机械基础课程教案(精选8篇)
一、课程概况
这是一门化工类各专业必修的专业基础课。通过本课程的学习,要求学生掌握自动控制的基本原理和概念,并具备对自动控制系统进行分析、计算、实验的初步能力,从理论上为后继专业课程的学习创造必要的条件,为学生将来从事工业自动化专业的工程技术工作和科研工作打下坚实的基础。计划理论32学时,实验8学时。
二、学习本课程必备的理论基础、高等数学和工程数学是本课程的重要基础,学生在学习本课程前,应具备微分方程、差分方程、复变函数、积分变换、矩阵等有关数学知识。、电路与磁路、电子技术基础两门课程,是本课程的先修课程。、学生在学习本课程前,需要有一定的化工、电机、自动控制元件等方面知识。
三、课程主要内容和学时分配 第一章 绪论
主要内容:自动控制的现状与发展、基本概念,自动控制系统的组成机构;自动控制系统的分类、基本要求,自动控制理论的发展历史。
基本要求:(1)了解化工过程控制论的基本含义和研究对象,学习本课程的目的和任务;掌握广义系统动力学方程的含义。(2)了解系统、广义系统的概念,了解系统的基本特性;了解系统动态模型和静态模型之间的关系。(3)掌握反馈的含义,学会分析动态系统内信息流动的过程,掌握系统或过程中存在的反馈。(4)了解广义系统的几种分类方法;掌握闭环控制系统的工作原理、组成;学会绘制控制系统的方框图。(5)了解控制系统中基本名词和基本变量。(6)了解正反馈、负反馈、内反馈、外反馈的概念。(7)了解对控制系统的基本要求。
重点:(1)学会用系统论、信息论的观点分析广义系统的动态特性、信息流,理解信息反馈的含义及其作用。(2)掌握控制系统的基本概念、基本变量、基本组成和工作原理;绘制控制系统方框图。
难点 :广义系统的信息反馈及控制系统方框图的绘制。第二章 系统的数学模型
主要内容:系统的微分方程、传递函数;传递函数方框图、相似原理;MATLAB描述。基本要求:(1)了解数学模型的基本概念。能够运用动力学、电学及专业知识,列写机械系统、电子网络的微分方程。(2)掌握传递函数的概念、特点,会求传递函数的零点、极点及放大系数。(3)能够用分析法求系统的传递函数。(4)掌握各个典型环节的特点,传递函数的基本形式及相关参数的物理意义。(5)了解传递函数方框图的组成及意义;能够根据系统微分方程,绘制系统传递函数方框图,并实现简化,从而求出系统传递函数。(6)掌握闭环系统中前向通道传递函数、开环传递函数、闭环传递函数的定义及求法。掌握干扰作用下,系统的输出及传递函数的求法和特点。(7)了解相似原理的概念。(8)了解系统的状态空间表示法,了解MATLAB中,数学模型的几种表示法。
重点:(1)系统微分方程的列写。(2)传递函数的概念、特点及求法;典型环节的传递函数。(3)传递函数方框图的绘制及简化。
难点:(1)系统微分方程的列写。(2)传递函数方框图的绘制及简化。第三章 系统的时间响应分析
主要内容:时间响应的基本概念、典型输入信号及其变换;一阶系统的响应特性;二阶系统响应;系统误差分析与计算、高阶系统;单位脉冲函数在时间响应中的作用;MATLAB函数命令及其应用。
基本要求:(1)了解系统时间响应的组成;初步掌握系统特征根的实部和虚部对系统自由响应项的影响情况,掌握系统稳定性与特征根实部之间的关系。(2)了解控制系统时间响应分析中的常用的典型输入信号及其特点。(3)掌握一阶系统的定义和基本参数,能够求解一阶系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应及单位斜坡响应;掌握一阶系统时间响应曲线的基本形状及意义。掌握线性系统中,存在微分关系的输入,其输出也存在微分关系的基本结论。(4)掌握二阶系统的定义和基本参数;掌握二阶系统单位脉冲响应曲线、单位阶跃响应曲线的基本形状及其振荡情况与系统阻尼比之间的对应关系;掌握二阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系。(5)了解主导极点的定义及作用;(6)掌握系统误差的定义,掌握系统误差与系统偏差的关系,掌握误差及稳态误差的求法;能够分析系统的输入、系统的结构和参数以及干扰对系统偏差的影响。(7)了解单位脉冲响应函数与系统传递函数之间的关系。
重点:(1)系统稳定性与特征根实部的关系。(2)一阶系统的定义和基本参数,一阶系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应及单位斜坡响应曲线的基本形状及意义。(3)二阶系统的定义和基本参数;二阶系统单位脉冲响应曲线、单位阶跃响应曲线的基本形状及其振荡情况与系统阻尼比之间的对应关系;二阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系。(4)系统误差的定义,系统误差与系统偏差的关系,误差及稳态误差的求法;系统的输入、系统的结构和参数以及干扰对系统偏差的影响。
难点 :(1)二阶系统单位脉冲响应曲线、单位阶跃响应曲线的基本形状及其振荡情况与系统阻尼比之间的对应关系;二阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系。(2)系统的输入、系统的结构和参数以及干扰对系统偏差的影响。第四章 系统的频率特性分析
主要内容:频率特性概念、特点、作用、求取方法;图示方法(极坐标图、对数坐标图);频率特性的特征量、最小相位与非最小相位系统的概念;MATLAB分析频率特性方法。
基本要求:1.掌握频率特性的定义和代数表示法以及与传递函数、单位脉冲响应函数和微分方程之间的相互关系;掌握频率特性和频率响应的求法;掌握动刚度与动柔度的概念。2.掌握频率特性的图和
图的组成原理,熟悉典型环节的图和
图和
图的特点及其绘制,掌握一般系统的的图的特点和绘制。3.了解闭环频率特性与开环频率特性之间的关系。4.掌握频域中性能指标的定义和求法;了解频域性能指标与系统性能的关系。5.了解最小相位系统和非最小相位系统的概念。
重点:1.频率特性基本概念、代数表示法及其特点。2.频率特性的图示法的原理、典型环节的图示法及其特点和一般系统频率特性的两种图形的绘制。3.频域中的性能指标。
难点:1.一般系统频率特性图的画法以及对图形的分析。2.频域性能指标和时域性能指标之间的基本关系。第五章 系统的稳定性
主要内容:稳定性的概念与条件;稳定性判据,包括Routh、Nyquist、Bode等三种方法;相对稳定性;MATLAB分析稳定性的方法。
基本要求:1.了解系统稳定性的定义、系统稳定的条件;2.掌握件和充要条件,学会应用
判据的必要条
判据判定系统是否稳定,对于不稳定系统,能够指出系统包含不稳定的特征根的个数;3.掌握Nyquist判剧;4.理解Nyquist图和Bode图之间的关系; 5.掌握Bode判剧;6.理解系统相对稳定性的概念,会求相位裕度和幅值裕度,并能够在Nyquist图和Bode图上加以表示。
