机械创新设计教学大纲

2024-06-09

机械创新设计教学大纲（共9篇）

机械创新设计教学大纲篇1

一、课程信息《机械创新设计》教学大纲（理论课程及实验课程适用）课程名称（中文）：机械创新设计课程名称（英文）：Mechanical creative design 课程类别：专业方向课课程性质：选修计划学时：32（其中课内学时：32，课外学时：0）计划学分：2 先修课程：画法几何及机械制图、机械原理、机械设计、机械制造基础、理论力学、材料力学、金属材料及热处理、机械产品设计学选用教材：《创新思维与机械创新设计》，温兆麟编著，机械工业出版社，2012 年；

非自编开课院部：机电工程学院适用专业：机械设计制造及其自动化课程负责人：

课程网站：

二、课程简介（中英文）《机械创新设计》系统地讲授了创新思维及其在机械创新中的应用，其目的是使学生建立机械创新设计的合理知识结构，培养学生的创新意识和创新能力。本课程内容包括“克服思维定势、激发创新潜能”，“组合创新”，“类比创新”，“仿生创新”，“逆反创新”，“还原创新”，“系统思维创新”以及“专利基本知识”等 8 个部分内容，其中“组合创新”和“仿生创新”是教学重点。在讲授创新思维原理与方法的同时，本课程注重理论联系实际，对于每一种创新思维，都结合机械的实践，举例分析了它在机械设计中的应用。本课程的亮点是引用了丰富的创新实例，举一反三，从而达到融会贯通的效果，并将德育融合在创新思维空间中，引导学生培养高尚情操，融传授知识、培养能力、提高素质为一体。

“Mechanical creative design“ systematically presents innovative thinking and its application in mechanical innovation.The purpose is to enable students to establish a rational knowledge structure of mechanical creative design, and cultivate students＇ innovative consciousness and innovation ability.This course covers eight topics such as “overcoming the mindset, stimulating innovation potential“, “combinatorial innovation“, “analogy innovation“, “bionic innovation“, “reversible innovation“, “restore innovation “, “system thinking innovation“ and “basic knowledge of patent “, with “combinatorial innovation“ and “bionic innovation“ as the focus.In addition to instruction of innovative thinking principles and methods, this course also focuses on linking theory with practice.For each innovative thinking, its applications in mechanical design are analyzed combined with mechanical practices and examples.The highlight of this course is that abundant innovative examples are introduced so as to achieve the effect of mastery by drawing inferences.Besides, moral education is comprised in the creative thinking space to guide students to cultivate noble sentiment, thus to integrate knowledge imparting with ability training and quality improving as a whole.三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度 1 工程知识建立机械创新设计的合理知识结构 H 2 问题分析能够应用创新思维原理与方法对机械产品的创新性进行分析 H 3 设计/开发解决方案能够在机械产品设计中有意识地对创新思维原理与方法加以运用。

M 4 研究 5 使用现代工具 6 工程与社会 7 环境和可持续发展 8 职业规范培养学生的创新意识和创新精神 M 9 个人和团队 10 沟通 11 项目管理 12 终身学习通过创新思维原理与方法、典型创新案例的学习，激发创新意识，掌握基本创新方法，为培养创新能力奠定基础。

L 注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。

四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型 1.创新的基本特征理论讲授 1.创新与社会进步 2.创新人才的关键特一绪论 2.创新的特征与基本原理征 2 3.创新教育与人才培养 3.创新意识 4.创造力二克服思维定势、激发创新潜能 1.创新思维的障碍：思维定势 2.培养创新习惯，激发创新潜能 1.思维定势 2.培养创新习惯 3.开发创新潜能 2 理论讲授三组合创新 1.组合创新的主要方式和一般规律 2.组合创新理论在机械创新设计中的应用 3.并联机构应用的领域及其构型研究 1.组合创新 2.组合要素、组合的内容、组合的手段 3.组合的主要方式 4.组合的一般规律 5.串联式机构组合、并联式机构组合、复合式机构组合、叠加式机构组合 5 2 理论讲授课堂讨论四类比创新 1.类比创新原理与步骤 2.类比创新的主要方法 3.类比创新的事例 4.类比创新在机械创新设计中的应用 1.类比创新的主要方法 2.直接类比、象征类比、因果类比、综摄类比 2 2 理论讲授课堂讨论五仿生创新 1.仿生创新原理 2.仿生创新的分类 3.仿生机械 1.仿植物创新、仿动物创新、仿人创新 2.形态仿生、结构仿生、功能仿生 3.仿生机械手、仿生步行机械、仿生爬行机器、仿生游动机器、仿生飞行器 5 2 理论讲授课堂讨论六逆反创新 1.逆向思维及其分类 2.逆反创新的本质及其应用 3.逆反创新在机械创新设计中的应用 1.反向探求/顺序、位置颠倒/ 巧用缺点/ 补集式思维 2.机构的死点、主动件与从动件的互换 2 理论讲授七还原创新 1.还原创新原理 2.还原创新在机械创新设计中的应用 1.还原创新 2.反求工程 3.起重机械的还原创新 2 理论讲授八系统思维创新 1.系统思维方法 2.系统思维创新在机械创新设计中的应用 1.系统思维创新的原则 2.广义机械系统 3.设计的全面性、设计的系统性、设计的综合最优化 4 理论讲授九专利的形成与申请 1.专利的基本知识 2.申请专利的步骤 3.专利申请实例 1.专利申请的原因 2.专利的类型与属性 3.专利信息的利用 4.申请文件 2 理论讲授五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（）备注 1 期末成绩课程报告课外完成 60 百分制，60 分为及格 2 平时成绩课堂讨论分组进行 30 根据主题制作 PPT 讲解，讲解内容整理成文档提交；

依据讲解情况和文档质量给小组打分，组长以小组得分为平均分给组员打分。百分制，60 分为及格。平时表现出勤情况听课情况 10 3 次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。

六、学生学习建议（一）学习方法建议 1.学习创新思维原理与方法，应注重理论联系实际，结合机械的实践，分析它在机械设计中的应用，并结合丰富的创新实例，举一反三，达到融会贯通的效果。

2.创新能力可以通过学习、教育、训练、实践、激励等培养，应注意学习创新的基本知识，注重应用和实践，有意识地运用创新的技法，通过创新的活动，创造性地解决生活和社会中存在的各类问题。

