教學工作計劃既要注重整體規劃，也要靈活應對具體情況的變化。以下是一些關于教學工作計劃的研究成果和論文，供大家深入了解和學習使用。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇一

作為組內教研課，在選擇課時就希望以家常課的形式，實實在在的讓孩子們有所學、有所得，讓孩子們在創意中發揮自己的創新能力，培養學生敢想敢做，敢于表現出自己想法的學習習慣。

本課是以引導學生富有創意的運用各種繪畫手段來表現自行車、創造自行車，從而培養學生的想象能力、自主學習能力和創新精神。

在課的設計上，我主要是從學生實際的課堂教學出發，從學生心理、生理、興趣等諸多方面出發去制定課題，設計教案。所以在導入上，我創設了以圖形和線來組合，簡化自行車的構造來幫助學生認識自行車。通過了解自行車的作用與歷史，欣賞早期的自行車與現在的自行車變化來感受自行車的文化與魅力。因為美術是視覺藝術，利用創設這樣的情景來欣賞范作更能增加學生對圖片的了解及提高學生學習的興趣.然后用餅干拼成自行車，讓學生理解變，再出示自己變化過的自行車的例子，讓學生仔細觀察哪里變了，并對自己喜歡的一個局部進行試變，把學生試變的作品進行點評，同時，在不經意間把他們的試變作品連接變成了一輛完整的自行車，這分解了教學難度，讓不同程度的學生都能理解自行車的變化。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇二

1、提高幼兒動作的靈活性、協調性和平衡能力，促使幼兒身體兩側肌肉力量的協調發展。

2、培養幼兒互助、友愛、勇敢、合作的品質及能力。

【活動準備】。

1、幼兒分兩組，每組一輛小三輪自行車，用彩色紙裝扮一下，看哪組的自行車漂亮。

2、繞障礙騎車：在活動場地上有間隔地放置一些皮球或畫一些標志(動物圖案等)，幼兒排好隊，一個接一個地騎車繞過障礙。在每個幼兒掌握了要求、騎車基本熟練后，可開展小組比賽，看哪組騎得好又快。

3、合作推車比賽：每組兩個幼兒，一個坐車握把、腳放在踏板上但不準驅動;另一個在后面推動小車，二人合作，比賽哪組騎得好且快。根據情況交換角色。

【活動建議】。

1、提醒幼兒注意安全，同時要勇敢。

2、可以騎、推相結合，也可以三人一組(一人騎、兩人在后推)展開比賽。

教學目標：

1、通過觀察畫面，了解主人公的活動和感受。

2、通過語言或肢體動作演示，初步理解“繞”、“越”、“趟”、“沖”等動詞。

教學準備：大書，教師或幼兒騎車的相片。

教學過程：

一、導入活動：

教師出示一張騎自行車的照片，問問幼兒喜歡騎自行車嗎?接著請幼兒說說騎車都到過哪里?看到了些什么?幼兒討論后，教師進行小結。

二、閱讀圖畫：

第1頁：他騎車來到了哪里?前面有棵樹，要繼續往前騎的話，該怎么辦呢?

第2頁：他又騎車到了哪里?要是從小橋上騎過去，可以用一個什么詞來概括這個動作呢?

第3頁：(遮住“來到樹下”)請幼兒看圖補充“我”騎車來到了哪里?

第4頁：教學同2頁。

第5、6頁：分別觀察“騎上”“沖下”的動詞。

第7頁：發生了什么事情?為什么會這樣?

三、總結分享：

教師小結小男孩去過的地方及用到的動詞。

(本案例參考教師指導用書)。

教學反思：

這讀本素材來源于生活，這是幼兒身邊見過或經歷過的事，所以幼兒的學習興趣十分濃厚，參與性很高。通過對讀本的學習，幼兒明白了這個故事是按時間順序來描寫的，以一周的時間展開，每過一天句子就相對的擴展。

在教學過程中我注重動作的演示，讓幼兒模仿讀本中出現的動詞，加深幼兒對動詞的理解。存在的不足有:所提的問題不是很具有開放性，有點限制了孩子的想象思維能力，同時在課堂上過多的關注積極活躍的孩子，忽略另一部分孩子的參與性，希望在下次的活動中吸取經驗，提高教學質量。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇三

一、興趣導入：

同學們，你們知道人們最常用的交通工具是什么嗎？隨著科學技術的發展，工程師們制造出了各式各樣的自行車，你們見過什么樣式的自行車呢？這節課就讓我們一起來了解一下自行車的基本構造。（揭示課題）。

二、探究新知：

1、引導學生回憶自行車的構造，它有哪幾部分來組成？

2、欣賞圖片，加深學生對自行車結構的印象，選擇自己喜歡學生回答：自行車學生描述自己見過的自行車樣式學生自由回答學生欣賞自行車的圖片如果學生回答其它的交通工具，如公交、摩托車等，教師應對學生的回答給予肯定，然后介紹自行車，把學生的思路轉到本課，教案《自行車》教案》。的自行車并說說喜歡的理由。

3、欣賞學生作品，請同學們把自行車各部分的線條對比一下，你發現了什么？

5、教師補充學生的回答，強調繪畫步驟，提出作業要求。

三、學生實踐：

教師巡視指導對繪畫有困難的學生，教師給予幫助。

四、小結：

1、展示作品，向大家介紹自己的作品。

2、誰來談談這節課你最大的感受是什么?

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇四

教學目的:。

1,通過對自行車結構,功能的初步認識,指導學生設計自行車的草圖.

2,培養學生富有創意的運用各種類型的材料,在創作中體驗設計自行車美感,在創作與探索中,捕捉創作靈感,逐步形成創造性的構思.

3,通過討論交流,相互啟發,培養學生的動手能力和創新精神.

教學重點:。

通過對自行車結構,功能的初步認識,指導學生設計自行車的草圖.

教學難點:。

教學學具:。

師:各種自行車的圖片資料.

生:繪畫工具及一些吸管,廢光盤之類的材料.

第一課時。

教學過程:。

一,組織教學。

二,檢查用具。

三,欣賞與探索:。

1,展開作品:。

師:請同學們仔細觀察:。

這些自行車的共同點是什么?

請仔細觀察和思考:它們的基本形是什么樣?都有什么用?

生:思考,討論,回答.

師:及時鼓勵學生,并適時進行小結.(都有車頭―像t字―掌握方向,輪子―圓形―行走,坐墊―坐,腳踏板―引導輪子滾動)。

2,再次欣賞課件中的自行車,進行討論,交流:。

(1)請先知道的同學談談自己的發現.(這些自行車與剛才所看到車有哪些相同的地方,有什么不同點)。

(2)其它同學可提出不同的意見.形成交流的課堂局面.

師:及時鼓勵學生,并適時進行小結.

四:授新。

1,總結學生發言,并進行簡單范畫:。

師:真好,通過小朋友們的觀察,大家發現了,不管什么樣的自行車都有個扶手,輪子,坐墊,腳踏板,可是它們的外型卻可以多種多樣的,只要美觀大方,好用就能讓大家喜歡.今天我想請小朋友們來當一回小小設計師,設計一輛多功能的自行車.

