机械效率教案实用4篇

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机械效率教学设计1

关键词：机械原理；教学改革；机械创新

中图分类号：TH111； 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）26-0125-02

一、引言

“机械原理”是机械专业一门重要的专业基础课，在专业教学安排中具有承前启后的重要作用[1]。它在机械类人才培养的全局中具有增强学生对机械技术工作适应能力和开发创新能力的作用。机械原理的内容较繁杂，主要研究各种机械的一般共性问题，即机构的组成原理、运动学及机器动力学和常用机构的分析与设计，以及机械传动系统方案设计等问题，且内容抽象，概念性强，公式较多，方法技巧性要求高。“机械原理”具有较强的理论性、应用性和实践性，与工程实际联系紧密，它为学生学习专业技术知识、分析和解决工程实际问题打下必要基础[2]。

在机械原理教学课程中，学生与一些相关的设备、结构进行接触的机会比较少，缺乏将力学知识和实际工程问题紧密结合和转换的能力，学生对这门课程的重要程度认识不足，一些学生疲于应付考试，在解决实际问题时很难对比较抽象的机械原理问题进行正确分析。而机械原理中较多的定理与公式的教学内容，以及部分学生数理基础薄弱、学习积极性不高，是该课程教学效果不理想的另一重要因素。随着高等教育体制的改革与深化，随着新时代大学生专业素养的不断提高，传统机械原理的教学改革的开展势在必行[3]。

二、基于机械创新项目的机械原理课程教学

针对以上机械原理教学中存在的不足，有必要对机械原理教学进行教学改革。基于机械创新项目的机械原理课程教学改革，是要求学生以机械创新项目为依托，实现给定项目的功能，完成项目产品的设计，并最终形成产品的样机，达到学以致用，进一步巩固学生的机械原理基本知识和提高学生的机械创新设计能力。

在机械创新设计项目实施过程中，首先要求学生组成各种兴趣小组，然后对各兴趣小组提出要求，需要完成一个特定的项目。目的进行可以分为两步。第一步是制造一个课堂上已经学习了的常用机构，如凸轮机构，四杆机构，齿轮机构，间歇运动机构（包括棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等），这些小的项目主要是加强学生对已学知识的理解和掌握，巩固对机械原理课程里面的基本机构，这就实现了学生对机械原理基础知识牢固的掌握；第二步是实现一个复杂的机械创新设计项目，这类项目不应该是一个单一的机构，至少是几类机构的组合，如硬币清分机或纸币分离机、自动化装卸设备、自动化定位装夹装置等，这些项目具有一定复杂性、综合性，完成时需要结合理论力学、材料力学、机械设计、机械原理、数控加工、机械制造基础等知识，完成整体方案设计，最后能够加工制造出实物样机。

将创新设计项目[4，5]引入到机械原理教学课程中，理论联系实际，带着问题去学习，可极大地提高学生对于机械原理课程的兴趣。在制作创新设计项目过程中，学生有了明确的学习目的，制作过程的乐趣也能够促进学生的学习兴趣。

三、机械创新设计实践

在引入机械创新设计项目进行的机械原理课程教学过程中，学生的学习积极性高，并充分利用湖南文理学院的校办工厂，完成了产品的设计及样机的制备。本文以其中的硬币清分机为例，说明在机械原理课程中引入机械创新项目对学生机械原理课程的促进。首先给学生布置课题，完成市面上已有硬币的自动分离。学生通过查找资料，总结了现在的硬币分离装置有以下不足：①功能单一，只能实现硬币的分离或硬币的传输；②分离效率低，难以在短时间内快速有效的将大量硬币加以分拣；③装置结构复杂，导致硬币分离装置体积大成本高，不利于进一步推广。针对上述存在的问题，本次创新设计项目的目的是提供一种功能丰富、效率高、体积小、价格便宜、使用方便的全自动硬币清分机。最后获得的清分机样机如图1所示，清分机工作原理如下：将硬币放入进币盒中，打开开关，在电机的驱动下，曲柄摇杆机构带动进币盒上下摆动，硬币从分币盒中有规律的进入进硬币分离装置进行硬币的分离，其中分离板每一行有三个孔径不同的孔，是用来进行一角、五角和一元的分离。将分币机构倾斜放置，使其向前和向左倾斜，依靠重力势能使硬币通过进币口落在进币轨道上，重力势能转化为动能，硬币通过轨道经过有小到大的孔时一角、五角、一元的硬币依次掉进各自的轨道内，在经过计数器进行计数进入收集盒，收集盒由带传动传输，由斜面机构直接滑入指定位置。完成的硬币清分机的优点总结如下：①能同时实现分币、计数、运输，功能丰富；②采用三层分币导轨，极大地提高了分币效率与分币的准确性；③主体结构采用有机玻璃制作，价格低廉环保，相比于同类产品具有体积小、成本低等优势，具有广阔的应用前景和良好的经济前景。

