浅析《机械基础》中齿轮传动的教学方法教育论文.doc

本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。 谈优化机械基础课教学方法山东单县职业中等专业学校 谢寅安机械基础是中等职业学校机电专业一门重要的技术基础课，具有涵盖面广、知识量大、章节联系松散、与生产实际结合紧密、理解和记忆的内容多等特点。学生在学习中容易出现对工作原理理解不清、对应用特点产生混淆，分析问题、解决问题的能力较弱等现象。本人通过多年来的机械基础课的教学，积累了一定教学经验，通过优化机械基础课教学方法，取得了一定的成效。一、合理设置问题，激发学生思维的积极性古人云：“学起于思，思起于疑”。恰当的课堂提问会引起学生对某一问题的悬疑，使其思维处于高度自觉和主动状态，从而吸引学生去探索这一问题。教学实践证明，教师授课前应认真钻研教材，针对学生的实际，精心设计问题，使之富有启发性，切合学生接受能力；更为重要的是问题的设置必须紧扣课文，要有利于实现教学目标要求，并有助于培养思维和分析问题的能力。如在讲解螺纹种类及应用时，可有针对性地提出以下问题：（1）、台虎钳中螺纹是什么形状？（2）、自行车轴上螺纹是什么形状？（3）、车床上丝杠螺纹是什么形状？（4）、三种螺纹截面形状是否相同？为什么？再想一想，生产生活中，哪些场合用到螺纹？虽然螺纹在日常生活中学生比较经常接触到，但需要经过仔细观察比较后才能正确回答出。学生回答问题后，教师自然引导他们得出结论：自行车轴上螺纹采用三角形螺纹，因而联接强度高，自锁性能好；而台虎钳和车床中传动螺纹采用梯形螺纹，因而其强度高，螺纹对中性好，传动效率高。通过合理设疑，然后举例验证，既激发了同学们的学习动机，活跃了课堂气氛，又培养了学生的探索精神。 教师在设置问题时，要善于引导学生应用所学知识去分析问题、解决问题。如在讲完“铰链四杆机构”这个章节时，可以根据日常人骑自行车现象，设计问题：人骑自行车包含哪几种传动机构？学生往往会认为只有一种链传动机构，其实还包含铰链四杆机构中的曲柄摇杆机构，即车身为机架，脚踏板为曲柄，小腿相当于连杆，大腿相当于摇杆，是以曲柄为主动件的曲柄摇杆机构。这样设置问题既紧扣大纲要求，又联系实际，使学生对所学的知识融会贯通，提高了教学效果。 教师还应为学生创设一些提问讨论的机会，鼓励学生敢于发表不同的见解，创设一种宽松的教学氛围，让学生学会自己去发现问题，解决问题。如在分析液压系统的基本回路时应从工作循环着手。要完成下列“快进工进快退卸载”工作循环，系统必定具备以下几种基本回路：因其可进可退，故一定具有方向回路；可实现快进、工进，说明速度可调节，所以具有速度控制回路；能完成卸载，故还有压力控制回路。但是为什么能完成工作循环？各回路中液压元件是什么？作用如何？由学生自已发现问题，解决问题。这样他们对各回路中各元件的作用就比较清楚了。二、理论教学与实践教学相结合，增强学生的感性认识机械基础作为一门机械类专业基础课，其所有知识都是建立在生产实践基础之上并和现代机械工业密切联系的，所以教学中要进行理论与实践的结合，以增强学生的感性认识。课堂中可采用实物直观演示教学、现场参观教学、电化教学等形式，让传动系统运动起来，使学生在动手实践中领悟系统的工作原理和运动特点。如在讲到铰链四杆机构时，为了让学生理解该机构的类型和不同类型的铰链四杆机构的工作性质，可先利用学校自制的模型进行现场演示，再分别取不同的构件作机架便可发现三种类型：曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构，接着引导学生观察不同类型的铰链四杆机构工作有什么差异，学生会发现在曲柄摇杆机构中曲柄的转动和摇杆的摆动是可以转换的，但当以摇杆为主动件时，要实现运动的顺利进行，需要一定的方法，否则会卡死。最后再结合实际例子进行讲解，如家用缝纫机的脚踏板机构是采用以摇杆为主动件的曲柄摇杆机构，而且是利用飞轮的惯性作用通过死点位置；公共汽车车门的启闭机构是采用反向平行双曲柄机构等。再如可以组织学生到实训车间参观学习，让学生身临其境，增强学生的感性认识，加深对教材中理论知识的理解。可带领学生参观各种车床，将车床的主轴箱箱盖打开，让每一个直观地观察到齿轮传动与变速的过程，观察轴上零件（齿轮、带轮、轴承）的轴向固定和周向固定方法。通过人工移动大溜板，观看齿轮齿条传动过程；挂自动走刀，观看刀架纵向和横向自动进给与变速过程。