2,欣賞其他學生作品,開拓學生的思維.

師:在當一名小設計師前,我們先去看看其他小朋友是怎么設計自己的自行車.瞧他們設計的自行車根據需要都做了不同的改變,還進行說明.

五,布置作業:。

師:小朋友們,我們都知道自行車的基本構造,想不想馬上動手制作設計一輛嗎?拿出你們的畫筆,開動自己聰明的腦筋,畫出一輛和其他人不一樣的自行車.比一比誰的'作品和別人不一樣,最有創意.

六,設計與制作:。

學生動手制作,教師巡視輔導.

七,展示,評價,反思:。

1,對臺上的作品進行評價.師生一起分享成功的喜悅.贊揚優點,提出建議.

2,如果再設計一次,你將在那些地方進行改進?

八,拓展:。

今天我們初步學會設計自行車,下節課我們來動手制作自行車看看生活有哪些物品適合制作成一輛自行車,請大家開動腦筋準備一些材料.

第二課時。

一,組織教學。

二,復習導入授新:。

1,請同學們談談上節課所學的內容.說一說自行車的結構,組成部分.

2,根據手中的材料說一說為什么選擇這些材料.并且談一談要怎么利用這些材料.

3,欣賞課本范圖,討論制作步驟.

三,作業要求:。

小組合作,比一比哪一組制作的最好.

四,學生練習,教師巡視輔導.

五,作業展評,讓學生參與評選,評一評:。

1,哪一組制作的應用的最好.

2,好在哪里?

六,教育學生愛護環境衛生,收拾好工具和材料,整理桌面,保持教室環境的整潔.

窗體底部。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇五

1、能關注圖片的細節，嘗試進行簡單的推測和聯想。

2、幼兒積極大膽的表述自己的想法。

3、幼兒能積極的參與到活動中，并得到其中的快樂。

4、理解故事內容，豐富相關詞匯。

5、引導幼兒細致觀察畫面，激發幼兒的想象力。

3、故事中奇特自行車圖片若干張、動物圖片若干張。

(一)玩拼板。

1、教師和幼兒一同翻看自行車圖形拼板。(說說自行車各個部分的名稱)。

2、小男孩騎著自行車會到哪里去?(引導幼兒根據生活經驗推測)。

3、逐步講述故事：

小男孩看見了什么樣的自行車?(說說特別的理由)。

小結：鱷魚的身體很長，所以他的自行車是長長的，騎在上面才會舒服。

它有什么特別的地方?說說理由。

這輛自行車可能是誰的呢?

小結：因為小象身體太重了，所以它的自行車輪胎特別的粗，騎在上面才安全。

師：綠地上還停著許多特別的自行車，去看看它們都是什么樣的。

(引導幼兒觀察圖片，說說自己喜歡的特別的自行車)。

師：小動物們也聽說草地上有這么多好玩又特別的自行車，它們也想來騎，我們來幫助找到它們找到合適的自行車。

(1)出示動物圖片，幼兒自由選擇一種動物。

(2)配對，并說說理由。

3、小結：原來這些自行車不光模樣特別，而且還有特別的用途，讓動物朋友們坐的得更舒服、更安全。

(四)講故事，激發幼兒興趣。

師：究竟是哪些小動物騎走了這些特別的自行車?我們可以在故事里找到答案。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇六

說到騎自行車―――我可不會透露半個字！畫自行車？好吧，你難道不擔心我畫成四不像？那我就開始畫嘍！

哎呀！我可不、知、道自行車怎么畫。還好老師播放了畫自行車的視頻，我又逃脫失敗。

先畫輪子，我怎么畫都畫不好，輪子就像一團煮爛了的菠菜，像一個奇怪的鴨蛋，一個小豬佩奇的腦袋……總之，老是畫得奇形怪狀。好不容易畫好了輪子，仔細一看，一大一小，又重新畫。同桌已經畫好了兩個美麗的大輪子，不大不小，不長不扁也不尖。我只好無奈地再次畫起車輪，費了九牛二虎之力，才把車輪畫得又大又圓，我的臉上滴下了一粒粒汗珠。

開始畫支架了！我畫了一個非常大的“m”。把兩個“肉餅”連了起來。可是這幾條線就像海浪，像草坪，像鋸齒，像方便面，像一排瓦片。我再次修改了支架，但他們看起來更糟了，我都快要瘋了。

畫好了支架，發現畫成了這個樣：n。經過努力我最終畫成了一個歪七扭八的m。我再也不管它們，像條蛇一樣在紙上蠕動也堅決不管！它們太丑了，最后我不得不再反復把支架改到最好。

我開始畫橫梁。結果和支架一樣，被回收到了廢品站。看來得畫“幾百年”了。不過我還必須畫，我可受不了了。

畫腳踏時，我早已累得汗流浹背。不過我非常幸運，很快就畫好了一個漂亮的，完美的腳踏。我立馬就充滿了信心。

已經開始畫車座，畫一個三角形，我覺得太簡單了。一下子畫了一個，但一點也不像，我只能再次改了又改，終于畫出了不怎么好看，坐上去也應該不怎么舒服的座位。但我還是讓它通過了。

