時間：2023-07-02 09:42:34
導(dǎo)語：在機(jī)械傳動的定義的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：機(jī)械傳動系統(tǒng)；概念設(shè)計自動化；策略分析
0.引言
機(jī)械傳動系統(tǒng)概念設(shè)計自動化的概念設(shè)計可以分為3個階段：需求階段、描述階段以及綜合階段。這三個階段的設(shè)計思想主要體現(xiàn)了一種組合創(chuàng)新的策略，在設(shè)計過程中的創(chuàng)新思維主要體現(xiàn)在對功能的分解和、功能與結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配和基于功能分解的結(jié)構(gòu)重組之中。由于功能描述階段往往存在著一定的不確定性和抽象性，這會給整個設(shè)計過程帶來一定的不便，因此就有國外的學(xué)者通過將機(jī)構(gòu)用于功能與結(jié)構(gòu)之間的搭接作用，從而形成“功能—機(jī)構(gòu)—結(jié)構(gòu)”的模式，通過這種模式可以實現(xiàn)基本機(jī)構(gòu)的重組，而且能將系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一個全部由轉(zhuǎn)動副所組成的機(jī)構(gòu)鏈。倘若進(jìn)一步對機(jī)構(gòu)鏈中的機(jī)架和執(zhí)行構(gòu)件等進(jìn)行處理，便可以得到一個運(yùn)動鏈。
1.對功能原理的構(gòu)思和選擇
系統(tǒng)功能的方案設(shè)計實際上就是一個成功的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計項目的核心，系統(tǒng)功能的方案設(shè)計是否有效，將對整個機(jī)械系統(tǒng)以及機(jī)械的制造技術(shù)產(chǎn)生重要的影響，正因為這個，所以設(shè)計人員要詳細(xì)地設(shè)計機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動方案和功能原理，從而保障機(jī)械系統(tǒng)的有效性，因此在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計之中制定合理的功能設(shè)計方案顯得十分必要。對于功能原理的構(gòu)思，主要是以使用者的要求以及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的預(yù)期要求為主，對于符合上述兩種要求的方案進(jìn)行探索和研究，并對不同的設(shè)計方案進(jìn)行比較，從中選擇出一個比較好的方案。以自動輸料板的設(shè)計為例，設(shè)計人員在設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)對以下幾點進(jìn)行考慮：第一，要貫徹機(jī)械推拉原理，以便能將物料從底層推出，使物料能通過夾料板被輸送到料板上；第二，運(yùn)用摩擦傳動原理，將從底部推出的物料抽走；第三，通過底層吸取的方法以實現(xiàn)對于料板的固定；第四，運(yùn)用底部的摩擦輪將物料滾出。通過這幾點對于功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可以將機(jī)械系統(tǒng)的使用目標(biāo)得以實現(xiàn)，再通過對其進(jìn)行功能設(shè)計和對比不同的方案，便可以實現(xiàn)機(jī)械傳動系統(tǒng)概念設(shè)計自動化。
2.符號方案推理器
2.1. 符號方案推理器的構(gòu)成
符號方案生成器的構(gòu)成主要有涉及規(guī)則輸入、圖形載體庫、構(gòu)件相似性分析和符號推理器四個部分所構(gòu)成。在運(yùn)行時，符號方案生成器的運(yùn)行過程是：按照設(shè)計要求所規(guī)定的內(nèi)容對設(shè)計規(guī)則進(jìn)行確定，再通過對選擇好的圖形載體進(jìn)行符合設(shè)計規(guī)則的邏輯操作。在推理器進(jìn)行推理的過程中，要對每一條設(shè)計規(guī)則都要對圖形載體中的每一條邊（通常情況下可以稱為構(gòu)件）進(jìn)行相似性分析，從而確定推理過程中不會產(chǎn)生冗余的設(shè)計方案。相似性分析主要有兩個方面的內(nèi)容：對有規(guī)則操作的構(gòu)件進(jìn)行相似性分析、對沒有規(guī)則操作的構(gòu)建進(jìn)行相似性分析。
2.2. 設(shè)計規(guī)則
有三種渠道可以對設(shè)計規(guī)則進(jìn)行生成，這三種渠道分別為：基于系統(tǒng)功能的分解、對現(xiàn)有的問題進(jìn)行分析和基于基本機(jī)構(gòu)的重組。通過對運(yùn)動鏈再生為機(jī)構(gòu)的可能性進(jìn)行分析，主要有下列9種情況：
2.2.1.通過改變機(jī)架在運(yùn)動鏈中的位置，用G表示機(jī)架。
2.2.2.通過改變主動件在運(yùn)動鏈的位置，用C表示主動件。
2.2.3.通過改變運(yùn)動鏈之中運(yùn)動副的形式，用P表示。
2.2.4.通過將二級組改變?yōu)辇X輪副、凸輪副槽輪副、力作用構(gòu)建的形式，用R、M、O、F表示。
2.2.5.通過改變輸出構(gòu)件在運(yùn)動鏈的位置，用T表示輸出構(gòu)件。
2.2.6.將運(yùn)動鏈上不同構(gòu)件的點作為運(yùn)動輸出，并用N表示。
2.2.7.用S表示運(yùn)動鏈中給定構(gòu)件的位置。
2.2.8.對運(yùn)動鏈中作為動力特性約束的構(gòu)件用D表示。
2.2.9.用L表示運(yùn)動鏈中不同構(gòu)件實現(xiàn)的相對位置和軌跡。
設(shè)計者可以通過這9個方面來實現(xiàn)對設(shè)計規(guī)則的定義。一般可以先將機(jī)架作為第一條設(shè)計規(guī)則，再去確定主動件的設(shè)計規(guī)則，然后才是其他設(shè)計規(guī)則，同時對于P副的規(guī)則應(yīng)當(dāng)將其寫在規(guī)則集的最后[1]。由于設(shè)計問題與運(yùn)動鏈的再生環(huán)節(jié)都不相同，在這種情況下，設(shè)計者就可以根據(jù)自己的需求制定相關(guān)的規(guī)則和符號。設(shè)計規(guī)則的書寫格式可以如下表示
A（B）[C|D…！E|F…] （1）
該式中 A——整個步驟中再生的功能構(gòu)件的類型
——構(gòu)件的拓?fù)湫?/p>
（B）——構(gòu)件之間的重疊關(guān)系
[C|D…！E|F…]——構(gòu)件的鄰接關(guān)系
[C|D…——是該規(guī)則中的第一部分，代表著相鄰性的要求。
！E|F…]——是第二部分，代表的是不相鄰性的要求。
2.3. 圖形載體庫
作為運(yùn)動鏈再生符號推理的平臺，在缺乏圖形載體的情況下，符號推理是無法進(jìn)行的。對于由運(yùn)動鏈組成的機(jī)構(gòu)，符號方案聲稱其中提供了十桿以下，三自由度以內(nèi)的全部非同構(gòu)運(yùn)動鏈，對于一般多自由度復(fù)雜機(jī)構(gòu)而言，完全可以滿足方案設(shè)計的需求[2]。
圖形載體的初始狀態(tài)可以通過用字符串“00000000（12）”表示。在該字符串中，“0”的數(shù)目代表了八桿機(jī)構(gòu)，而“（12）”則表示了八桿非同構(gòu)運(yùn)動鏈中的第十二種結(jié)構(gòu)。符號方案的推理的本質(zhì)其實就是對類似于“00000000（12）”的字符串進(jìn)行符合設(shè)計規(guī)則的操作。在字符串的操作過程中，相似性分析對于減少冗余設(shè)計方案的產(chǎn)生，提高符號方案生成效率起著至關(guān)重要的作用[3]。
3.結(jié)語
為了適應(yīng)當(dāng)今科技快速發(fā)展的潮流，在現(xiàn)今的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)從功能設(shè)計以及系統(tǒng)設(shè)計等多個方面進(jìn)行對機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計。文章通過以上的闡述，給出了一種基于設(shè)計規(guī)則的機(jī)械設(shè)計自動化的思路，并以此來提高機(jī)械系統(tǒng)的自動化的程度，這對提高機(jī)械系統(tǒng)的可操作性和實用性，促進(jìn)我國的機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展有著一定的幫助。
參考文獻(xiàn)：
[1]王玉新，騫軍，顏宏森.構(gòu)建相似分析的方法[J].天津大學(xué)學(xué)報.2010（3）
[2]李潤芳，林騰蛟，陶澤光，韓熙.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法及其應(yīng)用[J].機(jī)械工藝報.2010（9）
關(guān)鍵詞：數(shù)控液壓 伺服系統(tǒng) 數(shù)控改造
一、引言
液壓控制技術(shù)是以流體力學(xué)、液壓傳動和液力傳動為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、模糊控制理論，將計算機(jī)技術(shù)、集成傳感器技術(shù)應(yīng)用到液壓技術(shù)和電子技術(shù)中，為實現(xiàn)機(jī)械工程自動化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來的一門技術(shù)，它廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)，在農(nóng)業(yè)、化工、輕紡、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造中都有廣泛的應(yīng)用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機(jī)電一體化的進(jìn)程不斷加快，技術(shù)裝各的工作精度、響應(yīng)速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術(shù)的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點，并進(jìn)一步探討了液壓傳動的優(yōu)點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統(tǒng)原理
目前以高壓液體作為驅(qū)動源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點：易于實現(xiàn)直線運(yùn)動的速度位移及力控制，驅(qū)動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性容易保證等。
液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點：(1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機(jī)械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負(fù)反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差。(3)系統(tǒng)的輸入信號的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達(dá)到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動進(jìn)行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號的形式有機(jī)液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機(jī)液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機(jī)械構(gòu)件，常用機(jī)舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機(jī)床及工程機(jī)械。但反饋機(jī)構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會對系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機(jī)，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度高、信號處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。
三、液壓傳動帕優(yōu)點和缺點
液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因為它與機(jī)械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優(yōu)點：
(1)液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上已基本取代了老式的機(jī)械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
（2)液壓傳動裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動機(jī)的12％～13％。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的體積目前是發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1：2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。
(3)傳遞運(yùn)動均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機(jī)床中磨床的傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護(hù)，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現(xiàn)自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時，能很容易的實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實現(xiàn)遙控。液壓元件己實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點：(1)液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運(yùn)動的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴(yán)格的傳動比：(2)液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運(yùn)動特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作：(3）為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復(fù)雜。液壓傳動要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動的優(yōu)點是主要的，隨著設(shè)計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機(jī)床數(shù)控改造方向
(一)加工精度
精度是機(jī)床必須保證的一項性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標(biāo)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計數(shù)控機(jī)床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機(jī)床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個數(shù)量級。總之，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體
確定改造步驟時，應(yīng)把整個電氣設(shè)備部分改造先分成若干個子系統(tǒng)進(jìn)行，如數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、面板控制與強(qiáng)電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細(xì)的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進(jìn)。
(三)提高可靠性
數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的自動化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u價可靠性的主要定量指標(biāo)之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對數(shù)控機(jī)床來說，它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強(qiáng)度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能，例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能，伺服性能等。
五、結(jié)語
液壓技術(shù)在高、新、尖技術(shù)裝備中有著舉足輕重的作用，掌握液壓控。
參考文獻(xiàn)
[1] 《液壓系統(tǒng)》：高衡,張全根,同編.中國建筑工業(yè)出版社,1981年.