（二）学生课外阅读参考资料《机械创新设计》第 2 版，张春林主编，2008 年；

机械工业出版社《创新设计：TRIZ 发明问题解决理论》，檀润华，2002；

机械工业出版社《机械创新设计》，罗邵新，2008 年；

机械工业出版社《机械创新设计》，高志等编著，2009 年；

清华大学出版社《机械创新设计》，杨家军，2008 年；

科学出版社七、课程改革与建设（选填）制订人签字：

教研室主任签字：

院部负责人签字：

修订时间：

2017 年月日

机械创新设计教学大纲篇2

1 课程设计目的

机械设计基础课程设计是一个重要教学环节, 也是学生一次综合能力的训练。其基本目的有三个方面: (1) 使学生进一步巩固、深化本课程所学到的理论知识, 并能灵活运用有关先修课程的理论, 结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力。 (2) 学习和掌握设计的一般步骤和方法。通过制定设计方案合理选择传动机构和零件类型, 正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料, 以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求, 进行结构设计, 达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法。 (3) 进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料手册、图册、标准和规范等。

2 课程设计内容

根据教学大纲及教学计划, 本学期在学习完机械设计基础内容之后, 要进行一次具有实践性的课程设计。机械设计基础课程设计选择圆柱齿轮减速器作为设计题目, 因为减速器的设计基本包括了机械设计基础理论课程的具有典型性、代表性的通用零件。设计内容包括7个部分:总体方案确定、传动方案确定、传动装置的总体设计、零件的设计计算和选择、箱体及其附件的设计、装配图和零件图的绘制和编写设计说明书。

3 实施方式

机械基础课程设计一般安排在学期未进行, 时间为1周, 时间短, 课程设计期间学生还要复习, 参加其他科目的考试, 不能全身心的投入到课程设计中来, 针对目前存在的问题, 我在教学和实践环节进行了一些初步尝试。为避免以往教师指导过细、设计作品千篇一律的弊端, 对课程设计的辅导重点在于方法, 教会学生从原理方案的设计和论证、各系统的实施到系统总成的整个过程能够自主进行, 加深对减速器系统的整体认识, 培养他们的创新设计能力, 充分发挥学生的创新潜能。

3.1 设计前准备工作

由于本门课程理论教学学时数较少, 而且内容抽象, 对于生产实践能力欠缺的学生来说, 激发他们的学习性趣很难, 而课程设计安排在考试前一周内完成。作为指导教师为了使学生能顺利地完成所布置的任务, 在设计过程中要加以指导。在设计开始时, 轴的结构设计和减速器的外形尺寸的确定对于学生来说是难点, 所以对减速器的设计专门进行了一次多媒体授课。首先让学生看减速器设计和制造录像片, 了解减速器产品及其设计过程。然后做减速器的装拆试验, 形象地认识减速器的结构。本课程设计之前, 指导教师根据课程设计指导书进行了具体安排, 并且制定了具体的设计安排计划和详细的设计任务书。对全体学生就设计的步骤、要求、说明书的书写格式等进行总体的指导, 在设计过程中, 指导教师坚持每天都到现场进行指导。

由于课程设计工作量大, 为了确保设计工作的顺利进行, 要求学生制定大致的设计时间分配表, 同时, 指导教师在设计开始时要对学生进行集中讲解和辅导, 帮助学生明白设计任务及要求.同时对学生掌握程度不够的设计工具的使用方法进行集中辅导.本课程设计集中1周进行, 但在实施的过程中发现时间不够, 实际执行时, 应在机械设计基础课程结束后就布置设计任务, 要求学生早做前期准备, 查找相关的资料和手册, 但是从最后的结果来看, 大部分学生都没有做好这部分工作, 都是临到课程设计的一周来做, 结果未能在规定的时间内完成任务。

3.2 结构设计

研究设计任务书, 分析设计题目, 了解原始数据和工作条件, 明确设计内容和要求。结构设计是确定零部件形状和尺寸的主要阶段。重点是设计齿轮的结构和轴的结构, 对于小齿轮的设计, 应采用较小模数和较多齿数, 这样, 即可以增加重合度, 又减少了小齿轮的齿顶圆直径, 从而使箱体外廓尺寸变小, 节省了材料, 减轻了重量。对于轴的结构设计, 为了便于轴上零件的装拆, 轴一般做成中间粗两端细的阶梯轴, 然后设计成合理的形状和尺寸。为了清楚的表达设计意图, 装配草图的绘制尤其重要。该阶段不仅要确定减速器的结构和尺寸, 更重要的是通过装配草图的设计过程体会边计算、边画图、边修改的设计方法。

装配草图设计阶段从时间分配和学生成绩考核方面都占较大比例, 为保证装配草图的设计质量, 学生自检后必须教师签字审核草图, 然后才能在图纸上画图。设计过程中教师严格检查、记录和掌握每个学生的设计进度和质量, 并适时地给予学生指导。学生在设计过程中必须做到: (1) 随时复习教科书、听课笔记及习题。 (2) 及时了解有关资料, 做好准备工作, 充分发挥自己的主观能动性和创造性。 (3) 认真计算和制图, 保证计算正确和图纸质量。

4 几点体会

教师每天到教室指导学生设计、计算、绘图以便及时发现问题和解决问题。要求每位学生在设计过程中充分发挥自己的独立工作能力及创造能力, 对每个问题都应进行分析、比较并提出自己的见解, 反对盲从、杜绝抄袭。在课程设计过程中, 发现学生主要存在以下问题: (1) 学习态度不够认真, 不能按进度计划表执行。少数同学刚开始时, 手忙脚乱, 第二天才进入状态。不能按时在规定的教室设计, 出现迟到, 矿课现象, 虽然一再强调平时出勤记入课程设计总成绩。 (2) 独立工作能力差, 设计时不能或不进行独立思考, 学生的依赖性太强, 碰到什么问题都来问老师。 (3) 图纸质量较差, 特别是标准画法、尺寸标注, 出现问题较多, 表达不清楚。 (4) 说明书内容不够完整、工整。设计说明书是对整个设计过程的总结和提升, 要求文字简明、通顺, 尽量使用专业术语。

5 结语

如何把专业课教学与工程实际联系起来, 一直是工程教育者努力的方向.目前高校的专业课教学存在与工程实际脱节的问题, 坚持理论教学与实践教学并重, 可大幅提高教学效率和教学质量。

参考文献

[1]杨可桢, 程光蕴.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社, 1999.

[2]吴宗泽, 罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社, 2011.

