03 機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的注意事項(xiàng)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、精選文檔機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)設(shè)計(jì) 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(jì)算的留意事項(xiàng)科目機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)對(duì)象高校二班級(jí)課時(shí)1課時(shí)一、教材內(nèi)容分析機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是一門(mén)培育同學(xué)具有肯定機(jī)械設(shè)計(jì)力量的技術(shù)基礎(chǔ)課。通過(guò)學(xué)習(xí)該課程，要求同學(xué)把握機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理、運(yùn)動(dòng)特性及有關(guān)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本學(xué)問(wèn)，初步具有分析和設(shè)計(jì)基本機(jī)構(gòu)的力量，并對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的確定有所了解。同時(shí)把握通用機(jī)械零件的工作原理、特點(diǎn)、選用和設(shè)計(jì)計(jì)算的基本學(xué)問(wèn)，使同學(xué)初步具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔的機(jī)械及一般機(jī)械傳動(dòng)裝置的力量。并培育同學(xué)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等有關(guān)技術(shù)資料的力量。 “平面機(jī)構(gòu)分析”這一教

2、學(xué)內(nèi)容是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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)都是向同學(xué)講授典型機(jī)構(gòu)的相關(guān)學(xué)問(wèn)，而學(xué)好這些內(nèi)容的前提就是要學(xué)會(huì)分析機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是精確地計(jì)算出該機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目。平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的目的是判定一個(gè)已有的機(jī)構(gòu)是否正確,確定原動(dòng)件的個(gè)數(shù)。在進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析時(shí),必需通過(guò)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析才能進(jìn)行。假如機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算不正確,那就無(wú)法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及受力分析。所以,平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算在機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)中占有重要地位?！皺C(jī)構(gòu)自由度計(jì)算”是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)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，在同學(xué)把握了平面機(jī)構(gòu)的組成、

3、特點(diǎn)，嫻熟把握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制的基礎(chǔ)上，進(jìn)行教學(xué)的。通過(guò)學(xué)習(xí)該節(jié)內(nèi)容，讓同學(xué)學(xué)會(huì)如何精確的計(jì)算出機(jī)構(gòu)的自由度，以及學(xué)會(huì)推斷機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)，為已有機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析或制造新的機(jī)構(gòu)供應(yīng)基本條件。二、教學(xué)目的（學(xué)問(wèn)，技能，情感態(tài)度、價(jià)值觀）學(xué)問(wèn)與技能目標(biāo)：1.嫻熟把握機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。2.嫻熟把握機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式，以及在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)的留意事項(xiàng)。過(guò)程與方法目標(biāo)：1.通過(guò)提問(wèn)式方法，總結(jié)歸納出機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式；2.用三種典型機(jī)構(gòu)作對(duì)比，引導(dǎo)同學(xué)分析出機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件；3.分別用工程中常見(jiàn)的機(jī)構(gòu)作為例題，通過(guò)課堂練習(xí)法，帶領(lǐng)同學(xué)鞏固機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式，并對(duì)比實(shí)際結(jié)果，發(fā)覺(jué)存在的問(wèn)題，

4、從而引出機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的留意事項(xiàng)。4.從中培育同學(xué)的觀看、操作、想象力量，進(jìn)展同學(xué)的空間觀念，滲透轉(zhuǎn)化的思想。情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：1.培育同學(xué)的探究精神和合作力量，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。2.培育同學(xué)自學(xué)的意識(shí)和創(chuàng)新的精神。讓同學(xué)將學(xué)到的學(xué)問(wèn)運(yùn)用到實(shí)際生活中。三、學(xué)習(xí)者特征分析本門(mén)課面對(duì)的對(duì)象是高校二班級(jí)、第四學(xué)期的近機(jī)械類(lèi)同學(xué)。他們?cè)谥暗膶W(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)的基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。對(duì)自由度的概念已經(jīng)有了肯定的生疏，并能夠讀懂常見(jiàn)的工程圖以及簡(jiǎn)圖。高校二班級(jí)的同學(xué)已經(jīng)具有肯定的自學(xué)力量，能夠獨(dú)立進(jìn)行思考、發(fā)覺(jué)、分析問(wèn)題，所以在學(xué)習(xí)過(guò)程中可針對(duì)這一特點(diǎn)，適時(shí)

5、地以啟發(fā)式教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，激勵(lì)他們通過(guò)自己的思考、分析解決問(wèn)題。但這個(gè)階段的同學(xué)在學(xué)習(xí)中難免存在肯定的惰性，所以要通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞胶褪侄渭ぐl(fā)他們學(xué)習(xí)新事物的愛(ài)好。四、教學(xué)思想主要體現(xiàn)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)課接受啟發(fā)式和主動(dòng)參與式教學(xué)策略，引導(dǎo)同學(xué)發(fā)覺(jué)問(wèn)題，分析問(wèn)題并解決問(wèn)題。為了完成本節(jié)課的學(xué)問(wèn)技能、情感態(tài)度、價(jià)值觀方面的目標(biāo)，我使用的教學(xué)方法有：談話法、觀看法、演示法。談話法：談話法又叫問(wèn)答法，在教學(xué)過(guò)程中我始終用談話法，與同學(xué)溝通，讓同學(xué)感到輕松的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)同學(xué)的思維活動(dòng)；培育同學(xué)的獨(dú)立思考力量和語(yǔ)言表達(dá)力量；喚起和保持同學(xué)的留意力和愛(ài)好。觀看法：實(shí)際