關(guān)鍵詞：一體化教學(xué)；單元設(shè)計；實驗實訓(xùn)；課程設(shè)計
中圖分類號：G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005-1422（2013）11-0103-03
一、引言
根據(jù)全國高職院校的教學(xué)改革經(jīng)驗，工學(xué)結(jié)合、教學(xué)做一體化是目前高職院校廣泛推崇的一種教學(xué)模式。但是，這一教學(xué)模式的實施必須具備一定的師資力量、物質(zhì)設(shè)備、實習(xí)場地等條件。要做到每一個專業(yè)、每一門課程都全面實行一體化教學(xué)模式，實施起來難度較大，這就需要有一個循序漸進(jìn)的過程，即一個過渡期。在這一過渡期，我們該如何做？就目前大部分高職院校的現(xiàn)狀來看，課堂教學(xué)仍然占了較大的比重，在這種情況下，如何設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，是每一位教育工作者值得深思和探討的問題。
二、從實際出發(fā)，積極推進(jìn)課程教學(xué)的單元、整體設(shè)計（一）課程教學(xué)的整體規(guī)劃與設(shè)計
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)不僅是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，而且也是一門能直接用于生產(chǎn)的設(shè)計性課程。本課程的教學(xué)目標(biāo)不僅在于傳授常用機(jī)構(gòu)和通用零件的基本知識、基本理論和基本設(shè)計方法，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實際機(jī)械設(shè)計能力。高等職業(yè)教育要辦出特色，就應(yīng)按職業(yè)崗位所需的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)實際需要來構(gòu)建以職業(yè)技術(shù)能力為主的課程體系。據(jù)此，應(yīng)將機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)以章節(jié)劃分的課程內(nèi)容設(shè)計成為若干個教學(xué)單元：機(jī)械的組成及特性、聯(lián)接、機(jī)械傳動、支承零部件、機(jī)械設(shè)計綜述等。本課程新的課程結(jié)構(gòu)，首先從機(jī)械的整體出發(fā)，從宏觀上使學(xué)生了解機(jī)械整體的基本知識和要求，把握每個模塊和整體的關(guān)系，從簡易的聯(lián)接入手，到各種機(jī)械傳動、支承結(jié)構(gòu)；以機(jī)械傳動為課程重點，把握各種機(jī)械傳動的特點，為培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械安裝和調(diào)試能力奠定良好基礎(chǔ)。
（二）教學(xué)單元內(nèi)容設(shè)計
高職教育教學(xué)內(nèi)容及課程體系強(qiáng)調(diào)理論知識的應(yīng)用，要求按照一線生產(chǎn)實際需要授課，其課程體系突出能力與素質(zhì)的培養(yǎng)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)擺脫學(xué)科系統(tǒng)性、完整性的束縛。按照這一思路，需對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整：（1）機(jī)械設(shè)計都是以機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖為研究模型的，建立機(jī)械運(yùn)動簡圖是機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)，因此，應(yīng)把機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析，機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的定義、性質(zhì)和常用運(yùn)動副的代號，機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的建立作為重點講授內(nèi)容。（2）對機(jī)構(gòu)設(shè)計部分的內(nèi)容，過去是以講授圖解法為主，隨著計算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計的廣泛應(yīng)用，其教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該逐漸轉(zhuǎn)換為以講授解析法為主。（3）對于機(jī)械傳動和零件設(shè)計部分，應(yīng)減少計算公式的推導(dǎo)過程，增加零部結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和一些設(shè)計參數(shù)的選取原則，并加強(qiáng)對機(jī)械運(yùn)行的介紹，比如多種傳動方式的組合、原理、特點以及工程實際中的應(yīng)用、維護(hù)等，多向?qū)W生介紹機(jī)械方面的新發(fā)展、新思路，以開闊學(xué)生的眼界。
在過去的教學(xué)中，通常只重視設(shè)計計算，認(rèn)為學(xué)生只要會計算就達(dá)到要求了，而輕視結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程實際技術(shù)問題緊密結(jié)合的部分，導(dǎo)致教學(xué)與實際脫節(jié)。如滾動軸承這一章，軸承裝置設(shè)計在教學(xué)中往往不作為重點，但卻是生產(chǎn)一線技術(shù)人員接觸最為廣泛的內(nèi)容。因此，可以把這章內(nèi)容進(jìn)行重新整合，把軸承裝置設(shè)計作為重點，要求學(xué)生重點掌握軸承的安裝、配合、緊固、調(diào)節(jié)、、密封等實踐性很強(qiáng)的技術(shù)問題。在學(xué)習(xí)了這些基本知識的基礎(chǔ)上，再舉一些工程實例，如CA6140車床主軸支撐的例子，通過這個實例，使學(xué)生重點掌握軸承的組合結(jié)構(gòu)、軸承的調(diào)整以及軸承的精度對機(jī)床主軸傳動的影響。通過整合，使學(xué)生既學(xué)會了軸承的基本知識，又掌握了軸承的應(yīng)用技術(shù)，同時使學(xué)生明確了軸承在工程實際中的重要地位。
1對課程單元、整體設(shè)計及一體化教學(xué)的思考
（三）單元設(shè)計要堅持“必須夠用”原則
進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計時，需堅持“必須夠用”原則，刪除不必要的理論推導(dǎo)和證明。高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)強(qiáng)調(diào)的是人才的應(yīng)用性，畢業(yè)生所從業(yè)的崗位決定了他們沒有必要對計算公式、定理、方法等的來龍去脈像研究型人才那樣了解得清清楚楚，而應(yīng)注重于如何運(yùn)用這些公式、定理、方法等來解決實際問題。
如機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)中凸輪機(jī)構(gòu)從動件運(yùn)動規(guī)律中的速度、加速度方程的推導(dǎo)過程；帶傳動即將打滑時緊邊拉力與松邊拉力之間的關(guān)系式的推導(dǎo)過程等都應(yīng)刪除或略講。與先前所學(xué)課程重復(fù)的內(nèi)容、偏深偏難而又不實用的內(nèi)容、因科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步而落后的內(nèi)容也應(yīng)刪除。
（四）單元設(shè)計需不斷完善
進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計時，不斷完善必要的基本知識和理論，增加基本設(shè)計方法和實踐性內(nèi)容。機(jī)械設(shè)計所需的基本知識和基本理論、緊密結(jié)合工程實際且多樣化的設(shè)計方法，是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計能力的根本保證。而以往的教材對此注意不夠，具體表現(xiàn)為：（1）基本設(shè)計計算原理和設(shè)計方法介紹得較少，致使學(xué)生解決實際問題的思路少、方法少。例如：平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計，一般教材只介紹按給定連桿的2個（或3個）位置設(shè)計，以及按行程速比系數(shù)設(shè)計等兩三種方法；軸上零件的定位固定，一般也只介紹軸肩、軸環(huán)、套筒等幾種方法。（2）對設(shè)計方法和步驟缺少分析、總結(jié)和歸納，不利于學(xué)生整體設(shè)計思想方法的形成。（3）實用性、實踐性內(nèi)容少，不利于學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識和方法解決工程實際問題能力的培養(yǎng)。
（五）單元設(shè)計的評價
