“铰链四杆机构”章节中几种教学方法的运用

汪洪剑

“铰链四杆机构”是《机械基础》课程的一个重点，相关内容虽然经过多次取舍，但从保留的内容来看更强调在简化理论推导环节的基础上着重要求对它的实用性和对相关特征的理解运用上.因此，教学过程中应考虑学生的认知实际情况和教材大纲要求，同时结合课程内容实际，灵活运用各种教学方法，这样达到寓教于乐、寓学于乐、寓用于乐的目的.

一、运用生活实例，诱发学习兴趣

讲台如舞台，教师如导演.教学中我结合本章节知识内容，运用思维智联理论，设计情景教学，动员学生亲自转动教室门板、移动教室玻璃窗，引导学生观察铰链处门与门框玻璃窗与窗台的相对运动情况，让学生真正理解低副的连接形式，得出低副的种类：转动副和移动副；从另一层面引导学生运用已学物理知识去理解低副和高副的命名及原因，让学生深入浅出地感悟到机械运动在大到生产、运输，小到日常生活用品中无处不在，都与我们的生活息息相关.这样的情景导入不仅能凸显内容的重要性，同时又能诱发学生的好奇心，抓住学生的注意力；还能激发学生的学习欲望，激活学生思维的想象力，并能使生硬的专业知识变得浅显易懂，从而轻而易举的把学生引领到课本知识中去，使学生的学习由被动变为主动，从而达到实现寓学于乐的目的.

二、利用媒体演示，增强感性认识

人们对事物的认识，大多从感性认识开始，通常都是通过视觉、听觉、感官等接触客观事物，形成对客观事物的感性认识.铰链四杆机构的三种基本形式尽管在现实生活中有许多实例，诸如：缝纫机的脚踏板（曲柄摇杆机构）、公共汽车开门启闭机构（双曲柄机构）、飞机起落架（双摇杆机构）等.但是作为现在的中专生来说，真正见过老式缝纫机或操作过的已经很少了，搬这样事物进课堂也是基本上不可能的事实.不过，在现代的教学中充分利用多媒体教学手段，通过图文并茂的图形、动画、声音视频等信息，搭桥引思，给学生提供多感官刺激，引导与启发学生推导和理解教材结论.让学生对专业知识产生感性认识，同时让学生带着问题去观察，然后总结出问题的答案.讲解过程中充分体现以学生为主体，老师起到提出问题，分析学生的回答，归纳总结的作用，借助多媒体动画使课堂生动形象，并且更让学生对这些没有见过的机构有了亲眼所见、印象深刻.提高了学生的积极性，让学生能结合问题去观察及思考.使其自然而然地融入课堂，让其充分发挥主观能动性.再比如公交车门启闭系统，对学生是具有更多的生活体验，可引导学生发挥想象去认识等等，这样教师在教学过程中既省时又省力，让学生在学习过程中不再觉得专业知识是那样的既抽象又枯燥，而是既具体又真实，即把抽象的概念演绎的活灵活现.通过这样的媒体演示，让难以讲授的内容变得简明易懂，呈现在学生面前的是一个丰富而又逼真的动感世界.

三、构建分组探究，提高认识层面

感性认识有很大的局限性，它只认识事物的表面现象，不能反映客观事物内在的本质和规律，是认识的低级阶段.因此，感性认识有待于上升为理性认识，而其过程必须建立在实践的基础上.比如本章节中“机构的死点”即为一难点，讲解这个知识点之前，教师准备几个曲柄摇杆机构或者曲柄滑块机构的教学模型，在课堂上让学生动手操作，选择不同的构件作为主动件来实践，在操作过程中教师充分引导学生边操作、边观察、边思考、边总结，并完成如下表格的填写：

选取的主动件相应从动件的运动情况

曲柄①

摇杆（或滑块） ②[HJ3mm][HJ]

通过动手操作后，在①处，很容易形成一种共识：当曲柄为主动件连续整周转动时，而摇杆（或滑块）就为从动件并作连续的往复摆动（或移动）；填写②处，很多学生就会出现如下的疑惑：为什么当摇杆（或滑块）为主动件时，怎么会出现有时候机构能运动，有时候机构却不能正常运动，出现构件的运动方向不确定甚至机构卡死的现象呢？在这里就可以给学生观看缝纫机踏板机构的工作过程，并提出 “如果对踏板机构操作不够熟练常会出现什么现象？”的问题.有的学生就会结合生活经验给出答案：踏板很容易卡死不能动或出现飞轮的倒转，这时告诉学生，踏板被卡死不动的这个位置在机械中称为死点位置，从而引入对该问题的探究.死点产生的原因是本节中的一个难点，讲解过程中可以采用以下几个步骤化解.

首先结合踏板机构提出问题：“缝纫机踏板机构属于我们学过的哪种基本类型”.

第二步，根据学生所给答案继续提出问题：曲柄被摇杆带动回转一周过程中会被卡几次？学生会得出“曲柄回转一周会被卡死两次，而这两个位置刚好是曲柄和连杆的共线位置”的结论.“为什么在共线位就会被卡死呢？”带着这个问题进入第三步，学生分组讨论.通过学生们对一系列问题的分析及实践过程后，老师即可引出“死点位置”的定义，并借以“力矩为零的两种情况之一：力的作用线通过矩心时力矩为零”这一知识更加明了的剖析“死点”的概念.

最后还要明确死点在实践中的应用.一提到应用，学生一般都会想到死点的出现会使机构不能正常运转需要克服，这时我会引导学生从死点产生的原因出发并结合踏板机构和机车车轮的实例找出三种克服的办法.其实死点还有它有用的一面，由于学生缺乏生活经验往往想不到，在这里我会给出飞机起落架和钻床夹紧机构两个实例，通过对这两组图的分析，让学生了解死点在实践中有益的一面.通过对死点有害、有益两方面的分析，引导学生一分为二地看待问题.这样使整个知识结构及教学实现了理论与实践的有效结合，让学生在学习中由感性认识自然的过渡到理性认识.

四、结束语

教师的教学设计要根据学生的认知规律，采用感性认识到理性认识，最终形成一定的知识体系，从生活到理论再回归生活.尽管上述的这些实用教学策略本人在铰链四杆机构这一内容的教学中取得了显著成效，但随着现代教育发展和信息化、数字化时代的到来，对职业教育提出了更高、更深的目标和要求.因此，我们只有坚持与时俱进，打破惯性思维定式，更多、更好地采用更为先进的实用教学策略及途径，才能跟上时代发展的步伐，才能追上社会进步新潮流，使素质教育落到实处.endprint