談優(yōu)化《機(jī)械基礎(chǔ)》課教學(xué)方法

1、談優(yōu)化機(jī)械基礎(chǔ)課教學(xué)方法東莞市育才職業(yè)技術(shù)學(xué)校 劉禮成機(jī)械基礎(chǔ)是中等職業(yè)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)一門主要的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有涵蓋面廣、知識(shí)量大、章節(jié)聯(lián)系松散、與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密、理解和記憶的內(nèi)容多等特點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)中容易出現(xiàn)對(duì)工作原理理解不清、對(duì)應(yīng)用特點(diǎn)產(chǎn)生混淆，分析問題、解決問題的能力較弱等現(xiàn)象。所以,怎樣優(yōu)化機(jī)械基礎(chǔ)課教學(xué)方法，提高其教學(xué)效果便成了課堂教學(xué)研究的一個(gè)重要內(nèi)容。筆者在機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)中通過積極探索，大膽實(shí)踐，取得了一定的成效。一、合理設(shè)置問題，激發(fā)學(xué)生思維的積極性古人云：“學(xué)起于思，思起于疑”。恰當(dāng)?shù)恼n堂提問會(huì)引起學(xué)生對(duì)某一問題的懸疑，使其思維處于高度自覺和主動(dòng)狀態(tài)，從而吸引學(xué)生去探索這一問

2、題。教學(xué)實(shí)踐證明，教師授課前應(yīng)認(rèn)真鉆研教材，針對(duì)學(xué)生的實(shí)際，精心設(shè)計(jì)問題，使之富有啟發(fā)性，切合學(xué)生接受能力；更為重要的是問題的設(shè)置必須緊扣課文，要有利于實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)要求，并有助于培養(yǎng)思維和分析問題的能力。如在講解螺紋種類及應(yīng)用時(shí)，可有針對(duì)性地提出以下問題：（1）、臺(tái)虎鉗中螺紋是什么形狀？（2）、自行車軸上螺紋是什么形狀？（3）、車床上絲杠螺紋是什么形狀？（4）、三種螺紋截面形狀是否相同？為什么？再想一想，生產(chǎn)生活中，哪些場合用到螺紋？雖然螺紋在日常生活中學(xué)生比較經(jīng)常接觸到，但需要經(jīng)過仔細(xì)觀察比較后才能正確回答出。學(xué)生回答問題后，教師自然引導(dǎo)他們得出結(jié)論：自行車軸上螺紋采用三角形螺紋，因而聯(lián)接強(qiáng)

3、度高，自鎖性能好；而臺(tái)虎鉗和車床中傳動(dòng)螺紋采用梯形螺紋，因而其強(qiáng)度高，螺紋對(duì)中性好，傳動(dòng)效率高。通過合理設(shè)疑，然后舉例驗(yàn)證，既激發(fā)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，活躍了課堂氣氛，又培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神。 教師在設(shè)置問題時(shí)，要善于引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)去分析問題、解決問題。如在講完“鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)”這個(gè)章節(jié)時(shí)，可以根據(jù)日常人騎自行車現(xiàn)象，設(shè)計(jì)問題：人騎自行車包含哪幾種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)？學(xué)生往往會(huì)認(rèn)為只有一種鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其實(shí)還包含鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，即車身為機(jī)架，腳踏板為曲柄，小腿相當(dāng)于連桿，大腿相當(dāng)于搖桿，是以曲柄為主動(dòng)件的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。這樣設(shè)置問題既緊扣大綱要求，又聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，提高

4、了教學(xué)效果。 教師還應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一些提問討論的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生敢于發(fā)表不同的見解，創(chuàng)設(shè)一種寬松的教學(xué)氛圍，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己去發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。如在分析液壓系統(tǒng)的基本回路時(shí)應(yīng)從工作循環(huán)著手。要完成下列“快進(jìn)工進(jìn)快退卸載”工作循環(huán)，系統(tǒng)必定具備以下幾種基本回路：因其可進(jìn)可退，故一定具有方向回路；可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)，說明速度可調(diào)節(jié)，所以具有速度控制回路；能完成卸載，故還有壓力控制回路。但是為什么能完成工作循環(huán)？各回路中液壓元件是什么？作用如何？由學(xué)生自已發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。這樣他們對(duì)各回路中各元件的作用就比較清楚了。二、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)機(jī)械基礎(chǔ)作為一門機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課，其所有

