白芙蓉

摘要：在高職《機(jī)械基礎(chǔ)》教學(xué)中，雙螺旋傳動(dòng)是學(xué)生較難理解的教學(xué)難點(diǎn)，如何有效地利用有限的教學(xué)資源，讓學(xué)生直觀感受、清晰分辨中有效掌握該知識(shí)點(diǎn)，本文分析該知識(shí)點(diǎn)的難點(diǎn)成因，并歸納總結(jié)該知識(shí)點(diǎn)在講授時(shí)的化解方法，能有效提高學(xué)生思辨能力，以達(dá)到教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞：雙螺旋傳動(dòng);教學(xué)難點(diǎn);化解

一、教學(xué)難點(diǎn)形成的原因

1.學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)斷節(jié)，學(xué)習(xí)能力較弱

當(dāng)前，課堂教學(xué)在原有的沉悶的以教師“講”為主的“灌輸式”教授方式大大改進(jìn)的基礎(chǔ)上，例如添加多媒體教學(xué)手段，以圖文、視頻形式等直觀展示，但對(duì)于工科學(xué)生來講，由于課時(shí)量的壓縮，部分具有知識(shí)遞進(jìn)關(guān)系的課程不能充分講透徹、講完整，加之學(xué)生原有學(xué)習(xí)能力的欠缺，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)中，學(xué)生聽不懂原理，看不懂機(jī)械圖，最終在像“雙螺旋傳動(dòng)”這種較難理解的章節(jié)中，學(xué)生更不容易理解知識(shí)點(diǎn)。

2.學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重不足

螺旋傳動(dòng)雖然是低副傳動(dòng)，但是兩種運(yùn)動(dòng)疊加（回轉(zhuǎn)、直線）的結(jié)果。當(dāng)代大學(xué)生缺乏必要的生活、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，動(dòng)手能力不足，空間想象力薄弱，導(dǎo)致無法理解螺旋傳動(dòng)，單螺旋傳動(dòng)尚且難理解，雙螺旋傳動(dòng)就更加舉步為艱，最終導(dǎo)致學(xué)習(xí)和教授的難度被加大。

3.教師化解知識(shí)難點(diǎn)的主動(dòng)性、有效性欠缺

在當(dāng)代教育教學(xué)中，映入了諸多較先進(jìn)的教學(xué)手段，例如PPT講義、動(dòng)畫制作，但限于資源獲取渠道的有償性和涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題，對(duì)外獲取有效教學(xué)資源的實(shí)際渠道比較窄;而回歸教師本身，大多數(shù)教師的多媒體制作能力是在提高，但制作3D動(dòng)畫演示的能力還是欠缺的，例如UG、ProE、inventor等，這些制作軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用需要耗費(fèi)時(shí)間與精力。這就在一些課堂教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的化解上使得有效性顯得薄弱。

二、教學(xué)知識(shí)點(diǎn)分析

螺旋傳動(dòng)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)一般分為三層：一是螺旋傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的工作原理;二是螺旋副的分類、參數(shù)等;三是螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析（單螺旋傳動(dòng)和雙螺旋傳動(dòng)）。首先，螺旋副傳動(dòng)是以空間運(yùn)動(dòng)形式存在的較特殊的低副，相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、螺旋線的形成較難理解，可以在講解中以模型動(dòng)畫等來直觀講授，同時(shí)也啟發(fā)學(xué)生理解螺旋線左右旋向之分，以及線數(shù)、幾何尺寸等基本概念和知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)掌握。在此基礎(chǔ)上引入左右手定則，為后續(xù)螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析打好基礎(chǔ)，那么在單螺旋傳動(dòng)進(jìn)入到雙螺旋傳動(dòng)中，要預(yù)見性地分析學(xué)生可能產(chǎn)生的幾個(gè)知識(shí)盲區(qū)：1）雙螺旋傳動(dòng)較單螺旋傳動(dòng)最大特點(diǎn)是什么？2）雙螺旋傳動(dòng)中關(guān)于“復(fù)合傳動(dòng)”和“差動(dòng)傳動(dòng)”的實(shí)際意義是什么？3）關(guān)于雙螺旋傳動(dòng)中活動(dòng)螺母的實(shí)際移動(dòng)距離公式的深刻理解與靈活應(yīng)用。