重点:1.Routh判剧、Nyquist判剧和Bode判剧的应用;2.系统相对稳定性;相位裕度和幅值裕度求法及其在Nyquist图和Bode图的表示法。
难点:Nyquist判剧及其应用。第六章 系统的性能指标与校正
主要内容:性能指标、校正的概念与目的;校正的方法,包括串联、PID、反馈、顺馈等;MATLAB设计系统校正的方法。
基本要求:(1)了解系统时域性能指标、频域性能指标和综合性能指标的概念;了解频域性能指标和时域性能指标的关系。(2)了解系统校正的基本概念。(3)掌握增益校正的特点;熟练掌握相位超前校正装置、相位滞后校正装置和相位滞后—超前校正装置的模型、频率特性及有关量的概念、求法及意义;掌握各种校正装置的频率特性设计方法;熟练掌握各种校正的特点。(4)掌握PID校正的基本规律及各种调节器的特点;掌握PID调节器的工程设计方法。(5)掌握反馈校正、顺馈校正的定义、基本形式、作用和特点。
重点:(1)各种串联无源校正装置的模型、频率特性及有关量的概念、求法及意义;各种校正装置的特点及其设计方法。(2)PID校正的基本规律及各种调节器的特点;PID调节器的工程设计方法。(3)反馈校正、顺馈校正的定义、基本形式、作用和特点。
难点:(1)各种串联无源校正装置的设计。(2)PID调节器的工程设计方法。
四、教材与参考文献目录
教材:《自动控制原理》,巨林仓等编著,中国电力出版社出版 参考文献:
1.《自动控制原理》,李友善主编,朱克定主审,国防科技大学出版社出版 2.《自动控制原理》,孙虎章主编,中央广播电视大学出版社出版 3.《自动控制原理》,胡寿松主编,国防工业出版社出版(第四版)4.《自动控制原理》,周其节主编,华南理工大学出版社出版
五、实验教学目标与基本要求
实验是该课程重要的实践教学环节。目的旨在:验证理论知识,通过实验加强学生的实验手段与实践技能;掌握常用电工仪器仪表的使用方法,培养学生分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神;学生自行设计、自主实验,真正培养学生的实践动手能力,全面提高学生的综合素质。
1.动手能力的培养: 通过实验,使学生对实验所用仪器、设备单元的用途和使用方法有足够的了解和掌握,并且要求学生做到:能够独立分析和排除实验用仪器、设备单元的常见故障;能够利用现有实验装置和仪器、仪表正确获取、处理实验数据。2.组织实验能力的培养:要求学生按照实验项目的原则要求和指标要求,自行拟定实验提纲,自行设计组织实验,自行设计实验方案,自行设计实验表格,自行决定需要测取的实验数据,自行决定实验小组人数,自行安排实验进程。最终上交完整合格的实验报告。
3.分析问题和解决问题能力的培养:实验中只向学生提供必要且完整的实验装置说明,提出实验目的、实验要求,以及欲达到的实验指标。要求学生能够正确运用学过的理论知识,通过实验掌握系统的调试方法,提高工程设计能力。
4.思维能力和创新能力的培养:通过启发、组织学生设计创新性实验,活跃学生的学术思想,使其对所学内容提出一些新的见解,进而 提高学生的创新能力。
5.综合素质的培养:通过对实验准备、实验过程组织以及实验报告整理书写(实验报告中含实验数据分析等内容)等项要求的不断调整,全面提高学生的综合素质,为进一步接触实践,走向社会打下坚实的基础。
六、实验项目及教学安排
1.MATLAB软件及其应用仿真
2学时; 2.典型环节及二阶系统的暂态过程分析 2学时; 3.线性系统频率特性的测试 1学时;4.PID控制器的动态特性
1学时;
七、实验教材及参考书
《自动控制实验指导书》,《MATLAB语言及其应用》
八、教学方法与手段
多媒体课件教学,将计算机辅助软件 MATLAB 应用于本课程教学,避免了繁琐的数学推导和计算,化抽象为具体,通过仿真,使学生更直观的掌握本课程的基本概念。
九、考核方式和成绩评定
考核分为二部分:一是平时作业、课堂测验和实验成绩,占总成绩的 40% ;二是该课程的期末考试,占总成绩的 60%。
1 激发学生学习兴趣, 提高快乐课堂教学效果。
学习兴趣是学生对学习活动或学习对象的一种积极认识或意识倾向。当一个学生对某门学科发生兴趣时, 他总是心情愉快地去学习, 积极主动地获取知识。在课堂教学中, 重视培养学生的学习兴趣, 创设轻松愉快、生动活泼的课堂气氛, 是激发学生学习动力的关键。在教学中, 重点从以下几方面入手培养学生的学习兴趣。
1.1 以“奇”激趣。
课堂中的“奇”能激发学生的学习兴趣, “奇”是学习内部动机的源泉。学生对什么都好奇, 心理学上称这种特征为“潜兴趣”, 教学时充分利用“潜兴趣”就能激发学生的学习兴趣。使之在快乐中学习。在学习变速机构时, 向同学们介绍驾驶员在驾驶汽车时, 经常用右手拨动右侧的拨杆, 根据路况使汽车行驶速度时快时慢, 有时还要把车向后倒。告诉学生驾驶员拨动拨杆的操作, 是在改变一对齿轮传动比的大小和方向, 从而改变车轮的转速和转向。使学生感到很新奇, 从而激发了学生的学习兴趣。
1.2 以“疑”激趣。
疑即疑难, 解决疑难是学生学习的需要, 提出疑难, 让学生去思考, 更是教学的关键环节。在学习棘轮机构时, 可以向学生提问:a.我们在骑自行车时, 脚踩自行车踏板向前行驶, 而反转踏板时, 自行车却为什么不会实现倒车?b.卷扬机在提升货物之后, 尽管机器已经停止工作, 但货物却为什么不会下降, 而是稳稳地停在空中?一连串的疑问, 激发起学生的求知欲望。
1.3 以“趣”激趣。
“趣”, 既可活跃课堂, 又可激发学生学习兴趣, 教学中注意教学的趣味性, 学生一定沉浸于欢乐之中。槽轮机构是一种常用的间歇运动机构。在电影放映机上的卷片机构, 为了适应人们的视觉暂留现象, 要求影片作间歇运动, 它采用四槽槽轮机构, 当传动轴带动圆销每转过一周, 槽轮相应地转过90°, 因此能使影片的画面作短暂的停留。使学生听了以后兴趣盎然。
1.4 体验成功, 获得乐趣。
苏霍姆林斯基曾说过:“成功的欢乐是一种巨大的情感力量, 它能使学生产好好学习的愿望。”所以, 教师要做到深入钻研教材, 因材施教, 使不同层次的学生都有所收获, 都能体会到成功的欢乐。当代职业学生的表现欲望强烈, 同学、尤其是老师的激励和赞扬是他们实现持续自主学习、提高学习效率和学习兴趣的有效保障。
2 利用多媒体辅助教学, 提高课堂教学效率
本学科的很多内容如各种机构的教学, 要求有动态的演示, 在缺乏教具和设备的情况下, 采用多媒体辅助教学, 使枯燥的内容变得生动形象, 可以充分调动学生的学习积极性, 这种教学方法深受学生欢迎。
在学习铰链四杆机构、凸轮机构、间歇运动机构时, 采用CAI课件, 把曲柄摇杆机构的急回特性、死点位置, 凸轮机构的从动件运动规律, 以及间歇运动机构的特点生动形象地进行演示, 在教学过程中, 师生之间的信息交流和反馈得以加强。声、像、文、图并茂的教学信息, 增强了教学的艺术效果, 增强了学生对学习内容的认识和理解, 提高了课堂教学效率。
3 理论联系实际, 培养学生的实践能力
