铰链四杆机构的组成公开课教材.docx
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铰链四杆机构的组成公开课教材
课题
铰链四杆机构的组成、类型与判别
课型
新课
教务科审批
签名_________
年月日
教材出版社
中国劳动社会保障出版社（第四版）
班级
07数控一班
参考书
机械基础教学参考书
授课时数
3
授课日期
2007年11月22日
教具
投影设备,四杆机构模型,带孔的竹片,螺母,螺杆。
教学目标
知识目标
（1）了解铰链四杆机构的概念及每种铰链四杆机构的应用。
（2）掌握铰链四杆机构各杆的名称及作用，并了解它们的运动规律。
（3）掌握铰链四杆机构基本类型与判别方法。
能力目标
（1）在引入铰链四杆机构的概念过程中培养学生的观察能力、分析、学习能力。
（2）在铰链四杆机构类型的判别过程中，培养学生的观察、分析、计算、探索、动手、合作、交流、总结、学习能力。
（3）在分析铰链四杆机构运动特性过程中，培养学生的逻辑思维、分析、学习能力。
情感目标
通过师生、学生彼此之间的讨论、合作、互动，培养学生团结、交流、探究的意识品质，同时让学生在探索、解决问题过程中，获得学习的成就感，培养学生学习的兴趣，提高学生的综合能力。
教学重点
铰链四杆机构的三种基本类型、及判别方法。
教学难点
铰链四杆机构的判别方法
教学方法
实验法，小组合作分析法，问题引导，动画演示，启发式，讨论法，探究式，归纳总结等。
授课对象分析
该班学生是九年义务教育的初中毕业生，绝大多数来自农村，文化基础是全校最好的，学习主动，但学习缺少自信心，对机械方面的知识缺少感性认识。
讲课时善于运用生活中常见的实例引入新课，辅以多媒体动画引导学生，将现代教具与简单教具进行有机结合，使学生从直观的感性认识中理解、掌握所学知识，激发学生学习新知识的强烈愿望。
教材分析
本次课是常用机构的前奏,是机械专业特别是维修钳工接触最多应用最广的知识点,它对学生学习其他机构起着至关重要的作用,同时也是培养学生分析问题和解决问题的能力。
教材处理
将铰链四杆机构的前两节内容及判别合并于一个教案，使知识结构更系统化，简单化，学生也更容易吸收、理解，提高教学效率。
教学编排
由复习旧知识与运用生活中典型、常见的实例相结合引入相关的新知识点，在接受新知识时，由直观的感性认识提高到理性认识，理论联系实际，使学生在学习的过程中能由浅入深，循序渐进，充分调动学生的学习积极性，展开讨论、动手操作。
使学生在轻松的环境中掌握所学知识，为后面章节做好铺垫。
教学过程
①课堂组织：
1分钟；②新课导入：
4分钟；③讲授新课：
118分钟；
④课堂练习：
6分钟；⑤课后总结：
4分钟； ⑥布置作业：
2分钟。
一、教学流程图
二、教室布置图：
三、教学实施过程
教学环节
教学内容与过程
师生
活动
教学
方法
设计
目的
课堂组织：
1分钟
由班长喊“起立”，全体学生向老师行注目礼，起立后，学生们可以集中思想，很快进入上课状态。
【教师】叫上课，对学生进行考勤。
导入新课：
4分钟
①复习所学内容引出课题。
②创设情境，提出问题。
探索新知
118分钟
1、复习机构、运动副相关知识
2、视频与动画提出下列问题引出新课题。
练身器（视频）破碎机（动画）
1根据视频、动画观察该机构运动时有何特点?
（强调平面运动或相互平行平面运动）
2动画中机构中的构件之间的运动副有何特点?
（强调转动副和移动副）
3图中构件的形状有何特点?
