江西省冶金技師學(xué)院機電工程系 劉秀梅 丁宇寧

課程依據(jù)紡織企業(yè)技術(shù)改造實際要求，合理選取項目教學(xué)案例，利用信息化教學(xué)手段進行課程教學(xué)方案設(shè)計，教學(xué)中將案例、教學(xué)平臺、仿真動畫等信息化資源進行有效整合，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺實現(xiàn)過程性數(shù)據(jù)采集，全程記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)痕跡，反饋學(xué)生的思維能力。

一、信息化教學(xué)介紹

信息化教學(xué)是指以現(xiàn)代教學(xué)理念為指導(dǎo)，以信息技術(shù)為支持，應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法的教學(xué)。在信息化教學(xué)中，要求課堂教學(xué)觀念、組織、內(nèi)容、模式、技術(shù)、評價等一系列因素信息化（張一春.教師教育技術(shù)能力建構(gòu)——信息化環(huán)境下的教師專業(yè)發(fā)展[M].南京:南京師范大學(xué)出版社,2007）。

信息化教學(xué)整個過程以學(xué)生為中心，學(xué)生在探究課題的引導(dǎo)下自主的進行探究，教師在課堂學(xué)習(xí)過程中起組織者和引導(dǎo)者的作用，學(xué)生在掌握知識內(nèi)容的同時，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力（余勝泉.信息技術(shù)與課程整合——網(wǎng)絡(luò)時代的教學(xué)模式與方法[M].上海教育出版社,2004）。

二、學(xué)情分析與教材處理

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是高職機械制造與自動化專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其中“定軸輪系傳動比的計算”是課程第七章“齒輪系和減速器”前2節(jié)的重要內(nèi)容。依據(jù)教學(xué)標準，確定課程的教學(xué)重點為定軸輪系傳動比的計算方法；教學(xué)難點為定軸輪系轉(zhuǎn)向判定。

根據(jù)崗位技能相關(guān)要求，在教學(xué)過程中既教會學(xué)生齒輪系傳動比的計算，又要著重培養(yǎng)學(xué)生空間邏輯思維能力和實際動手能力，因此在教材內(nèi)容基礎(chǔ)上增加了渦輪蝸桿轉(zhuǎn)向判定法則內(nèi)容，在課堂實施中還加強對學(xué)生空間思維和動手實踐能力的培養(yǎng)。

教學(xué)對象為機械制造與自動化專業(yè)高職二年級的學(xué)生，具有一定CAD繪圖基礎(chǔ)，對信息化學(xué)習(xí)方式比較感興趣，課前已經(jīng)學(xué)習(xí)了齒輪傳動基礎(chǔ)知識，了解直齒齒輪、錐齒輪、蝸桿齒輪傳動的特點和基本過程，但是學(xué)生還沒有接觸到多級齒輪傳動，不會齒輪系傳動比分析計算，對齒輪系轉(zhuǎn)向判別尤其是空間輪系轉(zhuǎn)向判別不清晰。掌握本次課內(nèi)容也將為以后更好理解行星輪系傳動比計算打下基礎(chǔ)。2015年的教學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法講授本節(jié)課，85%以上學(xué)生難以掌握空間齒輪系轉(zhuǎn)向判別內(nèi)容，接近50%的學(xué)生不能正確給出定軸輪系傳動比計算結(jié)果。

三、課程教學(xué)方案設(shè)計思路

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師難以通過課堂教學(xué)讓學(xué)生了解空間齒輪系傳動過程和齒輪轉(zhuǎn)向，教學(xué)效果難測。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)法實施項目化教學(xué)，為此教師將案例分析、超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、運動仿真動畫、習(xí)題測試、FLASH游戲等信息化資源進行有效整合，學(xué)生可隨時隨地登錄平臺進行自主學(xué)習(xí)。

課程教學(xué)設(shè)計應(yīng)從學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)，課中合作探究，課后深化拓展三個方面進行考慮。

（一）課前學(xué)習(xí)

課前教師走訪紡織企業(yè)技術(shù)員工，了解企業(yè)崗位實際需求，根據(jù)企業(yè)生成實際要求制定教學(xué)任務(wù)和案例，利用超星泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺推送課程電子教案和動畫資源，推送問卷調(diào)查；發(fā)布任務(wù)通知，組織學(xué)生進行課前預(yù)習(xí)。

課前發(fā)布任務(wù)通知，組織學(xué)生利用手機登錄教學(xué)平臺，完成問卷調(diào)查，同時嘗試課前“試一試”習(xí)題的計算，教師可通過教學(xué)平臺了解學(xué)生預(yù)習(xí)后對知識的掌握情況。平臺統(tǒng)計結(jié)果顯示，有近80%學(xué)生對齒輪系傳動過程比較清楚，有近90%的學(xué)生無法計算出多級齒輪系傳動比最終結(jié)果。

（二）課中學(xué)習(xí)

課堂為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教師可播放一段機械企業(yè)生產(chǎn)工作視頻，讓學(xué)生體會齒輪系在機械中的重要性，再以紡織廠細紗機為例，說明細紗機設(shè)備牽伸機構(gòu)主要是由齒輪系組成，合理設(shè)計和更改齒輪傳動比改變牽伸倍數(shù)，使牽伸速度、捻度達到紡紗工藝要求，從而引入齒輪系傳動比計算課題。

