體驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)在“機(jī)械基礎(chǔ)”中的應(yīng)用

司開妹

摘要：“機(jī)械基礎(chǔ)”是機(jī)械類專業(yè)中的一門必修課，也是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。教材中包括機(jī)械傳動(dòng)知識(shí)，常用機(jī)構(gòu)、軸系零件等，原理多，內(nèi)容抽象，實(shí)踐性強(qiáng)。針對(duì)職業(yè)學(xué)生的現(xiàn)狀、生理心理特點(diǎn)，文章通過(guò)體驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)可以很好地促進(jìn)他們的思維、好奇心、主觀能動(dòng)性等，對(duì)學(xué)好本課程本章節(jié)內(nèi)容有事半功倍的效果。

關(guān)鍵詞：體驗(yàn)活動(dòng)；齒輪傳動(dòng)；機(jī)械基礎(chǔ)

對(duì)于機(jī)械類專業(yè)的職校生而言，“機(jī)械基礎(chǔ)”是必修的課程之一，但它概念繁雜，且實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)匱乏，理解掌握有一定的深度和難度。怎樣讓學(xué)生能輕松學(xué)習(xí)，并更好地為專業(yè)技術(shù)課服務(wù)？對(duì)于任課老師來(lái)說(shuō)，首先是穩(wěn)定學(xué)生的情緒，樹立他們的信心，然后再激發(fā)他們的學(xué)習(xí)樂(lè)趣。通過(guò)多年的實(shí)踐教學(xué)，發(fā)現(xiàn)體驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)，對(duì)學(xué)生理解抽象概念，提高思維效率，發(fā)揮創(chuàng)造性方面有較好的成效。

體驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)是學(xué)生的一種學(xué)習(xí)方式，主要是通過(guò)觀摩或直接使教學(xué)活動(dòng)再現(xiàn)，使學(xué)生進(jìn)入教學(xué)內(nèi)容所描述的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)、體驗(yàn)、感悟來(lái)得到知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的一種學(xué)習(xí)方法。

1 導(dǎo)入過(guò)程體驗(yàn)

（1）課前準(zhǔn)備：分組，搜集資料，學(xué)生拍攝帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)及普車溜板箱視頻。

小組歸納：①工作原理。帶傳動(dòng)則依靠帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生的摩擦力或嚙合力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力的；而鏈傳動(dòng)是依靠鏈輪輪齒與鏈條的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。②傳動(dòng)比。帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速之比，與各自的帶輪直徑和鏈輪齒數(shù)成反比。

（2）導(dǎo)入新課：觀看溜板箱中的車床變速機(jī)構(gòu)。

教師問(wèn)：視頻中的學(xué)生在干什么？學(xué)生答：通過(guò)換擋改變卡盤或工件的轉(zhuǎn)速。

教師問(wèn)：不同材質(zhì)的工件或不同技術(shù)要求的工件在車削時(shí)，常需要變換主軸轉(zhuǎn)速，思考下車床是用何種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速要求的呢？

PPT展示：齒輪傳動(dòng)的世界。齒輪的發(fā)展要追溯到公元前，迄今已有3 000年的歷史。從古代時(shí)期的青銅齒輪、鑄造齒輪、人字齒輪傳動(dòng)等到現(xiàn)在的新型齒輪傳動(dòng)，目前正向重載、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展，從而導(dǎo)入齒輪傳動(dòng)世界的第1學(xué)時(shí)——齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用。

2 實(shí)施過(guò)程體驗(yàn)

2.1 體驗(yàn)活動(dòng)l

（1）學(xué)生思考：4小組分發(fā)齒輪傳動(dòng)模型，動(dòng)一動(dòng)，看看它有什么功用？能產(chǎn)生什么運(yùn)動(dòng)？又是怎么來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功用的？

（2）教師引導(dǎo)：要產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，單個(gè)齒輪是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，必須要有一對(duì)齒輪，是不是任意兩個(gè)齒輪放在一起就能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的？不是的，它必須滿足一對(duì)齒輪嚙合。要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，必須一對(duì)齒輪的齒依次交替接觸。

