体验活动教学在“机械基础”中的应用

司开妹

摘要：“机械基础”是机械类专业中的一门必修课，也是一门专业基础课。教材中包括机械传动知识，常用机构、轴系零件等，原理多，内容抽象，实践性强。针对职业学生的现状、生理心理特点，文章通过体验活动教学可以很好地促进他们的思维、好奇心、主觀能动性等，对学好本课程本章节内容有事半功倍的效果。

关键词：体验活动；齿轮传动；机械基础

对于机械类专业的职校生而言，“机械基础”是必修的课程之一，但它概念繁杂，且实践经验匮乏，理解掌握有一定的深度和难度。怎样让学生能轻松学习，并更好地为专业技术课服务？对于任课老师来说，首先是稳定学生的情绪，树立他们的信心，然后再激发他们的学习乐趣。通过多年的实践教学，发现体验活动教学，对学生理解抽象概念，提高思维效率，发挥创造性方面有较好的成效。

体验活动教学是学生的一种学习方式，主要是通过观摩或直接使教学活动再现，使学生进入教学内容所描述的环境中进行学习、体验、感悟来得到知识经验的一种学习方法。

1 导入过程体验

（1）课前准备：分组，搜集资料，学生拍摄带传动、链传动及普车溜板箱视频。

小组归纳：①工作原理。带传动则依靠带与带轮接触面间产生的摩擦力或啮合力来传递运动与动力的；而链传动是依靠链轮轮齿与链条的啮合来传递运动和动力的。②传动比。带传动和链传动的转速之比，与各自的带轮直径和链轮齿数成反比。

（2）导入新课：观看溜板箱中的车床变速机构。

教师问：视频中的学生在干什么？学生答：通过换挡改变卡盘或工件的转速。

教师问：不同材质的工件或不同技术要求的工件在车削时，常需要变换主轴转速，思考下车床是用何种传动机构来实现变速要求的呢？

PPT展示：齿轮传动的世界。齿轮的发展要追溯到公元前，迄今已有3 000年的历史。从古代时期的青铜齿轮、铸造齿轮、人字齿轮传动等到现在的新型齿轮传动，目前正向重载、高速、高精度和高效率等方向发展，从而导入齿轮传动世界的第1学时——齿轮传动的特点、分类及应用。

2 实施过程体验

2.1 体验活动l

（1）学生思考：4小组分发齿轮传动模型，动一动，看看它有什么功用？能产生什么运动？又是怎么来实现这个功用的？

（2）教师引导：要产生运动，单个齿轮是无法实现的，必须要有一对齿轮，是不是任意两个齿轮放在一起就能实现运动的？不是的，它必须满足一对齿轮啮合。要实现运动和动力的传递，必须一对齿轮的齿依次交替接触。

（3）归纳总结：齿轮传动是利用齿轮副（一对齿轮的齿依次交替接触）来传递运动和（或）动力的一种机械传动。

2.2 体验活动2

2.2.1 齿轮的类型

（1）学生思考：桌上的齿轮传动模型各不相同，观看其差异，并为其起个响亮的名字。引入齿轮传动的常用类型及应用。

（2）教师引导：两齿轮的轴线位置关系？（平行？相交？垂直？交错？）这些齿轮轮齿方向都有什么样的不同？（直的？斜的？外表面？内表面？）想一想：他们是如何进行齿轮传动的？各齿轮的旋转方向又如何？

（3）学生体验：将下发的齿轮传动模型进行分类。

（4）活动提升：大家各抒己见，讨论热烈，单对的齿轮传动类型不在话下，接下来列举复杂的模型，里面有很多齿轮副在进行传动，那么这叫什么？后面会介绍到，它的名字叫轮系。

2.2.2 齿轮传动的类型

（1）学生体验：各齿轮副的轴线位置关系？是如何传递运动的？

（2）教师引导：模型中有哪些齿轮传动类型？现代机器中广泛采用各种类型的齿轮传动，其中直齿圆柱齿轮传动是最基本的一种传动形式，接下来引导学生重点分析直齿圆柱齿轮传动的应用场合。