一堂職業(yè)教育的好課既要看教師是否認(rèn)真進(jìn)行了突出職業(yè)能力培養(yǎng)的單元教學(xué)設(shè)計，又要看是否圓滿地按照設(shè)計進(jìn)行了實施，取得預(yù)定的教學(xué)效果。綜合起來，主要應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行評價。
1.單元目標(biāo)的評價。單元目標(biāo)包括職業(yè)能力目標(biāo)和知識目標(biāo)。單元目標(biāo)一經(jīng)設(shè)定，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵照執(zhí)行，不能隨意更改。但可以將其進(jìn)一步分解細(xì)化，確定重點、難點及解決辦法，使之更加明確、具體，更具可檢驗性。另外，還可結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容的實際，適當(dāng)添加德育或人文目標(biāo)，但不能盲目拔高或擴(kuò)張。
職業(yè)能力目標(biāo)同知識目標(biāo)一樣，不能隨意更改。必須對訓(xùn)練項目實施步驟、方式、訓(xùn)練素材、所需場地器材及工具、安全事項、考核方法等做出規(guī)劃與安排。
2.單元教學(xué)過程的評價。單元教學(xué)過程的設(shè)計與實施是實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的途徑，是提高課堂教學(xué)效果和效率的重要環(huán)節(jié)，也是單元教學(xué)設(shè)計和現(xiàn)場實施中最重要、最難、最能體現(xiàn)教師教學(xué)能力的環(huán)節(jié)，因此，這是單元教學(xué)評價的重要方面。應(yīng)重點考核職業(yè)能力訓(xùn)練過程、步驟、方法、手段的設(shè)計與實施是否符合學(xué)生職業(yè)能力提高和知識認(rèn)知的規(guī)律，是否能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在動力，重點是否突出，難點是否得到有效化解，實訓(xùn)條件是否準(zhǔn)備充分，教師操作是否熟練，指導(dǎo)學(xué)生是否得法，各步驟時間分配是否合理等等。
三、推進(jìn)“教、學(xué)、做”一體化模式，提高教學(xué)效率和質(zhì)量針對機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的特點，真正實現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式，提高教學(xué)效率和質(zhì)量，需做好以下幾方面的工作：
（一）理論聯(lián)系實際，激發(fā)學(xué)習(xí)動力
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)是與工程實際聯(lián)系緊密的課程，教學(xué)過程中應(yīng)特別注重理論聯(lián)系實際。如講解平面機(jī)構(gòu)時，可列舉實際機(jī)器（內(nèi)燃機(jī)、汽車等）和日常生活中（縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)、農(nóng)用水井壓水機(jī)構(gòu)等）的應(yīng)用實例，并介紹與專業(yè)有關(guān)的金屬切削機(jī)床――牛頭刨床的應(yīng)用實例，增強(qiáng)基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的聯(lián)系，使理論知識和實際應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力。
（二）講練結(jié)合，精講多練
對機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)基本概念的講解要強(qiáng)調(diào)聯(lián)系實際，講練結(jié)合，即在各章節(jié)安排相應(yīng)的練習(xí)，還安排一些階段性的綜合練習(xí)，提高練習(xí)的綜合程度，注重方法的運(yùn)用和掌握，注意對各種理論、方法的綜合應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)。使學(xué)生學(xué)牢學(xué)活知識，并具有應(yīng)用知識解決問題的能力。
分析討論是開發(fā)學(xué)生智能，鍛煉學(xué)生膽量，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的有效教學(xué)方法。討論的內(nèi)容可以是概念題討論、綜合題討論、自選題討論。例如，經(jīng)常布置一些較重要的概念性思考題，讓學(xué)生課外思考，下一次上課進(jìn)行提問。適當(dāng)討論，這樣可以促進(jìn)學(xué)生課外自學(xué)，加深對基本概念的理解。
（三）建立必備的實驗、實訓(xùn)條件
機(jī)械設(shè)計實驗、實訓(xùn)是學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，因為實驗項目是以機(jī)械工程技術(shù)為背景的，如通過漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)測定和減速器的結(jié)構(gòu)分析、裝配實驗等，使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握具體的測試技術(shù)、測量方法，熟悉測量工具與設(shè)備。教師在指導(dǎo)過程中還可進(jìn)行一些創(chuàng)新，設(shè)計并提出一些新的實驗內(nèi)容，如可選用一些磨損過的齒輪和使用過的減速器，通過分析，提出一些具體的修理、調(diào)整、改進(jìn)的意見和解決問題的方案。這樣，既鞏固和加深了理論知識，又使理論知識與實踐能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來，同時使學(xué)生覺得學(xué)有所用。
（四）搞好課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生綜合技能
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)的課程設(shè)計是把學(xué)生學(xué)過的各學(xué)科知識較全面地綜合應(yīng)用到實際工程中去，力求從課程內(nèi)容上、從分析問題和解決問題的方法上，從設(shè)計思想上培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力。首先，在選題上要考慮培養(yǎng)目標(biāo)，有針對性，有側(cè)重面：可選二級減速傳動裝置作為設(shè)計題目，其中，一級為v帶傳動，另一級為單級斜齒圓柱齒輪傳動。這樣的選題，既包括本課程的主要內(nèi)容，又使學(xué)生得到較為全面的訓(xùn)練。在設(shè)計之前，應(yīng)先組織學(xué)生對該傳動裝置進(jìn)行拆卸、安裝，使學(xué)生熟悉裝置的基本構(gòu)造，整體組成結(jié)構(gòu)及各部分結(jié)構(gòu)、功能、裝置和調(diào)整；各個零件之間的連接關(guān)系與特點，然后找出標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)件，明確傳動裝置布置形式與空間位置的關(guān)系，建起一個立體的概念，避免出現(xiàn)閉門造車和照抄照搬式的設(shè)計，與生產(chǎn)實際相脫節(jié)。在設(shè)計過程中，許多參數(shù)不可能完全由計算決定，需要借助畫圖、初選或初估等手段，并且通過畫圖、計算、修改交叉進(jìn)行，同時要求學(xué)生認(rèn)真閱讀參考資料，學(xué)會查閱相關(guān)手冊等。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞 機(jī)械基礎(chǔ) 高效課堂 教學(xué)
中圖分類號：G424
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1 高瞻遠(yuǎn)矚、結(jié)合技能實踐需求，精心設(shè)計教學(xué)
機(jī)械基礎(chǔ)這門學(xué)科概念比較多、公式比較多、圖表比較多，內(nèi)容抽象，對于基礎(chǔ)比較薄弱的職校生來說學(xué)習(xí)難度比較大。如果只是按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，僅僅是照本宣科，很難充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。所以，在備課時，我們首先備學(xué)生，充分了解他們已經(jīng)學(xué)習(xí)的課程及即將參與的實踐學(xué)習(xí)項目，然后在對新授內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，將新授內(nèi)容與所掌握的學(xué)生基礎(chǔ)相結(jié)合，以理論的實際應(yīng)用為導(dǎo)向，以案例教學(xué)為中心，教師先從主觀上讓課堂對學(xué)生具有吸引力。