（3）歸納總結(jié)：齒輪傳動(dòng)是利用齒輪副（一對(duì)齒輪的齒依次交替接觸）來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和（或）動(dòng)力的一種機(jī)械傳動(dòng)。

2.2 體驗(yàn)活動(dòng)2

2.2.1 齒輪的類型

（1）學(xué)生思考：桌上的齒輪傳動(dòng)模型各不相同，觀看其差異，并為其起個(gè)響亮的名字。引入齒輪傳動(dòng)的常用類型及應(yīng)用。

（2）教師引導(dǎo)：兩齒輪的軸線位置關(guān)系？（平行？相交？垂直？交錯(cuò)？）這些齒輪輪齒方向都有什么樣的不同？（直的？斜的？外表面？?jī)?nèi)表面？）想一想：他們是如何進(jìn)行齒輪傳動(dòng)的？各齒輪的旋轉(zhuǎn)方向又如何？

（3）學(xué)生體驗(yàn)：將下發(fā)的齒輪傳動(dòng)模型進(jìn)行分類。

（4）活動(dòng)提升：大家各抒己見(jiàn)，討論熱烈，單對(duì)的齒輪傳動(dòng)類型不在話下，接下來(lái)列舉復(fù)雜的模型，里面有很多齒輪副在進(jìn)行傳動(dòng)，那么這叫什么？后面會(huì)介紹到，它的名字叫輪系。

2.2.2 齒輪傳動(dòng)的類型

（1）學(xué)生體驗(yàn)：各齒輪副的軸線位置關(guān)系？是如何傳遞運(yùn)動(dòng)的？

（2）教師引導(dǎo)：模型中有哪些齒輪傳動(dòng)類型？現(xiàn)代機(jī)器中廣泛采用各種類型的齒輪傳動(dòng)，其中直齒圓柱齒輪傳動(dòng)是最基本的一種傳動(dòng)形式，接下來(lái)引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)分析直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合。

（3）師生演示：沿齒寬同時(shí)進(jìn)入或退出嚙合，容易產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)和噪音，傳動(dòng)不平穩(wěn)，與其他類型的齒輪比較，制造簡(jiǎn)單，成本低。

2.3 體驗(yàn)活動(dòng)3

2.3.1 傳動(dòng)比的概念

學(xué)生體驗(yàn)：手拿模型，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒輪軸，觀察運(yùn)動(dòng)情況。

教師提問(wèn)：在這對(duì)齒輪傳動(dòng)中哪個(gè)是主動(dòng)件？主動(dòng)件如何運(yùn)動(dòng)？哪個(gè)是從動(dòng)件？從動(dòng)件怎樣運(yùn)動(dòng)？

歸納總結(jié)：齒輪傳動(dòng)的工作原理：轉(zhuǎn)動(dòng)軸，通過(guò)鍵帶動(dòng)軸上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪嚙合，把運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給另一個(gè)齒輪。

教師提問(wèn)：傳動(dòng)比大小是如何的？

（5）觀察分析：主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，從動(dòng)齒輪也轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，假設(shè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為N1，齒數(shù)為Z1，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為N2，齒數(shù)為Z2，那么在單位時(shí)間內(nèi)兩個(gè)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)應(yīng)該是相等的。

n1z1=n2z2

引入傳動(dòng)比一主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比，即：

i12=n1/n2=z2/z1

結(jié)論：齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比是主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速之比，也等于兩齒輪齒數(shù)之反比。

2.3.2 傳動(dòng)比的練習(xí)鞏固

學(xué)生體驗(yàn)：轉(zhuǎn)動(dòng)模型，觀看主從動(dòng)輪；細(xì)點(diǎn)齒數(shù)，得出Z1，Z2。

分析計(jì)算：代入公式，得出傳動(dòng)比大小。

2.3.3 活動(dòng)提升

（1）學(xué)生體驗(yàn)：蝸桿傳動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)并細(xì)點(diǎn)齒輪。蝸桿齒輪沒(méi)法數(shù)，怎么辦？

（2）教師引導(dǎo)：Z1不代表齒數(shù)，而是指他的頭數(shù)。一般蝸桿頭數(shù)為1，2，4，6。

（3）觀察分析：學(xué)生分析頭數(shù)，計(jì)算傳動(dòng)比，得出結(jié)論：蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比比較大。

