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摘 要:结合几年来的教学实践,根据《机械基础》中铰链四杆机构的课程特点、分析中职学生的实际情况,充分地利用各种教学手段、调动学生的学习积极性,寻求适宜于中职学生学习和提高教学质量的一些方法和教学措施。
关键词:铰链四杆机构 教学实践思考
【中图分类号】 G710 【文献标识码】 C 【文章编号】1671-8437(2010)02-0021-01
平面连杆机构其知识的容量大、涉及面广、运动形式的变化多,是《机械基础》课程中的一个非常重要的章节,也是机器中应用最为广泛的一种机构。由于铰链四杆机构是平面连杆机构的基本形式,也是构成其他多杆机构的基础。学习平面连杆机构中铰链四杆机构知识是《机械基础》课程中让学生熟悉机械运动过程的最基本途径。对于中职学生了解机构的工作原理,运用其所学知识分析实际机构,提高其分析和解决问题的能力,提高对本章节的学习兴趣有着较大作用。
一 从直观教学入手,充分应用多媒体动画和其他教具,加深概念的理解和运动规律的总结
铰链四杆机构是平面连杆机构的一种结构形式, 由四个构件相互用铰链联接而成。开始讲授这部分内容时,充分应用多媒体动画和其他教具直观演示组成铰链四杆机构各构件的运动,通过讲解和演示后让学生弄清曲柄、摇杆、连杆、机架等构件的基本概念和其运动特征。在此基础上,进一步说明铰链四杆机构中各构件的运动具备何种特征时又可得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构这三种基本形式,以及它们在实际生活和生产中的应用实例。
铰链四杆机构,在各种机械设备和仪器、仪表中应用十分普遍。并且,不同的机器,利用了铰链四杆机构不同的特性。例如:我们家庭中常用的缝纫机,就是一个典型的曲柄摇杆机构,在实际使用时,当脚踏板处于上下两个极限位置时,无论怎样用力,踏板也不动,这就是曲柄摇杆机构的“死点”位置。所以,缝纫机上采用了一个较大的铁轮,既增加了机头的转速,又利用其惯性使脚踏板越过死点位置。又如,牛头刨床,刨刀在运动过程中,我们发现,刨刀在刨削工件时运动速度较慢,而空回行程速度较快。这就是利用了曲柄摇杆机构的急回特性,充分提高了工作效率等等。飞机的起落架的收放,在放下的情况下,不至于受外力而让起落架收回,这就是利用了曲柄摇杆机构的“死点”特性。
二 激发学习兴趣、培养求知欲望、提高创新能力
用“趣”构建教学模式,用“玩”组织教学活动,充分发挥师生的合作互动作用,利用多种教学方法,激发学生兴趣,使学生积极主动参与教学过程。首先,培养求知欲。学而创,创而学这是创新的根本途径。学生要具备勤奋求知精神,不断地学习新知识,才能在自主创新中发挥生力军作用。其次,培养好奇欲。将蒙昧时期的好奇心向求知时期的好奇心转化,这是坚持、发展好奇心的重要环节。要对自己接触到的现象保持旺盛的好奇心,要敢于在新奇的现象面前提出问题,不要怕问题简单,不要怕被人耻笑。第三,培养创造欲。不满足于现成的思想、观点、方法,要经常思考如何在原有基础上创新发明、推陈出新,大脑里经常有“能否换个角度看问题?有没有更简捷有效的方法和途径”等问题盘旋。第四,培养质疑欲。“学起于思,思源于疑”。有疑问才能促使学生去思考,去探索,去创新。因此,要鼓励学生大胆质疑、提出多种解决问题的方案及最佳方法。从多角度培养学生的思维能力,激励学生创新。鼓励学生提问,大胆质疑,是培养学生创新意识的重要途径。提出问题是取得知识的先导,只有提出问题,才能解决问题,从而认识才能前进。一定要以锐不可当的开拓精神,树立和提高自己的自信心,既要尊重名人和权威,虚心学习他们的丰富知识经验,又要敢于超过他们,在他们已进行的创造性劳动的基础上,再进行新的创造。
