司開妹
摘要:“機械基礎(chǔ)”是機械類專業(yè)中的一門必修課,也是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。教材中包括機械傳動知識,常用機構(gòu)、軸系零件等,原理多,內(nèi)容抽象,實踐性強。針對職業(yè)學(xué)生的現(xiàn)狀、生理心理特點,文章通過體驗活動教學(xué)可以很好地促進他們的思維、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:體驗活動;齒輪傳動;機械基礎(chǔ)
對于機械類專業(yè)的職校生而言,“機械基礎(chǔ)”是必修的課程之一,但它概念繁雜,且實踐經(jīng)驗匱乏,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。通過多年的實踐教學(xué),發(fā)現(xiàn)體驗活動教學(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)生進入教學(xué)內(nèi)容所描述的環(huán)境中進行學(xué)習(xí)、體驗、感悟來得到知識經(jīng)驗的一種學(xué)習(xí)方法。
1 導(dǎo)入過程體驗
(1)課前準備: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,常需要變換主軸轉(zhuǎn)速,思考下車床是用何種傳動機構(gòu)來實現(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——齒輪傳動的特點、分類及應(yīng)用。
2 實施過程體驗
2.1 體驗活動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)生什么運動?又是怎么來實現(xiàn)這個功用的?
(2)教師引導(dǎo):要產(chǎn)生運動,單個齒輪是無法實現(xiàn)的,必須要有一對齒輪,是不是任意兩個齒輪放在一起就能實現(xiàn)運動的?不是的,它必須滿足一對齒輪嚙合。要實現(xiàn)運動和動力的傳遞,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)來傳遞運動和(或)動力的一種機械傳動。
2.2 體驗活動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?)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:他們是如何進行齒輪傳動的?各齒輪的旋轉(zhuǎn)方向又如何?
(3)學(xué)生體驗:將下發(fā)的齒輪傳動模型進行分類。
(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:各齒輪副的軸線位置關(guān)系?是如何傳遞運動的?
(2)教師引導(dǎo):模型中有哪些齒輪傳動類型?現(xiàn)代機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:沿齒寬同時進入或退出嚙合,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 體驗活動3
2.3.1 傳動比的概念
學(xué)生體驗:手拿模型,轉(zhuǎn)動一個齒輪軸,觀察運動情況。
教師提問:在這對齒輪傳動中哪個是主動件?主動件如何運動?哪個是從動件?從動件怎樣運動?
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,把運動和動力傳遞給另一個齒輪。
教師提問:傳動比大小是如何的?
(5)觀察分析:主動齒輪轉(zhuǎn)過一個齒,從動齒輪也轉(zhuǎn)過一個齒,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,那么在單位時間內(nèi)兩個齒輪轉(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:轉(zhuǎn)動模型,觀看主從動輪;細點齒數(shù),得出Z1,Z2。
分析計算:代入公式,得出傳動比大小。
2.3.3 活動提升
(1)學(xué)生體驗:蝸桿傳動,轉(zhuǎn)動并細點齒輪。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,從資源庫中點開齒輪傳動方面的實例,進行分析思考。
(2)教師提問:齒輪傳動是生活與生產(chǎn)實踐中最常用的一種機械傳動,那么認識這些裝置嗎?齒輪傳動應(yīng)用如此廣泛,想一想:它有什么特點?
(3) PPT展示:將齒輪傳動的特點進行細化成四大塊,各小組根據(jù)所選的任務(wù),進行討論。
(4)學(xué)生體驗觀察。①動手體驗觀察:打蛋器、手表、時鐘、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。
(5)歸納總結(jié):齒輪傳動的特點(優(yōu)點:瞬時傳動比叵定不變,工作可靠性高,傳遞運動準確可靠;傳遞的功率和圓周速度范圍較寬;結(jié)構(gòu)緊湊,可實現(xiàn)較大的傳動比;傳動效率高,使用壽命長;維護簡便。缺點:運轉(zhuǎn)過程中有振動、沖擊和噪聲;齒輪安裝要求較高;不能實現(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
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: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,進行解答,并鼓勵大家積極動腦,理論聯(lián)系實際,真正掌握所需的知識點。②羅列本節(jié)課的知識點——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。
4 拓展提升體驗
“機械基礎(chǔ)”的理論知識與實踐結(jié)合得很緊密,為了能為學(xué)生提供獲取知識、內(nèi)化價值觀和掌握技能的機會,教師可布置一些拓展提升題。
(1)布置任務(wù):去生活、生產(chǎn)實踐或網(wǎng)上多搜集些齒輪傳動的實例,然后判別下它們所屬的類型。
(2)學(xué)生體驗:找一找,連一連常用齒輪傳動他們各自的類型及應(yīng)用,不斷充實豐富本堂課的知識。
5 結(jié)語
通過體驗活動教學(xué),除了讓學(xué)生掌握所傳授的知識點外,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)生理論與實際的銜接能力、善于觀察、分析和解決問題的能力;培養(yǎng)團隊協(xié)作精神,大大激發(fā)學(xué)生對“機械基礎(chǔ)”這門課程的學(xué)習(xí)興趣。