《扭矩和扭矩图》教学设计

宋雷雷

宋雷雷（威海机械工程高级技工学校山东威海264200）

中图分类号：G628.2文献标识码：A文章编号：ISSN0257-2826（2018）09-0080-02

尊敬的各位评委老师好！很高兴有机会与各位老师交流我的教学思想。我说课的内容是扭矩和扭矩图，选自中国劳动社会保障出版社（第四版）《工程力学》教材，下面我就教材、教法、学法、教学程序几个方面加以说明。

一、说教材

教材内容

工程力学是一门研究物体机械运动和构件承载能力的科学，在专业技术教育中有极其重要的地位。本课程包括理论力学和材料力学两部分。扭矩和扭矩图是材料力学第七章圆轴扭转中的内容。工程中比较复杂的构件变形一般是由四种基本变形形式构成的组合变形，扭转就是四种基本变形之一。

上一节我们通过具体的实例，知道了圆轴扭转的受力特点、变形特点和哪些具体实例属于基本变形。本节所讲的内容是对圆轴进行力学分析最基础最重要的内容。是后续内容的基础，因此本节知识将起到承上启下的作用。

说教学目标

根据教材内容和学生认知水平，我将教学目标确定如下：

1、知识目标：（1）理解圆轴扭转时的内力——扭矩的概念及它与拉伸和剪切时的内力的区别。（2）掌握扭矩的计算和扭矩图的绘制。

2、能力目标：在整个教学过程中，通过对学生的不断设疑，培养学生的观察能力和勤于思考的能力。

3、情感目标：启示学生无论在现在的学习还是将来的工作中，都应保持认真、严谨的科学态度。

说重点、难点

在知识目标中，扭矩的计算和扭矩图的绘制即是重点也是难点，因为前面我们学习的拉伸（压缩）和剪切这两种基本变形的内力都是力，而扭转时的内力——扭矩是内力偶矩，学生的思维转变比较困难。另外同学们也是初次接触扭矩图，扭矩图的分段对我们的学生来说也是非常困难的。

二、说教法

大家知道，教学方法的恰当与否直接关系到教学效果。考虑到本节内容理论性较强，在尽可能理论联系实际的情况下，本着因材施教和“以学生为主体，以教师为主导”的原则，将对比讲授法和设疑诱导法贯穿于整个教学过程中，其目的有两个：一是温故同时知新，二是引导学生发现四种基本变形的讲授规律。在此基础上还使用了直观演示法、游戏教学法和分组探讨法等多种形式的教学方法。教学中加强师生的双向活动，启发引导学生积极思考，真正参与到课堂中，发挥他们的主观能动性，从而全面达到预期的教学目的和要求。

三、说学法

既然“以学生为主体，以教师为主导”，在教学过程中必须使学生认识到自己的主体作用，内因必须通过外因起作用。考虑到本堂的内容比较枯燥乏味及学生自身的特点，本堂课主要采用以下几种学法：

1、学生通过看、听、说、练最基本的学习方法掌握知识点。

2、观察、表演

在游戏教学法的过程中，学生进行观察和表演。利用这种寓教于乐的教学方法，使枯橾的教学变得生动有趣，不仅提高了教学质量也高度调动了学生的学习积极性。

3、自主学习、合作探究

在分组讨论的过程中，给学生一个问题学生自己去解决，充分发挥他们的主观能动性，在老师的指导下，学生说出自己的想法，倾听别人的意见，通过交流互动，可促进学生的相互学习，同时也能锻炼学生相互合作和与人交往的能力。

四、教学程序：（一导二讲三练四评五固）

1导入新课（大约5分钟）

首先创设学习情境——老师手拿一条带有纵横条纹的毛巾，面向学生做扭毛巾的动作，问学生：我在干什么？同学们会异口同声地回答：扭毛巾，如果我手中的毛巾是一个圆轴，那么这种变形就是我们同学所知道的四种基本变形的哪一种呢？学生又会异口同声的回答——扭转。这样来引起学生的注意、刺激学生的回忆，激发学生求知的欲望。接着通过一个小游戏来回忆上堂课所学习的内容：找一到两名同学将画有力偶矩的卡片安在模型上，如果安错了就多加鼓励找第二位同学来做，如果安得对，就不失时机的加以表扬，大大的提高了学生的学习热情。这样做可以使平淡的课前提问变得同样精彩。接着请同学们看着模型和媒体课件一起回答上堂课所学内容。对于提出的问题，要求同学们用填空的方式来回答，其目的是针对职教生的现状，降低回答问题的难度。

接着通过多媒体展示图片，讲述塔库马大桥因扭曲变形过大而坍塌破坏的事件，让学生明白学习这堂课的必要性，也潜移默化地培养了学生认真、严谨的科学态度，从而引出课题——扭矩和扭矩图。

