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《机械基础》是一门专业基础课,理论和实践应用紧密联系。技校生虽已学习过《机械制图》,能看懂简单图形,但这门课大部分内容是学习各类机构和装置,要求学生在学习时能将静态的图形想象成动态的装置,理解起来相对困难。笔者从事《机械基础》教学十多年,就这门课的教学谈几点体会。
一、利用教具教学,提高学生学习参与度
《机械基础》课主要是学习传动和机构装置,这部分内容虽然有很多机构简图,但其位置单一,讲解时教师用尽浑身解数,学生却感到很茫然,想参与却无从入手。为了便于学生理解,应当让机构处于运动状态来分析。用自制四杆机构模型现场演示,并通过变换机架得出四杆机构有三种类型:双曲柄机构、双摇杆机构和曲柄摇杆机构;又通过改变最长杆的长度,使最长杆与最短杆长度之和相比其余两杆长度之和有相等、小于和大于三种情况(通过测量得出),每种情况都要改变机架的位置。在演示过程中,通过设疑让学生得出四杆机构长度关系和静件位置与三种不同机构之间的关系。
在讲解渐开线内容时,用一条绳绕在圆盘上,圆盘固定在黑板上,粉笔固定在绳上,将绳绷紧绕圆盘展开,粉笔所划出的轨迹就是圆盘的渐开线。如在分析渐开线性质时,通过展开和回绕绳很容易验证:发生线滚过的直线长度等于基圆上被滚过的弧长。通过两个直径不等的圆盘绘制的两条渐开线同样对“渐开线的形状取决于基圆的大小”性质容易理解。这样学生不但对渐开线的定义和形成有了深刻的认识,而且学生还会自制教具(书代圆盘)来轻松绘制渐开线,使学生对这部分难理解和掌握的知识记忆深刻,激发了学生的学习乐趣和探求知识的愿望。
在实际教学中,因工作量大不可能面面俱到制作教具,这时应当根据教学内容将手、书等作为教具。这样分析通俗易懂,实践性强,易于掌握。在教学中,运用教具一是为了建立感观印象,二是为了推理分析。在演示过程中,学生的好奇心被调动起来,通过启发引导,学生抽象思维和分析问题、解决问题的能力得到了培养。
二、剖析教材,精心设计课堂内容
《机械基础》课程内容广,装置多,概念多,前后内容有机联系,备课前要对教材通盘掌握,弄清各内容关联情况,在教学时做到前后呼应。
如在学习平面连杆机构“死点”位置内容时,学生基本没有实践经验,单纯的理论讲解又枯燥无味,可通过教具演示让学生来分析“死点”位置的成因:从动连架杆与连杆成一条直线。通过简单的引导让学生感到成因是自己发现的,有一种成就感,调动了学习积极性。在分析摆动导杆机构时,不能死搬硬套曲柄摇杆机构的分析方法。它虽然有“死点”位置,但是如果没有教具演示却不能得出存在“死点”位置,因为没有连杆。这时引导学生用物理知识分析“死点”位置的另一成因:从动件转动力矩为零。最后得出定义:“死点”位置就是主动件运动时,从动件力矩为零机构所处的位置。这样不论是曲柄摇杆机构、导杆机构还是曲柄滑块机构都能分析得出存在“死点位置”。
对于直齿圆柱齿轮参数内容,虽然计算简单,但掌握就是不理想,究其原因是因名词多、公式多,记忆难度大,使学生感到学习困难。针对这种情况,从齿轮的参数入手分析直径方向上的公式。制造一个直齿圆柱齿轮,根据承载和传动要求确定模数m和齿数z,即确定了齿轮分度圆直径d。因我国规定齿形角为200,根据渐开线性质得出的cosa=db/d可知又确定了基圆,即确定了渐开线的形状和齿轮轮齿的形状。因正常标准齿轮的齿顶高系数ha*=1,所以确定了齿顶高ha=m,而顶隙系数为c*=0.25,可得齿根高hf=1.25m,全齿高h=2.25m。通过这样的分析,同学们对直径方向的公式理解深刻,又为变位齿轮直径方向上尺寸变化的学习打下了一定基础。