本课程从生产实践中发展起来, 而又直接为生产实践服务的学科, 因此, 它是一门与生产实践紧密联系的课程, 在教学中有意识地引导学生理论联系实际, 培养学生分析问题和解决问题的能力。
3.1 结合生活和生产实际, 理解书本知识。
书本知识往往理论性较强, 较为抽象, 能有机地与日常生活和实际相结合, 能起到事半功倍的教学效果。在学习机构和机器的概念时, 学生往往只是死记硬背, 结果只能是一知半解。如能结合日常生活中的例子:自行车是一种机构, 摩托车、电瓶车都是一种机器, 摩托车、电瓶车能实现能量转换, 摩托车能将化学能转变成机械能, 电瓶车能将电能转变成机械能。在学习导杆机构时, 可以结合农村家庭用的手摇抽水机, 来讲解移动导杆机构的工作原理, 利用自卸翻斗车自卸货物原理, 来学习曲柄摇块机构, 利用缝纫机的踏板机构, 来讲解曲柄摇杆机构的死点位置。
3.2 结合课堂教学, 培养学生自制教具的能力。
在学完铰链四杆机构以后, 在学生对铰链四杆机构的运动规律基本了解后, 利用课余时间, 在学生中开展自制铰链四杆机构的小制作比赛, 并且要和上一届同学的作品相比较, 看看哪些同学做得好, 同学们的参赛积极性非常高。小制作做好以后, 请同学们拿自己的作品进行演示, 然后进行评比。通过小制作比赛, 既增强了学生的动手能力又巩固和加深了理论知识, 对曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构的存在条件有了更深的了解。
3.3 进行现场参观教学。
参观教学可以使学生接触实际事物, 使教学活动和生产实际紧密地联系起来, 增强学生感性认识, 加深对教材理论知识的理解。在学完曲柄摇杆机构后, 组织学生到实习工厂参观, 认真观察牛头刨床、往复式运输机和插床等设备的工作原理。让学生观察牛头刨床的进给动作, 使学生发现进刀时慢, 退刀时快, 更进一步了解曲柄摇杆机构的急回特性。再如在讲授完凸轮机构、间歇运动机构、离合器、联轴器和制动器之后, 请工人师傅给予现场操作。任课教师边参观边讲解, 这样就会使学生对所学知识有了更深的印象。同时参观教学法还能使学生受到爱岗敬业、吃苦耐劳等良好的职业道德教育, 可谓是一举多得。
【关键词】《机械基础》教学现状 教学手段 教学方法
《机械基础》课由于涉及知识面广,内容复杂、抽象,并且在日常学习中学生与实际接触也不多。对工程实际缺乏感性认识,在学习中大多只能靠死记硬背,再加上技师学院学生普遍底子薄,往往使学生感到枯燥乏味,进而失去学习的热情。由于学生丧失学习兴趣,实际的教学效果就可想而知了。面对这种状况,我在实际教学中采取了以下方法。
一、深入分析技师学院《机械基础》教学的现状,制订相应改进措施
技师学院《机械基础》教学中存在的主要问题有:
1.基础教学课程安排不合理,课程安排过于繁杂,找不到重点,教材内容过于老化,不能及时更新教材从而影响了教学质量。
2.理论脱离实践,对于实践课程的重视不够,使得学生不能很好地掌握一些实践环节,学生不能很好地掌握高效率的操作技巧。
3.教师的技能水平有限,教学方式存在局限性。
针对以上存在的诸多问题,进行相应的改革以适应时代的发展需求。
首先,要选择性地学习与《机械基础》相关的知识,相关课程的学习要突出重点,做到新、精、实用,这样才能较高效地利用有限的教学时间。在教学过程中,原有的课程内容中有许多陈旧落后的知识已跟不上时代的步伐,这就意味着它已经不适应社会的发展,因此教学内容不能一成不变,内容要有针对性,灵活性要强,要不断随着学科进步而更新教材,丰富其中的内容,引入学科的前沿知识。顺应时代的发展,为社会培养更多实用型人才而推进社会的进步。
其次,要重视学生的实践能力的培养。《机械基础》实践为主的专业,这就要求学生具有较强的实践动手能力,从实践中领会专业技术要点,在教学过程中,尽量将学生带到实践现场去上课,一边讲一边看,一边教一边练,也可以直接把学生带到车间来上课以此来增加教学氛围,提高学生的学习兴趣。
二、充分利用现代教学手段和多种教学方法。提高学生学习《机械基础》的兴趣
随着科学技术的发展,光靠黑板上的板书远远不能够满足学生对于知识的理解,因此教师在教学中要运用更多的技术性知识。互联网技术和多媒体技术的日益发达,为高职教育面向现代化提供了广阔天地,也为《机械基础》充分利用现代化教学手段提供了极大的便利。
老师可以通过多媒体课件,利用机构的仿真动画,使学生更形象地理解课堂上不易讲清的机构工作原理,使课堂教学更直观、更生动、更有趣,使得学生们能够直观地感受到生产的全过程,加深对知识的理解,并且调动学生们对于学习的积极性,培养他们的专业兴趣以及分析问题、解决问题的能力,进而增强学生的创新能力。与此同时还可以节省老师画图时间。老师还可以打破时空的限制,在课堂上播放工厂现场机器工作录像,使学生了解实际中机器的工作情况,对机器工作原理、各种机构的运动原理、零件的结构特点有更深入的理解,提高学生的机械运用意识。
三、整合《机械基础》课程教学内容,加强典型内容的应用训练
《机械基础》课程的研究对象是机械中的常用机构及一般工作条件下和常用参数范围内的通用零、部件,研究其工作原理、结构特点、运动和动力性能、基本设计理论、计算方法以及一些零部件的选用和维护,重点解决常用机构及通用零部件的分析和设计问题,内容繁杂,如果面面俱到地照本宣科,难免枯燥乏味,学生消化、吸收也感到困难。过去那种“满堂灌”的教学方式会使学生产生畏难和厌学的情绪。因此,在日常教学中我对所涉及的内容的难度和广度做了很大的调整,遵循应知应会的原则,打破以往以知识传授为主要特征的传统学科课程教学模式,将机械产品开发设计和机械设备维修过程所涉及的工程材料知识、材料强度和刚度分析知识、机械传动的知识、机构的设计和常用零部件选用和设计的有关知识等必需知识进行深度融合,以实际机器为项目导向,以工厂典型产品开发的技术流程为中心重新组织课程内容。事实证明,这样教学学生容易接受,在教学中取得了一定的教学效果。
四、教师要不断提高自己的技能水平,教学过程中要突出学生的主体作用,发挥教师的主导作用
“双师型”(讲师、技师)专业教师更是技师学院师资力量的一个重要体现,这就使得院校在培养学生的同时加强老师队伍的建设,不断提高老师的技能水平,从而培养出适应时代需求的优秀人才。与此同时在实际教学过程中教师要让学生明确自己是学习的主体,要对自己的学习负责,要学会自我管理、自我学习,发挥自己在学习上的主导作用。教师只是引导和评价,让学生在用中学、练中学。从而激发学生的成就感,提高学习兴趣。兴趣是最好的老师,学生一旦有了兴趣,他们的潜能就会得到最大程度的发挥,学生就会积极参与教学,做学习的主人。
总之,教无定法,贵在得法。在《机械基础》课程教学过程中,教师应针对教学实际及时调整教学策略,《机械基础》教学过程中老师尤其应当加大实践课的比重,坚持以学生为主体,调动学生学习的积极性和主动性,坚持教法创新,使学生始终保持浓厚的学习兴趣。为现代社会培养出更多符合社会需求的优秀技工人才。
参考文献:
[1]姜大源,世界职业教育课程改革的基本走势及其启示[J].中国职业技术教育,2008.
