试述创新教学法在机械原理课程中的应用

【摘要】本文以铰链四杆机构的组成、类型和判定为例，介绍适用于机械原理课程教学的几种常见的创新教学方法，如小组合作实验分析讨论法和问题引导启示法等，为创新教学法在工科专业课程教学中的活学活用抛砖引玉。

【关键词】铰链四杆机构分组实验法问题引导启示法

【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1674－4810（2012）08－0057－01

一 概述

随着现代教育技术的出现和迅速发展，人们逐渐认识到教学手段作为教学活动的一种重要要素的地位、功能和作用。对于教学方法的多样化和分类，国内外有不少版本，不同的分类方式衍生出不同的教学方法，主要有讲授法、演示法、讨论法、引导法、启示法、实验法、提问法，还有情境模拟法和项目导向法等，其中，讲授法是传统教学方法的主体，其余教学方法则被称为新式教学法或创新教学法。这些教学方法可以独立体现，也可以组合运用，由此产生了更多的应用可能。对于不同的课程，不同的对象应该有不同的教学方法的选择，没有孰优孰劣，应“以适用为据，以效果为度”。

机械原理课程的教学对象是九年义务教育的初中毕业生，他们绝大多数来自农村，文化基础较好，学习相对主动，思维灵活，但缺少自信心，对机械方面的知识缺少感性认识。要让他们较容易地接受本课程内容，运用传统的教学方法效果不会很理想，因此，教学活动的创新和寻求合适的教学方法势在必行。下面笔者就以其中的一节内容“铰链四杆机构的组成、分类和判定方法”为例，介绍几种教学方法的应用。

二 创新教学方法的应用

1．问题引导启示法

在判定铰链四杆机构的类型时，许多同学想不通为什么要先判断“四杆机构是否满足杆长之和”条件，再通过机架的位置或最短杆的状态来判定其基本类型。这时候用提问题的方式来引导启发学生，是一个非常有效的措施。提问时，需要先从简单的能直接从已知条件得出结论的问题开始，再逐步过渡到相对复杂的需要逻辑推理的问题，直至解决所有疑问。

首先，引导学生从概念入手，分析铰链四杆机构的类型判定过程中，决定性的要素是有无曲柄以及曲柄的数目。

然后，启发学生的思维，既然曲柄的存在决定了判定结果，那么，什么情况下才会有曲柄产生？也就是说，在铰链四杆机构中，曲柄存在的必要条件是什么？

最后，通过曲柄的性质（能绕其回转中心做整周转动），学生可以发现，曲柄的存在是以能做整周回转的转动副（即整转副）为前提，再加上一个状态性质（整转副为固定铰链）即可。那么，问题就又转化为机构存在整转副的必要条件是什么？而铰链四杆机构存在整转副的必要条件就是四杆的相对长度必需“满足杆长之和条件”。因此，本来想不通的问题就通过这几个相互关联的提问解决了。

在实际的教学活动中，这个过程出奇地顺利，虽然不是每个学生都能及时地对提问进行反馈，但是都会有思考和推理的过程，而且几乎整个教学过程就是学生在问问题和回答问题，教师只是引导和启发，完全体现出了教学活动中学生的主动性和主体性。

2．分组实验讨论法

考虑到本节内容中铰链四杆机构的三个基本类型虽然有共同的组成，但是具有不同的运动形式和特点，对比性很强，所以，通过实验来获取相关数据，对实验过程和实验数据进行对比，应该会取得可喜的教学效果。笔者教学设计如下：

设计两个实验，将学生进行分组，每组完成两个实验。

实验一：每组发下长度为40mm、70 mm、90 mm、100mm且两端有孔的竹片、螺栓、螺母各一套，让学生用螺栓、螺母将竹片连接，并在连接点标好A、B、C、D。然后以不同的长度杆作为机架，使其他杆作运动，观察运动状态，并做好记录。

实验二：每组发下长度为50 mm、60 mm、70 mm、100 mm且两端有孔的竹片各一套，让学生用螺栓、螺母将竹片连接，并在连接点标好A、B、C、D。然后以不同的长度杆作为机架，使其他杆作运动，观察运动状态，并做好记录。

实验要求：找出有曲柄存在的一套竹片，说明曲柄存在的组合情况，并在实验中找出铰链四杆机构曲柄存在的条件，根据记录内容（以AB杆为机架是什么机构，BC杆为机架是什么机构，CD杆为机架是什么机构，以DA杆为机架是什么机构），推论判断出三种基本类型的方法。

三 总结

以实例为载体，以教师为主导，以学生为主体，以合作交流、动手操作为手段，以能力提高为目的，突出了启发、引导、动手、实践、类比等多种教学方法，引导学生主动思考，既达到了教学的目的，又发挥了学生的主观能动性，同时，这种教学模式使课堂真正提升了学生的主体地位，充分发展了他们的个性。学生主动参与，强调了探究学习、合作学习，他们也勤于动手，乐于探究，培养他们获取新知识的能力和分析、解决实际问题的能力。学生在这种开放、热烈、活跃、轻松的教学环境中汲取着知识的营养，开发着自己的潜能，享受着学习的快乐。

参考文献

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［2］陈作模.机械原理［M］.北京：高等教育出版社，2004

［3］梁崇高.平面连杆机构的计算设计［M］.北京：高等教育出版社，1993

［4］郭应龙.机械动力学［M］.北京：水利电力出版社，1993

［5］何永熹.机械精度设计与检测［M］.北京：国防工业出版社，2006