机械创新设计教学大纲篇3

[关键词]实践创新;机械原理;教学方法

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0111-03

机械原理是一门介绍机械中常用机构和一般工作条件下常用参数范围内的通用零部件设计的基本知识、基本理论和基本方法的重要的专业基础课，是机械类及相关工程类专业的必修课程。在机械原理这门课程中，学生要掌握“三大机构”和“三大分析”。“三大分析”即机构结构分析、机构的运动学分析和机构的动力学分析的基本知识;“三大机构”即连杆机构、凸轮机构和齿轮机构的设计与综合。机械原理课程的培养目标是使学生具有创新机构运动方案的设计能力，即针对不同的设计任务，综合运用多学科的相关知识，提出多种机构运动方案，并进行综合评价确定最优方案。因此，它又是一门多学科、实践性很强的学科。[1]

一、机械原理教学中存在的问题

当今世界，科技发展日新月异，技术快速发展，而我们的教材一直是经典教材，课程的内容跟不上科学研究的发展，也跟不上技术的实际应用，甚至存在有些知识点是实际应用中多年弃之不用的技术等问题。结合这几年授课经验，笔者发现，机械原理教学中存在如下几点不足：

第一，缺少实践教学环节，缺少学生创造性思维能力和实际设计能力的培养。

第二，重理论知识系统性而轻工程应用背景的介绍。如连杆机构中转动副（铰链），学生从书本上见到的只是杆是直线和铰链是圆组成的机构运动简图，对于现实生活的机械产品难有较好的感性认识。特别是在大四做毕业设计结构设计的时候，构件与构件之间的实际的铰链的装配关系容易出错。

第三，缺少对机械设计新技术、新发展和新成果介绍，以及机构解析法设计的内容。

第四，与其他课程联系少，往往是就机构分析而机构分析，可通过设立综合性强的课题，将机械原理与工程力学、机械设计结合进行综合性设计，或结合设计比赛进行串接。

第五，在实践环节，每年都做同一个题目“减速器的课程设计”，只是每个学生的数据不同而已，没有体现“以学生为中心”的教育理念，使得该环节程序化，制约了学生的创新能力。

以上问题的存在，使得本来是创新性强、思维发散灵活、创作激情澎湃的机械原理教学，有可能变成理论实际脱节、教学过程枯燥、学习目标盲目、学习激情减退、教学质量下降的灌输式教学。[1]

二、要善于提出问题，引导学生主动思考

在教学过程中，需要将学生的地位至于教学的核心。让学生参与到教学活动里，在进行教学之前可以设置多重问题，让学生在问题的引导下层层深入，自主进行深入学习，提高学习的兴趣和效率。

机构自由度计算是机械原理教学中的重点内容之一，教师要做到深入浅出地讲授构件和运动副产生约束作用，由此自然给出平面机构自由度计算公式。不仅加入了理论知识，还使用一些简短视频和动态图，让学生了解各个运动副之间的关系，便于理解和识别复合铰链、虚约束等特殊情况。增加一些趣味性和实际生活中常见并且熟悉的机构进行分析，或者对看起来复杂的机构进行简化。引领学生在计算自由度的时候建立对机械原理的最初理解以及兴趣。鼓励学生将学到的机构进行应用。建立简化机构和对机构原动件到从动件进行顺序分析的解题思路。提出机构，让学生自由分析和进行计算，再进行讲解。培养学生分析和解决问题的能力。

齿轮机构在各种机器中应用广泛，在讲授这部分知识时，利用在实验室不同类型齿轮机构的模型和视频、联系实际进行理论知识的讲解，可以加强学生知识的理解。首先要建立对一般齿轮类型的认知。了解齿轮传动在实际应用中的重要性，再提取最普通的直齿圆柱齿轮进行分析。可以让学生自己探索分度圆，齿根圆，模数等的意义。通过对齿廓的研究了解渐开线各个参数的意义，了解为什么渐开线是最常用的齿廓，从而了解渐开线的优点。再通过实际啮合状态，提出啮合相关的问题，包括啮合规律、传动比、重合度等疑问。在研究斜齿轮、蜗轮蜗杆传动时，让学生类比齿轮的公式，进行公式的推断，从而了解其与渐开线直齿圆柱齿轮的异同。通过让学生研究对不同齿轮加工方法的异同，了解齿轮的加工过程。按照从实际到理论，从设计到制造的顺序，提出不同阶段的问题，引领学生建立系统的齿轮方面的知识。了解不同阶段不同的公式以及公式的来源。[2]

三、注重实践创新

我校教师带领学生连续参加第四、五、六、七届全国大学生机械创新设计大赛（慧鱼组）。2014年我校学子一举斩获一等奖，不仅取得了我校在此项赛事中的最好成绩，还实现了我校在该赛事一等奖奖项的零的突破，为学校赢得了荣誉。还带领学生参加了江苏省第五届机械创新设计大赛暨第六届全国大学生机械创新设计大赛获省二等奖，不仅要求学生设计出作品，并且要做出实物，进行现场模拟。据悉，全省独立学院获得的最高奖项为二等奖，且只有三项，我校即占其中之一。今年我们争取再接再厉取得好名次。

第七届（2016年）全国大学生机械创新设计大赛的主题为“服务社会——高效、便利、个性化”;内容为“钱币的分类、清点、整理机械装置;不同材质、形状和尺寸商品的包装机械装置;商品载运及助力机械装置”。我们选择关于钱币的分类、清点、整理机械装置的设计。

在当今的社会生活中，人们越发注重绿色出行，因此公交车出行越来越成为人们优先选择的公共交通设备。然而，现如今公交车上钱币分类主要依靠人工或者简易的投币装置，这样的方式成本高并且效率低下。这都预示着新型的多功能投币机械将会被人们广泛使用，其需求量将会越来越大。作品一设计的是新型公交车投币箱。利用简单的滑道及杠杆机构进行纸币及硬币的分离，再以简单的滑道机置对不同面值的硬币进行分类，如图1所示。由两个滑道构成主要结构，上面一个滑道两点固定，主要是给硬币和纸币一个下落的初速度，下面的滑道是一个杠杆结构，硬币的质量完全可以压下杠杆落入硬币箱，人们把硬币从投币口投入，经过一系列物理反应，达到分离的目的。此结构简单，不需要能源输入，只需要小小的改动就能更便利。主要创新点：1.没有科幻元素，处处体现实用化。简单的机械结构容易制造，并且出现故障容易修理。2.无须通电和供能，因此投币机十分安全并且节能、受到的使用限制也会大大缩小。3.设计制造成本低，可批量生产，便于推广。此设计不仅功能齐全、可靠性高，并且机械装置简单，大大降低了公交公司的生产成本，价格的低廉也将会赢得广泛的客户群。由于成本低，可以批量生产，具有广泛的市场性和实用性。

