论文部分内容阅读
摘 要：中职机械基础课是中等职业学校机械类专业的必修课程，是兼具实践和技术基础指导的课程，为学生从事本专业的工作岗位做好技术储备的课程。笔者经过多年对机械基础教学方式的研究和探讨，以铰链四杆机构教学实践案例的具体实施为例，阐述定项目操作教学，强化学生的实际操作能力，重视探究，把知识赋予学生真实感受，让学生自己去实践、去观察，利用科学原理与规律检验和证实，以致内化思维实现由直观操作认知到感性知识，再上升为理性的知识。重视实践环节，提高了学生的动手能力，从而实现培养实践能力强的应用型人才。
关键词：项目操作 教学案例 机械基础 铰链四杆机构
中图分类号：C913 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0220-02
机械基础专业课可以为学生提供理论知识的积累，是学生工程实践学习的过渡点、转折点，为学生从事本专业的工作岗位做好技术储备。铰链四杆机构的组成与分类是机械基础课程第七章第二节的内容，是继学生学习完平面连杆机构的特点课题完成后进行的，是复习及延伸前面所学的知识，同时，也为学生学习铰链四杆机构三大基本特性作的基础铺垫。
1 学情分析
中职学生的基础知识及认知能力比较薄弱，注意力不容易集中，铰链四杆机构的组成与分类课题内容较抽象，学生看原理图的理解存在局限性，导致了学生学习有一定的难度，易产生各种学习心理障碍。
机械类专业的学生多为男生，并较愿意学习专业课程，特别是实践技能性较强的课程，同时其对外界的事物具有强烈好奇心，探索欲強敢于尝试。学生跨出校门将走进各种机械职业岗位，因此在教育过程中需要培养他们具有分析机械功能、动作及使用一般机械的能力，同时培养需要终身学习的能力。
2 教学策略
笔者经过多年对机械基础教学方式的研究和探讨，教师基于项目操作教学，创设问题情境，提供学生丰富的学习材料，让学生通过特定材料进行学习探究，将过程所得进行分享，从此而获得成功感。这将有效提高学生的主动性和合作性，技术能力得到磨炼。这就是学生在项目操作中通过表象概念基础上进行综合分析，判断和推理等获取知识的过程，同时培养严谨的科学思维。
3 项目操作教学案例实施
项目操作教学以提升学生职业综合能力为导向，从学生专业所对应职业对从业者的要求出发，选择具有典型性的项目作为教学内容并把教材理论知识要点巧妙地隐含在每个操作任务之中，通过师生共同完成这一完整的项目操作进行教学活动。建构项目操作的基本框架，操作的步骤为以下五个项目环节（见图1）。
3.1 第一项目：“创设情境”提问 诱引探究思维
为探究学习提供条件，引入趣味的新课能激活学习情境，学生将更乐于投入学习中。项目确定需充分考虑学生专业的特点，依托教材内容，创设情境提出项目。在进行这一环节时，教师准备实施项目演示，营造一定的演示氛围引发学生的学习动机，以学生观看过的现场直播电视节目为引，假想学生角色为摄影师，提问学生：在你拍摄的节目当中，你最不想让观众看到的图像是什么？让学生分组讨论，并要求把讨论的结果展示写在小白板上。
教师按每个学生分析各自技术学习特点，让学生根据自身长处划分学习分组。老师教学的互动控制和日常教学管理由选定分组的小组长实施。分组讨论的意见有譬如：白板上有灯光不好、质量不好的画面，有阴影的画面、表演出现、错误的画面或把人拍难看等等。这时教师恰当的加强悬念一一否定，至诱发学生的求知欲。拍摄中，摄影师掌握摄像机镜头的使用，画面展现在银幕上的是一个多角度、多层次、具有纵深感的立体空间传达给观众，摄影师需要熟练操作着摄影机的驱动架，因此是电视画面中出现摄影架的镜头。引出通过问题探实质的思维，究竟驱动架用了什么样的结构设计，能够让摄影师随心所欲运动自如，诀窍就在四根小小的杆件上，下面我们来做一个模拟设计，为后续项目做铺垫。
