《機(jī)械原理》課程思政教學(xué)案例設(shè)計(jì)

于雙洋 朱 花 劉 靜

（江西理工大學(xué) 江西·贛州 341000）

1 教材分析與學(xué)情分析

1.1 輪系在機(jī)械原理教材中的地位和作用

機(jī)械傳動(dòng)是機(jī)械原理的重要內(nèi)容，齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)的重中之重，而輪系是各種齒輪傳動(dòng)的綜合，其中“輪系傳動(dòng)比的計(jì)算”是課程第八章“輪系”的重要內(nèi)容，復(fù)合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算是該章節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)。該部分課程目標(biāo)是掌握復(fù)合輪系各齒輪回轉(zhuǎn)方向的判斷、傳動(dòng)比和任意軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算，為學(xué)生在今后專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)中能識(shí)讀機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)圖和進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算做好準(zhǔn)備。在教學(xué)過(guò)程中既教會(huì)學(xué)生輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法，又要著重培養(yǎng)學(xué)生空間邏輯思維能力和實(shí)際動(dòng)手能力，因此，復(fù)合輪系的學(xué)習(xí)分為課前參觀、課堂講解、課后實(shí)踐三個(gè)部分，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，提高學(xué)生空間思維能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。

1.2 學(xué)情分析

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師難以通過(guò)課堂教學(xué)讓學(xué)生了解空間齒輪系傳動(dòng)過(guò)程和齒輪轉(zhuǎn)向，教學(xué)效果難測(cè)。結(jié)合信息化教學(xué)手段，整合教學(xué)內(nèi)容，充分采用案例教學(xué)法，實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)。為此教師將案例分析、超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)仿真動(dòng)畫(huà)、習(xí)題測(cè)試等信息化資源進(jìn)行有效整合，提高課堂趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性。課程教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)從學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)，課中合作探究，課后深化拓展三個(gè)方面進(jìn)行考慮。

2 課程思政教學(xué)方案設(shè)計(jì)思路

2.1 課前學(xué)習(xí)

課前發(fā)布任務(wù)通知，組織學(xué)生利用手機(jī)登錄教學(xué)平臺(tái)，完成問(wèn)卷調(diào)查，通過(guò)教學(xué)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象的初步了解情況，平臺(tái)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，有近68%的學(xué)生能夠在上課前對(duì)輪系有簡(jiǎn)單的了解，15%左右的學(xué)生對(duì)輪系的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用有較多的了解，17%左右的學(xué)生對(duì)輪系的了解和接觸較少。

教師圍繞拓展學(xué)生的思維空間，促進(jìn)其面對(duì)面地互動(dòng)，讓學(xué)習(xí)具有更強(qiáng)的問(wèn)題性、實(shí)踐性和參與性的目的進(jìn)行。根據(jù)學(xué)生的相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)以及專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案要求，制定教學(xué)任務(wù)和案例，特別要把學(xué)生自學(xué)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題盡量考慮周全，設(shè)計(jì)幾種方案。教師和課代表則按學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力分組，每個(gè)小組推選一名組織能力強(qiáng)的學(xué)生任組長(zhǎng)，進(jìn)行分組學(xué)習(xí)。教師列出所要用的已學(xué)知識(shí)和新授知識(shí)，學(xué)生可根據(jù)此復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)。利用超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)推送課程電子課件和動(dòng)畫(huà)資源，組織學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。組織學(xué)生參加課前實(shí)踐活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生參觀輪系機(jī)構(gòu)模型，并簡(jiǎn)單介紹輪系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工程應(yīng)用。

學(xué)生根據(jù)教師給的課前準(zhǔn)備材料，自學(xué)、組內(nèi)討論，記錄預(yù)習(xí)中遇到的困難和發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，以備上課交流。在參觀和預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，每組分發(fā)一個(gè)輪系慧魚(yú)模型，教師參與指導(dǎo)，學(xué)生自主設(shè)計(jì)安裝機(jī)構(gòu)模型，利用慧魚(yú)模型搭建汽車(chē)差速器機(jī)構(gòu)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，加深對(duì)輪系的印象，初步了解輪系的類(lèi)型及傳動(dòng)過(guò)程，同時(shí)提高學(xué)生動(dòng)手能力以及機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。此過(guò)程，可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)從無(wú)意識(shí)的被動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸庾R(shí)的主動(dòng)。