作品二是根据公交车上的投币特点（需要人们一个一个投）设计了该产品，如图2所示。我们根据硬币的直径不同，给它们在轨道上安排了不同的出币口，使得不同面额的硬币进入不同的空间内。由于目前我国新版人民币有三种圆形硬币，其直径依次为：一元硬币25mm、5角硬币22.5mm、1角硬币20.5mm。所以我们将第一个出口处的挡板与轨道的间距设置为21mm（先将一角钱分出），将第二个出口处的间距设置为23mm（再将五角钱分离），最后的出口的间距设置为26mm。这样，不同的硬币就会不同的出口处落出，原理如图3所示。我们在每一个出币口搭建了一个容器，使它的开口直径不超过它所盛装的硬币的直径（装一元的容器直径为40mm，五角的为40mm，一角的为30mm）的两倍;我们又测量出每一种硬币的厚度（一元为1.85mm，五角为1.65mm，一角为1.67mm），然后根据计算，在容器外表面标出刻度（不同的高度对应不同的数量，如：在一元容器外，每隔18.5mm，画一刻度线，标出数字十;在五角容器外，每隔16.5mm，画一刻度线，标出数字十;在一角容器外，每隔16.7mm，画一刻度线，标出数字十）。主要创新点： 1.可进行硬币的分类。2.可计数根据测量硬币堆积的厚度，从而计算出硬币的数量。3.将轨道分段衔接。4.原理简单，结构简单。5.系统还具备升级和扩展的潜能。本作品结构简单，可后续添加其他功能，较好地满足了硬币发展的需求。

作品制作历时四个月，经过多次改造。从刚开始产品设计的构思到最后整个作品的制作完成都充分发挥了学生的创新意识，培养了学生综合设计能力与团队协作能力，提高了学生针对实际需求进行机械创新、设计、制作的实践能力。[3]

四、总结

通过这次研究课题的实践，不仅让学生学到了许多了专业知识，而且培养了其解决问题的能力。其次，团队管理也是很重要的，一个团队核心就是通过合作去开展工作，这样才能发挥最大的效益。合作就需要良好的管理，对于不同的问题需要设立讨论小组，对问题进行研究，集众人之力去解决问题。最后笔者认为，本次研究关键就是不断反思问题，从反思中取得突破。研究是个连续的过程，在每个阶段发现问题才能确定接下来工作的方向，这样不断进行反思总结，才能取得突破，取得最后的胜利。

[ 参考文献 ]

[1] 孙亮波.在机械原理教学中引入机械创新设计项目的研究与实践[J].机械，2010（12）：21-23，33.

[2] 殷勇辉，高志，章兰珠.提高机械原理课程教学质量的思考与实践[J].中国大学教学，2014（6）：57-59.

[3] 张跃，李雪滢等.浅谈大学生实践创新项目对机械类应用型创新人才培养的促进——以南京理工大学泰州科技学院为例[J].大学教育，2015（8）：168-169.

[4] 黄晨华，蔡小梦，毛桂生.提高机械原理教学质量的方法探讨[J].大学教育，2012（11）：92.

机械创新设计教学大纲篇4

课程设计名称：《机械设计基础》课程设计课程设计编号：02020006S 课程设计学分：2 课程设计周（时）数：2周授课单位：机械工程与自动化学院指导方式：讲辅

课程设计适用专业：近机类服务课程名称：《机械设计基础》服务课程编号：02020006 服务课程讲课学时：88 服务课程学分：5.5 课程设计教材及主要参考资料：《机械设计基础》、《机械设计课程设计手册》

一、课程设计教学目的及基本要求

它是《机械设计基础》课程的最后一个重要教学环节，也是高等工科院校近机类专业学生第一次较全面的设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。

1、培养学生综合运用《机械设计基础》课程的理论和生产实际知识进行设计的能力，使学生将所学的知识得到进一步巩固。

2、学习机械设计的一般方法和步骤，初步培养学生分析和解决工程实际问题的能力，树立正确的设计思想，为今后毕业设计和工作打下良好的基础。

3、进行设计基本技能的训练。例如计算，绘图，熟悉和运用设计资料。

4、学生应明确设计任务和要求，并拟定设计计划，注意掌握进度，按时完成。

5、学生在设计过程中要独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计，反对照抄照搬或依赖教师。要求设计态度严肃认真，有错必改，反对敷衍了事。

二、课程设计的内容及安排

1、设计分段进行，每一阶段的设计都要认真检查，没有原则错误时才能继续进行下一阶段设计，以保证设计质量。设计计算

选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数，进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、键等。草图绘制、审查和修改

根据上述设计计算，绘制传动件等，设计轴上其它零件和减速器机体及附件，标注尺寸。要求只绘制装配图的主、俯视图。绘制装配图

除绘制草图内容外，绘制装配图的侧视图，编写技术要求，对零件编号，填写明细表及标题栏等。绘制零件图

选择所设计减速器中任一轴和齿轮进行绘制。鼓励采用计算机绘图。5 编写设计说明书 6）答辩

2、每个学生应完成的设计任务 1 草图 1张（A1坐标纸）2 装配图 1张（A0图）零件图 2张（A3图，传动零件轴和齿轮各一张，鼓励用计算机绘图）4 设计说明书一份

设计题目

设计题目为来源于工程或生活实际的机械传动或简单机械（比较成熟的题目是以齿轮减速器为主的机械传动装置）。设计题目应多样化，并鼓励学生进行创新设计。学生也可自拟课题，但须经指导老师审定后才能作为课程设计题目。

三、课程设计的考核方法及成绩评定

课程设计应根据设计说明书、图纸和答辩情况等，按优、良、中、及格、不及格评定成绩。具体评分办法如下：

平时成绩（出勤、态度等）10%

四、课程设计的时间安排

名称设计计算草图绘制、审查和修改绘制装配图绘制零件图编写设计说明书答辩合计

说明书 30% 学时 2天 2.5天 2.5天 1天 1天 1天 10天（2周）图纸 40% 小计

2天

2.5天

1天

10天（2周）答辩

《机械设计》课程教学大纲篇5

课程编码：4030103 学

分：4 总学时：72 适用专业：机械设计制造及其自动化、工业设计、过程装备与控制

一、课程的性质、目的与任务

本课程是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课，是机械类专业教学计划中的主干课程。在本课程的学习过程中，要综合运用先修课程中所学的有关知识与技能，结合各个教学环节进行机械工程技术人员的基本训练，逐步提高自己的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力，特别是不断增殖的汲取、融会与分析问题及解决问题的能力，为顺利地过渡到专业课程的学习及进行专业产品和设备的设计打下宽广而坚实的基础。

本课程的主要任务是培养学生：

1．掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计机械传动装置和简单机械的能力；

2．树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策； 3．具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力； 4．掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练。