[2]黄塬,浅谈高职《机械设计基础》教学改革[J].职业,2008.
[3]《机械基础》项目教学方法初探[J].长春教育学院学报,2009,25(5):113—114.
第1单元 学时数: 学时
教学目的与要求:
了解机械的组成及机器、机构、构件和零件; 了解机械分析的一般程序和基本方法; 了解本课程的性质、任务、内容和学习方法。教学重点与难点:
重点:1.掌握机械的基本组成;
2.掌握机器、机械、机构、零件等概念。难点:机器与机构的区别。教学手段与方式: 课堂讲授,教学内容: 绪论
第一节 机械的组成
第二节 机械分析的一般程序和基本方法 第三节 本课程的性质、任务、内容和学习方法
绪论
第一节 机械的组成
本课程研究的对象是机械。它是机器与机构的总称。
一、机器与机构
在现代的日常生活和工程实践中随处都可见到各种各样的机器。例如:洗衣机、缝纫机、内燃机、拖拉机、金属切削机床、起重机、包装机、复印机等。机器——一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置,它用来完成一定的工作过程,以代替或减轻人类的劳动。
1.机器 的分类(按工作类型的不同分)
动力机器——实现能量转换;如:内燃机、电动机、蒸汽机、发电机、压气机等。
工作机器——完成有用的机械功或搬运物品;如:机床、织布机、汽车、飞机、起重机、输送机等。
信息机器——完成信息的传递和变换;如:复印机、打印机、绘图机、传真机、照相机等。
机器的种类繁多,它们的构造、用途和功能也各不相同。但具有相同的基本特征。
实例1:单缸四冲程内燃机(动画见课件)实例2:小型压力机(动画见课件)
2.机器的共有特征
①人为的实物(机件)组合体。
②各个运动实物之间具有确定的相对运动。
③代替或减轻人类劳动,完成有用功或实现能量的转换。凡具备上述①、②两个特征的实物组合体称为机构。
3.机器与机构的区别
机器能实现能量的转换或代替人的劳动去作有用的机械功,而机构则没有这种功能。
仅从结构和运动的观点看,机器与机构并无区别,它们都是构件的组合,各构件之间具有确定的相对运动。因此,通常我们把机器与机构统称为机械。机器的种类很多,但基本机构的种类不多,最常用的机构有:连杆机构,凸轮机构,齿轮传动机构,间歇运动机构。(动画见课件)
二、机器的组成 1. 按功能分析机器的组成
动力部分 传动部分
工作部分
控制部分
就功能来说,一般机器主要由四个基本部分组成:
动力部分——是机器工作动力源。最常见的是电动机和内燃机。
工作部分——是机器特定功能的执行部分。比如:汽车的车轮、起重机的吊钩、机床的刀架、飞机的尾舵和机翼以及轮船的螺旋桨等。
传动部分——联接原动机和工作部分的中间部分。比如:汽车的变速箱、机床的主轴箱、起重机的减速器等。
控制部分——控制机器的启动、停止和正常协调动作。比如:汽车的方向盘和转向系统、排挡杆,刹车及其踏板,离合器踏板及油门等就组成了汽车的控制系统。
实例3:分析自动洗衣机的组成(动画见课件)
2.按结构分析机器的组成
静联接 动联接 协调组合
零件 构件 机构
机器
与动力源 构件是组成机器的运动单元。
零件是组成机器的最基本单元(即制造单元)。
构件可以是单一的零件,也可以是由几个零件装配而成的刚性结构(如内燃机中的曲轴,连杆)。
通用零件——机器中普遍使用的零件。如:齿轮、螺钉、轴等。
专用零件——只在某些机器中使用的零件。如:内燃机中的活塞、起重机中的吊钩等。
部件——完成共同任务而结合起来的一组零件,它是机器装配的单元。如:联轴器、滚动轴承、减速器等。
实例4:分析带传动机构的组成?(动画见课件)实例5:分析链传动机构的组成?(动画见课件)
第二节 机械分析的一般程序和基本方法
在实际生产中,经常会要面临对现有机械设备和产品进行仿制、革新、使用、维护、维修等,这就需要对其进行种种分析。
本课程将以实物机械为对象,研究常用机构、通用零件与部件以及一般机器分析的基本理论和方法。
一、机械分析的一般程序
1.机械传动系统的运动分析
分析机械传动系统中执行构件的运动形式、原动机的类型、所用机构的类型、功能、性能特点、运动特点、运动参数、几何参数及标准等。
2.机械传动装置结构分析
分析机械传动装置中各基本机构、零部件及其组合的结构及其合理性,包括设计结构、工艺结构、装配结构等。
3.通用零件与部件的工作能力分析
分析通用零件与部件的功能、特点、结构、材料、标准,并作载荷分析、受力分析、失效分析、承载能力核算,了解提高工作能力的措施。
4.机械常用零部件的精度分析
根据整机及其零部件的功能要求,分析其尺寸精度、配合精度、形状位置精度、表面粗糙度。
二、机械分析的基本方法
1.理论和实践的紧密结合:将机械分析的理论与实际机构和机器的具体应用密切联系起来,并运用所学的原理进行观察和分析。2.抓住分析对象的共性:各种机构和机器具有许多共性的问题,在机械分析过程中,不仅应分析它们的特性,也要抓住它们之间的共性,从而可收到举一反三的效果,并培养创新意识。
3.采用综合分析的方法:工程问题都是涉及多方面因素的综合性问题,故要综合运用所学的基本理论和方法分析和解决有关的工程实际问题,在这一过程中往往需要采用分析、对比、判断等多种方法,以全面分析和解决问题。
第三节 本课程的性质、任务和学习方法
一、本课程的性质
本课程是一门介绍机械基本知识、基本理论和基本方法,并培养一定机械分析能力的技术基础课。
二、本课程的任务
1.掌握常用机构和通用零部件有关的基本知识和分析方法。
2.具有运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力。
3.培养有关的基本技能和综合分析能力;培养实际解决工程问题的能力。
4.培养创新意识和团队协作精神。
三、本课程的学习方法
1.着重基本概念的理解和基本分析方法的掌握,不强调系统的理论分析;
2.着重理解公式建立的前提、意义和应用,不强调对理论公式的具体推导;
3.注意密切联系生产实际,努力培养解决工程实际问题的能力。
机械工程部
任远
机械基础教案
项目一 认识机器