我的自行車畫好了，我給它起名叫做“竹葉青龍”，這個名字帥爆了！

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇七

1、學習表現側面騎自行車的人身體各部位的遮掩虛實關系。

2、學習恰當地勾畫出人與自行車的比例。

3、培養觀察力。

【活動準備】。

2、范畫，油畫棒，水彩筆，白紙。

【活動過程】。

1、觀察騎自行車的`人的及自行車的結構。

出示圖片，討論：

自行車由哪幾個部分組成？它們是什么形狀的？人騎在自行車上是什么樣的？

2、教師范畫一遍，幼兒觀察。

出示范畫，教師引導幼兒觀察，并且范畫一遍：

畫的時候先畫出自行車，接著畫出騎在自行車上的人，畫完后，還可以在馬路旁添畫些樹、樓房等。

3、幼兒作畫，教師輔導。

提醒幼兒注意，人與自行車的正確比例，根據自行車的不同，啟發幼兒畫出不同的人物。

4、評價作品，結束活動。

討論：我們找找哪一輛自行車最好看，最穩，騎上去不會倒？

再看看哪一張畫上餓人騎車姿勢最好？

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇八

1.通過對自行車結構，功能的初步認識，指導學生設計自行車的草圖，或運用各種綜合材料創作自行車。

2.引導學生富有創意的運用各種類型的材料，在創作在體驗設計自行車美感，在創作與探索中，捕捉創作靈感，逐步形成創造性的構思。

3.通過討論交流，相互啟發，培養學生的動手能力和創新精神。

1.能否把自己有新意的自行車的設計想法，用繪畫的方法畫出設計草圖。

2.能否創造性的利用各種材料，設計制作出有新意的自行車。

3.自行車的造型是否美觀，其功能是否有創意。

如何合理運用各種材料開發新的教學內容的研究。

一、課前準備。

1.教師準備教具：各種自行車的`圖片資料。

2.學生準備學具：一些吸管，廢光盤之類的材料。

二、課堂教學。

1.引導階段。

在學生設計自行車之前，先讓學生欣賞一些自行車的圖片，主要是讓學生簡單了解自行車的結構，最好能向學生介紹一下自行車的發明過程。

要求學生開展積極的討論，在邊討論邊構思在逐步形成自己的設計靈感，培養學生的創新精神。

2.發展階段。

啟發學生從自行車的功能出發，進行設計構思，在造型設計上可以借助自然界物體的外形進行改裝，或是想象中的抽象造型。

指導學生在設計自行車的草圖時，相互討論，相互補充，使設計的草圖更完美。

當學生在設計的過程中，老師積極肯定學生好的有創意的造型，對有個性的表現給予及時表揚。

指導學生在制作自行車時，注重自行車整體造型的美觀，同時讓學生體驗造型的藝術魅力。

3.收拾與整理。

指導學生將各種不同類型材料歸類，放回原處，收拾整理桌面，地面，保持教室清潔。

三、課后拓展。

鼓勵學生課后找各種材料，如：絲帶，毛線，鉛絲，鉛筆，碎花布等，積極嘗試，表達自己的豐富多彩的想象，設計出更有創意，更美觀的自行車。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇九

本課是以引導學生富有創意的運用各種繪畫手段來表現自行車、創造自行車，從而培養學生的想象能力、自主學習能力和創新精神。

在課的設計上，我主要是從學生實際的課堂教學出發，從學生心理、生理、興趣等諸多方面出發去制定課題，設計教案。所以在導入上，我以猜謎語的方式讓學生的興趣被吸引過來。因為奧運會離我們過去不久，所以以自行車比賽為切入口讓學生逐漸了解自行車的歷史，再講解自行車的結構。培養學生的創造力是美術教學的重要目的，所以為了使學生的創造力能得到超常的發揮，我到網絡收尋到各種奇異自行車的圖片，學生通過直觀的認識和欣賞，找到了靈感，并更加確定了自己想象的方向和空間。讓學生從自己畫的簡筆畫的自行車進行思維的拓展，但是自行車的結構較為復雜，學生要表現好車的結構靠平時的觀察和老師幾分鐘的講解不夠的，學生畫的可能還是有變形，其實在這里我可以多給學生看自行車的圖片，讓學生尋找不同自己車的相同點，還要在難點上進行更深入的講解。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇十

1.乘自行車、電動車時扶好坐穩，不把手、腳伸到危險的地方。

2.乘坐自行車前整理好服飾，不在車上睡覺。

3.初步了解健康的小常識。

4.知道檢查身體的重要性。

活動準備。

多媒體教學資源：圖片和兒歌。

活動過程。

一、開始部分。

播放多媒體資源圖片《這樣坐車安全嗎》。引導幼兒觀察、學習正確乘坐自行車的方法。教師告訴幼兒坐上自行車或電動車后扶好坐穩，不把小腳伸到車輪里，不在車上搖晃，更不能在車上睡覺。

二、基本部分。

游戲——自行車，丁零零，指導幼兒練習坐自行車。

游戲時，教師與幼兒對答。教師問：“自行車，丁零零，哪個寶寶來坐車?”幼兒齊答：“一二三，我來坐。”教師繼續問：“鞋帶系系緊，衣服整一整。小朋友們，準備好了嗎?”幼兒檢查自己鞋帶、服飾。準備好的幼兒起立回答：“準備好了!”教師協助準備好的幼兒輪流聯系乘坐自行車。

三、結束部分。

播放兒歌《自行車，丁零零》，請幼兒學說兒歌。

活動反思。

1、應讓幼兒自主多收集各種鈴聲，引導幼兒自己去發現。

2、培養幼兒的創造性，讓幼兒大膽想象生活中的那些鈴聲可以更改，那些可以添加。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇十一

教學目標：

1、體會魯濱孫在危難處境中調整心態的方法，感受他積極進取的人生態度。

2、領悟生活的心態比生活的條件重要、精神的生存比物質的生存重要的道理。

教學步驟：

一、整體閱讀感知。

快速默讀全文，完成：

1、用一話歸納文章的主要內容。

2、簡要復述課文內容。

3、本文在描寫魯濱孫時主要采用了什么手法？

二、重點精讀體驗。

精讀關于魯濱孫心理描寫的部分，思考探究：

1、從文章的首尾來看，魯濱孫的心態發生了什么樣的變化？

2、為什么會發生這樣的變化？

3、如果他的心態不發生這樣的變化，你覺得魯濱孫能在荒島上生存下去嗎？（明確：即使他吃住不愁，最終也會因為精神的空虛和寂寥而死）。

4、如果換了其他任何一個人，也許就沒有了魯濱孫這樣的生存神話了。那么，你認為：魯濱孫能夠活下去，最重要的是靠什么？由此你可以得出一句什么樣的結論？（明確：靠的是心態，積極進取的人生態度。說明積極的心態是維系生命的首要支柱，生活的心態比生活的條件重要，精神的生存比物質的生存重要。）。

三、拓展應用。

1、當下，社會安定，經濟繁榮，生活富足，可自殺等輕生的事件仍然屢見報端。假如魯濱孫知道了這些，他會作何感想？你能走進魯濱孫的內心世界，揣摩出他的真實想法嗎？試試看，組內談一談，請使用第一人稱。

2、有的同學感慨現在早出晚歸，學習負擔繁重，生活枯燥，爸媽嘮叨，知心朋友缺少，不太滿意目前的狀況。你對你目前的學習和生活滿意嗎？想一想，談一談，和魯濱孫比一比，和同學坦誠交流交流。

