我设计的自行车教学设计(精选8篇)
教学目标:
1、通过对自行车结构、功能的初步认识,指导学生设计自行车的草图,用绘画的方式创作自行车。
2、引导学生富有创意的设计自行车,在创作中体验设计的美感,逐步形成创造性的思维。
3、通过学习培养学生的动手设计能力和创新能力。
教学过程:
一、创设情境,谜语导入
师:同学们,老师给大家出了一个谜语,我们一起看!课件出示:(铁马不吃草,圆圆两只脚。停着站不住,骑着倒能跑)。生:自行车(师板书)
师:今天我们就来学习十四课:《我设计的自行车》(板书课题)二:讲授新课
1、了解自行车的历史
师:自行车是我们生活中最常见的交通工具,同学们知道最早的自行车是谁发明的吗?你能想象最早的自行车的样子吗? 好,下面我们就欣赏一下
师出示最原始的用木头做的自行车。
师讲解:我们现在看到的就是最原始的自行车。它是由法国人西夫拉克制造的。师简述自行车的发展史。
介绍自行车的优点:可以锻炼身体,比汽车环保,骑自行车可以带来许多乐趣……
2、引导启发、了解自行车的结构和用途(1)自行车的基本结构包括哪些部分.下面咱们就来走进我们现代的自行车,细心的观察一下现代的自行车。咱们先从整体入手,你认为自行车由哪几大部分组成?看谁观察的最仔细?(2)课件演示自行车的结构。
学生思考讨论(每个部分可以用什么形状概括)(3)在交流各类信息的基础上重点认识自行车由车把、车轮、车架、车座等组成。
3、探索
随着时代的发展,自行车的样子也千变万化,下面就让我们一起看看发明家手下那些奇特的自行车。并思考:这些自行车与普通的自行车有什么不同?它们实用吗?好看吗?(欣赏多种造型的自行车的图片)生交流回报,师总结。
4、示范:总结学生发言,并进行简单范画。(师:通过小朋友的观察,大家发现了,不管什么样的自行车都有扶手轮子脚踏板和坐垫,但是它们的外形却多姿多样,只要美观大方,方便好用就能受大家欢迎。今天老师请小朋友来当一回小小设计师,设计一辆多功能自行车吧。)
四、学生作画,教师辅导:启发学生从自行车的功能出发,进行设计构思,在造型设计上可以借助自然界物体的外形进行改装,或是想象中的抽象造型。师指导学生在设计自行车的草图时,相互讨论,相互补充,使设计的草图更完美。
五、展示作品
学生先自评后互评。六:结束语
本课选自人教版实验教材小学《数学》六年级下册, 研究内容为:蹬一圈, 自行车前进多少米。作为整个小学阶段的最后一课新授内容, 糅合了许多小学数学知识, 如圆、比、比例、正反比例的意义、排列等, 并且需要学生初步感受较复杂的数学模型的演绎推理过程。
●学习者特征分析
本节课需要学生应用圆的周长、反比例关系等知识铺垫, 可以说是小学阶段最后的拓展应用知识。内容难度比较大, 学生不易掌握, 特别是在学习“前齿轮齿数×旋转圈数=后齿轮齿数×旋转圈数”时, 学生要明白其中的道理比较困难。由于是小学阶段学生首次完整的建立解决生活问题的数学模型, 因此教学时要注意数学建模构建过程的完整性, 合理运用课件解决学生思考的难点。
学生需掌握有关圆的知识、比、比例、正反比例的意义、排列组合的知识。
●教学目标
知识与能力目标:建立解决“蹬一圈, 自行车能走多少米”的数学模型, 了解车轮周长和旋转圈数之间存在的反比例关系, 能解决简单的此类问题。
过程与方法目标:经历“提出问题—分析问题—建立数学模型—实际应用”的解决实际问题的过程, 获得运用数学解决实际问题的思考方法。
情感态度与价值观目标:通过解决生活中常见的有关自行车的问题, 了解数学与生活的广泛联系;初步感知变速自行车的变速原理, 鼓励学生创新, 同时培养学生正确合理的设计观念。
●教学过程
1. 导入
师:同学们有多少人会骑自行车?觉得自己骑得怎么样?都觉得不错啊。正好, 咱们学校正在举行自行车比赛, 想去看看吗? (播放Flash课件) 两位选手准备上场了, 你认为谁会获得胜利?说说你的理由。
在身体条件相当的情况下, 选手蹬踏自行车踏板的速度就基本是一致的, 蹬一圈踏板自行车前进的路程就决定了选手的成绩。
蹬一圈, 自行车所前进的路程和什么有关呢? (板书课题) 今天我们就来研究:蹬一圈, 自行车能走多远。请同学们翻开书第66页, 仔细阅读课本, 想一想蹬一圈自行车前进的路程和什么有关, 你认为应该研究哪些内容。 (学生阅读书本)
看完了吗?现在你打算研究什么? (根据学生回答板书:车轮、齿轮)
2. 研究自行车的结构
(1) 初步认识自行车前进路程的计算方法
师:车轮对自行车前进的路程有什么影响呢?让我们来看一段演示。 (学生看完后说一说自行车前进的路程应该怎样算)
师:车轮前进的路程等于车轮的周长乘以旋转的圈数。 (板书:车轮的周长×旋转圈数)
师:车轮的周长容易解决, 可蹬踏板一圈, 车轮是否也旋转一圈呢?那车轮旋转的圈数会不会和齿轮有关呢?
