“比較反復(fù)”在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要 比較反復(fù)有其深刻的哲學(xué)內(nèi)涵。用比較反復(fù)的思維方法指導(dǎo)教學(xué)，可啟發(fā)學(xué)生的辯證思維能力，拓寬思路，提高分析和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞 比較反復(fù) 教學(xué) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Application of \"Comparative repeatedly\" in the Mechanical Design Teaching

TONG Jinlian

（Edong Institute of Vocation Technology， Huanggang， Hubei 438000）

Abstract Comparison repeatedly has its profound philosophical connotations. Repeated way of thinking with a relatively tutorials can inspire students to dialectical thinking ability， broaden thinking， improve the ability to analyze and solve problems.

Key words compare repeatedly； teaching； application

比較反復(fù)有其深刻的哲學(xué)內(nèi)涵。用比較反復(fù)的辯證思維方法，指導(dǎo)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行辯證思維，不斷深化對(duì)概念、原理及應(yīng)用的理解，拓寬解決機(jī)械工程實(shí)踐問題的思路，為學(xué)生的能力培養(yǎng)和可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 關(guān)于比較反復(fù)的哲學(xué)思考

列寧在論述辯證的思想方法時(shí)指出，考察事物客觀性非常重要，強(qiáng)調(diào)“人對(duì)事物、現(xiàn)象、過程等的認(rèn)識(shí)從現(xiàn)象到本質(zhì)，從不甚深刻的本質(zhì)到更深刻的本質(zhì)的無(wú)限過程”。這一“無(wú)限過程”，離不開比較反復(fù)的基本方法。這就要求我們認(rèn)真探討該事物與其他事物的各種各樣關(guān)系，分析、研究出事物的本質(zhì)及發(fā)展趨勢(shì)比較：“必須經(jīng)過思考作用，將豐富的感性材料加以去粗取精，去偽存真，由此及彼，由表及里的改造工夫，造成概念和理論的系統(tǒng)，就必須從感性認(rèn)識(shí)躍進(jìn)到理性認(rèn)識(shí)” 。反復(fù)：認(rèn)識(shí)是近似螺旋曲線發(fā)展的，認(rèn)識(shí)的發(fā)展過程，是辯證發(fā)展的過程，在事物內(nèi)部，正面與反面、正確與錯(cuò)誤、有利與不利等因素，在一定的條件下會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化。決定重大問題要留有思考余地，不得匆忙結(jié)論，應(yīng)“三思而后行”，要經(jīng)過肯定、否定、否定之否定，才能使人的認(rèn)識(shí)和決策更正確、更科學(xué)、更可靠。進(jìn)一步分析事物矛盾的發(fā)展及其在一定條件下的轉(zhuǎn)化，正確把握其發(fā)展規(guī)律，在認(rèn)識(shí)上需要反復(fù)。

無(wú)論自然界、人類社會(huì)、人們思維中，事物總是在空間上并存、在時(shí)間上繼起的，空間、時(shí)間和運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)是不可分的。事物相比較而存在，相互聯(lián)結(jié)、相互作用而發(fā)展。要使主觀與客觀相一致，必須在實(shí)踐的基礎(chǔ)上，進(jìn)行比較反復(fù)的辯證思維，“必須提倡思索，學(xué)會(huì)分析事物的方法，養(yǎng)成分析的習(xí)慣。”

2 用比較反復(fù)方法指導(dǎo)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)實(shí)踐

2.1 總體類比，凸顯共性，注重銜接，把握特點(diǎn)

各種常用機(jī)構(gòu)和通用零件作為機(jī)械的組成部分，均因其具有特定的功能，由于使用條件的特殊，又有不同的類型、結(jié)構(gòu)、相似的工作原理，對(duì)制造材料選用，強(qiáng)度、剛度的計(jì)算均有特定的要求。所以就各類機(jī)構(gòu)、零件而言均存在功能、類型、結(jié)構(gòu)、工作原理、材料選用、強(qiáng)度計(jì)算統(tǒng)一的共性問題。這一點(diǎn)在講授結(jié)論和總復(fù)習(xí)中應(yīng)反復(fù)說(shuō)明，特別是在總復(fù)習(xí)時(shí)，應(yīng)突出重點(diǎn)，并結(jié)合若干實(shí)例，說(shuō)明知識(shí)體系這一必然的內(nèi)在聯(lián)系，以使學(xué)生能動(dòng)地體味其特有的統(tǒng)一性。在具體章節(jié)的銜接中，同樣應(yīng)注意類比反復(fù)，“由于特殊的事物是和普遍的事物聯(lián)結(jié)的”，就應(yīng)找出研究對(duì)象的特殊性普遍性的最佳結(jié)合點(diǎn)。如漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等，在齒廓形成的范式、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的確定、幾何尺寸計(jì)算方法、常用材料選取、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、強(qiáng)度計(jì)算等方面，既有其共同的地方，又有各自特點(diǎn)。特別應(yīng)注意在把握各自特點(diǎn)的同時(shí)，找準(zhǔn)個(gè)性與共性的最佳結(jié)點(diǎn)，能動(dòng)地認(rèn)識(shí)帶普遍性的問題，再通過前后關(guān)聯(lián)進(jìn)一步深化對(duì)各自特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。

2.2 通過特殊問題的比較，使學(xué)生不斷深化有關(guān)理論的認(rèn)識(shí)，并增強(qiáng)理論的應(yīng)用能力

（1）關(guān)于易混淆概念的比較：教材中載明一是，“能限制某些物體運(yùn)動(dòng)的其他物體，稱為約束。”二是“這種構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的限制，稱為約束。”這兩個(gè)概念，從字面上看起來(lái)，均有約束二字，容易混淆，但深入分析，前者實(shí)際上是指能對(duì)自由體運(yùn)動(dòng)起阻礙作用的物體，是這種特定物體的代名詞；而后者是指因構(gòu)件間運(yùn)動(dòng)副元素的接觸，形成對(duì)接觸構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一種限制，顯然這里的約束有管束的意思，似有動(dòng)詞的含義。兩個(gè)概念越比較，其區(qū)別愈加明顯。