四、结束语

机械原理是机械工科专业一门重要的专业基础课，为了增强学生对机械原理课程的适应能力和挖掘其开发创新能力，通过在机械原理课程教学中引入机械创新项目，可以让学生对该课程产生浓厚的学习兴趣，能够形成“教学-机械创新项目-教学”相结合的良性循环系统。

参考文献：

[1]赵永杰，程西云。机械原理课程探究式教学改革与探索[J].大学教育，2014，（5）：141-143.

[2]施火结。机械原理教学内容及课程体系的改革[J].教育教学论坛，2012，（5）：69-71.

[3]吴迪。机械原理教学改革的思考[J].吉林省教育学院学报。2006，（12）：83-84.

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机械效率教学设计2

关键词：机械设计；标准；制造；质量控制

1机械设计标准的内容

当前我国机械制造企业的发展势头迅猛，引入了很多全新的技术手段，现代化的机械制造企业已经不能采用传统的机械设计标准进行设计，需要在传统机械设计标准的基础上不断改进和完善，这也是当前机械制造企业发展的关键。由于我国的生产方式正由粗犷型逐渐转向集约型，因此对机械设计制造的要求也越来越高。机械设计企业要在保证地区环境的基础上发展自身经济，因此要求机械生产企业在运营过程中要始终坚持环境保护的理念。机械的设计标准主要从以下两方面入手：第一，在保证机械设计的安全标准基础上，技术人员要不断树立机械设计的安全理念，保障设备安全及技术手段的先进性。运用符合国家标准的机械设备，引入科学合理的方式和方法对其进行维护，确保机械设备的正常运行。此外，还要求机械设备的设计生产原材料坚固可靠，这样能在设备运行中有效防止对工作人员产生的伤害，提高机械设备的安全性。技术人员还要做好对机械设备安全事故的评估工作，对已经发生的事故要及时做好备案，将其作为实例对技术人员进行培训，这样能对操作人员进行安全性的提示。最后，在进行机械设计时技术人员要坚持以人为本的原则，不断提高标准的智能化，这样可有效避免工作人员在实际操作中出现使用疲劳的现象，提升工作人员的工作积极性和主动性，对提升机械制造的整体效率十分有益。

第二，机械企业在进行机械设计时，要在绿色设计的标准上，遵循环境保护理念，否则企业无法实现长期发展。很多企业因为没有遵循环境保护理念而被当地政府取缔，因此坚持环境保护理念也是当前我国现代化市场竞争机制及资源整合的实际需求。坚持环境保护理念也是现代化机械制造企业必须要落实的机械设计标准，当前环境保护设计在机械产品中的分类有以下三方面：其一是资源属性绿色设计，其二是生态环境属性绿色设计，其三是对人身心健康影响的基本属性。绿色设计理念始终贯穿于机械设计中，并在不同阶段呈现出不同的设计标准。在结构设计阶段，技术人员须在保证设计产品质量的前提下，细化机械设计产品所使用的原材料，降低物料成本，遇到具体的机械设计问题时，技术人员要明确设计产品的质量和体积，保障机械设计成本策略的实现，促进结构设计可以在绿色环保理念下进行。在物料准备阶段，机械设计人员在设计初期就要体现出绿色保护这一理念，尤其是在选材环节，应尽量选择环境优良、污染少、能循环使用的材料，不要因价格问题而选择存在高污染等质量问题的原材料。在机械制造阶段，技术人员要保证减少废水、废气及废物的排放，降低工作人员的操作难度，这是提高资源利用率的有效表现形式。在产品使用时，还要对消费情况进行监督和控制，体现绿色设计的理念。消费者也应树立环境保护意识，共同推进环境保护理念的形成。

