...wd......wd......wd...?機(jī)械設(shè)計根基?課程教學(xué)設(shè)計2014年5月28日案例名稱第一章平面機(jī)構(gòu)分析第三節(jié)機(jī)構(gòu)自由度計算的本卷須知科目機(jī)械設(shè)計根基教學(xué)對象大學(xué)二年級課時1課時一、教材內(nèi)容分析?機(jī)械設(shè)計根基?是一門培養(yǎng)學(xué)生具有一定機(jī)械設(shè)計能力的技術(shù)根基課。通過學(xué)習(xí)該課程，要求學(xué)生掌握機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)的構(gòu)造原理、運(yùn)動特性及有關(guān)機(jī)構(gòu)動力學(xué)的基本知識，初步具有分析和設(shè)計基本機(jī)構(gòu)的能力，并對機(jī)械運(yùn)動方案確實(shí)定有所了解。同時掌握通用機(jī)械零件的工作原理、特點(diǎn)、選用和設(shè)計計算的基本知識，使學(xué)生初步具有設(shè)計簡單的機(jī)械及普通機(jī)械傳動裝置的能力。并培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、手冊、圖冊等有關(guān)技術(shù)資料的能力。“平面機(jī)構(gòu)分析〞這一教學(xué)內(nèi)容是?機(jī)械設(shè)計根基?課程中的第一章，后續(xù)的“平面連桿機(jī)構(gòu)〞、“凸輪機(jī)構(gòu)〞、“齒輪機(jī)構(gòu)〞以及“輪系〞章節(jié)都是向?qū)W生講授典型機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識，而學(xué)好這些內(nèi)容的前提就是要學(xué)會分析機(jī)構(gòu)，其中一個重要環(huán)節(jié)就是準(zhǔn)確地計算出該機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目。平面機(jī)構(gòu)自由度計算的目的是判定一個已有的機(jī)構(gòu)是否正確,確定原動件的個數(shù)。在進(jìn)展機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析和受力分析時,必須通過機(jī)構(gòu)的構(gòu)造分析才能進(jìn)展。如果機(jī)構(gòu)的自由度計算不正確,那就無法進(jìn)展機(jī)構(gòu)的構(gòu)造、運(yùn)動及受力分析。所以,平面機(jī)構(gòu)的自由度計算在機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)、設(shè)計中占有重要地位。“機(jī)構(gòu)自由度計算〞是?機(jī)械設(shè)計根基?課程第一章平面機(jī)構(gòu)分析中第三節(jié)課程的教學(xué)內(nèi)容，在學(xué)生掌握了平面機(jī)構(gòu)的組成、特點(diǎn)，熟練掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制的根基上，進(jìn)展教學(xué)的。通過學(xué)習(xí)該節(jié)內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)會如何準(zhǔn)確的計算出機(jī)構(gòu)的自由度，以及學(xué)會判斷機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動，為已有機(jī)構(gòu)進(jìn)展分析或創(chuàng)造新的機(jī)構(gòu)提供基本條件。二、教學(xué)目的〔知識，技能，情感態(tài)度、價值觀〕知識與技能目標(biāo)：1.熟練掌握機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件。2.熟練掌握機(jī)構(gòu)自由度計算公式，以及在計算機(jī)構(gòu)自由度時的本卷須知。過程與方法目標(biāo)：1.通過提問式方法，總結(jié)歸納出機(jī)構(gòu)自由度計算公式；2.用三種典型機(jī)構(gòu)作比照，引導(dǎo)學(xué)生分析出機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件；3.