这样在讲授铰链四杆机构时,就不能直接进入课本,而应列举大量铰链四杆机构在现实生括中的用途。如学校重建用到的“筛沙”机构、日常机械中的自动清理机械、农用汽车上的自动装卸机构、搬运机械,飞机的起落架的收放、公共汽车车门的启闭动作,自动雨伞的撑伞动作等都是利用的平面连机构。这样可使学生对所要讲的内容产生浓厚的兴趣和强烈的求知欲,这时候导人书本内容,学生容易接受,提高了教学效果。
三 结合教学实际、提高教学效果
1、有计划地组织学生到工厂参观学习,更是现场直观教学的好机会。兴趣是积极探究某种事物或进行某种活动的情绪,它能够推动人们去追求某种知识或从事某种活动,所以,兴趣的培养是极为重要的环节,一定要在刚开始上“铰链四杆机构”课时培养好学生的学习兴趣,激发其学生的求知欲。
2、根据實际现象提出问题:在日常生活和生产中,常可见到一些与铰链四杆机构有关的现象,例如,缝纫机踏扳机构,人和自行车组成曲柄摇杆机构等,都是平面四杆机构的应用。结合学生们熟悉的这些现象提出问题,进行理论分析,引入课题。
3、教学方法与手段:讲授启发、多媒体、四杆机构教具为主,分析法、对比法为辅,例如,柴油机汽缸模型,提示学生它是平面四杆机构的演化。在介绍连杆机构的特点时,可以结合前面提到的几个应用实例进行简要的分析。要着重指出连杆机构是属于低副机构,具有承载能力大、结构简单、制造容易、工作可靠等优点,但也存在传动精度低、惯性力难以平衡等缺点,从而指出,连杆机构一般适用于重载低速的场合。
4、在讲授铰链四杆机构基本型式时,利用一个简易的铰链四杆机构模型:用四个杆件分别铰链在一起,然后以不同杆件为机架,及不同的长度比值的四杆机构,分别进行演示。学生亲眼看到的结果是,出现不同的运动情况。几个教具演示出三类运动现象,这时向学生提出;这是为什么呢?这些不同现象与哪些因素有关?把问题放在这里暂且不作解答,为解决此问题让学生再观察和思考这几个教具或多媒体动画的不同点。待学生有了一些思考后,再顺势指出:问题的原因在于几个教具或动画中,是由于构件是以不同杆件为机架和各杆之间的长度比值的不同而引起的。要彻底弄清这个问题,必须明确一些基本概念。当取不同四杆为机架时,可得到不同形式的铰链的四杆机构,根据模型画出一个平面铰链四杆机构的运动简图,结合动画演示,并介绍机架、连架杆(按能否作整周回转,又将连架杆分为曲柄和摇杆)和连杆等概念。然后说明铰链四杆机构的三种基本型式,这样带着问题讲解四杆机构的一系列概念,收效颇佳。
5、在讲授铰链四杆机构的演化型式时,为了增强学生的感观认识,提高分析问题的能力,可利用图片、动画演示其变化过程,充分利用教学模型。使学生对多种型式的四杆机构的内在联系,有一个清晰的认识,加深对于事物发展内在联系的理解。
6、重视作业理论联系实际,这是学习这个章节的重要环节。讲完这一章的基本概念与设计方法之后,要使学生真正掌握还要做一些实际设计练习(实际动手制作铰链四杆机构),以增强学生的动手能力。从作业中可以看出学生对课堂内容的掌握情况,一定要加以重视。通过信息反馈,检查作业情况,随时掌握学生学习动态,不失时机地进行教学上的补缺堵漏。如发现相当一部分学生对某一部分教学内容不理解或理解有误,就进行全班解疑辅导;如果个别学生学习有困难,就开小灶、进行强化辅导。
四 结束语
讲授铰链四杆机构这一章时,有以下几点体会:1、注意开篇,在开头的时候紧紧抓住学生的注意力;2、充分利用模型和多媒体动画教学;3、理论联系实际,层层深入,环环相扣;4、突破难点、难易相辅;突出重点,详略得当;5、实践操作,重视作业,收集学生的反馈信息。
参考文献:
[1]高志慧.平面连杆机构创意实验教学改革与实践【J】.实验技术与管理.2003,2.