二、先修课程

高等数学、理论力学、材料力学、金属工艺学、工程制图、机械原理、金属材料及热处理、互换性与技术测量等

三、教学基本要求

了解本课程的内容、性质、任务，机械零件的失效、设计要求、设计方法及一般步骤，疲劳曲线及极限应力曲线的来源、意义及用途，根据材料的基本机械性能及零件的几何特性绘制出零件的极限应力简图，摩擦和磨损的分类、机理、物理特征以及影响因素，螺纹的基本知识，轴毂联接的类型、特点，带传动的类型、工作原理、特点及应用，普通V带的型号、带轮结构、带传动的张紧，链传动的类型、特点及其应用，滚子链条与链轮的结构、规格、主要尺寸和参数，齿轮常用材料及热处理、齿轮的结构、齿轮传动的润滑，蜗杆传动的特点及应用，滑动轴承和滚动轴承的类型、结构、特点及轴瓦材料与结构，联轴器、离合器的功用与分类，轴的功用、分类和常用材料。

掌握单向变应力时的强度计算方法，理解应力等效转化的概念；掌握螺纹联接的基本知识、单个螺栓联接的强度计算方法、螺栓组联接设计、提高螺纹联接强度的措施；掌握键联接的类型、结构、工作原理及应用；掌握带传动的力分析、应力分析、弹性滑动与打滑现象，带传动的失效形式及设计准则，普通V带传动的设计；掌握链传动的运动特性及参数选择，链传动的设计；掌握齿轮传动的失效形式和设计准则，齿轮传动的受力分析（各力大小的计算和方向判定）；掌握圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择，蜗杆传动的受力分析及其强度计算特点；掌握非液体摩擦滑动轴承的失效形式、计算方法，液体动压润滑基本方程和油楔承载机理，形成液体动压润滑的必要条件；掌握滚动轴承的主要类型、特点及选择；滚动轴承的代号、失效形式及计算方法；掌握联轴器所联两轴的偏移形式，各类联轴器对偏移形式的补偿能力及补偿方式；掌握轴的结构设计的基本要求和方法，设计轴的结构以及轴的强度计算方法。

四、教学内容

（一）绪论

1学时

（二）机械设计、机械零件设计概述 1．机器和机械零件设计基本要求 2．机械零件的失效形式和计算准则 3．机械零件的一般设计方法和步骤

（三）机械零件强度计算的理论基础材料的疲劳特性

机械零件的疲劳强度计算

（四）摩擦、磨损、润滑概述

（五）螺纹联接

螺纹、螺纹联接的类型、预紧及防松

单个螺栓的强度计算、螺栓组联接的设计、提高螺纹联接强度的措施

（六）轴毂联接键联接

花键联接，销联接

（七）螺旋传动

（八）带传动

带传动概述及理论基础

普通V带传动的设计计算及普通V带的张紧装置

（九）链传动链传动的类型及特点

滚子链的结构及主要参数，滚子链传动的运动特性及失效形式

（十）齿轮传动

1．齿轮传动的类型、特点

2．齿轮传动的失效形式和设计准则

3．齿轮轮齿弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度计算

4．齿轮传动主要参数的选择，许用应力的确定方法及设计计算 5．斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算 6．直齿锥齿轮传动的受力分析和强度计算

（十一）蜗杆传动 1．蜗杆传动的类型、特点

2．普通圆柱蜗杆传动的运动关系、几何参数及选择原则

3．蜗杆传动的受力分析、失效形式、设计准则、常用材料及选用原则 4．蜗杆传动效率的计算，热平衡的概念和润滑方法

（十二）滑动轴承

1．滑动轴承的类型、特点、应用及轴瓦材料与结构 2．滑动轴承的润滑及与润滑装置

2学时

5学时 2学时 6学时 2学时 4学时 4学时 12学时 4学时 6学时 3．非液体润滑轴承的失效形式、设计准则及条件性计算 4．流体动压润滑的基本概念、基本方程和油楔承载机理 5．流体动压向心滑动轴承的设计计算

（十三）滚动轴承

1．滚动轴承的基本构造、主要类型、轴承代号及选择 2．滚动轴承的失效形式和计算准则 3．滚动轴承基本额定寿命的计算

4．滚动轴承的组合设计及其轴系支承方式的选择

（十四）联轴器和离合器

1．常用联轴器的类型、结构、工作原理、特点及选择 2．常用离合器的类型、结构、工作原理、特点及选择

（十五）轴

1．轴的功用和分类，轴的材料及选择 2．轴的结构设计基本要求和方法

3．轴的三种强度计算方法和刚度计算原理（十六）弹簧

五、教学参考书

濮良贵、纪名刚.机械设计.第七版.北京：高等教育出版社，2001年邱宣怀.机械设计.第四版.北京：高等教育出版社，1997年

谭庆昌、赵洪志、曾平.机械设计.第一版.长春：吉林科学技术出版社，2000年

10学时

《机械优化设计》-课程教学大纲篇6

—、课程名称

机械优化设计

Mechanical Optimize Design

二、学分、学时

2学分，32学时

三、预修课程

高等数学、理论力学、数值分析、机械学、计算机科学等。

四、适用学科领域

机械设计及理论、森林工程、交通工程和控制理论与控制工程等。

五、课程主要内容、重点难点及学时分配

（一）教学基本要求：

通过实用机械优化设计的教学要使专业学生了解优化设计的基本思想，优化设计在机械中的作用及其发展概况。初步掌握建立数学模型的方法，熟练掌握优化方法。并具备一定的将机械工程问题转化为最优化问题并求解的应用能力。

（二）培养能力与素质：

本门课程的教学目的和任务是：通过实用机械优化设计的教学使学生掌握问题转化成最优化问题的方法。并且利用最优化的方法编制计算机程序，用计算机自动寻找最佳的设计方案。机械优化设计是一种现代设计方法。在有条件的情况下，应在课余时间指导学生上机操作，提高学生独立工作的能力，掌握实例用于解决工程实际问题。

（三）主要内容和重点、难点

本门课程的主要内容包括：机械优化设计的基本术语和数学模型，优化设计的基本概念和理论；无约束最优化方法，约束优化设计的直接法，约束优化设计人间接解法。

第一章机械优化设计的基本术语和数学模型

通过列举一些实际的优化设计问题，对机械优化设计的数学模型及用到的基本述评作一简要叙述。对主要名词术语进行定义和作必要的解释。使学生了解模型的形式和分类初步掌握数学模型建立的方法，了解设计的一般过程用其几何解释。1．1几个机械优化设计问题的示例 1．2机械优化设计的基本术语

1．3优化设计的数学模型及其分类 1．4优化设计方法

1．5优化设计的一般过程及其几何解释

第二章优化设计的某些概念和理论

在讲述机械优化设计方法之前,首先讲述目标函数、约束函数的基本性质。目标函数达到约束最控制的条件及迭代法求解的一般原理和收敛条件等。使得学生掌握和使用优化设计方法。