(2) 初步认识齿轮组对自行车前进路程的影响
师:老师这儿有许多齿轮, 你可以任意选择进行搭配, 模拟自行车前进的路程, 你认为那一组齿轮可以让自行车走得更快?为什么同样的自行车, 蹬一圈踏板, 前进的路程却不一样呢?
正如你们所想, 蹬一圈踏板, 自行车前进的路程确实和齿轮有关, 在车轮周长不变的情况下, 齿轮齿数差距越大, 自行车前进的路程越远。为了弄清出齿轮组对自行车的具体影响, 我们有必要进一步研究前后齿轮数据关系。
(3) 深入研究齿轮组对自行车前进路程的具体影响
师:老师这儿提供了四组齿轮组, 供大家研究 (如下图) 。观察时, 注意看齿轮上的标记, 同座的两位同学分工明确, 一人看前齿轮旋转圈数, 一人看后齿轮旋转圈数, 并记录下来。
哪组同学来汇报一下?
讨论一下, 从表中你发现这些数据有什么内在的关系?
预设学生两种回答: (1) 后齿轮旋转圈数=前后齿轮的比值; (2) 前齿轮齿数×所转圈数=后齿轮齿数×所转圈数。
师 (第一种情况) :看一看, 这位同学的发现和你一样吗?这也就是说前后齿轮的比值就是后齿轮旋转的圈数。 (板书:后齿轮旋转圈数=前后齿轮的比值) 还有什么发现?
师 (第二种情况) :哎?!其他同学有这个发现吗?看看是不是每组齿轮组都有这个特征?为什么乘积会相等?让我们来看大屏幕。
师:注意看前后齿轮有标记的齿, 当前齿轮的齿移动一格, 由于链条的关系, 后齿轮的齿也只能移动一格。前齿轮的齿要移动40格, 后齿轮也应该移动40格, 可是后齿轮只有20齿, 要转几圈?
这样来看刚才同学们的两个发现实质上是相同的, 前后齿轮的比值就是后齿轮旋转的圈数。
(4) 联系知识点, 形成知识建模
师:刚才, 我们共同研究了自行车的车轮和齿轮, 得出了两个结论。其一, 自行车前进的路程等于车轮周长乘以旋转圈数;其二, 后齿轮旋转的圈数等于前后齿轮的比值。这两个知识对蹬一圈, 自行车前进的路程有什么影响?看来我们有必要完整地研究一辆自行车。仔细看一看, 自行车是怎样运动的? (师做简单介绍)
有了这些知识, 现在你能不能解决“蹬一圈, 自行车能前进多少米”的问题?思考一下。
3. 巩固应用
师:比赛前同学们大多预测骑变速车的选手会获胜, 那变速车肯定和普通自行车有不相同的地方, 让我们来看看变速车的构造。仔细看看哪儿不一样呢?这样看得清楚吗?我们把它给拆开。你认为变速车为什么能变速?变速车一定会赢吗? (出示课件)
师:这儿有三道题, 难度逐渐增加, 你可以根据自己的学习情况任选一道解答。
A、1号选手所骑的自行车, 车轮直径1米, 前齿轮48齿, 后齿轮16齿, 蹬一圈前进多少米?
B、2号选手开始用40和20齿的齿轮组骑行, 他感觉速度太慢, 于是选择了48和24齿的齿轮组骑行, 速度增加了吗?
C、比赛的路程有628米, 2号选手自行车的直径是1米, 选择40和20的齿轮组骑行, 每秒蹬一圈, 多长时间可以骑到终点?
4. 拓展活动
师:今天这节课, 老师从同学们的研究中学到了许多新知识, 我发现你们已经能够用数学去解决生活的问题。实际上自自行车问世218年以来, 不断有科学家像你们今天这样去研究它, 不断有设计者设计出更好的自行车, 让我们来看看他们的设计。 (展示课件)
你们愿意用今天的知识去设计一辆未来的自行车吗?大胆想象, 把你的想法画在纸上, 可以标出相关的数据, 也可以只画出关键的部位, 我们比一比谁的自行车更先进! (教师引导学生有科学的设计观念)
同学们的设计都非常出色, 可仅仅学了今天的知识, 想设计一辆完美的自行车是很难的, 自行车还包涵了许多其他的知识, 但我相信随着知识经验的增加, 你们一定能设计出你所梦想的自行车。
今天我们在一起研究了“蹬一圈, 自行车能走多远”的问题, 我们经历了“提出问题-探索问题-解决问题”的数学探究活动的过程, 今后把这样的学习方法应用在其他知识的学习中, 你一定会取得了不起的成就!
