浅谈《机械基础》课程中探究性教学的巧用
摘要：本文强调了探究性教学的重要性，并通过授课实例分析和阐述了探究性教学在《机械基础》课程中的运用。
近几年的中高考考试大纲都明确提出“着重考查学生运用知识分析和解决实际问题的能力。”在中高考试题中，研究性学习的内容不仅是考试热点，而且比重在不断加大。这就要求专业课教师做到与时俱进，开拓进取。在教学工作中不断改革、创新教学方法，为社会发展培养高素质的技能人才。
教学方法有很多种，如启发式教学、探究性教学、形象化教学、实践性教学、拆装性教学等等：在机械专业中这些方法都较常用。尤其是采用探究性教学能使理论教学、技能训练、实践操作有机结合起来，即在同一时间，同一空间，由同一组教师完成某一教学目标，充分利用课程资源，使教学相长。
探究性教学在“四书”之一的《大学》中早已使用．如格物致知，即彻底探究事物的原理，达到认识的极致。既然探究性教学早已使用并有诸多优点，我主要阐述探究性教学在《机械基础》课程中的巧用：在探究性教学过程中，使学生从设计的情景中提出问题，动手操作，展开讨论。通过激烈的讨论得出正确的结论，再把正确结论运用于解决实际同题。让学生做一做，练一练，想一想，议一议。然后让学生在工程实际中收集应用事例。在整个教学过程中，学生始终处于主导地位。改变以往填鸭式教学，把学生当成口袋，不管学生是否能接受，只管强行填压，使学生失去学习的积极性、主动性、兴趣性、目的性。探索性教育把“要我学”变换成“我要学”，使学生的学习有了目的，有了兴趣，也使学生从单纯注重学习知识转变为学会学习，学会生存，学会做人。
案例一：在铰链四杆机构中曲柄存在的条件是什么？
探究性教学过程：
（一）探究讨论：首先让学生观看模型，了解铰链四杆机构的组成和运动形式，找出哪个杆件在做曲柄运动，并做出记录。紧接着让学生将铰链四杆机构拆卸成单一杆件，测量每根轩件的长度，记录数据。然后让学生把看到的曲柄与记录的数据分析比较，展开讨论。在教育实践中，学生讨论非常激烈，有的同学认为若有一个曲柄存在时，做曲柄运动的杆件为最短杆；有的同学认为若有一个曲柄存在时，做曲柄运动的杆件为最短杆，同时最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；有的同学认为有曲柄存在时，机架为最短杆；有的同学认为机架为最短杆时，同时最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，此时有两个曲柄运动；有的同学认为连杆为最短杆时没有曲柄运动，是双摇杆运动；有的同学认为连杆架为最短杆时可能有曲柄运动可能没有曲柄运动等等。经过反复论证，学生得出了正确结论：
（二）正确结论：铰链四杆机构中曲柄存在的条件是：(1)连杆架或机架为最短杆；(2)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。两个条件必须同时满足，缺一不可。
学生根据曲柄存在的条件把铰链四杆机构分成以下几种类型：
1、若最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和
(1)连杆架为最短杆，则得到曲柄摇杆机构。
(2)机架为最短杆，则得到双曲柄机构。
(3)连杆为最短杆，则得到双摇杆机构。
2、若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则得到双摇扦机构。
（三）练一练（做一做、想一想、议一议）：例(1)在图示铰链四杆机构中，已知AB=200mm，BC=300mm，CD=400mm，AD=450mm。试问以哪一个杆做为机架，可以得到曲柄摇杆机构？以哪一个做为机架，可以得到双曲柄机构？如果以杆CD做为机架，会得到什么机构？
分析过程：此例题问何种情况下得到曲柄摇杆机构，即只有一个曲柄存在，学生根据运动类型分析杆AB=200mm为最短杆，且
AB+AD﹤BC+CD，得到曲柄摇杆机构，杆AB傲曲柄运动，杆CD做摇杆运动，此时杆AD或杆BC为机架。所以，以杆AD或杆BC为机架，可得到曲柄摇杆机构。要得到双曲柄机构，学生根据运动类型知道最短杆必须为机架，且AB+AD﹤BC+CD，所以，以杆AB为机架可得到双曲柄机构。同理，杆CD为机架时，最短杆AB为连杆，得到双摇杆机构。
