淺析螺旋傳動學習中的障礙

摘 要：單招教學中發現，對于差動螺旋傳動，學生較難理解“差動”的含義，對計算及方向的判斷存在一定的困難，筆者根據多年的教學經驗對此進行研究，總結出“類比模型教學法”來突破此難點。

關鍵詞：機械基礎 普通螺旋傳動 差動螺旋傳動 移動距離 移動方向

在《機械基礎》第二章螺旋傳動教學中，我們要求學生重點掌握普通螺旋傳動和簡單的差動螺旋傳動的移動距離、速度的計算以及移動方向的判斷。但在教學測試中發現學生錯誤百出。筆者根據多年的教學積累和對學生錯題進行書面調查等研究，對此問題進行了歸納分析與總結，并提出了一些適合我們學生的解題思路，教學效果明顯。

一、學生學習中常見的障礙

1.概念理解不透，產生障礙

（1）學生無法正確判別是普通螺旋傳動還是差動螺旋傳動

下圖（2008年的江蘇省《機電專業綜合理論》對口單招題的第45題）所示差動螺旋傳動機構，若旋鈕2按圖示方向回轉180°，則螺桿1相對旋鈕2移動的距離為__mm。大部分學生乍一看題目“差動螺旋”，因此直接運用公式L＝180°/360°×（2－1.5）＝0.25mm，顯然這是錯誤的。

（2）學生對“差動”含義的片面理解

學生往往錯誤認為“差動”就是作差，也即兩個導程相減的意思，就運用公式L＝N（Ph1－Ph2），甚至在計算過程中還不一定搞得清Ph1和Ph2分別對應螺旋傳動機構中哪一處的螺紋導程呢！

2.計算移動件距離（速度）時的障礙

（1）求移動件位移時，盲目運用公式

在基本題中，有些學生常常不根據已知的兩個螺紋旋向來判斷公式的選用，盲目運用公式L＝N（Ph1－Ph2）計算。

（2）已知移動件位移、方向和一處螺旋副導程、旋向，需求另一處螺旋副的導程、旋向時，他們就思維混亂，不知如何應對。

3.判斷移動件移動方向時的障礙

（1）學生將差動螺旋傳動當作是“螺桿轉動，螺母移動的普通螺旋傳動”情形，認為活動螺母的移動方向始終與螺桿的移動方向相反。

（2）學生對左右手定則的內容是熟悉的，但在解決實際問題時又不會靈活應用。筆者根據與學生的交談，發現有些學生甚至都沒搞清楚左右手定則中“當計算結果為正時，與螺桿移動方向相同，否則反之”這句話中螺桿移動方向是怎么判定出來的。

二、學生的學習障礙產生的原因

原因一：在具體的題目中，若圖形與教材上不一致時，學生就無法判別是普通螺旋傳動還是差動螺旋傳動。

原因二：受詞語理解的“負遷移”影響，學生很容易將差動螺旋傳動中的“差”與“減”聯系在一起，忽略了根據兩段螺紋旋向來判斷公式的選用。

原因三：用左右手定則判別普通螺旋傳動移動方向時，螺桿（或螺母）的移動方向未能很好地掌握。

三、我的教學應對措施

經過多年的教學積累，在本章教學中，我沒有過多地強調理論推導，而是著重從三個方面正確引導、啟發學生積極思維、提高課堂教學效果，達到教學目標。

1.搞清兩種螺旋傳動的定義區別

我們知道：普通螺旋傳動是由一對螺旋副組成的，它有四種應用形式，而差動螺旋傳動是建立在普通螺旋傳動之上的，是一個復合的雙螺旋運動，即由兩個螺旋副組成。在教學中我們把它概括為：有兩個“螺母”，一個為固定不動的；另一個是能對螺桿產生相對移動的活動螺母，這樣學生就不容易搞錯類別了。其次還要看所求的兩者之間有沒有組成螺旋副。

2.采用“類比模型教學法”搞清差動螺旋傳動的本質

由于我們學生的文化基礎較差，又缺乏生產實踐經驗，在講授這部分內容時，更多地用恰當的類比模型幫助學生理解。我用生活中乘車的實例來類比差動螺旋傳動，降低學生理解的難度，把運動的汽車比作既轉又移的螺桿，運動的人比作活動螺母，地面比作固定螺母。汽車運動，人在車內不走動，則人與汽車相對地面的位移是一致的，相當于一個普通螺旋傳動；若汽車運動，人在車內走動，則人與汽車相對地面的位移就不一致了，產生了“差動”，此時就類比成：螺桿（汽車）移動，帶動螺桿（汽車）上活動螺母（人）一起向某個方向移動，同時活動螺母（人）在螺桿（汽車）上也做相對移動，因此活動螺母的位移與螺桿的位移就不相等了。通過類比模型法的教學，學生可以運用自己熟悉的類比物對陌生領域中的問題進行推理，提高自己的理解力。

3.強化訓練，總結解題步驟

在具體的解題過程中，經過多題練習，我們總結出求解差動螺旋傳動的步驟為“青春三部曲”：（1）找對象；（2）看旋向；（3）兩判向。當如遇上雷同于2007年機械專業高考題那種類型，我們的步驟要稍作修改，（1）找對象；（2）判方向；（3）選公式，根據L的正負決定公式中取“－”還是“＋”。一般情況下若L＜0，那肯定要取“－”，也就是說兩處螺紋的旋向應該相同；若L＞0，則要考慮兩種情況來討論。

中職學生的認知水平和對學習的情感因素導致他們在學習專業知識時，存在較大的障礙，這就需要我們教師對此進行分析和挖掘教材內容，根據學生特點，采用便于學生接受的教學方法進行教學，盡最大可能提高課堂教學效果。

作者單位：江蘇省張家港第三職業高級中學