●评价方法或工具
实验过程中, 采用“合作评价”、“延迟评价”等评价方式, 评价时要关注学生数学学习的水平, 更要关注他们在数学活动中所表现出来的情感与态度, 帮助学生认识自我, 建立信心。评价要考查学生在学习过程中情感的投入, 对数学兴趣极高, 积极参与活动、勇于探索, 不怕困难的学生, 即使观察有误或结论不是很出色, 也要高度表扬;对具有相反特性的学生, 教师要善于捕捉他一瞬间的“闪光点”, 激发其情。
设计过程中, 教师要鼓励学生大胆想象, 但同时也要让学生结合生活, 培养学生正确的设计观念。
●教学反思
思考一:在进行数学模拟实验时要考虑数据的准确性和实验的实效性。
在开始探索时, 我给出8个不同齿数的齿轮 (2个前齿轮, 6个后齿轮) 让学生任意进行选择, 用计算机模拟出蹬一圈, 自行车前进的路程。在这儿主要让学生感知同一辆自行车安装不同的齿轮组后蹬一圈, 其前进路程是不相同的。我们用计算机进行了精确的模拟, 车轮下可移动的标尺将给出准确的数值 (保留一位小数) , 让学生感受实验数据的真实性, 并能很快得出一个初步的概念:前后齿轮齿数的差距越大, 蹬一圈, 自行车前进的路程就越远。
思考二:模拟实验的生成预设要尽可能的简单, 符合小学生的年龄特点。
在研究齿轮组的运动关系时, 我给出4组齿轮组, 其齿数分别是 (48, 24) (40, 20) (48, 16) (40, 16) , 用计算机模拟齿轮转动, 前齿轮旋转一圈, 观察后齿轮旋转几圈。前三组均为整倍数关系, 通过前三组学生将很快发现其规律, 并验证第四组数据。从课堂表现来看, 这一环节的设计降低了学生思考的难度, 但知识形成的效果却毫不逊色。
思考三:教学设计要符合学生的认知特征, 不能盲目更改。
研究“蹬一圈, 自行车能走多远”这个问题, 实际上只研究车轮和齿轮两个部件。开始的设计, 我侧重于学生的想法, 根据他们的兴趣来研究问题。但在实际教学中, 我发现如果先研究齿轮组, 对学生的学习会造成很大的影响, 学生总是将思维停留在前后齿轮的比值越大, 自行车前进越远, 不容易回到车轮上。而先研究车轮, 学生将会得到自行车前进的路程等于车轮周长乘旋转的圈数, 而蹬一圈踏板车轮旋转的不是一圈, 它和齿轮又有关系……这样的思考方式更有利于学生形成数学建模。因此教师在进行教学设计时要注意学生的认知特点。
点评
《自行车里的数学》内容难度比较大, 学生不易理解和掌握。而授课教师能恰当把握教材要求, 合理运用教学方法, 充分运用多媒体辅助教学, 精心设计教学过程, 从教学目标的确立到教学过程的实施, 都立足于学生的主体性发展, 体现了课堂教学是促进学生发展的教学理念。
1.营造轻松、活泼、主动参与的学习氛围
教师通过谈话导入自行车比赛, 猜想谁会获胜, 引出要研究的问题:蹬一圈, 自行车前进多少米?激发了学生对新知识学习的兴趣和求知的欲望。从而引发思考, 培养学生善于提出问题, 以问导学、以问促学, 使学习目标具体明确, 为学生营造了轻松、活泼思维空间和主动学习的氛围, 把学生不知不觉地推到学习的主体地位上。
2.充分运用多媒体课件来优化课堂教学
本节课的教学设计多次运用了多媒体的动画演示, 特别是通过三组模拟实验, 一步步的引领学生研究, 最终得出解决问题的一般模式。这里的多媒体动画演示并不仅仅是传统意义上的板书或教具的替代物, 而是真正起到了解决重点、难点以及画龙点睛的作用, 同时也很大程度上让学生们有一种喜闻乐见的感受。
3.练习的设计有针对性并能层层递进
1.救护自行车
一名设计师设计了一款两个轮子的救护车——“Cross X”救护自行车。这是一款电动自行车,车架被设计成一个急救箱,可放置一些急救设备,如心脏起搏器,支持起搏器的电源同样来自于电动辅助系统。现在这项设计成品已被制造出来,它尤其适用于那些拥挤狭窄的普通救护车无法通过的地方。要是能在普通救护车上也配置一辆这样的自行车就更好了,毕竟时间就是生命。
2.自行车“离心机”
有必要把自行车改进成一台“离心机”吗?对一般人来说也许没必要,但对生活在医疗条件简陋、用电得不到保证的地区的人们来说,则是很有必要的。“Spokefuge”是一种简易的血液分离器,机身几乎可以安装在任何型号的自行车车轮上,借助快速旋转的车轮,10分钟就可以分离血液样本,从而帮助医生快速地进行血液分析和疾病诊断。