2讲授新课：（大约25分钟）

我引导同学们回答前两种基本变形的内力、符号及单位，由此引出圆轴扭转时的内力。在这里采用对比法是为了促进学生的记忆，并培养学生主动思考的能力，在此还要讲清楚扭矩与其它两种内力的区别，实现第一知识目标的完成。

第二知识目标是扭矩和扭矩图，首先通过一个只受两外力偶矩的圆轴（仍然使用截面法）来讲授扭矩是怎样的计算的，然后引导学生发现有多个外力偶矩的时候无法计算的情况，由此引出右手螺旋法则，在这里我采用学生讨论的方法得到它的由来，其目的是为了加强学生的记忆。右手螺旋法则真的能解决多个外力偶的时候扭矩的计算问题吗？那么我们就通过工程中的具体事例来看一下吧！这样由浅入深的处理问题，使学生易于接受。这是一个传动轴的简图，工程中非常常见，理论联系实际，因此我选择了它。在例题的处理上我要求学生自己找出截面位置，让学生深刻理解“两外力偶矩之间任一截面上的扭矩都是相等的”。计算扭矩仍然使用截面法，计算过程中，当沿2—2截面截开取左端为研究对象时，MT2＝637N.M，我们发现它与MC数值相同，这是不是一种巧合呢，接下来取右端为研究对象发现MT2＝MC，又一次验证了沿同一截面截开，取左端和取右端结果相同（其实它们是作用与反作用的关系），那么我们就取外力偶较少的一端为研究象。这样学生即掌握了多个外力偶矩时扭矩的计算方法，又知道了计算扭矩的简便方法，可谓一举两得，实现第一重、难点的突破。

为了直观显示各截面扭矩的变化规律，下面根据扭矩值绘制扭矩图，在这里还是要强调“两外力偶矩之间的任一截面上的扭矩都是相等的”，以便学生根据受力图进行分段，对于分段问题上，我设计了一个非常有趣的方法：

让学生们把每一个手指都看成一个外力偶矩，当有五个外力偶矩时，扭矩图一定被分成四段;当有四个外力偶矩时扭矩一定被分成三段;图示有三个外力偶矩，那么一定将扭矩图分成二段，由于得到，当有N个外力偶矩时，扭矩图将被分成N-1段，这样学生像做游戏一样解决本堂课的另一难点问题。在讲扭矩图的绘制过程中，重点强调绘制扭矩图应该注意的几点问题。在这一过程中要将扭矩图的绘制过程反复演示。到此为止，第二知识目标完成。

接下来是能力提升环节，为了培养学生勤于思考的能力，将主动轮安装在两从动轮之间，结果会怎样呢？这一环节由学生自主的完成，教师适当点拨，循回指导，找同学爬黑板，5分钟后展示课件，使用并列式演示法，形成一个鲜明对比，这样就能一目了然的发现最大扭矩值发生的位置，最后老师和学生一起归纳总结，引导学生得出结论。整个教学过程实际上都是采用对比讲授法来完成的，非常明示的表现出基本变形的基本规律。

这是新课教学的全过程，我希望学生，也相信学生会在一种轻松愉快的氛围中接受新知识。

3巩固练习（大约10分钟）

在巩固练习之前先给学生2分钟时间，用来思考和提问。

巩固练习阶段采用基础和提高能力两种形式的习题达到牢固掌握知识的目的，通过能力提升习题，可以了解学生对本堂课知识的掌握情况，老师做到心中有数。在这一环节我并没有设置扭矩计算和扭矩图，因为在提升能力的环节，已经将新课教学阶段与巩固阶段交替进行了。

4小结讲评（大约4分钟）

课堂小结是对教学内容起到梳理、概括、升华的作用，但是课堂小结不一定要由教师来设计和实施。在这里我不直接给出小结，而是提出问题，让学生思考：⑴这堂课你都学了哪些内容？⑵你认为哪些内容最重要？⑶你来猜一猜我们下堂课将要学习什么内容？思考时允许学生翻阅教材，动动笔，互相交流一下，按照思考题的思路进行小结。最后老师对学生小结进行归纳评价，对于好的要给予口头表扬，不够好的也要给予鼓励，学生通过相互交流，各抒己见。提高了学生的学习兴趣，和学生的口头表达能力。将会取得极佳的教学效果。

5课后作业（大约1分钟）

为了贯彻因材施教的原则，课后作业分为必做题和选做题两部分，选做题为有余力，爱动脑的学生提供更广阔的空间。

6板书

板书的直观性较强，在黑板上保持的时间较长，对学生的视觉刺激明显，教学中将黑板一分为二，以表格的形式将三种基本变形的内力、符号及单位进行鲜明的对比，接着板书计算过程，剩余部分留做学生爬黑板使用，这样更加有利于学生系统掌握本节课的知识重点。

这就是我的教学设想，请各位老师给予点评，谢谢！