第二届互联网搜索教案大赛(机械基础 剪切).doc

全国中小学“教学中的互联网搜索”优秀教学案例评选机械基础剪切教案设计一、教案背景1、面向学生：职业高中 二年级2、学 科：机械3、课 时：2课时4、学生课前准备：（1）预习本课教学内容：剪切。（2）提出本次授课的知识点：剪切与安全生产、剪切概念、剪切受力及强度计算。（3）利用网络搜索生产实践中发生剪切现象的相关资料。二、教学课题通过前期的学习，学生已经初步具备了“看、识、析”机械图样的能力，已经初步掌握了静力学的相关知识，但学生的专业思维与解决实际问题的能力还有待提高。学生在学习过程中缺乏自信心与主动性，因而决定主要采取“案例式教学”、“启发式教学”及“诱导式教学”等方式教学，在老师的指导下，让学生自行通过“百度”对相关知识点进行搜索，提高学生的兴趣与自我学习能力。通过本课的学习，希望学生围绕“剪切”这一主题开展研究，通过利用百度完成对相关资料的收集和分析，完成本次教学的内容。通过本次教学，希望学生在“情感态度与价值观”、“过程与方法”以及“知识与技能”三个方面达到以下的教学目标：【情感态度与价值观】（1）激发学生学习兴趣和求知欲，指导学生掌握正确的学习方法，克服“入门”难的心理障碍；（2）培养学生热爱职业教育、热爱机械专业以及严谨务实的学习和工作态度，立志于将中国从“制造大国”向“制造强国”转变而努力学习的价值观。【 过 程 与 方 法 】（1）在导入本节内容时，对相关知识与生产实践中的关系进行剖析，从而使学生先从感性认识角度初步了解本课程的内容。（2）将教学内容中涉及的相关生产工艺用“视频、动画、图片”等方式逼真地、动态地呈现出来，加强直观教学，使学生步入此境，顿感真切，激发兴趣，帮助学生加快对知识的理解，提高教学效率。（3）充分利用百度，进行教学辅助以及提升学生自我学习能力。【 知 识 与 技 能 】（1）剪切的原理；利用抗剪强度公式解决三类强度问题，即强度校核、设计截面尺寸和确定许用载荷。（2）通过各知识点的教学，培养学生的观察、归纳和综合能力，以及理论联系实际能力，加强培养学生创造性思维能力。（3）激发学生利用“百度”以解决未知问题的求知力、拓展创新的能力和处理信息技术的能力。三、教材分析本次授课选用由顾淑群主编，人民邮电出版社2006年6月出版，中等职业学校机电类规划教材系列之机械基础。授课内容为：“第一篇 静力学 第二章 材料力学基础 第三节 剪切与挤压”。教学对象是职高二年级学生，在一年级机械制图的学习中学生已初步具有了“看、识、析”机械图样的能力，在本门课程的前面部分已经学习了“材料的内力”和“截面法”，而本次课程主要是讲授在生产实践中经常发生的“剪切”现象及相关知识。这次课主要学习剪切及其强度公式，利用公式校核构件的强度，设计截面尺寸，确定许用载荷，以保障生产安全。老师利用生产实践中由剪切破坏造成的安全事故引起学生的学习兴趣，抓住这一关键因素因势利导，循循善诱。使学生充分理解和消化这一课的内容，完成教学目的，达到教学目标。其中：【教学重点】（1）理解、掌握剪切的概念，剪切的受力特点与变形特点（2）掌握、运用抗剪强度公式【教学难点】（1）利用抗剪强度公式解决生产实践中问题，如零部件的“抗剪强度”设计等【教学准备】（1）教学之前运用百度搜索“剪切”的相关教学材料，了解教学重点和难点，确定课堂教学方法。（2）然后根据课堂教学要求用百度搜索关于“剪切与生产实践”的视频，作为导入时创设情境之用，让学生产生浓厚的学习兴趣。（3）运用百度搜索一些关于“剪切”视频、图片、动画”多媒体素材及其它相关教学辅助素材，帮助学生对抽象的事物的理解、分析、思考，进而制定探究项目。（4）此外，教师为了照顾学生的学习差异，用百度搜索相关“支持资源”（如，相关国家标准文件、高职院校相关精品课程的网站网址）为有需要的学生使用。四、教学方法与教学思路机械基础是职业技术学校机械类专业的主要专业基础课，是一门理论与实践性很强的重要课程，因而在教学中，更应注重教学方法的选择与教学思路的设计。