如在設(shè)計軸承這一節(jié)時，雖然軸承裝置設(shè)計這部分內(nèi)容在教學(xué)中不是重點，但這部分內(nèi)容卻是生產(chǎn)一線技術(shù)人員直接接觸最為廣泛的實際問題。教師可以適時地將這章內(nèi)容進(jìn)行重新整合，重點講解軸承的安裝、配合、緊固、調(diào)節(jié)、、密封等實踐性很強(qiáng)的技術(shù)問題，并輔以工程實例，如CA614OA車床主軸支撐的實例，使學(xué)生重點掌握軸承的組合結(jié)構(gòu)、軸承的調(diào)整以及軸承的精度對機(jī)床主軸傳動的影響。這樣的教學(xué)設(shè)計，不僅讓學(xué)生們對與軸承相關(guān)的理論知識有了立體直觀的認(rèn)知，還讓他們在掌握了軸承的應(yīng)用技術(shù)的同時深刻認(rèn)識到軸承在工程實際中的重要地位。高效課堂是否能成功，教師如何主導(dǎo)及教學(xué)如何設(shè)計很關(guān)鍵。
2 獨(dú)具匠心，巧用采用多種手段，加強(qiáng)直觀教學(xué)
有好的教學(xué)設(shè)計作基礎(chǔ)，還得需要豐富的教學(xué)方法做后盾。課堂教學(xué)要高效，教學(xué)方法就需要與時俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新。在實踐教學(xué)中，筆者常使用以下幾種教學(xué)方法作為補(bǔ)充：
（1）運(yùn)用自制教具的方法進(jìn)行教學(xué)。在機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)中，接觸最多的是機(jī)構(gòu)。應(yīng)用模型可以有效激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)的興趣。但是在很多時候現(xiàn)有的教學(xué)模型并不能完全滿足課程的需求，這時就需要教師適時地輔以自制的教具。比如，在講解漸開線的畫法時，教材定義：在某平面上，沿著一個固定的圓作純滾動，此動直線上任意一點k 的運(yùn)動軌跡ck 稱為該圓的漸開線。我們就可以利用膠帶紙、棉線、粉筆來制作教具。將膠帶紙這類圓形的實物作為漸開線的基圓，用一根棉線作為動直線，把粉筆固定在棉線上就可以很快地畫出漸開線。這樣的教具也可作為學(xué)生的學(xué)具，學(xué)生也可親自制作并實踐，通過這樣的過程，學(xué)生有了親身的體會，對這一定義更容易理解接受。
（2）采用多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)，主要使用計算機(jī)作為輔助教學(xué)。在講授機(jī)械基礎(chǔ)這門課時，對于理論概念較多、較散的章節(jié)，我們可以將知識點整理成課件形式，這樣不僅有利于提高課堂的教學(xué)效率，而且通過課件中的目錄結(jié)構(gòu)、超鏈接指向，可以幫助學(xué)生更系統(tǒng)地理解各知識點之間的關(guān)系，達(dá)到融會貫通的效果。而對于機(jī)械傳動這一章節(jié)的內(nèi)容，動畫、視頻的使用，更能加深學(xué)生對該機(jī)構(gòu)運(yùn)動特點的理解。例如，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、鏈傳動和齒輪傳動等。這些機(jī)構(gòu)通過動畫演示，可以幫助學(xué)生加深對機(jī)構(gòu)特性的理解，產(chǎn)生豐富的聯(lián)想，將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合。
（3）實踐教學(xué)法。機(jī)械基礎(chǔ)與學(xué)生的技能操作有著密切的聯(lián)系，比如鋼的熱處理這一節(jié)，也許我們可以用多媒體教學(xué)或是動畫效果讓學(xué)生們有直觀的印象，但是，百聞不如一見，實地教學(xué)給學(xué)生們帶來的不僅是視覺的沖激，更能深切地體會到理論知識的學(xué)習(xí)的重要性，才有可能將理論學(xué)習(xí)視為“必須”，避免產(chǎn)生“重實踐而輕理論”的認(rèn)識偏差。
3 建立融洽的師生關(guān)系，促進(jìn)教學(xué)雙邊互動
課堂教學(xué)要實現(xiàn)高效，光靠教師一個人的精彩是不夠的，學(xué)生才是我們的主體，是我們的主角。導(dǎo)演再出色也需要好的演員去配合。但是導(dǎo)演可能可以去選演員，但是，作為教師我們不可以挑學(xué)生。教育的目的，是幫助我們的學(xué)生愛上學(xué)習(xí)，并且會學(xué)習(xí)。教育是一個教師與學(xué)生之間的互動過程，教師與學(xué)生都是課堂不可或缺的組成部分，要實現(xiàn)高效課堂教學(xué)，教師與學(xué)生就要建立良好的、親密的、和諧的合作關(guān)系。要形成這樣一種關(guān)系，教師就應(yīng)該做到：平時注意在生活細(xì)節(jié)中關(guān)心學(xué)生、用幽默的性格吸引學(xué)生、公平對待每一位學(xué)生、用心上好每一節(jié)課。若能做到這幾點，教師與學(xué)生就能在課堂上達(dá)到某種默契，良好的課堂教學(xué)氛圍與理想的教學(xué)效果都能在很大程度上得到保證。教師走近了學(xué)生，才有更多的機(jī)會了解學(xué)生，幫助學(xué)生。通過一段時間的相處，筆者的電子郵箱里就經(jīng)常收到學(xué)生們各種風(fēng)格的郵件，有的是咨詢學(xué)習(xí)問題的，有的是咨詢學(xué)習(xí)方法的，還有的是對筆者所講解的知識提出異議的，也有的是跟筆者談生活理想的……高效課堂需要精彩的教學(xué)設(shè)計，獨(dú)具匠心的教學(xué)方法，亦需要教師個人具有很高的教學(xué)智慧，有獨(dú)特的個人魅力，能夠與學(xué)生們一起融入課堂，有情感互動的課堂才是有生命力的課堂。
4 科學(xué)分組、倡導(dǎo)合作學(xué)習(xí)，創(chuàng)設(shè)積極學(xué)環(huán)境
如果說良好的師生關(guān)系的建立，保障的是師生之間的互動交流合作，讓課堂教學(xué)充滿生機(jī)，那么合作學(xué)習(xí)就是生生之間的互動、交流，這不僅可以豐富課堂教學(xué)，提高課堂教學(xué)的效率，而且也可以使課堂教學(xué)的內(nèi)容得以拓展與延伸。
比如第七章機(jī)械傳動，筆者在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時將機(jī)械傳動設(shè)成摩擦輪傳動、帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、鏈傳動五個專題，每一大組領(lǐng)一個專題，然后各大組內(nèi)的學(xué)習(xí)小組再分別對專題進(jìn)行研究，教師組織大組間的交流，小組之間的合作成果通過大組間的交流也得以展現(xiàn)。因為職校生的基礎(chǔ)薄弱，這五個專題的研究是建立在教師已初步講解基礎(chǔ)知識之后。教師打好基礎(chǔ)，學(xué)生合作探究，組際交流，有合作有競爭有互動，學(xué)生課后的學(xué)習(xí)積極性提高，自學(xué)能力也得以提升。當(dāng)然學(xué)習(xí)小組的建立也是有一定策略的，一般是優(yōu)生、中等生、學(xué)困生的比例是1:2:3。
作為新時代的教師，除了注重教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程的有效實施，也更應(yīng)注重為學(xué)生營造一個良好的學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生在合作中進(jìn)步，在競爭中成長。
高效課堂教學(xué)是每一位教師的教育理想，但是，教有法而無定法，我們在追求高效的同時，亦不能忽視每一位教師所處的教育教學(xué)環(huán)境和個體性格差異。在教學(xué)模式與教學(xué)方法的選用上，不宜盲目跟風(fēng)。而應(yīng)綜合學(xué)校、學(xué)生、教師三者特色，精心設(shè)計每節(jié)課，積極探索改革教學(xué)方法，形成適合自己獨(dú)特的教育教學(xué)風(fēng)格。但是學(xué)生是我們永遠(yuǎn)的“天使”，是需要我們用心用愛去認(rèn)真澆灌的花朵。不論采取何種教法，都要建立在真誠與愛的基礎(chǔ)上，尊重、關(guān)愛每一位學(xué)生，充分發(fā)掘?qū)W生身上的閃光點，讓他們自信積極地參與到我們的教學(xué)活動中來。讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，能夠找到打開知識大門的鑰匙，而這亦是高效課堂的終級目的。
參考文獻(xiàn)
一、教師應(yīng)從培養(yǎng)合格勞動者的目標(biāo)出發(fā)，選取合適的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)