接著推送兩組齒輪嚙合仿真動畫視頻，通過改變主動和從動齒輪齒輪的大小，學(xué)生觀察輸出轉(zhuǎn)速的變化，讓學(xué)生初步認識傳動比作用，根據(jù)定義推導(dǎo)出一對齒輪嚙合傳動比計算公式，學(xué)生動手拆裝齒輪泵實物，并根據(jù)輸入軸的轉(zhuǎn)速計算出齒輪泵輸出軸的轉(zhuǎn)速，將結(jié)果上傳至教學(xué)平臺。

針對本課重點，可充分運用仿真動畫進行現(xiàn)場展示，讓學(xué)生直觀感受傳動過程，解決課堂教具短缺、傳動部件難以拆裝問題。學(xué)生觀看二級減速器傳動仿真動畫時進行討論，每組派成員上臺講解傳動過程，完成二級減速器傳動比計算，最后完成課堂測試。教師及 時延伸拓展，推導(dǎo)出多級齒輪系傳動比計算公式，對公式中“+、-”符號意義進行講解，同時通過二級減速器案例引出惰輪作用是改變傳動方向。

傳動比計算拓展模塊教學(xué)設(shè)計理念是學(xué)生利用交互式三維設(shè)計軟件進行齒輪傳動比設(shè)計更改，學(xué)生現(xiàn)場設(shè)置軟件參數(shù)，增加和減少齒輪齒數(shù)，實現(xiàn)齒輪傳動比改變，以深刻領(lǐng)會影響定軸輪系傳動比主要因素。依據(jù)實際任務(wù)，學(xué)生在Inventor軟件上完成多級齒輪傳動比設(shè)計沖關(guān)游戲，在給定齒輪模型的基礎(chǔ)下，對多個齒輪進行選擇、組合，完成多級傳動齒輪的傳動設(shè)計，使之符合設(shè)計要求。

針對本課程的難點，為了不讓課堂授課陷入說教模式，教師設(shè)計類型分析、匹配游戲、能力提升三個教學(xué)環(huán)節(jié)。在齒輪轉(zhuǎn)向類型分析教學(xué)環(huán)節(jié)，采用FLASH展示不同齒輪副機構(gòu)立體圖、結(jié)構(gòu)簡圖和轉(zhuǎn)向表示方法，學(xué)生自己動手進行繪制和標注；為了提升學(xué)生的三維空間想象能力，加強學(xué)生對齒輪系整體與局部之間的聯(lián)系理解，學(xué)生完成二維簡圖與三維圖的匹配游戲練習(xí)；能力提升環(huán)節(jié)主要訓(xùn)練學(xué)生空間思維能力，學(xué)生根據(jù)復(fù)雜齒輪系傳動結(jié)構(gòu)簡圖標出每個齒輪轉(zhuǎn)向，根據(jù)推送的空間輪系三維圖，學(xué)生進行修改，最后學(xué)生通過輪系仿真動畫演示轉(zhuǎn)動方向得出正確結(jié)果。

結(jié)合紡織企業(yè)技術(shù)設(shè)計改造實際案例，按照設(shè)計要求，學(xué)生完成齒輪傳動比設(shè)計與轉(zhuǎn)向判定，求出輸出軸轉(zhuǎn)速。讓每組學(xué)生把計算結(jié)果和過程上傳至學(xué)習(xí)平臺，讓最快完成的二組把結(jié)果上傳到學(xué)習(xí)平臺，教師進行點評。

最后總結(jié)回顧，教師根據(jù)課前課中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對學(xué)生表現(xiàn)進行總結(jié)點評，形成客觀的多元化評價結(jié)果。

（三）課后學(xué)習(xí)

課后教師發(fā)布拓展教學(xué)資源，根據(jù)課中測試數(shù)據(jù)結(jié)果分析，有針對性在教學(xué)平臺上推送作業(yè)題。借助平臺學(xué)生可以查看和完成作業(yè)，教師對學(xué)生課后作業(yè)完成情況進行跟蹤，并錄入作業(yè)測試成績，利用數(shù)據(jù)智能分析與評估系統(tǒng)評估學(xué)生知識掌握情況，以便進一步優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。

四、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，充分調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。利用信息化手段，每個學(xué)生參與問卷調(diào)查、游戲、測試、討論等教學(xué)過程，師生互動了多次，而傳統(tǒng)教學(xué)只有一兩次，有效提升了學(xué)生的參與度；同時根據(jù)課堂數(shù)據(jù)的實時反饋，學(xué)生在掌握傳動比計算中由課前的10%會計算，到課程結(jié)束后95%會計算；80%的學(xué)生表示掌握了齒輪系傳動轉(zhuǎn)向的判別方法，而利用傳統(tǒng)手段只有20%能掌握該內(nèi)容。這充分說明，信息化教學(xué)有效解決了課堂教學(xué)學(xué)生對齒輪系轉(zhuǎn)向判定難題，提高了學(xué)生計算傳動比能力。