[2]吴亚君等编著.教育学简编.北京:教育科学出版社.
[3]李世维.主编.高等教育出版社,2006年7月.
关键词:铰链四杆机构 教学实践思考
【中图分类号】 G710 【文献标识码】 C 【文章编号】1671-8437(2010)02-0021-01
平面连杆机构其知识的容量大、涉及面广、运动形式的变化多,是《机械基础》课程中的一个非常重要的章节,也是机器中应用最为广泛的一种机构。由于铰链四杆机构是平面连杆机构的基本形式,也是构成其他多杆机构的基础。学习平面连杆机构中铰链四杆机构知识是《机械基础》课程中让学生熟悉机械运动过程的最基本途径。对于中职学生了解机构的工作原理,运用其所学知识分析实际机构,提高其分析和解决问题的能力,提高对本章节的学习兴趣有着较大作用。
一 从直观教学入手,充分应用多媒体动画和其他教具,加深概念的理解和运动规律的总结
铰链四杆机构是平面连杆机构的一种结构形式, 由四个构件相互用铰链联接而成。开始讲授这部分内容时,充分应用多媒体动画和其他教具直观演示组成铰链四杆机构各构件的运动,通过讲解和演示后让学生弄清曲柄、摇杆、连杆、机架等构件的基本概念和其运动特征。在此基础上,进一步说明铰链四杆机构中各构件的运动具备何种特征时又可得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构这三种基本形式,以及它们在实际生活和生产中的应用实例。
铰链四杆机构,在各种机械设备和仪器、仪表中应用十分普遍。并且,不同的机器,利用了铰链四杆机构不同的特性。例如:我们家庭中常用的缝纫机,就是一个典型的曲柄摇杆机构,在实际使用时,当脚踏板处于上下两个极限位置时,无论怎样用力,踏板也不动,这就是曲柄摇杆机构的“死点”位置。所以,缝纫机上采用了一个较大的铁轮,既增加了机头的转速,又利用其惯性使脚踏板越过死点位置。又如,牛头刨床,刨刀在运动过程中,我们发现,刨刀在刨削工件时运动速度较慢,而空回行程速度较快。这就是利用了曲柄摇杆机构的急回特性,充分提高了工作效率等等。飞机的起落架的收放,在放下的情况下,不至于受外力而让起落架收回,这就是利用了曲柄摇杆机构的“死点”特性。
二 激发学习兴趣、培养求知欲望、提高创新能力
用“趣”构建教学模式,用“玩”组织教学活动,充分发挥师生的合作互动作用,利用多种教学方法,激发学生兴趣,使学生积极主动参与教学过程。首先,培养求知欲。学而创,创而学这是创新的根本途径。学生要具备勤奋求知精神,不断地学习新知识,才能在自主创新中发挥生力军作用。其次,培养好奇欲。将蒙昧时期的好奇心向求知时期的好奇心转化,这是坚持、发展好奇心的重要环节。要对自己接触到的现象保持旺盛的好奇心,要敢于在新奇的现象面前提出问题,不要怕问题简单,不要怕被人耻笑。第三,培养创造欲。不满足于现成的思想、观点、方法,要经常思考如何在原有基础上创新发明、推陈出新,大脑里经常有“能否换个角度看问题?有没有更简捷有效的方法和途径”等问题盘旋。第四,培养质疑欲。“学起于思,思源于疑”。有疑问才能促使学生去思考,去探索,去创新。因此,要鼓励学生大胆质疑、提出多种解决问题的方案及最佳方法。从多角度培养学生的思维能力,激励学生创新。鼓励学生提问,大胆质疑,是培养学生创新意识的重要途径。提出问题是取得知识的先导,只有提出问题,才能解决问题,从而认识才能前进。一定要以锐不可当的开拓精神,树立和提高自己的自信心,既要尊重名人和权威,虚心学习他们的丰富知识经验,又要敢于超过他们,在他们已进行的创造性劳动的基础上,再进行新的创造。