3.纸板自行车
从自行车问世以来,各种各样的材料被用于车身制造,高碳钢、铝合金、碳纤维……目的都是让自行车更轻便、更坚韧、更环保。以色列设计出一款名为“阿尔法”的纸板自行车,它虽由再生纸板配以少量橡胶、塑料、皮带制成,但功能却十分齐全,有效载重可达220千克,且防水耐潮。该车车身重量仅有9千克,成本只有十几美元。
4.可净化空气的自行车
空气质量差、汽车尾气排放首当其冲影响到的就是骑车人,于是有设计师设计了一款可以净化空气的自行车。这款自行车与传统自行车的区别在于车头的净化器,污浊的空气进入进气孔,经过一圈过滤和净化后,新鲜的空气从车头后部排出。这款自行车以电能为动力,通过内部的水箱,还会释放出一些氧气,更加有益于人体和环境。虽然这款车还停留在设计阶段,出于对空气污染的担忧和对绿色出行的渴望,我们希望这款车早日成真。
5.太阳能自行车
由蓄电池驱动的电动自行车现在已经很普及了,太阳能自行车则非常新奇。顾名思义,太阳能自行车以太阳作为动力来源,将太阳能转化为自行车所需的电能。这种电动自行车有一个特殊的顶蓬,它有两个作用,一是用来防护太阳光的照射和雨水的侵袭,二是收集太阳能。
6.不会被偷的自行车
自行车被盗是许多骑车人都有过的烦心经历。在智利,有人设计出一款真正不会被偷的自行车。这款自行车名为“Yerka”,车架下部可以打开变成两只“锁臂”,同时车座可以卸下与“锁臂”相连,来锁住自行车。这意味着把车身变成了锁,小偷想要偷走时,需要把车身拆毁,这时自行车也就不能称其为自行车了。
7.“成长型”自行车
高矮不同的人会需要不同的自行车来适应自身特点或者骑行习惯,而一款名为“Versabike”的自行车则采用仿生技术,可以根据人们的需求进行调节,如同人体姿势变化一样。比如,它的“膝盖”处可以弯曲,从而使座位与踏板之间更接近,或与地面更接近。这样,孩子可以使用它,长大成人后同样可以使用。
8.水陆两用自行车
与前面提到的几款自行车设计相比,这款水陆两用自行车外观完全颠覆传统。它是专为荷兰海尔蒙德市而设计的,因为市内有许多运河,而且这些运河就是该市道路系统的一部分,因此这种水陆两用自行车可以让当地人既可以在陆地上骑车,也可以在运河中前行。
(教材:浙美版小学三年级第五课)
一、教材简析
本课属于“造型表现”领域,选择各种各样的自行车为表现内容,贴近学生生活,可以在学习中感受美、发现美、创造美,培养学生热爱生活的情感。
以自行车为教学主线,训练学生搜集、选择、运用资料的能力。让学生在自行车的造型、功能演变中,了解自行车除了具有实用价值以外,还具有审美价值,感受工业设计的发展。通过学习,让学生了解自行车的结构和款式,感受自行车的设计美,学习用各种工具材料绘画自行车,设计“个性化的自行车”,培养学生的观察力、表现力和创新精神。
二、教学目标
认知目标:学生能够初步认识、了解自行车的演变过程,自行车的造型特点和功能作用。
能力目标:通过对自行车的绘画、设计,提高造型表现能力。情感目标:感受工业设计美,培养学生的探索精神和热爱生活的情感。
三、重点、难点 重点:学画自行车。
难点:激发学生的想象,完成个性化的设计。
四、学时安排(第一课时)
五、学前准备(学生)油画笔、水彩笔、记号笔等绘画材料任选一种(教师)各种自行车的图片资料、范画、各种绘画颜料和工具等
六、教学过程
(一)激趣导入。
1、师:我出示一模型自行车的一小部分,让学生猜猜是什么,如果学生猜不出,再逐步露出模型自行车的其他部分,最后猜出自行车。
2、引题:自行车是大家熟知的一种代步工具,已经有200多年的历史了,几乎家家户户都有,刚才老师的这两自行车是我一个朋友送的,他经营了一家自行车制造厂,这回想生产一批先进的自行车,问题就是没有特别好的设计稿,想请同学们帮帮忙,你们愿意吗?在学生肯定的回答中,我揭示了课题《自行车的故事》。
(这一环节通过猜自行车导入,设置悬念,集中学生的注意力,同时有设计了为自行车厂长设计自行车的任务,激发他们的学习兴趣,让课堂变得活跃起来。下一环节营造了良好的氛围。)
(二)引导探究
1、图片欣赏。出示有早期的自行车和现代的自行车,儿童的自行车和成人的自行车,比赛的自行车和休闲的自行车等等,让学生对比欣赏,说说你喜欢哪辆自行车?他们的款式有什么不同?自行车又大致有哪几部分?
