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1、铰链四杆机构的基本性质 教学案例设计,设计者：朱根东,高邮市菱塘民族中等专业学校,一、教材分析,今天所讲的内容属于第四版机械基础中第七章的第3节。整个第七章讲的是平面连杆机构，它是常用机构中应用较广的一类，通过本章的教学，为学习其他机构也提供了分析方法。 本节“铰链四杆机构的基本性质”阐述了三大问题：急回特性、死点位置和曲柄存在的条件。,本次案例设计中着重对急回特性和死点位置两个问题进行讲解，这部分内容涵盖的知识点多，理论性也较强，是前两节内容的深化和提升，又是后面学习铰链四杆机构演化的基础和铺垫，并对生产实践起着重要指导意义，所以这部分内容是本章的重点。,二、学情分析 上好一堂课，不仅要备教
2、材，更重要的备学生，只有对学生的知识结构、心理特征进行分析、掌握，才能制定出切合实际的教学目标和教学重点。 学习本节之前，学生已经掌握了曲柄摇杆机构的组成，以及各构件的运动关系，具备了探究本节内容的理论基础，但是缺乏实践经验和综合运用能力。基于这些学情，结合教材内容，多举教学实例，把理论性较强的课本知识形象化、具体化，引导学生自主探究。,三、教学目标 知识目标: （1）掌握急回特性和死点位置产生的条件； （2）明确急回特性和死点位置在实践中的应用； （3）掌握行程速比系数和极位夹角的概念。,能力目标：利用本节所学知识点加以拓展，培养学生的主观能动性，思维的积极性，以提高其分析问题和解决问题的能
3、力。 情感目标：通过引导学生参与分析问题和解决问题的过程，使学生体验成功的感受，激发学生的学习热情，增强学生自信心。,四、重点难点 教学重点：急回特性和死点的产生条件，产生条件对于指导实践生产的重要意义，在教学过程的三个环节中以不同的方式进行突出； 教学难点：急回和死点产生原因，产生原因的推导就学生的基础而言有一定难度，在教学过程中主要以问题诱导方式分步进行突破。,五、教学策略,1、教法设计 教学中我们必须利用好教材这个素材和思路，想方设法达到制定的教学目标，因此教学方法的设计和运用尤其重要。 在本节内容的讲授中，根据本课知识特点和学生实际，主要采用启发诱导，探索发现的教学方法，配合以模型感受
4、、多媒体演示等教学手段。,2、学法指导 教师的教是为了不教而教，这就要求我们教师在授课中不仅要让学生听懂、学会，还要指导他们的学习方法，自主学习。 在本课教学过程中，利用丰富的教学资源（如教学录像、电影短片、多媒体课件、教学模型等），多方引导学生积极思考，勇于提问，养成主动探究和协作学习的良好习惯。,六、教学构思及程序,1、复习提问 在这个教学环节设置三个问题，铰链四杆机构的组成和分类；三种类型的运动特点；曲柄存在的条件。三种基本类型的运动过程一定多演示一遍，加深学生的印象，因为这是上次课的重点，而且它还是今天新课内容的铺垫。,2、导入新课 在这里先播放教学短片，让学生带着问题去看：“影片中刨
5、刀的往复运动速度是否相同？”，学生很容易看出，刨刀的运动速度不一样，当它切削加工时速度较慢，而回程速度较快，这时顺理成章地推出刨刀的这种运动特性即为急回特性。这急回特性是如何产生的呢？它产生的条件是什么，它在生产中又有什么意义呢？带着这些问题进入新课。 通过创设情境和设定任务进行开篇，能极大地激发起学生的学习兴趣，使学生很快的进入到探究环节。,3、探索研究 新课的首个问题是要找出急回产生的原因，这是本节中的第一个难点，为了突破这个难点，我们以自主探究的方式进行化解： 第一步：演示曲柄摇杆机构，提出问题。学生根据前面的复习内容，结合图片演示不难看出，曲柄做等速回转时，会使从动的摇杆获得变速摆动，