3、用一句精練的話說出自己學習本文的感受。

四、作業布置。

找一些面對困難、激勵人奮進的格言，做成賀卡送給你的朋友或者自己。

【資料平臺】。

1、（丹麥）哈夫?b?卡威《浮冰上的兩者》。

2、《斯蒂芬?霍金――劃時代的英雄》。

3、郭正剛《漂流長江第一人》。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇十二

1、通過開展騎自行車（三輪自行車）的體驗活動，理解“騎”“越”“趟”“沖”等詞的含義和用法。

2、掌握完整敘事要素，能按照時間順序有條理地敘述一件事。發展幼兒口語表達能力。

3、能自由發揮想像，在集體面前大膽講述。

4、理解故事內容，豐富相關詞匯。

1、經驗準備：幼兒已學會騎自行車。

2、物質準備：大書及幼兒用書、適宜幼兒騎車游戲的場地、自行車越過的障礙物。

通過騎車游戲，理解故事中動詞的意思。

體會動詞的含義并能正確使用。

1、大書導入。

教師：小朋友們都喜歡騎自行車嗎？騎自行車有什么感受？為什么？（幼兒回答問題時可以邊說邊做動作。）

2、大書圖畫閱讀。

教師出示已被遮住文字的大書，引導幼兒逐頁猜想畫面內容。

教師：畫面上的小朋友騎自行車都經過了哪里？每到一個地方，他做了哪些動作？

幼兒l：書上的小朋友騎著自行車經過大樹、小橋、小水坑、山坡。

幼兒2：這個小朋友繞過大樹；趟過小水坑；騎上山坡。

教師：小朋友們在騎自行車時做過這些動作嗎？

幼兒1：我也騎著車繞過大樹，繞就是車把向一個方向圍著大樹轉一個圈。

幼兒2：我騎車時，遇到小水坑就會加速趟過去。

幼兒3：我騎車經過小橋時是越過去的。

3、大書文字閱讀。

（1）教師指讀文字，每指讀一頁，可以先請幼兒傾聽，然后再請幼兒跟讀。

（2）結合文字，引導幼兒說一說：書中的小朋友是在什么時間去騎自行車的？

（3）重點強調書中的動詞：“騎”“繞”“越”“趟”“沖”，每講到一個字請幼兒模仿，加深印象。

（4）請幼兒觀察、思考書中每一頁的句型有什么聯系，并發現：每一頁的句型都會重復前一頁的地點并到達一個新的地點。

（5）請幼兒仿照書中的句型創編出自己在一周之中都做了些什么事。例如，星期一，我……星期二，我……能按照時間順序有條理地敘述。

幼兒1：五一假期時，我和爸爸去旅游。星期一，我們去了北海公園；星期二，我們去了天安門廣場；星期三，我們去了游樂園；星期四，我們去了長城；星期五，我們去了動物園；星期六，我們去了回龍觀公園；星期日，假期快結束了，我們在家休息，準備第二天高高興興上幼兒園。

幼兒2：我幫媽媽做家務，星期一，我掃地；星期二，我擦桌子：星期三，我為花澆水；星期四，我洗碗；星期五，我自己洗襪子；星期六我發碗筷；星期日，媽媽夸我是乖孩子。

（6）引導幼兒指讀小書，找出反復出現的文字：星期、我、騎自行車。

4、拓展學習。

（1）引導幼兒來到戶外活動場地，觀察場地上已布置好的各種障礙物，猜測活動內容。

（2）一名幼兒騎著自行車出現在幼兒面前，激發幼兒參與活動的興趣。

（3）幼兒分成四隊，分別騎自行車用書中提到的各種動詞穿越地上的障礙物。在通過后，大聲說出：“我……過了障礙，我勝利了！”引導幼兒通過實踐進一步感受詞匯所表達的含義。

幼兒1：我騎著自行車繞過飲料瓶。

幼兒2：我趟過皺紋紙做成的小水坑。

幼兒3：我沖過大門。

（4）幼兒創新活動：創新騎自行車越過障礙的方法，并用語言表述。

幼兒1：我越過了地板塊做成的小橋！

幼兒2：我繞過了椅子做成的樹樁！

幼兒3：我沖過了柱子門1

5、延伸活動。

引導幼兒尋找生活中其他與動作有關的詞并與家長合作，記錄幼兒尋找的動詞，制作圖文并茂的動詞小書。

本次活動注重將幼兒的已有經驗與學習內容相結合，設置幼兒感興趣的情境，引導幼兒通過親身體驗，更加直觀地理解了各種動詞的含義。由于活動內容是幼兒感興趣的且符合本班幼兒特點，所以幼兒在活動中認真投人，完全融人其中。在提問上，層層深入、思路清晰，引導幼兒充分表達自己的感知體驗，使幼兒在參與活動時，充分發揮了想象力與創造力，創新能力得到提高。即使是不善表達的幼兒也能夠在體驗活動中展示自己，體驗到成功。活動既滿足了幼兒活潑好動的特點，又使幼兒體驗到了讀本的內涵，基本達到了活動目標。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇十三

先組織學生談談對自行車各部件的認識，如自行車車把利用了輪軸的原理，自行車把手利用了杠桿的原理。然后重點讓學生談談對自行車齒輪的認識，并推測它在自行車的運動中起什么樣的作用，尤其是齒輪齒數不同所起的作用。學生通常會認為它主要起到了傳動的作用，卻不會意識到由于齒輪數的不同，可以靈活地改變其轉速。

二、研究齒輪。

第一步是了解學生對齒輪的認識。先讓他們回憶還在哪些地方見過齒輪，并比較它們與自行車的齒輪有哪些相同與在不同。讓學生盡可能多地說出齒輪的用途，包括齒輪間存在相互咬合與用鏈條連接的組合，這樣可以為課的最后分析，體會齒輪的作用。

第二步討論實驗方案。首先要根據材料確定是研究齒輪間相互咬合還是鏈條連接的情形，或者兩種方式同時采用。小組討論方案后，可以在全班交流。交流過程中，注重引導他們明確以下細節：在實驗中如何確定兩個齒輪的不同齒數，如何確定兩個齒輪轉動的圈數，如何在記錄表中進行記錄，記錄哪些方面等。

第三步是動手實驗。實驗中，教師要及時捕捉他們的發現，提醒他們把有價值的東西記錄下來（有些發現學生可能自己并不會意識到），促進他們完成完整的實驗，但不要過多地影響他們的自主研究。先完成實驗的小組，應當提示他們把實驗的發現進行整理和初步的分析，為后面的討論作好準備。有條件的實驗室，還可以讓各組把實驗結果統一反映出來，如實物投影儀或通過黑板上的全班記錄表等。

三、討論實驗發現。

教師可以選擇在組內先交流，然后在全班進行溝通，或者直接在全班進行交流，這主要根據學生平時的學習習慣和能力來確定。

學生在交流時經常會出現只談結論或只談發現的情況，無論是哪一種情況，教師都應當及時提示學生把實驗的發現與所思考的結論間的聯系講出來，以便了解他們的思維過程，并發現其中的精彩與不足。有的小組在交流時，可能還會提到本組實驗發現的其他情況，對于這樣的小組教師要肯定。

如果實驗只做了相互咬合這樣一種情況，則還需要簡要地幫助學生分析如果采用鏈條傳動又會是怎樣的情形。相互咬合的情形，可以很方便地計數兩個齒輪轉動的.齒數。鏈條傳動則不再是直接計數，而是通過鏈條這一中介，間接地推算出兩個齒輪轉動的齒數。如大齒輪轉動一圈，通過鏈條經過了30個齒，這30個齒的變化體現在小齒輪上，也應該經過30個齒，如果小齒輪只有20個齒，則說明小齒輪要轉動1.5圈。從而很好地理解兩個齒輪轉速間的關系。

四、分析自行車的齒輪及其他簡單機械。

有了實驗中對齒輪原理的認識，再回到自行車的情形當中，引導學生分析隱藏在自行車的其他零部件所涉及的機械原理，如自行車的踏腳用到了杠桿原理。以飛輪的輪軸為支點，用較長的鐵桿來轉動鏈條上的飛輪，可以省力。踏腳飛輪上用到了齒輪，以防止鏈條打滑。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇十四