（强调大多数为杆件或用杆来等效）
§7－1平面连杆机构的特点
平面连杆机构
是由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的
在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。
分析：
平面连杆机构四个构件平面四杆机构四个运动副铰链四杆机构
铰链四杆机构：
构件间用四个转动副相连的平面四杆机构。
【教师】通过复习旧知识、视频、动画结合引入课题，提出问题。
【学生】观看动画，思考教师提出的问题并积极发言。
【教师】启发引导学生对上述三个问题进行归纳总结，引出平面连杆机构的概念，进入学习的课题。
【学生】完成对上述问题的归纳。
【教师】板述归纳。
引导法
动画演示
启发式
启发式
归纳总结
将学生熟悉的机构通过动态课件演示，激发学生的求知欲，提高学生学习兴趣，培养学生自主探索、研究问题的能力，同时增加学生的感性认识。
培养学生的分析问题，观察能力及总结归纳能力，教师进行小结，可照顾不同层次的学生。
教学环节
教学内容与过程
师生
活动
教学
方法
设计
目的
§7－2铰链四杆机构的组成与分类
一、铰链四杆机构的组成：
（通过观察动画、图片对应的指出各杆件的名称）
1、机架——固定不动的杆
2、连架杆——与机架以铰链相连的杆
曲柄：
能绕其回转中心做整周转动的连架杆。
摇杆：
仅能在小于
的某一角度内摆动的连架
3、连杆——不与机架相连杆连架杆
二、铰链四杆机构的基本类型
利用图片、动画引导学生观察、分析、讨论、总结四杆机构的连架杆可能有几种情况？
从而归纳出铰链四杆机构的基本类型
曲柄摇杆机构双曲柄机构
双摇杆机构
【教师】提出问题，演示课件，边讲解边板书。
叫学生指出图中各构件的名称及曲柄、摇杆在哪里？
【学生】认真听讲，观察课件，积极发言。
【教师】给予得当的评价，激励学生学习的兴趣。
【教师】提问，引发学生观察、分析、思考，然后演示课件，最后启发学生总结归纳，如果学生不能总结，教师启发，鼓励。
【学生】认真听、看、想后，积极发言。
问题引导
探究式
动画演示
启发式
归纳总结
引导学生观察、类比，叫成绩一般的学生回答，也充分体现师生互动的教学模式。
同时也锻炼了学生的理解、语言表达能力，加深了对知识的理解、记忆。
培养学生的观察、分析问题的能力，达到自主探究学习的目的，锻炼学生的思维能力，同时加深对所学知识的理解。
教学环节
教学内容与过程
师生
活动
教学
方法
设计
目的
（一）、曲柄摇杆机构
主要特性：
两个连架杆中，一个是曲柄，一个是摇杆。
这部分知识简单，叫成绩较差的学生回答。
1、曲柄为主动件，摇杆为从动件作往复摆动。
分析这一运动特性在生产实际中的应用
主动件曲柄回转，从动
摇杆往复摆动，利用摇
杆的延长部分实现刮
水。
（教师启发，引导学生通过静止的画面分析其运动过程，然后才看动画。
）
下面两实例的工作原理留给学生自己探索。
汽车前窗刮雨器（动画）
主动件曲柄回转，从动摇
杆往复摆动，利用连杆的
延长部分实现搅拌。
（叫一
个成绩较好的学生作总结性发言。
）
搅拌机（动画）
主动件曲柄回转，通过连
杆，使固定在摇杆上的天线
作一定角度的摆动，以调整
天线的俯角。
（叫一个成绩
一般的学生作总结性发言。
）
雷达俯仰角度装置（动画）
【教师】通过静止的图片与动画启发、提问、引导学生，演示课件。
【学生】观看课件，思考教师的问题并积极发言。
【教师】启发、引导学生分析应用实例的工作原理，
【学生】观看课件，思考并发言。
【教师】观察学生的反应，叫单个学生回答。
【学生】思考、分析并发言。
【教师】给予得当的评价，纠正错误的知识，肯定正确的知识。
问题引导
动画演示
探究式
问题引导
动画演示
启发式
自主学习
引导学生观察、分析，同时，达到自主探究学习的目的，突出教学重点，体现师生互动的教学模式。
