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职业教学法
任务名称:
引导课文教学法在《机械原理》中的应用
1.学习目标
知识目标:
(1)通过回答引导课文中的问题,促进学生学习,独立地操作和控制。
引导课文也意味着帮助学生了解自己知识和技能的不足,使学生容易找到知识来源。
(2)借助一种专门教学文件即引导课文(常常以引导问题的形式出现),通过工作计划和自行控制工作过程手段,引导学生独立学习和工作的项目教学方法。
其任务是建立起项目工作和它所需要的知识、技能间的关系,让学生清楚完成任务应该通晓什么知识,应该具备哪些知识等。
技能目标:
(1)引导课文教学法完全能够根据不同的教学需求和教学条件灵活发挥功能,引导学生独立完成学习和工作任务。
这里的“独立”,既可以是一个学生,也可以是几个学生组成的一个小组。
既有利于培养学生的独立工作能力,又使学生能够学会与人沟通的合作能力。
(2)引导课文教学方法培养了学生综合能力,引导学生尝试为完成某一项工作,把相关的专业知识、文化知识和职业道德相关学科的综合,使学生能体验实际工作过程,并能够找到解决实际问题的方法。
(3)引导课文教学法充分体现了学生的主体地位、教师的主导作用,充分吸取启发法、讨论法、探究法和讲授法的精髓,培养了学生自主学习、获取信息的能力,注重创新意识的养成,使学生在学习的过程中逐步形成专业能力、个人能力、方法能力、社会能力等综合能力。
素质目标:
(1)培养了学生可持续发展能力,为完成实际工作,学生学会寻找信息源,从多种渠道获取、分析处理和利用信息。
学会使用维修手册,按维修程序学会自己收集相关资料,学会计算机和文字两类资料系统的使用,掌握相关的技术规范和规定、标准,学会如何学习,实现“做中学、学中做”为今后的发展奠定基础。
(2)通过引导课文教学法培养学生团结合作,勇于创新的综合素质能力以及学生严谨的学习态度和一丝不苟的作风。
2.问题(任务)描述
引导文教学法(Leittext—Methode),又常被译为引导课文教学法,是借助专门教学文件(即引导文,常常以引导问题的形式出现),引导学习者独立学习和工作的教学方法。
它是项目教学法在现代培训中的发展和完善。
由于它能培养和发展学生的学习能力、提高学习活动的效率和教学质量,受到了学生和教师的普遍欢迎,德国职业教育界一直致力于推广这种教学方法。
引导学生形成一种新型的学习模式。
3.基本知识(定义、特点、实施过程等内容)
(1)引导课文教学法的特点
1)学习效果显著改善。
传统教学中,学生往往不知道学习内容在实际工作中有什么作用,引导课文教学法可以很好地解决这一问题,从而调动学生学习的积极性。
除此之外还能帮助学生建立起知识与技能问题的内在的联系,实现真正意义上的理论与实践的统一。
2)培养了学生获取书面信息的能力,独立制定计划的能力,自行组织和控制工作过程以及检查评价工作过程等的关键能力。
但与传统的传授式教学相比,引导文法花费的时间较多;由于每个工作岗位的具体要求随着形势的发展而不断有新的变化,因此开发符合实际情况的引导文常常有一定的难度。
3)通过回答引导课文中的问题,促进学生学习,独立地操作和控制。
引导课文也意味着帮助学生了解自己知识和技能的不足,使学生容易找到知识来源。
4)对学生学习进行全过程系统地引导,也就是在具体工作中按照计划实施和评价的步骤进行。
通过课文引导将具体任务的实施进行分类。
5)教师的主要任务是解决学生各自提出的难点。
在实施引导课文教学法中,教师关键的工作集中在开发优质的引导课文,进行充分的教学准备,做好总结评价三个方面。
教师在教学的整个过程中,始终起着引导、主导作用。
(2)引导课文教学法的实施过程
引导文教学法在应用过程中分为六个步骤,每一个步骤既是一个独立的行为或活动,又是一个互为连接的完整的行为单元,任何一个中间环节都不能缺少。
1)获取信息(回答引导问题):
学生根据教师给出的引导问题,明确任务,收集与任务有关的信息,并在教师的组织下积极地进行讨论,有目的地探索,决定应该做什么。
2)制定计划(常为书面工作计划):
学生根据学习要求安排计划,确定应该采取什么样的行动,并写出书面工作计划。
3)做出决策:
学生上交工作计划,师生进行专业谈话,讨论引导问题的答案和工作计划的缺陷,最终确定工作步骤方法和工具。