2、小结:自行车它的种类很多,作用也不同,一般由车轮、车座、车身、车把、车铃组成。(板书自行车的组成)。
(设计意图:通过观察、分析各种自行车的图片,让学生对比分析,说出不同之处,强化学生对知识的认识和掌握,培养学生的观察能力和自主学习的能力。)
3、骑一骑,谈一谈。在欣赏了各种自行车后我问学生:会骑自行车的同学举手?这时肯定有大批孩子举手了,接着问:这么多人会骑自行车,那你们知道为什么两个轮子的自行车在行驶的时候不会倒吗?学生讨论回答,我引导明白自行车行驶的时候不倒的原理。
4、在学生观看完之后,我又出示几张新颖自行车的图片,问:这些自行车与我们平时看到的有什么不同?接着引导想象,如果你是一名设计师,你能设计出什么样独特的自行车呢?你设计的自行车可以在哪里行驶,需要添加什么装置?除了行驶功能还有什么功能?这里我主要引导学生从造型和功能上进行想象。在学生踊跃发表自己的想法之后,我又说,朋友送了我这么精致的一辆模型,我也想送她一份设计稿,接着我便进行了示范画,还一边示范一边讲解设计理念。我通过改变自行车的造型和添加自行车的功能来设计,我把自行车安装了飞行器,遇到塞车的时候可以随时起飞。画好之后我让学生说说我画的自行车的独特之处。最后总结板书(造型独特、功能齐全)(设计意图:这里我通过让学生想一想,说一说,让他们真正融入到美术课堂,成为课堂的主人,而我的示范也为学生的创作打开了思路,激起他们的创作欲望。于是我进入了下一环节:动手实践。)(三)动手实践。在学生动手之前,我先引导学生欣赏同龄人作品。并让学生去发现这些作品哪里特别美?学生回答后创设了这样的情境:感谢同学们的热心帮忙,不过我厂这次自行车的设计是有要求的:要求功能奇特,造型美观。我在学生动手操作的同时,让学生在欢快的气氛中进行合作创造。在指导学生绘画时,我会走进孩子们,亲切地和他们共同交流遇到的问题和解决方法。
(此环节的设计意图:首先我通过让学生欣赏作品,使学生们在欣赏中获得了新方法、新思路!接着为了更好地启发学生的想象,让学生大胆构思,自由表现, 为了给学生创设氛围,我在创作的过程中播放音乐,使学生入情入境。)
(四)交流展评。在作品展示这一环节中,学生完成作品后,我就让学生把作品进行展示,让学生说说最喜欢谁的作品,为什么?并和自己的作品比一比,各自的优点是什么?不足在哪里?
(通过比较,培养学生的审美鉴赏能力和语言表达能力,增强学生的自信心和满足感。在学生自评,互评的基础上我再作点评,肯定表扬一些好的作品,对一些不足之处提出修改意见,充分尊重学生的创作成果。)
(五)小结延伸。在本课最后一个环节中我先对学生的作品进行课堂小结。接着延伸到,其实我们还可以用身边各种不同的材料来设计创作自行车。最后总结:其实美是要靠我们去创造的,只要你们用丰富的想象力,就能创造出更多更美的作品。
(设计意图:通过欣赏多种形式的艺术创作,拓宽学生的眼界,认识美术表现的多样性,并进行了思想情感教育。)
教学目标:
1、通过解决生活中常见的有关自行车里的问题,了解数学与生活的广泛联系。
2、经历“提出问题——分析问题——建立数学模型——实际应用”的解决实际问题的过程,获得运用数学解决实际问题的思考方法。
3、通过观察自行车的结构、分析其行进原理,帮助建立数学模型。
4、鼓励学生创新,同时培养学生正确合理的设计观念。教学重难点:
重点:自行车的速度与其内在结构的联系,建立解决问题的数学模型。
难点:齿轮组对自行车前进的影响,数学模型的形成过程。教学过程
揭示课题
1、师:咱们班的同学有多少人会骑自行车啊?哪些同学有自己的自行车的?你们的对自行车有哪些了解?(展示自行车实物)请学生介绍自行车结构及自行车的行进原理。
2、师:这节课我们就一起来探究自行车里的数学问题。(板书课题)
二、研究普通自行车的速度与内在结构的关系
1、出示:小红骑着一辆轮胎外直径为60dm的自行车从家去学校,车轮刚好转动了100周,小红家到学校有多少米?
师:说说你是怎么想的。小结:所行路程=车轮周长×转动圈数
2、师:如果想知道自己的自行车蹬一圈到底能走多远?怎么办? 预设1:可以直接测量。
师:课前我请同学们对同一辆自行车蹬一圈所行的路程进行了测量,请他们来汇报一下测量结果。
小结说明:测量方法不太准确,误差很大。有没有准确一些的方法呢?
预设2:计算方法。
师:怎么算?(看看蹬一圈,车轮转几圈,再用车轮转的圈数乘车轮的周长。)师:那么蹬一圈自行车是不是就往前走一圈?(不是)(眼见为实,演示)
观察时,想一想:蹬一圈是谁转动了一圈?车轮转动的圈数实际是谁的圈数?
师:我就奇怪 了,怎么前齿轮转动了一圈,后齿轮却转动好几圈呢?
师:照这样分析,解决问题的关键是什么?(前齿轮转一圈,后齿轮转几圈.)