[课程名称] 机器的特征
[教材版本] 姜清德,李强主编。中等职业教育“十一五”规划教材——机械基础(机械类)。华中科技大学出版社
[教学目标与要求]
一、知识目标
掌握零件、构件、机构、机器的概念及机器的组成
二、能力目标
通过了解零件、构件、机构、机器的概念,能够掌握它们之间的区别与联系,在实际生产中准确分辨机器的组成部分及其作用。
三、教学要求
了解机器具有的共同特征,它们是由由若干构件组成的,各构件间具有确定的运动关系,能代替或减轻人们的劳动,去完成有用的机械功,变换或传递能量、物料和信息。
了解一部完整的机器由哪几部分组成,知道各个部分在机器中起着什么样的作用。
[教学重点] 机构、构件、零件、机器概念及其区别 机器的组成部分
[教学难点] 机构、构件、零件、机器概念及其区别 机器的组成部分
[教学方法] 讲授法、教师与学生互动法、归纳法。采用动画演示、注重启发引导式教学。
[教学安排] 教学步骤:讲授为主,穿插互动、提问与设问,最后小结。1学时(45分钟)
[教学过程]
一、导入新课(5分钟)
全自动洗衣机主要是由电动机、机体、叶轮、控制电路组成。当接通电源后,操作控制按钮,驱动电动机,经带传动使叶轮回转,搅动洗涤液实现洗涤;一旦设置好程序,全自动洗衣机就会自动完成洗涤、清洗、甩干等洗衣的全过程。
人骑自行车、汽车运动过程
二、新课(35分钟)
说到“机器”,人们自然会想到汽车、火车、内燃机、以及各种机床等,但是若问什么是“机器”?回答的会各不相同,甚至还会答不上来。(一)、机器的特征:
通过观察可发现,自行车可以加快人们的行进速度,减少能量消耗;汽车可以使行进速度更快,并且基本上替代了人类的劳动。
由以上的例子可以知道,机器具有以下特征:(1)、(2)、(3)、是多种人为实物的组合 各个部分间具有确定的相对运动
能代替或减轻人们的劳动和改善生活条件,完成有效的机械功或转换机械能。
(二)、零件、构件、机构、机械
1.零件和构件
(1)、零件:是机器及各种设备的基本组成单元(如螺钉、螺母),有时也将用简单方式练成的单元件称为零件(如轴承)。分为通用零件(各种机器普遍用到的)和专用零件(某种机器才用到的如活塞)。
(2)、构件:是机构中的运动单元(如齿轮)(3)、两者间的区别与联系
区别:零件是制造单元,相互之间没有运动。
构件是运动单元,相互之间有确定的相对运动。
联系:构件可以是一个独立的零件,也可以是由若干个零件组成 2.机器和机构
(1)、机构:是具有确定相对运动的构件的组合,它是用来传递运动和力的构件系统(如带传动机构、齿轮机构)
(2)、机器和机构的异同点:
不同点:机器能代替认的劳动完成能量或信息的转换,机构只能用来传递运动和力而不能做工或实现能量信息的转换。相同点:都是由构件组成,构件间都具有确定的相对运动。机构和机器统称为机械 3.机器的组成
一台完整的机器,通常由四部分组成:
(1)、(2)、(3)、动力部分:是机器能量的来源,它将各种能量转变为机器能。
工作部分:直接实现机器特定功能、完成生产任务的部分。
传动部分:按工作要求将动力部分的运动和动力传递、转换或分配给工作部分的中间装置。
(4)、控制部分:是控制机器起动、停车和变更运动参数的部分。
三、小结(5分钟)
1、机器的特征
2、构件与零件的概念
3、机器、机构、构件、零件之间的关系
4、机器的组成
四、课后巩固
2液压传动系统中负载决定液压力的大小,流量决定速度的大小。 3粘性:液体流动过程中层与层之间产生内摩擦力的现象。粘度:表示油液粘性大小的指标。粘温特性:工作液体的粘度随温度变化的性质。粘度指数越高,油液粘度受温度的影响越小,其性能越好。牌号:以40摄氏度时的运动粘度为标准作为液压油的标号。温度越低油液越稠,粘度越大。
4油液变质的主要原因是油温过高引起油液氧化。一般液压系统的最高油温应控制在80摄氏度以下。 5液压泵的工作条件是什么?1)有密封而又可以变化的容积。2)
滑动部分的磨损加剧,使阀芯卡死,阻塞节流小孔,加速密封材料的磨损,最终缩短液压系统和元件的使用寿命 27过滤精度是指滤油器能够滤去的最小球形颗粒尺寸,又称绝对精度(μm)。滤油器的过滤精度等级分为四种:粗滤油器(>100),普通滤油器(25~40)精滤油器(10~15)和超精滤油器(3~5) 28蓄能器的作用:储液压能、缓和液压冲击和消除脉动的影响
29滤油器的安装位置:安装在吸油管路上、安装在油泵的排油口官路商、安装在回油口管路上、支流管路和辅助油泵的排油管路上
30液压系统中的能量损失大都转变成热量,使系统温度升高,从而导致油液粘度降低,增加泄漏。为此,就必须安装冷却器使油液强制冷却。
31液压系统工作以前,如果油液温度削。
46外注式单体液压支柱的三用阀有单向阀、安全阀、卸荷阀,分别承担支柱的进液升柱、过载保护和卸载降柱三种职能。
47金属摩擦支柱和单体液压支柱必须配备金属铰接顶梁才能用于顶板的支护
48液压支架的一柱三阀:立柱,安全阀,液控单向阀(液压锁)操纵阀。其中,安全阀对立柱起安全保护作用,液控单向阀是立柱上的液压锁,操纵阀为三位四通阀(两个),控制支柱的升降和推移千斤顶伸缩。
4950液压支架有支撑式,掩护式,支撑掩护式和特种支架,特种支架有端头支架,放顶支架,铺网支架。侧护板作用:防矸、导向、调架、防倒。 51支架型号ZD4800/18.5/2.9(z—支架,力(解除顶板后继续上升5s),初撑力
P0=π/4_D²Pbn_103(KN)由泵决定,D为立柱缸径,n为立柱数量,Pb为泵站工作压力,MPα。
工作阻力标志着支架的最大承载能力,
3
P=π/4_D²Pαn_10(KN)由安全阀决定,Pα为为支架安全阀的调定压力. 初撑力的大小取决于泵站的工作压力、立柱缸径和立柱数量。较大的初撑力能防止直接顶过早的因下沉而离层,减缓顶板的下沉速度,增加其稳定性。通常用提高泵站的工作压力的办法提高初撑力,以免立柱缸径过大。
影响工作阻力的参数主要有支架立柱的缸径、立柱的个数、支架安全阀的调定压力。工作阻力标志着支架的最大承载能力。(公式)
4移架力与推溜力的关系是什么?常采用哪些方式?