三、运用多媒体教学,激发学生学习热情
在传统教学中,教师主要是借助于挂图来分析系统工作原理和工作特点的。对于比较复杂液压系统来说,如果还是用挂图来分析系统工作过程,学生想象力会制约学习效果,导致学生不愿思考。在现代教学中多采用多媒体教学,通过运动的画面使得教学信息丰富多彩,给学生带来视觉的刺激,提高了注意力和学习积极性。
在方向控制阀的讲解中,学生对换向阀阀芯移动后油路变换很难理解,通过多媒体课件能让学生明显感知阀芯移动而外接油管不动,内部油路变换,改变了工作状况,使学生清晰地掌握了阀芯移动方向和油路连接变化关系。
在液压滑台的液压传动系统教学中,液压元件多,思路难理清,学生感到分析困难,学好的难度很大。如果它的工作原理能理解清楚、分析透彻,液压传动部分的学习就给了满意的答卷了。采用多媒体教学,在各种不同的工作行程中,油液流动方向和流经的液压元件一目了然;并且能根据不同的负载流经的液压元件也不同。特别是行程阀的工作情况,在快进时未碰,而在工进时压下,用挂图更是难以讲清楚,而用多媒体能清晰看出行程阀在液压缸进退过程中是什么时候开始工作的。
通过采用flash动画教学,既有利于教师讲解又有利于学生对动态变化过程的理解,降低了学习难度,同时也激发了学习兴趣,为学好这本课提供了有力的兴趣保障。
四、采用启发式教学,提高学生思考的积极性
启发式教学是通过某一现象,由教师提出问题,激发学生积极思考,不断引导他们根据已掌握知识,通过推理分析获得新知识的教学方法。启发式教学过程中最重要的是要掌握启发提问的难度要适中,如果问题难度太大反而会使学生思考积极性下降,达不到启发教学效果。教师在教学中要针对学生现状精心设计问题和引导,使学生在温习旧知识的基础上,愉快地发现了新知识,培养和提高了学习和分析问题的能力,增加了学习兴趣。
如在讲解如何减少流动油液压力损失时,先提出:引起压力损失的原因是什么?学生很快回答出:液阻。又提出:减少压力损失的措施有哪些?这时,学生们基本没有反应。通过引导一句“拿措施,找原因”,同学们纷纷议论开了,讨论结果得出二点:摩擦和碰撞。进一步引导,存在哪些具体的摩擦和碰撞?通过步步引导,同学基本回答出减少压力损失碰撞方面措施有:减少管道弯曲、减少管道截面变化;减少压力损失摩擦方面措施有:降低油液粘度、管道内壁光滑等。
又如在V带传动中,学生很难理解带与槽三面接触比二面接触承载能力小。引导大家用力学知识,通过定性分析方法,明确带底面接触后降低了正压力,而根据V带传动能力大于平带传动能力可知,在相同条件下侧面产生的摩擦力大于底面产生的摩擦力,所以V带在安装中底面与轮槽不能接触。
在采用启发式教学时,要层层设问、不断启发,引导学生根据问题用已有的知识进行分析推理,进而得出正确结论。
五、理论与实践相结合,提高学生学习积极性
《机械基础》是一门机械类的基础课,与生产实践紧密联系。学生应该理论和实践并重,并在学习过程中将二者有机联系起来,用理论来分析和引导实践,通过实践活动来丰富和巩固理论。如落地扇的摇头机构、缝纫机的踏板机构、公园里的各种运动器械、自行车、老虎钳等都可以作为教学例子,能使学生有一种亲切感,拉近了理论和实践距离。所以,在教学中应当将理论与实际结合起来,将学生已有的感性认识上升为理性知识,提高学习积极性。
在教学中,通过分批到实习场所观看和操作车床的螺旋传动、齿轮传动和刨床工作台的步进运动机构、摆动导杆机构等,补充了感性认识和实际操作的不足,加深对某些抽象概念、原理和机械特性的理解,拉近了理论和实践的距离,增强了学习机械课的信心。