（3）师生演示：沿齿宽同时进入或退出啮合，容易产生冲击、振动和噪音，传动不平稳，与其他类型的齿轮比较，制造简单，成本低。

2.3 体验活动3

2.3.1 传动比的概念

学生体验：手拿模型，转动一个齿轮轴，观察运动情况。

教师提问：在这对齿轮传动中哪个是主动件？主动件如何运动？哪个是从动件？从动件怎样运动？

归纳总结：齿轮传动的工作原理：转动轴，通过键带动轴上的齿轮转动，通过齿轮啮合，把运动和动力传递给另一个齿轮。

教师提问：传动比大小是如何的？

（5）观察分析：主动齿轮转过一个齿，从动齿轮也转过一个齿，假设主动轮转速为N1，齿数为Z1，从动轮转速为N2，齿数为Z2，那么在单位时间内两个齿轮转过的齿数应该是相等的。

n1z1=n2z2

引入传动比一主从动轮的转速之比，即：

i12=n1/n2=z2/z1

结论：齿轮传动的传动比是主动齿轮与从动齿轮的转速之比，也等于两齿轮齿数之反比。

2.3.2 传动比的练习巩固

学生体验：转动模型，观看主从动轮；细点齿数，得出Z1，Z2。

分析计算：代入公式，得出传动比大小。

2.3.3 活动提升

（1）学生体验：蜗杆传动，转动并细点齿轮。蜗杆齿轮没法数，怎么办？

（2）教师引导：Z1不代表齿数，而是指他的头数。一般蜗杆头数为1，2，4，6。

（3）观察分析：学生分析头数，计算传动比，得出结论：蜗杆传动的传动比比较大。

（4）教师总结：对于一对齿轮的传动比不宜过大，否则将增加传动装置的结构尺寸，并使两齿轮的工作状况差别增大。通常，圆柱齿轮副的传动比i≤8，圆锥齿轮副的传动比i≤5。

2.4 体验活动4

（1）观察视频图片：学生打开身边的电脑，从资源库中点开齿轮传动方面的实例，进行分析思考。

（2）教师提问：齿轮传动是生活与生产实践中最常用的一种机械传动，那么认识这些装置吗？齒轮传动应用如此广泛，想一想：它有什么特点？

（3） PPT展示：将齿轮传动的特点进行细化成四大块，各小组根据所选的任务，进行讨论。

（4）学生体验观察。①动手体验观察：打蛋器、手表、时钟、卷笔刀等生活中的齿轮传动；②资源库中观察：减速器、齿轮泵、车床、汽车、摩托车等生产实践中的齿轮传动。

教师引导，学生观察分析，得出相应任务中的特点。

（5）归纳总结：齿轮传动的特点（优点：瞬时传动比叵定不变，工作可靠性高，传递运动准确可靠；传递的功率和圆周速度范围较宽；结构紧凑，可实现较大的传动比；传动效率高，使用寿命长；维护简便。缺点：运转过程中有振动、冲击和噪声；齿轮安装要求较高；不能实现无极变速；不适宜用在中心距较大的场合）。

3 练习巩固体验

课堂练习是课堂教学的重要组成部分，恰到好处的练习不仅能巩固知识，而且能启发思维，培养能力。因此，要精心设计练习，充分调动学生的学生的积极性，激发学生的学习兴趣和注意力。通过设置选择题、判断题、填空题三大类型，引导学生思考回答。

学生体验：小组论，翻阅书籍，查看资源库，动手演示等完成布置的任务。

教师总结：①对练习中出现的问题，进行解答，并鼓励大家积极动脑，理论联系实际，真正掌握所需的知识点。②罗列本节课的知识点——齿轮传动的概念；齿轮传动的常用类型及应用；齿轮传动的传动比；齿轮传动的特点。

4 拓展提升体验

“机械基础”的理论知识与实践结合得很紧密，为了能为学生提供获取知识、内化价值观和掌握技能的机会，教师可布置一些拓展提升题。

（1）布置任务：去生活、生产实践或网上多搜集些齿轮传动的实例，然后判别下它们所属的类型。

（2）学生体验：找一找，连一连常用齿轮传动他们各自的类型及应用，不断充实丰富本堂课的知识。

5 结语

通过体验活动教学，除了让学生掌握所传授的知识点外，还能让学生养成多看、多想、多动手的良好学习习惯；提高学生理论与实际的衔接能力、善于观察、分析和解决问题的能力；培养团队协作精神，大大激发学生对“机械基础”这门课程的学习兴趣。