机构自由度计算的注意事项教学设计Word格式文档下载.doc

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所以,平面机构的自由度计算在机构的学习、设计中占有重要地位。

“机构自由度计算”是《机械设计基础》课程第一章平面机构分析中第三节课程的教学内容，在学生掌握了平面机构的组成、特点，熟练掌握机构运动简图绘制的基础上，进行教学的。

通过学习该节内容，让学生学会如何准确的计算出机构的自由度，以及学会判断机构是否具有确定的运动，为已有机构进行分析或创造新的机构提供基本条件。

二、教学目的（知识，技能，情感态度、价值观）

知识与技能目标：

1.熟练掌握机构具有确定运动的条件。

2.熟练掌握机构自由度计算公式，以及在计算机构自由度时的注意事项。

过程与方法目标：

1.通过提问式方法，总结归纳出机构自由度计算公式；

2.用三种典型机构作对比，引导学生分析出机构具有确定运动的条件；

3.分别用工程中常见的机构作为例题，通过课堂练习法，带领学生巩固机构自由度计算公式，并对比实际结果，发现存在的问题，从而引出机构自由度计算的注意事项。

4.从中培养学生的观察、操作、想象能力，发展学生的空间观念，渗透转化的思想。

情感态度与价值观目标：

1.培养学生的探索精神和合作能力，养成良好的学习习惯。

2.培养学生自学的意识和创新的精神。

让学生将学到的知识运用到实际生活中。

三、学习者特征分析

本门课面向的对象是大学二年级、第四学期的近机械类学生。

他们在之前的学期中已经学习了高等数学、工程制图、理论力学和材料力学等相关的基础课和专业基础课。

对自由度的概念已经有了一定的认识，并能够读懂常见的工程图以及简图。

大学二年级的学生已经具有一定的自学能力，能够独立进行思考、发现、分析问题，所以在学习过程中可针对这一特点，适时地以启发式教学方法进行教学，激励他们通过自己的思考、分析解决问题。