分別用工程中常見的機(jī)構(gòu)作為例題，通過課堂練習(xí)法，帶著學(xué)生穩(wěn)固機(jī)構(gòu)自由度計算公式，并比照實(shí)際結(jié)果，發(fā)現(xiàn)存在的問題，從而引出機(jī)構(gòu)自由度計算的本卷須知。4.從中培養(yǎng)學(xué)生的觀察、操作、想象能力，開展學(xué)生的空間觀念，滲透轉(zhuǎn)化的思想。情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和合作能力，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。2.培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的意識和創(chuàng)新的精神。讓學(xué)生將學(xué)到的知識運(yùn)用到實(shí)際生活中。三、學(xué)習(xí)者特征分析本門課面向的對象是大學(xué)二年級、第四學(xué)期的近機(jī)械類學(xué)生。他們在之前的學(xué)期中已經(jīng)學(xué)習(xí)了高等數(shù)學(xué)、工程制圖、理論力學(xué)和材料力學(xué)等相關(guān)的根基課和專業(yè)根基課。對自由度的概念已經(jīng)有了一定的認(rèn)識，并能夠讀懂常見的工程圖以及簡圖。大學(xué)二年級的學(xué)生已經(jīng)具有一定的自學(xué)能力，能夠獨(dú)立進(jìn)展思考、發(fā)現(xiàn)、分析問題，所以在學(xué)習(xí)過程中可針對這一特點(diǎn)，適時地以啟發(fā)式教學(xué)方法進(jìn)展教學(xué)，鼓勵他們通過自己的思考、分析解決問題。但這個階段的學(xué)生在學(xué)習(xí)中難免存在一定的惰性，所以要通過適當(dāng)?shù)姆绞胶褪侄渭ぐl(fā)他們學(xué)習(xí)新事物的興趣。四、教學(xué)思想主要表達(dá)在主體性教學(xué)思想和反思性教學(xué)思想上五、教學(xué)策略和方法本節(jié)課采用啟發(fā)式和主動參與式教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題并解決問題。為了完成本節(jié)課的知識技能、情感態(tài)度、價值觀方面的目標(biāo)，我使用的教學(xué)方法有：談話法、觀察法、演示法。談話法：談話法又叫問答法，在教學(xué)過程中我一直用談話法，與學(xué)生交流，讓學(xué)生感到輕松的學(xué)習(xí)氣氛，激發(fā)學(xué)生的思維活動；培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和語言表達(dá)能力；喚起和保持學(xué)生的注意力和興趣。觀察法：實(shí)際機(jī)構(gòu)的自由度可由其運(yùn)動形式以及原動件數(shù)目分析出來，故此處我采用機(jī)構(gòu)動畫演示的方式，讓學(xué)生通過觀察，分析出機(jī)構(gòu)自由度的數(shù)目。演示法：通過對實(shí)際工程案例的演示，引起學(xué)生的注意力，提高他們的學(xué)習(xí)興趣。六、教學(xué)分析〔內(nèi)容、重難點(diǎn)〕教學(xué)內(nèi)容：1〕機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件2〕機(jī)構(gòu)自由度計算公式機(jī)構(gòu)3〕自由度計算的本卷須知〔1〕局部自由度〔2〕復(fù)合鉸鏈教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)1〕機(jī)構(gòu)自由度計算公式2〕局部自由度和復(fù)合鉸鏈的識別與處理方法。七、教學(xué)環(huán)境及資源準(zhǔn)備1.以自制的機(jī)構(gòu)運(yùn)動動畫做演示，能直觀的展示抽象數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，使學(xué)生更好的理解。防止學(xué)生對抽象數(shù)據(jù)充分理解的欠缺。需用到電腦與投影儀等現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備。2.教師的講解配合板書，并采用多媒體的現(xiàn)代化教學(xué)手段作輔助，及時總結(jié)本課的知識點(diǎn)，加強(qiáng)穩(wěn)固。