在教學中，為了更好地突出重點、突破難點，體現課程設計的研究性，側重學生的觀察和體驗過程，針對小學三年級兒童的心理特點和認知規律，我遵循“師生交往，教為主導，學為主體”的教學思想，體現學生的學習自主性、參與性、有效性、興趣性。通過情景創設，引導學生主動探究，體驗學習的過程，培養自主學習主動探究的意識；通過評價激勵，引導學生積極互動，體會創作的快樂，發展學生的想象力、提高學生的創造力。

在學法上，主要通過欣賞、觀察、比較、討論、交流、動手畫畫等方法相結合。通過評價激勵，引導學生積極發現并歸納，體會創作的快樂，發展學生的想象力、提高學生的創造力。

結合教法和學法，采用如下教具和學具：多媒體課件——《我設計的自行車》；水彩筆、勾邊筆、彩色鉛筆等各種繪畫工具。

為了使學生都能在視、聽、說、做、思等行為環節中經歷美術的過程、體驗審美的快樂，順利達成教學目標，我設計的教學流程如下：

由于每個學生的成長經歷、知識層面、生活環境的不同，觀察力與認識層面自然不同，因此，我設計了“引導啟發了解車”一環節。先出示世界上第一輛自行車的圖片，引導學生了解自行車的起源。并通過欣賞飛鴿自行車、及自行車實物，引導探究“自行車的結構是有哪幾部分組成的？”等問題引導學生觀察探索、了解。

課堂教學進行到這個時候，我給學生推出了一輛自行車的實物，這時學生都睜大了好奇的眼睛，目不轉睛的盯著這輛漂亮的自行車，有的`孩子說：“老師這是一輛折疊自行車。”還有的孩子說：“老師我會騎自行車，我能騎一騎這輛車嗎？”課堂氣氛立刻被點燃了。這時，我請同學們來畫畫自行車的簡單外形，他們便很快的畫出了自行車的外形與結構，讓學生在繪畫練習的時候有了合理依據，也增強了學生對本課學習的濃厚興趣。

這時，再讓學生觀察課件對比和分析：各種新款式自行車的圖片，設疑引路，“這些新款式的自行車增加了哪些實用功能？”學生很快便回答出：有的車可以折疊、有的車可以多人騎行、還有的車是電動騎行。教學活動中，以此調動學生勇于表現、釋放個性的積極性，讓學生真切體會到學習的成功與快樂。

接著我設計了“自主探究——設計車”一環節，因為自主探究、合作交流是新課程標準特別倡導的一種學習方式，他可以培養學生的自主探究能力、合作意識，所以在這環節我先用激勵的語言表揚學生的學習精神，正當學生情緒高漲，產生積極的探究動機的時刻，引導學生到書中去發現作品的創新特點尋找答案，鼓勵他們根據書中提示，相互交流，積極互動，請學生以小組合作的方式，講解自己的設計制作想法，了解不同的方法步驟，并大膽地展示出學生設計的與眾不同的自行車畫面。這時老師提問：“你會設計一輛什么樣的新款自行車？”并引導學生以小組合作討論，啟發學生從自行車的功能出發，說說自己的想法，經過討論，有的說：要設計一輛太陽能自行車、有的說要設計一輛帶翅膀的自行車、還有的說要設計一輛可以在水中騎行的自行車……學生們都踴躍地說出自己的想法。然后通過課件欣賞，其他同學的優秀作品，請學生說說這些作品的優秀之處。通過這種安排，讓學生在小組中交流、在小組中合作、在小組中探討。

為了給學生一個自由發揮、創造的空間，我設計了“大膽創作——設計自行車”這一環節，鼓勵學生對自己的作品進行再創作，在再創作過程中，我強調學生注意個性的彰顯，創作的同時，并播放兒童歌曲，營造輕松的學習氛圍，讓學生在優美的旋律中展開思路、大膽創造，體驗造型活動所帶來的樂趣。在學生創作作品時，會遇到各種各樣的問題，諸如：功能的體現、顏色的搭配等問題。我引導學生相互討論，大膽發表自己的看法，學會解決問題。

我接著設計了“展示欣賞”的環節，在學生創作基本完成時，我讓學生采用自評為主，互評與教師簡評為輔的方法進行評價，從結構、功能、設計、色彩等方面盡情感受學生創作的美。讓學生真正參與到教學過程之中，培養學生自信心，體驗成功的喜悅。

科學精練的結束語能起到“課雖盡，但趣無窮”的效果，因此我最后設計了“課堂小結——拓展延伸”環節，在課程即將結束時，問學生：“這節課哪一點給你帶來了快樂？”學生回答：收獲了創作的快樂、成功的快樂、合作的快樂，甚至會從老師和同學的評價中體會到快樂。這一環節對快樂的回顧，既加深了對整個教學過程的印象和體驗，同時又是對這節課的總結和梳理。

在課的設計上，我主要是從學生實際的課堂教學出發，從學生心理、生理、興趣等諸多方面出發去制定課題，設計教案。在導入中，因為學生對自行車都比較了解，所以我在教學一開始，采用欣賞視頻短片的方法，直接導入課題，引導學生了解自行車是人們上下班的主要交通工具之一，更能增加學生對本課的了解及提高學生學習的興趣。

在教學過程中教師與學生之間的互動是十分重要的。學生是學習的主體，教師作為組織者要融入其中，讓學生先提出自己想知道的問題，通過合作與交流，再將回答的權利交給學生，讓學生在小組中交流、在小組中合作、在小組中探討，使重、難點在小組合作、自主探究中得到了解決，這充分培養了他們主動學習的能力，教師在其中只是起到了啟發學生思維的作用。同時這也體現學生的學習自主性、參與性、有效性、興趣性。

本節課教學中的亮點是，我給學生推出了一輛自行車的實物，這樣便于學生更直觀了解自行車的外形與結構，增強了學生的濃厚興趣，讓學生在繪畫練習的時候有了合理依據。甚至有的孩子，還想上前面來展示車技。同時也使課堂氣氛達到高潮。我想在課堂所創設的寬松愉快的生活情境中，學生處于一種自然發展的狀態，他們無所顧忌，自由選擇、自由創造、自由表現，盡可能地挖掘智慧潛能，使新的點子、新的想法蜂擁而出，從而主動積極地把自己的內心世界表現出來。

培養學生的創造力是美術教學的重要目的，所以為了使學生的創造力能得到超常的發揮，我使用了多媒體課件，合理地運用多媒體教學，可以大大提高教學效率，我在網絡上收尋到各種奇異自行車的圖片，學生通過直觀的認識和欣賞，找到了靈感，并更加確定了自己想象的方向和空間。在這堂課的實踐環節，我又收集了一些富有新意的學生作品，讓學生找出創新設計的地方，進入繪畫階段，這也是本課的一個高潮，以此來拓展學生思維，為他們進一步創作提供了更廣闊的空間。