6、機(jī)構(gòu)的自由度可由其運(yùn)動(dòng)形式以及原動(dòng)件數(shù)目分析出來(lái)，故此處我接受機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)演示的方式，讓同學(xué)通過(guò)觀看，分析出機(jī)構(gòu)自由度的數(shù)目。演示法：通過(guò)對(duì)實(shí)際工程案例的演示，引起同學(xué)的留意力，提高他們的學(xué)習(xí)愛(ài)好。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(dòng)的條件2）機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式機(jī)構(gòu) 3）自由度計(jì)算的留意事項(xiàng)（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(jì)算公式2）局部自由度和復(fù)合鉸鏈的識(shí)別與處理方法。七、教學(xué)環(huán)境及資源預(yù)備1.以自制的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)做演示，能直觀的呈現(xiàn)抽象數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，使同學(xué)更好的理解。避開(kāi)同學(xué)對(duì)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.老師的講解

7、協(xié)作板書(shū)，并接受多媒體的現(xiàn)代化教學(xué)手段作幫助，準(zhǔn)時(shí)總結(jié)本課的學(xué)問(wèn)點(diǎn)，加強(qiáng)鞏固。八、教學(xué)支配教學(xué)過(guò)程老師活動(dòng)同學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖及資源預(yù)備一、組織教學(xué)同學(xué)們好，現(xiàn)在開(kāi)頭上課！停止說(shuō)話，預(yù)備上課用洪亮的聲音吸引同學(xué)的留意力，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(guò)的主要內(nèi)容：1機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件原動(dòng)件數(shù)目=自由度數(shù)目2.自由度計(jì)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(gè)量的含義，并加以強(qiáng)調(diào)同學(xué)回憶該部分的學(xué)問(wèn)溫故而知新，復(fù)習(xí)前次課的重要內(nèi)容，對(duì)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(jì)算機(jī)構(gòu)自由度如此重要？由于在工程中，要面對(duì)、分析以甚至設(shè)計(jì)眾多簡(jiǎn)單的機(jī)器、機(jī)

8、構(gòu)，推斷該機(jī)構(gòu)能否運(yùn)動(dòng)、能否具有確定運(yùn)動(dòng)的首選方法就是計(jì)算它的自由度2、計(jì)算工程實(shí)例中的滾子推桿凸輪機(jī)構(gòu)的自由度3、計(jì)算結(jié)果F=2，為同學(xué)演示動(dòng)畫(huà)，并分析發(fā)覺(jué)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目為1時(shí)，運(yùn)動(dòng)已經(jīng)確定，即正確結(jié)果是F=1，計(jì)算結(jié)果消滅偏差，是什么呢？4、解釋機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算時(shí)有若干留意事項(xiàng)，若不正確處理，就會(huì)消滅錯(cuò)誤，都有哪些留意事項(xiàng)（板書(shū)標(biāo)題：計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)的留意事項(xiàng)）同學(xué)思考，樂(lè)觀回應(yīng)同學(xué)認(rèn)真聽(tīng)講 同學(xué)認(rèn)真作答，并樂(lè)觀回應(yīng)老師同學(xué)認(rèn)真思考同學(xué)認(rèn)真記筆記奇妙入境，通過(guò)對(duì)舊學(xué)問(wèn)的復(fù)習(xí)，用工程實(shí)例作為例題，以提問(wèn)的方式來(lái)鞏固舊知，調(diào)動(dòng)同學(xué)的樂(lè)觀性，導(dǎo)入新課，激發(fā)同學(xué)對(duì)新課的古怪心。提高同學(xué)的學(xué)習(xí)愛(ài)好，

9、主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中來(lái)。四、新課講授1、 由例題引出第一個(gè)留意事項(xiàng)局部自由度（板書(shū)：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(duì)機(jī)構(gòu)其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生影響的局部運(yùn)動(dòng)的自由度。3、（回到板書(shū)上的例題）觀看并分析機(jī)構(gòu)中的小滾子，它的用途。（引起同學(xué)留意，重點(diǎn)部分的到來(lái)）4、 而小滾子轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度對(duì)機(jī)構(gòu)其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)沒(méi)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(jì)算結(jié)果與實(shí)際不符6、同時(shí)引導(dǎo)同學(xué)找到局部自由度的消滅場(chǎng)合，什么時(shí)候簡(jiǎn)潔消滅呢？（板書(shū)：消滅場(chǎng)合：小滾子）7、如何處理局部自由度呢？ 結(jié)合板書(shū)：（板書(shū)：去除）假象將小滾子與推桿焊接到一起。再依據(jù)自由度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。8、重