【教学方法】在教学实践中，从提高学生学习专业课的兴趣入手，注重知识的横向拓展与纵向整合，体现知识的先进性和应用性，围绕职校学生的实际来设计教学方法。在教师教学上采用：情境引入法、直观教学法、任务驱动法、讨论法、对比联系法；在学生学习上采用：自主学习法、合作互助学习法、探究式学习法。【教学思路】首先通过“视频”的播放，设立情境，导入教学；进而，通过“设问法”导入本次课教学内容；其次在教学过程中，多次通过“视频片、动画、图”等深入剖析教学重点与教学难点。为体现学生学习的主体地位，通过“讨论”方式，让学生自我解决问题；另外，在教学中还采用“联想记忆法”回顾既学知识，用“对比探讨法”理清易混淆的概念与原理，用“深入探讨法”拓展学生知识与技能等。最后，通过“例题讲解”、“课后课题分组研究”等方式进一步巩固教学内容。五、教学过程教学活动1：创设情境，激情引入【导入】老师结合生产实践中由于构件强度不够而剪断，引发生产中的安全事故的视频材料，引起学生的注意与兴趣，从而导入今天要学习的主要课题剪切。【百度搜索视频】“由剪切安全的事故，吉舒公路交通事故技术鉴定书”/software/net/qcyygc/qxsggc/zhuli/anli/a14/a14.htm【结论】根据“事故概况、现场勘测比例图、现场照片、汽车技术数据及计算分析”，可做出如下推论：（1）若车轮辐板技术条件正常，且固定螺栓质量及预紧力矩符合技术要求，仍然能保证车轮（辐板、固定螺栓）保障较常时间运行而不疲劳损坏。（2）导致轮胎固定螺栓全部折断，包括旧茬口的三只螺栓的折断的主要原因不是超载，而是由于车轮的辐板与轮箍接触面或者轮胎螺栓紧固扭矩不符合规定或者轮胎螺栓质量不符合技术要求，而导致车轮固定螺栓疲劳逐个剪断，使得技术条件逐渐变坏，螺栓的工作条件恶化，螺栓逐个剪切折断，当螺栓工作条件过于恶化时，使得固定螺栓迅速破坏。（3）由上述（1）和（2）可推断，超载不是轮胎螺栓剪切折断的主要原因，其主要原因是：固定螺栓质量不符合技术，遇剪切力而产生折断而导致此次安全事故的发生。【拓展】【百度搜索视频】目前比较先进的剪切设备彩钢板（瓦）波形板电冲剪/show/u8N7WEa-wJgxNjpo.html钢管激光切割机/v/b/21986031-1621967934.html#24302041教学活动2：播放课件、演示、探讨及分析讲解一、剪切的基础知识1、剪切概念【导入】【百度搜索视频】钢筋剪切机：直观的了解剪切过程/v/b/24655931-1639985102.html#28699627【百度搜索动画】螺栓剪切变形：分析剪切过程/kongzhi/hgjxjc/index6-1/no1-4/jqbx.htm【结论】通过以上视频与动画演示可以得出剪切变形的过程。当螺栓被剪时，两个力以大小相等、方向相反、作用线相距很近的两个力F作用于螺栓上，迫使螺栓发生相对错动。【百度百科】/view/759488.htm#3其受力分析如下图所示：【百度搜索】/kongzhi/hgjxjc/index6-1/no1-4/4-1.htm在力不很大时，两力作用线之间的一微段，由于错动而发生歪斜，受剪切的构件就有可能沿剪切面剪断。【对比探讨】压力和剪切力的区别？【百度知道】/question/161215051.html?fr=qrl&cid=93&index=1&fr2=query2、受力特点：【百度搜索】剪切的动画/kongzhi/hgjxjc/index6-1/no1-4/jianqie.htm【设问】通过上面的动画，请分析此物件受力的特点？【结论】作用于构件两侧面上外力的合力大小相等，方向相反；作用线平行且相距很近。3、变形特点：【百度搜索】剪切的动画/kongzhi/hgjxjc/index6-1/no1-4/jianqie.htm【设问】通过上面的动画，请分析此物件受力后产生变形的特点？