关于螺旋机构的教学设计

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《机械设计基捶课程是为近机械类专业本科生开设的-门必修课程，主要介绍常用机构和通用机械零件的设计基础知识n 。螺旋机构是常用机构之-，是《机械设计基捶课程的必授内容。虽然螺旋机构的内容并不复杂，但如果不注重教学技巧，-般学生则无法准确理解相关知识 I，主要表现是在课程考试中对相关问题的回答不准确 ，甚至是错误的。

1.教学次序安排螺纹的概念是螺旋机构的知识基矗对螺旋机构教学次序的安排- 般有两种，-种是将螺旋机构放在课程前半部分(常用机构部分)讲授 ，即先介绍螺纹的概念和主要参数 ，再讲授螺旋副的受力分析、自锁与效率 ，最后讲授螺旋机构的类型、特点和应用，而将螺纹联接放在课程后半部分(通用零件部分)讲授。另-种是将螺旋机构放在课程后半部分(常用零件部分)讲授，即在讲授完螺纹联接后，再附带讲授螺旋机构。笔者认为前-种教学次序安排较为合理，-是课程结构层次比较清晰，即前半部分主要介绍常用机构 ，后半部分主要介绍通用零件；二是在讲授螺纹联接时能够运用学生已理解的自锁”等概念，讲解为什么联接螺纹大多为三角形螺纹、联接与传动的区别等知识，使学生在学习螺纹联接时，联想到螺旋传动的相关内容。

2.教学内容设计螺旋机构的教学目标是 ，要求学生掌握螺旋副的受力分析 ，正确理解自锁”的概念，了解影响螺旋副效率的因素，了解螺旋机构的类型 、特点和应用。为了达到这-教学 目标，笔者对教学内容进行了如下设计。

第-部分，首先，通过播放 自制螺旋机构动画，介绍普通螺旋机构的组成。该动画采用Pro/Engineer5.0Z维软件制作 ，形式比较生动，有利于学生集 中注意力 ，并形象地理解直线运动与旋转运动之间的转换。其次，介绍螺旋线”的形成，引出螺纹”的概念；再次，介绍螺纹的形成和种类 ，出示两种典型螺纹(矩形螺纹和三角形螺纹)的实物 ；最后，介绍螺纹的主要参数。

第-步，出示两种典型螺旋副(矩形螺旋副和三角形螺旋副)实物，矩形螺旋副的螺纹是三线不自锁螺纹，而三角形螺旋副的螺纹是单线自锁螺纹。演示这两种典型螺旋副的自锁和不自锁现象，然后向学生提出问题：两种不同现象产生的原因是什么这两种螺旋副分别用于哪种诚要求学生在听完讲授的内容后能够回答。该部分教学设计的目的是通过实物演示引起学生的兴趣，引导学生在听老师讲授前先行思考，并在老师的讲授过程中寻找答案。

第二步 ，介绍螺旋副的等效力学模型，重点解释将空间问题简化为平面问题 ，以方便分析。

第三步，对矩形螺旋副的等效力学模型进行受力分析，出示滑板照片，讲述滑板游戏的经历，并与受力分析结果相联系，进而引出自锁”的概念。该部分教学设计的目的是，通过学生小时候都曾玩过的滑板游戏，帮助学生理解受力分析结果，即在-个斜面上的物体(或孝)能否在重力作用下自行下滑，撒于两个因素(斜面的倾斜程度和斜面的光滑程度)。

第四步，重点讲解矩形螺旋副与三角形螺旋副的区别与联系，根据矩形螺旋副受力分析结果直接给出三角形螺旋副受力分析结果。

第五步，由前述受力分析结果直接引出自锁条件，并对自锁条件进行分析。在讲授中与滑板游戏相联系，指出该 自锁条件就如同滑板游戏中所遵循的原理-样，导程角对应斜面的倾斜程度，当量摩擦角对应斜面的光滑程度。

第六步，由能量守恒原理推出螺旋副的效率表达式，分析影响效率的因素(斜面的倾斜程度和斜面的光滑程度)。

第七步 ，再次出示两种典型螺旋副(矩形螺旋副和三角形螺旋副)实物 ，演示自锁和不 自锁现象 ，提出前述问题：两种不同现象产生的原因是什么这两种螺旋副分别用于哪种诚引导学生理解如何选择设计参数才能使螺旋副自锁或不 自锁，与第二部分开头相呼应。

第三部分，根据运动形式和用途，介绍螺旋机构的分类、特点和应用。

3.结论上述教学设计所采用的教学方法是，以理论分析为主，通过实物演示、滑板游戏的讲述和思考题等辅助手段，帮助学生理解所讲授的内容。在讲授时，教师通过提问的方式引出教学内容，引导学生思考并激发学习积极性，根据学生能否正确回答问题，检验讲课的效果。