這節課最大的不足就在于對學生的評價沒有達到全面性，對學生評價語言也不夠豐富。這些在今后的教學中我都將引以為戒，從這幾方面去努力，從而加快提高自己的教學能力。

總之本節課通過觀察發現、精心設問、合作探討、動手探究，引導學生進行再創造，培養學生的主體意識和互助、參與合作意識，實現了創新意識、創新思維、創新能力的培養，真正實現了知識與能力的同步提高，教學效果較好，一句話：只要教師轉變觀念，大膽的放手把課堂還給學生，滿足他們好奇、好動、好說的特點，教學效果一定會事半功倍。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇十五

教學目標：

1、了解大自然的秘密，激發學生熱愛大自然，愛護動物的情感。

2、理解“人是萬物之靈。然而，當人自作聰明時，一切都可能走向反面”的含義。

3、學習讀書的方法。

4、積累躑躅、佇立、頹喪、寂然、突兀、等詞語的意思。

5、有感情地朗讀課文。

知識目標：

1、進行語言文字訓練。

2、學習讀書的方法。

3、了解大自然的秘密。

4、了解人與大自然的關系。

能力目標：

1、了解文章的線索。

2、有感情地朗讀課文。

3、理解“人是萬物之靈。然而，當人自作聰明時，一切都可能走向反面”的含義。

情感態度：

1、激發學生閱讀興趣。

2、激發學生熱愛大自然，愛護動物的情感。

教學重點：

1、了解大自然的秘密。

2、知道人與自然的關系。

3、學習讀書的方法。

4、理解“人是萬物之靈。然而，當人自作聰明時，一切都可能走向反面”的含義。

教學難點：

理解“人是萬物之靈。然而，當人自作聰明時，一切都可能走向反面”的含義。

教學準備：

課件。

教學過程：

一、導入：

這節課讓我們走進厄瓜多爾的加拉巴哥島去觀察幼龜是怎樣離巢進入大海的。讀讀課題，注意秘密的“密”字下面部分是個山字。在你的頭腦中浮現出什么問題？（大自然的秘密是什么）。

二、請你讀讀課文，想一想大自然的秘密是什么？如果你發現了，請舉手示意我。

教讀書方法：課文中有些地方，可以一帶而過，有的地方要反復讀，反復琢磨，可以將體會標注在書中相應的空白處。

（海龜是有自己的生存辦法的）。

1、一只幼龜率先把頭探出巢穴，卻又欲出而止，似乎在偵察外面是否安全。

投這句話。如果把探出換別的詞，可以怎么說?（伸、露）比較為什么此處用“探”？（探有試探、小心的意思。而伸和露則沒有）。

2、那只先出來的龜，原來是龜群的“偵察兵”，一旦遇到危險，它便會返回龜巢--------爭先恐后地結伴而出。

了解了大自然的秘密之后，這個問題我們搞清楚了，是不是這篇文章我們就學懂了？（沒有）。

三、除了寫海龜，還寫了我們呢！讀讀文章，看你讀懂什么了。

1、觀察——緊張——震驚——悲嘆。

2、我們為什么會有這樣的情緒變化？再讀讀文章體會。如果你認為理解有困難，可以向周圍的同學求助。共同研究研究。

1）緊張：啄，幼龜小心，太弱小了。大小海龜對比圖片。

嘲鷹是突兀而來的，幼龜沒想到它的致命的天敵會來。這一啄，很可能要了幼龜的命。

怎能不緊張？指名讀我們焦急的心情。

追問：此時導游的態度是怎樣的？（若無其事）你知道這個詞語的意思嗎？導游為什么要這樣呢？（若無其事：好象什么事都沒發生過一樣。因為導游知道這是自然界之道。）。

2）震驚：成群成群的幼龜魚貫而出。

師引：多少只？（成百上千）怎么出來的?（魚貫而出）此時從巢到海邊有一大段沙灘，無遮無擋，沒有任何保護。

出示圖片：看到成群的海龜爭先恐后地向大海爬去，你們快告訴它們你們想說的話。

師：是啊，小海龜們快回去呀，你們的偵察兵是我們把它送入大海的，這里太危險了，看呀，你們的天敵來了。

讀讀這里的句子，應該怎么讀.

出示：我們原來干了一件愚不可及的蠢事。

“天啊，”我聽見背后的有人說，“看我們做了些什么！”

3）悲嘆：這時，幾十只幼龜成了嘲鷹、海鷗、鰹鳥的口中食。

再讀這句想象當時海灘上是怎樣一種景象？

學生想象描繪。

師：這種場面真是慘不忍睹啊，太殘酷了，所以我們有了這樣的悲嘆：

投：“如果不是我們人類，這些海龜根本就不會受到傷害。”

再讀：投：向導xxx地說：“如果不是我們人類，這些海龜根本就不會受到傷害。”

4）課文中，哪一句話體現了文章的中心？（人是萬物之靈。然而，當人自作聰明時，一切都可能走向反面。）。

5）你對這句話有什么體會？

（自然有自然的法則，人類應該順應自然，尊重自然，與自然和睦相處，如果橫加干涉（雖然有時是善意的）企圖去改變甚至征服自然。只會適得其反。）。

6）你知道這種方法叫什么嗎？（篇末點題）。

投：人是萬物之靈。如果xxxxxxx，那么xxxxxxx。

四、總結全文，拓展延伸。

1、學到這兒，你有什么話要對大家說呢？

（無論做什么事情，我們都不能自以為是，要聽取別人的勸告，不要等造成了后果，才開始后悔、難過，那樣也是于事無補的。

做事情要遵循一定的客觀規律。這些規律是不以人為的因素而改變的。）。

2、在你身邊，有發現類似的情況嗎？請你舉例說說。

死亡，罪魁禍首是松毛蟲。這種情況，請同學們利用你們的聰明才智想想用什么辦法解決。

打藥：引發爭議行不行——好心辦壞事。人工捕捉.，養一些吃松毛蟲的鳥。（小雞破殼，《苗助長》等）。

了解一分，所得的益處就可能是不可估量的。

五、布置作業。

1、讀課文，抄寫你喜歡的詞語。

2、寫一篇關于本課或他人與自然的故事的讀后感。

我設計的自行車教案（熱門16篇）篇十六

智能自行車的興起,使得人們越發關注自行車出行,然而,市面上的智能自行車大多為騎行愛好者設計，本文是對自行車創新設計研究的論文，一起來看看吧！

：在當今迅速發展的時代，產品開發與創新需要更豐富的跨學科知識體系，更復雜的技術力量支撐，更完善的創新理論基礎。創新技術能將多種領域的科學知識有機地結合起來，促使設計者拓寬思維，打破思維定勢，獲得突破性的創新知識，為產品創新提供創造性的設計方案。用計算機輔助技術進行創新設計，首先需要清楚人是如何進行思維的，這一點尤為重要。思維過程的模型包括:對象選例模型、約束聯想模型、分解綜合模型、抽象逆反模型。而創新與其中兩種思維模型有著密切的關系，一是抽象和聯想，一是分解(分析)和綜合。這兩種思維操作，有助于設計出相應的創新性計算機輔助設計系統幫助人進行創新設計。