（4）教師總結(jié)：對(duì)于一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比不宜過(guò)大，否則將增加傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，并使兩齒輪的工作狀況差別增大。通常，圓柱齒輪副的傳動(dòng)比i≤8，圓錐齒輪副的傳動(dòng)比i≤5。

2.4 體驗(yàn)活動(dòng)4

（1）觀察視頻圖片：學(xué)生打開身邊的電腦，從資源庫(kù)中點(diǎn)開齒輪傳動(dòng)方面的實(shí)例，進(jìn)行分析思考。

（2）教師提問(wèn)：齒輪傳動(dòng)是生活與生產(chǎn)實(shí)踐中最常用的一種機(jī)械傳動(dòng)，那么認(rèn)識(shí)這些裝置嗎？齒輪傳動(dòng)應(yīng)用如此廣泛，想一想：它有什么特點(diǎn)？

（3） PPT展示：將齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化成四大塊，各小組根據(jù)所選的任務(wù)，進(jìn)行討論。

（4）學(xué)生體驗(yàn)觀察。①動(dòng)手體驗(yàn)觀察：打蛋器、手表、時(shí)鐘、卷筆刀等生活中的齒輪傳動(dòng)；②資源庫(kù)中觀察：減速器、齒輪泵、車床、汽車、摩托車等生產(chǎn)實(shí)踐中的齒輪傳動(dòng)。

教師引導(dǎo)，學(xué)生觀察分析，得出相應(yīng)任務(wù)中的特點(diǎn)。

（5）歸納總結(jié)：齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)：瞬時(shí)傳動(dòng)比叵定不變，工作可靠性高，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠；傳遞的功率和圓周速度范圍較寬；結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比；傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)；維護(hù)簡(jiǎn)便。缺點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有振動(dòng)、沖擊和噪聲；齒輪安裝要求較高；不能實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速；不適宜用在中心距較大的場(chǎng)合）。

3 練習(xí)鞏固體驗(yàn)

課堂練習(xí)是課堂教學(xué)的重要組成部分，恰到好處的練習(xí)不僅能鞏固知識(shí)，而且能啟發(fā)思維，培養(yǎng)能力。因此，要精心設(shè)計(jì)練習(xí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和注意力。通過(guò)設(shè)置選擇題、判斷題、填空題三大類型，引導(dǎo)學(xué)生思考回答。

學(xué)生體驗(yàn)：小組論，翻閱書籍，查看資源庫(kù)，動(dòng)手演示等完成布置的任務(wù)。

教師總結(jié)：①對(duì)練習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行解答，并鼓勵(lì)大家積極動(dòng)腦，理論聯(lián)系實(shí)際，真正掌握所需的知識(shí)點(diǎn)。②羅列本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)——齒輪傳動(dòng)的概念；齒輪傳動(dòng)的常用類型及應(yīng)用；齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比；齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。

4 拓展提升體驗(yàn)

“機(jī)械基礎(chǔ)”的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合得很緊密，為了能為學(xué)生提供獲取知識(shí)、內(nèi)化價(jià)值觀和掌握技能的機(jī)會(huì)，教師可布置一些拓展提升題。

（1）布置任務(wù)：去生活、生產(chǎn)實(shí)踐或網(wǎng)上多搜集些齒輪傳動(dòng)的實(shí)例，然后判別下它們所屬的類型。

（2）學(xué)生體驗(yàn)：找一找，連一連常用齒輪傳動(dòng)他們各自的類型及應(yīng)用，不斷充實(shí)豐富本堂課的知識(shí)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)體驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)，除了讓學(xué)生掌握所傳授的知識(shí)點(diǎn)外，還能讓學(xué)生養(yǎng)成多看、多想、多動(dòng)手的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣；提高學(xué)生理論與實(shí)際的銜接能力、善于觀察、分析和解決問(wèn)題的能力；培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，大大激發(fā)學(xué)生對(duì)“機(jī)械基礎(chǔ)”這門課程的學(xué)習(xí)興趣。