这样在讲授铰链四杆机构时,就不能直接进入课本,而应列举大量铰链四杆机构在现实生括中的用途。如学校重建用到的“筛沙”机构、日常机械中的自动清理机械、农用汽车上的自动装卸机构、搬运机械,飞机的起落架的收放、公共汽车车门的启闭动作,自动雨伞的撑伞动作等都是利用的平面连机构。这样可使学生对所要讲的内容产生浓厚的兴趣和强烈的求知欲,这时候导人书本内容,学生容易接受,提高了教学效果。
三 结合教学实际、提高教学效果
1、有计划地组织学生到工厂参观学习,更是现场直观教学的好机会。兴趣是积极探究某种事物或进行某种活动的情绪,它能够推动人们去追求某种知识或从事某种活动,所以,兴趣的培养是极为重要的环节,一定要在刚开始上“铰链四杆机构”课时培养好学生的学习兴趣,激发其学生的求知欲。
2、根据實际现象提出问题:在日常生活和生产中,常可见到一些与铰链四杆机构有关的现象,例如,缝纫机踏扳机构,人和自行车组成曲柄摇杆机构等,都是平面四杆机构的应用。结合学生们熟悉的这些现象提出问题,进行理论分析,引入课题。
3、教学方法与手段:讲授启发、多媒体、四杆机构教具为主,分析法、对比法为辅,例如,柴油机汽缸模型,提示学生它是平面四杆机构的演化。在介绍连杆机构的特点时,可以结合前面提到的几个应用实例进行简要的分析。要着重指出连杆机构是属于低副机构,具有承载能力大、结构简单、制造容易、工作可靠等优点,但也存在传动精度低、惯性力难以平衡等缺点,从而指出,连杆机构一般适用于重载低速的场合。
4、在讲授铰链四杆机构基本型式时,利用一个简易的铰链四杆机构模型:用四个杆件分别铰链在一起,然后以不同杆件为机架,及不同的长度比值的四杆机构,分别进行演示。学生亲眼看到的结果是,出现不同的运动情况。几个教具演示出三类运动现象,这时向学生提出;这是为什么呢?这些不同现象与哪些因素有关?把问题放在这里暂且不作解答,为解决此问题让学生再观察和思考这几个教具或多媒体动画的不同点。待学生有了一些思考后,再顺势指出:问题的原因在于几个教具或动画中,是由于构件是以不同杆件为机架和各杆之间的长度比值的不同而引起的。要彻底弄清这个问题,必须明确一些基本概念。当取不同四杆为机架时,可得到不同形式的铰链的四杆机构,根据模型画出一个平面铰链四杆机构的运动简图,结合动画演示,并介绍机架、连架杆(按能否作整周回转,又将连架杆分为曲柄和摇杆)和连杆等概念。然后说明铰链四杆机构的三种基本型式,这样带着问题讲解四杆机构的一系列概念,收效颇佳。
5、在讲授铰链四杆机构的演化型式时,为了增强学生的感观认识,提高分析问题的能力,可利用图片、动画演示其变化过程,充分利用教学模型。使学生对多种型式的四杆机构的内在联系,有一个清晰的认识,加深对于事物发展内在联系的理解。
6、重视作业理论联系实际,这是学习这个章节的重要环节。讲完这一章的基本概念与设计方法之后,要使学生真正掌握还要做一些实际设计练习(实际动手制作铰链四杆机构),以增强学生的动手能力。从作业中可以看出学生对课堂内容的掌握情况,一定要加以重视。通过信息反馈,检查作业情况,随时掌握学生学习动态,不失时机地进行教学上的补缺堵漏。如发现相当一部分学生对某一部分教学内容不理解或理解有误,就进行全班解疑辅导;如果个别学生学习有困难,就开小灶、进行强化辅导。
四 结束语
讲授铰链四杆机构这一章时,有以下几点体会:1、注意开篇,在开头的时候紧紧抓住学生的注意力;2、充分利用模型和多媒体动画教学;3、理论联系实际,层层深入,环环相扣;4、突破难点、难易相辅;突出重点,详略得当;5、实践操作,重视作业,收集学生的反馈信息。
参考文献:
[1]高志慧.平面连杆机构创意实验教学改革与实践【J】.实验技术与管理.2003,2.
[2]吴亚君等编著.教育学简编.北京:教育科学出版社.
[3]李世维.主编.高等教育出版社,2006年7月.