堂已經(jīng)不是40分鐘的課堂，而是課前、課中、課后組成的有前奏、有實施、有延展的課堂，要讓學(xué)生能夠充分、全面地了解學(xué)習知識，必須將課堂延伸到課前和課后。

在課前，教師先在泛雅學(xué)習平臺發(fā)布觀看微課視頻、完成復(fù)習題等學(xué)習任務(wù)，并分發(fā)工具材料及A、B兩組桿件，要求學(xué)生分組練習制作鉸鏈四桿機構(gòu)，讓學(xué)生以小組為單位拍攝鉸鏈四桿機構(gòu)應(yīng)用圖片，上課時進行講解。學(xué)生登錄平臺完成微課視頻觀看、復(fù)習題等任務(wù)，教師及時在平臺查閱學(xué)生的完成情況，了解學(xué)生對舊知識的掌握情況，然后再走近學(xué)生，了解學(xué)生制作鉸鏈四桿機構(gòu)的情況和“拍攝取景”情況。

這里用到了三種教學(xué)方法：直觀演示法——通過微課的直觀演示，學(xué)生增強了感性認識，學(xué)會了制作鉸鏈四桿機構(gòu);練習法和自主學(xué)習法——通過看微課、動手做、找應(yīng)用，學(xué)生增強了學(xué)習能力和知識應(yīng)用能力。

2.課中初露鋒芒（3分鐘）

在這個環(huán)節(jié)，教師先查看、展示學(xué)習平臺任務(wù)的完成情況，并進行適當?shù)狞c評和鼓勵，然后請學(xué)生以小組為單位來展示、講解他們在課前拍攝的鉸鏈四桿機構(gòu)應(yīng)用圖片，這里采用自主學(xué)習法，通過講解，學(xué)生鞏固了知識，提高了表達能力，增強了自信心。

3.課中任務(wù)一：找出曲柄存在的條件（15分鐘）

這部分內(nèi)容是本節(jié)課的重點，難點也在這個環(huán)節(jié)中。筆者采用三步走的方式來引導(dǎo)學(xué)生找出曲柄存在的條件。

步驟1：動一動，各小組學(xué)生通過課前在平臺觀看的鉸鏈四桿機構(gòu)制作的微課視頻，以及課前練習，用分發(fā)的學(xué)習用具制作鉸鏈四桿機構(gòu)，教師巡視學(xué)生的制作情況，并進行指導(dǎo)和點評，然后要求第一組用A組材料制作成曲柄搖桿機構(gòu)，第二組用A組材料制作成雙曲柄機構(gòu)，第三組用A組材料制作成雙搖桿機構(gòu)，第四組用B組材料制作任意機構(gòu)。

步驟2：論一論，學(xué)生小組討論在制作鉸鏈四桿機構(gòu)的過程中發(fā)現(xiàn)的問題，教師巡視了解學(xué)生討論情況，引導(dǎo)學(xué)生從最短桿位置和桿長上去討論，看看能得出什么結(jié)論，然后再分別請四組代表來分享他們的討論結(jié)果。第一組學(xué)生用的是A組材料，他們通過討論發(fā)現(xiàn)，最短桿不能作機架也不能作連桿，只能作為連架桿才能得到曲柄搖桿機構(gòu);第二組學(xué)生用的也是A組材料，通過制作和討論，他們發(fā)現(xiàn)只有當最短桿作為機架時才能得到雙曲柄機構(gòu);第三組學(xué)生用A組材料制作時發(fā)現(xiàn)要得到雙搖桿機構(gòu)，最短桿在連桿的位置;第三組的學(xué)生用的是B組材料，他們很焦急，發(fā)現(xiàn)最短桿不管在什么位置，都只能得到雙搖桿機構(gòu)。

步驟3：寫一寫，引導(dǎo)各小組學(xué)生根據(jù)鉸鏈四桿機構(gòu)的兩個極限位置上各桿之間的位置和關(guān)系去討論四桿長度的關(guān)系，然后將討論結(jié)果歸納寫在顯示儀的黑板上。教師巡視學(xué)生的歸納情況并進行引導(dǎo)，然后控制四個顯示儀，對比講解，歸納得出曲柄存在的條件。

在這個環(huán)節(jié)中用到了任務(wù)驅(qū)動法——通過按步驟完成任務(wù)，“做中學(xué)、學(xué)中做”，學(xué)生提升了綜合職業(yè)能力;自主學(xué)習法——通過動手、討論、歸納活動，提高了學(xué)生自主學(xué)習能力和小組合作能力;討論法——通過討論，學(xué)生提高了歸納、總結(jié)能力;對比法，通過集中對比，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了區(qū)別，得到了成長。

