孫華芳

摘 要：差動螺旋傳動是普通螺旋傳動的深化和演變，對于其定義的理解，位移的計算和方向的判斷非常抽象、復(fù)雜，如何把抽象的知識具體化、復(fù)雜的知識簡單化，教師在新授的時候以普通螺旋傳動作為基礎(chǔ)，多角度分析概念，綜合采用引申和類比的方法理解和運(yùn)用差動螺旋傳動的位移公式，以取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：普通螺旋傳動；差動螺旋傳動；引申；類比

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：1992-7711（2015）20-001-01

一、復(fù)習(xí)普通螺旋傳動，為講授差動螺旋傳動作鋪墊

溫故而知新的發(fā)生過程叫做知識遷移，建構(gòu)主義的理論學(xué)派認(rèn)為，遷移實際上就是認(rèn)知結(jié)構(gòu)在新條件下的重新建構(gòu)。我在教學(xué)的時候運(yùn)用這一理論，設(shè)計了從普通螺旋傳動到差動的組合。具體設(shè)計如下：圖1、圖2是兩個普通螺旋傳動，請同學(xué)們分別計算出手柄轉(zhuǎn)一圈，各自的位移并判斷移動方向。其中圖1螺紋標(biāo)記為：M20X0.75，圖2的標(biāo)記為M10X1。

二、多角度理解差動螺

如果把兩個普通螺旋傳動二合為一，則組成了一個新的螺旋傳動，如圖3。

圖3

二、多角度理解差動螺旋傳動的概念

1. 從構(gòu)件的組成分析。很多學(xué)生不能很好地掌握該問題的原因是對組成的了解始終定位在書本上的圖形，如圖3，所有的教材在講組成的時候都是由三個構(gòu)件組成：固定螺母（機(jī)架）、活動螺母、螺桿。學(xué)生在遇到未見過的圖形或?qū)嵗容^茫然，教師在新授時可進(jìn)一步引申，差動螺旋傳動由3個構(gòu)件組成，固定螺母引申為固定件，螺桿引申為既轉(zhuǎn)又移的雙螺紋構(gòu)件，活動螺母引申為只有移動的構(gòu)件。

2. 從螺旋副運(yùn)動形式的角度去分析?；谇懊嫫胀菪齻鲃拥膹?fù)習(xí)引入差動螺旋傳動這一新的概念，學(xué)生已經(jīng)知道差動螺旋傳動由二個普通螺旋傳動組成，運(yùn)動形式分別為螺母固定，螺桿既轉(zhuǎn)又移（只有一個運(yùn)動構(gòu)件）和螺桿轉(zhuǎn)，螺母移（有二個運(yùn)動構(gòu)件）；這時候教師可以把差動螺旋傳動引申為由單動和雙動的兩個普通螺旋副組成。

3. 從學(xué)生生活中自己體驗過的情境分析?，F(xiàn)在大多數(shù)用的教材，差動螺旋傳動的定義為活動螺母與螺桿間產(chǎn)生（差動）既不一致的螺旋傳動。我對定義中活動螺母（只有移動構(gòu)件）的運(yùn)動首先進(jìn)行了簡單化處理，即將活動螺母的運(yùn)動分成兩部分：一是螺桿相對固定螺母移動時，帶動活動螺母移動；二是活動螺母自己沿螺桿移動，活動螺母的實際移動是上述兩種運(yùn)動的合成。此時，教師可以用類比的方法幫助學(xué)生去理解：固定螺母（固定構(gòu)件）看成是地面，螺桿（既轉(zhuǎn)又移構(gòu)件）看成是電梯，活動螺母（只有移動構(gòu)件）看成是人，假設(shè)人相對電梯是運(yùn)動的，人相對地面的運(yùn)動分成兩部分：一是電梯相對地面運(yùn)動時帶動人運(yùn)動；二是人本身相對電梯的運(yùn)動，人相對地面的運(yùn)動是這兩種運(yùn)動的合成，從而學(xué)生能夠很好的理解移動螺母（只有移動構(gòu)件）的相對運(yùn)動情況。