实际教学中,教师只有不断探索、不断总结,因材施教,激发学生兴趣,才能提高学习效率。
(作者单位:浙江省建德市工业技术学校)
一、利用教具教学,提高学生学习参与度
《机械基础》课主要是学习传动和机构装置,这部分内容虽然有很多机构简图,但其位置单一,讲解时教师用尽浑身解数,学生却感到很茫然,想参与却无从入手。为了便于学生理解,应当让机构处于运动状态来分析。用自制四杆机构模型现场演示,并通过变换机架得出四杆机构有三种类型:双曲柄机构、双摇杆机构和曲柄摇杆机构;又通过改变最长杆的长度,使最长杆与最短杆长度之和相比其余两杆长度之和有相等、小于和大于三种情况(通过测量得出),每种情况都要改变机架的位置。在演示过程中,通过设疑让学生得出四杆机构长度关系和静件位置与三种不同机构之间的关系。
在讲解渐开线内容时,用一条绳绕在圆盘上,圆盘固定在黑板上,粉笔固定在绳上,将绳绷紧绕圆盘展开,粉笔所划出的轨迹就是圆盘的渐开线。如在分析渐开线性质时,通过展开和回绕绳很容易验证:发生线滚过的直线长度等于基圆上被滚过的弧长。通过两个直径不等的圆盘绘制的两条渐开线同样对“渐开线的形状取决于基圆的大小”性质容易理解。这样学生不但对渐开线的定义和形成有了深刻的认识,而且学生还会自制教具(书代圆盘)来轻松绘制渐开线,使学生对这部分难理解和掌握的知识记忆深刻,激发了学生的学习乐趣和探求知识的愿望。
在实际教学中,因工作量大不可能面面俱到制作教具,这时应当根据教学内容将手、书等作为教具。这样分析通俗易懂,实践性强,易于掌握。在教学中,运用教具一是为了建立感观印象,二是为了推理分析。在演示过程中,学生的好奇心被调动起来,通过启发引导,学生抽象思维和分析问题、解决问题的能力得到了培养。
二、剖析教材,精心设计课堂内容
《机械基础》课程内容广,装置多,概念多,前后内容有机联系,备课前要对教材通盘掌握,弄清各内容关联情况,在教学时做到前后呼应。
如在学习平面连杆机构“死点”位置内容时,学生基本没有实践经验,单纯的理论讲解又枯燥无味,可通过教具演示让学生来分析“死点”位置的成因:从动连架杆与连杆成一条直线。通过简单的引导让学生感到成因是自己发现的,有一种成就感,调动了学习积极性。在分析摆动导杆机构时,不能死搬硬套曲柄摇杆机构的分析方法。它虽然有“死点”位置,但是如果没有教具演示却不能得出存在“死点”位置,因为没有连杆。这时引导学生用物理知识分析“死点”位置的另一成因:从动件转动力矩为零。最后得出定义:“死点”位置就是主动件运动时,从动件力矩为零机构所处的位置。这样不论是曲柄摇杆机构、导杆机构还是曲柄滑块机构都能分析得出存在“死点位置”。
对于直齿圆柱齿轮参数内容,虽然计算简单,但掌握就是不理想,究其原因是因名词多、公式多,记忆难度大,使学生感到学习困难。针对这种情况,从齿轮的参数入手分析直径方向上的公式。制造一个直齿圆柱齿轮,根据承载和传动要求确定模数m和齿数z,即确定了齿轮分度圆直径d。因我国规定齿形角为200,根据渐开线性质得出的cosa=db/d可知又确定了基圆,即确定了渐开线的形状和齿轮轮齿的形状。因正常标准齿轮的齿顶高系数ha*=1,所以确定了齿顶高ha=m,而顶隙系数为c*=0.25,可得齿根高hf=1.25m,全齿高h=2.25m。通过这样的分析,同学们对直径方向的公式理解深刻,又为变位齿轮直径方向上尺寸变化的学习打下了一定基础。
三、运用多媒体教学,激发学生学习热情