师:同一链条连上的两个齿轮,就好象互相咬合的齿轮。前齿轮转动一个齿,链条怎么动?后齿轮怎么动?(师慢慢转动前齿轮,生观察)
师:如果前齿轮转动2个齿,后齿轮怎么动?如果前齿轮转动5个齿呢?10个齿呢?同学们有没有发现什么规律?(前齿轮的齿数×它的圈数=后齿轮的齿数×圈数)齿轮的齿数和转动的圈数什么关系?(反比例关系)
3、师:如果一辆自行车前齿轮48齿,后齿轮28个齿,当前齿轮转动1圈,后齿轮转动多少圈?
你们是怎么算的?师:前齿轮转一圈时,后齿轮转的圈数怎样算? 生说师板书:后齿轮转的圈数=前齿轮的齿数∶后齿轮的齿数 后齿轮转动的圈数也就是谁的圈数?所以要求车轮转动的圈数该怎么算?那自行车蹬一圈走的路程又该怎么算?蹬一圈走的路程=车轮的周长×(前齿轮的齿数∶后齿轮的齿数)
如果这些自行车的轮胎外直径都是50分米,请分组算一算蹬一圈所行路程。
4、师:哪一辆自行车蹬一圈走得最远?仔细观察前后齿轮的齿数,你有没有什么发现?
归纳:前后齿轮数相差越大,蹬一圈走得最远。
三、研究变速自行车的问题
1、师;刚才我们研究的是普通自行车里数学。变速自行车和普通自行车有什么不同?你知道它怎么变速吗?
2、出示变速自行车的主要结构图:有2个前齿轮,6个后齿轮。分组探究(1)能变化出多少种速度?
(2)如果想速度最快,你会选哪种组合?
2、汇报。(12种速度,比值越大的走得最远)
四、思维拓展 师:其实自行车里不但有数学问题,还有我们初中、高中要学习的力学问题。出示各种组合费力图。
讨论:一位自行车运动员在比赛时要经过各种路段,你觉得应怎样搭配前后齿轮才合适?
五、巩固练习:
1、一辆自行车前齿轮齿数为26个,后齿轮齿数为16个,车轮半径为33cm。你能算出蹬一圈,它能走多远吗?小明家距离学校大约500米,从家到学校至少要蹬多少圈?
2、一辆自行车前齿轮有28个齿,后齿轮有14个齿,蹬一圈前进5米。求自行车车轮的直径。(得数保留两位小数)
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基于DSP的电动自行车公共充电系统设计
设计了一种利用DSP TMS3206711语音处理和控制功能实现具有语音提示功能和良好显示界面的电动自行车公共智能充电系统,给出了智能充电系统的系统硬件设计和对蓄电池充电的智能算法.硬件主要由单端反激式开关电源组成充电主电路,用TMS3206711实现对蓄电池充电智能控制、语音操作提示以及与上位机的`通讯.采用SYM32024087可触摸液晶模块显示中文菜单和充电状态.
作 者:黎古雄 LI Gu-xiong 作者单位:华南理工大学广州汽车学院,广东广州,510800刊 名:科技信息英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年,卷(期):“”(13)分类号:U4关键词:电动自行车 充电系统 智能算法 DSP
目前应用较广的双人骑自行车分为两种:一种是在普通自行车上,将两车架体为一前一后的线性连结。此协力车有以下缺点:(1)协力车的支撑点为其两个轮胎,如果骑乘的两人相互配合不默契,常会使协力车走走停停,而且在上车和下车阶段不便,使骑乘者耗费了较多体力,进而使骑乘者丧失骑乘乐趣。(2)由于座椅是前后设计的,骑行过程中前后对话不是很方便,且看不到对方的表情。另一种是将两辆自行车,通过固定轴连接,以形成一个能够互相带动的双人骑行自行车。此自行车的转向不够灵活,而且采用的原理依然是普通自行车的原理,同时没有配合的应用,因此不够新颖,不能够满足大家对创新型自行车的需求。笔者所设计的新型双人骑自行车的特点在于,双人横向骑行,不连轴时,能够一个人带动一个大轮,通过两人配合进行转向和前行;连轴后,两人均可带动两大轮,其中一人可休息,增加了骑行的实用性,整个自行车前重后轻,可仰骑,增加了骑行的刺激性,后面小轮和刹车,提高了骑行的安全系数。
1 设计思路
目前市场上的自行车的大都是单人骑自行车,或是多人前后骑自行车,双人并排骑自行车很少,而且大都是通过将普通自行车简单的刚性连接而成,并没有给人们带来趣味性,因此笔者希望设计一种新型的双人骑自行车,此自行车能够在实用性的基础上带来娱乐的元素。
2 工作原理
左右两侧的人分别实现对左右两大轮的控制,当两大轮速度相同时实现前行,当左侧大轮的速度大于右侧大轮的速度时,实现向右转向,当左侧大轮的速度小于右侧大轮的速度时,实现向左转向。通过连轴装置可将左右两侧的轴连在一起,使两根轴同时转动,两人同时踩踏板或者其中一人踩踏板均能使左右两侧大轮同时转动,此时通过方向盘控制转向轮进行转向。
3 结构设计