2机械制造质量控制

质量控制概念

机械制造企业在社会各个领域的发展下得到了极大提升，机械制造所面临的选择也是多方面的，不管机械制造的种类有多少，永远是用产品的质量说话，也就是说产品的质量才是影响消费者选择的首要因素。产品的质量控制一般都是通过机械制造的质量控制实现的，单从这个层面来说，机械制造的质量控制在整个机械制造中所起的作用是非常关键的。

质量控制的影响因素分析

第一，精度影响。机械产品对精度的要求是非常高的，而精度是对所加工产品质量的一种直接体现，一般来说产品的精度与生产成本是成正比的，精度越高就说明生产成本越高，但是产品的精度与生产效率之间存在反比关系，也就是说生产产品的精度越高，其生产效率就会越低。设计人员一定要根据产品的实际使用需求，制定出合理的精度，只要达到生产需求即可，过高的精度不仅不会对需求产生变化，而且还会影响施工的生产效率。因此只有制定科学合理的精度标准，才能保证较高的生产率。第二，生产工艺。在机械加工过程中，由于生产产品不同，因此所使用的生产工艺系统也存在很大差别。一般来说，须按照一定标准进行工艺系统流程的调节，这样能有效避免系统出现生产误差，对机械生产过程影响深远。第三，外部因素。在机械生产过程中，机械设备的零部件可能会因为一些外部因素而导致变形，无法正常工作，再加上受生产过程中加工部件自身惯力以及重力的影响，使得最终的加工精度也会出现一定的误差。

质量控制方法

第一，测算。这一控制方法主要针对的是已经加工完成的零部件成品的精度测算，主要是对成品的位置、尺寸以及形状进行对比和分析，通过一系列的测算程序来达到提高机械精度的目的。我们的技术人员主要是通过对尺寸精度的把握来提高形状和位置的精度。第二，抵消外界因素。我们的技术人员要在制造产品的过程中，针对机械设计中可能会出现的问题，认真落实工序检测系统，及时调整问题，将出现的和可能出现的问题都了解清楚，及时处理这些问题，尽可能的避免外界因素对机械设计产生的影响。第三，工艺整合。要求设计人员对设计工艺进行分析和管理，制定出科学合理的工艺生产路线，有效减少系统出现的误差。

3结语

本文主要对机械行业的发展及技术手段进行简要分析，指出机械设计及机械制造质量控制在机械制造中的重要地位，在此基础上提出了机械设计标准和绿色设计两种设计体系，希望能为我国机械行业的发展提供相应的理论指导。

参考文献：

［1］郑伯伟。机械设计课程设计的指导和答辩改革［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1•教学论文).2015.

［2］朱龙根。建设好专业课，把机械设计及制造专业办成特色鲜明的新型专业［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1•教学论文).2015.

［3］全国高等工业学校机械设计及制造专业教学指导委员会第七次工作会议纪要［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷2•教学史志).2015.

［4］张奉禄，鲁墨武。加强课程间的联系和管理搞好机械设计及制造专业的改革［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1•教学论文).2014.

［5］陶金玉。精心组织课程设计，加强培养设计能力［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1•教学论文).2015.

［6］全国高等工业学校机械设计及制造专业教学指导委员会第六次工作会议———实验教学工作会议纪要［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷2•教学史志).2014.

［7］全国高等工业学校机械设计及制造专业教学指导委员会第一次工作会议纪要［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷2•教学史志).2015.