二、從引申和類比的角度理解和運(yùn)用差動螺旋傳動的位移公式

1. 公式的推導(dǎo)：基于學(xué)生掌握普通螺旋傳動和差動螺旋傳動組成的關(guān)系，以及移動螺母的運(yùn)動情況，公式的推導(dǎo)就顯得相對容易。此時教師可以反過來問單動螺旋副的運(yùn)動相當(dāng)于人在電梯上的運(yùn)動情景中的哪個相對運(yùn)動？雙動螺旋副相當(dāng)于哪個相對運(yùn)動？教師可以進(jìn)一步的引導(dǎo)學(xué)生，在這個情景中假設(shè)電梯相對地面向上運(yùn)動，人相對電梯是向上運(yùn)動的，最終人相對地面的移動距離如何計算？相反，電梯相對地面向上運(yùn)動，人相對電梯是向下運(yùn)動，最終人相對地面的移動距離如何計算？通過教師作類比以及一系列問題的引導(dǎo)，化解了公式推導(dǎo)中難以理解的問題。

2. 公式的運(yùn)用： （1）由于題目中常常會出現(xiàn)幾個求位移的問題，學(xué)生會出現(xiàn)不知道到底求的是普通螺旋傳動的位移還是差動螺旋傳動的位移，此時教師一定要講清楚，差動螺旋傳動的位移是移動螺母（只有移動的構(gòu)件）相對于固定構(gòu)件的移動距離，即移動構(gòu)件的實際移動距離。（2）“+”、“-”的正確運(yùn)用。當(dāng)既轉(zhuǎn)又移構(gòu)件的兩段螺紋旋向相同時用“-”，相反時用“+”， 教師在教學(xué)過程中會反復(fù)強(qiáng)調(diào)，但是學(xué)生在運(yùn)用時往往不能正確運(yùn)用，此時教師可以幫助學(xué)生采用如下的方法去理解記憶：既轉(zhuǎn)又移構(gòu)件的兩段螺紋旋向相同，由于組成差動螺旋傳動的兩個普通螺旋副的運(yùn)動形式不一樣，即單動和雙動，普通螺旋傳動的移動方向的判斷方法是相反的，也既一個為大拇指的指向，另一個為大拇指的反向，所以此時用“-”；如既轉(zhuǎn)又移構(gòu)件的兩段螺紋旋向相反，單動和雙動的普通螺旋傳動的移動方向的判斷方法是相反的，此時用“+”。（3）“Ph1”、 “Ph2”的正確運(yùn)用。學(xué)生在做題時經(jīng)常會根據(jù)圖中所標(biāo)的“Ph1”、“Ph2”，不加思考直接代入公式，這樣在有些情況下會導(dǎo)致錯誤；此處我也對 “Ph1”、“Ph2”作了引申，“Ph1”引申為單動螺旋副的導(dǎo)程，“Ph2”引申為雙動螺旋副的導(dǎo)程。學(xué)生在看圖時，根據(jù)題目中的一些隱含的已知條件，就能很容易地找出“單動”、“雙動”的普通螺旋傳動，從而找出相對應(yīng)的“Ph1”、 “Ph2”，這樣學(xué)生在做題時思路會非常的清晰。

3. 差動螺旋傳動中方向的判斷。（1）先求參考方向。教師可以教會學(xué)生以下的方法：用左右手定則判斷二個螺旋副中單動螺旋副移動件的移動方向，單動螺旋副左旋用左手，右旋用右手，并以此為參考方向。（2）根據(jù)公式計算結(jié)果的“+”“-”號來判斷，計算結(jié)果如為“+”，那么只有移動螺母的移動方向（如移動構(gòu)件）與參考方向為相同；反之，則相反。在此，教師同樣可以用類比的方法讓學(xué)生充分理解。

根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點，我采取了學(xué)生容易接受的教學(xué)方法，將抽象的知識采用類比的方法，實現(xiàn)為“為遷移而教”的教學(xué)理論，塑造學(xué)生良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；采用引申的教學(xué)方法，使學(xué)生能夠面對不同難度、不同類型的題目，以不變應(yīng)萬變，滿足多層次學(xué)生的教學(xué)要求。