3.1 传动装置
双人骑自行车的传动装置如图1所示。参考相关文献[1]、[2],通过左右两侧的踏板,分别带动牙盘25、26转动,两牙盘的转动通过链条2728分别带动牙盘23、24的转动,牙盘23、24通过轴21、22分别带动牙盘19、20的转动,牙盘1920的转动通过链条17、18分别带动左右大牙盘1516的转动,大牙盘15、16分别带动左右侧的大轮转动,从而实现左右两侧骑行人通过踩两侧的的踏板使左右大轮的转动。
3.2 连轴装置
如图2所示,联轴器装置使两个人分别控制左右两大轮转动,换成一个人即可带动两大轮的转动,其中一人可休息。通过向左滑动换向手柄32,使换向套31带动连轴外齿轮30与连轴内齿轮29配合,实现连轴。轴分开即将手柄向右滑动,连轴内齿轮29与外齿轮30分开,两轴各自传动,两人分别控制两大轮。
4 强度计算
由于该自行车的最薄弱环节是主轴,而其他的相关零部件将参考相关文献[3]中的设计。
4.1 主轴的受力分析
自行车的受力图如图3所示。P为考虑人的重量和自行车可能携带的物体的总重量,可以假设p=300kg,根据自行车的结构尺寸,并按照静力学分析方法,忽略前后两小轮的支持力,参考相关文献[4]、[5],可求的主轴所受的最大弯矩和剪力分别为:
考虑某些特殊情况,自行车在行驶过程中可能遇到地面的障碍物,此时前轮不可避免的会受到冲击力的作用,假设该冲击力F与前轮成45度角斜向上通过车轮轴心,其可以分解成对自行车的向上的冲击力F2和水平冲击力F1,其中F2对主轴的影响不大可忽略。根据参考相关文献[3]上所提供的经验数据取:
从而可得
4.2 主轴的强度校核
主轴受力图如图4所示。
剪力校核:
主轴剪力图如图5所示。
在Fs作用下的剪应力:
在扭矩T的作用下的剪应力:
从而
抗拉强度校核:
主轴弯矩图如图6所示。
在弯矩M1的作用下的正应力
以上各式中:A为相应受载荷截面的面积;Wz为抗弯截面系数。[σ]为材料的需用正应力;[τ]为材料的许用剪切应力;截面积A与抗弯截面模量Wz,抗扭截面模量Wp是利用计算机软件求的,需用应力[σ]、[τ]、由参考文献[6]中获得。从计算结果看该双人骑自行车的设计可满足强度设计的要求。经过三维模拟分析表明,该设计可行,此产品专利申请已得到专利局受理,图7为该产品的三维图。
5 结语
通过创新设计、机构优化等方法,设计完成了新型双人骑自行车,新型自行车能很好的满足娱乐场所的需求,具有一定的实用价值和市场价值。
6 致谢
在完成此篇论文期间,华剑老师提出了不少意见,在此感谢华剑老师的耐心指导。
参考文献
[1]申永胜.机械原理教程[M].北京:清华大学出版社,1999.
[2]邹惠君.机械系统设计原理[M].北京:科学出版社,2003.
[3]王克扬.助力自行车[M].第1版.人民邮电出版社,1996,4.
[4]李卓球.理论力学.武汉:武汉理工大学出版社,2010.1.
[5]陈志刚,田景伦.工程力学(下册).重庆大学出版社,1997,9.
关键词:折叠自行车;人机;互动性
随着社会生活的发展,折叠自行车在我们的生活中占据着越来越重要的位置,这不仅仅是因为它为我们的生活提供了便利,它的人性化设计更是深得人心。折叠自行车在自行车领域也形成了几家比较著名的品牌,比如以折叠专家自居的欧亚马(OYAMA)品牌,“世界最大的折叠车产销商”大行(DAHON)品牌以及创造出全球最小最轻的折叠自行车A-Bike品牌等,所以这也就意味着它作为一种生活方式,已经逐渐符合现代人的审美和社会生活的需要,而折叠自行车与人内心的碰撞和交流,也为折叠自行车带来了全新的设计理念,使折叠自行车打破传统,逐渐趋向于时尚化、未来化,为折叠自行车提供了更大的发展空间。
一、折叠自行车与人交流的契合
(一)折叠自行车的人性化传达
产品的最终价值体现在“为人服务”上,而不仅仅是实现功能本身,即不但要实现功能,而且要让这功能更好地为人所使用,使产品与人达到更好的人性化传达。可调节生态友好型自行车Versa bike,就是一款非常人性化的折叠自行车,它采用了一些仿生技术,它的外形充分考虑了人体特征。为了适应不同身高的人群,这款自行车可以进行自行调节,就和我们人体姿势的变化一样。在这款自行车上,没有多余繁杂的设计,只针对人的不同需要来设计,给使用者带来舒适使用体验。因此,一个优秀的折叠自行车不仅仅能强身健体,更需要它能给人带来愉悦性,使折叠自行车与人达到更好的沟通。
(二)折叠自行车的个性化表现