［8］贾宝贤，何风梅。机械设计课程教学中的多元化手段［C］//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1•教学论文)．2016.

机械效率教学设计3

一、教材内容分析

本节课的教学目的在于让学生练习组装滑轮组和学会测滑轮组的机械效率。通过测滑轮组的机械效率，加深对机械效率的理解。让学生自己通过探究，进一步了解影响滑轮组的机械效率大小的因素，找出提高滑轮组的机械效率的方法，认识提高滑轮组的机械效率的实际意义，增强合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。

这个实验从组装滑轮组到测出各个物理量，要进行的活动和记录的数据都较多，它对学生的实验操作能力、思维能力的要求都比较高，所以教师要做好充分的课前准备，并在课上充分发挥学生独立实验的能力。

二、教学目标（知识，技能，情感态度、价值观）

知识与技能

1.通过实验加深对机械效率和滑轮组的认识

2.学会测滑轮组的机械效率。

3.了解与机械效率有关的因素。

过程与方法

1.让学生在实践活动中进一步认识进行科学研究的方法。

2.通过参与用实验测滑轮组机械效率的过程，培养学生的实验能力。

3.通过对实验数据的分析与处理，使学生进一步掌握处理实验数据的方法。

4.培养学生从实验中归纳简单的科学规律的能力。

情感、态度和价值观

1.在实验操作过程中培养学生严谨的科学态度。

2.通过实验活动，使学生认识交流与合作的重要性。

三、学习者特征分析

本节探究课是中学物理教学中较难的一节课，所以学生在做实验时大部分不懂得怎样做，应该做什么。所以教师可以先将实验的过程大概地描述一遍。有些同学在操作过程中难免会出现错误，教师要及时地给予纠正，同学们要分工合作。

四、教学策略选择与设计

教学策略：由浅入深，步步引导。整节课始终以学生为主体、教师为主导、实验为主线，多媒体与黑板的应用，与传统的教学方式形成了鲜明的对比。

教学设计：1.通过例题复习上一节的内容；使学生明确实验目的、实验原理、实验器材（教师提供一些辅助器材）。2.学生思考与讨论课文中的三个思考问题并针对问题制定本组的实验计划；然后组装滑轮组并选择实验器材做测滑轮组的机械效率。3.实验完毕，提问学生三个问题，并结合学生的实验数据进行解说，最后使学生掌握测滑轮组的机械效率的方法。4.让同学提出在实验过程中的疑问并全班讨论解答，同时让同学们做二个实验：A同一滑轮组提升不同的重物至同一高度，其机械效率是否一样？B不同的滑轮组提升相同的重物到同一高度，其机械效率是否一样？5.从实验中分析怎样提高滑轮组机械效率和总结；最后布置作业。

五、教学环境及资源准备

教学环境：教室与多媒体。

机械效率教学设计4

关键词：复习课；教学行为；简单机械和功；有效

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）3-0023-4

1 问题的提出

孔子曰：“学而时习之，不亦说乎”，“温故而知新，可以为师矣”。根据德国心理学家艾宾浩斯发现的遗忘规律，复习是一种对所学知识的再认和重现，同时也是对所学内容的巩固和提升。

复习课一般为一个单元或一个知识板块的复习，常采用“梳理知识―学生练习―教师讲解”的教学流程，梳理知识通常是对某个单元知识的简单罗列。通过练习发现问题查漏补缺。

复习课之所以难上，主要原因如下：

1）实验复习过度知识化，缺乏思维和方法的训练。实验复习是物理复习的一个重要方面，也是复习的难点。复习时，如果把实验重新做一遍，既没有必要，也没有时间。教师往往采用口述实验、让学生看书复习实验、练习实验题等方式唤起学生的深层记忆，学生只是对实验的知识进行了回顾，知其然而不知其所以然，思维并没有得到锻炼。

2）知识琐碎，缺乏条理性。复习课的知识点零碎，复习的内容较多，而时间有限，教师常按教材上的顺序采用讲述、提问等方式进行复习，每个知识点都涉及到，但学生对知识之间的逻辑结构却并不了解，不利于知识的系统化、条理化。

