曲柄存在条件的教法研究

李荣双

摘要：本文介绍了如何通过教学实践，利用生活中的实例来激发学生学习机械基础课程兴趣，并在课堂上运用曲柄模型、多媒体与课堂实践相结合等方法进行讲授，以达到理想的教学效果。

关键词：模型 多媒体 曲柄存在条件

曲柄存在的条件是“机械基础”第七章第三节“铰链四杆机构的基本性质”中的重点内容，对“铰链四杆机构的组成和应用”和“铰链四杆机构的演化形式”起着承上启下的重要作用。

在讲解铰链四杆机构曲柄存在条件这一问题时，如果按照教学大纲进行讲授，理论性强，内容比较抽象，既涉及以前學过的初中数学基础知识，又涉及较难理解的“相对运动”知识。对于基础较差的技校学生来说学习难度较大，容易失去学习兴趣，教学效果并不理想，而且分析推导过程占用时间较长，影响了学生巩固练习的时间。如果在教学中从激发学生学习兴趣着手，利用生活中实例激起学生的学习兴趣，运用模型、多媒体与课堂实践相结合的方法进行讲授，教学效果较好。

一、“曲柄存在条件”的教学过程

1.复习旧课环节

复习旧课时利用多媒体演示缝纫机踏板机构、机车车轮联动装置、港口起重机三种机构运动的动画，并在黑板上画出运动简图，提问学生各机构由几个杆件组成，哪个杆件是曲柄。这些问题学生基本上都能回答出来，这样使他们有成就感，容易提高学生的学习积极性和主动性。

2.讲授新课环节

首先利用多媒体引入生活中实际例子，激发学生的学习兴趣。利用多媒体演示小孩儿平时骑自行车的视频，他可以快速地蹬着自行车，脚踏板能作整周回转，但是把自行车的坐垫调高脚踏板就只能在某个角度作来回摆动，也就是常说的只能踩半转。而当把车座调到大链轮中心的距离，脚踏、小孩的大腿和小腿构成一个四杆机构时，学生注意力都集中到屏幕上。从这个实例可以看出，骑车时大腿上下摆动相当于摇杆，车座到大链轮中心的距离相当于机架，脚踏板绕大链轮中心整周转动相当于曲柄，小腿相当于连杆。可见，车座到脚踏板的距离不同，脚踏板转动情况也不同，有时是曲柄，有时是摇杆，这样学生们几乎都能看出来曲柄是否存在和杆件的长度有关。那么它们之间有怎样的关系才能有曲柄存在？根据这个实例，利用CAD提前画出骑车的运动简图，量好各杆的尺寸，大腿长度400mm，小腿长度300mm，脚踏板到链轮中心距离70mm，车座到链轮中心高度500mm时，即最短杆件与最长杆件长度之和小于其余两个杆件长度之和能正常骑车，脚踏板能整周转动，曲柄存在。如果车座到链轮中心高度调成680mm，其余尺寸都没变，最短杆件与最长杆件长度之和大于其余两个杆件长度之和时脚踏板只能在一定角度范围内摆动，曲柄就不存在了。这是曲柄存在的条件之一。

接下来，每4名同学分成一组，每组发一个用薄木条制作的四杆机构，各个四杆机构尺寸都不一样。让他们一起量尺寸，看看杆件长度不变，变更机架时机构类型是否发生变化。最后每组找一个代表发言，说出他们拿到的四杆机构构件尺寸分别是多少，变更机架都能得到什么类型的机构。经过对两组实例进行分析，同学们可以总结出曲柄存在的条件有两个：一是最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和，二是连架杆或机架中必有一最短杆，这两个条件同时满足时曲柄存在。

3.巩固新知环节

在巩固新知这个环节，引导学生根据四杆机构的模型利用“曲柄存在的条件”推导出铰链四杆机构三种基本类型的判别方法，并从习题册上找2～3个典型习题，结合前面所学内容可采用小组讨论、找代表发言、小组之间互相补充或更正的教学方法，完成习题。

二、“曲柄存在条件”的教法分析

该节内容的讲授中，教师针对技校学生的特点要设法激发起学生的学习兴趣，并结合授课内容，把理论性较强的课本知识形象化、简单化，引导学生探究学习。

从生活中实例出发，采用启发诱导、探索发现的教学方法，配合以模型感受、多媒体演示等教学手段，能够让教学更直观、形象。在学生学习方面，应引导学生积极思索，大胆发言，增强师生间的互动性，促使学生形成主动探究和协作学习的良好学习习惯。