2．1 目标函数与约束函数的某些基本性质 2．2约束函数的集合及其性质

2．3机械优化设计问题最优解及其极值条件 2．4机械优化设计问题的数值解法及收敛条件

第三章机械优化设计中几种常用的无约束最优化方法

在工程实际中，尽管所有设计问题几乎都是有约束的。但约束优化设计问题可以转化为无约束问题来求解。有些约束优化方法，也可以借助于无约束优化方法的策略思想来构造。因此，本章着重讲授几种常用的一维搜索的最优化方法和多维的无约束最优化方法。要求学生掌握一维搜索中的黄金分割法、二次插值多维搜索中的 POWELL法。3．1 一维搜索的最优化方法

3．2 一维搜索的最优化方法和POWELL法 3．3 其它多变量的无约束优化方法 3．4 多变量无约束最优化方法小结

第四章约束优化设计的直接解法

在己经学习过无约束优化设计方法的基本上，本章主要讲授约束优化设计的直接解法。要求学生掌握复合形法。4．1约束随机方向搜索法 4．2约束优化设计的复合形法 4．3约束优化设计的直接搜索方法

第五章约束优化设计的间接解法

本章着重讲授约束优化设计间接解法，要求学生掌握惩罚函数法 5.1 约束优化设计间接解法的基本思想 5.2内点惩罚函数法 5.3外点惩罚函数法 5.4混合惩罚函数法

5.5约束优化设计问题间接解法小结

第六章实用机械的最优化设计

6.1杆件及连杆机构的最优化设计 6.2凸轮机构的最优化设计 6.3弹簧的最优化设计 6.4制动器的最优化设计

六、主要参考书目

机械创新设计教学大纲篇7

一、理论教学与课程设计紧密结合

机械设计课程设计是在机械设计课程理论和实验教学完成后进行的一个实践性教学环节,其设计题目所要求的设计内容涵盖了机械设计课程中大部分内容,所以在机械设计课程理论教学中,教师应该把理论教学与课程设计紧密结合起来。教师可根据以往指导机械设计课程设计的教学经验,把课程设计中容易出现的问题作为实际例子,比如理论计算、结构设计、润滑等问题,在理论教学中涉及到这些问题时,具有针对性地进行讲解和剖析,指出往届学生在机械设计课程设计中常犯的错误,当遇到的是结构性问题时,可实时让学生在课堂中做相关内容的结构设计作业题,培养学生动手能力。在机械设计课理论教学中,根据课程内容的进展情况和需要,把机械设计课程设计的题目和主要任务不同程度地介绍给学生。这样既理论联系了实际,获得了较好的教学效果,又使学生对课程设计有一些初步认识和兴趣,为高质量完成课程设计教学工作奠定了理论基础。

二、树立创新意识培养创新能力

创新是科技和经济发展的动力。现代企业产品和技术的不断进化发展,需要有创新能力的人才去推动。机械设计课程设计是机械工程类专业学生第一次进行的较全面的机械设计,充分利用机械设计课程设计,激发和培养学生的创新能力,对创新人才的培养是非常重要的一个时机。

首先要树立学生的创新意识。通过适当教育,使学生摆脱传统思想的束缚,克服胆怯和自卑的心理,从而产生积极参与创造的意识和动力。在机械设计课程设计下达规定设计题目的同时,允许并鼓励学生根据经验和兴趣自己拟题,经指导教师和自拟题目的学生共同研究整理后,使其达到课程设计基本要求,即可实行。此外,先组织学生(包括规定设计题目和自拟题目的)对要设计的产品进行缺点列举,并广泛和“异想天开”地提出改进的方法和措施。这需要指导教师提供所设计产品的实物和收集到的图片资料。然后学生就可用掌握的知识和经验进行设计和改进,指导教师一定要帮助和引导学生在所列举的缺点中寻找有意义的和可行的进行改进。这样不仅能够提升设计产品的价值,使设计更具现实意义,也培养了学生的创新能力。

三、舒适、高效地进行课程设计

课程设计教学过程与理论教学过程有着很大的不同。为使学生尽快投入到课程设计工作中,适应新的学习环境,确保课程设计按时完成,在开始设计的前一天,课程设计指导教师要组织班干部和部分学生到设计教室打扫卫生,并根据做课程设计的学生人数,精心布置和分配桌椅,营造出良好的设计环境,使学生在设计的开始就能有一个好心情,愿意到设计教室来学习和设计。这是为使机械设计课程设计系统中人(学生与教师)—设计—教室各单元达到最佳匹配,以达到舒适、高效目的所做的一个方面。

课程设计是一个学习和应用的过程,当设计在高效中进行,学生就可以有更多的时间去认真仔细地查阅资料、手册,深入地学习与课程设计相关学科的知识。同时,学生也有时间和机会到实验室做一些与课程设计有直接关系的实验。虽然在理论教学过程中已经做过这些实验,但这时去做的效果会更加显著,而且是带着问题去做,这对学生的动手能力和创新能力的培养至关重要。此项工作需要实验室的紧密配合,在实验室工作计划中要先考虑到这个需求,通过开放式实验和开放式实验室来完成。而实验室的人员也可以指导少量的学生进行课程设计。

四、分阶段进行协作设计

机械设计课程设计的题目不宜过多。学生在进行课程设计时,可以分成几个小组,每个小组题目可以一样,但每个小组成员的原始数据不应相同,最好是每个学生一组原始数据。分成小组的目的是便于学生之间的研究讨论,形成协作设计氛围,培养学生的团队精神。但对于机械设计课程设计而言,协作设计应在课程设计的不同阶段进行。在传动零件设计计算阶段,应要求学生独立完成设计计算任务,这就是小组成员每人一组原始数据的原因。在其他阶段可以进行协作设计。在协作设计阶段,由小组成员选出一名组长,领导小组成员进行集思广益,作好记录,并将记录交给指导教师进行分析、评价、综合,由教师把结果反馈给学生组长,并大力提倡和鼓励学生大胆进行创新,要求每人至少有一处创新设计。

五、严格控制课程设计进度计划

严格控制课程设计进度计划是提高机械设计课程设计教学质量的一项重要措施。学生集中花费二周或三周的时间做课程设计,只有掌握好设计进度,有计划、有步骤地进行,才能保质、保量和按时完成课程设计任务。

机械设计课程设计是一项较复杂的工作,不仅要进行大量的计算工作,还要绘图,要综合运用多学科的知识,查阅有关设计手册和资料。若设计进度快了,就会出现不求甚解的问题,缺乏深入细致的研究工作,其结果可能是只解决问题了,却不知为什么,或知道为什么了,但知道的不深刻。学生不仅要按时完成课程设计任务,而且要完成得好。设计进度快了,学生在设计过程中就不能花费足够时间去认真分析设计的合理性和最优性,设计质量难以保证;若设计进度慢了,就会出现前松后紧现象。表现为在设计的开始阶段,学生并不着急,总认为时间充裕,却并不了解机械设计课程设计的复杂性和综合性,当感到时间紧迫了,来不及了,就加班加点进行突击设计,不仅难以按时完成课程设计任务,课程设计质量也无法保证。

