平面四杆机构曲柄存在条件教学设计

　　平面四杆机构曲柄存在条件教学设计平面四杆机构曲柄存在条件教学设计案例名称平面四杆机构曲柄存在条件科目机械原理教学对象机械专业课时40分钟设计者一、设计理念多元智能理论的学习观认为几乎每个人都是聪明的，但聪明的范畴和性质呈现出差异。学生的差异性不应该成为教育上的负担，相反，是一种宝贵的资源。我们要改变以往的学生观，用赏识和发现的目光去看待学生，改变以往用一把尺子衡量学生的标准，要重新认识到每位学生都是一个天才，只要我们正确的引导和挖掘他们，每个学生都能成才。按照多元智能理论，我们要考虑个体差异，因材施教；要关注学生差异，善待学生的差异，在教学中，根...

　　案例名称平面四杆机构曲柄存在条件科目机械原理教学对象机械专业课时40分钟设计者一、设计理念多元智能理论的学习观认为几乎每个人都是聪明的，但聪明的范畴和性质呈现出差异。学生的差异性不应该成为教育上的负担，相反，是一种宝贵的资源。我们要改变以往的学生观，用赏识和发现的目光去看待学生，改变以往用一把尺子衡量学生的标准，要重新认识到每位学生都是一个天才，只要我们正确的引导和挖掘他们，每个学生都能成才。按照多元智能理论，我们要考虑个体差异，因材施教；要关注学生差异，善待学生的差异，在教学中，根据学生的差异，运用多样化的教学模式，促进学生潜能的开发，最终促进每个学生都成为自己的优秀。因此，我们教师备课、上课不能再像以往那样仅仅为了完成教学大纲的要求，而是更多地从关注学生，开发学生潜能，促进学生全面发展方面去考虑问

　　。我们要采用多种方式和手段呈现用“多元智能”来教学的策略，实现为“多元智能而教”的目的，改进教学的形式和环节，努力培养学生的多种智能。在教学形式上采用小组讨论，以利于人际智能的培养；在重点内容的学习上通过动手操作、观察及推理，促进学生数理—逻辑智能的发展；在课后作业上设置多种类型，使学生可以根据自身特点任意选择，实现不同智能的培养。二、前期分析（1）内容分析：本节课内容选自高教出版社出版的由孙桓主编的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《机械原理》（第七版）第八章第二节。本节课主要阐述了平面四杆机构的类型及曲柄存在的条件，四杆机构类型的判断，这部分内容是机械原理非常重要的知识模块。在此之前学习了机构的结构分析、组成原理及机构自由度分析等关于机构的普遍特性，本节课是这些内容的具体应用；同时，只有在掌握四杆机构的类型基础上，才能进行后续关于四杆机构结构设计重要

　　的学习。所以，该部分内容具有承上启下的作用。在教材内容上，对平面四杆机构三种基本类型组成条件结论，从内容上看很精炼，但是学生理解起来却比较困难。根据以往的教学经验，如果照本宣科地讲授，作一般性推论，师生均感到“概括无据、推论无理”，而且学生对双摇杆机构两种不型本质区别缺乏必要的理解。所以在实际授课的时候，通过实物演示来引入新课，利用实物教具，通过小组讨论加深学生的理解。（2）学情分析：授课的对象是我校机械专业二年1班学生。就本班实际学情，有如下特点：➢知识储备：学生已学过理论力学、机械制图等专业基础课程，具备了一定的机械零件识图和绘图的能力；同时，经过初、高等数学的学习，具备了一定的逻辑推理能力；此外，通过前边对机构的组成原理、结构分析的学习，对机构特点有一定的了解。➢能力特点：具有一定的合作交流、计算机操作及查阅文献资料能力、且活泼好动精力充沛、富有一定的创新精神，对实践技能性强的内容有较强的好奇心，但理论学习兴趣不高，学习比较被动。三、教学目标（知识，能力，发展）➢知识、能力目标：通过本课学习，能分析归纳出平面四杆机构曲柄存在的条件，学会判断平面四杆机构的类型。通过平面四杆机构类型、判断方法的演示及讨论，提高分析、判断、解决问题的能力。➢发展目标：通过四杆机构实物模型的动手操作、分组讨论，学会分析问题和解决问题的方法，体验成功的感受。通过小组协作、总结、推理及反思等环节学习，能发展语言、逻辑、人际交往等多种智能。四、教学重难点本节课的内容包括曲柄、摇杆等概念，平面四杆机构的类型，曲柄存在的条件以及四杆机构类型的判断。通过动画及实物模型演示，学生很容易直观理解曲柄、摇杆的概念及四杆机构的三种类型。而曲柄存在的条件及四杆机构类型的判断需要观察、分析、推理，在形成结论前要进行理论推导。此外，该内容为后续平面四杆机构设计的前期基础，故确定本节课的重难点如下：➢重点：平面四杆机构曲柄存在条件。➢难点：四杆机构类型与杆长关系。五、教学方法及策略➢教学方法具体有演示法、任务驱动法、讨论法、启发引导法、小组协作法。在引入新课中采用直观演示法，通过在黑板上展示汽车雨刷机构学生自制实物模型，播放并联机床、工业机器人视频使学生获得直观的感性认识；在学习平面四杆机构曲柄存在条件环节中采用任务驱动与小组协作教学方法，以小组为单位进行分析、讨论；在课堂练习中采用练习法，分析如何判断机构类型；在如何判断四杆机构类型环节，采用启发引导法，通过老师引导使学生产生联想，深化理解记忆。➢教学手段：多媒体演示+实物模型展示+Flas+板书六、教学环境及资源准备➢学生准备：1、提前预习，基本了解平面四杆机构组成、分类等相关内容。2、查阅日常生活中常用的四杆机构，以备课堂上交流。（养成学生良好的学习习惯，培养学生搜集资料、整理资料的能力。➢教师准备：1、准备在课堂上播放的多媒体文件2、准备课堂展示及分组讨论的实物模型七、教学安排教学过程师生活动设计意图➢PPT播放连杆机构运动轨迹动画，学生积极思考、回顾连杆机构的传动特点：面接触，压强小,承受大（1）理论联载荷；可实现各种不同的轨迹要求。系实际，反映学科发展新成果，激发学生学习图1连杆机构运动轨迹图2四足机器人兴趣；➢视频播放并联数控机床，图片展示ABB最新焊接工环节一：（2）导入新业机器人，连杆机构的实际应用。视频导入。课，创立问（2分钟）题情景，激发思维，促使学生带着图3并联机床图4ABB工业机器人问题有目的➢通过汽车雨刷实物模型动态演示。提出疑问，实际地参与课堂应用中怎么样设计满足实际运动要求的连杆机构？教学活动，学生在老师的启发下，思考应用中首先明确连杆机构的类型，怎样设计