八、教學(xué)安排教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖及資源準(zhǔn)備一、組織教學(xué)同學(xué)們好，現(xiàn)在開場上課！停頓說話，準(zhǔn)備上課用洪亮的聲音吸引學(xué)生的注意力，讓他盡快進(jìn)入上課狀態(tài)二、復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)上次課學(xué)過的主要內(nèi)容：1．機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件原動件數(shù)目=自由度數(shù)目2.自由度計算公式F=3n-2PL-PH強(qiáng)調(diào)公式的重要性，并逐一解釋公式中各個量的含義，并加以強(qiáng)調(diào)學(xué)生回憶該局部的知識溫故而知新，復(fù)習(xí)前次課的重要內(nèi)容，對于本次課的學(xué)習(xí)有至關(guān)重要的作用三、導(dǎo)入新課1、為什么計算機(jī)構(gòu)自由度如此重要因?yàn)樵诠こ讨?，要面對、分析以甚至設(shè)計眾多復(fù)雜的機(jī)器、機(jī)構(gòu)，判斷該機(jī)構(gòu)能否運(yùn)動、能否具有確定運(yùn)動的首選方法就是計算它的自由度2、計算工程實(shí)例中的滾子推桿凸輪機(jī)構(gòu)的自由度3、計算結(jié)果F=2，為學(xué)生演示動畫，并分析發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)目為1時，運(yùn)動已經(jīng)確定，即正確結(jié)果是F=1，計算結(jié)果出現(xiàn)偏差，是什么呢4、解釋——機(jī)構(gòu)自由度計算時有假設(shè)干本卷須知，假設(shè)不正確處理，就會出現(xiàn)錯誤，都有哪些本卷須知〔板書標(biāo)題：計算機(jī)構(gòu)自由度時的本卷須知〕學(xué)生思考，積極回應(yīng)學(xué)生認(rèn)真聽講學(xué)生認(rèn)真作答，并積極回應(yīng)教師學(xué)生認(rèn)真思考學(xué)生認(rèn)真記筆記巧妙入境，通過對舊知識的復(fù)習(xí)，用工程實(shí)例作為例題，以提問的方式來穩(wěn)固舊知，調(diào)動學(xué)生的積極性，導(dǎo)入新課，激發(fā)學(xué)生對新課的好奇心。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，主動參與到學(xué)習(xí)中來。四、新課講授由例題引出第一個本卷須知——局部自由度〔板書：一、局部自由度〕2、結(jié)合多媒體課件講解局部自由度的定義：對機(jī)構(gòu)其他構(gòu)件的運(yùn)動不產(chǎn)生影響的局部運(yùn)動的自由度。3、〔回到板書上的例題〕觀察并分析機(jī)構(gòu)中的小滾子，它的用途?！惨饘W(xué)生注意，重點(diǎn)局部的到來〕而小滾子轉(zhuǎn)動的自由度對機(jī)構(gòu)其他構(gòu)件的運(yùn)動沒有影響，所以它是局部自由度5、局部自由度的存在導(dǎo)致計算結(jié)果與實(shí)際不符6、同時引導(dǎo)學(xué)生找到局部自由度的出現(xiàn)場合，什么時候容易出現(xiàn)呢〔板書：出現(xiàn)場合：小滾子〕7、如何處理局部自由度呢結(jié)合板書：〔板書：去除〕假象將小滾子與推桿焊接到一起。再根據(jù)自由度計算公式進(jìn)展計算。8、重新用正確的方法做一遍例題，引導(dǎo)學(xué)生先處理局部自由度，再計算結(jié)果9、做第二道例題，求如板書所示的桿機(jī)構(gòu)的自由度10、解得的結(jié)果為F=9，通過機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件分析結(jié)果，并用動畫演示，分析出機(jī)構(gòu)自由度應(yīng)為1學(xué)生認(rèn)真聽講并思考學(xué)生看見后答復(fù)：用滾動摩擦代替滑動摩擦減小磨損學(xué)生認(rèn)真聽講并思考學(xué)生領(lǐng)會錯誤所在學(xué)生答復(fù)：機(jī)構(gòu)中有小滾子的地方學(xué)生想，答復(fù)；學(xué)生積極參與到教師的細(xì)致講解中，并會在教師的帶動下隨聲附和學(xué)生認(rèn)真做題并積極回應(yīng)教師學(xué)生認(rèn)真作答，并積極回應(yīng)教師學(xué)生認(rèn)真聽講并思考。