5、知識(shí)都是建立在生產(chǎn)實(shí)踐基礎(chǔ)之上并和現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)密切聯(lián)系的，所以教學(xué)中要進(jìn)行理論與實(shí)踐的結(jié)合，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。課堂中可采用實(shí)物直觀演示教學(xué)、現(xiàn)場參觀教學(xué)、電化教學(xué)等形式，讓傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)起來，使學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中領(lǐng)悟系統(tǒng)的工作原理和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。如在講到鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)時(shí)，為了讓學(xué)生理解該機(jī)構(gòu)的類型和不同類型的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的工作性質(zhì)，可先利用學(xué)校自制的模型進(jìn)行現(xiàn)場演示，再分別取不同的構(gòu)件作機(jī)架便可發(fā)現(xiàn)三種類型：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)，接著引導(dǎo)學(xué)生觀察不同類型的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)工作有什么差異，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)和搖桿的擺動(dòng)是可以轉(zhuǎn)換的，但當(dāng)以搖桿為主動(dòng)件時(shí)，要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的順利進(jìn)

6、行，需要一定的方法，否則會(huì)卡死。最后再結(jié)合實(shí)際例子進(jìn)行講解，如家用縫紉機(jī)的腳踏板機(jī)構(gòu)是采用以搖桿為主動(dòng)件的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，而且是利用飛輪的慣性作用通過死點(diǎn)位置；公共汽車車門的啟閉機(jī)構(gòu)是采用反向平行雙曲柄機(jī)構(gòu)等。再如可以組織學(xué)生到實(shí)訓(xùn)車間參觀學(xué)習(xí)，讓學(xué)生身臨其境，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)教材中理論知識(shí)的理解?？蓭ьI(lǐng)學(xué)生參觀各種車床，將車床的主軸箱箱蓋打開，讓每一個(gè)學(xué)生都能更直觀地觀察到齒輪傳動(dòng)與變速的過程，觀察軸上零件（齒輪、帶輪、軸承）的軸向固定和周向固定方法。通過人工移動(dòng)大溜板，觀看齒輪齒條傳動(dòng)過程；掛自動(dòng)走刀，觀看刀架縱向和橫向自動(dòng)進(jìn)給與變速過程。現(xiàn)場總結(jié)齒輪機(jī)構(gòu)的主要類型（平面與空間齒輪

7、傳動(dòng)、直齒、斜齒、外嚙合、內(nèi)嚙合、齒輪齒條；低速、中速、高速等）及其在機(jī)械傳動(dòng)中的應(yīng)用（傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力，改變速度大小和方向）。上完“曲柄搖桿機(jī)構(gòu)”和“導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)”后，可組織學(xué)生到工廠去觀察牛頭刨床設(shè)備。在工廠師傅加工零件的過程中，學(xué)生通過仔細(xì)觀察牛頭刨床機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況，就能夠較快理解“曲柄搖桿機(jī)構(gòu)”和“導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)”這兩種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；通過觀察牛頭刨床進(jìn)刀時(shí)慢、退刀時(shí)快這一現(xiàn)象，就容易明白曲柄搖桿機(jī)構(gòu)具有急回特性等特點(diǎn)。教師此時(shí)還可向?qū)W生簡要介紹即將要學(xué)習(xí)的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的“棘輪機(jī)構(gòu)”牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。通過理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，可以不斷增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，使他們能夠?qū)滩闹?/p>

8、的知識(shí)點(diǎn)作很好地“消化”。三、確定教學(xué)主線，化繁為簡，以利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用 任何一門知識(shí)都具有系統(tǒng)性，機(jī)械基礎(chǔ)亦如此，因此課堂教學(xué)應(yīng)圍繞一定的主線展開，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)就會(huì)對(duì)所學(xué)內(nèi)容有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，而不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)亂的感覺，有助于他們對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用。 機(jī)械基礎(chǔ)內(nèi)容共分為四大部分：機(jī)械傳動(dòng)、常用機(jī)構(gòu)、軸系零件、液壓傳動(dòng)，其中各類機(jī)械傳動(dòng)、常用機(jī)構(gòu)又可分為很多種，由于種類眾多，容易使學(xué)生感到內(nèi)容繁雜，造成在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生畏難情緒。為了使學(xué)生能夠從總體上把握好各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的知識(shí)內(nèi)容，教師在講解時(shí)可以常見的往復(fù)式四沖程內(nèi)燃機(jī)作為這一部分的教學(xué)主線，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)到某種機(jī)構(gòu)時(shí)，聯(lián)想到其它機(jī)構(gòu)，并進(jìn)一步引導(dǎo)