3）知识遗忘，错误的前概念依然顽固存在。由于复习阶段距离新课教学的时间较长，学生对所学的知识已经遗忘得差不多了，头脑中一些根深蒂固的、错误的前概念又暴露出来了，如又出现了 “物体的速度越大，惯性越大”，“用力推桌子，桌子没动，是因为推力小于桌子受到的摩擦力”等错误的前概念。

4）学生参与度低，教学方式单一化。复习课主要采用学生练习、教师讲解的教学模式，教学方式单一。由于繁重的课业负担和精神压力，学生比较疲劳，复习课容易走神，课堂参与度低。

这样的复习教学，学生总是跟着教师的思维走，鲜有自己的思考，思维能力并没有得到提高。所以，创新复习教学的模式是很有必要的。下面以“简单机械和功”为例谈谈复习教学。

2 根据课标重组、整合教学内容

复习教学必须熟悉课标和教材内容。如果按照教材的逻辑顺序进行复习，复习模式单一，有些知识出现重复，而且容易引起学生思维上的疲劳，打破原有教材结构，重组、整合教学内容是很有必要的。

《简单机械和功》一章共5节内容，有1个学生实验，5个活动。《义务教育物理课程标准（2011版）》对本章的基本要求是：1.知道简单机械。通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件。2.知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。3.知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。4.了解人类使用机械的历程。了解机械的使用对社会发展的作用。教材的逻辑顺序如图1。

功、简单机械是学习“机械效率”的基础，所以笔者确定先复习“功”和“功率”，再把简单机械的知识点融合到“机械效率”中，具体教学流程图如图2。教学的重点是杠杆和滑轮的机械效率。

3 根据教学内容，确定教学行为

美国心理学家奥苏贝尔说过：“假如我把全部教育心理学归纳为一条原理的话，那么，我一言以蔽之：影响学习的唯一重要的因素，就是学生已经知道了什么，要探明这一点，并据此进行教学。” 复习教学要驱动学生去主动学习，帮助学生对知识有新的理解，提升学生的思维，采用多种感官刺激，有效减少学生的思维疲劳。

“功”与“功率”的复习，注重情境创设激发兴趣

教师对复习课教学的情境创设往往重视程度不够，复习仅仅是知识的简单堆砌。复习课中，教师创设情境引入复习主题，更容易激起学生对复习课的兴趣。

情境1：用“广西举重选手蒋惠花为中国摘得青奥会首金”的视频引入“功”，让学生分析举重过程分为几个阶段，每一阶段运动员对杠铃的做功情况，并让学生总结做功的必要条件、功的定义、定义式和单位。

教学行为的选择及其依据：功的教学采用了多媒体教学行为和问题行为。通过多媒体教学行为引起学生对本节课的兴趣，同时渗透了爱国主义教育。通过问题行为采用启发诱导的方式让学生回顾知识，使学生对所学知识印象深刻。

情境2：创设“估测上楼时的功率”的活动情境：让某位同学分别从一楼走上和跑上三楼并计时，假设同学的质量是50 kg， 问两次做功是否相同？功率是否相同？怎么计算功和功率？

教学行为的选择及其依据：功率的教学采用了活动行为和问题行为。活动行为让学生很自然地从功过渡到功率，在情境中帮助学生复习功率。

创设合理的教学情境，通过眼、耳、口、手、脑等多种感官刺激，帮助学生回顾功和功率内容的同时能激发学生的学习兴趣，有利于学生主动参与课堂。

“杠杆”和“机械效率”整合复习，拓展实验锻炼思维

物理概念、规律的得出离不开实验。通过设计实验能培养学生的思维能力，通过观察现象培养学生的观察能力，通过对实验结论的再思考培养学生的质疑能力。但在复习教学中，教师却很少使用实验行为。