【结论】在力作用线之间的横截面产生了相对错动。【设问】什么是剪切面？【百度百科】/view/2889568.htm【深入探讨】剪切力与剪切面的关系？【百度知道】/question/37362455.html二、剪切强度的计算1、剪切强度【百度百科】剪切强度的概念/view/1716732.htm【百度百科】抗剪强度的概念/view/499387.htm【深入探讨】抗剪强度，抗拉强度分软和硬是怎么回事?【百度知道】/question/146828065.html【拓展】常用材料抗剪强度【百度搜索】/view/0c214c7101f69e3143329422.html【结论】抗剪强度不得超过材料的许用切应力 许用切应力式中Q：剪切面上的剪力，它与P的关系由平衡方程确定。A：剪切面面积（不一定是横截面的面积，为构件的受剪面面积）该实用计算方法认为切应力在剪切面上是均匀分布的。【百度搜索】/jxxy/jpk/gclx/gclx/llnr/llnr12.htm2、剪力以螺栓为例将螺栓从剪切面截开，由力的平衡，有QF0QF3、受剪切螺栓剪切面面积的计算：【拓展】国家标准GB/T16823.1-1997螺纹紧固件应力截面积和承载面积【百度搜索】/upload/article/a2009032114493563.pdf4、受剪切单键剪切面面积的计算对于如图所示的平键，键的尺寸为l b h，其剪切面积为：Asl b【百度搜索】http:/www.scude.cc/software/08/01/002/01/00001/web/bj/ch03/chapter03_01.htm5、许用切应力【设问】什么是许用切应力各种材的应力都有一个最大的允许值，称为相应的许用应力。【百度知道】/question/107394045.html?si=2一般情况下，也可按以下的经验公式确定：材料的许用切应力一般选许用拉应力的0.50.7倍左右。【百度搜索】/thread-242117-1-1.html【拓展】工程上常用材料的许用切应力，可从有关设计手册中查得，如：“Q235-A钢板”【百度文库】/view/3ff3a7eeaeaad1f346933f24.html塑性材料：脆性材料：【拓展】【百度百科】脆性材料 /view/3088001.htm【百度百科】塑性材料/view/3087980.htm【对比探讨】许用应力与极限应力的关系是？【百度搜索】/z/q66448491.htm【深入探讨】在机械设计与制造中，为何要考虑许用应力与极限应力？6、剪切强度问题【设问】什么是剪切强度为了使受剪切构件能安全可靠地工作，必需保证剪应力不超过材料的许用剪应力。【百度知道】/question/52877530.html是指材料在断裂前能够承受的最大剪应力。是材料承受剪切载荷的极限强度。可通过扭转试验测定剪切强度，此时其值与抗扭强度相等。【百度搜索】/wa/glossary/Shear-Strength.aspx1、强度校核：2、设计截面尺寸：3、确定许用载荷：【对比探讨】剪切强度与抗拉强度的区别【百度搜索】/z/q220843178.htm教学活动3：例题示范、课堂练习、巩固提高【例】 电瓶车挂钩由插销联接如下图示。插销材料为20#钢，直径d=20mm。挂钩及被联接的板件的厚度分别为t=8mm和1.5 t=12mm。牵引力p=15kn。试校核插销的剪切强度。【解】插销受力如图b所示。根据受力情况，插销中段相对于上、下两段，沿m-m和n-n两个面向左错动。所以有两个剪切面，称为双剪切。由平衡方程容易求出： 故，插销满足剪切强度要求。【百度搜索】http:/www.scude.cc/software/08/01/002/01/00001/web/bj/ch03/chapter03_01.htm【结论】（1）如果此电瓶车挂钩的连接插销其抗强度低于23.9MPa，则此插销就会发生变形或断裂，从而影响此电瓶车的行车安全，发生事故。