自折叠自行车出现以来,人们尝试了多种设计方式。每种方式都有局限性,都不可能是完美的。设计需要把握住人们的各种需求,特别是个性化的需求,追求特点而不强求完美,使之达到主次的平衡。“旅行箱式折叠自行车”具有迄今为止自行车业中全球最为彻底的折叠功能,经折叠后的自行车变成了一个没有棱角的旅行箱。使用环境非常友善,在搬运或存储时,不会因棱角碰伤自己或别人,并且开启或折叠只需十几秒钟就能够轻松完成,而且重量轻、体积小,并且该款自行车具有特有的转把式刹车,减少了刹车的分解动作,可以提高刹车效率,延长安全预警时间,骑行更加安全,解决了普通折叠自行车携带不方便、安全性低的问题。因此,个性化的折叠自行车不仅仅满足了人们的日常生活需求,更能体现个人的情感,加强了人与折叠自行车之间的互动性。
二、折叠自行车设计的要点分析
(一)方便的折叠性
由于人们对于自行车的不同需求,折叠自行车的种类也变得越来越多样化,但目前国内外的折叠自行车方法并不多,常见的有:第一种:左右折叠自行车,又称对折叠,在中国内外都是比较常见的折叠式。这种折叠方式也是发明最早的一种折叠方式,它是从自行车脚踏中央折叠,然后前轮和后轮并在一起。第二种:剪刀折叠自行车,又称x折叠,在国内是比较少见,他主要是从自行车中间去折叠,然后折叠过后自行车前轮和后轮形成一条直线式。第三种:内折叠自行车,又称前后折叠,在国内这种折叠方式的自行车比较少见,一般用于折叠电动车的折叠方式,这种折叠主要是后轮向前折叠,前轮向后轮折叠,前后轮并碰到一起,两个轮子基本上能接触。
(二)时尚的趣味性
一直以来,人们都说兴趣是最好的老师,而趣味性是激发兴趣的重要因素。一个极具趣味性的产品能勾起人们强烈的购买欲望。趣味性设计常常会以与众不同的面目出现在人们面前,给人们带来新奇的感受,这样趣味性设计与时尚就产生了非常紧密的联系。
(三)便捷的功能性
在设计的要点分析中,产品的功能有着不可忽视的重要性。产品的功能性与人之间有着密切的联系,一个功能性齐全的产品不仅能够满足人们的各类生活需求,而且能使这类折叠自行车达到人们最高的心理满意度。
(四)理想的舒适性
对于一个优秀的产品来说,人机的舒适性不仅能将产品的功能性很好的体现出来,而且还会改变人们对产品的使用方式。随着人们对高品质生活的不断追求,折叠自行车的骑行方式也在发生着多样化的改变,站骑、坐骑、卧骑、躺骑,无论是哪一种,都会在人们心理上达到不同程度的认可。而且折叠自行车的折叠方式也给人带来了不同的心理舒适度,无论是拉着走,提着走,背着走,还是存放在某处,它的设计都在尽可能达到全方位的理想性、舒适性。
三、折叠自行车的多样化需求
(一)日常生活的需求
随着社会的发展、人类文明的提高、科学技术的进步、人们审美观念的变化,折叠自行车这一节约能源、无污染、使用便捷的交通工具在人们的日常生活中变得尤为重要,无论是在造型上,功能上,人机上,还是材料上,等等,都需要尽可能最大化满足人们的需求。
(二)公共场所的需求
对于折叠自行车的使用,除了基本的日常生活需要,人们都在最大化的使其在其他领域发挥它特有的功能,尤其是在一些公共场所。对于公共场所的分类,我们大致分为公共娱乐场所:如影剧院,艺术馆,体育馆等;公共交通场所:如车站,码头,民用飞机场等;公共游览场所:如公园,风景游览区等;公共商业服务场所:如集贸市场,大型商场等。无论是哪一种公共场所,折叠自行车都会发挥它最大的使用价值。
(三)休闲健身的需求
骑自行车是一项健康环保的运动,我国也曾经是自行车王国,现在却被汽车,电动车等取代了不少,于是,人们也想到在休闲健身方面加强折叠自行车的使用,不仅环保,而且还达到了强身健体、愉悦心情的作用。
四、结语
直至今天,人们对于折叠自行车有了不同程度的看法,也有了不同程度的需求,折叠自行车的变化正是体现了社会发展的变化,人们生活的变化。它的语言符号的不同,代表着使用者的心理需求不同,因此,折叠自行车与人之间的交流也会变得越来越密切,折叠自行车的发展也将会越来越重要,成为人们生活的好工具,好伙伴。同样,在我们的设计中,要抓住人们的内心需求,真正实现“以人为本”,尝试用多种方法去丰富和创新折叠自行车的内容,并且符合人们的审美要求,实现折叠自行车的人性化设计,加强折叠自行车与人的交流。
【参考文献】
[1]陈恳.对折叠自行车设计和开发的思考[J].中国自行车,2004(04)
[2]原研哉.设计中的设计[M].朱锷译.济南:山东人民出版社,2006
[3]朱林,张晓华,张佳.设计的精神[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2008
[4]杭间.设计的善意[M].南宁:广西师范大学出版社,2011
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