3.2 第二项目：“模拟示范”操作 点拨发散思维
依传统的教学方法，铰链四杆机构存在有曲柄，判断法是根据进行不等式的数学理论推导（三角形的两边之和大于第三边），繁琐的推导过程其中串杂复杂的计算、刻板效果欠佳。其实学生已有了平面连杆机构的基础知识，当进入这项目时，教师可利用教具演示或辅以形象生动的动画演示，模拟操作示范，让学生在宽松的课堂气氛中获得非常直观的感性知识，激发学生积极参与性。至此，教学能突破难点，又能得到良好的授课效果。
为了增强真实感，可以设探索性演示，促使学生带着问题有目的地参与课堂教学活动。设置学生观看铰链四杆机构运动视频，制作真实的模型实例让学生进行观察对比。从特定机构入手，点拨学生思考每一条杆的运动特点：
● 哪一条杆是固定不动的？
● 哪条杆可绕转点旋转360度？
● 仅能在某一角度（小于180度）的范围内旋转的又是哪条杆？
● 它们在铰链四杆机构中的应用又有什么不同？
类似的问题让学生分析思考，搜索知识资讯，最后讨论归纳，逐步上升到抽象理论。教具演示与思维点拨有机相结合既冲破了时空限制，又弥补了学生直接经验的不足，提高学生学习的有效性。
教师以组为单位分别预先准备了硬纸板、图钉，长度为60mm，100mm，150mm，180mm的杆，要求每组分别轮换每根杆件作为机架，用大头针组成平面连杆机构，操作中引导学生观察每条杆的运动，测量记录杆件的长度数据，完成后各组选派代表进行演示操作。 通過让学生测量最短杆与最长杆长度，然后计算两者之和，在求其余两杆长度之和，通过比较关系和书本基础概念，发现曲柄存在的条件，观看铰链四杆机构的3种基本运动形式的微课，借“微”提升课堂体验突破难点，得出双曲柄、双摇杆和曲柄摇杆机构的形成条件。
3.3 第三项目：“迁移应用”实践 动手深化思维
设项目进行探究，在知识巩固同时，迁移应用在实际操作中。该阶段以“深化思维”为中心环节， 基于书本上的理性思维的认知和收获，进行实践探究，深化思维。操作中，充分发挥学生学习主观能动性，引导学生掌握其内在规律，按照一定的方法深入理解，结合理论和实践，帮助学生培养动手能力与实践能力，从而实现由直观操作认知，到感性知识上升为理性知识。
设置学生分组完成设计铰链四杆机构任务，并进行展示成果说明设计思路。为了能使学生进行有效的探究活动，教师在本节课之前要为每组的学生准备好设计的材料，软质的细杆1根，大头针1盒和小刀一把。以最长杆加最短杆小于或等于其余两杆长度之和，以最短杆的相对杆为机架，最长杆加最短杆大于其余两杆长度为设计要点分别设计出双曲柄、双摇杆和曲柄摇杆机构，并且画出铰链四杆机构的连接简化图，说明本组设计的特征。
教师巡回指导及时解答学生的疑问，纠正设计过程中错误的操作，促使所有的团队成员“动”起来，同时深入参与设计讨论找出解决问题的方法，化解学生之间的矛盾等等。
3.4 第四项目：“强化实践”探究 激励升华思维
利用理论指导实践使学生对所学知识的理解会更加深刻。在学生完成铰链四杆机设计后，教师结合实际操作营造氛围，激励学生升华思维。让学生观看电风扇摇头机构模型、汽车窗的雨刷模型，制作模拟电风扇、汽车窗的雨刷运动视频，通过拆分构件（见图2），逐步思考电风扇、汽车窗的雨刷的构件组成，判断那条是机架、摇杆、连架杆？转动的原理是什么？