机械设计课程设计的进度计划应由教师提出,要明确设计过程中各阶段所用时间和完成日期,要求学生基本上按着该进度计划进行设计。同时也允许有的学生稍快一些,有的学生稍慢些,但决不应和制订出的进度计划相差太多。

为保证学生能按进度计划做课程设计,教师在指导过程中要严格把关,及时检查督促。首先要求学生除查阅资料外,还要在指定的设计教室做课程设计,不允许到其他地方设计。只有在仪器图完成经指导教师检查合格后,方可到其他地方进行计算机绘图。其次是在每天点名的同时,还要检查学生设计进度,要逐一进行检查,每检查一次,教师都要在学生所做设计材料上签字,并作好相应的记载。当发现问题时要及时指出:设计进度慢的,要求其在指定时间内赶上;设计进度快的,教师要严格、认真仔细地进行检查,指出存在的问题,同时相对多提一些问题让学生解答,在心理上施加压力,使其主动减缓设计速度。

最后制定出相应的评分办法,把课程设计进度快慢程度作为考核成绩的一部分。课程设计成绩总分为5分(优、良、中、及格和不及格)。课程设计过程一般包括总体设计、传动零件设计计算、装配图绘制、典型零件图绘制、编写设计计算说明书和答辩六个阶段。在前五个阶段进行当中,根据检查记录,由教师掌握学生的快慢程度,对每一个阶段评分一次。在进度要求范围内的,不扣分,超出范围的扣除0.4分。第六阶段为答辩,成绩为5分,则总成绩计算方法为:先计算得分=答辩成绩-阶段扣分,然后按着下面给出的范围确定总成绩,5分为优,(5,4]为良,(4,3]为中,(3,2]为及格,(2,1]为不及格。例如:某个学生答辩成绩为5分,若阶段扣0分,得5分,则总成绩为优,若阶段扣0.4分,得4.6分,则总成绩为良,若阶段扣0.4×3=1.2分,得3.8分,则总成绩为中。其中要求答辩成绩必须及格。这里所举例子中并没有考虑到其他成绩评定因素所占比例。

从机械工程类专业的学生的机械设计课程设计材料中,很大程度上能反映出机械设计课程及其他相关先修课程的教学水平,所以提高机械设计课程设计教学质量是机械设计课程教学的需要,需要其他先修课程来保证。在不断探索机械设计课程设计改革的同时,认真执行理论教学与课程设计紧密结合,抓住时机培养创新能力,舒适、高效地进行课程设计,严格控制课程设计进度计划,这些措施对提高机械设计课程设计的教学质量具有重要意义。

参考文献

[1]唐锐．机械设计课程设计的教改探索[J]．攀枝花学院学报，2004，(12)．

[2]安琦．机械设计课程设计教改探索[J]．高等工程教育研究，1999，(1)．

[3]郭玲．机械设计基础课程设计改革与实践[J]．辽宁高职学报，2004，(6)．

机械设计基础教学探析篇8

关键词：职业教育；机械设计；教学实例

我校每年为徐工集团、卡特彼勒、三一重工等大型集团定向培养机电类高级技工，同时对学校教学提出了更高的要求。机械设计基础为专业核心课，可以使学生熟悉常用机构的工作原理、运动特点，掌握通用零件的基本原理、特点及运用方面的知识，并学会运用标准、规范、手册、图册等有关资料进行机械设计，从而更好地适应现代企业环境，更快地进入角色，帮助企业解决实际生产问题。

一、当前社会环境及背景

目前，我国高素质的、熟练的技术型人才严重缺乏。总体就业形势严峻，但对于多数技术工种来说，却存在着一人难求的局面。

职业教育经费投入不足。相比普教经费来源稳定，教学设备需求不高，职教的技能训练需要大量的工厂设备和实验仪器，且需要不断更新才能跟上技术的不断进步。

职业教育师资力量不足，特别是专业课教师的缺少，而且教师多缺少教育学和心理学修养，对于教学技能的把握比较欠缺，较易出现灌输式的教学方式。

二、本校学情

本校的生源主要分为三类，一类是初中生源，学制三年；一类是初中生源，学制五年；一类是高中生源，学制三年。开设本课程的为高中生源班。

高中生源相对于初中生源，有了一定的文化基础课知识，但是综合素质相对较差。因技能实践的学时一般多于理论课的学时，再加上最后一年多为入厂实习时间，所以给予本课程的学时较少，对于教材的内容也应有一定的取舍，并且应有足够的时间进行相关的课程设计。就读于本校的学生多为农村子女和城市贫困家庭子女，因此大多吃苦耐劳，通过适当的帮助和引导一定能使之努力地刻苦学习。

三、教学探析

（一）根据学校的实际情况，对教材内容进行适当的增减，突出知识的重点性和实用性

本课程之前，学生已学习过工程力学部分，因此教师在选取教材的时候就应充分考虑到实际情况，排除相关的静力学部分。由于学时较紧，教师还应在保证本课程的基本知识、基本理论和基本技能训练的前提下，尽量删略繁琐公式的推导和理论引证，简化设计计算公式。

结合订单企业产品特点，重点讲授平面连杆机构（各种起重机、挖掘机、工程车辆等的升降机构）、连接（液压系统的装配、转动系统的装配）、齿轮、轴及轴承章节的内容。

对于带传动、链传动以及周转轮系的计算等实际应用较少的部分教师应予以删减课时。

（二）根据学生的实际情况，对课堂的教学进设计，突出可操作的实践部分

所以，对于学生的情况前边已经有了相关的分析。多数学生的基础较差，尽量避免理论的枯燥灌输，多采用直观教学法，结合多媒体教学，能有效地激发学生的兴趣和提高学生的课堂注意力。比如通过一些视频短片介绍机构的运行原理或者是实际生产的加工，也可以借助于实物、模型、挂图或贴近生活的实例作为教学手段。又如在讲授“齿轮渐开线的形成”时，可以借助绳索、粉笔以及基圆的圆柱形替代品来演示绘制。这些都不需要太复杂的道具，但是又能起到很好的表达理论概念的作用，学生也不会感到晦涩难懂。

（三）根据企业的实际情况，满足企业的发展需求，着重培养学生的综合分析和解决问题的能力

随着产品的精密复杂化，人员的分工协作化，生产上实际问题可能牵扯到方方面面，这种环境下要想培养出能解决现场问题的高级技工，就需要学生具备对整个机械的总体把握和从系统的角度分析问题的能力。

