基于反馈形式多样化的平面四杆机构设计探究
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摘 要：本文以平面四杆机构设计的课后作业多样化的反馈形式呈现展开，采用这一教学提升了学生对于此次课的学习兴趣与学习热情，收到了较好的教学效果。
关键词：平面四杆机构设计 图解法 反馈形式 网络多样化
平面四杆机构设计是机械设计基础课程的重要章节之一，其内容是主要运用图解法进行尺规画图设计。笔者目前尝试着将学生作业的反馈形式由原先单一的上交作业本改为借助网络等多样化的方式进行。教学实践中，笔者发现其带来的收益及产生的影响较大。本文将自身实际课改的尝试与经验以文字形式予以总结。
一、例析图解法设计平面四杆机构
1.已知连杆的工作位置设计平面四杆机构
如图1所示，已知连杆的长度BC以及它所处的三个位置B1C1、B2C2、B3C3，要求设计该平面四杆机构。实际教学中图解法设计平面四杆机构是以平面铰链四杆机构设计为内容讲述的。
图解法设计过程如图2所示，具体步骤如下：①连接B1B2、B2B3，作线B1B2、B2B3的垂直平分线b12、b23，交于A點即固定铰链中心A;②连接C1C2、C2C3，作线C1C2、C2C3的垂直平分线c12、c23，交于D点即固定铰链中心D;③连接AB1C1D，即为所设计的平面铰链四杆机构。
2.已知连架杆对应位置设计平面四杆机构
按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构。已知四杆机构一连架杆和机架的长度，连架杆和另一连架杆上标线的三组对应位置，要求设计该铰链四杆机构。此种设计需要运用刚化反转原理，具体设计步骤在这里就不一一叙述了。实际授课是以上述两种情形的图解法来设计平面四杆机构。课后作业的布置是针对不同班级学生进行的：高级班的学生侧重于按给定连杆位置设计平面四杆机构，技师班的学生则侧重于按连架杆对应位置设计平面四杆机构。本文主要阐述学生作业的反馈形式及其多样化呈现，所以建议学生由简单尺规作图入手，最终可自主选择任一种情形来练习并完成提交。
二、多样化的反馈形式
1.尺规作图
尺规作图的作业要求，就是以上述介绍的作图步骤依次用圆规和直尺（或三角尺）认真画出，保留作图轨迹，最终设计的平面铰链四杆机构AB1C1D用粗实线加深以示区别。常规教学都是以这种方式要求学生完成作业的。学生交来的练习本作业，教师批阅作业时也是主要看学生的作图轨迹从而判定学生是否已正确掌握图解法设计内容。但往往学生呈现的作业大多是这三种画面：一种是班级里学习认真的学生，其作业质量是严格按照老师的要求完成;另一种是班级里学习最不认真的学生，其作业要么不完成，要么借故拖延，要么让任课老师等到＂天荒地老＂;再者是班级里占大多数的学生，作业是按时上交，但作业质量却是令人头疼：作业不认真作图随心所欲、＂借鉴＂同学的作业照葫芦画瓢。中职学生此类现象要突出此些。如此这般，学生到底有没有真正学会应该要掌握的内容，一直是个谜题。如果是课堂练习的话，教师还能第一时间掌握学生的学习情况，发现有不会做的学生可以及时给予辅导，但像常规的课后作业布置，一定程度上就很难保证每位学生学习的＂实效性＂。改革教学方式有很多方面。这里，笔者尝试着在不同层次不同班级让学生有选择性地、多样化地提交他们的作业，以期能看到一定的收效。
2.运用CAD等计算机辅助设计软件
通常讲授机械设计基础课程时，依赖于一些前续课程的开设，面向的不是刚入校的学生。有些班级学生系统学习过CAD绘图软件。即便还没有开设相关计算机辅助设计软件课程的班级，也有一些个学生通过自我爱好与自主性学习也会掌握计算机绘图。面对这些班级的学生，笔者在布置作业时就尝试着让学生不拘泥于作业本的常规用尺规作图方式交作业，可以用CAD等计算机绘图软件画出然后截屏保存，发邮件或是通过QQ、微信等工具提交。老师也可以建立相关QQ群或是微信群，将自愿以这种方式交作业的学生加入进来，以便于及时回复与沟通等。首次尝试发现：在整体感觉较好的高级班，用CAD绘图方式提交作业的学生很少，一个班级里基本上是个位数，最多不超过七名学生;而在技师班，尤其是高中技师班，选择用计算机绘图方式提交作业的学生相对较多，基本上能达到班级一半的学生。或许是学生觉得这份作业的上交与众不同、别出心裁。有的班级甚至可以达到三分之二及以上。因为是学生自愿选择的，所以，用计算机绘图方式提交作业的都是学生个人的兴趣使然，自然交上来的作业质量很好，同时增进了广泛的学习兴趣。有些学生为此还专门请教之前上软件课的老师，激发了学生的自主性。