及时的反馈信息可对学生正确的理解给予肯定，错误的知识及时得到纠正，同时可调节教学方法与手段，让学生的思维、语言、自学能力进一步得到锻炼与提高，知识得到巩固。
适当的留白可培养学生的探究意识，提高学生的探究能力与学习的主动性，达到了探究学习的目的，突出重点，让学生获得成就感，提高学生学习的兴趣。
教学环节
教学内容与过程
师生
活动
教学
方法
设计
目的
2、摇杆为主动件作摆动，曲柄为从动件作旋转运动。
应用实例：
提问：
分析其工作原理，并提出连杆、机架、曲柄的位置。
（动画）（动画）
踏板（摇杆）为主动件，当脚蹬踏板时，通过连杆使带轮作整周转动。
（叫一个成绩一般的学生分析给其他学生听。
）
（二）、曲柄摇杆机构
主要特性：
两个连架杆都是曲柄。
提问：
主动曲柄等速回转一周,从动曲柄作什么运动？
1、不等长双曲柄机构：
惯性筛（动画）
【教师】通过静止的图片与动画启发、引导学生分析应用实例的基本原理。
【学生】观看课件，思考并积极发言。
【教师】提问，引导、启发学生对每种运动特性进行类比、总结、归纳。
演示课件。
问题引导
动画演示
启发式
问题引导
动画演示
启发式
总结归纳
通过学生观察、类比得出不同类型的四杆机构的特性，同时让学生自主发现，类比学习，达到了探究学习的目的，突出重点，充分体现师生互动的教学模式。
提高学生的参与度，增强直观性，让学生自主发现，类比学习，达到了探究学习的目的，突出重点。
教学环节
学内容与过程
师生
活动
教学
方法
设计
目的
2、平行四边形双曲柄机构
主动曲柄作匀速运动时，从动曲柄的运动速度与运动方向如何？
动画
应用实例：
（下面应用实例的工作过程留给学生自己探索）
车轮装置（动画）
3、反向双曲柄机构
主动曲柄作匀速运动时，从动曲柄的运动速度与运动方向如何？
动画
汽车车门启闭机构（动画）
【教师】边提问边演示课件。
【学生】认真听讲，积极思考，回答教师提出的问题，做好笔记。
【教师】通过静止的图片与动画启发、引导学生分析应用实例的基本原理。
【学生】观看课件，思考并积极发言。
【教师】边提问边演示课件，引导、启发学生对每种运动特性进行类比、总结、归纳。
【学生】认真观察、分析、讨论后发言。
【教师】鼓励学生积极发言，对学生的发言进行得当的评价，对知识进行分析评讲。
问题引导
动画演示
启发式
问题引导
动画演示
启发式
总结归纳
通过学生观察、类比得出不同类型的双曲柄机构的特性，同时让学生自主发现，类比学习，达到了探究学习的目的，突出重点，锻炼学生的思维能力。
给学生适当的留白，可激发学生的探究能力与学习的主动性。
达到了探究学习的目的，突出重点，使知识完整化，让学生获得成就感，提高学生学习的兴趣，照顾不同层次的学生。
教学环节
教学内容与过程
师生
活动
教学
方法
设计
目的
（三）、双摇杆机构
提问：
双摇杆机构的运动特性如何？
主要特性：
两个连架杆中两个是摇杆，机构的两连架杆均不能作整周转动。
应用（观看课件）：
通过启发、引导、归纳总结其运动特性。
（动画）
该机构很简单，叫一个成绩一般的学生分析工作原理。
（动画）
（动画）
（动画）
【教师】演示动态课件，提出问题，叫一个成绩一般的学生回答。
【学生】观察课件，积极思考，回答问题。
【教师】边板书边纠正学生的错误，板述。
【学生】认真听讲，积极思考，做好笔记，回答问题。
【教师】让全体学生一起分析双摇杆机构的应用实例的工作过程。
【学生】积极回答问题。
问题引导
动画演示
启发式
通过观察、类比得出双摇杆机构的特性，同时通过实例，让学生自主发现，类比学习，达到了探究式学习的目的，。
让学生了解了双摇杆机构的应用，加深对双摇杆机构的特性的理解。
检查学生学习情况，锻炼学生的表达能力，提高学生的参与性，巩固相应知识。
教学环节
教学内容与过程
师生