4.課中任務(wù)二：判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型（15分鐘）

該知識點旨在正確判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型，在傳統(tǒng)教學(xué)方法中是個難點，這里筆者引導(dǎo)學(xué)生采用三種方法進行判斷：看圖判斷法，根據(jù)鉸鏈四桿機構(gòu)的運動形式判斷;仿真判斷法，用仿真軟件輸入四桿長度，仿真機構(gòu)的運動特性進行判斷;書面判斷法，根據(jù)曲柄存在的條件進行判斷。教師列舉鉸鏈四桿機構(gòu)應(yīng)用實例，提醒學(xué)生根據(jù)條件合理選擇判斷方法。

該環(huán)節(jié)主要用到的學(xué)習方法是：任務(wù)驅(qū)動法、分層教學(xué)法，不同的判斷方法讓不同層次的學(xué)生都能感受獲得知識的喜悅，增強了學(xué)生的學(xué)習熱情和自信心;自主學(xué)習法，通過觀察、仿真和書寫，學(xué)生增強了自主學(xué)習能力，提升了綜合職業(yè)能力;討論法，通過討論，學(xué)生增強了小組凝聚力和解決問題能力。

5.課中小試牛刀（5分鐘）

教師在平臺發(fā)布練習任務(wù)，學(xué)生現(xiàn)場完成平臺上的課堂練習任務(wù)，然后教師對學(xué)生完成情況進行統(tǒng)計和點評。這里主要用的學(xué)習方法是練習法，通過完成平臺練習，學(xué)生鞏固了知識。

6.課中稇載而歸（2分鐘）

教師和學(xué)生一起小結(jié)本節(jié)課的學(xué)習內(nèi)容，并讓學(xué)生分享本節(jié)課的收獲，組長對本節(jié)課小組內(nèi)各成員的表現(xiàn)進行打分。所用教學(xué)方法是歸納法，通過小結(jié)和分享，學(xué)生鞏固了知識，增進了友誼，提升了職業(yè)素養(yǎng)。

7.課后返璞歸真

教師在學(xué)習平臺發(fā)布作業(yè)任務(wù)，作業(yè)任務(wù)包括三類：第一，觀看平臺微課視頻;第二，完成書面作業(yè);第三，小組合作檢索、查閱資料，了解鉸鏈四桿機構(gòu)可能導(dǎo)致的汽車故障情況。教師在平臺檢查學(xué)生的完成情況，再走進學(xué)生了解學(xué)生查閱資料情況，然后對本節(jié)課中各組、各學(xué)生的表現(xiàn)進行打分量化評價。

課后是課堂的延伸，不僅體現(xiàn)在布置教學(xué)任務(wù)上，還體現(xiàn)在教學(xué)方法上。這里就用到了分層教學(xué)法——學(xué)生根據(jù)自己的能力，不同程度地完成作業(yè);啟發(fā)教學(xué)法——布置檢索作業(yè)，提高了學(xué)生的專業(yè)能力。

三、新老方法對比探討

通過實踐和對比發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)方法只在于知識的灌輸，沒有從學(xué)生出發(fā)，讓學(xué)生去真正地理解和掌握曲柄存在的條件進而去應(yīng)用，學(xué)生的主體地位不明顯，直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習興趣不濃厚，學(xué)習效果不理想。

理實一體教學(xué)方法，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生在動手中發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)規(guī)律，然后在教師引導(dǎo)下得出曲柄存在的條件，真正實現(xiàn)做中學(xué)，做中教，學(xué)生在動手中獲得新知，加深對知識的理解;判斷鉸鏈四桿機構(gòu)的類型時，理實一體教學(xué)方法也不拘泥于傳統(tǒng)方法，而是與現(xiàn)代信息化結(jié)合，采用多種方法，讓不同層次的學(xué)生都能找到適合自己的判斷方法，這樣的講授更有助于學(xué)生的理解和學(xué)習，也提升了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力。

參考文獻：

[1]陳曄，熊曉航，賈凱.“平面四桿機構(gòu)中曲柄存在條件”的教學(xué)方法探討與實踐[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2012（1）.

[2]夏莉.淺析鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在的條件及類型判別教學(xué)方法[J].教師， 2010（27）.

[3]周麗勤.理實一體，激發(fā)興趣，提高課堂效率——《曲柄存在的條件》教學(xué)設(shè)想[J].成才之路，2012（27）.

[4]李榮雙.曲柄存在條件的教法研究[J].職業(yè)，2017（6）.

[5]劉馨潞.機械專業(yè)中、高職銜接一體化課程設(shè)置現(xiàn)狀調(diào)查分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2015（21）.

（作者單位：丹陽市技工學(xué)校）