当前机电课程大多为枯燥的原理概念和理论计算,课堂上的实例运用较少。这也导致了当代大学生理论知识和实践有所脱节,不能有效地理论联系实际,把所学的知识灵活的运用到实际当中。这款 3D 线材弯曲机,使用到现在大火的 3D打印和机电一体的一些知识,使刚刚接触机电的同学将理论联系到实际,自身动手的一件教师授课模具。
它主要的设计方案是,电线穿过一系列滚筒或矫直机,使用步进电机,线材被精确地馈送到线弯曲机构,该线弯曲机构还使用步进电机以及用于弯曲过程的小伺服。还有另一种步进电机,使机器能够创建三维形式。当然,机器的大脑是Arduino板,它与其他电子元件一起连接在定制设计的PCB上。至于程序,我们可以用自定义函数来制作各种形状,如星形,立方体和简单的支架,以及手动模式,我们可以通过串行监视器输入命令来制作线形。
研究表明,教学实践中对教具的良好使用,往往能使教学过程起到事半功倍的效果。教具使知识具体化、形象化,为学生感知、理解和记忆知识创造了条件。教具的直观性能促使学生的具体感知与抽象思维相结合,减少学生掌握抽象概念的困难, 帮助其形成明确的概念,发展其观察能力和思维能力,提高学生的学习兴趣和积极性;另外教具具有实践性,实物媒介大多是可以触摸、使用、解剖的,这在培养学生技能方面有着特殊的意义;教具仍有研究价值,实物媒介所含科技信息是丰富的,有很多内容未被人类提取,它本身就是科研对象,对于知识甚少的学生,许多实物媒介也有研究的价值。教具还具有很强的典型性,使它符合教学要求,能有效地形成清晰的表象并引导学生从展示的现象上去认识事物的本质。从感性知识上升到理性知识,促进学生全面深刻地掌握知识。因此,一个出色的机械原理演示教具,是“机械原理”课程中不可缺少的一部分。