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)械傳動知識，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)。針對職業(yè)學(xué)生的現(xiàn)狀、生理心理特點(diǎn)，文章通過體驗(yàn)活動教學(xué)可以很好地促進(jìn)他們的思維、好奇心、主觀能動性等，對學(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；齒輪傳動；機(jī)械基礎(chǔ)

對于機(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)？對于任課老師來說，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)樂趣。通過多年的實(shí)踐教學(xué)，發(fā)現(xiàn)體驗(yàn)活動教學(xué)，對學(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)活動教學(xué)是學(xué)生的一種學(xué)習(xí)方式，主要是通過觀摩或直接使教學(xué)活動再現(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)、感悟來得到知識經(jīng)驗(yàn)的一種學(xué)習(xí)方法。

1 導(dǎo)入過程體驗(yàn)

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

小組歸納：①工作原理。帶傳動則依靠帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生的摩擦力或嚙合力來傳遞運(yùn)動與動力的；而鏈傳動是依靠鏈輪輪齒與鏈條的嚙合來傳遞運(yùn)動和動力的。②傳動比。帶傳動和鏈傳動的轉(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：視頻中的學(xué)生在干什么？學(xué)生答：通過換擋改變卡盤或工件的轉(zhuǎn)速。

教師問：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機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)變速要求的呢？

PPT展示：齒輪傳動的世界。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、人字齒輪傳動等到現(xiàn)在的新型齒輪傳動，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)入齒輪傳動世界的第1學(xué)時(shí)——齒輪傳動的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用。

2 實(shí)施過程體驗(yàn)

2.1 體驗(yàn)活動l

（1）學(xué)生思考：4小組分發(fā)齒輪傳動模型，動一動，看看它有什么功用？能產(chǎn)生什么運(yùn)動？又是怎么來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功用的？

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

（3）歸納總結(jié)：齒輪傳動是利用齒輪副（一對齒輪的齒依次交替接觸）來傳遞運(yùn)動和（或）動力的一種機(jī)械傳動。

2.2 體驗(yàn)活動2

2.2.1 齒輪的類型

（1）學(xué)生思考：桌上的齒輪傳動模型各不相同，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？內(nèi)表面？）想一想：他們是如何進(jìn)行齒輪傳動的？各齒輪的旋轉(zhuǎn)方向又如何？

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

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

2.2.2 齒輪傳動的類型

（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)動的？

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

（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、振動和噪音，傳動不平穩(wěn)，與其他類型的齒輪比較，制造簡單，成本低。

2.3 體驗(yàn)活動3

2.3.1 傳動比的概念

學(xué)生體驗(yàn)：手拿模型，轉(zhuǎn)動一個(gè)齒輪軸，觀察運(yùn)動情況。

教師提問：在這對齒輪傳動中哪個(gè)是主動件？主動件如何運(yùn)動？哪個(gè)是從動件？從動件怎樣運(yùn)動？

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

教師提問：傳動比大小是如何的？

（5）觀察分析：主動齒輪轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，從動齒輪也轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，假設(shè)主動輪轉(zhuǎn)速為N1，齒數(shù)為Z1，從動輪轉(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)過的齒數(shù)應(yīng)該是相等的。

n1z1=n2z2

引入傳動比一主從動輪的轉(zhuǎn)速之比，即：

i12=n1/n2=z2/z1

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

2.3.2 傳動比的練習(xí)鞏固

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

分析計(jì)算：代入公式，得出傳動比大小。

2.3.3 活動提升

（1）學(xué)生體驗(yàn)：蝸桿傳動，轉(zhuǎn)動并細(xì)點(diǎn)齒輪。蝸桿齒輪沒法數(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)算傳動比，得出結(jié)論：蝸桿傳動的傳動比比較大。

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

2.4 體驗(yàn)活動4

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

（2）教師提問：齒輪傳動是生活與生產(chǎn)實(shí)踐中最常用的一種機(jī)械傳動，那么認(rèn)識這些裝置嗎？齒輪傳動應(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；②資源庫中觀察：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。

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)：齒輪傳動的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)：瞬時(shí)傳動比叵定不變，工作可靠性高，傳遞運(yùn)動準(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)較大的傳動比；傳動效率高，使用壽命長；維護(hù)簡便。缺點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有振動、沖擊和噪聲；齒輪安裝要求較高；不能實(shí)現(xiàn)無極變速；不適宜用在中心距較大的場合）。

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，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，動手演示等完成布置的任務(wù)。

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

4 拓展提升體驗(yàn)

“機(jī)械基礎(chǔ)”的理論知識與實(shí)踐結(jié)合得很緊密，為了能為學(xué)生提供獲取知識、內(nèi)化價(jià)值觀和掌握技能的機(jī)會，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他們各自的類型及應(yīng)用，不斷充實(shí)豐富本堂課的知識。

5 結(jié)語

通過體驗(yàn)活動教學(xué)，除了讓學(xué)生掌握所傳授的知識點(diǎn)外，還能讓學(xué)生養(yǎng)成多看、多想、多動手的良好學(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“機(jī)械基礎(chǔ)”這門課程的學(xué)習(xí)興趣。