在学习平面机构运动简图绘制的时候可以采取任务驱动教学法：首先对学生分组，然后各组进行柱塞泵实物的分解和测绘，根据讲解和练习过的平面机构运动简图绘制方法画出柱塞泵的机构运动简图。在这个过程中，学生要利用到液压相关的知识来读懂柱塞泵的结构原理图，要掌握运动的知识，要用到拆装的操作技能，要用到公差配合的理论知识和测量技术，还要考验大家的分工协作能力，同时激发学生的竞争意识和提高学生的学习兴趣，可谓是一举多得。

（四）充分合理运用现代技术手段，帮助提升教学质量，克服硬件缺憾

现代技术手段不仅包括多媒体教学（基本已普及），还有各种CAD/CAM软件，特别是机械设计基础这门课程可以非常好地利用到三维软件。如徐工集团使用的就是PRE设计软件，当然还有CAXA，AutoCAD，CATIA，UG，SolidWorks等二维、三维软件可供

使用。

例如：对于棘轮机构、槽轮机构及凸轮间歇机构等平面图形难以读懂和讲解，通过三维软件的建模和运动仿真，能非常逼真地演示其运行原理和过程，且可以任意角度放大或缩小地观察，

就像在展示极其精致的实物。

四、持续改进

教学是常抓常新的东西，在教学实践的过程中发现问题、解

决问题。充分利用好学校的教学资源，把握企业办学的特点，借助假期的工厂实践机会，调研一线的用工需求，紧跟新技术、新工艺的发展，不使教学内容老化，为教学实例提供新鲜血液。

参考文献：

［1］孙学斋.当前我国企业技工短缺的成因探析.中国石油大学胜利学院学报，2009（1）.

［2］王国新.技工院校《机械设计基础》课程整合探析.职业，2010（35）.

［3］时忠明.机械设计基础.北京大学出版社，2009.

［4］刘会英.机械原理.北京：机械工业出版社，2003.

机械摆钟教学设计篇9

齐齐哈尔市龙沙区民航路小学左薇薇

教学内容：科教版《科学》教材五年级下册第三单元第五课P58～P59。

一、教材分析

《机械摆钟》一课是属于教科版小学科学五年级下册第三单元《时间的测量》的第五课，它是在研究关于时间的测量后研究精确计量时间工具的第一课。

在时间单元中主要体现的是要让学生在“创造”（制作）计时工具的实践过程中，了解人类计时仪器的发展史，感受人类对“时间”的认识过程，从而认识到时间是不以人的意志、以不变的速度缓缓流逝的。

本课是在学生探究过日晷、水钟、沙漏等一些简易的计时工具基础上进行的。这节课我将和学生一起就钟摆的组成、钟摆每分钟摆动的次数，摆的等时性等展开研究。通过探究活动帮助学生认识摆的结构，摆的特性；并体会实验反复性的意义，培养严谨的科学态度。

二、学情分析

学生在探究过日晷、水钟、沙漏等一些简易的计时工具后，已经感觉到它们对于计时的不精确性，这对学生是一个具有挑战性的问题，带着这样的疑惑去观察摆钟的构造，研究摆，会达到更好的效果。

三、教学目标

根据五年级的学生知识经验和认知特点我确定了一下教学目标：

科学概念：同一个单摆每摆动一次所需的时间是相同的；根据单摆的等时性，人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。

过程与方法：重复观察和测量摆钟每分钟的摆动次数；动手制作一个单摆并观察和测量单摆在相同时间内摆动的次数。

情感、态度、价值观：进一步理解重复进行实验的价值；感受探究计时工具的快乐。

四、重、难点

基于以上分析，我确定了一下重难点：教学重点，动手制作一个单摆并观察和测量单摆在相同时间内摆动的次数。

教学难点，通过观测理解摆的等时性。

五、教学准备：教师：摆钟一个、课件学生：分小组带计时表、铁架台、棉线、钩码，记录表等。教学过程：

一、情景导入

１、提问：现在我们都用什么来计时？你知道古代人们用什么仪器来计时吗？出示日晷、沙漏、蜡烛钟、古代水钟图片，说说它们是怎样计时的？

２、提问：为什么现在我们不再使用这些计时工具？精确程度怎么样？

（引导学生思考以往这些计时工具的特点，发现它们只是让人们知道大概的时间）３、教师：人们一直在寻找比较精确的计时方法。

【故事：那是在400多年前，年轻的伽利略在教堂做礼拜，忽然一陈风吹来，悬在天花板上的挂灯轻轻的摆动了起来，这本是人们常见的现象，而伽利略却细心的观察起来，多么均匀啊！后来伽利略找来了绳子和重物，模仿 “吊灯”做起了实验，终于发现了摆的秘密。伽利略很想用摆来指示时间，后来惠更斯根据伽利略发现的摆的秘密制成了摆钟，完成了伽利略的遗愿。】今天我们就一起来研究《机械摆钟》，跟伽利略比一比我们的同学能不能发现摆的摆动规律，做一回小科学家。（揭示课题）

二、实验观察、探究新知１、观察认识摆钟

（１）教师：即使现在，我们还能在一些家庭里找到摆钟，出示老师家的摆钟（实物），观察摆钟。引导学生认识摆。

（２）了解摆的结构：摆是由摆锤和摆线组成的。（板书：摆锤，摆线，摆角）（３）摆钟是怎样计时的呢？

（课件展示摆钟内部结构图。钟摆的摆动带动齿轮转动，通过各级齿轮的传动来转动分针，时针，我们就可以在表盘读出时间了。）

２、研究摆，发现摆摆动的特点

（重点）

（１）提问：为什么可以用摆来计时呢？我们先来研究摆钟里的摆，看看摆动的快慢。（猜测一下：钟摆一分钟摆动多少次？）怎样摆动算一次？（在摆钟上演示明确如何是摆动一次）带领学生一起数摆动一次，两次，三次等。

（２）组织学生实验：教师一边计时一边带领大家一起数，测“钟摆”摆动的次数。（３）测一次行吗？再测一分钟还会是这个结果吗？重复实验，让学生体验到重复验证的意义。

（４）对比两次研究的结果，你有什么发现？３、所有的摆，每分钟摆动的次数都一样吗？我们怎样研究这个问题？（１）示范制作摆：用线做摆线，用镙母作摆锤。（２）学生动手做一个摆。

（３）你们的摆每分钟摆动多少次呢？老师为你们提供一个计时钟，讨论：我们怎样实验？

（４）交流实验的注意事项，明确实验要求（分工、计时、多次测量、受到干扰的不算、不改变摆）

（５）学生实验。