（2）關(guān)于相似規(guī)律運(yùn)用的比較，可使學(xué)生進(jìn)一步深化對(duì)相關(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，不斷拓寬學(xué)生運(yùn)用規(guī)律解決工程問題的視野。

如圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上任意點(diǎn)的切應(yīng)力計(jì)算公式及應(yīng)用，與梁彎曲時(shí)橫截面上任意點(diǎn)正應(yīng)力計(jì)算公式及應(yīng)用比較（公式比較）：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上距中心某點(diǎn)處切應(yīng)力與其距離成正比，在其邊緣時(shí)達(dá)最大值，因而大型圓軸多做成中空軸，這種結(jié)構(gòu)既減輕了軸的重量，節(jié)省了材料，又增強(qiáng)了抗扭強(qiáng)度；梁彎曲時(shí)橫截面上距中性層y處的正應(yīng)力與y成正比，距中性層最遠(yuǎn)點(diǎn)y值最大，正應(yīng)力取值亦最大，因而視條件不同通常做成工字梁或空心圓桿，與前面的中空軸比較，同樣減輕了軸的重量，節(jié)省了材料，同時(shí)增強(qiáng)了抗彎強(qiáng)度。

（3）關(guān)于相似方法的實(shí)用比較，可使學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)疑難問題的理解，增強(qiáng)運(yùn)用理論解決工程設(shè)計(jì)問題的能力。

如取隔離體求約束反力與用截面法求內(nèi)力比較：總體上看，兩者對(duì)學(xué)生均有一定難度，但后者的難度更大，好在課程安排是前者先講，這更有利于兩者的類比。其相似處是，一取隔離體作受力圖時(shí)要去掉與考察對(duì)象相聯(lián)的構(gòu)件，而其對(duì)隔離體的作用用相應(yīng)約束反力代替，后者是保留一段截開的桿件作研究對(duì)象，去掉的一段對(duì)它的作用，以相應(yīng)內(nèi)力代替；二均要用靜力學(xué)關(guān)于力的平衡原理求解。采用前者類比，使學(xué)生易于理解用截面法的解題訣竅，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步反思內(nèi)力的多樣性，對(duì)軸力、剪力、所知、彎矩的形成和它們方向的確定的認(rèn)識(shí)會(huì)更深刻，解題時(shí)就會(huì)得心應(yīng)手。

（4）關(guān)于同一原理不同應(yīng)用場(chǎng)合的比較，有利于學(xué)生深化對(duì)原理的認(rèn)識(shí)，提高相關(guān)理論的應(yīng)用水平。

如根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理使用“反轉(zhuǎn)法”，設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線與根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，采用“轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法”計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比問題比較：雖然后者解題難度較大，但在前者已經(jīng)講授并經(jīng)過作業(yè)練習(xí)后，學(xué)生通過比較，對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理有了深刻的理解。“整個(gè)構(gòu)件系統(tǒng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的任何改變不會(huì)影響構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系”這一原則，有如我們帶手表一樣，無(wú)論帶表人怎么運(yùn)動(dòng)“即隨時(shí)改變絕對(duì)運(yùn)動(dòng)”，手表的三個(gè)指針仍然會(huì)準(zhǔn)確報(bào)時(shí)。當(dāng)然，這一原理用來(lái)計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的特殊問題是：正確處理轉(zhuǎn)速是向量的問題，即導(dǎo)出公式的適用條件，要考慮涉及構(gòu)件的軸線是否互相平行及有關(guān)轉(zhuǎn)速的方向問題。

2.3 抓住重點(diǎn)和難點(diǎn)不放，將比較反復(fù)的思維方式貫徹到底

比較與反復(fù)是互相滲透、相輔相成、密不可分的。在諸項(xiàng)內(nèi)容類比中，應(yīng)抓住重點(diǎn)和難點(diǎn)問題；在某一類比中，要注意找出其中有主導(dǎo)作用或比較難于理解的內(nèi)容。這樣抓住關(guān)鍵點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生的辯證思維，有利于問題的全面解決。

關(guān)于典型問題、典型案例的類比，要注意充分發(fā)揮各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的作用，是在工程實(shí)踐中經(jīng)常碰到的問題，特別在多種構(gòu)件連接條件下，如果受力情況總體比較復(fù)雜，就更容易模糊人的印象，導(dǎo)致解題的難度。這時(shí)可選用內(nèi)容極為相近的典型例子，在講例題、課堂討論、作業(yè)、單元小結(jié)等環(huán)節(jié)中，將這一內(nèi)容貫徹到底，這就比孤立地在某一環(huán)節(jié)下氣力強(qiáng)得多。

3 結(jié)束語(yǔ)

在不斷比較反復(fù)哲學(xué)內(nèi)涵認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，用比較反復(fù)方法指導(dǎo)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)，一定程度上增強(qiáng)了教學(xué)效果。這使得能自覺地從整體上把握課程知識(shí)體系的學(xué)生多了，學(xué)生應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解決工程實(shí)踐問題的能力增強(qiáng)了。特別要指出的是，一些開始對(duì)課程學(xué)習(xí)懷有厭倦心態(tài)的學(xué)生，也逐步通過學(xué)習(xí)產(chǎn)生了興趣，這確實(shí)使人振奮。

參考文獻(xiàn)

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