具有隔离的吸液腔和排液腔的装置,使液压泵能够连续有规律的吸入和排除液体。3)油箱内的液体始终具有不低于一个大气压的绝对压力使得液压泵可以从油箱吸液。 6配流装置主要有:阀式配流,盘式配流,轴式配流。
7液压泵可以分为:齿轮泵和摆线泵,叶片泵,柱塞泵。
8工作液体粘度分为:动力粘度、运动粘度、相对粘度
9平衡径向不平衡力的方法:缩小高压区范围或提高低压区压力,经常用的方法为缩小排液口的尺寸。
10结构上常常在齿轮泵的侧盖或滑动轴承上开设卸荷槽,使闭死容积缩小时与排液腔连通,容积变大时则与吸液腔连通来解决问题。
11液压马达按结构可分为:齿轮式液压马达,叶片式液压马达,柱塞式液压马达(轴向,径向)
12液压控制阀分为压力控制阀,溢流阀,安全阀,减压阀,卸荷阀,顺序阀,平衡阀,()流量控制阀,节流阀,调速阀,分流阀,()方向控制阀,二通,三通,四通,多通阀,单向阀,截止阀。
13溢流阀的作用有哪些?1)用来调节系统的工作压力。2)随时溢出系统中多余的流量,保持系统的工作压力稳定,即溢流稳压。3)限制系统的最高工作压力,起安全保护的作用。先导式溢流阀还可以做卸荷阀用。 14溢流阀主要包括先导式和直动式。 15按减压阀调节要求的不同可分为定压、定比、定差减压阀。
16分流阀可以分为等量分流阀和比例分流阀。
17换向阀的作用利用阀芯和阀体相对位置的变化,来变换通油孔道的相互连接关系,从而达到控制液流流动方向的目的。
18换向阀包括转阀式和滑阀式。(手动,机动,电磁,液动,电液动)
19“位”表示换向阀工作位置的数目,“通”表示换向阀进出油口的数目。换向阀的功能:接通油路,换向。
20三位换向阀根据不同的使用要求,阀芯在中间位置时各油口间有各种不同的连通形式,这种在中间位置时的连通形式称为滑阀机能,又称中位机能。 21中位机能包括,O,H,Y,P,K,J,M型。 22辅助液压元件有密封件,油管及管接头、蓄能器、滤油器、油箱、冷却器、加热器。
23密封的作用就是防止油液的泄漏(包括外部泄漏及内部泄漏)以及防止外界的赃物灰尘和空气进入液压系统。 24油箱的主要作用是储油和散热,此外,还有沉淀杂质和分离油液中空气的作用。
25滤油器的基本作用就是过滤油液中的杂质,使系统中的油液保持清洁,否则这些污物会使液压元件中的相对26低于10℃,此时油液粘度较大,将使油泵的吸油能力降低,系统不能正常工作,为此必须安装加热器,通过外部加热的办法使油液温度升高。 32液压锁是指液控单向阀。
33密封方法包括接触密封和间隙密封。 34常见的密封元件包括O型密封圈,唇形密封圈、活塞环。
35截齿分为扁截齿(口形截齿)和镐形截齿(圆锥形截齿) 36滚筒应符合“左转左旋,右转右旋”的规律,双滚筒采煤机在厚煤层时滚筒转向为“前顺后逆”薄煤层时为“前逆后顺”。单滚筒采煤机一般在左工作面用右螺旋滚筒,右工作面用左螺旋滚筒。 37牵引部包括牵引机构及传动装置两部分。牵引机构有链牵引和无链牵引两种类型。链牵引机构包括牵引链。链轮、连接头和紧链装置等。无链牵引机构结构型式有:(1)齿轮-销轨型;()链轮-链轨型;()滚轮-齿轨型;牵引部传动装置按传动形式分为:机械牵引、液压牵引、电牵引。
38喷嘴装在滚筒上,将水从滚筒里向截齿喷射,称为内喷雾;喷嘴装在才灭迹机身上,将水从滚筒外向滚筒及煤层喷射,称为外喷雾。
39当煤层倾角大于10°时、采煤机应设防滑装置,常用防滑装置有防滑杆,制动器,液压安全绞车,抱轨式等。 40液压制动器中,弹簧的压力使摩擦片在干摩擦情况下产生足够大的制动力以防止机器下滑。当控制油进入油箱时,活塞压缩弹簧,使摩擦离合器松开,即液压解锁。
41采煤机型号MG(D)400/920-WD(M-煤,G-滚筒,D-单滚筒,400—一个滚筒功率,920—装机总功率,W—无链牵引,D—交流电牵引)
输送机型号SGZ880/800—W(S—输送机,G—刮板,Z—中双链,中部槽宽mm,总功率kw,W—可弯曲)
41离合器类型:牙嵌式、齿轮式、摩擦式。
43能实现过载保护的有安全销和弹性扭矩轴、摩擦离合器。
44静力刨煤机按照刨头在输送机上的支撑导向不同,又有拖钩刨煤机、滑行刨煤机和滑行拖钩刨煤机三种。其中,拖钩刨煤机又有前牵引和后牵引两种方式。
45刨煤机的使用条件:()煤质在中硬和中硬以下选用拖钩刨煤机,中硬以上的滑行刨煤机,硬煤不宜用刨煤机;()煤层顶板应中等稳定,中等稳定以下顶板应选用能及时支护的液压支架与之配套;()煤层走向和倾斜方向无大的断层和褶曲,落差在0.3~0.5m的断层还可以用刨煤机开采,大于0.5的断层应超前处理;()刨煤机一般适合开采0.5~2.0m的缓斜煤层。层厚在1.4m以下倾角小于15°的煤层对刨煤机开采最有利;()刨头高度应比煤层最小采高小250~400mm,以利于刨头顺利刨D—剁式,支架类型),4800—工作阻力(KN),最高(低)支撑高度18.5dm(2.9dm),支架类型(D—剁式,Y—掩护式,Z—支撑掩护式,P—铺网支架,G—过渡支架,T—端头支架,C—填充支架,F—放顶煤支架)
52在工作面下顺槽,乳化液泵站一般配备两台乳化液泵组和一台乳化液箱。两台泵可以并联运行,也可一台工作,一台备用。
53推移千斤顶应在满足F移>F推,所以应采用差动连接,浮动活塞式,长(短)框架式3种.
54凿岩机可分为风动、液压、电动和内燃凿岩机,风动凿岩机分为手持式、伸缩式和导轨式。
55掘进工艺有炮掘,掘进机和连采机掘进。
56风动凿岩机冲击配气机构有被动阀、控制阀、无阀冲击配气机构。
57耙斗装载机结构简单,操作容易,使用范围广,可用在高度2m左右,宽度2m以上的水平巷道火倾角小于30°的倾斜巷道中工作,也能用于弯道处装载,耙装机能装大块岩石,但效率较低。 简答题
1综采工作面的设备及配套原则是什么?
综采工作面的设备主要有双滚筒采煤机,可弯曲刮板输送机,液压支架(支护设备)
配套原则1)生产能力配套。工作面输送机的生产能力必须略大于采煤机的理论生产率;顺槽机和带式输送机的生产率又应大于工作面输送机的生产率。2)牵引速度与移架速度配套。支架沿工作面长度的追机速度(即移架速度)应能跟上采煤机的工作牵引速度,否则,采煤机后面的空顶面积将增大,易造成梁端顶板的冒落。3)相关尺寸配套。采煤机依靠工作面输送机导向并在其上移动,而工作面输送机与液压支架又互为支点移架和推溜,因此三者的相关尺寸应能协调。梁端距,过机高度过煤高度。
2液压传动系统组成部分和它的作用是什么?
