浅析铰链四杆机构的课堂教学思路

张 美

铰链四杆机构是第6章常用机构中的第2节内容,它是平面四杆机构中最常见的机构。它是在上一节课的基础上,研究和探索铰链四杆机构类型和判别条件,是学习后面内容的理论基础,在机械基础的教学中起着承上启下的作用。为了让学生更好地掌握这节内容,笔者在课堂教学上从三个方面作了调整。

一、新课的导入

笔者一直认为开课前5分钟的效果好坏,将直接影响到后35分钟的教学。所以在导入新课时,要牢牢抓住学生的心态,要新颖、奇特,也要简单、直接。在讲解本节之前,已经了解了平面四杆机构和运动副这两个内容。怎样承上启下导入新章节呢?笔者作了这样的安排,选了四个动画:(1)剪切机;(2)雷达;(3)凸轮机构;(4)自行车。要求学生指出四个动画中的平面四杆机构(动画要有一定的代表性,既能使学生看懂运动特性,又能结合上一节课的两个内容进行分析)。学生根据平面四杆机构要有四个构件,且要产生相对运动,很容易就能得出(1)剪切机和(2)雷达是平面四杆机构。再分析(1)剪切机和(2)雷达是有何运动副连接。有了上一课的基础,学生也能得出是转动副中的铰链连接。这样就顺利地导入了新课:铰链四杆机构。也让学生明白本节内容是上一节课内容的顺延,接受得也很容易。接下来的课我们就围绕①剪切机和②雷达来分析,笔者在上课时是选了剪切机作为典例来分析的。

二、重点、难点的处理

本节的难点也是重点是:铰链四杆机构不同类型的判别条件。在处理这个问题是,笔者首先从铰链四杆机构有三种类型提出一个问题:为什么同样的四个构件会产生三种不同的类型呢?然后引导学生自己动手实验来寻找判别条件。实验设计如下:

实验目的:分析铰链四杆机构三种类型分别存在的条件。

实验材料:图钉至少4枚、小刀、直尺、垫板。

实验人数:全班根据人数分成若干组,一般4～6人一组。

实验要求:垫板分割成2cm宽的条状,根据表1的要求设定不同的长度,并按要求选出四根,使其首尾相连,图钉相当于铰链,垫板相当于杆件,在转动时,垫板条不允许弯曲、扭转,最后把实验结果填入表格中相应的位置。

实验表格:实验表格如表1所示。

学生自己动手,会兴趣十足。在完成表1的同时,也接受了新的教学内容,印象也深刻。而不是教师在前面枯燥的讲解,教师讲得累,学生听得烦,也不容易弄懂。最后教师通过补充典型的铰链四杆机构与之一一对应讲解(如表1中所取的例子),学生的反应会更有效果。

三、练习的安排

在本堂课中,只要掌握了表1的内容,练习是相当容易做的,所以有些老师在练习讲解时就放松了对学生的要求,有时上课时练习就采用了口头回答的形式。这样会直接影响学生对课堂内容的掌握,对学生的课后练习也会带来很大的负面影响。笔者在讲解练习时,把它分成了三步走:一算、二找、三定,以例1来讲解这三步走。

例1:如图,已知各杆的尺寸及机架,判别机构类型。

解:一算:计算L_长+L_短与其余2杆之和的关系。

L_长=80,L_短=30,L_长+L_短=80+30=110

其余二杆之和=60+70=130

110<130

二找:找出最短杆、机架及二者之间的关系。

如图可知:最短杆就是机架。

三定:根据一算和二找,再根据表1,得出其机构类型是双曲柄机构。

在学生自己练习的时候也要按照这样的步骤来完成,这样既强化记忆了前面的实验内容,也达到了练习的要求。

本节内容通过这样的处理,在讲解上有这样几个优点:利用了多媒体,直观效果强,能吸引学生的注意力;理实相结合,发挥了学生的主观能动性,增强了学生的理解力;讲解分步走,能提高学生做题的准确度;重点、难点突出,学生易消化吸收。

通过几届学生的课堂实验,证明这样的教学效果非常好,学生对这部分印象深刻,解题思路明确。当然,肯定还可以有更好的改进,希望在以后的教学中与各位同行共享。

(作者单位:江苏省通州职业教育中心校)