通过此例题的练习，使学生掌握了曲柄存在的条件；并会运用曲柄存在的条件得到不同运动的类型，如曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构。在例题中渗透有正向思维和逆向思维，使学生获得了知识、，提高了能力，培养了学生的创新思维。就这样简单的四个杆件连接在一起，只要条件发生变化运动类型就发生变化，让学生懂得了条件对运动类型的重要性。
例(2)要求学生每人制作一组铰链四杆机构。（材料不限，就地取材，运动类型不限，）
通过此例题的练习，使学生学会经济选材，学会了简单零件设计、零件的制造、装配、维修，学会了踏实工作，敬业乐业，学会了积极参与，公平竞争，学会了不断创新。
（四）搜集资料：铰链四杆机构在工程实际有哪些用途？（利用一切资料，如教材，课外资料，网络信息，现场设备等等。）
通过探究性教学为学生创设一种类似于学术（或科研）研究的情景，通过学生独立自主地发现问题、实践、操作、调整、讨论、收集与处理信息、表达与交流等探索活动，掌握知识技能，获得深层次的情感体验，建构知识，掌握解决问题的方法。学生把得到的正确结构与实践有机结合起来，在整个教学过程中主动参与、乐于探究、勤于动手、开发了潜能。
案例二：轮系传动中末轮回转方向如何判定？
探究性教学过程：
（一）探究讨论：轮系转动中末轮回转方向如何判定？
首先让学生观看各种齿轮副，让学生了解各种齿轮副的结构组成，齿轮轴线的位置关系。紧接着让学生操作齿轮运动，让主动轮回转，观察从动轮的回转方向，用箭头标注。分类反复做这样的运动，学生把自己观察到的结构分门别类，展开讨论。有的同学认为直齿圆柱齿轮外啮合，则首末两轮回转方向相反，箭头方向相反；有的同学认为直齿圆柱齿轮内啮合，则首末两轮回转方向相同，箭头方向相同；有的同学认为直齿锥齿轮回转方向较复杂，箭头方向头靠尾，尾靠尾；有的同学认为蜗轮蜗杆判定更复杂，要用右手定则等等。经过反复回转，反复讨论，终于得出了正确结论。
（二）正确结论：轮系传动中，用箭头表示各齿轮的回转方向，规定箭头的指向应为齿轮可见侧的圆周方向；标注同向箭头的齿轮，回转方向相同，标注反向箭头的齿轮，回转方向相反。
（三）练一练（做一做，想一想，议一议。）：例题，在下列轮系传动中已知首轮1的回转方向，试判定末轮7的回转方向？用箭头标注。
此例题学生做的非常到位，首先学生抓住首轮1的回转方向，即为轮l可见侧圆周速度方向，箭头方向向上。然后观察轮l和2，轮5和6，轮6和7为外啮合回转方向相反，箭头方向相反；轮3和4为内啮合，两轮回转方向相同，箭头方向相同。这样就很容易得到末轮7的回转方向，轮7的回转方向与轮1相反，箭头方向相反，箭头方向向下。通过该例题的练习，使学生学会了反向思维，培养了学生的逻辑思维能力和善于观察，善于思考的能力。
（四）搜集资料：轮系在工程实际中有哪些应用？（利用一切资料，教材，课外资料，网络信息，现场等等。）因势利导要求学生搜集电梯的传动机构，汽车的传动机构等等，让学生观察这些传动机构的组成，轮子回转方向的判定。学生收集了大量的资料，如汽车传动系统、机床传动系统、建筑卷扬机传动系统等等，特别是各种机床传动系统收集的比较全。
通过探究性教学的应用，学生对轮系知识掌握比较扎实。整个学习过程由学生自己完成，结论由学生自己得出，资料由学生自己收集，学生自己操作。让学生的创新意识得到进一步的发展，使学生处于完全平等的地位完成整个过程，教师只是探究性学习的组织者。这样做到教师与学生相互学习、相互切磋、相互启发、相互激励。使学生学会了相互关心、团结协作、勤奋认真、积极进取、勇于创新。
总之，教学方法的实施，关系学生的素质、能力、就业等多方面的问题。特别是竞争日益激烈的今天，高素质的人才资源是发展先进生产力的关键要素，高级技能人才短缺问题已成为当代中国亟待解决的热点问题。我们战斗在教学一线的老师更应该急国家之所急，在教学工作中，使用已有的好的教学方法，并且不断探索更好的教学方法，不断创新教学方法，做到因材施教，把学生作为教学过程-的主体，一切为学生服务，当好学生的参谋，帮助学生确立能够达到的目标，培养学生的创新能力、创业能力、生存能力、竞争能力，使学生成为高素质的技能人才。