2.2 課中學(xué)習(xí)

課中階段教師要做一個(gè)能導(dǎo)善誘的引導(dǎo)者。利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生會(huì)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。具體而言，課堂為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，課堂前5分鐘，播放2-3段應(yīng)用到輪系的機(jī)械視頻，讓學(xué)生體會(huì)齒輪系在機(jī)械中的重要性。以汽車(chē)差速器為例，當(dāng)汽車(chē)直線行駛的時(shí)候，左右半軸齒輪的扭矩和轉(zhuǎn)速都是相同的，因此和行星齒輪結(jié)合的時(shí)候左側(cè)和右側(cè)能夠互相抵消，這個(gè)時(shí)候行星齒輪是不運(yùn)動(dòng)的。遇到轉(zhuǎn)彎情況，內(nèi)側(cè)車(chē)輪要比外側(cè)車(chē)輪受到的阻力大，這個(gè)時(shí)候左右半軸齒輪的扭矩不同，就會(huì)導(dǎo)致行星齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，行星齒輪能給內(nèi)側(cè)齒輪一個(gè)阻力扭矩實(shí)現(xiàn)減速，同時(shí)也能給外側(cè)齒輪增速，這樣外側(cè)齒輪比內(nèi)側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)速快，實(shí)現(xiàn)了順利的轉(zhuǎn)彎。從而引入齒輪系傳動(dòng)比計(jì)算課題。接著播放差速器中齒輪嚙合仿真動(dòng)畫(huà)視頻，先控制行星輪只發(fā)生公轉(zhuǎn)，觀察機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況；再控制行星輪既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)，觀察機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況，學(xué)生通過(guò)觀察差速器中輪系的運(yùn)動(dòng)，初步認(rèn)識(shí)輪系的工程應(yīng)用及輪系傳動(dòng)比作用。

在齒輪轉(zhuǎn)向類(lèi)型分析教學(xué)環(huán)節(jié)，采用教學(xué)動(dòng)畫(huà)以及FLASH展示復(fù)合輪系立體圖、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和轉(zhuǎn)向表示方法，學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行繪制和標(biāo)注，采用小組競(jìng)賽形式，每組代表上講臺(tái)講解輪系相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并交流課前預(yù)習(xí)遇到的問(wèn)題，本組成員補(bǔ)充，其他組成員點(diǎn)評(píng)提問(wèn)。這樣，學(xué)生不僅掌握了新知，還提高了綜合應(yīng)用知識(shí)的能力和表達(dá)能力。教師根據(jù)學(xué)生的講解，糾正學(xué)生講解過(guò)程中存在的錯(cuò)誤，并重復(fù)詳細(xì)講解課程知識(shí)點(diǎn)，突出重點(diǎn)，歸納總結(jié)。在這過(guò)程中，要求學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)自己作自我檢查、自我反思和自我調(diào)節(jié)。

能力提升環(huán)節(jié)主要訓(xùn)練學(xué)生空間思維能力，采用多媒體課件與板書(shū)相結(jié)合，詳細(xì)講解復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算方法。學(xué)生能夠根據(jù)復(fù)雜齒輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖標(biāo)出每個(gè)齒輪轉(zhuǎn)向，能夠熟練掌握復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算方法。講解之后，在學(xué)習(xí)通隨堂發(fā)布課堂測(cè)驗(yàn)，組織同學(xué)分組討論，并要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算相關(guān)習(xí)題，完成后學(xué)生把計(jì)算結(jié)果和過(guò)程上傳至學(xué)習(xí)平臺(tái)，教師根據(jù)學(xué)生完成情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。講解之后再次進(jìn)行抽查，隨機(jī)點(diǎn)到，被點(diǎn)到學(xué)生進(jìn)行講解，讓學(xué)生加深印象并確定所有學(xué)生已經(jīng)完全掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。教師對(duì)學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評(píng)，形成客觀的多元化評(píng)價(jià)結(jié)果。

2.3 課后學(xué)習(xí)

