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论机械原理中创新教学的运用
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理
科
一概述
随着现代教育技术的出现和迅速发展,人们逐渐认识到教学手段作为教学活动的一种重要要素的地位、功能和作用。对于教学方法的多样化和分类,国内外有不少版本,不同的分类方式衍生出不同的教学方法,主要有讲授法、演示法、讨论法、引导法、启示法、实验法、提问法,还有情境模拟法和项目导向法等,其中,讲授法是传统教学方法的主体,其余教学方法则被称为新式教学法或创新教学法。这些教学方法可以独立体现,也可以组合运用,由此产生了更多的应用可能。对于不同的课程,不同的对象应该有不同的教学方法的选择,没有孰优孰劣,应“以适用为据,以效果为度”。机械原理课程的教学对象是九年义务教育的初中毕业生,他们绝大多数来自农村,文化基础较好,学习相对主动,思维灵活,但缺少自信心,对机械方面的知识缺少感性认识。要让他们较容易地接受本课程内容,运用传统的教学方法效果不会很理想,因此,教学活动的创新和寻求合适的教学方法势在必行。下面笔者就以其中的一节内容“铰链四杆机构的组成、分类和判定方法”为例,介绍几种教学方法的应用。
二创新教学方法的应用
1.问题引导启示法
在判定铰链四杆机构的类型时,许多同学想不通为什么要先判断“四杆机构是否满足杆长之和”条件,再通过机架的位置或最短杆的状态来判定其基本类型。这时候用提问题的方式来引导启发学生,是一个非常有效的措施。提问时,需要先从简单的能直接从已知条件得出结论的问题开始,再逐步过渡到相对复杂的需要逻辑推理的问题,直至解决所有疑问。首先,引导学生从概念入手,分析铰链四杆机构的类型判定过程中,决定性的要素是有无曲柄以及曲柄的数目。然后,启发学生的思维,既然曲柄的存在决定了判定结果,那么,什么情况下才会有曲柄产生?也就是说,在铰链四杆机构中,曲柄存在的必要条件是什么?最后,通过曲柄的性质(能绕其回转中心做整周转动),学生可以发现,曲柄的存在是以能做整周回转的转动副(即整转副)为前提,再加上一个状态性质(整转副为固定铰链)即可。那么,问题就又转化为机构存在整转副的必要条件是什么?而铰链四杆机构存在整转副的必要条件就是四杆的相对长度必需“满足杆长之和条件”。因此,本来想不通的问题就通过这几个相互关联的提问解决了。在实际的教学活动中,这个过程出奇地顺利,虽然不是每个学生都能及时地对提问进行反馈,但是都会有思考和推理的过程,而且几乎整个教学过程就是学生在问问题和回答问题,教师只是引导和启发,完全体现出了教学活动中学生的主动性和主体性。
2.分组实验讨论法
考虑到本节内容中铰链四杆机构的三个基本类型虽然有共同的组成,但是具有不同的运动形式和特点,对比性很强,所以,通过实验来获取相关数据,对实验过程和实验数据进行对比,应该会取得可喜的教学效果。笔者教学设计如下:设计两个实验,将学生进行分组,每组完成两个实验。实验一:每组发下长度为40mm、70mm、90mm、100mm且两端有孔的竹片、螺栓、螺母各一套,让学生用螺栓、螺母将竹片连接,并在连接点标好A、B、C、D。然后以不同的长度杆作为机架,使其他杆作运动,观察运动状态,并做好记录。实验二:每组发下长度为50mm、60mm、70mm、100mm且两端有孔的竹片各一套,让学生用螺栓、螺母将竹片连接,并在连接点标好A、B、C、D。然后以不同的长度杆作为机架,使其他杆作运动,观察运动状态,并做好记录。实验要求:找出有曲柄存在的一套竹片,说明曲柄存在的组合情况,并在实验中找出铰链四杆机构曲柄存在的条件,根据记录内容(以AB杆为机架是什么机构,BC杆为机架是什么机构,CD杆为机架是什么机构,以DA杆为机架是什么机构),推论判断出三种基本类型的方法。
三总结
以实例为载体,以教师为主导,以学生为主体,以合作交流、动手操作为手段,以能力提高为目的,突出了启发、引导、动手、实践、类比等多种教学方法,引导学生主动思考,既达到了教学的目的,又发挥了学生的主观能动性,同时,这种教学模式使课堂真正提升了学生的主体地位,充分发展了他们的个性。学生主动参与,强调了探究学习、合作学习,他们也勤于动手,乐于探究,培养他们获取新知识的能力和分析、解决实际问题的能力。学生在这种开放、热烈、活跃、轻松的教学环境中汲取着知识的营养,开发着自己的潜能,享受着学习的快乐。