教师引导学生理解风扇实现摇头的原理，抓个别特征入手，电机带动装在风扇轴上的风扇叶片转动，风扇转动时，蜗杆带动蜗轮（蜗轮装在连杆上）回转，使连架杆及固装于该杆上的风扇壳体往复摆动，至于电风扇摇头所实行机构却是双摇杆机构，其中连杆相对于两连架杆是可以做整周回转。让学生按老师的思路去思考汽车窗的雨刷的运动原理。再次，教师要善于捕捉学生心理适时提问，究竟摄影机的驱动机构与电风扇摇头机构还是与汽车窗雨刷的原理一样呢？引出学生思考那一组设计成果能应用在驱动机构上呢？前后呼应，使课堂气氛再度活跃，强化实践达到探究创新，升华了学生思维。最后引导学生得出讨论结果：为双摇杆机构。
过程中，把知识赋予真实感受，让学生自己去实践、去观察，利用科学原理与规律检验和证实。这样，激起了学生的兴趣，探究心理得到加强，体验激励学生升华思维，这比起教师硬朗讲授灌输更具有说服力，趣味性，对学生的发散想象升华思维更有教育意义。
3.5 第五项目：“评价项目”反思 互补促进提高
教学评价设计以促进学生的发展为根本目的，激励启发学生积极参与为出发点，是提高教学质量的过程。教学的评价是对学习过程和结果的综合评价，更侧重于学习过程的评价。框架是自我评价、小组自评和教师评价三者相结合，以打分制形式进行，评价学生参与项目的情况，活动中的表达能力，协作精神、纪律观念及工作态度。
同时，让学生对本次课堂的表现及进行以上项目过程反思，填写自评总结或者心得，评价自己的学习态度是否端正，评价自己与同学课前、课中、课后的互动交流情况等等。评价反思的实质是透视问题表层，发现自己与他人的长处以及存在的不足，使学生在互补促进中共同提高。
4 结语
《机械基础》课程通过巧设项目操作让学生亲身体会、灵活运用，把理性认识上升感性认识，牢固掌握。此举有机整合了教学时间与资源，体现理论指导实践，实现知行统一。项目操作教学的设计既可活跃学生的思维，培养学生的观察力，作图分析推理的能力，又能更好地为学生职业生涯发展服务。
参考文献
[1] 师慧丽，程国萍.高职“机械设计”学习领域课程教学研究[J].中国工程机械学报，2013，11（2）：182-186.
[2] 杨秀娟.铰链四杆机构“学做合一”实践教学探析[J].中国校外教育，2013（32）：151，153.
[3] 王金凤.浅谈微课在中职《机械基础》教学中的应用[J].中国校外教育，2019（11）：152-153.
关键词：项目操作 教学案例 机械基础 铰链四杆机构
中图分类号：C913 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0220-02
机械基础专业课可以为学生提供理论知识的积累，是学生工程实践学习的过渡点、转折点，为学生从事本专业的工作岗位做好技术储备。铰链四杆机构的组成与分类是机械基础课程第七章第二节的内容，是继学生学习完平面连杆机构的特点课题完成后进行的，是复习及延伸前面所学的知识，同时，也为学生学习铰链四杆机构三大基本特性作的基础铺垫。
1 学情分析
中职学生的基础知识及认知能力比较薄弱，注意力不容易集中，铰链四杆机构的组成与分类课题内容较抽象，学生看原理图的理解存在局限性，导致了学生学习有一定的难度，易产生各种学习心理障碍。
机械类专业的学生多为男生，并较愿意学习专业课程，特别是实践技能性较强的课程，同时其对外界的事物具有强烈好奇心，探索欲強敢于尝试。学生跨出校门将走进各种机械职业岗位，因此在教育过程中需要培养他们具有分析机械功能、动作及使用一般机械的能力，同时培养需要终身学习的能力。
2 教学策略
笔者经过多年对机械基础教学方式的研究和探讨，教师基于项目操作教学，创设问题情境，提供学生丰富的学习材料，让学生通过特定材料进行学习探究，将过程所得进行分享，从此而获得成功感。这将有效提高学生的主动性和合作性，技术能力得到磨炼。这就是学生在项目操作中通过表象概念基础上进行综合分析，判断和推理等获取知识的过程，同时培养严谨的科学思维。
