體驗活動教學在“機械基礎”中的應用

司開妹

摘要：“機械基礎”是機械類專業中的一門必修課，也是一門專業基礎課。教材中包括機械傳動知識，常用機構、軸系零件等，原理多，內容抽象，實踐性強。針對職業學生的現狀、生理心理特點，文章通過體驗活動教學可以很好地促進他們的思維、好奇心、主觀能動性等，對學好本課程本章節內容有事半功倍的效果。

關鍵詞：體驗活動；齒輪傳動；機械基礎

對于機械類專業的職校生而言，“機械基礎”是必修的課程之一，但它概念繁雜，且實踐經驗匱乏，理解掌握有一定的深度和難度。怎樣讓學生能輕松學習，并更好地為專業技術課服務？對于任課老師來說，首先是穩定學生的情緒，樹立他們的信心，然后再激發他們的學習樂趣。通過多年的實踐教學，發現體驗活動教學，對學生理解抽象概念，提高思維效率，發揮創造性方面有較好的成效。

體驗活動教學是學生的一種學習方式，主要是通過觀摩或直接使教學活動再現，使學生進入教學內容所描述的環境中進行學習、體驗、感悟來得到知識經驗的一種學習方法。

1 導入過程體驗

（1）課前準備：分組，搜集資料，學生拍攝帶傳動、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速之比，與各自的帶輪直徑和鏈輪齒數成反比。

（2）導入新課：觀看溜板箱中的車床變速機構。

教師問：視頻中的學生在干什么？學生答：通過換擋改變卡盤或工件的轉速。

教師問：不同材質的工件或不同技術要求的工件在車削時，常需要變換主軸轉速，思考下車床是用何種傳動機構來實現變速要求的呢？

PPT展示：齒輪傳動的世界。齒輪的發展要追溯到公元前，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展，從而導入齒輪傳動世界的第1學時——齒輪傳動的特點、分類及應用。

2 實施過程體驗

2.1 體驗活動l

（1）學生思考：4小組分發齒輪傳動模型，動一動，看看它有什么功用？能產生什么運動？又是怎么來實現這個功用的？

（2）教師引導：要產生運動，單個齒輪是無法實現的，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運動的？不是的，它必須滿足一對齒輪嚙合。要實現運動和動力的傳遞，必須一對齒輪的齒依次交替接觸。

（3）歸納總結：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用。

（2）教師引導：兩齒輪的軸線位置關系？（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？內表面？）想一想：他們是如何進行齒輪傳動的？各齒輪的旋轉方向又如何？

（3）學生體驗：將下發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）學生體驗：各齒輪副的軸線位置關系？是如何傳遞運動的？

（2）教師引導：模型中有哪些齒輪傳動類型？現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，接下來引導學生重點分析直齒圓柱齒輪傳動的應用場合。

（3）師生演示：沿齒寬同時進入或退出嚙合，容易產生沖擊、振動和噪音，傳動不平穩，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

學生體驗：手拿模型，轉動一個齒輪軸，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：齒輪傳動的工作原理：轉動軸，通過鍵帶動軸上的齒輪轉動，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：主動齒輪轉過一個齒，從動齒輪也轉過一個齒，假設主動輪轉速為N1，齒數為Z1，從動輪轉速為N2，齒數為Z2，那么在單位時間內兩個齒輪轉過的齒數應該是相等的。

n1z1=n2z2

引入傳動比一主從動輪的轉速之比，即：

i12=n1/n2=z2/z1

結論：齒輪傳動的傳動比是主動齒輪與從動齒輪的轉速之比，也等于兩齒輪齒數之反比。

2.3.2 傳動比的練習鞏固

學生體驗：轉動模型，觀看主從動輪；細點齒數，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）學生體驗：蝸桿傳動，轉動并細點齒輪。蝸桿齒輪沒法數，怎么辦？

（2）教師引導：Z1不代表齒數，而是指他的頭數。一般蝸桿頭數為1，2，4，6。

（3）觀察分析：學生分析頭數，計算傳動比，得出結論：蝸桿傳動的傳動比比較大。

（4）教師總結：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構尺寸，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，各小組根據所選的任務，進行討論。

（4）學生體驗觀察。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、摩托車等生產實踐中的齒輪傳動。

教師引導，學生觀察分析，得出相應任務中的特點。

（5）歸納總結：齒輪傳動的特點（優點：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；結構緊湊，可實現較大的傳動比；傳動效率高，使用壽命長；維護簡便。缺點：運轉過程中有振動、沖擊和噪聲；齒輪安裝要求較高；不能實現無極變速；不適宜用在中心距較大的場合）。

3 練習鞏固體驗

課堂練習是課堂教學的重要組成部分，恰到好處的練習不僅能鞏固知識，而且能啟發思維，培養能力。因此，要精心設計練習，充分調動學生的學生的積極性，激發學生的學習興趣和注意力。通過設置選擇題、判斷題、填空題三大類型，引導學生思考回答。

學生體驗：小組論，翻閱書籍，查看資源庫，動手演示等完成布置的任務。

教師總結：①對練習中出現的問題，進行解答，并鼓勵大家積極動腦，理論聯系實際，真正掌握所需的知識點。②羅列本節課的知識點——齒輪傳動的概念；齒輪傳動的常用類型及應用；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”的理論知識與實踐結合得很緊密，為了能為學生提供獲取知識、內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：去生活、生產實踐或網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）學生體驗：找一找，連一連常用齒輪傳動他們各自的類型及應用，不斷充實豐富本堂課的知識。

5 結語

通過體驗活動教學，除了讓學生掌握所傳授的知識點外，還能讓學生養成多看、多想、多動手的良好學習習慣；提高學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；培養團隊協作精神，大大激發學生對“機械基礎”這門課程的學習興趣。