教學信息化視域下曲柄連桿機構教學設計案例

鞍山市交通運輸學校 張宏宇

教學信息化是指以現代教學理念為指導，以信息技術為支持，將信息技術手段充分應用于教學實踐中，使教學的所有環節——觀念、組織、內容、模式、技術、評價、環境等達到信息化，從而提高教學質量和教學效率，其研究主體對象是教學環節及其狀態。筆者根據自己多年在教學實踐中應用信息化手段的經驗，以曲柄連桿機構教學為例進行教學設計，以期對同行在專業課中充分發揮信息化優勢，提高教學質量有所啟迪。

1 教學分析

曲柄連桿機構教學是所有汽車類專業的開篇入門級課，是發動機兩大機構五大系統中首個機構的教學，也是學生接觸到汽車專業課教學首當其沖所要面對的一個教學單元，且學生要面對的又全是冰冷的奇形怪狀的物件，再加上學生對汽車、對發動機還沒有清晰的認識，可以說學生的專業知識基礎和專業技能基礎都為零，學生學習專業課能力不足，“不愿學、不會學、學不會”的現象非常普遍，教與學的矛盾非常突出，在這樣的前提下開展課堂教學是非常艱難的，如何激發學生對專業課的學習興趣，有效達成本節課的教學目標，便成了這堂課的核心任務。但如果認真分析我們的教學對象不難發現，中職三年制汽修一年級學生，均為00后群體，都是信息化、大數據時代的寵兒，具備有一定的信息化認知基礎，對信息化的應用場景具有天生的親和力。將信息化技術和傳統專業課程有效融合，無疑是激發學生學習專業課興趣、優化教學過程、提高教學效率、提升教學效果的最佳選擇。

2 教學設計

按照循序漸進的知識技能認知規律，筆者將本次課的學習目標設定為“曲柄連桿機構的結構和功能認知”和“曲柄連桿機構的拆裝”，主要激發學生的專業學習興趣和培養學生精益求精的工匠精神。為了達成學習目標，筆者構建了以仿真演示軟件、多媒體資源庫、互聯網KTS智慧課堂、智能手機及電視、汽車企業資源、信息化理實一體教室的信息化教學平臺，分別制作了PPT學習課件、仿真練習軟件、KTS智慧課堂學習網站、網絡課程視頻、企業案例題庫、實訓零部件及工具等學習資源，且課程引入、課前測試、課中訓練、課后考核、學習評價等均采用智能手機完成，并設計了以下教學過程環節。

（1）利用動漫視頻課前提問、創設情境，并通過KTS智慧課堂的PC端和手機端向學生發放工作頁。

（2）多媒體發動機工作仿真視頻展示。播放前，要求各小組做好觀看記錄，布置視頻中都有哪些運動組件這一問題。播放中，教師指導學生觀察認知曲柄機構各組件的運動特點。播放后，各小組討論并提交布置的問題結果。

（3）借助仿真軟件認知活塞連桿組與曲軸飛輪組。教師通過演示仿真軟件，展示活塞連桿組的構成和曲軸飛輪組的構成，引導學生學習各零部件名稱及位置順序；各小組操作仿真軟件自主觀察學習，教師指導學生在操作學習中，理解活塞連桿組和曲軸飛輪組各組件的主要結構。

（4）向各組分發零件實物，指導學生認知曲柄連桿機構各零件，讓學生自主觀察并討論活塞連桿組的主要零件及各自的安裝位置關系，此時學生的學習興趣高漲，原來活塞連桿組的各零件的結構是這樣的，激發學生在觀察中提出問題，譬如連桿為什么要做成工字形的？最后微信視頻連線企業一線工程師現身說法，介紹活塞、連桿、曲軸等的結構特點和常見的失效形式，讓企業一線工程師通過微信視頻向學生展示各種損壞的曲柄連桿結構零件（圖1，彎曲的連桿、斷裂的連桿、燒蝕的活塞、斷裂的活塞環、拉傷的曲軸、彎曲的曲軸、燒蝕的軸瓦、斷齒的飛輪等），并在此向學生提出如下一些列問題：你知道連桿為什么會彎曲嗎？你知道連桿為什么會斷裂嗎？你知道曲軸為什么會拉傷嗎？你知道軸瓦為什么會燒蝕嗎？等等，激發學生的思考，并有啟發性地告訴學生汽車涉水行駛的后果，曲柄連桿機構不按照技術規范裝配的后果等，讓書本上的知識和生活聯系起來。