由于后期的鼓励与赏识教育的助力，学生用这种方式提交作业的更多了，但由此带来的弊端也呈现了：和普通交作业本方式一样，一些学生拷贝别人的成果（截屏）。这是否可以理解成新生事物的产生不可避免会伴随着的一些＂阵痛＂呢？学生可能是对这种作业方式产生了耐受性，新鲜度已不再。这似乎又要挑战任课老师的＂战斗力＂与＂应对力＂了。面对这样的负面效应，笔者试着把出现的问题在课堂上抛给学生，尝试着让学生集思广益、给出答案。有学生就提出计算机绘图过程可以要求全程录下视频，并且要求拍脸，以此发视频提交作业;也有同学补充：在此基础上还得边画图边说出作图步骤，可谓又加了一层保险。还有同学来了灵感：就用尺规作图的常规方法完成作业，与此同时录视频、说步骤、拍脸，一样也可以做到防范抄袭。这些或许都是不错的办法。当然，仍旧需要补充的是：尝试改革是本着自愿的方式让同学自由选择。对那些仍然以常规的作业上交并用心完成的学生来说，一样是给予充分肯定的，这点毋庸置疑。
3.影音同步——录视频
有图有真相，更何况是录下学生本人实际作图全过程，边画图边叙述作图步骤，而不是单纯地同步录制电脑屏幕。自觉性强、积极性高的学生会把作业完成得相当不错。此种作业方式不仅展现出学生个人的能力，一定程度上也大大激发了学生的相关学习兴趣。作业形式的多样化不背离初衷，仍旧是以学生自愿选择为主。在实际过程中发现，学生提交的作业形式更为丰富，学生的潜力无限。所谓教学相长，一定程度上也促进了教师的自我提升能力。这是一种双赢的局面，在良性的推动下希望能够走长远。这里需要补充的是：因为是自愿选择性提交作业形式，对于选择的学生而言，不会加重其课业负担，相反会在一定程度上加深与巩固他们课内与课外的相关学习能力。对于授课教师而言，无疑是增加了工作量，得花更多时间来批阅学生的学业。但笔者想说的是，这个过程是＂苦并快乐着＂，教师自己是有收获的：不仅是对教学经验的积累，在与学生的关系方面也增进了不少。
4.自制便签提交
在不局限于作业形式单一的前提下，学生提交的作业形式更为丰富。除上述之外，有两种反馈形式较为新颖予以总结一下。这也是从高中技师班的学生中发现的。一是此处提到的以便签形式提交。自制便签提交，实际是用一款手机APP完成的。比如学生用锤子便签APP制作自己的作业：将尺规作图完成的平面铰链四杆机构图拍照或是用计算机绘图完成的设计作业截图等插入便签中，并辅以文字叙述步骤内容，其中还很有个性的加入一些表情图片等，编辑好后，最终以便签图片形式发送提交。一份这样的作业很有新意。学生的创新意识很强。很多学生在此触动下，跃跃欲试，大显身手，且不雷同。
5.制作二维码，扫码查看
另一种反馈形式就是这里提到的二维码制作，学生提交的实际只是张二维码图片，作业需要用手机扫码查阅，形式新颖、与时俱进。通过了解发现，将作业生成二维码方式，是利用网络上一款叫草料二维码制作的，制作过程并不复杂。学生将需要提交的作业：或是尺规作图的平面四杆机构拍照或是用计算机绘图完成的平面四杆机构设计截图或是录制的视频或是以便签形式形成图片等都可以插入草料二维码的内容编辑器中，然后通过一步步提示操作完成，最终制作成二维码的形式作业。在学生的此番作业反馈形式下，笔者进而发现另外一种方式的二维码制作——PP匠。这是一款将PPT一键转成H5的工具：在PC端上传PPT，PP匠就会把它转成H5格式并生成二维码，微信扫描后即可在移动端查看并分享。PPT是教师制作课件不可缺少的一款工具，由此制作成二维码查看，在一定情境下还是很方便。这是笔者的感触，灵感也是来源于学生，可见教学相长的魅力所在。
以上全文是以机械设计基础中平面四杆机构设计的学生课后作业反馈形式多样化来展开讨论的。同样的课后作业，在不同层次不同的班级提倡学生以多样化的形式提交，初衷是希望学生自主作业。过程中，笔者发现，选择不拘泥于常规作业提交的学生，会脑洞大开地以多种反馈形式呈现：如运用CAD、录视频、制作便签以及形成二维码形式提交作业。当然这些都是积极且健康向上的。这些反馈形式多样化的作业，学生完成时是需要花费一定时间与精力的。选择这些方式提交作业的学生往往是自觉性较高，自学能力也较好的。通过该次课的多班级多次尝试，笔者认为：教学的创新与革新其实在很多方面都可以去嘗试、去呈现。可能过程会有不平坦，但风雨之后总能见彩虹;不断修正不断提升，会发现其中的美好与珍贵，为自己积累更多的经验与可操作性。本文基于反馈形式多样化的平面四杆机构设计探究，最终也是可以应用在其他专业课程中的。这些经历形成文字，以期能给同仁提供参考与借鉴。
参考文献：
[1]陈立德，罗卫平.机械设计基础（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2013（7）.