6、也就是它的空回行程比工作行程速度要快，从而得到这样一个结论：在曲柄摇杆机构中存在有急回特性；,第二步：继续演示机构，提出共线的问题。学生很快也会发现：在曲柄回转一周的过程中会和连杆出现两次共线，而且两者共线时，摇杆刚好处于一左一右两个极限位置，这时可顺势推出“极位夹角”这一概念，并在图中明确的表示出来，而这个重点概念的给出又为后面的推导做好了铺垫； 第三步：通过分析摇杆的工作行程和空回行程，师生共同填表，采集相关数据。 在这个步骤中可采用提问的形式，鼓励学生大胆地说出自己的答案以提高其兴趣。,第四步：根据表格数据和图例，推导出急回产生的原因。 在这里先让学生进行分组讨论，这时课堂气氛会非常活跃
7、，学生都要抢着说出自己的答案，这些答案可能不一定相同，教师加以适当的引导，最终师生共同得出结论。 以上四步，把难点进行了突破，使整个推导过程循序渐进，步步深入，学生轻松掌握了所学知识。 接下来的问题是要根据急回产生的原因总结出急回产生的条件，为了突出这个重点，可引入行程速比系数这个概念，这个概,念的给出，使得急回特性产生条件浅显易得，且便于记忆，只要k1 则表示空回行程速度高于工作行程速度，机构有急回；当k=1时，则表示两行程速度相同，机构无急回，非常简便。 然后通过牛头刨床和插齿机的主运动教学短片，让学生理解急回特性在生产中的实际意义，这样学生能把理论知识和生产实践结合起来，培养了学生善观察
8、、懂分析、理论联系实际的良好学习习惯。,本课中的第二个问题是死点位置。导入时也需要设置一个情境。先让学生观看缝纫机踏板机构工作过程的短片，并提出问题：如果对踏板机构操作不够熟练会出现什么现象？有体验的学生很快答出：“踏板要么很容易卡死、要么出现飞轮的倒转”，这时顺势推出踏板此时的位置在机械中就称为死点位置，从而引入对该问题的探究。 死点产生的原因是本节中的第二个难点，不妨采用以下几个步骤进行化解。,首先结合踏板机构提出问题：“踏板机构属于学过的哪种基本类型？”由于前面已经做了复习，学生立刻会想到它是以摇杆为主动件的曲柄摇杆机构。 其次，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？这被
9、卡住的死点位置又有什么特殊性？在这里可一方面演示机构的运动，一方面拿出课前准备好的曲柄摇杆机构的模型，让学生感受实际运动情况，看似这模型简单，但它比图片演示感受更加真切。,学生很快可以得到曲柄回转一周会被卡两次，而这两个位置刚好是曲柄和连杆的共线位置，那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。 由于学生有了一定的力学知识，这时进行分组讨论，能锻炼他们的综合运用能力。经过讨论、分析和对模型的感受，师生共同得出结论：当摇杆为主动件，只要曲柄和连杆共线，从动曲柄所受力矩为零，无论驱动力矩有多大都不会推动曲柄回转而出现死点。,最后还要明确死点在实践中的应用。学生通常会想到死点
10、的出现会使机构不能正常运转需要克服，这时结合踏板机构和机车车轮等实例找出克服的办法。然而死点还有它可利用的一面，这一点学生缺乏实践经验往往想不到，在这里可举出飞机起落架和钻床夹紧机构等实例，通过对其分析，学生恍然大悟出死点在实践中还有有利的一面。通过辩证的分析，能引导学生一分为二地看待问题。 到这里探究环节即可告成，进而根据课堂板书内容进行总结提炼。,4、总结提炼 教学过程中可适当地进行板书设计，其中可撇出一块进行总结提炼，把教学重点以条款的形式列出，对比鲜明加深学生的印象。 5、布置作业 布置相应习题进一步强化重点,6、拓展延伸 在这里可设置一个思考题：除了本节学到的曲柄摇杆机构，另外两种基本类型是否也存在有急回特性和死点位置？这样使学生的探究活动由课内延伸到课外，有利于学生活学活用所学知识，从而做到举一反三。 至此教学过程的六个环节可顺利完成，回顾整堂课的设计，是以学生的自主探究为中心，以问题驱动为主线，在各个环节中不断的创设问题情境、设置悬念，并适时进行点拨诱导，充分调动学生的学习积极性，活跃课堂气氛，会收到较好的教学效果。,谢谢各位专家指导,