三、化解方法及教學(xué)注意的細(xì)節(jié)

1.通過模型3D動(dòng)畫模擬，由于當(dāng)代高職學(xué)生缺乏空間想象能力、動(dòng)手能力，導(dǎo)致面對(duì)雙螺旋傳動(dòng)中，可能產(chǎn)生的螺旋判別出現(xiàn)混亂，所以有效而直接的方法就是演示法，從直接的感觀認(rèn)識(shí)引領(lǐng)學(xué)生理解雙螺旋傳動(dòng)并將這種傳動(dòng)形式，并遷移到生活實(shí)際中的相機(jī)調(diào)焦、顯微鏡微調(diào)等等實(shí)用實(shí)例。

2.建立雙螺旋傳動(dòng)的概念，對(duì)比單一螺旋傳動(dòng)，從總體上給學(xué)生總結(jié)出1）雙螺旋傳動(dòng)是包含螺桿與固定螺母、螺桿與活動(dòng)螺母之間這兩個(gè)螺旋副（圖1）;2）螺桿既旋轉(zhuǎn)又移動(dòng)，活動(dòng)螺母由于螺桿的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生移動(dòng)，它的移動(dòng)分成兩部分：一是螺桿相對(duì)固定螺母移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)活動(dòng)螺母的直線移動(dòng);二是活動(dòng)螺母自己沿著螺桿的直線移動(dòng)（第二個(gè)螺旋副），即雙螺旋傳動(dòng);活動(dòng)螺母與其配合的螺桿都相對(duì)機(jī)架產(chǎn)生位移，由于這兩對(duì)螺旋副旋向的異同，形成雙螺旋傳動(dòng)中的復(fù)合傳動(dòng)和差動(dòng)傳動(dòng)。

3.運(yùn)動(dòng)分解講解

在雙螺旋傳動(dòng)中，由于固定螺母和活動(dòng)螺母兩部分共用一個(gè)螺桿，這種運(yùn)動(dòng)的復(fù)合性，給學(xué)生在分析中設(shè)置了一些障礙，所以對(duì)這種復(fù)合性運(yùn)動(dòng)要分解講解，利用已經(jīng)學(xué)過的單螺旋傳動(dòng)，將雙螺旋傳動(dòng)分解為固定螺母和活動(dòng)螺母兩部分，每一個(gè)部分作為普通單螺旋傳動(dòng)分析，首先看固定螺母部分，是螺母不動(dòng)，螺桿回轉(zhuǎn)發(fā)生直線位移的運(yùn)動(dòng)，直接可以用左右手定則，大拇指方向就是移動(dòng)的螺桿是直線位移方向;第二部分是活動(dòng)螺母和螺桿部分，這里與固定螺母和螺桿的運(yùn)動(dòng)比較要復(fù)雜一些，可以引導(dǎo)學(xué)生將既轉(zhuǎn)動(dòng)又移動(dòng)的螺桿看作原位轉(zhuǎn)動(dòng)，而將螺桿上的活動(dòng)螺母看作是與螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)，根據(jù)左右手定則，學(xué)生就能較快地判斷出活動(dòng)螺母和螺桿旋向相同的情況下，直線移動(dòng)方向相反;反之亦然。這樣將教材中看似隱匿的知識(shí)點(diǎn)顯性化，讓學(xué)生化繁為簡，認(rèn)知度有了，學(xué)習(xí)的獲得感就有了，學(xué)習(xí)興趣自然就提高了。