4)实施计划:
学生按预定计划,分步骤完成工作任务,教师在发现错误时提供适当指导和帮助。
5)检验:
学生依据所学到的知识检验某些问题是否正确。
6)评价学习:
教师评估学生工作成果,师生进行专业谈话讨论评估结果并提出不足及改进建议。
4.研讨内容
机械原理是机械类各专业的一门主干技术基础课程。
它的任务是使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能,学会常用机构的分析和综合方法,并具有进行机械系统设计的初步能力。
在培养高级机械工程技术人才的全局中,为学生从事机械方面的设计、制造、研究和开发奠定重要的基础,并具有增强学生适应机械技术工作能力的作用。
以及机构的工作原理,运动分析,参数计算,各种常用机构及综合有关机械动力学的一些基本知识。
本课程作为一门机械系的重点技术基础课,是研究现有机械运动及工作性能和设计新机械的知识基础,通过本课程的学习,将为学习机械设计、机床、机械制造工艺及其它课程打下专业基础。
5.训练(设计该教学法完整训练的内容和过程,围绕机械原理、机械制造技术基础、机械设计等基础课)
(1)名称:
用引导文教学法学习机械原理
(2)训练任务描述:
本文采用引导课文教学法,对整个工作过程进行引导。
以培养学生综合能力为目标,以启发互动、实践应用、自主学习的教育方式开展教学活动,突出“学中做、做中学”,激发学生的学习兴趣和创造力,提高学生自学能力,促进学生可持续发展。
引导课文教学法是行动导向教学法的一种,是一种由教师来引导学生自主学习的教学方法,它以实际的工作任务为前提,以学生为中心展开,教师在教学工作中主要起咨询和引导作用,为学生通过自主学习达到预定教学目标创造条件。
引导课文是建立在实际的工作任务和完成该项工作所需要的知识、技能和能力间的关系,让学生清楚完成任务应该通晓什么知识、应运用哪项技能、应该具备哪些能力等。
导课文教学法是借助引导课文,这里的“课文”,有着较广泛的含义。
对机械专业课教学来说,就是来自工作实践的、与教学内容密切相关的典型工作任务。
学生主要通过自学、小组合作、教师讲解的方式,学习新的知识、技能和养成能力的教学方法。
在教学中,学生从大量技术材料如专业手册、设备的操作使用维修说明中独立获取所需要的专业信息,独立制定完成工作任务的计划,从而获得解决新的、未知问题的能力,并系统地培养学生的适应社会的能力。
(3)训练目标:
用引导课文教学法学习机械原理所要达到的知识目标是,让学生更加深入的熟练掌握机械原理的理论知识,明白机械系统的组成,要达到的技能目标是让学生能够使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能,学会常用机构的分析和综合方法,并具有进行机械系统设计的初步能力。
在培养高级机械工程技术人才的全局中,为学生从事机械方面的设计、制造、研究和开发奠定重要的基础,并具有增强学生适应机械技术工作能力的作用。
(4)训练步骤:
1)获取信息
先给学生播放机械机构在日常生活、生产实例的视频动画,通过课件中机器与机构、构件与零件的视频画面实例引出机器及机构的特征和及构件与零件的定义,分析机器(内燃机)的结构组成、工作原理。
再给学生下发问题:
①机械原理课程的研究对象和研究内容;②机械原理课程的学习目的和作用;③如何学习机械原理课程及课程的学习要求。
通过问题启发、引导他们了解本次活动任务。
2)制定计划
按照提出的问题,学生们开始按五人一组分成七个学习小组,开始进行积极的准备工作,有条不紊地制定出工作计划:
自学机械原理课程中的有关问题,并上网搜集相关的知识点。
了解机械系统的组成、内燃机、运动副、运动链、机构、机构运动简图、自由度的计算等。
然后每个组将计划记录下来并策划本组学习成果展示方案。
3)做出决策
当学生们把制定好的计划书交上来后开始对各学习小组所做的计划书进行讨论。
先看学生制定的计划是否合理,提出的解决方案是否可行,选用材料是否合适等。
例如:
期间一组学生采用不锈钢管作为四杆机构杆件的材料,就问他们为什么选用这种材料,学生说“银晃晃的挺好看”,教师及时提醒学生:
不锈钢管的价格较贵,如此选材会使产品成本大幅增加,若选用银色硬纸片来制作模型效果不是一样吗!
