浅论“平面连杆机构”教学方法

泉州市高级技工学校　陈　珲

浅论“平面连杆机构”教学方法

泉州市高级技工学校陈珲

由于连杆机构在日常生活中应用广泛，学生对其学习兴趣浓厚。但由于平面连杆机构的教学内容涉及的概念较多，知识点抽象，与实践联系紧密，在教法上应采用灵活多变的教学方式，才能取得好的学习效果。

平面连杆机构教学方法实例模型曲柄连杆机构

1　讲解引入

众所周知技工院校及中等职业院校对学生的动手能力尤为重视，但是理论知识对于职校或技校的学生却是不可或缺的重要一环。因此教师的讲解，对于学生对知识的理解及后续教学必不可少。只有理解和掌握了相关的概念、特点、原理，才能把专业知识得心应手地应用在实践中。平面连杆机构，无论是在生活中，还是在生产中，都是处处可见，小到家用门窗的闭合，地下水的汲取，大到国家的航天军工，重工业，都有连杆机构的存在。由于连杆机构在日常生活中的分类较多，每种分类也都有其各自特殊之处，如让学生毫无准备地进入教学过程，势必事倍功半。因此，教师的讲解尤其重要，应该安排一定课时，对连杆机构的特点进行讲述，再根据机构的特点分析，将学生引入到四杆机构的组成与分类，然后利用教师的讲解，让学生对四杆机构的分类有一定的认知基础后，再进行后续的基本性质及实物的模型教学。例如，对于曲柄摇杆机构这个知识点的讲解，应该先从转动副这个平面连杆机构运动形式中最重要的一个点引入，让学生了解铰链四杆机构是四杆机构的基本形式，也是其他多杆机构的基础。而曲柄摇杆机构则是铰链四杆机构的一种重要形式，这样也是一种知识由浅入深层次体现。

铰链四杆机构运动简图

曲柄摇杆机构运动简图

2　实例模型（多媒体）演示

《机械基础》是一门机械类专业知识课程，对于刚从初中升上来的学生，在课堂讲解的时候不能过分教条，照本宣科，这样会磨灭学生的学习动力与积极性。基础课程教育的目的，是让学生对于一些基础概念、基本机械原理和常见机械机构有一个整体的轮廓式认知，从而为他们继续升入高级学府或者毕业后从事相关性工作，提供必要的理论认知与实践准备。因此，经过教师的讲解引入这个阶段后，应该进入实物（实例）的展示，这个环节做好了，学生对于平面连杆机构有一定的实物基础之后，对于后续的设计，计算，原理等教学，都会事半功倍。例如，教学中对于平面连杆机构，主要可以通过展示曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构这三种典型铰链四杆机构，让学生了解各自的运动学特征，从而了解其运动原理，为后续讲解铰链四杆机构的基本性质，曲柄存在条件、急回特性、死点位置等知识点打下伏笔。

曲柄摇杆教具

双曲柄教具

这样在讲解这些基本性质时，学生也会在学习思考过程中联系到我们的实物展示这个教学过程，将学与思紧密联系一起，这样对更好地理解四杆机构的基本性质有一定的帮助。当然在这个环节只展示我们的运动原理模拟教具还远远不够。教学过程中，经常会有学生提问到，“这个运动原理教具简单，我们都理解，可是它在日常的生产生活中是如何实现的”，还有一些发散性思维的学生还会提问到，“铰链四杆机构，在整个机器的组成中，处于一个什么样的位置，是如何与机器的其他组成部分联系成一体”等等这样的问题。因此，我们就必须拿出一些日常生活中使用的，又能接触到的铰链四杆机构展示于我们的学生。当然，我们应该根据实际情况出发，将日常生活中见到的铰链四杆机构，通过实物、多媒体（视频）展示给学生，这样让学生会产生一种学以致用、有的放矢的学习成就感。例如在展示曲柄摇杆机构实物时，我会让学生观察汽车的雨刷器；展示双曲柄的时候，我会拿一个天平让学生观察；而对于整个四杆机构在机器中的位置，我会通过视频的方式，展示缝纫机、电风扇等常见工业产品，让学生对这个知识点有一定的理解。