活动
教学
方法
设计
目的
三、铰链四杆机构的判别
第一步：
通过实物演示，让学生观察每种铰链四杆机构的运动形式。
提问：
机构具有整周旋转的条件是什么？
第二步：
设计两个实验，每组完成两个实验
第一个实验：
每组发下长度为40mm、70mm、90mm、100mm且两端有孔的竹片、螺栓、螺母一套，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，并作好记录。
第二个实验：
每组发下长度为50mm、60mm、70mm、100mm且两端有孔的竹片一套，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，并作好记录。
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。
）推论出判断三种基本类型的方法。
实验过程：
教师巡回指导，解决学生提出的问题。
实验结束：
每组选一名成员作代表针对该组实验结果进行发言。
实验结论：
曲柄存在的条件：
最短杆与最长杆的杆长之和不大于其余两杆之和，最短杆为机架或最短杆的对边为机架。
（即连架杆与机架中必有一个最短杆）
实验一：
最短杆与最长杆的杆长之和不大于其余两杆之和时，有下列三种情况：
最短杆的邻边机架——曲柄摇杆机构
最短杆为机架——双曲柄机构
最短杆的对边为机架——双摇杆机构
【教师】启发、引导学生分析。
【学生】思考，在老师的启发下，得出结论。
【教师】设计活动，管理、组织和指导学生完成实验。
【学生】通过动手、合作、观察、分析、交流、讨论、归纳、总结完成实验并发言。
【教师】给予学生得当的评价，完善学生的总结，归纳、板书，强调结论。
问题引导
动画演示
启发式
实验法
小组合作
分析法
探究式
归纳总结
提高学生的参与性，锻炼学生的思维能力。
有意识的训练学生借助实物进行分析解决问题的能力，渗透数形结合的思想方法，为下面的结论打好基础。
突出重点，解决难点，吸收知识。
帮助学生把抽象运动原理以形象的实物运动实验表现出来，减少理论推导，培养学生的合作、交流、探究意识与能力。
教学环节
教学内容与过程
师生
活动
教学
方法
设计
目的
教学反馈
6分钟
实验二：
最短杆与最长杆的杆长之和大于其余两杆之和。
无论取哪个杆为机架，都只能得到双摇杆机构。
例：
如图所示四杆机构中，以不同的杆件作机架，得到何种类型？
解：
由杆长得45+100<70+90满足B情况，所以AB是最短杆，AD为最长杆。
以AB杆为机架是双曲柄机构。
以BC或DA杆为机架是曲柄摇杆机构。
以CD杆为机架是双摇杆机构。
课堂作业
1、判别下列动画分别属于什么机构？
2、判别下列机构分别属于什么机构及分析下列动画的工作原理？
【学生】回答、思考，做好笔记，掌握结论。
【教师】出题，叫成绩较好的学生上台做题，然后巡回指导。
【学生】做题。
【教师】巡回指导，对学生的作业给予评价及纠正。
【教师】让学生回答问题。
【学生】积极发言。
【教师】给予得当的评价，纠正错误的知识，肯定正确的知识，查缺补漏。
举例法
练习法
对话式
巩固知识，培养学生的自信心。
给学生一个消化知识的过程，进一步巩固重点，加深对知识的理解、应用，达到学以致用的目的，照顾后进生。
及时获取反馈信息，让正确的知识得到肯定，错误的知识得到纠正，让知识进一步巩固了。
照顾后进生，加深对知识的理解、应用，提高学生用所学知识解决问题的能力。
教学环节
教学内容与过程
师生
活动
教学
方法
设计
目的
课堂小结
4分钟
课外作业
2分钟
3、判别下图分别属于什么机构？
归纳小结
1、想一想：
我们学习了哪些知识？
学到了哪些思考问题的方法？
2、知识总结：
铰链四杆机构的组成、类型和判别方法。
3、学习方法总结：
本节课主要利用了数形结合、类比化归、实验法研究四杆机构。