适时与学生进行交流、讨论,帮助他们做出了科学、正确的决策。
4) 实施计划
根据师生共同拟订的计划,课堂上学生们开始独立完成计划的每一个环节,根据组员各自的特点进行任务分配,分别执行陈述、自评、互评、信息采集等工作。
在过程中遇到的疑难问题写在黑板上,写在黑板的问题区,学生在一起互相讨论,教师及时引导。
例如,在遇到自由度计算时,运用到机械原理中虚约束知识,有些学生自己不能理解,教师就引导他们并提供“计算机构自由度中虚约束忽略不计”方面的资料,最终顺利解决这个问题。
在“实施计划”过程中,学生的学习热情被积极调动起来了,学生与老师、学生与学生之间不断地反馈传递信息,并及时进行调整,以达到最优方案。
5) 检验
按计划完成制作后,学习小组之间有步骤地对计划的每一个环节进行检验,比如对自由度的计算进行检验,然后进一步完善。
在这一过程中,学生们不但要运用《机械原理》的各种知识,还需要运用相关学科的有关知识,在检验环节中加强了各学科之间的横向联系。
6)评价学习
各学习小组进行学习成果展示,分析说明该小组的在学习过程中的优点以及存在问题。
之后成员展开讨论做出评价,对自的作品打分、评定,然后各小组之间互评,最后交由老师来进行综合评价,肯定其中的优点,找出不足,并分析产生不足的原因。
小组的每个成员都要参与到介绍解决问题的过程,并对自己队的相关资料汇总,说出自己的观点,以便锻炼学生的语言表达能力和团队精神。
教师对各个方案进行比较,跟学生共同找出较好的方案,指出各自的优势和缺陷,并总结此次的上课情况。
最后师生进行专业谈话讨论评估结果并提出不足及改进建议。
以期下次做得更好。
(5)知识内容
1)机械系统的组成
2)内燃机
3)运动副
◆低副:
两构件通过面接触而构成的运动副统称为低副。
◆高副:
凡两构件系通过点或线接触而构成的运动副统称为高副。
◆平面运动副:
指构成运动副的两构件之间的相对运动为平面运动的运动副。
◆空间运动副:
指构成运动副的两构件之间的相对运动为空间运动。
4)运动链
◆运动链:
指两个以上的构件通过运动副联接而构成的系统。
◆平面运动链:
各构件间的相对运动为平面运动的运动链。
◆空间运动链:
各构件间的相对运动为空间运动的运动链。
5)机构
◆机构:
在运动链中将一构件加以固定,而其余构件都具有确定的运动,则运动链便成为机构。
◆机架:
机构中固定不动构件。
◆原动件:
机构中按给定的运动规律独立运动的构件。
◆从动件:
机构其余活动构件。
◆平面机构:
机构中各构件间的相对运动为平面运动。
◆空间机构:
机构中各构件间的相对运动为空间运动。
6)机构运动简图
◆机构运动简图:
指根据机构的运动尺寸,按一定的比例尺定出各运动副的位置,并用国标规定的简单线条和符号代表构件和运动副,绘制出表示机构运动关系的简明图形。
◆机构的示意图:
指为了表明机构结构状况,不要求严格地按比例而绘制的简图。
◆常用运动副和构件的表示方法:
◆一般构件的表示方法:
◆常用机构运动简图符号:
(5)使用引导课文教学法应注意的问题:
1) 该方法的关键是引导课文的设计,引导课文的设计,根据教学目标、教学内容和学生的年龄、特点、文化知识和专业技能水平的变化而变化,采用灵活多样的教学活动达到预期的教学目标。
2) 在引导课文中渗入流行和时尚元素,使学习贴近学生实际,提高趣味化,调动学生的学习积极性、培养他们的学习兴趣。
3)引导课文的设计要体现“整体 局部 整体”的循环过程,使学生对整个工作过程具有的全局意识。
4) 引导课文的设计要建立起工作任务和它所需要的知识、技能间的关系,让学生清楚完成任务应该通晓的知识和技能。
知识和技能的补充由浅到深,循序渐进,使学生完成引导课文的过程,学会灵活运用专业技能, 解决实际问题。
5)引导课文教学法另一关键因素在于教师在这一过程中的组织和调控,增加了教师驾驭课堂能力的要求。
6)引导课文教学法除了要求教师有很强的理论知识和实践技能外,还需要教师有广博的社会知识做基础,这样学生才能信服你,课堂秩序良好,才有可能达到较好的教学效果。
6.知识拓展、链接
(1)雷达天线的俯仰机构
(2)汽车刮雨器是一个曲柄摇杆机构,构件1(曲柄)做等速转动通过连杆2带动连架杆3(摇杆)实现刮雨效果。
(3)缝纫机踏板机构是以踏板(摇杆)为主动件的曲柄摇杆机构,有死点位置
(4)鹤式起重机
7.实例(围绕机械制图、机械制造技术基础、机械设计、等基础课)
◆自由度计算实例分析
F=3n-2pl–ph
=3×3-2×4-0=1
F=3n-2Pl–Ph
=3×4-2×5-0=2
◆计算多杆的自由度
n=10,PL=14,PH=0
F=3n–2PL-PH=3×10–2×14=2
◆凸轮机构自由度
解:
F=3n-2pl–ph=3×3-2×3-1=2(×)
注意:
计算机构自由度时,应将局部自由度除去不计。
方法一:
F=3n-2pl–ph-F=3×3-2×3-1-1=1
方法二:
假想构件2和3焊成一体
F=3n-2pl–ph=3×2-2×2-1=1
★虚约束
F=3n-2pl–ph=3×3-2×4-0=1
F=3n-2pl–ph=3×4-2×6-0=0(×)
分析:
E3和E5点的轨迹重合,引入一个虚约束
正确计算:
F=3n-2pl–ph+P′=3×4-2×6-0+1=1
8.参考文献:
申永胜.机械原理.北京:
清华大学出版社,1999
李柱国.机械设计与理论.北京:
科学出版社,2003
李方伟,孙怀安,李团结.机械原理辅导.西安:
西安电子科技大学出版社,2001
赵卫军.机械原理.西安:
西安交通大学出版社,2003
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