10、新用正確的方法做一遍例題，引導(dǎo)同學(xué)先處理局部自由度，再計(jì)算結(jié)果9、做其次道例題，求如板書(shū)所示的桿機(jī)構(gòu)的自由度10、解得的結(jié)果為F=9，通過(guò)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件分析結(jié)果，并用動(dòng)畫(huà)演示，分析出機(jī)構(gòu)自由度應(yīng)為1同學(xué)認(rèn)真聽(tīng)講并思考同學(xué)觀察后回答：用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦減小磨損同學(xué)認(rèn)真聽(tīng)講并思考同學(xué)領(lǐng)悟錯(cuò)誤所在同學(xué)回答：機(jī)構(gòu)中有小滾子的地方同學(xué)想，回答；同學(xué)樂(lè)觀參與到老師的細(xì)致講解中，并會(huì)在老師的帶動(dòng)下隨聲附和同學(xué)認(rèn)真做題并樂(lè)觀回應(yīng)老師同學(xué)認(rèn)真作答，并樂(lè)觀回應(yīng)老師同學(xué)認(rèn)真聽(tīng)講并思考。在教學(xué)過(guò)程中，以同學(xué)為主題，以前學(xué)過(guò)的學(xué)問(wèn)都讓同學(xué)自行回答，鞏固舊知，引入新知，同學(xué)樂(lè)觀協(xié)作，用自制的教具，直觀的呈現(xiàn)在

11、同學(xué)面前，讓同學(xué)更簡(jiǎn)潔接受抽象圖形的特點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效果。對(duì)同學(xué)的正確回賜予表?yè)P(yáng)，激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)愛(ài)好。做課后習(xí)題，準(zhǔn)時(shí)鞏固新知，讓同學(xué)學(xué)到的學(xué)問(wèn)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，讓同學(xué)學(xué)以致用，將理論學(xué)問(wèn)與實(shí)踐相結(jié)合12、什么緣由造成的錯(cuò)誤？引出其次個(gè)留意事項(xiàng)復(fù)合鉸鏈（板書(shū)：二、復(fù)合鉸鏈）13、 結(jié)合多媒體課件講解局部自由度的定義：兩個(gè)以上構(gòu)件在同一點(diǎn)處，以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連。14、其中，強(qiáng)調(diào)定義中的三個(gè)要點(diǎn)：兩個(gè)以上、在同一點(diǎn)、均為轉(zhuǎn)動(dòng)副15、在黑板上畫(huà)出一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈，符合復(fù)合鉸鏈定義，并設(shè)問(wèn)：該復(fù)合鉸鏈有幾個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副？（引起同學(xué)留意，重點(diǎn)部分的到來(lái)）16、通過(guò)作圖，發(fā)覺(jué)

12、其運(yùn)動(dòng)副數(shù)目為2，而不是1個(gè)（一邊板書(shū)一邊認(rèn)真講解）17、 通過(guò)遞推法推導(dǎo)出復(fù)合鉸鏈查運(yùn)動(dòng)副的方法：m個(gè)構(gòu)件就有m-1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。（板書(shū)：處理：m個(gè)構(gòu)件就有m-1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副）18、重新分析此道例題，引導(dǎo)同學(xué)發(fā)覺(jué)緣由所在，并正確的處理問(wèn)題，最終得出正確結(jié)果同學(xué)學(xué)習(xí)機(jī)械機(jī)構(gòu)的背景歷史同學(xué)認(rèn)真聽(tīng)講，思考同學(xué)認(rèn)真記錄同學(xué)認(rèn)真聽(tīng)課并記錄同學(xué)認(rèn)真思考同學(xué)依據(jù)以往制圖基礎(chǔ)亦附和老師同學(xué)回答出結(jié)論，并認(rèn)真聽(tīng)課、記錄同學(xué)認(rèn)真作答，并樂(lè)觀回應(yīng)老師具體講解，從聽(tīng)覺(jué)與視覺(jué)兩方面加強(qiáng)對(duì)同學(xué)的刺激，加深學(xué)問(wèn)的記憶。準(zhǔn)時(shí)讓同學(xué)做課后習(xí)題，將他們學(xué)到的學(xué)問(wèn)運(yùn)用到實(shí)際解題中，鞏固新知，在多種題型中得到熬煉。為以后解各種類(lèi)型題打好基礎(chǔ)。準(zhǔn)時(shí)對(duì)同學(xué)解過(guò)的題進(jìn)行認(rèn)真講解，以免同學(xué)解題期間消滅的問(wèn)題得不到解決。讓同學(xué)做題，提高其應(yīng)變力量。并培育同學(xué)樂(lè)觀做題。五、鞏固新課 課堂小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的兩個(gè)留意事項(xiàng)，通過(guò)學(xué)習(xí)發(fā)覺(jué)在計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)先推斷機(jī)構(gòu)中是否存在留意事