但这个阶段的学生在学习中难免存在一定的惰性，所以要通过适当的方式和手段激发他们学习新事物的兴趣。

四、教学思想

主要体现在主体性教学思想和反思性教学思想上

五、教学策略和方法

本节课采用启发式和主动参与式教学策略，引导学生发现问题，分析问题并解决问题。

为了完成本节课的知识技能、情感态度、价值观方面的目标，我使用的教学方法有：

谈话法、观察法、演示法。

谈话法：

谈话法又叫问答法，在教学过程中我一直用谈话法，与学生交流，让学生感到轻松的学习氛围，激发学生的思维活动；

培养学生的独立思考能力和语言表达能力；

唤起和保持学生的注意力和兴趣。

观察法：

实际机构的自由度可由其运动形式以及原动件数目分析出来，故此处我采用机构动画演示的方式，让学生通过观察，分析出机构自由度的数目。

演示法：

通过对实际工程案例的演示，引起学生的注意力，提高他们的学习兴趣。

六、教学分析（内容、重难点）

教学内容：

1）机构具有确定运动的条件

2）机构自由度计算公式机构

3）自由度计算的注意事项

（1）局部自由度

（2）复合铰链

教学重点及难点

1）机构自由度计算公式

2）局部自由度和复合铰链的识别与处理方法。

七、教学环境及资源准备

1.以自制的机构运动动画做演示，能直观的展示抽象数据的特点，使学生更好的理解。

避免学生对抽象数据充分理解的欠缺。

需用到电脑与投影仪等现代教学设备。

2.教师的讲解配合板书，并采用多媒体的现代化教学手段作辅助，及时总结本课的知识点，加强巩固。

八、教学安排

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图及

资源准备

一、组织教学

同学们好，现在开始上课！

停止说话，准备上课

用洪亮的声音吸引学生的注意力，让他尽快进入上课状态

二、复习

复习上次课学过的主要内容：

1．机构具有确定运动的条件

原动件数目=自由度数目

2.自由度计算公式

F=3n-2PL-PH

强调公式的重要性，并逐一解释公式中各个量的含义，并加以强调

学生回忆该部分的知识

温故而知新，复习前次课的重要内容，对于本次课的学习有至关重要的作用

三、导入新课

1、为什么计算机构自由度如此重要？

因为在工程中，要面对、分析以甚至设计众多复杂的机器、机构，判断该机构能否运动、能否具有确定运动的首选方法就是计算它的自由度

2、计算工程实例中的滚子推杆凸轮机构的自由度

3、计算结果F=2，为学生演示动画，并分析发现机构的原动件数目为1时，运动已经确定，即正确结果是F=1，计算结果出现偏差，是什么呢？

4、解释——机构自由度计算时有若干注意事项，若不正确处理，就会出现错误，都有哪些注意事项

（板书标题：

计算机构自由度时的注意事项）

学生思考，积极回应

学生认真听讲

学生认真作答，并积极回应老师

学生认真思考

学生认真记笔记

巧妙入境，通过对旧知识的复习，用工程实例作为例题，以提问的方式来巩固旧知，调动学生的积极性，导入新课，激发学生对新课的好奇心。

提高学生的学习兴趣，主动参与到学习中来。

四、新课讲授

1、由例题引出第一个注意事项——局部自由度

（板书：

一、局部自由度）

2、结合多媒体课件讲解局部自由度的定义：

对机构其他构件的运动不产生影响的局部运动的自由度。

3、（回到板书上的例题）观察并分析机构中的小滚子，它的用途。

（引起学生注意，重点部分的到来）

4、而小滚子转动的自由度对机构其他构件的运动没有影响，所以它是局部自由度

5、局部自由度的存在导致计算结果与实际不符

6、同时引导学生找到局部自由度的出现场合，什么时候容易出现呢？

出现场合：

小滚子）

7、如何处理局部自由度呢？

结合板书：

去除）假象将小滚子与推杆焊接到一起。

再根据自由度计算公式进行计算。

8、重新用正确的方法做一遍例题，引导学生先处理局部自由度，再计算结果

9、做第二道例题，求如板书所示的杆机构的自由度

10、解得的结果为F=9，通过机构具有确定运动的条件分析结果，并用动画演示，分析出机构自由度应为1

学生认真听讲并思考

学生看见后回答：

用滚动摩擦代替滑动摩擦减小磨损

学生领会错误所在

学生回答：

机构中有小滚子的地方

学生想，回答；

学生积极参与到老师的细致讲解中，并会在老师的带动下随声附和

学生认真做题并积极回应老师

学生认真听讲并思考。

在教学过程中，以学生为主题，以前学过的知识都让学生自行回答，巩固旧知，引入新知，学生积极配合，用自制的教具，直观的展示在学生面前，让学生更容易接受抽象图形的特点，提高学习效果。

对学生的正确回给予表扬，激发学生学习兴趣。

做课后习题，及时巩固新知，让学生学到的知识运用到实际中。

11、引出该机构的典故，为波舍利直线机构，其出处，用途，让学生学以致用，将理论知识与实践相结合

12、什么原因造成的错误？

引出第二个注意事项——复合铰链

二、复合铰链）

13、结合多媒体课件讲解局部自由度的定义：

两个以上构件在同一点处，以转动副相连。

14、其中，强调定义中的三个要点：

两个以上、在同一点、均为转动副

15、在黑板上画出一个运动链，符合复合铰链定义，并设问：

该复合铰链有几个转动副？

16、通过作图，发现其运动副数目为2，而不是1个

（一边板书一边仔细讲解）

17、通过递推法推导出复合铰链查运动副的方法：

m个构件就有m-1个转动副。

处理：

m个构件就有m-1个转动副）

18、重新分析此道例题，引导学生发现原因所在，并正确的处理问题，最后得出正确结果

学生学习机械机构的背景历史

学生认真听讲，思考

学生认真记录

学生认真听课并记录

学生根据以往制图基础亦附和老师

学生回答出结论，并认真听课、记录

详细讲解，从听觉与视觉两方面加强对学生的刺激，加深知识的记忆。

及时让学生做课后习题，将他们学到的知识运用到实际解题中，巩固新知，在多种题型中得到锻炼。

为以后解各种类型题打好基础。

及时对学生解过的题进行仔细讲解，以免学生解题期间出现的问题得不到解决。

让学生做题，提高其应变能力。

并培养学生积极做题。

五、巩固新课

课堂小结

这节课我们学习了计算机构自由度的两个注意事项，通过学习发现在计算自由度时，应先判断机构中是否存在注意事项，再进行做题！

学生积极配合

对本课的总结可以及时的帮助学生对主要讲授内容进行梳理，对学生的学习起巩固的作用

六、布置作业

课件中布置课后作业，计算图示机构的自由度。

布置课后作业，加强训练，加深本课学习的知识印象，有利于提高学生把学到的知识运用到实际解题中的能力。

教学流程图

组织课堂

复习旧课

导入新课

情境式导入

问答法

讲解新课

演示法

讲授法

本堂小结

布置作业

九、板书设计