3 项目操作教学案例实施
项目操作教学以提升学生职业综合能力为导向，从学生专业所对应职业对从业者的要求出发，选择具有典型性的项目作为教学内容并把教材理论知识要点巧妙地隐含在每个操作任务之中，通过师生共同完成这一完整的项目操作进行教学活动。建构项目操作的基本框架，操作的步骤为以下五个项目环节（见图1）。
3.1 第一项目：“创设情境”提问 诱引探究思维
为探究学习提供条件，引入趣味的新课能激活学习情境，学生将更乐于投入学习中。项目确定需充分考虑学生专业的特点，依托教材内容，创设情境提出项目。在进行这一环节时，教师准备实施项目演示，营造一定的演示氛围引发学生的学习动机，以学生观看过的现场直播电视节目为引，假想学生角色为摄影师，提问学生：在你拍摄的节目当中，你最不想让观众看到的图像是什么？让学生分组讨论，并要求把讨论的结果展示写在小白板上。
教师按每个学生分析各自技术学习特点，让学生根据自身长处划分学习分组。老师教学的互动控制和日常教学管理由选定分组的小组长实施。分组讨论的意见有譬如：白板上有灯光不好、质量不好的画面，有阴影的画面、表演出现、错误的画面或把人拍难看等等。这时教师恰当的加强悬念一一否定，至诱发学生的求知欲。拍摄中，摄影师掌握摄像机镜头的使用，画面展现在银幕上的是一个多角度、多层次、具有纵深感的立体空间传达给观众，摄影师需要熟练操作着摄影机的驱动架，因此是电视画面中出现摄影架的镜头。引出通过问题探实质的思维，究竟驱动架用了什么样的结构设计，能够让摄影师随心所欲运动自如，诀窍就在四根小小的杆件上，下面我们来做一个模拟设计，为后续项目做铺垫。
3.2 第二项目：“模拟示范”操作 点拨发散思维
依传统的教学方法，铰链四杆机构存在有曲柄，判断法是根据进行不等式的数学理论推导（三角形的两边之和大于第三边），繁琐的推导过程其中串杂复杂的计算、刻板效果欠佳。其实学生已有了平面连杆机构的基础知识，当进入这项目时，教师可利用教具演示或辅以形象生动的动画演示，模拟操作示范，让学生在宽松的课堂气氛中获得非常直观的感性知识，激发学生积极参与性。至此，教学能突破难点，又能得到良好的授课效果。
为了增强真实感，可以设探索性演示，促使学生带着问题有目的地参与课堂教学活动。设置学生观看铰链四杆机构运动视频，制作真实的模型实例让学生进行观察对比。从特定机构入手，点拨学生思考每一条杆的运动特点：
● 哪一条杆是固定不动的？
● 哪条杆可绕转点旋转360度？
● 仅能在某一角度（小于180度）的范围内旋转的又是哪条杆？
● 它们在铰链四杆机构中的应用又有什么不同？
类似的问题让学生分析思考，搜索知识资讯，最后讨论归纳，逐步上升到抽象理论。教具演示与思维点拨有机相结合既冲破了时空限制，又弥补了学生直接经验的不足，提高学生学习的有效性。
教师以组为单位分别预先准备了硬纸板、图钉，长度为60mm，100mm，150mm，180mm的杆，要求每组分别轮换每根杆件作为机架，用大头针组成平面连杆机构，操作中引导学生观察每条杆的运动，测量记录杆件的长度数据，完成后各组选派代表进行演示操作。 通過让学生测量最短杆与最长杆长度，然后计算两者之和，在求其余两杆长度之和，通过比较关系和书本基础概念，发现曲柄存在的条件，观看铰链四杆机构的3种基本运动形式的微课，借“微”提升课堂体验突破难点，得出双曲柄、双摇杆和曲柄摇杆机构的形成条件。
3.3 第三项目：“迁移应用”实践 动手深化思维
设项目进行探究，在知识巩固同时，迁移应用在实际操作中。该阶段以“深化思维”为中心环节， 基于书本上的理性思维的认知和收获，进行实践探究，深化思维。操作中，充分发挥学生学习主观能动性，引导学生掌握其内在规律，按照一定的方法深入理解，结合理论和实践，帮助学生培养动手能力与实践能力，从而实现由直观操作认知，到感性知识上升为理性知识。