按照這一思路，我們可以對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。機(jī)械原理和機(jī)械零件設(shè)計都是以機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖為研究模型，建立機(jī)械運(yùn)動簡圖應(yīng)該是機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)，因此應(yīng)把機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的定義、性質(zhì)和常用運(yùn)動副的代號、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的建立作為重點講授內(nèi)容。對于機(jī)械傳動和零件設(shè)計部分，應(yīng)減少計算公式推導(dǎo)過程的介紹，增加零件細(xì)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計介紹和一些設(shè)計參數(shù)選取原則的介紹，并加強(qiáng)對機(jī)械運(yùn)行的介紹，比如多種傳動方式的組合、原理、特點以及工程實際中的應(yīng)用、維護(hù)等?？稍黾右恍┍緦I(yè)最新動態(tài)的介紹，多向?qū)W生介紹一些機(jī)械的新發(fā)展、新思路，以開闊學(xué)生的眼界。在過去的教學(xué)中，通常只重視設(shè)計計算，認(rèn)為只要會計算就達(dá)到要求了，而輕視了結(jié)構(gòu)設(shè)計以及與工程實際技術(shù)問題緊密結(jié)合的部分，使教學(xué)與實際脫節(jié)。如軸承這一節(jié)：軸承裝置設(shè)計這部分內(nèi)容在教學(xué)中往往不作為重點，而這部分內(nèi)容是生產(chǎn)一線技術(shù)人員直接接觸最為廣泛的實際問題。因此，可以把這章內(nèi)容進(jìn)行重新整合，把軸承裝置設(shè)計這部分內(nèi)容作為重點，要求學(xué)生重點掌握軸承的安裝、配合、緊固、調(diào)節(jié)、、密封等實踐性很強(qiáng)的技術(shù)問題。在學(xué)習(xí)了這些基本知識的基礎(chǔ)上，再舉一些工程實例，如CA614OA車床主軸支撐的例子，通過這個實例，使學(xué)生重點掌握軸承的組合結(jié)構(gòu)、軸承的調(diào)整以及軸承的精度對機(jī)床主軸傳動的影響。通過這樣的整合，使學(xué)生既學(xué)會了軸承的基本知識，又掌握了軸承的應(yīng)用技術(shù)，同時使學(xué)生明確了軸承在工程實際中的重要地位。
二、提高學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)教學(xué)效果
現(xiàn)在職業(yè)學(xué)校面臨的問題是：學(xué)生基礎(chǔ)知識差，不少人對學(xué)習(xí)失去了興趣。但是我們也應(yīng)該看到這樣一個事實：這些學(xué)生思想活躍，求新求奇思想重，對周圍世界十分敏感好奇，他們喜歡觀察事物，凡是覺得新鮮的就想了解，凡是自己喜歡的就會去做。因此我認(rèn)為，要想讓學(xué)生能夠主動學(xué)習(xí)，就要使其對專業(yè)感興趣、對課程感興趣甚至對任課教師感興趣，而這些興趣的培養(yǎng)可以通過教學(xué)過程中實施趣味教學(xué)來實現(xiàn)。
因為職業(yè)學(xué)校學(xué)生文化基礎(chǔ)較差，雖然學(xué)校所開設(shè)的課程已相對簡化，但由于學(xué)生理論水平比較薄弱，《工程力學(xué)》和《機(jī)械制圖》學(xué)得不夠扎實，加上缺乏基本的機(jī)械常識，所以在機(jī)械基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)過程中，想象不出一些零件的結(jié)構(gòu)，受力情況分析不透。因此教學(xué)中應(yīng)首先降低難度，讓學(xué)生有學(xué)習(xí)本課程的興趣。 若照本宣科，不進(jìn)行教學(xué)信息的雙向交流，必然會學(xué)之無味、學(xué)之困難。為喚起并始終保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)造和諧的學(xué)習(xí)氣氛，可根據(jù)學(xué)生活躍好動的特點，在教學(xué)中采用趣味教學(xué)法，創(chuàng)設(shè)情境，啟迪思維，引導(dǎo)學(xué)生積極主動地參與教學(xué)。要做到這些，教師必須思路清晰，善于歸納和表達(dá)，能夠把復(fù)雜的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為綱目了然、脈絡(luò)分明、易于理解和掌握的知識?！稒C(jī)械基礎(chǔ)》對于剛剛初中畢業(yè)的職校生來說，無疑是有較大難度的課程，容易出現(xiàn)兩種極端：程度高一點的學(xué)生為了取得好成績便“死記硬背”；程度低一點的學(xué)生，一旦無法戰(zhàn)勝困難，就會放棄學(xué)習(xí)以致產(chǎn)生厭學(xué)情緒。針對這些情況，我認(rèn)為教學(xué)中關(guān)鍵要上好第一節(jié)課。俗話說“興趣是最好的老師”，如果能讓學(xué)生對本門功課產(chǎn)生濃厚的興趣，可以講在本課程的教學(xué)任務(wù)中已完成了40%。這就要求教師具有淵博的知識良好的口才，能引導(dǎo)學(xué)生在有趣的談吐中學(xué)到有用的知識，與學(xué)生進(jìn)行有效的交流。
三、重視理論聯(lián)系實際，提高教學(xué)效果
《機(jī)械基礎(chǔ)》是各個工種的專業(yè)基礎(chǔ)課，與各工種專業(yè)課聯(lián)系緊密。作為機(jī)械專業(yè)的教師，應(yīng)當(dāng)不僅具有機(jī)械方面的理論知識，而且對于在生產(chǎn)中使用的各種加工方法，機(jī)床及設(shè)備的有關(guān)知識，也要有一定程度的掌握和了解、也就是說我們應(yīng)努力成為“雙師型”教師。只有這樣，才能在教學(xué)中熟練地將理論與實踐結(jié)合，上課時才能得心應(yīng)手。
例如在舉例講解時應(yīng)盡可能使用見過或使用過的設(shè)備，如講解四桿機(jī)構(gòu)，可以結(jié)合家用縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)。如果有可能的話，理論課教師應(yīng)主動與實習(xí)老師聯(lián)系，組織學(xué)生到生產(chǎn)現(xiàn)場或?qū)W院實訓(xùn)基地進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)?，F(xiàn)場教學(xué)前事先布置一些思考題，讓學(xué)生帶著問題一邊參觀一邊討論。在參觀實習(xí)中，教師可以對學(xué)生提出的問題進(jìn)行有針對性的講解，告訴學(xué)生這臺設(shè)備采用了哪些機(jī)構(gòu)、某個零件采用了什么機(jī)構(gòu)，把課堂理論知識和實踐知識有機(jī)地結(jié)合起來，使學(xué)生具體地領(lǐng)會各種機(jī)構(gòu)在機(jī)器中的應(yīng)用。這樣，學(xué)生上課時就有了一定的感性認(rèn)識，就不會覺得抽象，就會產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。我們再因勢利導(dǎo)，使學(xué)生的感性認(rèn)識上升為理論，教學(xué)效果就會大大提高。
論文摘要:《機(jī)械基礎(chǔ)》課的內(nèi)容對學(xué)生來說很“面熟”，但學(xué)起來很困難。本文找出了造成這種現(xiàn)象的原因，并給出了對應(yīng)的解決措施。
《機(jī)械基礎(chǔ)》是中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，為學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)課和培養(yǎng)專業(yè)崗位能力服務(wù)。該課程包講授的內(nèi)容主要包括機(jī)械傳動、常用機(jī)構(gòu)、軸系零件和液壓傳動四部分內(nèi)容。除液壓部分外，其他三部分內(nèi)容都與我們的日常生活聯(lián)系緊密，所以學(xué)習(xí)對這三部分所講授的內(nèi)容可以說常見，這為學(xué)好該課程打下了一個良好的基礎(chǔ)。但常見的東西不代表懂得或理解這些東西，相反，他們在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容時大部分同學(xué)感覺相當(dāng)吃力，究其原因，可以分為以下幾個方面:
(1)內(nèi)容趣味性差。本課程所學(xué)內(nèi)容，大部分是日常生活中所常見，有些內(nèi)容比如v帶傳動、螺旋傳動等，這些內(nèi)容對學(xué)生來說仿佛很“簡單”，學(xué)起來也沒什么新穎的地方，所以學(xué)生學(xué)習(xí)過程中很容易走神，這就造成了“簡單”的內(nèi)容也學(xué)不好這種現(xiàn)象。
(2)學(xué)生的知識水平偏低。大部分同學(xué)是初中畢業(yè)生，他們在初中時又是班內(nèi)的差生，更何況部分同學(xué)初中沒有畢業(yè)，而本課程所需要的知識，往往達(dá)到高中畢業(yè)生水平，這一情況的存在決定了學(xué)生要學(xué)好這門課有一定的難度。
(3)本課程所需要的知識面廣。本課程的學(xué)習(xí)所涉及的課程包括:數(shù)學(xué)、物理、機(jī)械識圖、公差配合、理論力學(xué)等，雖然用到的知識都不深，但很多學(xué)生沒有學(xué)好或沒有學(xué)過，這就增大了學(xué)生學(xué)好本課程的難度。
(4)所學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時相對偏少，教具不齊全。本課程所涉及的內(nèi)容十分的廣泛，如果把所有的內(nèi)容的配備齊全，可以說是不可能的，也完全沒有必要。然而，很多知識點，如果沒有模型，如果只靠老師的口述和同學(xué)們的想象，學(xué)生學(xué)起來，又有很大的難度。
