摘 要:單招教學(xué)中發(fā)現(xiàn),對于差動(dòng)螺旋傳動(dòng),學(xué)生較難理解“差動(dòng)”的含義,對計(jì)算及方向的判斷存在一定的困難,筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對此進(jìn)行研究,總結(jié)出“類比模型教學(xué)法”來突破此難點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:機(jī)械基礎(chǔ) 普通螺旋傳動(dòng) 差動(dòng)螺旋傳動(dòng) 移動(dòng)距離 移動(dòng)方向
在《機(jī)械基礎(chǔ)》第二章螺旋傳動(dòng)教學(xué)中,我們要求學(xué)生重點(diǎn)掌握普通螺旋傳動(dòng)和簡單的差動(dòng)螺旋傳動(dòng)的移動(dòng)距離、速度的計(jì)算以及移動(dòng)方向的判斷。但在教學(xué)測試中發(fā)現(xiàn)學(xué)生錯(cuò)誤百出。筆者根據(jù)多年的教學(xué)積累和對學(xué)生錯(cuò)題進(jìn)行書面調(diào)查等研究,對此問題進(jìn)行了歸納分析與總結(jié),并提出了一些適合我們學(xué)生的解題思路,教學(xué)效果明顯。
一、學(xué)生學(xué)習(xí)中常見的障礙
1.概念理解不透,產(chǎn)生障礙
(1)學(xué)生無法正確判別是普通螺旋傳動(dòng)還是差動(dòng)螺旋傳動(dòng)
下圖(2008年的江蘇省《機(jī)電專業(yè)綜合理論》對口單招題的第45題)所示差動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu),若旋鈕2按圖示方向回轉(zhuǎn)180°,則螺桿1相對旋鈕2移動(dòng)的距離為__mm。大部分學(xué)生乍一看題目“差動(dòng)螺旋”,因此直接運(yùn)用公式L=180°/360°×(2-1.5)=0.25mm,顯然這是錯(cuò)誤的。
(2)學(xué)生對“差動(dòng)”含義的片面理解
學(xué)生往往錯(cuò)誤認(rèn)為“差動(dòng)”就是作差,也即兩個(gè)導(dǎo)程相減的意思,就運(yùn)用公式L=N(Ph1-Ph2),甚至在計(jì)算過程中還不一定搞得清Ph1和Ph2分別對應(yīng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中哪一處的螺紋導(dǎo)程呢!
2.計(jì)算移動(dòng)件距離(速度)時(shí)的障礙
(1)求移動(dòng)件位移時(shí),盲目運(yùn)用公式
在基本題中,有些學(xué)生常常不根據(jù)已知的兩個(gè)螺紋旋向來判斷公式的選用,盲目運(yùn)用公式L=N(Ph1-Ph2)計(jì)算。
(2)已知移動(dòng)件位移、方向和一處螺旋副導(dǎo)程、旋向,需求另一處螺旋副的導(dǎo)程、旋向時(shí),他們就思維混亂,不知如何應(yīng)對。
3.判斷移動(dòng)件移動(dòng)方向時(shí)的障礙
(1)學(xué)生將差動(dòng)螺旋傳動(dòng)當(dāng)作是“螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),螺母移動(dòng)的普通螺旋傳動(dòng)”情形,認(rèn)為活動(dòng)螺母的移動(dòng)方向始終與螺桿的移動(dòng)方向相反。
(2)學(xué)生對左右手定則的內(nèi)容是熟悉的,但在解決實(shí)際問題時(shí)又不會(huì)靈活應(yīng)用。筆者根據(jù)與學(xué)生的交談,發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生甚至都沒搞清楚左右手定則中“當(dāng)計(jì)算結(jié)果為正時(shí),與螺桿移動(dòng)方向相同,否則反之”這句話中螺桿移動(dòng)方向是怎么判定出來的。
二、學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙產(chǎn)生的原因
原因一:在具體的題目中,若圖形與教材上不一致時(shí),學(xué)生就無法判別是普通螺旋傳動(dòng)還是差動(dòng)螺旋傳動(dòng)。