1)动力源元件:把机械能转换成液体压力能的元件,常称为液压泵。 2)执行元件:将液体压力能转换成机械能的元件。称为液动机。
3)控制元件:通过对液体的压力、流量、方向的控制,以改变执行元件的运转速度、方向、作用力等,可以实现系统和元件的过载保护和程序控制等。 4)辅助元件:通过辅助元件来排除系统的部分故障。
5)工作液体:转换、传递能量的介质,同时起着润滑运动的零件和冷却传动系统的作用。
3液压支架的初撑力及工作阻力的大小取决于那些参数?
立柱下腔液体压力达到泵站工作压力时,支架对顶板产生的支撑力为初撑
液压支架移动相对困难,而输送机相对容易些,因此推移千斤顶在对两者作用时常常要求使移架力大于推溜力。 常用的方法有1)差动连接,当液压缸的前后两腔都和高压油液连通时,由于活塞两侧作用面积不等,在两侧总压力差的作用下活塞杆向外伸出,这种油路连接称为差动连接。特点:活塞杆可以得到比普通连接更高的伸出速度,但推力却小的多。2)浮动活塞式连接,用浮动活塞式千斤顶,通过活塞杆的浮动实现移架力大于推溜力。3)框架式推移千斤顶连接。
5滚筒采煤机的组成部分及各部分的作用是什么?
滚筒采煤机主要由电动机、牵引部、截割部和附属装置组成。其中,电动机是滚筒采煤机的动力部分;截割部包括工作机构及其传动装置,是采煤机直接落煤、装煤的部分;牵引部担负着移动采煤机、使工作机构连续落煤或调动机器的任务;附属装置有调高和调斜装置、喷雾降尘装置、防滑装置、电缆拖移装置。 识图题
1顶梁,2立柱,3底座,4推移千斤顶,5安全阀,6液控单向阀,
7、8操纵阀,9输送机,10乳化液泵站,11主供液管,12主回液管。
一课程现状
第一, 教材内容陈旧。目前, 技工院校机械基础教材仍沿用以前中专模式的教材, 教材内容枯燥乏味、抽象难懂。
第二, 教学设施陈旧、用具残缺。必要的实验、试验无法进行, 直接影响了教学效果。
第三, 学生基础差, 学习兴趣淡薄。学生想象不出零件的基本结构, 分析不透零件的受力情况, 对学习失去兴趣。
第四, 教师实践知识少。教学只停留在书本, 难以深入进行, 使课堂缺乏生机和活力。
第五, 教学手段方法陈旧。大多数技工院校的机械基础教学还是采用一块黑板, 一支粉笔作为教学用具, 采用教师讲、学生听的灌输式教学方法, 讲授呆板, 师生间缺乏交流互动, 课堂气氛沉闷, 学生学习积极性不高、学习气氛不浓。
二解决该课程教学现状的方法及对策
1. 整合教学内容
教学改革的思路很大部分体现在课程的设置与教材的选用上, 因此, 结合学生实际, 以够用、实用为原则对教材进行取舍、删减, 整合老教材, 增编新教材, 兼顾传统基础知识、人文知识、新知识等内容的学习, 使理论知识为实践教学、企业生产服务。
2. 改进教学方法
机械基础这门课程内容枯燥、原理繁杂, 系统性不强, 改进教学方法, 在最大限度地激发学生的学习兴趣、调动学生学习的积极性和主动性显得至关重要。
第一, 注重课堂教学导入。教师要讲究导课艺术, 在上课伊始首先掌握授课的主动权, 先入为主, 用有吸引力的课程导入方式来激励、唤醒、鼓舞、吸引学生, 激发学生强烈的求知欲, 活跃课堂气氛, 使教学进入最佳状态。例如在机械基础教学中可以采用生活实例法导入, 讲授“平面连杆机构”知识时, 结合牛头刨床横向进给机构讲解曲柄摇杆机构及棘轮机构的应用;结合牛头刨床的滑枕机构讲解导杆机构的应用。可以采用设疑悬念法导入:技工院校这一年龄段的学生具有强烈的好奇心, 根据其心理特点, 教师设置悬念、创设疑问, 会激发学生强烈的求知欲, 从而自觉地走进教师精心编制的知识网络, 也可以采用实验法导入、新闻法导入等, 教师要以授课内容为中心, 精心设计课堂导入方式, 将会对课堂教学起到事半功倍的作用。
第二, 注重情境教学。教学过程是师生共同参与、共同因素, 创设课堂情境, 达到活跃课堂气氛、激活学生思维的目的, 使学生自觉融入到教学之中, 轻松愉快地学习。
第三, 注重现场教学。在理论教学的同时, 适时地安排现场教学, 可增加学生的感性认识, 有利于学生对所学知识的理解、吸收和巩固。例如, 讲到“螺旋传动”时, 带领学生观察普通车床进刀部件的传动形式, 使学生在实践中感知螺旋传动中螺杆螺母移动方向的变化, 书本判断方法与实际运动方向是否相同;讲到“链传动”时, 让学生通过观察自行车的链轮、链条、松边、紧边位置等分析学习链传动原理。
3. 改革教学手段
将多媒体技术应用到技工院校的课堂教学十分必要。作为现代教育手段, 它不仅能打破传统的一块黑板、一支粉笔、一本书的教学模式, 以图文并茂的方式展示给学生清晰、直观、生动形象的教学内容, 弥补由于缺少设备和教具给教学带来的缺憾, 帮助学生理解抽象难懂的知识, 更能减轻教师繁重的板书负担, 增加课堂的教学信息量。同时, 利用多媒体课件模拟实验现象, 亦能促进教学相长。教学中将零件的外形、内部结构、各零件之间的运动关系, 通过动态形象的画面展示给学生, 使学生犹如身临其境, 一目了然。例如, 液压元件的工作原理和工作过程用动画演示效果更明显。用有颜色液体的动画仿真液压系统液体的流动更形象, 在教师讲解的过程中, 控制动画的播放、停止, 教学效果更突出。
4. 提高教师素质, 培养“双师型”教师
为适应新形势下的教学要求, 必须提高教师素质, 培养“双师型”教师。 (1) 加强岗前、岗后培训。有计划地安排专业基础课教师到企事业单位生产、管理第一线进行锻炼培训, 掌握最新的操作技能;利用校内实训基地, 通过自学、校本培训、岗位练兵, 不断提升自身的综合素质, 并考取相关的职业资格证书, 把获证与实际技能锻炼有机结合起来, 尽快建立一支能适应职业教育需要的“双师型”教师队伍。 (2) 校企合作、学研结合。通过校企合作, 使教师了解企业先进的新技术、新知识、新工艺和新方法, 充分利用产学合作的契机, 直接从生产一线获取先进的技术与管理经验, 为实现教学目标、为企事业单位培养所需要的高素质人才打下良好的基础。 (3) 积极开展国内外合作与交流。借鉴经济发达国家和地区成熟的职业教育经验, 选派教师考察、研修、进修、培训, 或聘请教师来校担任教学工作, 通过加强国内外合作与交流, 引进先进的职业教育理念、先进的课程与教材、先进的教学方法与管理经验等优质教育资源, 提高教师的培训层次与质量。
参考文献
【关键词】中职 教学 探究
【中图分类号】G71【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)16-0050-01