在平时学习中，希望同学们注意方法的运用。
4、铰链四杆机构的分类：
曲柄摇杆机构
根据连架杆类型的不同：
双曲柄机构
双摇杆机构
5、铰链四杆机构判别方法：
最短杆为连架——曲柄摇杆机构
最长杆长+最短杆长
其余两杆长之和最短杆为机架——双曲柄机构
最短杆为连杆——双摇杆机构
最长杆长+最短杆长>其余两杆长之和——双摇杆机构
课外作业
1、巩固提高
（1）阅读本节内容，完成课本P921、2、3；习题册相关知识的题。
（2）课外自己设计、选材、制作三个不同类型的铰链四杆机构。
2、拓展延伸
（1）认真观察周围生活周围哪些机器中运用了铰链四杆机构，并判别出是其中的哪种类型？
（2）请同学们参考教材，进一步探讨铰链四杆机构的基本性质与演化。
【学生】做题。
【教师】巡回指导。
【教师】设疑，提出问题，查缺补漏。
【学生】分组讨论，回答问题。
【教师】点题。
【学生】整理笔记，在教材上打记题号。
【教师】出题。
【学生】抄题。
练习法
引导法
检查学生学以致用的能力，巩固相关知识。
掌握相应的学习方法，让知识进一步得到巩固，学生从感性认知上升到理论的高度，完善了知识体系并在头脑中构建框架形成记忆。
巩固知识，培养学生看书、学习、独立解决问题能力。
培养学生观察、预习的习惯，将知识学以致用，让不同程度的学生得到不同的发展。
四、板书设计
铰链四杆机构的组成、分类与特性
一、铰链四杆机构的基本定义、组成。
以曲柄为主动件特性
曲柄摇杆机构应用
特性
以摇杆为主动件应用
特性
二、铰链四杆机构的类型不等长双曲柄应用
双曲柄机构平行双曲柄特性
应用
等长双曲柄特性
反向双曲柄应用
双摇杆机构特性
应用
三、铰链四杆机构的判别方法：
最短杆为连架——曲柄摇杆机构
最长杆长+最短杆长
其余两杆长之和最短杆为机架——双曲柄机构
最短杆为连杆——双摇杆机构
最长杆长+最短杆长>其余两杆长之和——双摇杆机构
五、教学反思
1、执行结果：
本次课较成功地按教学计划完成了授课任务。
2、设计理念：
以实例为载体，教师为主导，学生为主体，合作交流、动手操作为手段，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的，通过课件动态与实物演示，为学生创造条件，引导学生探究铰链四杆机构的定义、分类、运动特性、判别方法。
重视概念的提取过程，知识的形成过程，分析的探索过程，情感的体验过程，让教师真正成为一个组织者、引导者、合作者。
3实施感受：
教学过程中，学生在教师的启发与点拨下，能自主展开。
如：
对于四杆机构如何分类？
我只是通过课件演示，指出研究方向，点拨方法，让学生去联想、探究、归纳、总结；在讲授铰链四杆机构每种类型的运动过程时，给学生足够的留白，锻炼了学生的探究、思维能力，提高学习能力；铰链四杆机构的判别方法时在讲授铰链四杆机构的判别方法时，让学生自己通过实验完成，这样既达到了考查的目的，又发挥了其主观能动性，同时这种教学模式使课堂真正提升了学生的主体地位，充分发展了学生的个性，学生主动参与，强调了探究学习、合作学习，学生也勤于动手，乐于探究，培养学生获取新知识的能力和分析、解决实际问题的能力。
学生在这开放、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，享受者学习的快乐；实物与多媒体课件的使用，增强了直观性，使学生对铰链四杆机构提高了感性认识，增大了课堂的信息量，拓宽了学生的知识面。
4、不足之处：
教学实施过程中学生积极参与、时间控制难度较大；此外在动画演示时，界面切换速度较快，学生头脑中的印象不太深刻；做实验时，各组完成的时间相差太远，个别学生未参与实验，分组时应注意学生之间不能随意组合。
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