要提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生學(xué)好這門課，就必須針對問題，采取對應(yīng)的措施，只有這樣，才能達(dá)到這門課為學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)課和培養(yǎng)專業(yè)崗位能力服務(wù)的目的。
針對該課程內(nèi)容趣味性差的特點，我們可以采用多種方式來引起學(xué)生的求知欲:以提出問題的方式來引起學(xué)生的注意力，例如，在上第一堂課時，教師可先問，生活中有許多機(jī)器、儀器給我們帶來許多方便，那么你們知道誰最早發(fā)明了“自行車”嗎?自行車對我們每個人來說都很熟悉，但要想回答出誰發(fā)明的自行車這個問題，對我們很多人來說有一定的難度。老師可以簡要的講述“自行車的發(fā)展史”，法國人西夫拉克在18世紀(jì)末發(fā)明了最早的“自行車”，隨著技術(shù)、性能的不斷改進(jìn)，直到1886年英國工程師斯塔利，從運(yùn)動學(xué)、機(jī)械學(xué)的角度設(shè)計出新型自行車的樣式，一直沿續(xù)至今，所以，斯塔利被人們尊稱為“自行車之父”。這樣可以活躍同學(xué)們的情緒，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，給我枯燥的內(nèi)容增添活力。老師也可以采取豐富的教學(xué)手段來提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率。目前多媒體技術(shù)發(fā)展不僅為教學(xué)提供了一種良好的平臺，它的動態(tài)畫面，鮮艷的色彩、直觀的圖形、和諧的聲音綜合運(yùn)用于課堂教學(xué)，能更好的吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。在講解液壓傳動時，控制閥的移動方向和液體的流動方向通過動畫十分逼真的顯現(xiàn)出來，這種教學(xué)手段要比傳統(tǒng)的掛圖教學(xué)甚至實物教學(xué)都直觀、生動，取得教學(xué)中的最佳效果。當(dāng)然也可以采取緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際的情況，來增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
要想彌補(bǔ)學(xué)生知識水平偏低這個特點可以說根本不可能，但如果采取必要的手段，仍然可以讓學(xué)生學(xué)本課程。這門課的最大優(yōu)點就是與日常生活、生產(chǎn)緊密聯(lián)系，比如說V帶傳動、螺旋傳動等，這些內(nèi)容對學(xué)生來說有個感性認(rèn)識，只要老師在課堂上加以引導(dǎo)，讓學(xué)生懂得其工作原理、工作特點及應(yīng)用場合，這樣也能達(dá)到學(xué)習(xí)要求。
本課程所需要的知識面廣的特點，要求老師自身要有比較全面的知識，在上課的過程中，可以采用內(nèi)容回顧、知識鏈接等方式，達(dá)到引導(dǎo)學(xué)生回顧舊的知識、學(xué)習(xí)新的知識的目的。比如在學(xué)習(xí)V帶傳動時，要求V帶的帶速一般處于Sm/s } v25m/s，在解釋帶速為什么要Sm/s } v時，可以讓學(xué)生回顧一下功率的公式，P=FV，在功率一定的情況下，速度v越小，帶的拉力F就越大，這樣就很容易引起打滑現(xiàn)象，如果學(xué)生不理解拉力大怎么會引起打滑，老師可以舉人在冰上走的經(jīng)驗，這樣就很容易使學(xué)生理解這個問題了。而在解釋帶速為什么要v ， 25m/s時，需要用到離心力這個名詞，對很多同學(xué)來說很陌生，可以通過知識鏈接來學(xué)習(xí)這個新的名詞，可采用舉些例子來讓學(xué)生認(rèn)識什么是離心力，比如體育運(yùn)動中的鏈球為什么會飛出去，玩游戲時，人為什么不能在高速轉(zhuǎn)動的圓盤上站住等，說出這都是離心力在起作用，等到舉完例子后學(xué)生們不僅會明白什么是離心力，而且還能說出怎么樣增大或減小離心力的方法，這樣學(xué)生理解了離心力，相信他們也就能明白速度過大，由于離心力的作用，會使帶對帶輪的張緊力減小的原因。
由于內(nèi)容過多，要想配齊教具是不可能的，而且些也沒有必要。雖然很多內(nèi)容用教具來說明具有很好的直觀性，同學(xué)們一看就能知道其工作原理，例如螺旋傳動，如果采用實物左模型，就能給老師的講解節(jié)省了不少力氣。但并非所有的內(nèi)容用實物來講授能起到最佳的效果，例如液壓傳動部分，如果采用實物教學(xué)，學(xué)生仍然看不到液壓系統(tǒng)內(nèi)部的構(gòu)造，更看不到工作介質(zhì)的流動方向。如果采用多媒體動畫來演示，能達(dá)到實物講授所達(dá)不到的效果，而且成本相對來說較低。當(dāng)然，很多內(nèi)容老師可以收集一些實物，或自己制作一些教學(xué)模型，能給學(xué)生更好的直觀效果。這就要求老師要針對不同的內(nèi)容，選擇最佳的教學(xué)方法或教學(xué)方法組合，能起到事半功倍的效果。
【關(guān)鍵詞】《機(jī)械基礎(chǔ)》 基本概念 理解 掌握
【中圖分類號】：G712
【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】：B 【文章編號】：1673-4041(2007)10-0176-01
《機(jī)械基礎(chǔ)》是職業(yè)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)理論課，它的學(xué)習(xí)不僅關(guān)乎著相鄰專業(yè)基礎(chǔ)課的認(rèn)知，也直接影響到學(xué)生對生產(chǎn)實習(xí)課題的理解和技術(shù)技能的掌握，從這個意義上講，學(xué)好《機(jī)械基礎(chǔ)》顯得尤為重要。
《機(jī)械基礎(chǔ)》這門課程具有內(nèi)容廣、概念多、易懂難記的特點，這使得學(xué)生在記憶方面存在諸多障礙，教師教學(xué)過程中也常常出現(xiàn)深淺程度難以把握的情況。概念教學(xué)在很大程度上影響到學(xué)生對本學(xué)科知識的掌握，因此，我們在教學(xué)中應(yīng)注意采用多種方法，加強(qiáng)基本概念的教學(xué)，盡量與實踐結(jié)合起來，加深學(xué)生對概念認(rèn)識和理解，努力提高教學(xué)效果。
《機(jī)械基礎(chǔ)》的內(nèi)容包括機(jī)械傳動，常用機(jī)械以及液壓傳動的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用特點等，其中有大量的概念需要以直觀的認(rèn)知做基礎(chǔ)才能做到真正掌握，因此，我在教學(xué)過程中，就概念的講解采取了以下措施：
1通過教具演示，幫助學(xué)生認(rèn)識概念
對于以具體形象思維為主要思維方式的初中生來說，機(jī)械知識領(lǐng)會的起點，就在于觀察，充分利用直觀性原則，才能幫助學(xué)生了解，認(rèn)識它們的特征。因大多機(jī)械都是運(yùn)動的，屬于動態(tài)概念，因而介紹各類機(jī)械結(jié)構(gòu)特點的概念，如果通過教具或機(jī)械實物的演示、講解，就能使學(xué)生在演示中能夠更好地理解和掌握，在實物面前展示概念的內(nèi)涵，將動態(tài)的全過程演示出來，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，給學(xué)生便于記憶的直觀映象，變理性為感性，變抽象為具體，通過具體的感性認(rèn)識變成抽象的理性概念，加深學(xué)生的認(rèn)識和理解，從而提高教學(xué)效果。例如，在講解四桿機(jī)構(gòu)中的“曲柄”、“搖桿”；輪系中“定軸輪系”、“周轉(zhuǎn)輪系”等概念時，我都是通過演示教具先讓學(xué)生看明白而留下深刻的感性印象，然后再引伸出新的概念。
2借助現(xiàn)象看本質(zhì)，幫助學(xué)生理解概念
現(xiàn)象是指人們對事物的大量的例證觀察中，通過他人的肯定與否定所獲得的表面印象。概念是指通過對現(xiàn)象的總結(jié)、定義而概括出來的內(nèi)涵。這類概念高度精確地概括了事物的本質(zhì)，是從內(nèi)涵上認(rèn)識事物的本質(zhì)，只有在一定的表象積累的基礎(chǔ)上，才能正確地認(rèn)識事物的本質(zhì)。學(xué)生思維發(fā)展的階段性決定了其思維的經(jīng)驗的積累。比如“死點”這個概念，我們在教學(xué)中從“縫紉機(jī)的卡死”和“死點夾具的夾緊”等日常生活及生產(chǎn)實習(xí)中的現(xiàn)象入手，幫助學(xué)生積累充分的表象，在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)“死點”的概念，取得了較好的效果。
3在實踐中學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生掌握概念
