机械原理课程探究式教学改革与探索

《机械原理课程探究式教学改革与探索》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、机械原理课程探究式教学改革与探索机械原理课程探究式教学改革与探索［摘要］针对机械原理课程进行探究式教学改革与探索，我们可以提出机械原理课程教学中探究的内容与探究式教学的一般步骤,并以机构自由度分析与设计为例介绍探究式教学的实施过程。教学0标检验与学生学习效果评估证实，通过探究式教学可以取得满意的学习效果。［关键词］机械原理教学改革探究式教学［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）09-0141-03机械原理课是机械工程专业的主干课，是学习机械工程专业所必须要掌握的重要课程，国内外高校的机械工程专业对这门课也相当重视。［1］针对机械原理的教学

2、现状，基于探究式教学原理对本课程实施探究式教学［2］［3］［4］,探究本课程学习的内容、学习侧重点、学习方法、知识点之间的内在机理、联系与应用以及机构学的学术前沿，将有助于激发学生的学习兴趣，让学生更好地理解、掌握与应用本课程知识，实现教与学的目标，也有助于实现教学相长。一、机械原理探究式教学的设计思路在课程教学过程中，市于时间、教师自身对知识的把握能力、学生学习负担、学习素材等条件的限制，不可能对所有的内容进行探究式教学与学习。因此，我们采用有所选择的原则，实行部分教学内容探究，主要围绕知识点探究、知识的内在机理探究、分析设计方法，基于问题或者基于项目探究进行教学。（一）机械原

3、理教学中探究的内容1.知识点的探究。主要探究机械结构自由度分析及应用、自锁的利用、齿轮传动特点、杆传动特点、机构死点的应用。2.知识点内在机理的探究。主耍探究常见移动运动与转动运动的实现形式以及优缺点、常见的输入为移动输出为转动、输入为转动输出为移动、输入为移动输出为移动以及输入为转动输出为转动的机构实现形式、不平衡产生的原因及后果。3•分析设计方法的探究。连杆机构分析与设计的图解法与解析法各自的优缺点，以连杆机构优化设计为例探究数值优化法的优势。（二）机械原理探究式教学的一般步骤1.提出问题。借鉴项目陈述式思路介绍问题的背景，目的是提高学纶的兴趣与积极性。2•相关资料查询与分析

4、。查询相关的资料，了解所探寻问题的外在表象与内在机理。（1）推测与假设。对所探究问题进行推测假设，寻找可能的原因以及解决问题的办法。（2）设计实验。对所研究的问题进行实验方案的设计，进行探索分析。（3）寻求证实。通过分析或者实验探索，验证推测与假设的合理性。（4）信息和数据处理。处理探究过程中产生的信息与数据。（5）结论与表达。形成研究问题的结论。二、机械原理探究式教学实施过程与教学目标检验本课程的学习目标Z—是掌握平面机构结构分析能力。因此，在探究式教学中以机械结构自由度计算公式为切入点，探究机械结构构成、机构自由度计算及现状。针对课堂教学中讲述知识点吋学半不感兴趣、讲述知识点

5、的用途及现状时学山往往很感兴趣的现象，我们把机械原理探究式教学讲述思路调整如下：1•提出问题。机构自由度分析是机械结构分析与设计的基木工具，完成机械装备的开发首先要根据功能的需求完成机械结构的分析与设计。2•知识点的讲述与推导。以书本上的内容为基础介绍平面机构与空间机构自由度的计算公式，解释公式的各个要素的组成。3.知识点的应用及现状。通过对平面机构与空间机构自由度计算公式的学习，分析普通平面机构与简单空间机构的自由度，实现本课程中有关机械结构分析与设计内容的教学目标。4.教学目标检验。布置开放性作业题目，检验对知识点的掌握程度。具体的探究过程如下。（一）提出问题什么条件下机构具

6、有确定的运动？机械装置需要驱动器的数目是多少？机械系统自由度分析在这一问题中所起到的作用是什么？机构自由度分析是机械结构分析与设计的基本工具，完成机械装备的开发首先要根据功能的需求完成机械结构的分析与设计。1.分析现有的机构的自由度数冃与驱动器数冃的关系，分析其中的原因。（1）四连杆机构需要安装一个电机。（2）五连杆机构需要两个电机。2•说明机构具有确定运动的条件。（二）相关资料查询与分析布置任务查阅资料，经过查阅资料分析，所探究的问题属于机械系统构型设计问题，解决这一问题的途径为机械自由度分析与设计。1.机构自由度计算公式。平面机构自由度计算公式：F=3n-（2pl+pn）空间

7、机构自由度计算公式：F=6n-（5p5+4p4+3p3+2p2+pl）。解释：n活动构件数，P运动副数，下标表示运动副级数即约束数。探究自由度公式推导。（1）平面机构自由度公式构成要素。①自由不受约束的构件在平面上具有3个自由度，2移动+1转动。②运动副的作用是将机械系统引入约束，约束构件只能完成特定的运动，转动副限制机构只能沿某…转轴转动，移动副限制机构只能沿导轨方向移动。③平面机构自由度数目二活动构件自由度数目-运动副提供的约束数目。（2）空间机构自由度公式构成要素。①自由不