《机械基础》是中职机械类专业的一门主干必修课程,它是学生后续学习专业课程的基础,同时又与生产实际有着密切的联系,对生产实际有一定的指导意义。通过这门课程的学习,要求中职学生掌握机械传动、常用机构和轴系零件,以及液压传动的基本知识、工作原理、应用特点;懂得分析机械工作原理的基本方法,并能作简单的有关计算。但是针对中职学生对理论课不感兴趣,基础差、抽象思维能力相对较弱的特点,学生不但觉得难学,教师也觉得难教。难学,在于此课程与中学阶段的基础课程联系较小,学生接受有一定的难度,而且它还综合了许多机械类专业基础课程;难教,在于它要求教师灵活熟练地运用课程相关知识点,联系实际,把枯燥乏味的书本知识变成学生想学、乐学的工程知识和技能。为摆脱该课程难学、难教的困境,笔者结合自身的教学实践,对《机械基础》的课程教学做了如下探究。
一、教师在教学实践中的导引
1.1以直观教学入手,运用先进的教学手段,注重学生形象思维的培养
《机械基础》课程中概念多,理论抽象,对于基础差、抽象思维能力弱的中职学生而言有一定的难度。那么如何解决这个问题并给予学生正确的导引呢?笔者认为,应根据学生的实际学习情况,结合学生的年龄特点,充分运用直观教学和先进的教学手段引起他们的兴趣,调动积极性,从而提高学习效率。
1.1.1采用实物模型教学
在本课教学中,接触最多的就是机构。每当引进一个新的机构时,我们应该以机构的模型导入,让学生首先通过有动感、有颜色和形象逼真的模型来激发他们的学习兴趣。因为心理学研究表明,人对事物感知的印象是先入为主的,有了感性认识,就大大减低了学生对机构的认识难度。
1.1.2采用多媒体教学
《机械基础》课程会涉及到很多概念和具体的图形,而传统的黑板式教学篇幅又极为有限,所以在板书设计时难免会碰到不便之处。对于一些包含关系较多的内容,若采用下拉式菜单的形式,会因内容拉得太长、太远,使学生学了“后头”,忘了“前头”,造成不连贯的概念。先进的多媒体教学手段与呆板的黑板相比,更能创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境,我们可以把有关的教学内容进行分层显示,诱导学生深入浅出,从而达到提纲挈领、融会贯通、系统地掌握有关知识的效果。
1.1.3现场教学,提高学生的感性认识
在教学过程中,有些问题仅仅借助挂图、模型和实物等并不能使学生深刻理解所学知识在生产实践中的作用,所以一定要抓住学生对车间和现场的好奇心,组织学生到实习车间和生产企业中实地观察,进行现场教学。如讲授“轮系”部分可组织学生到校实习工厂实地观察车床CA6140,通过学生现场亲眼观看实物的外观、构造,了解车床主轴变速箱中不同齿轮间的相互啮合以及车床在粗加工和精加工工件过程中获得高低不同的转速,从而对轮系的具体实践应用获得比较深刻的印象。
1.2用良好、灵活的教学方法提高教学效果
1.2.1启发式教学法
在教学实践中,需在明确课堂教学的作用、掌握课程特点、分析和精选教材内容的基礎上,采用与内容特点相适应的具体教学方法。备课应当包括教学内容备课和教学方法备课,要有周密细致的计划、设计和安排,采用多种多样的教学方法。本人在教学实践中主要采用启发式教学法,针对职校学生情绪不够稳定,注意力分散等问题,上课时一般以问题的形式将重要内容展现出来,让学生带着问题阅读或讨论,找出答案。以小组的形式选代表回答或单独回答问题的方式进行,并给回答正确的小组或个人加分,激发学生的学习热情,培养学生的自学能力。
1.2.2有针对性、分层次教学
通过课堂小测验,检查作业情况,随时掌握学生学习动态,及时进行教学上的查缺补漏。有针对性地对共性问题进行全班辅导。每个学生的理解水平和接受知识快慢程度不同,这样就应该在教学过程中以人为本,尊重学生理解能力上的个体差异,进行分层次教学,决不能一锅端。如果个别学生学习有困难,可进行强化辅导。
1.3建立良好的师生关系,营造和谐的学习氛围
职校生在注重学习成绩的中、小学时期处于被批评且不被欣赏的环境中,因此,职校生更需要教师的关爱。作为教师平时应多观察、了解学生,有针对性地从思想、生活、学习上关心学生,成为学生的良师益友,这样学生就会“亲其师,信其道”,对所教的课程产生兴趣,进而转化成学习的动力。此外,笔者还尽可能去发现他们身上的优点和进步,让他们感受到老师的肯定,从而更好地进行自我约束。
二、教材剖析与运用及拓宽视野
2.1整合教材内容,优化课程内容,做到突出教学重点
以培养目标为导向,社会对于中职毕业生的实际动手能力要求越来越高。为增强实践操作能力,中职学生的实习时间增多,而理论课授课时间相对减少。教材的有些部分理论性较强,压缩起来有一定的难度,应根据学生将来的工作或继续学习的需要来决定哪些内容必须讲透,哪些可以略讲、不讲。以“必需、够用”为原则,精心筛选书本内容,注重基本概念及其在实践中的应用。由于《机械基础》课程内容表面看起来很散,重点不是很突出,所以教师在讲课中要注意突出重点,从教学实际出发,灵活处理教学内容。
2.2注重知识的类比与联系,指导生产实践
知识的横向类比与联系是指本课程章节之间的类比与联系,教师注重把握这点,能使学生在学习上起到温故知新的良好效果,提高学习效率。如:在讲授液压千斤顶的基本工作原理时,将其与螺旋千斤顶做类比,利用列表格的方式,将两者从构成、工作原理再到两者共性做比较,学生不但一目了然,更容易接受新内容。
知识的纵向类比与联系是指本课程与相关课程的类比与联系,如讲授普通V带带轮材料时,这部分内容与《金属工艺》密切联系,结合其中铸铁件与钢的特性差异,讲解普通V带带轮常采用灰铸铁制造,带速较高时可采用铸钢。这样根据不同的应用场合选择适合的材料,避免选材的不足或浪费。
2.3 介绍本专业领域最新的发展动态和方向
为了拓宽学生的视野,教师应经常浏览网络上国内外先进的加工方法和机械信息并将这些资料整理好,纳入到课程教学的内容中,使学生掌握本专业领域最新的发展动态和方向,从而丰富理论课教学,更激发学生的学习兴趣,使学生产生学习的动力并明确今后的努力方向。
参考文献:
[1]李文静.《机械基础》课直观教学的新尝试[J].河北能源职业技术学院学报,2001.
[2][美]Diane Heacox.差异教学[M].北京:中国轻工业出版社,2004.
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