现场总结齿轮机构的主要类型（平面与空间齿轮传动、直齿、斜齿、外啮合、内啮合、齿轮齿条；低速、中速、高速等）及其在机械传动中的应用（传递运动及动力，改变速度大小和方向）。上完“曲柄摇杆机构”和“导杆机构”后，可组织学生到工厂去观察牛头刨床设备。在工厂师傅加工零件的过程中，学生通过仔细观察牛头刨床机构的运行情况，就能够较快理解“曲柄摇杆机构”和“导杆机构”这两种机构的运动规律；通过观察牛头刨床进刀时慢、退刀时快这一现象，就容易明白曲柄摇杆机构具有急回特性等特点。教师此时还可向学生简要介绍即将要学习的间歇运动机构中的“棘轮机构”牛头刨床进给机构的组成及运动特点。通过理论教学与实践教学的有机结合，可以不断增强学生的感性认识，使他们能够对教材中的知识点作很好地“消化”。三、确定教学主线，化繁为简，以利于学生对知识的灵活运用 任何一门知识都具有系统性，机械基础亦如此，因此课堂教学应围绕一定的主线展开，这样学生在学习时就会对所学内容有一个整体认识，而不会产生错乱的感觉，有助于他们对知识的灵活运用。 机械基础内容共分为四大部分：机械传动、常用机构、轴系零件、液压传动，其中各类机械传动、常用机构又可分为很多种，由于种类众多，容易使学生感到内容繁杂，造成在学习中产生畏难情绪。为了使学生能够从总体上把握好各类传动机构的知识内容，教师在讲解时可以常见的往复式四冲程内燃机作为这一部分的教学主线，让学生在学习到某种机构时，联想到其它机构，并进一步引导他们主动分析各种机构的异同点。 往复式四冲程内燃机是利用平面连杆机构变换运动形式（移动形式与转动形式之间的变换），实现可燃气体的进气、压缩及排气；利用齿轮机构变换运动速度；利用凸轮机构变换运动形式（将转动形式变换为移动形式），实现进气阀与排气阀的开关。内燃机工作过程所涉及的内容包含了传动中各类主要机构，在绪论课“机器与机构”内学生都能更容的教学中应较详细地介绍内燃机的工作原理，并要在以后各章节的教学中加以引用。如在讲解曲柄滑块机构类型时，我们知道该机构有两种类型，即对心曲柄滑块机构及偏心曲柄滑块机构。这时可以先提问：在内燃机中的曲柄滑块机构究竟采用哪种类型？接下来讲解这两种类型的区别，即对心曲柄滑块机构没有急回运动，而偏心曲柄滑块机构存在急回运动。然后解释：对内燃机的输出要求是尽可能匀速输出，故选用对心曲柄滑块机构。这样以实际工程机械为例分析对心曲柄滑块机构及偏心曲柄滑块机构的特点，能使学生印象深刻。又如在讲解“凸轮机构”这一章节时，也可以内燃机为例，介绍内燃机利用凸轮机构将轴的转动转换为阀门的直线运动，但主轴转动与活塞直线运动之间的转换是利用曲柄滑块机构实现的。接着提问：为什么不能应用凸轮机构来实现主轴转动与活塞直线运动之间的转换？这时，应先引导学生回顾前一章节的内容：平面连杆机构（包括曲柄滑块机构）由低副组成，能够传递较大功率；再引出凸轮机构的特点，即凸轮机构能实现较复杂的运动输出，但凸轮与从动杆间为高幅接触，易磨损，不能传递较大的力，故常用于控制装置。由于这些差别，所以内燃机中是利用凸轮机构实现阀门开关的控制，而利用曲柄滑块机构实现功率的传递。在同一个实际工程机械中，对比讲解不同机构的工作特点，使学生既对所学各种传动机构有一个整体认识，也加深了对机构间异同点的认识，达到围绕教学主线、举一反三、灵活运用的目的。四、加强学科间联系，提高学生分析和解决实际问题的能力 机械基础作为一门机械类专业基础课，它和工程力学、机械制图、金属材料与热处理、机械制造工艺基础等课程有着密切的联系。在教学时要和这些课程的内容进行有机结合。如在讲到“轴”时，可以车床主轴箱为例并结合上述几门学科中的知识进行讲解。一个车床主轴箱就涵盖了以上几门学科的内容：从轮系主轴，这中间涉及齿轮、轴等零件的尺寸确定，涉及齿轮、轴等零件的材料和热处理方式的选择，涉及齿轮、轴等零件的结构图，涉及齿轮、轴等零件的加工工艺，涉及轴上零件装拆、轴承选择，涉及轮系传动比、末轮转速计算等。通过对各学科知识间的综合，将原本孤立的知识重新整合起来，形成系统，有利实际问题的能力。 以上是笔者对优化机械基础课教学方法的一些看法和思考。在教学实践中，笔者应用这些教学方法，化繁为简，有效地突破了教学难点，使学生较好地理解并掌握了各传动机构的基本知识、工作原理和应用特点，掌握了分析机械工作原理的基本方法。如，二00一级机电一体化专业有11位学生参加省高职单招考前辅导，其中机械基础课由笔者辅导，因教学方法得当，学生的成绩提高很快。