4.復(fù)合傳動(dòng)與差動(dòng)的形象比喻講解

當(dāng)兩對(duì)螺旋副旋向不同時(shí)，由左右手定則，可以判定出，以圖2為例，固定螺母右旋，活動(dòng)螺母左旋，活動(dòng)螺母與活動(dòng)螺桿移動(dòng)方向一致，此處，可以將螺桿直線移動(dòng)方向想象成電梯，將活動(dòng)螺母想象成電梯上與電梯同向移動(dòng)的人，如圖3;此時(shí)，人的位移=人自身的移動(dòng)+電梯帶動(dòng)人的位移，這就體現(xiàn)了在活動(dòng)螺母位移公式中同“-”異“+”，即L=（S1±S2）N。

如果活動(dòng)螺母與固定螺母旋向相同，假設(shè)固定螺母、活動(dòng)螺母均右旋，情況剛好相反，固定螺母和活動(dòng)螺桿移動(dòng)方向相反，如圖4，依然按照復(fù)合傳動(dòng)的比喻和示例，此時(shí)，人的位移=電梯帶動(dòng)人的位移-人自身的移動(dòng)（如圖5）。

5.注意的細(xì)節(jié)

在利用“同-異+”這個(gè)雙螺旋傳動(dòng)中活動(dòng)螺母位移的公式中，要辨別差異，引導(dǎo)學(xué)生區(qū)別性對(duì)待，例如“+”的選擇應(yīng)用是活動(dòng)螺母和固定螺母（螺桿）旋向相反決定的，“-”的選擇是由活動(dòng)螺母和固定螺母（螺桿）旋向相同確定的。而在實(shí)際計(jì)算中，很多學(xué)生容易在移動(dòng)方向的判斷上容易受到干擾，尤其在差動(dòng)傳動(dòng)中，由于活動(dòng)螺母直線移動(dòng)距離=螺桿導(dǎo)程—活動(dòng)螺母的導(dǎo)程，這里要給學(xué)生講清楚，出現(xiàn)的結(jié)果是三種：①如果螺桿的導(dǎo)程S1>活動(dòng)螺母導(dǎo)程S2則，結(jié)果為“﹢”，意味著活動(dòng)螺母最終移動(dòng)的位移方向與螺桿同向，或者簡言之，人移動(dòng)方向雖然與電梯移動(dòng)方向相反，但是速度小于電梯的速度（即導(dǎo)程S2?。罱K被電梯帶著同向而行;②如果螺桿的導(dǎo)程S1<活動(dòng)螺母導(dǎo)程S2，則結(jié)果為“-”，意味著活動(dòng)螺母最終移動(dòng)的方向與螺桿反向，簡言之，人的移動(dòng)方向雖然與電梯移動(dòng)方向相反，但是速度大于電梯的速度（即導(dǎo)程S2大），最終還是與電梯反向而行;③結(jié)果為0，此時(shí)螺桿的導(dǎo)程S1=活動(dòng)螺母導(dǎo)程S2，活動(dòng)螺母相對(duì)于螺桿靜止，即人相對(duì)于電梯是靜止的。所以具體情況還要具體根據(jù)計(jì)算結(jié)果來判斷。

四、實(shí)際應(yīng)用中的突破口

在雙螺旋傳動(dòng)的具體分析計(jì)算中，有些學(xué)生還是會(huì)犯糊涂，不知從何下手分析，那么在教師講解中要有總結(jié)性地給學(xué)生梳理出在實(shí)際應(yīng)用題中對(duì)雙螺旋傳動(dòng)分析解決問題的突破口：

找出三個(gè)重要組成部分：螺桿、活動(dòng)螺母和固定螺母。

分析兩處螺旋副的旋向，確定計(jì)算公式。

在差動(dòng)螺旋傳動(dòng)中，特別注意得出的3中結(jié)果，要具體分析。

綜上所述，在雙螺旋傳動(dòng)中，有效的分析教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行分析、化解、形象化，對(duì)學(xué)生的教學(xué)指導(dǎo)會(huì)更加有效，使學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)雙螺旋傳動(dòng)的理解和掌握。相信抓住以上幾點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)化解的方法，會(huì)收獲較好的教學(xué)效果。

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