《機(jī)械基礎(chǔ)》是一門與生產(chǎn)關(guān)踐緊密結(jié)合的學(xué)科，其內(nèi)容是從生產(chǎn)實踐中來的，其中的概念都是生產(chǎn)實踐中各類機(jī)械設(shè)備的發(fā)展過程中總結(jié)概括而來的，技校學(xué)生的學(xué)習(xí)也需要與生產(chǎn)實際結(jié)合起來，學(xué)生對生產(chǎn)中直接運(yùn)用的知識往往具有強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)過程中選擇生產(chǎn)實踐中經(jīng)常運(yùn)有的具體結(jié)構(gòu)來驗證有關(guān)概念，往往能夠激發(fā)學(xué)生更加濃厚的學(xué)習(xí)激情，形成強(qiáng)大的學(xué)習(xí)內(nèi)在力，進(jìn)一步增加學(xué)生對于基本概念的認(rèn)識和理解。我們在講解螺紋傳動時，把學(xué)生帶到車間里，參觀車床絲杠傳動以及臺虎鉗，讓學(xué)生具體觀察絲杠傳動的具體結(jié)構(gòu)和工作情況，然后再在課堂上講解有關(guān)的內(nèi)容，學(xué)生看到這些機(jī)構(gòu)是自己在工作中經(jīng)常見到和使用的，學(xué)習(xí)興趣很濃，積極性很高，這樣對概念的掌握就容易多了。
4通過比較分析，幫助學(xué)生消化概念
各類機(jī)械的發(fā)展都有其內(nèi)在的共性，對一個概念的理解可以幫助學(xué)生引申理解出幾個相關(guān)的概念，各類機(jī)械既有許多相同的地方，也有許多不同的地方，相對各類機(jī)械的概念總結(jié)出其內(nèi)在的共性，達(dá)到舉一反三、逐類旁通的教學(xué)效果。機(jī)械基礎(chǔ)中的許多概念就是這種關(guān)系，在教學(xué)中必須抓住它們的這種特點，在對比中擴(kuò)大各自特征上的差異，幫助學(xué)生認(rèn)識和理解。如在講解《帶輪傳動原理》時，結(jié)合前面學(xué)過的摩擦輪傳動，兩者都是利用摩擦力傳遞運(yùn)動和動力，在傳動原理上有很多共同之處，但由于帶傳動是通過中間撓性件-帶來傳遞運(yùn)動和(或)動力的，所以，它們又有許多不同之處，這樣通過兩個概念的比較，既強(qiáng)化了以前所學(xué)的知識，又幫助了后面的概念的掌握，加深了學(xué)生對概念的理解，提高了學(xué)生的認(rèn)識。
1引言
皮革裁剪機(jī)是制鞋、服裝、箱包等行業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)自動化和提高生產(chǎn)效率的重要手段。隨著皮革加工業(yè)的飛速發(fā)展和市場競爭的日趨激烈，皮革裁剪向高速、高精度方向發(fā)展。
高速皮革裁剪機(jī)由于其裁剪方式獨(dú)特，裁剪輪廓復(fù)雜多變，工作載荷時變性強(qiáng)，要求伺服系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)靈敏。因此要提高裁剪速度就必須對伺服系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高其動態(tài)響應(yīng)能力和跟蹤精度。皮革裁剪機(jī)伺服系統(tǒng)采用PID控制策略，控制參數(shù)的選擇至關(guān)重要，伺服控制系統(tǒng)的優(yōu)化即是PID控制參數(shù)的優(yōu)化。根據(jù)經(jīng)典控制理論，控制系統(tǒng)有超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間、穩(wěn)態(tài)誤差等性能指標(biāo)，是一個多目標(biāo)優(yōu)化問題。傳統(tǒng)多采用多目標(biāo)加權(quán)的方法，然后應(yīng)用遺傳算法[1]、粒子群算法[2]等求解。傳統(tǒng)加權(quán)因子選取經(jīng)驗性強(qiáng)，需要反復(fù)試驗才能達(dá)到較為理想的結(jié)果。近年來，多目標(biāo)進(jìn)化算法越來越多地應(yīng)用于工程多目標(biāo)優(yōu)化問題并取得了良好的效果[3]。采用改進(jìn)的非支配排序遺傳算法NSGA-II進(jìn)行高速皮革裁剪機(jī)速度PI控制器的參數(shù)優(yōu)化。
2伺服進(jìn)給系統(tǒng)建模
高速皮革裁剪機(jī)采用細(xì)長直刃裁刀高頻上下往復(fù)裁割方式。伺服進(jìn)給系統(tǒng)有三個方向組成，X、Y和Z（切向跟隨）方向，如圖1所示。切身跟隨Z方向用于保證裁刀始終延裁剪曲線輪廓的切向方向，主運(yùn)動為裁刀的高頻上下往復(fù)振動（C軸）。X、Y、Z三軸實現(xiàn)裁刀在裁剪區(qū)域內(nèi)的平面運(yùn)動。裁剪系統(tǒng)控制各軸按給定的刀具路徑做多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動，同時配合變頻真空泵電機(jī)，鬃毛磚回轉(zhuǎn)電機(jī)，變頻拾料臺電機(jī)，通過運(yùn)動控制卡實現(xiàn)對皮革CAD制作的排料圖進(jìn)行精確裁剪。
研究的高速皮革裁剪機(jī)采用交流永磁同步電機(jī)（PMSM）作為伺服驅(qū)動元件。PID控制器結(jié)構(gòu)簡單，在控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。皮革裁剪機(jī)伺服系統(tǒng)采用三環(huán)PID控制策略。
以X方向為研究對象，X方向機(jī)械傳動部分由行星輪減速器（i1=12），如圖2所示、同步帶減速（i2=2）和同步帶傳送等組成，如圖3所示。皮革裁剪屬輕型載荷，同時同步帶傳動采用了高強(qiáng)度的芯材料，可忽略剛度的影響，故可將機(jī)械傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量和阻尼全部等效到電機(jī)軸上，將伺服進(jìn)給系統(tǒng)簡化為單質(zhì)量伺服系統(tǒng)。根據(jù)能量法原理[5]將行星輪減速器和同步帶傳送子系統(tǒng)各零部件的轉(zhuǎn)動慣量等效到其輸入軸上。將各零部件導(dǎo)入多體系統(tǒng)動力學(xué)仿真與優(yōu)化軟件RecurDyn[6]中，獲取轉(zhuǎn)動慣量和質(zhì)量，然后按照上述等效方法將轉(zhuǎn)動慣量折算到電機(jī)軸上。由電機(jī)狀態(tài)方程經(jīng)拉氏變換并結(jié)合三環(huán)PID控制策略，最終得到伺服速度控制系統(tǒng)的Simulink仿真模型，如圖4所示。其中，ACR為電流PI調(diào)節(jié)器，ASR為速度PI調(diào)節(jié)器。電流環(huán)反饋系數(shù)αi=1，速度環(huán)反饋系數(shù)αn=1。
X方向選用BRH0852P配備LXM05CD22N4型號驅(qū)動器，相關(guān)參數(shù)為：額定功率Pn=800W，額定轉(zhuǎn)速nn=3000r/min，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量Jm=2.4kg/cm2，定子電阻Rs=0.98Ω，電樞電感Ls=3.68mH，反電動勢系數(shù)Ku=30.7Vs/rad，轉(zhuǎn)矩系數(shù)KL=0.47Nm/A，SPWM放大系數(shù)KPWM=7.78V/A，時間常數(shù)TPWM=150μs。利用Simulink的零階保持器將仿真模型離散化，設(shè)置采樣周期為0.0001s。
3速度PI控制多目標(biāo)優(yōu)化模型及求解策略
高速皮革裁剪機(jī)伺服系統(tǒng)三環(huán)PID控制器的設(shè)計包括電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三個環(huán)節(jié)，電流環(huán)和速度環(huán)采用PI控制器，位置環(huán)采用PID控制器。電流環(huán)PID參數(shù)由伺服系統(tǒng)固有特性所決定，并由相關(guān)參數(shù)計算得到，不宜隨意改動。為進(jìn)一步提高裁剪速度，就必須使速度環(huán)具有更好的動態(tài)響應(yīng)性，主要針對速度環(huán)控制參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計。常用的PID調(diào)節(jié)誤差指標(biāo)主要有IAE、ISE、ITAE等[7]。為獲得良好的瞬態(tài)響應(yīng)，選用ISE和調(diào)節(jié)時間settletime作為優(yōu)化目標(biāo)。為防止超調(diào)量和控制能量過大，將超調(diào)量overshoot和控制器的輸出峰值maxout作為約束條件。速度環(huán)采用PI控制，則X=kp，ki，變量的取值范圍kd∈［0，100］、ki∈［0，1］。設(shè)置超調(diào)量最大不超過6%，控制器輸出最大不超過25。
速度控制器多目標(biāo)優(yōu)化的求解策略，如圖5所示。以過程集成與優(yōu)化設(shè)計軟件iSIGHT為平臺，集成伺服進(jìn)給系統(tǒng)X方向的Simulink動態(tài)仿真模型，并定義優(yōu)化模型。將PID控制參數(shù)kp，ki，kd作為輸入變量映射到控制模型中，同時將Simulink仿真得到的性能指標(biāo)參數(shù)映射到iSIGHT數(shù)據(jù)庫。在選定的優(yōu)化算法的支配下對上述多目標(biāo)優(yōu)化問題進(jìn)行尋優(yōu)搜索。
4基于NSGA-II的速度控制參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化求解