課后組織學(xué)生分組拆裝減速器實(shí)物，讓學(xué)生直觀感受減速器傳動(dòng)過(guò)程，并在各自組內(nèi)進(jìn)行討論，討論后每組派成員講解傳動(dòng)過(guò)程，完成減速器傳動(dòng)比計(jì)算。加深并鞏固課堂所學(xué)理論內(nèi)容。教師及時(shí)延伸拓展，推導(dǎo)出多級(jí)齒輪系傳動(dòng)比計(jì)算公式，對(duì)公式中“+、-”符號(hào)意義進(jìn)行講解，同時(shí)通過(guò)二級(jí)減速器案例引出惰輪作用是改變傳動(dòng)方向。

課后階段是教學(xué)的延續(xù)，學(xué)生要按照教師給的提綱和要領(lǐng)復(fù)習(xí)，并不失時(shí)機(jī)地整理筆記，完成線上和線下作業(yè)。筆記整理要準(zhǔn)確、完整，接著組員交換查看筆記，推選組內(nèi)最優(yōu)筆記參加班級(jí)評(píng)比，筆記最優(yōu)者可獲得額外獎(jiǎng)勵(lì)。

課后教師發(fā)布拓展教學(xué)資源，根據(jù)課中測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果分析，有針對(duì)性在教學(xué)平臺(tái)上推送作業(yè)題。每位學(xué)生獨(dú)立完成教師布置的作業(yè)，組長(zhǎng)負(fù)總責(zé)，組員互查并監(jiān)督，嚴(yán)禁抄襲，把學(xué)生個(gè)人的作業(yè)情況和小組評(píng)價(jià)捆綁在一起，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感和集體榮譽(yù)感。

借助平臺(tái)學(xué)生可以查看和完成作業(yè)，教師對(duì)學(xué)生課后作業(yè)完成情況進(jìn)行跟蹤，并錄入作業(yè)測(cè)試成績(jī)，利用數(shù)據(jù)智能分析與評(píng)估系統(tǒng)評(píng)估學(xué)生知識(shí)掌握情況，以便進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。教師制定課后作業(yè)成績(jī)表，并于下次上課反映作業(yè)完成情況，此過(guò)程，是學(xué)生進(jìn)步的階梯。

3 總結(jié)

本單元教學(xué)內(nèi)容以信息技術(shù)為支撐，使教學(xué)內(nèi)容由枯燥變生動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。本次教學(xué)設(shè)計(jì)，使學(xué)生成為課堂真正的主人。教學(xué)中運(yùn)用參觀、多媒體演示等手段，豐富了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。課堂上學(xué)生互相討論、及時(shí)糾錯(cuò)，師生、生生互學(xué)互動(dòng)，讓學(xué)生有了更深的學(xué)習(xí)感受，營(yíng)造了由學(xué)生、教師、教學(xué)材料、教學(xué)情景、教學(xué)環(huán)境等構(gòu)成的生態(tài)課堂。通過(guò)學(xué)生的積極參與和深刻體驗(yàn)，學(xué)生的主動(dòng)性得以激發(fā)，真正提高了教學(xué)效果，提升了學(xué)生的綜合能力。充分體現(xiàn)以人為本的素質(zhì)教育思想，遵循人的認(rèn)知規(guī)律。以“觀察思考—?jiǎng)邮謱?shí)踐—交流反饋—小組探討解決問(wèn)題—師生共同探究解決問(wèn)題”為主線，在教學(xué)設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，把知識(shí)點(diǎn)放在大任務(wù)中，通過(guò)小組的探究，分析任務(wù)的組成及解決問(wèn)題的思路，把難點(diǎn)從大任務(wù)中分解為會(huì)做的簡(jiǎn)單的小任務(wù)，降低了難度，化繁為簡(jiǎn)，學(xué)生既有興趣，又有創(chuàng)新，可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決問(wèn)題的能力。

綜上所述，在機(jī)械原理課程輪系的教學(xué)設(shè)計(jì)中，學(xué)生的參與落到實(shí)處，收到實(shí)效，學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)技能，在一定范圍內(nèi)學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能，解決過(guò)去從未遇到過(guò)的實(shí)際問(wèn)題，這樣的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生既學(xué)到了知識(shí)，又學(xué)到了解決問(wèn)題的方法。