01 平面机构自由度-教学设计

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
2）平面低副和高副的识别与数目的确定。
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
三、导入新课
1、机械由机器和机构组成，机器由一个或多个机构组成，机构由构件组成，构件由零件组成。
2、因为在工程中，要面对、分析以甚至设计众多复杂的机械产品，所以要准确分析机械产品的组成情况。
3、构件是运动的单元，机构是构件组成的传递运动动力的系统
4、构件中间是如何相连组成机构的呢下面学习运动副的基本概念。
做一遍例题，引导学生求自由度的方法，再计算结果
10、做第二道例题，求如板书所示的杆机构的自由度让学生学以致用，将理论知识与实践相结合（一边板书一边仔细讲解）
11、分析自由度结果：大于或等于1，如果等于零，则机构不能运动。
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
学生认真思考
学生认真记录
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
七、板书设计
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
学生认真作答，并积极回应老师
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。
3.从中培养学生的观察、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。
“平面机构分析”这一教学内容是《机械设计基础》课程中的第一章，后续的“平面连杆机构”、“凸轮机构”、“齿轮机构”以及“轮系”章节都是向学生讲授典型机构的相关知识，而学好这些内容的前提就是要学会分析机构，其中一个重要环节就是准确地计算出该机构的自由度数目。平面机构自由度计算的目的是判定一个已有的机构是否正确,确定原动件的个数。在进行机构的运动分析和受力分析时,必须通过机构的结构分析才能进行。如果机构的自由度计算不正确,那就无法进行机构的结构、运动及受力分析。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。
观察法：采用机构动画演示的方式，让学生通过观察，发现问题所在，并引导其独立思考解决问题的方法。
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）平面机构基本概念
2）低副和高副等概念和约束等概念
3）机构自由度计算公式
教学重点及难点
1）机构自由度计算公式
教学过程
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．机械、机构、构件、零件等基本概念。
2.机构的组成原理。
强调掌握每一概念的重要性。
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
公式为：
F=3n-2pl-ph
也就是机构具有独立运动参数的数目。
学生认真听讲并思考
学生呼应
学生认真听讲并思考
学生深刻领会
学生在下面回答
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
学生认真积极回应老师
学生认真作答，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。
“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。
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。
5、机构是如何运动的呢下面学习机构自由度的基本概念以及求解计算机构自由度的计算公式。
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。
《机械设计基础》课程教学设计
2014年6月17日
案例名称
第一章 平面机构分析 第二节平面机构的自由度
科目
机械设计基础
教学对象
大学二年级
课时
1课时
一、教材内容分析
《机械设计基础》是一门培养学生具有一定机械设计能力的技术基础课。通过学习该课程，要求学生掌握机械中常用机构的结构原理、运动特性及有关机构动力学的基本知识，初步具有分析和设计基本机构的能力，并对机械运动方案的确定有所了解。同时掌握通用机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，使学生初步具有设计简单的机械及普通机械传动装置的能力。并培养学生运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。
二、教学目的（知识，技能，情感态度、价值观）
知识与技能目标：
1.熟练掌握平面机构、低副和高副等概念。
2.熟练掌握机构自由度计算公式。
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.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，并对结果进行分析。
四、新课讲授
1、由动画引出构件的基本定义
（板书：一、构件）
2、结合多媒体课件讲解运动副的基本概念
（板书：二、运动副）
3、结合多媒体课件讲解构件之间的接触情况引出运动副元素的基本概念。
（板书：三、运动副元素）
4、根据点线面接触引出运动副类型（学生注意，重点部分的到来）
（板书：三、运动副分类）
5、讲解高副和低副的基本概念
高副：点线接触
低副：面接触
6构成运动副后，对运动的限制叫约束结合板书讲解：
7、构成高副有一个约束，构成低副有2 个约束
结合板书及动画讲解
8、一个做平面运动的自由构件有3个自由度，即有3个独立运动参数。
9、如果机构有n个活动构件，有pl低副，ph高副，动构件的自由度总数减去约束总数 就是机构的自由度数
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方法，通过学习发现在计算自由度时，应先判断机构中活动构件、低副和高复的数目，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。