在传统教学中,教师主要是借助于挂图来分析系统工作原理和工作特点的。对于比较复杂液压系统来说,如果还是用挂图来分析系统工作过程,学生想象力会制约学习效果,导致学生不愿思考。在现代教学中多采用多媒体教学,通过运动的画面使得教学信息丰富多彩,给学生带来视觉的刺激,提高了注意力和学习积极性。
在方向控制阀的讲解中,学生对换向阀阀芯移动后油路变换很难理解,通过多媒体课件能让学生明显感知阀芯移动而外接油管不动,内部油路变换,改变了工作状况,使学生清晰地掌握了阀芯移动方向和油路连接变化关系。
在液压滑台的液压传动系统教学中,液压元件多,思路难理清,学生感到分析困难,学好的难度很大。如果它的工作原理能理解清楚、分析透彻,液压传动部分的学习就给了满意的答卷了。采用多媒体教学,在各种不同的工作行程中,油液流动方向和流经的液压元件一目了然;并且能根据不同的负载流经的液压元件也不同。特别是行程阀的工作情况,在快进时未碰,而在工进时压下,用挂图更是难以讲清楚,而用多媒体能清晰看出行程阀在液压缸进退过程中是什么时候开始工作的。
通过采用flash动画教学,既有利于教师讲解又有利于学生对动态变化过程的理解,降低了学习难度,同时也激发了学习兴趣,为学好这本课提供了有力的兴趣保障。
四、采用启发式教学,提高学生思考的积极性
启发式教学是通过某一现象,由教师提出问题,激发学生积极思考,不断引导他们根据已掌握知识,通过推理分析获得新知识的教学方法。启发式教学过程中最重要的是要掌握启发提问的难度要适中,如果问题难度太大反而会使学生思考积极性下降,达不到启发教学效果。教师在教学中要针对学生现状精心设计问题和引导,使学生在温习旧知识的基础上,愉快地发现了新知识,培养和提高了学习和分析问题的能力,增加了学习兴趣。
如在讲解如何减少流动油液压力损失时,先提出:引起压力损失的原因是什么?学生很快回答出:液阻。又提出:减少压力损失的措施有哪些?这时,学生们基本没有反应。通过引导一句“拿措施,找原因”,同学们纷纷议论开了,讨论结果得出二点:摩擦和碰撞。进一步引导,存在哪些具体的摩擦和碰撞?通过步步引导,同学基本回答出减少压力损失碰撞方面措施有:减少管道弯曲、减少管道截面变化;减少压力损失摩擦方面措施有:降低油液粘度、管道内壁光滑等。
又如在V带传动中,学生很难理解带与槽三面接触比二面接触承载能力小。引导大家用力学知识,通过定性分析方法,明确带底面接触后降低了正压力,而根据V带传动能力大于平带传动能力可知,在相同条件下侧面产生的摩擦力大于底面产生的摩擦力,所以V带在安装中底面与轮槽不能接触。
在采用启发式教学时,要层层设问、不断启发,引导学生根据问题用已有的知识进行分析推理,进而得出正确结论。
五、理论与实践相结合,提高学生学习积极性
《机械基础》是一门机械类的基础课,与生产实践紧密联系。学生应该理论和实践并重,并在学习过程中将二者有机联系起来,用理论来分析和引导实践,通过实践活动来丰富和巩固理论。如落地扇的摇头机构、缝纫机的踏板机构、公园里的各种运动器械、自行车、老虎钳等都可以作为教学例子,能使学生有一种亲切感,拉近了理论和实践距离。所以,在教学中应当将理论与实际结合起来,将学生已有的感性认识上升为理性知识,提高学习积极性。
在教学中,通过分批到实习场所观看和操作车床的螺旋传动、齿轮传动和刨床工作台的步进运动机构、摆动导杆机构等,补充了感性认识和实际操作的不足,加深对某些抽象概念、原理和机械特性的理解,拉近了理论和实践的距离,增强了学习机械课的信心。
实际教学中,教师只有不断探索、不断总结,因材施教,激发学生兴趣,才能提高学习效率。
(作者单位:浙江省建德市工业技术学校)