　　，进而引入新课。通过直观演环节➢自制实物教具及模型动态展示，引导学生思考组成示法使学生二：自四杆机构的各个构件有什么区别？学生认真观察、对四杆机构制模型讨论，得出构件、运动副连接方式、运动形式不同，组成直观感动态展从而引出连架杆、连杆、周转副、摆转副、曲柄、性认识，设示，理摇杆等概念。置疑问引发解四杆学生思考，机构结加深对四杆构及组新机构结构组成（6分课图5四杆机构结构简图成特点的理钟）学解。习环节➢提出疑问：四杆机构有几种基本类型？学生思考、三：实讨论。根据连架杆有两种形式：曲柄和摇杆，总结设置疑问引物教具四杆机构的基本类型有三种，即曲柄摇杆机构、双发学生思与动画曲柄机构以及双摇杆机构。通过实物教具与动画演考，通过模演示，示三种机构，学生认真观察，加深理解。型演示，加区分四深对四杆机杆机构构类型的理类型（3解。图6四杆机构三种基本类型分钟）➢以搅拌机构为例，提出实际应用中应该如何设计相采用任务驱应的四杆机构来实现特定的功能要求。动与小组协环节➢分发实物模型教具，进行分组讨论、陈述。作教学方四：分讨论问题：法，以小组组讨论1、以杆1、2、3、4组成四杆机构，分别以1、2、为单位进行（10分3、4为机架，机构是什么类型？分析、讨论，钟）2、以杆2、3、4、5组成四杆机构，以任意杆为机培养学生的架，机构是什么类型？人际交往、3、分析产生的原因？语言智能。总结各小组陈述，利用实物教具，和学生共同分析BD长度的变化，找到BD两个极限位置，根据三角（1）老师总形边长关系，进行曲柄存在条件的理论推导。结学生陈述，通过讲环节评，达到鼓五：推励、引导学导曲柄生的效果。图7曲柄运动极限位置简图存在条（2）利用板板书：曲柄（或周转副）存在条件推导过程。件（10bcBDadadbc(1)书进行理论maxbcBDda，abdc(2)分钟）min推导，强化cbBDdaacdb(3)min学生对重要将(1)+(2)，(2)+(3)，(3)+(1)知识点理ab,ac,ad解。若设a

　　d,且以d为机架，同理可导出：da,dc,db（1）通过小结使提升教学生分组归纳总结判断四杆机构类型的

　　。教师学效果，培和学生一起通过流程图总结四杆机构类型判断步养学生分骤。环节六：总析、总结、结判断四杆归纳问题的机构类型方能力。法（3分钟）（2）理清本节课的知识图8四杆机构类型判定流程图点，揭示本节课的重、难点。教师介绍关于四杆机构最新应用，学生了解学科发展前沿成果。（1）联系学科发展新新成果，激发环节七：课图9荷兰特温特大学研制并行机器人学生学习兴堂讨论练习课堂讨论练习判断下图四杆机构的类型。学生分组讨论。趣；（3分钟）（2）教学反馈，强化练习，及时巩固。图10课堂练习例题（1）巩固本➢设计不同类型的课后作业，学生根据自身特点任选节课所学知其一。识，理论联1.P1448-6。(理论推导，数理逻辑智能)系实际，学2.写一篇不少于600字的课堂学习反思。（内省智能）以致用。环节八：3.设计一个折叠式小凳子，要求：给出各杆长度。(小组（2）考虑个布置作业（2讨论，语言智能)体差异，因分钟）。4使机构（图10）成为曲柄摇杆机构时a=x的取值范围。材施教。通(理论推导，数理逻辑智能)过不同类型5.制作一个曲柄摇杆机构。(动手操作，身体运动智能)题目，实现6.设计可实现搬运加持机械手。(小组合作，人际交往智培养“多元能)智能”目的。激发学生对环节九：➢观察动画演示，分析偏心曲柄滑块机构运动特点。下节课新知布置预习内布置预习铰链四杆机构的急回特性和行程速比系数识学习的渴容（1分钟）。内容。望。八、板书设计1、平面四杆机构的分类ab,ac,ad2、曲柄存在的条件（2）若设a

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