原因二:受詞語理解的“負(fù)遷移”影響,學(xué)生很容易將差動(dòng)螺旋傳動(dòng)中的“差”與“減”聯(lián)系在一起,忽略了根據(jù)兩段螺紋旋向來判斷公式的選用。
原因三:用左右手定則判別普通螺旋傳動(dòng)移動(dòng)方向時(shí),螺桿(或螺母)的移動(dòng)方向未能很好地掌握。
三、我的教學(xué)應(yīng)對措施
經(jīng)過多年的教學(xué)積累,在本章教學(xué)中,我沒有過多地強(qiáng)調(diào)理論推導(dǎo),而是著重從三個(gè)方面正確引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生積極思維、提高課堂教學(xué)效果,達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。
1.搞清兩種螺旋傳動(dòng)的定義區(qū)別
我們知道:普通螺旋傳動(dòng)是由一對螺旋副組成的,它有四種應(yīng)用形式,而差動(dòng)螺旋傳動(dòng)是建立在普通螺旋傳動(dòng)之上的,是一個(gè)復(fù)合的雙螺旋運(yùn)動(dòng),即由兩個(gè)螺旋副組成。在教學(xué)中我們把它概括為:有兩個(gè)“螺母”,一個(gè)為固定不動(dòng)的;另一個(gè)是能對螺桿產(chǎn)生相對移動(dòng)的活動(dòng)螺母,這樣學(xué)生就不容易搞錯(cuò)類別了。其次還要看所求的兩者之間有沒有組成螺旋副。
2.采用“類比模型教學(xué)法”搞清差動(dòng)螺旋傳動(dòng)的本質(zhì)
由于我們學(xué)生的文化基礎(chǔ)較差,又缺乏生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在講授這部分內(nèi)容時(shí),更多地用恰當(dāng)?shù)念惐饶P蛶椭鷮W(xué)生理解。我用生活中乘車的實(shí)例來類比差動(dòng)螺旋傳動(dòng),降低學(xué)生理解的難度,把運(yùn)動(dòng)的汽車比作既轉(zhuǎn)又移的螺桿,運(yùn)動(dòng)的人比作活動(dòng)螺母,地面比作固定螺母。汽車運(yùn)動(dòng),人在車內(nèi)不走動(dòng),則人與汽車相對地面的位移是一致的,相當(dāng)于一個(gè)普通螺旋傳動(dòng);若汽車運(yùn)動(dòng),人在車內(nèi)走動(dòng),則人與汽車相對地面的位移就不一致了,產(chǎn)生了“差動(dòng)”,此時(shí)就類比成:螺桿(汽車)移動(dòng),帶動(dòng)螺桿(汽車)上活動(dòng)螺母(人)一起向某個(gè)方向移動(dòng),同時(shí)活動(dòng)螺母(人)在螺桿(汽車)上也做相對移動(dòng),因此活動(dòng)螺母的位移與螺桿的位移就不相等了。通過類比模型法的教學(xué),學(xué)生可以運(yùn)用自己熟悉的類比物對陌生領(lǐng)域中的問題進(jìn)行推理,提高自己的理解力。
3.強(qiáng)化訓(xùn)練,總結(jié)解題步驟
在具體的解題過程中,經(jīng)過多題練習(xí),我們總結(jié)出求解差動(dòng)螺旋傳動(dòng)的步驟為“青春三部曲”:(1)找對象;(2)看旋向;(3)兩判向。當(dāng)如遇上雷同于2007年機(jī)械專業(yè)高考題那種類型,我們的步驟要稍作修改,(1)找對象;(2)判方向;(3)選公式,根據(jù)L的正負(fù)決定公式中取“-”還是“+”。一般情況下若L<0,那肯定要取“-”,也就是說兩處螺紋的旋向應(yīng)該相同;若L>0,則要考慮兩種情況來討論。
中職學(xué)生的認(rèn)知水平和對學(xué)習(xí)的情感因素導(dǎo)致他們在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)時(shí),存在較大的障礙,這就需要我們教師對此進(jìn)行分析和挖掘教材內(nèi)容,根據(jù)學(xué)生特點(diǎn),采用便于學(xué)生接受的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué),盡最大可能提高課堂教學(xué)效果。
作者單位:江蘇省張家港第三職業(yè)高級中學(xué)