“探究杠杆的平衡条件”是本章重要的学生实验。如果在复习时仅仅讲过一遍知识点或按照书上的流程进行实验，对基础好的同学则没有必要，对基础一般的同学则不利于唤起他们对已经遗忘知识的深层记忆。所以，复习时笔者采取了让学生回顾实验过程，请一个学生演示，再结合教师提问的方式拓展实验启发学生思维。

案例1 复习杠杆的定义、五要素、平衡条件，分类并回顾探究杠杆的平衡条件的实验。回顾实验时，让学生说明实验过程，请一个学生演示，教师适当提问。

先给学生足够的钩码，不给弹簧测力计。

学生演示：先把杠杆挂在铁架台上，然后调节杠杆在水平位置平衡。

教师提问：此时为什么要调节杠杆在水平位置平衡呢？

学生演示：在杠杆10 cm的位置挂上3个砝码，在杠杆的另一侧挂上4个砝码，然后调节杠杆在水平位置平衡。（根据演示，学生发现很难调节杠杆在水平位置平衡）

教师出示弹簧测力计：为什么用弹簧测力计就可以让杠杆在水平位置平衡呢？现在我们怎么做这个实验？

学生演示：先保持钩码和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的数量，读出弹簧测力计的示数；然后保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置，读出弹簧测力计的示数；再保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置，读出弹簧测力计的示数。（让学生记录数据到表格1中）

教师提问：根据数据，得到什么结论？

教师提出问题：但是，有一位同学得到的结论却是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，这个结论是否合理？怎么操作才能验证这个结论不合理？

学生回答：将弹簧测力计斜着向下拉（图3）。

学生演示，教师提问：我们发现这个力比原来怎样了？为什么？

教学行为的选择及其依据：杠杆的教学主要采用了实验教学行为。通过学生演示、说明，教师提问、学生思考复习旧知识，同时进行拓展，锻炼学生的思维。

案例2

教师提出问题：1.用杠杆提升重物（图4），什么是有用功，什么是总功？

2.什么是额外功？

3.三者什么关系？

练习：假设弹簧测力计的示数为 N，钩码的重力为 N，钩码上升的高度为 m，测力计移动的距离为 m，杠杆的机械效率为多少？

教学行为的选择及其依据：杠杆的机械效率并不是本课的重点，在杠杆中通过问题串和例题简单复习杠杆的机械效率，帮助学生回顾机械效率的知识。

“滑轮”和“机械效率”整合复习，串联问题帮助回忆旧知

问题行为是复习中常用的一种教学行为。定滑轮和动滑轮的工作特点难度不大，没有必要采用实验行为。“再探动滑轮”是建立在“探究动滑轮的工作特点”基础之上的。此时，学生已经有了《功》一节的知识储备，教师采用问题行为帮助学生理清思路复习旧知，学生再进行分组实验，计算机械效率，这样能帮助学生巩固所学内容。

案例3 教师让学生判断图5和图6中的滑轮分别是哪种滑轮，并让学生回忆动滑轮和定滑轮的工作特点。

教师提出问题：要测量图6中动滑轮的机械效率，要测量哪些物理量？用到哪些实验器材？操作过程中要注意什么？怎么设计实验数据记录表格？

学生交流，展示汇报。

教师让学生进行分组实验，测量、记录数据并计算机械效率。

教师引导学生总结实验：在这个实验中，哪个功是有用功？哪个功是总功？哪个功是额外功？如何求出该动滑轮工作时的机械效率？（学生回答、计算）

教师评价：不同组的机械效率不同。动滑轮的机械效率与哪些因素有关？有什么办法能提高动滑轮的机械效率？

教学行为的选择及其依据：该教学片断中主要采用了问题行为、实验指导行为等教学行为，帮助学生唤起定滑轮、动滑轮和机械效率的知识以及相关的实验。

结束语

“简单机械和功”的复习，教师把重点放在了“杠杆”和“动滑轮的机械效率”上，复习过程以问题行为贯穿教学的始终，还采用了实验行为、多媒体教学行为、活动行为等教学行为，采用多种感官刺激，帮助学生缓解课堂疲劳，集中注意力，锻炼思维，提高复习效果和效率。 参考文献：