探討以任務(wù)驅(qū)動(dòng)牽引、依托信息技術(shù)施行的教學(xué)方式

盧亞萍 陳淳輝 么莉莉

【摘 要】在機(jī)械設(shè)計(jì)課堂教學(xué)中大多為理論教學(xué)，而機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐性非常強(qiáng)，僅通過口頭描述很難達(dá)到良好的效果，針對(duì)設(shè)計(jì)一款64型行星齒輪減速扳手為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，學(xué)生依托網(wǎng)絡(luò)上等信息化手段自主學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)計(jì)算等，課堂師生討論再應(yīng)用三維軟件進(jìn)行建模，讓學(xué)生更加直觀認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)過程及產(chǎn)品意識(shí)，可以彌補(bǔ)缺陷的同時(shí)還可以極大程度的提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械教學(xué);生本課堂;行星齒輪減速扳手;機(jī)械設(shè)計(jì);三維建模

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程是一門用以培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容包括理論學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐兩部分。主要任務(wù)是培樹學(xué)生科學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)思維，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，具備一定的機(jī)械設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。本文探究以具體設(shè)計(jì)案例為任務(wù)驅(qū)動(dòng)牽引，依托網(wǎng)絡(luò)信息化資源，將理論學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐融為一體，邊學(xué)習(xí)理論知識(shí)邊動(dòng)手設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式。

一、以任務(wù)驅(qū)動(dòng)牽引、信息技術(shù)支撐的教學(xué)方式

任務(wù)驅(qū)動(dòng)牽引、依托信息技術(shù)教學(xué)方式實(shí)際上就是將理論與實(shí)際相結(jié)合，以學(xué)生為主體的基礎(chǔ)上，教師在教學(xué)活動(dòng)中依據(jù)學(xué)生的理解能力及知識(shí)掌握情況，合理分組布置機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)，課前學(xué)生依托網(wǎng)絡(luò)資源等信息化手段自主學(xué)習(xí)，完成任務(wù)，課堂小組闡述、答疑、改進(jìn)、建模等完成教學(xué)。對(duì)比傳統(tǒng)教學(xué)方法，任務(wù)驅(qū)動(dòng)牽引、信息技術(shù)支撐的教學(xué)模式核心是圍繞“做”這個(gè)中心，將學(xué)習(xí)過程與實(shí)際設(shè)計(jì)過程融為一體。讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)去學(xué)習(xí)與掌握理論知識(shí)，完成任務(wù)也是對(duì)理論知識(shí)的驗(yàn)證，將“強(qiáng)迫式、被動(dòng)式”學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皞€(gè)性式、主動(dòng)式”學(xué)習(xí)。

二、64型行星齒輪減速扳手功能

本課例要完成的任務(wù)是設(shè)計(jì)64型行星齒輪減速扳手。該板手是一種新型的高效省力的手動(dòng)拆裝工具，用于拆卸汽車輪胎。設(shè)計(jì)的64型行星齒輪減速扳手具有制造方便，軸向尺寸小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)克服普通扳手力臂短的不足，提供一種有增力裝置的省力扳手，可大大的提高裝卸汽車輪胎的效率和降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

三、我們所施行的教學(xué)方式

（一）課前實(shí)施策略

1.明確設(shè)計(jì)64型行星齒輪減速扳手的意義。教學(xué)過程中首先講解完成此項(xiàng)設(shè)計(jì)的意義，要求學(xué)生通過調(diào)研了解現(xiàn)有汽車拆卸輪胎扳手的現(xiàn)有不足，設(shè)計(jì)改進(jìn)方向，明確設(shè)計(jì)意圖。

2.完成設(shè)計(jì)主要的工作內(nèi)容。設(shè)計(jì)計(jì)算部分：分析行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案;并通過計(jì)算分析，確定行星齒輪的齒數(shù)、模數(shù)和軸行星架各個(gè)參數(shù)，校核齒輪的接觸和彎曲強(qiáng)度;完成內(nèi)外嚙合齒輪、軸、行星架的設(shè)計(jì)計(jì)算。

3.確定行星齒輪減速扳手設(shè)計(jì)方案

（1）基本參數(shù)要求

（2）方案設(shè)計(jì)

機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比為64，分為三級(jí)，第I、II、III級(jí)均為周轉(zhuǎn)輪系。

（二）課中實(shí)施策略

課堂上，根據(jù)課前設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果和自學(xué)的情況將學(xué)生進(jìn)行分組，三人一組進(jìn)行小組比對(duì)和研究。分小組進(jìn)行闡述，闡述完后，請(qǐng)其他小組進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。課堂上教師根據(jù)學(xué)生在課下自學(xué)情況，著重講解齒輪的計(jì)算和強(qiáng)度校核過程演示。學(xué)生更改設(shè)計(jì)中存在的問題，總結(jié)學(xué)到的知識(shí)，向教師提問或與同學(xué)討論，教師根據(jù)學(xué)生的問題進(jìn)行實(shí)時(shí)點(diǎn)撥、引導(dǎo)、歸納和總結(jié)。

根據(jù)學(xué)生前期的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果帶領(lǐng)學(xué)生一起進(jìn)行計(jì)算機(jī)三維建模，注意和學(xué)生的互動(dòng)交流。講解并演示Pro/E軟件三維實(shí)體造型的一般過程：創(chuàng)建草圖——根據(jù)零件的基本特征和附加特征生成零件的三維模型——依照裝配關(guān)系裝配零部件——添加場景形成部件裝配圖。通過三維造型檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，輸出實(shí)物產(chǎn)品，學(xué)員有更直觀的認(rèn)識(shí)。

（三）課后教學(xué)策略

課程實(shí)施過程中針對(duì)設(shè)計(jì)64型行星齒輪減速扳手這么一個(gè)任務(wù)，作為教學(xué)驅(qū)動(dòng)，學(xué)生通過線上課程資源學(xué)自主學(xué)習(xí)，課堂師生討論再應(yīng)用三維軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，建立三維模型讓設(shè)計(jì)更加直觀，課后還可以通過3D打印機(jī)打印成實(shí)物模型。這樣學(xué)生通過這種形式完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，不僅掌握了設(shè)計(jì)的整體流程，而且有一個(gè)成品展示會(huì)讓其更加有成就感。

四、幾點(diǎn)思考

本授課方式實(shí)施過程中還要注意以下幾個(gè)問題：一是要注重學(xué)生素質(zhì)。這種二是要強(qiáng)化老師能力。三是要合理設(shè)計(jì)任務(wù)。

綜上所述，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，微課、慕課資源的成熟，基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)式、信息技術(shù)支撐的課堂教學(xué)方式在機(jī)械基礎(chǔ)類課程的教學(xué)中必將發(fā)揮更大的作用。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，牢記“生本課堂”理念，以學(xué)定教，分層教學(xué)。讓學(xué)生帶疑自學(xué)，合作探究，課中展示交流，分享成果，教師點(diǎn)撥提高，拓展延伸，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)從灌輸?shù)綄?duì)話、從封閉到開放、從知識(shí)到能力的轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦紅玲.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法在機(jī)械基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用研究，[J]教育教學(xué)論壇.2017，（11）：165-166.

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