基于分步法的機械原理教學方法探索

韓二豹

(陜西工業(yè)職業(yè)技術學院，陜西 咸陽 712000)

基于分步法的機械原理教學方法探索

韓二豹

(陜西工業(yè)職業(yè)技術學院，陜西 咸陽 712000)

摘要：傳統(tǒng)教學方法中學生對于機械原理的某些理論不能夠深刻理解，即使會做題了，對機械原理的理解也還停留在表面。為了進一步帶領學生深入地理解和應用機械原理，了解機械原理理論，教授好機械原理課程，在實際教學中進行了探索和實驗。以機械原理中最為經(jīng)典的平面周轉輪系傳動計算為例，解析和探索分步法教學在機械原理課程中的應用，并通過實際教學授課，驗證了教學效果。結果表明，此方法增強了學生對于機械原理課程的興趣及對知識的理解和運用。

關鍵詞：分步法；機械原理；平面周轉輪系

1分步法教學概要

基于分步法的教學方法，是在教好學生基礎知識的基礎上，依據(jù)學生學情，為提高學生對課程的興趣及對知識的理解和運用而進行的教學活動。具體的方法為先清楚基本內(nèi)容，再多種方法講解，最后進行結果效果回饋。

機械原理作為機械類的經(jīng)典課程，很適合此教學方法。以平面周轉輪系傳動比的計算為例：首先，使學生清楚傳動比[1]的基本概念；其次，運用多種方法，讓學生從不同的層面、不同的維度思考，取得新的獨特感受，達到深刻理解基本內(nèi)容，實現(xiàn)教學效果；最后，將該教學效果進行回饋，進一步思考和理解授課內(nèi)容，達到融匯貫通的效果。

目前，有關周轉輪系傳動比的計算方法比較多，例如力矩法、移點法、圖表法和矢量法[2]等。反轉法在日常教學中仍占據(jù)主要地位，但采用該計算方法，學生對于公式的運用、理解難度大，使用過程中極易出錯。

2具體教學舉例

圖1　輪系機構

本文以典型的移點法為例，實際授課時可以多采用幾種方法，效果會更好。

輪系機構如圖1所示，已知Z1=120，Z2=40，Z3=40，N1=120，NH=20。求N3。

2.1經(jīng)典的反轉法計算[3]

由圖1得到：

即N3與N1轉向相反。

2.2移點法計算

根據(jù)移點法原理，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)軸對應位置如圖2所示。因為實際NH=20,故按照移點法將NH0移到數(shù)軸上20處，相當于數(shù)軸向左移動20個單位得到N3和N1的實際位置(見圖3)，N3=-280，即N3與N1轉向相反。

圖2　移點法圖解第1步　　圖3　移點法圖解結果

2.3分析和反饋

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

由于對移點法計算方法的講解是在原來反轉法的基礎上，整個方法雖然形式不同，但根本是相通的，這樣可以自然地引發(fā)學生主動思考，培養(yǎng)獨立的思維習慣和科學精神，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更加深刻，在實際的解題和應用中，自然而然地將所學知識融會貫通。此時，再從頭去整理和回顧整個過程，不難發(fā)現(xiàn)，移點法是從反轉法原理而來的，對課本內(nèi)容會理解的更加深入透徹，從而達到良好的教學效果。

3結語

本文旨在將分步法教學的方法運用于機械原理教學中，并用實例進行教學分析，在實際教學中激發(fā)學生學習興趣，增強學習效果。對于授課效果測試的甲、乙兩自然班，都是先用反轉法講解，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，分步法教學應用在機械原理教學中，能夠調整學生的學習思維，提高學習興趣，使學生舉一反三，在實際教學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)

分步法教學可以提高教學效果，并且理論簡單，可以激發(fā)學生學習熱情，啟迪學生思維，非常適合機械原理教學；同時，這種教學思維也可以推廣到其他課程。在應用過程中應注意：1)該方法是在原有基礎上進一步提高或者深入的教學辦法，必須掌握好基本知識；2)教學中選用的新方法最好簡單、易學和易懂。

參考文獻

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

[2] 符偉.復數(shù)矢量法在周轉輪系傳動比計算中的應用[J].機械科學與技術,2000,19(2):261-262.

[3] 申永勝.機械原理[M].北京：清華大學出版社,1998.

責任編輯彭光宇

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，主要從事機械制造及自動化等方面的研究。

中圖分類號：TH 12

文獻標志碼:B