天平—双曲柄

电风扇的摇头机构——双摇杆

3　思考联系

基础学科的教学不仅仅是理论知识的传授，更是为了让学生通过老师的讲解，教具（多媒体）的演示，充分调动学生的主观能动性，让学生养成全面把握事物，独立思考的能力。中等职业院校（技工学校）的学生缺少高校学生的专业设计、答辩等教学检验环节，因此容易缺失自我考验，自我展现的必要过程，教师如果一味采用填鸭式的教学，照本宣科，会导致学生失去学习主动性，失去自我思考，独立解决问题的能力，更谈不上创新。学生在毕业之后，比初中生只是多学了一些基础知识，而最主要的独立思考能力并未养成，这就失去了教育最本质的意义。因此，在平面连杆机构的教学过程中，我们在完成教师讲解、实例演示这两个以教师主导的教学环节后，就必须进入到让学生主导的教学环节——自我思考、联系知识、联系实际。古语说得好，“学而不思则罔，思而不学则殆”，学与思的辩证关系，在教学过程中必须体现。在这个环节的教学过程中，笔者简单归纳成以下几个步骤：

（1）从平面连杆机构的特点出发，在讲解、实物演示这两个教学阶段的铺垫下，从运动副入手（运动副这个知识点在《绪论》部分已经有详细讲解过，学生较易明白），运动副——转动副——铰链四杆机构，这样形成一个完整的逻辑知识链条，充分发挥学生的自我思考，联想记忆能力，充分明白铰链四杆机构在整个平面连杆机构的位置。

（2）了解铰链四杆机构的定义以及一些相关概念后，再引入铰链四杆机构的组成与分类，由于在先前已经进行了实物模拟，在模拟过程中，向学生充分展示了曲柄（能做整周旋转）与摇杆（在某一角度小于180度范围内摇摆）两个在运动学上有典型区别的概念。接下来的教学环节就是，充分发挥学生的总结归纳的思考能力，知道A与B两个特征，将他们的组合分类，最后自然就引出了曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三个概念，无形当中锻炼了学生的自我归纳、自我总结能力。

（3）这一步也是最关键的一步，有了前两个章节的知识铺垫。笔者就选择了书本中的一些例题、图、表让学生边学边看边思考，然后让学生多提问，把他们在新章节中的疑问都一一提出来，让学生思考回答。中职生在学习上容易缺乏自信，经常对自己的判断不能百分百肯定，因此容易造成过度依赖老师，依赖课本的不好习惯。古语说“尽信书不如无书”，只有适当地控制好学生对教材、对授课教师的过度依赖，解放他们的思想，他们才能真正的发挥自己的主观能动性，从思考中发现问题，分析问题，解决问题。授课过程中，教师应该做到多问“为什么”，例如“死点位置都是有害的或是有益的吗？为什么？”，“为什么会存在急回特性”，“为什么飞机的起落架在降落时候不会反转”等等这些问题，都可以帮助学生思考整个铰链四杆机构的知识体系，帮助他们更好地掌握这个章节的内容。

（4）最后一个环节，就是一个巩固-思考-联系的过程。经过温故知新——归纳分析总结——发现问题，深度思考解决问题后，

笔者一般都会邀请一些学生参与教具的实际操作，或者实物的操作。例如曲柄摇杆与双曲柄机构，会让学生自己进行一个动手演示的过程。也会在课余的时间，让学生观察实训车间里的汽车雨刷，拆装一些报废汽车的雨刷，充分让学生对整个四杆机构有个全面的认知。当然，多媒体也是必不可少的教学手段，一些实物不易在教学课堂上展现，这个时候可以制作一些视频来让学生巩固之前的思考成果。

综上所述都是笔者在平面连杆机构的教学过程中总结出的一些拙见，通过对一些班级的教学，能够感受到，虽然这样的教学方式并不一定能保证每一个学习个体都能熟练掌握好本章知识，但是经过这三个环节的教学后，激发了学生的求知欲，锻炼了学生的思考能力，发挥了学生的主观能动性，取得了一定的教学效果。

［1］孙大俊.机械基础［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

［2］邓养廉.机构与零件［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2008.