（2）所以，我们在进行机械零件的设计与制造过程中，应该充分考虑到零件的抗剪强度以满足实际应用场合的要求。【深入探讨】若此插销直径d30mm，其它参数不变，此构件最大能够承受多大的载荷？教学活动4：内容小结，明确知识点1、剪切变形的受力特点及变形特点2、强度问题强 度 校 核 ：设计截面尺寸：确定许用载荷：教学活动5：课后研讨，迁移创新【作业一：计算题】下图为齿轮用平键与轴连接示意领域。已知轴的直径d=70mm，键的尺寸为bhl=2012100mm，传递的扭转力偶矩Me=2kNm，键的许用切应力t=60MPa，试校核键的剪切强度。【目 的】通过计算零件剪切强度，巩固、强化本课内容。【百度搜索】/jy/jy003.htm，例题33【参考答案】解：将平键沿nn截面分为两部分，并把nn截面以下的部分和轴作为一个整体来考虑（图b）。假设该截面上的切应力是均匀分布的，该截面上剪切面积为Asbl，剪力对轴心取矩，由平衡方程MO = 0，得故，满足剪切强度条件。【作业二：分组课题研究】（1）将学生按每五名同学进行分组，共分为八组，每组利用百度搜索“2010年 深圳 电梯逆行事故”相关资料，结合老师给出的3个“课题研讨项目”，谈谈自己从此次安全事故中的体会。（2）每个研究小组根据老师提出的要求，推选代表，上台进行探究活动的成果交流。（3）教师适时对学生的作品做出肯定的评价，对学生的发言做出适当的鼓励、表扬，让学生逐步提升学习成就感。【课题研讨项目】（1）如果你是事故现场检验员，你是如何判定此螺栓发生断裂的原因？（2）如果你是电梯生产企业设计员工，你应该如何测定螺栓的“剪切强度”？（3）如果你是电梯生产企业生产员工，你应该如何保证此螺栓的“剪切强度”？【目 的】（1）培养学生利用百度搜索进行任务解决的能力；（2）培养学生在生产实践中严谨务实的作风与态度；（3）通过对此次事故的分析，领会零件剪切强度在生产、生活实践中的重要性；（4）强化与迁移本课内容，指导学生如何在生产实践中运用“剪切及其强度计算”。【评价量规】教师参考百度相关内容，设计对此次研究性学习的“评价量规表”对学生的课题研究成果进行评价。【百度百科】评价量规/view/3052876.htm【百度知道】学习评价量规如何促进学生的学习/question/146226864.html【百度搜索】节约粮食研究性学习成果评价量规/yxztw/UploadFiles/201042615117518.xls【课题研究参考资料】【百度视频】深圳通报地铁扶梯逆行初步调查结果/v?ct=301989888&rn=20&pn=0&db=0&s=25&word=%C9%EE%DB%DA%CD%A8%B1%A8%B5%D8%CC%FA%B7%F6%CC%DD%C4%E6%D0%D0%B3%F5%B2%BD%B5%F7%B2%E9%BD%E1%B9%FB或/programs/view/dsRP1ySHulY/【百度搜索】深圳地铁电梯事故初步勘验：系主机固定螺栓松脱所致/2010-12/15/c_12884382.htm深圳地铁公司称，经当地市场监督部门组织的现场初步勘验，故障扶梯的主机固定螺栓松脱，其中一个被切断，使主机支座移位，造成驱动链条脱离链轮，上行的扶梯在乘客重量的作用下下滑，导致乘客多人受伤。六、教学反思该教案已经用于实际教学，效果良好。本课的教学重点是剪切的概念及受力特点及变形特点，教学难点是利用抗剪强度公式解决生产实践中问题。教学内容上，根据学科、课程以及学生特点我补充了很多基础知识，增强本专业学生的专业学习能力。通过易混淆知识的对比、理论与实践相联系的内容，从剪切的概念到实践运用的逐一介绍，有效地促进了学生的对重点知识的掌握以及对难点知识的理解，学生也更积极地思考并参与到课堂中来。最后，通过“计算题”与“分组课题研究”课外作业的布置，进一步巩固学生对教学内容的理解、掌握与运用，也培养了学生的研