后来共有9位学生上录取线并被各高等职业院校录取。 参考文献：1陈海魁，机械基础（第三版）M.北京：中国劳动社会保障出版社，2001.2谢丽丽.机械原理课程结构教学方法改革研究N.天津成人高等学校联合学报，2004.(5) 3孙晓林.以能力培养为本位的机械基础教学探索N.辽宁师专学报，2004.(3).于进一步提高学生分析问题和解决 浅析机械基础中齿轮传动的教学方法教育论文 机械基础（第四版）由于是新版教材，所以从形式上有了很大的改变，它合理确定了学生的学习能力，配合了很多的图片、实物照片和表格形式来将各个知识点生动地展示出来，给学生营造了一个更加直观的认识环境。同时根据科学技术的发展，合理更新教材内容，在教材中充实了很多新知识、新技术等方面的内容。这样在教授本课程的时候对教师提出了更高的要求，要求教师能够充分利用资源将课堂营造得更加生动，使学生学习起来更有乐趣，提高他们的学习效率。教材的第四章齿轮传动是其中很重要的一章内容，它为后面两章即蜗杆传动和轮系的学习起了铺垫的作用。笔者通过实际讲授觉得以下几种教学手段对提高教学效果有很大的帮助。 一、利用自制教具的方法进行教学 在教师进行讲解某个定义的时候，有时候我们对于它的理解会比较困难，特别是我们没有见过的事物，会觉得很抽象难以理解。但其实很多定义我们能够利用手边物品进行实际操作，边操作边讲解就会使教学生动和形象，学生的印象会更深刻，教学效果更加明显。 比如，在介绍渐开线的画法时定义：在某平面上，沿着一个固定的圆作纯滚动，此动直线上任意一点k 的运动轨迹ck 称为该圆的渐开线。在实际教学时，可以利用胶带纸这类圆形的实物作为渐开线的基圆，用一根棉线作为动直线，把粉笔固定在棉线上就可以很快地画出渐开线，同时也可以让学生亲自上黑板前面来试验一下，这样有了亲身的体会，会使学生对于纯滚动的理解和渐开线的形成留下深刻的印象，同时为后面渐开线性质的学习打下了很好的基础。 二、前后知识的联系对比法进行教学 对我校的技校生来说，背诵公式和概念是他们最头疼的事情，所以如何能让他们用最短的时间学会最多的内容是我们教师首先要面对的问题。而在熟悉教材的前提下，教师都会知道一本教材的知识都是前后联系很紧密的，属于同一系列的内容，所以在很多情况下前后知识的公式和概念也会有很多的相似之处，这对于学生来说是一个很好的消息，也就意味着我只要知道前后知识的联系和不同就很快能把前后两个公式和概念在理解的基础上记忆，而这个寻找相似和不同的任务就是教师所要完成的任务。 在介绍直齿圆柱齿轮的各部分名称以及他们的几何尺寸计算的公式时，会涉及到很多的公式和概念的理解和记忆，学生对于这些新鲜的概念要想去记忆清楚是比较困难的，所以我们需要联系前面农业推广论文/agro/第二章的螺旋传动来进行对比分析讲解，将螺纹的大径比作齿轮的齿顶圆，螺纹的中径比作齿轮的分度圆，螺纹的小径比作齿轮的齿根圆，螺纹的螺距比作齿轮的齿距，使学生接受新概念时没有那么陌生，就会很容易的去接受，这样既回顾了旧知识又学习了新概念，同时讲清楚两者的区别就可以避免以后在应用中的混淆。 三、充分利用记忆特点进行教学 在一次小测验之后，当大家再拿到书本，核对自己的答案时，会很清楚的记得刚刚测验过的题目，对于自己的错误之处也很清楚，我让他们继续复习，他们就可以针对自己的错误，有针对性地进行复习，十至二十分钟后，再进行一次同样题目的测验，成绩就会有明显的提高。这样不但这次测验的成绩会变好了，而且他们对于学习的自信心也会明显增强。 比如，在学习外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式时，书本上总共给了我们13 个公式，我先就公式利用前后知识的联系对比法进行教学的方法把这13 个公式讲解清楚，给学生一点时间去进行记忆，然后从这13 个式中任意抽出10 个进行默写，这时有些学习态度好的学生就能及格，那么在这时，我再给他们十分钟时间，进行第二次默写，这一次有百分之八十的学生能达到良好，几乎百分之百的同学可以及格，这样我就很好的达到了预期的教学效果。其实这13 个公式说多不多可是说少也不少，特别是对于我校这些基础本身就不好的学理想，所以只能充分利用在课堂上的时间，让大家都能掌握好这些公式。才能在后面的计算应用当中运用自如。 四、联系车间实习的实际操作进行教学 我校学生都有在车间进行实习的机会，对于机床的操作可以说是非常熟悉，这也是技校生的特点，而他们给人的印象就是有一定的动