在教學(xué)過程中，以學(xué)生為主題，以前學(xué)過的知識都讓學(xué)生自行答復(fù)，穩(wěn)固舊知，引入新知，學(xué)生積極配合，用自制的教具，直觀的展示在學(xué)生面前，讓學(xué)生更容易承受抽象圖形的特點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效果。對學(xué)生的正確回給予表揚(yáng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。做課后習(xí)題，及時穩(wěn)固新知，讓學(xué)生學(xué)到的知識運(yùn)用到實(shí)際中。11、引出該機(jī)構(gòu)的典故，為波舍利直線機(jī)構(gòu)，其出處，用途，讓學(xué)生學(xué)以致用，將理論知識與實(shí)踐相結(jié)合12、什么原因造成的錯誤引出第二個本卷須知——復(fù)合鉸鏈〔板書：二、復(fù)合鉸鏈〕結(jié)合多媒體課件講解局部自由度的定義：兩個以上構(gòu)件在同一點(diǎn)處，以轉(zhuǎn)動副相連。14、其中，強(qiáng)調(diào)定義中的三個要點(diǎn)：兩個以上、在同一點(diǎn)、均為轉(zhuǎn)動副15、在黑板上畫出一個運(yùn)動鏈，符合復(fù)合鉸鏈定義，并設(shè)問：該復(fù)合鉸鏈有幾個轉(zhuǎn)動副〔引起學(xué)生注意，重點(diǎn)局部的到來〕16、通過作圖，發(fā)現(xiàn)其運(yùn)動副數(shù)目為2，而不是1個〔一邊板書一邊仔細(xì)講解〕通過遞推法推導(dǎo)出復(fù)合鉸鏈查運(yùn)動副的方法：m個構(gòu)件就有m-1個轉(zhuǎn)動副?！舶鍟禾幚恚簃個構(gòu)件就有m-1個轉(zhuǎn)動副〕18、重新分析此道例題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)原因所在，并正確的處理問題，最后得出正確結(jié)果學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械機(jī)構(gòu)的背景歷史學(xué)生認(rèn)真聽講，思考學(xué)生認(rèn)真記錄學(xué)生認(rèn)真聽課并記錄學(xué)生認(rèn)真思考學(xué)生根據(jù)以往制圖根基亦附和教師學(xué)生答復(fù)出結(jié)論，并認(rèn)真聽課、記錄學(xué)生認(rèn)真作答，并積極回應(yīng)教師詳細(xì)講解，從聽覺與視覺兩方面加強(qiáng)對學(xué)生的刺激，加深知識的記憶。及時讓學(xué)生做課后習(xí)題，將他們學(xué)到的知識運(yùn)用到實(shí)際解題中，穩(wěn)固新知，在多種題型中得到鍛煉。為以后解各種類型題打好根基。及時對學(xué)生解過的題進(jìn)展仔細(xì)講解，以免學(xué)生解題期間出現(xiàn)的問題得不到解決。讓學(xué)生做題，提高其應(yīng)變能力。并培養(yǎng)學(xué)生積極做題。五、穩(wěn)固新課課堂小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了計算機(jī)構(gòu)自由度的兩個本卷須知，通過學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)在計算自由度時，應(yīng)先判斷機(jī)構(gòu)中是否存在本卷須知，再進(jìn)展做題！學(xué)生積極配合對本課的總結(jié)可以及時的幫助學(xué)生對主要講授內(nèi)容進(jìn)展梳理，對學(xué)生的學(xué)習(xí)起穩(wěn)固的作用六、布置作業(yè)課件中布置課后作業(yè)，計算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。學(xué)生認(rèn)真記錄布置課后作業(yè)，加強(qiáng)訓(xùn)練，加深本課學(xué)習(xí)的知識印象，有利于提高學(xué)生把學(xué)到的知識運(yùn)用到實(shí)際解題中的能力。教學(xué)流程圖組織課堂組織課堂復(fù)習(xí)舊課復(fù)習(xí)舊課