圖1 損壞的曲柄連桿機構零件

（5）進入工作崗位，教師操作演示曲柄連桿機構的拆裝，并要在演示過程中時刻提醒裝配順序、螺栓擰緊力矩、裝配間隙、活塞對口等技術規范，在演示的過程中，每個技術規范要求都用實例講解不按規范操作的后果，提醒學生嚴格執行拆裝技術規范，培養精益求精的工匠精神。例如連桿螺栓不安裝規定力矩擰緊會導致什么后果，活塞對口安裝會出現什么樣的情況，裝配順序不對會出現什么樣的情況等。

（6）帶領學生各組進入實訓場地進行活塞連桿組的拆裝實操。在此過程中，教師指導各小組規范拆裝活塞連桿組件，筆者事先按照分解步驟拍攝了曲柄連桿組規范拆裝視頻，每個操作步驟都講明使用工具、技術要求、安全隱患、易發錯誤等，先讓學生跟隨視頻分步驟規范操作，并養成按照技術規范操作的精益求精的工作習慣。教師用智能手機拍下學生操作中的不規范動作的照片或視頻，發送到學習組微信群并投影到大屏幕上。

（7）評價總結并布置作業。在學生操作結束后，筆者對照每個學生的錯誤操作照片或視頻講解錯誤的原因和有可能產生的危害，再次培養學生嚴格按照技術規范進行作業的良好習慣，進而潛移默化培養學生精益求精的工匠精神。最后通過智能手機或網絡學習平臺布置作業，筆者設計的作業類似于找茬游戲，就是播放學生操作視頻或照片，讓學生找出里面的錯誤，盡量避免單純的文字題目，讓學生愿意看、喜歡看、看了還想看。

3 各種信息化資源的設計意圖

【信息化資源】動漫視頻、網絡智慧課堂。

【設計意圖】讓學生通過觀看動漫視頻回顧講過的知識，并引出新課。

【信息化資源】活塞連桿組與曲軸飛輪組仿真軟件。

【設計意圖】讓學生通過觀看發動機工作仿真軟件，了解曲柄連桿機構的組成和功用，明白各組成零部件的運動關系。使得學生學習多樣化，獲取對活塞連桿組與曲軸飛輪組的知識點。培養學生自主學習能力，從學生興趣入手，突出教學難點，掃清理論知識上的障礙，為實踐操作打下基礎。

【信息化資源】規范操作講解視頻。

【設計意圖】作為學生的操作指導，讓學生養成按照技術規范作業的習慣。

【信息化資源】零件實物。

【設計意圖】培養學生自主探究，團結協作的能力。通過分析零部件，更直觀的理解知識點，將學生頭腦中的想象變成現實，突破教學難點，驗證了學生的想象。

【信息化資源】實訓工位及設備場地。

【設計意圖】通過教師親身示范操作拆裝活塞連桿組件，使學生模仿觀察，將理論與實踐相結合。讓學生親身體驗曲柄連桿機構拆裝的操作過程，將感性認識轉化成操作技能。

【信息化資源】微信視頻連接企業一線工程師。

【設計意圖】讓學生真實體驗一線工作，并通過觀察現實中的零件失效形式，激發學生的興趣，培養學生探究學習的良好習慣。

【信息化資源】手機拍照、視頻。

【設計意圖】記錄學生訓練中的現實錯誤，并思考該錯誤有可能引發的后果，培養學生精益求精的工匠精神。

【信息化資源】互聯網、KTS智慧課堂、手機-智能電視投屏。

【設計意圖】利用網絡資源平臺，引導學生積極主動鞏固已學知識，培養學生自主學習能力。

【信息化資源】圖片、視頻類似找茬游戲的課后作業。

【設計意圖】讓學生回顧并反思作業中的錯誤，并思考錯誤引發的隱患，激發學生按照技術規范作業的內在需求。

4 教學反思

本課運用數字化資源，優化“活塞連桿組與曲軸飛輪組”的教學過程，引導學生積極參與學習任務。“梅花香自苦寒來，寶劍鋒從磨礪出”。幾年來，筆者始終堅持利用信息化手段改進傳統教學方式，積極探究并設計教學環節，豐富完善信息化資源，因材施教，取得了一定效果。但教學過程中依然感覺信息化資源的匱乏，今后要多思路、多途徑、多手段、多方式地開發更多的信息化教學手段和資源，豐富專業技能的課堂教學，提升專業教學的效果。