創新性計算機輔助設計系統是將輔助設計與人工智能、計算機網絡、數據庫技術和工業設計結合起來，運用抽象、聯想、分析、綜合等模型，協助人研制開發出含有新概念、新形狀、新功能、新技術的產品。重點研究方向是將信息技術與新技術運用到產品設計的過程中去。

理想的產品創新過程需要數據庫做有利支撐，除此之外還要求具備不斷搜索新數據庫的能力，及時將合適的新技術綜合到產品中去。這要求系統具有分解和綜合產品的能力，通過分解功能，根據子功能進行聯想，用相關技術進行替換;因此，創新過程實際上是一個不斷地分解與綜合的過程，在此過程中充分調用抽象與聯想功能尋找各種替換物，實現產品的創新。潘云鶴院士就特別強調，計算機輔助設計的發展重點在于通過對產品概念和功能的分析與綜合，形成一種發散性思維，通過聯想和類比，將適合的新技術找出來替代原有技術的過程。

現代自行車產品開發越來越注重創新，例如色彩的設計，新材料、新工藝、新結構的應用以及多功能設計。本文以大家都比較熟悉的自行車為對象，在研究自行車發展史、結構功能、傳動機構、派生形式等多方面資料的基礎上，開發自行車計算機輔助設計的創新軟件。充分利用面向對象技術、計算機動畫技術及多媒體仿真技術，提供多種自行車設計方案，準確而生動地模擬出自行車創新設計過程，能夠促使人們積極思考、分析、探索，提高創新能力。同時對提高設計質量，縮短設計周期，增強設計的直觀性、形象性，以便集中精力用于創造性研究，具有重要意義和應用價值。本論文的宗旨是為大學生提供一個以自行車為對象的輔助創新設計仿真教學軟件，以便他們用此軟件進行自行車的方案設計，培養創新精神和創新設計的能力。

1.1創新技術。

(1)計算機輔助創新技術。

創新理論的研究經歷了50年代的分解研究和創立階段，70年代的系統開發階段，80年代的綜合化、專門化研究階段。九十年代以來，以為理論基礎的計算機輔助創新技術在歐美國家得到了廣泛研究與應用，成為國外知名企業在尖端技術領域中解決技術難題、實現創新的有效工具。triz稱為發明創造方法學，是將人們思考問題、解決問題的過程科學化，為問題的創造性解決提供正確探索方法的科學方法。由inventionmachine公司開發的計算機輔助創新軟件techoptimizer通過建立問題分析定義、工程學原理知識庫、創新原理、系統改善預測等四大模塊，有效地輔助設計人員在產品的概念設計、方案設計階段提出無妥協的創新設計方案，成為企業提高新產品開發能力和經濟效益的重要手段。

隨著人工智能、智能cad、認識科學及思維科學等領域的迅速發展及自身需要，許多專家與學者對各自研究領域的創造性思維、設計開發等問題表現出濃厚的興趣，機械創新設計和新型機構的創新構思已逐步提上議程并日益受到重視。

機械創新設計大多是結構方案的創新設計。結構方案設計極富創造性，是形象思維和抽象思維綜合作用的結果。機械創新設計過程中，應探索機械產品創新發明的機理、模式及方法，描述創新過程，將之程序化、定量化、符號化、算法化。而機構系統方案設計過程不僅涉及大量的理論推導和數據計算，而且需要專家系統和智能工程的支持，完成知識庫的設計，推理機及人機接口的開發。利用運動仿真，精確反映機構的運動狀態，及時將參數改變對運動帶來的影響顯示在屏幕上，為設計者正確判斷、選擇方案提供有益的幫助。

美國、德國等國家首先提倡重視機械創新設計，并己取得顯著的成果，形成了獨特的設計體系和風格。美國johnsonpc.教授于八十年代初較早從設計方法學的觀點總結出機械創新設計的過程和方法，認為必須在結構形式綜合上投入創造性力量以及在材料和尺寸的優選上投入大量技術支持。他運用連桿機構分類法、邏輯模塊法、蘊含綜合法、線圖法以及人腦智暴法、自行質疑法、形態矩形法、比擬法等創造性思維法進行了大量的工業事例創新設計并獲得成功。

國內肖云龍教授結合大量機電新產品的設計，對創新設計的基本特征、設計原理與創新方法等做了方法學上的較系統而通俗的闡述。

目前，機械方案創新設計的計算機支持已取得實質性的進展。國際上，以發明創造方法學為理論基礎的計算機輔助創新技術目前在歐美國家有著廣泛的研究與應用;智能技術廣泛應用于這一領域。國內專家已研制出智能化的計算機輔助機構創新設計軟件系統，但它主要針對桿機構的結構類型綜合、擴大設計空間、優化方案選擇。華中理工大學機械cad中心、清華大學等院校。在產品方案設計專家系統方面做了大量的工作，先后實現多個方案設計專家系統和開發工具，對總體方案設計思想、知識表達、求解策略和控制結構等方面進行了詳細的描述。總的來說，目前，對于機械創新技術，雖然進行了許多相關的理論方面的研究或探索，但是在實用化方面尚有許多工作待做。

自行車的創新設計研究主要包括以下幾個方面:生物力學、結構功能、造型設計、傳動系統、新型材料、能源驅動等。

(1)自行車的生物力學研究。

近年來，自行車創新以人機工程學為出發點，主要集中在生物力學特性的研究方面對騎行中的自行車做了受力分析，指出騎行開始時蹬踏力可達到人體體重的三倍。hull和他的合作者們研究了騎行生物力學，用五桿平面機構模擬具有圓鏈輪驅動的腳蹬自行車系統，探討了腳蹬力和腳蹬速率如何影響騎行過程以及鉸鏈力矩節奏的關系。rayp.s.han著眼于非圓鏈輪驅動系統運動學和動力學分析與研究，并對人體作用進行評估，包括關節力矩、腿的角加速度、輸出力等。通過將兩自由度的五桿模型簡化為桿件長隨曲柄變化的等效四桿機構，再求解兩鏈輪臂連桿頂部的位置，得到非圓驅動鏈輪的形狀。同時建議將橢圓鏈輪和圓鏈輪結合起來運用:在低速狀態下，使用前者，在高速狀態下，切換到后者。redfield對腳踏數據進行測量，估計出曲柄轉角和腳踏角的關系。國內研究人員鄧國光從力學角度較為詳細地研究了自行車運動員的蹬踏方式，并用微機控制閉環系統—自行車運動訓練測試臺得出的數據，研究出曲柄旋轉角與蹬踏角的關系。

在造型設計方面，現代自行車創新更注重色彩設計、新結構、新材料、新工藝的應用以及多功能的設計。設計上由原來的粘接成型車架到整體成型車架再到混合型車架;風格上表現出多樣性和仿生性，出現“羚羊型”、“鹿角型”、“白天鵝型”等仿生自行車，“淑女型”等輕便自行車;而盡可能減少空氣阻力與增強視覺效果的“流線型”結構和改變駕駛者姿態的“躺式”造型是自行車造型發展的新趨勢。