9、他們主動(dòng)分析各種機(jī)構(gòu)的異同點(diǎn)。 往復(fù)式四沖程內(nèi)燃機(jī)是利用平面連桿機(jī)構(gòu)變換運(yùn)動(dòng)形式（移動(dòng)形式與轉(zhuǎn)動(dòng)形式之間的變換），實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w的進(jìn)氣、壓縮及排氣；利用齒輪機(jī)構(gòu)變換運(yùn)動(dòng)速度；利用凸輪機(jī)構(gòu)變換運(yùn)動(dòng)形式（將轉(zhuǎn)動(dòng)形式變換為移動(dòng)形式），實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣閥與排氣閥的開關(guān)。內(nèi)燃機(jī)工作過程所涉及的內(nèi)容包含了傳動(dòng)中各類主要機(jī)構(gòu)，在緒論課“機(jī)器與機(jī)構(gòu)”內(nèi)容的教學(xué)中應(yīng)較詳細(xì)地介紹內(nèi)燃機(jī)的工作原理，并要在以后各章節(jié)的教學(xué)中加以引用。如在講解曲柄滑塊機(jī)構(gòu)類型時(shí)，我們知道該機(jī)構(gòu)有兩種類型，即對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)及偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。這時(shí)可以先提問：在內(nèi)燃機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)究竟采用哪種類型？接下來講解這兩種類型的區(qū)別，即對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

10、沒有急回運(yùn)動(dòng)，而偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)存在急回運(yùn)動(dòng)。然后解釋：對(duì)內(nèi)燃機(jī)的輸出要求是盡可能勻速輸出，故選用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。這樣以實(shí)際工程機(jī)械為例分析對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)及偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，能使學(xué)生印象深刻。又如在講解“凸輪機(jī)構(gòu)”這一章節(jié)時(shí)，也可以內(nèi)燃機(jī)為例，介紹內(nèi)燃機(jī)利用凸輪機(jī)構(gòu)將軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為閥門的直線運(yùn)動(dòng)，但主軸轉(zhuǎn)動(dòng)與活塞直線運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換是利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。接著提問：為什么不能應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)與活塞直線運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換？這時(shí)，應(yīng)先引導(dǎo)學(xué)生回顧前一章節(jié)的內(nèi)容：平面連桿機(jī)構(gòu)（包括曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）由低副組成，能夠傳遞較大功率；再引出凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，即凸輪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)輸出，但凸

11、輪與從動(dòng)桿間為高幅接觸，易磨損，不能傳遞較大的力，故常用于控制裝置。由于這些差別，所以內(nèi)燃機(jī)中是利用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)閥門開關(guān)的控制，而利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)功率的傳遞。在同一個(gè)實(shí)際工程機(jī)械中，對(duì)比講解不同機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)，使學(xué)生既對(duì)所學(xué)各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，也加深了對(duì)機(jī)構(gòu)間異同點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，達(dá)到圍繞教學(xué)主線、舉一反三、靈活運(yùn)用的目的。四、加強(qiáng)學(xué)科間聯(lián)系，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力 機(jī)械基礎(chǔ)作為一門機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課，它和工程力學(xué)、機(jī)械制圖、金屬材料與熱處理、機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)等課程有著密切的聯(lián)系。在教學(xué)時(shí)要和這些課程的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。如在講到“軸”時(shí)，可以車床主軸箱為例并結(jié)合上述幾門學(xué)科中的知識(shí)

12、進(jìn)行講解。一個(gè)車床主軸箱就涵蓋了以上幾門學(xué)科的內(nèi)容：從輪系主軸，這中間涉及齒輪、軸等零件的尺寸確定，涉及齒輪、軸等零件的材料和熱處理方式的選擇，涉及齒輪、軸等零件的結(jié)構(gòu)圖，涉及齒輪、軸等零件的加工工藝，涉及軸上零件裝拆、軸承選擇，涉及輪系傳動(dòng)比、末輪轉(zhuǎn)速計(jì)算等。通過對(duì)各學(xué)科知識(shí)間的綜合，將原本孤立的知識(shí)重新整合起來，形成系統(tǒng)，有利于進(jìn)一步提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力。 以上是筆者對(duì)優(yōu)化機(jī)械基礎(chǔ)課教學(xué)方法的一些看法和思考。在教學(xué)實(shí)踐中，筆者應(yīng)用這些教學(xué)方法，化繁為簡，有效地突破了教學(xué)難點(diǎn)，使學(xué)生較好地理解并掌握了各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)、工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)，掌握了分析機(jī)械工作原理的基本方法。如，二00一級(jí)機(jī)電一體化專業(yè)有11位學(xué)生參加省高