NSGA-II是Deb等學(xué)者在原始的NSGA的基礎(chǔ)上提出的[8]，它針對NSGA存在的弱點進(jìn)行了改進(jìn)，并采用了精英策略，使計算復(fù)雜度由原來的O（MN3）降為O（MN2），其精英策略的選擇機(jī)制，如圖6所示。將群體Pt和Qt并入到Rt，并產(chǎn)生偏序集F=（F1，F(xiàn)2，…），從偏序集中依次選取個體進(jìn)入Pt+1。
在上述集成多目標(biāo)優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，在iSIGHT環(huán)境中選用NSGA-II優(yōu)化算法，設(shè)置種群大小為50，最大遺傳進(jìn)化代數(shù)為100，交叉概率為0.9，交叉分布指數(shù)為20，變異分布指數(shù)為100，經(jīng)過500步迭代計算，生成Pareto解文件（Task_NSGA2_pareto_profile.txt），經(jīng)處理獲得Pareto前端（圖略），經(jīng)排序后選出最優(yōu)解。將優(yōu)化結(jié)果與傳統(tǒng)遺傳算法和工程整定結(jié)果對比分析，系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線，如圖7所示。三種方法所得的控制參數(shù)和各項性能指標(biāo)，如表1所示。采用多目標(biāo)優(yōu)化方法使高速皮革裁剪機(jī)速度控制系統(tǒng)動態(tài)特性有了很大改善，對于進(jìn)一步提高裁剪速度具有很好的工程實用價值。
5結(jié)論
關(guān)鍵詞： 教學(xué)設(shè)計 齒輪系 “疑―展―評”
齒輪系傳動是常用的傳動方式，是機(jī)械基礎(chǔ)課程的重點難點。然而如何吸引學(xué)生，擺脫“專業(yè)課枯燥無味”的印象是首先要解決的問題。本節(jié)課我們將知識點融入“解密記里鼓車”，從“疑―展―評”的角度展開教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生動手、動腦、動口，真正成為學(xué)習(xí)的主人，也使學(xué)生對中國古代科學(xué)技術(shù)有興趣和新的認(rèn)識。
1.教材分析
根據(jù)教學(xué)大綱的要求，本章使學(xué)生了解一般傳動裝置的組成結(jié)構(gòu)特點、工作原理和應(yīng)用。本課內(nèi)容主要是齒輪系的組成、類型和傳動特點，以及定軸輪系的傳動比計算，既是對舊知識的復(fù)習(xí)和綜合應(yīng)用，又為以后的專業(yè)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
2.學(xué)情分析
教學(xué)對象為中職機(jī)電和機(jī)械專業(yè)學(xué)生，學(xué)生對機(jī)械傳動有一定的興趣，但是分析傳動案例的時候，往往出現(xiàn)很多問題。究其原因，我認(rèn)為：（1）畏難情緒嚴(yán)重；（2）普遍難以將形象思維有邏輯地轉(zhuǎn)化為知識框架；（3）不能意識到學(xué)完這節(jié)課我能做什么，更不用說在此基礎(chǔ)上再創(chuàng)造。為了解決這些問題，我們設(shè)計的問題層層遞進(jìn)、難易結(jié)合，給學(xué)生“嘗到甜頭”的機(jī)會，增強(qiáng)學(xué)生的自信心；采用問題支架法，幫學(xué)生架橋鋪路；采用任務(wù)驅(qū)動法，知道“我們要做什么”，進(jìn)而明確“我們能做什么”。
3.學(xué)習(xí)目標(biāo)
（1）通過區(qū)分各種動畫和模型，了解齒輪系的分類和特征；（2）通過解密記里鼓車，掌握定軸輪系傳動比計算及方向判定。
4.重點、難點
重點：掌握定軸輪系傳動比計算及方向判定（教學(xué)大綱要求）；難點：齒輪系傳動路線分析（需理論聯(lián)系實際）。
5.學(xué)法教法
課前需要學(xué)生預(yù)習(xí)學(xué)案中的“預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)”部分，帶著問題上課。在課堂上通過展示環(huán)節(jié)展示出“我學(xué)會了什么，我怎么學(xué)會的，我有什么問題”，進(jìn)而相互討論、糾錯，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，通過練習(xí)、創(chuàng)新鞏固和提升知識。采用“設(shè)疑”――“解疑（展示）”――“測、評”的方式，用“解密”手法激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，在學(xué)生的展示過程中找到問題所在，點撥幫助學(xué)生解決疑問，采用游戲和創(chuàng)新方式檢測學(xué)習(xí)情況，評估教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)度。
6.教學(xué)前期準(zhǔn)備
教師準(zhǔn)備：（1）學(xué)案：精心設(shè)計學(xué)案。預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)需要由淺入深，突出重點，使學(xué)生做好學(xué)習(xí)新知識的準(zhǔn)備工作；（2）課件。學(xué)生準(zhǔn)備：根據(jù)學(xué)案上的預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)部分獨(dú)立或合作學(xué)習(xí)，積累問題，為課堂上解決自己的疑問做準(zhǔn)備。
7.教學(xué)過程
情境設(shè)疑――預(yù)習(xí)落實――合作學(xué)習(xí)，課堂展示，質(zhì)疑探究――提升創(chuàng)新――作業(yè)分析――總結(jié)評價。
情境設(shè)疑：觀看視頻――《記里鼓車》介紹部分，并提出問題：記里鼓車如何記里？明確任務(wù)――解密記里鼓車。此環(huán)節(jié)的設(shè)計意圖：（1）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；（2）“設(shè)疑”，激發(fā)學(xué)生的求知欲；（3）明確任務(wù)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)具有目的性。
預(yù)習(xí)落實：設(shè)計意圖有三：（1）解決學(xué)生預(yù)習(xí)時產(chǎn)生的問題；（2）梳理知識結(jié)構(gòu)，突出重點；（3）知識儲備，為“解密記里鼓車”做鋪墊。首先利用學(xué)案溫故。其次，梳理知識點，并逐步解決出現(xiàn)的問題。重點是輪系的定義和分類及輪系傳動比的計算和方向判定。
教學(xué)方法：由學(xué)生對簡單的傳動路線進(jìn)行分析和展示，并在過程中故意質(zhì)疑，提出問題，突出重點，梳理整理，形成公式，從而幫助學(xué)生理解記憶公式。
合作學(xué)習(xí)，課堂展示，質(zhì)疑探究：這三個部分相輔相成，缺一不可。首先，布置任務(wù)，觀看視頻――《記里鼓車》（內(nèi)部結(jié)構(gòu)部分）；其次，要求學(xué)生合作解密、展示傳動系統(tǒng)及記里鼓車的原理，并在展示過程中進(jìn)行質(zhì)疑，突破難點。為了方便學(xué)生理解其原理，在學(xué)案上設(shè)置成填空題的模式；最后，提高難度，提出非常規(guī)問題，請學(xué)生探討：小車未走到1里時，需要回頭，但是路較窄，只能后退走，這種情況下往返走1里時小人敲鼓嗎？為什么？在學(xué)生沒有思路的情況下給出提示：畫出各齒輪的轉(zhuǎn)向，從另一角度再現(xiàn)知識點。
提升創(chuàng)新：為鞏固知識，活躍課堂氣氛，同時為各個層次的學(xué)生提供練習(xí)和拔高的機(jī)會，在此設(shè)置“小游戲”和“創(chuàng)新漫想，海闊天空”環(huán)節(jié)。演示車床變速箱傳動系統(tǒng)的動畫，各小組計算傳動比，看誰做得對又快。用小游戲的方式，在游戲中快樂學(xué)習(xí)。由于滑移齒輪的存在，又提高難度，給學(xué)有余力的學(xué)生展示的機(jī)會。創(chuàng)新漫想，海闊天空：假如你穿越到了三國時期，你能不能幫馬鈞改進(jìn)記里鼓車呢？學(xué)生根據(jù)現(xiàn)代事物的啟發(fā)都能想到一些改進(jìn)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
作業(yè)分析：布置作業(yè)時，將知識點回歸到本專業(yè)常用的傳動系統(tǒng)上，對舊知識點進(jìn)行整合，培養(yǎng)學(xué)生對知識的融會貫通能力。
總結(jié)評價：讓學(xué)生對本課內(nèi)容有整體認(rèn)識，并對各小組課堂表現(xiàn)給予評價。
8.課后反思
本堂課采用“疑―展―評”的教學(xué)模式，需要學(xué)生做大量預(yù)習(xí)工作，帶著問題上課，課上多數(shù)時間是學(xué)生合作學(xué)習(xí)和展示，教師只是起到導(dǎo)演者、組織者和合作者的作用，真正體現(xiàn)學(xué)生的主體性。恰當(dāng)融合知識點與古機(jī)械原理，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。但是個別學(xué)生預(yù)習(xí)不到位，導(dǎo)致教學(xué)效果大打折扣。所以需要對常出現(xiàn)這種情況的學(xué)生進(jìn)行重點檢查，并在上課時有目的地選擇展示的學(xué)生，對其下次的預(yù)習(xí)起督促作用。總體來說，既要對學(xué)生大膽放手，又要有較高的課堂掌控能力，這就要求教師各方面素質(zhì)有較大的提高。