基于分步法的機(jī)械原理教學(xué)方法探索

韓二豹

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712000)

基于分步法的機(jī)械原理教學(xué)方法探索

韓二豹

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712000)

摘要：傳統(tǒng)教學(xué)方法中學(xué)生對于機(jī)械原理的某些理論不能夠深刻理解，即使會(huì)做題了，對機(jī)械原理的理解也還停留在表面。為了進(jìn)一步帶領(lǐng)學(xué)生深入地理解和應(yīng)用機(jī)械原理，了解機(jī)械原理理論，教授好機(jī)械原理課程，在實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行了探索和實(shí)驗(yàn)。以機(jī)械原理中最為經(jīng)典的平面周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)計(jì)算為例，解析和探索分步法教學(xué)在機(jī)械原理課程中的應(yīng)用，并通過實(shí)際教學(xué)授課，驗(yàn)證了教學(xué)效果。結(jié)果表明，此方法增強(qiáng)了學(xué)生對于機(jī)械原理課程的興趣及對知識(shí)的理解和運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：分步法；機(jī)械原理；平面周轉(zhuǎn)輪系

1分步法教學(xué)概要

基于分步法的教學(xué)方法，是在教好學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，依據(jù)學(xué)生學(xué)情，為提高學(xué)生對課程的興趣及對知識(shí)的理解和運(yùn)用而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。具體的方法為先清楚基本內(nèi)容，再多種方法講解，最后進(jìn)行結(jié)果效果回饋。

機(jī)械原理作為機(jī)械類的經(jīng)典課程，很適合此教學(xué)方法。以平面周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算為例：首先，使學(xué)生清楚傳動(dòng)比[1]的基本概念；其次，運(yùn)用多種方法，讓學(xué)生從不同的層面、不同的維度思考，取得新的獨(dú)特感受，達(dá)到深刻理解基本內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果；最后，將該教學(xué)效果進(jìn)行回饋，進(jìn)一步思考和理解授課內(nèi)容，達(dá)到融匯貫通的效果。

目前，有關(guān)周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法比較多，例如力矩法、移點(diǎn)法、圖表法和矢量法[2]等。反轉(zhuǎn)法在日常教學(xué)中仍占據(jù)主要地位，但采用該計(jì)算方法，學(xué)生對于公式的運(yùn)用、理解難度大，使用過程中極易出錯(cuò)。

2具體教學(xué)舉例

圖1　輪系機(jī)構(gòu)

本文以典型的移點(diǎn)法為例，實(shí)際授課時(shí)可以多采用幾種方法，效果會(huì)更好。

輪系機(jī)構(gòu)如圖1所示，已知Z1=120，Z2=40，Z3=40，N1=120，NH=20。求N3。

2.1經(jīng)典的反轉(zhuǎn)法計(jì)算[3]

由圖1得到：

即N3與N1轉(zhuǎn)向相反。

2.2移點(diǎn)法計(jì)算

根據(jù)移點(diǎn)法原理，令NH0=0,且N1/N3=-Z3/Z1=-1/3，則N10=N1-NH=120-20=100，N30=-300。

N30、N10和NH0各數(shù)值數(shù)軸對應(yīng)位置如圖2所示。因?yàn)閷?shí)際NH=20,故按照移點(diǎn)法將NH0移到數(shù)軸上20處，相當(dāng)于數(shù)軸向左移動(dòng)20個(gè)單位得到N3和N1的實(shí)際位置(見圖3)，N3=-280，即N3與N1轉(zhuǎn)向相反。

圖2　移點(diǎn)法圖解第1步　　圖3　移點(diǎn)法圖解結(jié)果

2.3分析和反饋

通過實(shí)例可以看出，移點(diǎn)法雖然也是基于反轉(zhuǎn)法原理的演繹方法，是基本公式幾何意義的延伸，但是此方法實(shí)際操作簡單、易計(jì)算，2種方法對比，優(yōu)劣自現(xiàn)；同時(shí)，可以繼續(xù)引導(dǎo)和提示學(xué)生查閱其他解法，以此激發(fā)他們的求知欲，在不斷地尋求新解法的同時(shí)，深刻地理解和掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

由于對移點(diǎn)法計(jì)算方法的講解是在原來反轉(zhuǎn)法的基礎(chǔ)上，整個(gè)方法雖然形式不同，但根本是相通的，這樣可以自然地引發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，培養(yǎng)獨(dú)立的思維習(xí)慣和科學(xué)精神，并在不斷探索過程中逐步提高，必然對于公式及理論理解會(huì)更加深刻，在實(shí)際的解題和應(yīng)用中，自然而然地將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。此時(shí)，再從頭去整理和回顧整個(gè)過程，不難發(fā)現(xiàn)，移點(diǎn)法是從反轉(zhuǎn)法原理而來的，對課本內(nèi)容會(huì)理解的更加深入透徹，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。

3結(jié)語

本文旨在將分步法教學(xué)的方法運(yùn)用于機(jī)械原理教學(xué)中，并用實(shí)例進(jìn)行教學(xué)分析，在實(shí)際教學(xué)中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。對于授課效果測試的甲、乙兩自然班，都是先用反轉(zhuǎn)法講解，兩班對公式的理解人數(shù)不相上下；然后乙班繼續(xù)使用分步法講解，在隨后的效果跟蹤調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，乙班的做題效率明顯高于甲班，對課堂的興趣和課堂滿意率也明顯提高。可見，分步法教學(xué)應(yīng)用在機(jī)械原理教學(xué)中，能夠調(diào)整學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生舉一反三，在實(shí)際教學(xué)中取得了很好的效果，具體情況見表1。

表1　甲、乙兩班的授課情況對比　(人)

分步法教學(xué)可以提高教學(xué)效果，并且理論簡單，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，啟迪學(xué)生思維，非常適合機(jī)械原理教學(xué)；同時(shí)，這種教學(xué)思維也可以推廣到其他課程。在應(yīng)用過程中應(yīng)注意：1)該方法是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高或者深入的教學(xué)辦法，必須掌握好基本知識(shí)；2)教學(xué)中選用的新方法最好簡單、易學(xué)和易懂。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫桓，陳作模．機(jī)械原理[M]．6版.北京：高等教育出版社,2001.

[2] 符偉.復(fù)數(shù)矢量法在周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算中的應(yīng)用[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2000,19(2):261-262.

[3] 申永勝.機(jī)械原理[M].北京：清華大學(xué)出版社,1998.

責(zé)任編輯彭光宇

To Explore Mechanical Principle Teaching Method based on the Fractional Step Method

HAN Erbao

(Shaanxi Polytechnic Intitute，Xianyang 712000，China)

Abstract：The students in the traditional teaching method for some theory of mechanical principle can not understand deeply. Even if the students can do exercise, but to understand the principle only stays on the surface. In order to lead the students to further understand the principle and application of the mechanism theory further understand and teach the mechanical principle course, the author explores constantly in practice teaching and experiment. Take the transmission plane of epicyclic gear trains for the classic mechanical principle in computing as an example, the application of the method of fractional steps in the teaching of mechanical principle course is analyzed, and through the actual teaching, the teaching effect is verified. The results show that this method enhances the interest of the students for the course mechanical principle and understanding of knowledge and application.

Key words:fractional step，mechanical principle，plane epicyclic

收稿日期：2015-01-06

作者簡介：韓二豹(1978-)，男，講師，工程碩士，主要從事機(jī)械制造及自動(dòng)化等方面的研究。

中圖分類號(hào)：TH 12

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B