设置学生分组完成设计铰链四杆机构任务，并进行展示成果说明设计思路。为了能使学生进行有效的探究活动，教师在本节课之前要为每组的学生准备好设计的材料，软质的细杆1根，大头针1盒和小刀一把。以最长杆加最短杆小于或等于其余两杆长度之和，以最短杆的相对杆为机架，最长杆加最短杆大于其余两杆长度为设计要点分别设计出双曲柄、双摇杆和曲柄摇杆机构，并且画出铰链四杆机构的连接简化图，说明本组设计的特征。
教师巡回指导及时解答学生的疑问，纠正设计过程中错误的操作，促使所有的团队成员“动”起来，同时深入参与设计讨论找出解决问题的方法，化解学生之间的矛盾等等。
3.4 第四项目：“强化实践”探究 激励升华思维
利用理论指导实践使学生对所学知识的理解会更加深刻。在学生完成铰链四杆机设计后，教师结合实际操作营造氛围，激励学生升华思维。让学生观看电风扇摇头机构模型、汽车窗的雨刷模型，制作模拟电风扇、汽车窗的雨刷运动视频，通过拆分构件（见图2），逐步思考电风扇、汽车窗的雨刷的构件组成，判断那条是机架、摇杆、连架杆？转动的原理是什么？
教师引导学生理解风扇实现摇头的原理，抓个别特征入手，电机带动装在风扇轴上的风扇叶片转动，风扇转动时，蜗杆带动蜗轮（蜗轮装在连杆上）回转，使连架杆及固装于该杆上的风扇壳体往复摆动，至于电风扇摇头所实行机构却是双摇杆机构，其中连杆相对于两连架杆是可以做整周回转。让学生按老师的思路去思考汽车窗的雨刷的运动原理。再次，教师要善于捕捉学生心理适时提问，究竟摄影机的驱动机构与电风扇摇头机构还是与汽车窗雨刷的原理一样呢？引出学生思考那一组设计成果能应用在驱动机构上呢？前后呼应，使课堂气氛再度活跃，强化实践达到探究创新，升华了学生思维。最后引导学生得出讨论结果：为双摇杆机构。
过程中，把知识赋予真实感受，让学生自己去实践、去观察，利用科学原理与规律检验和证实。这样，激起了学生的兴趣，探究心理得到加强，体验激励学生升华思维，这比起教师硬朗讲授灌输更具有说服力，趣味性，对学生的发散想象升华思维更有教育意义。
3.5 第五项目：“评价项目”反思 互补促进提高
教学评价设计以促进学生的发展为根本目的，激励启发学生积极参与为出发点，是提高教学质量的过程。教学的评价是对学习过程和结果的综合评价，更侧重于学习过程的评价。框架是自我评价、小组自评和教师评价三者相结合，以打分制形式进行，评价学生参与项目的情况，活动中的表达能力，协作精神、纪律观念及工作态度。
同时，让学生对本次课堂的表现及进行以上项目过程反思，填写自评总结或者心得，评价自己的学习态度是否端正，评价自己与同学课前、课中、课后的互动交流情况等等。评价反思的实质是透视问题表层，发现自己与他人的长处以及存在的不足，使学生在互补促进中共同提高。
4 结语
《机械基础》课程通过巧设项目操作让学生亲身体会、灵活运用，把理性认识上升感性认识，牢固掌握。此举有机整合了教学时间与资源，体现理论指导实践，实现知行统一。项目操作教学的设计既可活跃学生的思维，培养学生的观察力，作图分析推理的能力，又能更好地为学生职业生涯发展服务。
参考文献
[1] 师慧丽，程国萍.高职“机械设计”学习领域课程教学研究[J].中国工程机械学报，2013，11（2）：182-186.
[2] 杨秀娟.铰链四杆机构“学做合一”实践教学探析[J].中国校外教育，2013（32）：151，153.
[3] 王金凤.浅谈微课在中职《机械基础》教学中的应用[J].中国校外教育，2019（11）：152-153.