在能源驅動方面，出現太陽能驅動、蒸汽驅動、夜光型、以及很有發展前景的電力驅動自行車。電動自行車作為一種有效替代燃油汽車的綠色環保交通工具，在減輕或消除城市環境污染方面發揮作用。

碳纖維、復合材料、鎂合金、鋁合金等新型材料因其優良的材料特性而被有效地運用到自行車特別是賽車上。開發生產碳纖維自行車和鎂鋁合金自行車是當今自行車工業領域致力研究的課題。

非圓鏈輪傳動以其在大中心距傳動和繞性傳動上比變速齒輪傳動更具獨到特性而運用于自行車上。國內外自行車大賽上常能欣賞到以帶傳動、圓錐齒輪傳動、軸傳動、棘輪棘爪傳動、無鏈傳動等多種傳動形式設計的新型自行車。

自行車的結構形式多種多樣，封閉式、獨輪式、三輪式、雙輪式、多人式等等。而折疊式電動自行車以其結構簡便、攜帶方便成為行業人士的關注焦點;全懸臂式前后叉避震賽車成為運動比賽的亮麗風景線。

多功能自行車是高科技發展的結果，將多種特性有效地集中于一輛自行車上，為人們的使用提供了極大的方便，如水陸兩用、多檔變速、登山越野、健身保健、智能電動等等。

專家預測，電動、環保、折疊、鎂合金材質為特色的自行車將成為二十一世紀市場的先鋒產品，有取代登山車及避震車的趨勢。

1.3動畫仿真技術。

無論是從自行車設計本身，還是從創新軟件開發的角度，動畫仿真技術都是一個有利的工具。系統模擬以及動畫技術常用于表現真實對象或模擬對象隨時間變化的行為。利用計算機造型和仿真技術，構造出產品或裝置的幾何模型和功能模型，對它們進行運動學及其他性能的分析和模擬，可以使設計思想更加直觀清晰，設計過程更加合理，從而降低制造成本和試驗強度，避免危險性操作。

動畫仿真有二維圖形動畫、三維線框圖動畫和三維實體圖動畫。二維實現不存在消隱和陰影處理;三維實體動畫效果最形象、最生動，但要進行消隱和陰影等復雜處理，畫面刷新的計算量很大。當仿真軟件用于系統性能分析時，一般不考慮實體是否有碰撞干涉，采用二維圖形動畫即可，以大大縮短動畫刷新時間，加快模型執行速度;當仿真用于處理設備的運轉過程時，三維實體動畫是最佳選擇。從性質上看，動畫仿真主要有如下兩種方式叫:。

(1)關鍵幀動畫。在這種方式下，先運行仿真程序，實體運行軌跡連同仿真時鐘全部保存，仿真運行結束后，作為動畫的驅動數據實現模型畫面的刷新。這種后處理動畫輸出方式需要大量的存儲開銷，并且由于動畫畫面不是基于圖形模型描述，難免出現動畫畫面與模型的不一致性。另外，也不能在仿真運行過程中實時監控，不能及時根據動畫顯示的仿真結果修改仿真模型，不具備動畫與仿真的交互能力。

(2)實時動畫。在這種方式下，動畫刷新與仿真模型在時間上、數據上同步執行，仿真運行結果及時通過動畫顯示出來;兩者交互，用戶可中斷運行中的仿真程序，修改模型，運行仿真程序時，直接看到修改處引起的變化。因此，相對于較傳統的動畫技術，實時動畫仿真保證了由實體的狀態、事件、活動、進程組成的抽象空間和由文本、圖形組成的形象空間完全一致。

目前，國外在動畫仿真研究領域比較先進，但相關文獻大都針對特定問題進行單項動畫仿真研究，有關動畫仿真軟件的資料也只是介紹使用方法和操作過程。美國在動畫仿真技術上卓越的體現是波音777飛機的設計。波音公司采用法國達索/ibm的catits三維設計與仿真系統，用并行方式處理，實現三維數字化定義，用三維實體模型數字化預裝配檢驗干涉情況，其精度達到前所未有的程度。

我國在計算機動畫和動畫仿真方面的研究及應用起步較晚，主要處于引進、吸收和消化階段。目前主要應用領域是二維動畫片制作、電視廣告、影視片頭制作，少量用于視覺模擬和計算機輔助教學。與國外相比，無論在研究開發還是在應用的普及范圍上都存在較大差距。我國引進的三維計算機動畫有法國的explofe、美國的advancedvisualiger,softmage3d和加拿大的aliasanimator，微機上運行的3dmax三維動畫系統等。自行研制的動畫仿真軟件有imss25和hmpsx28等。ims由清華大學自動化系和航天航空部204所共同研制，用于制造系統性能分析的一體化制造，具有二維動畫功能;hmp由清華大學自動化系、華中理工大學機械工程系以及精密儀器系合作開發，以機械加工中心加工過程為仿真對象，具有三維實體圖的動畫功能。

設計在產品的整個生命周期中占有相當重要的位置，從根本上說，決定著產品的品質、質量及成本。只有基于認識理論上的設計過程模型才是充分可靠的。將智能過程模擬出來，必須從思維出發。而創造性思維反映著物質屬性和內在、外在的有機聯系，是一種可以物化的思想心理活動。在產品的創新設計中，最關鍵的便是創造性構思與最佳方案的選擇。為了進行自行車創新設計，本章在檢索、閱讀、整理國內外相關文獻的基礎上，介紹有關創新設計的理論及方法。

2.1設計方法。

2.1.1設計技術的發展。

設計技術從發展歷程上看可以分為三個發展階段:傳統設計、現代設計和先進設計。

傳統設計首先主要以人工設計形式為代表，后以計算機輔助設計(cad)為代表。傳統cad技術依靠算法的結構性能分析和計算機輔助繪圖這兩大特征，在產品設計中獲得了廣泛應用。它能完成如最優化設計、有限元分析、計算機繪圖等各種計算型工作，但難以勝任推理型工作。

事實上，新產品的研究與開發是一種智能行為，是人的創造力與環境條件交互作用的過程，需要充分應用多學科知識、實踐經驗、分析推理、運籌決策、綜合評價才能取得圓滿結果。智能cad系統則是在傳統cad基礎上融入了知識處理系統，能夠提供推理、知識庫管理、查詢結構等多方面的信息處理功能。將人工智能與數值處理有機結合起來，計算機就能更多地參與到方案決策、結構設計、性能分析、圖形處理等設計的全過程當中。

計算機集成制造系統(cims)在八十年代迅速發展，先進制造技術應運而生。先進設計技術以人機智能設計系統為代表，更強調系統的集成性，對設計全過程提供一體化的計算機支持。人機智能設計系統相對于現代設計技術階段的設計型專家系統，具有如下更充分的優越性:。

(1)人機智能設計系統是一種面向整個設計過程的開放性知識體系結構。

(2)人機智能設計系統能夠處理多領域、多種描述形式的知識，是集成化的大規模知識處理環境。

(3)考慮專家思維、推理和決策的模型以及設計產品的模型，讓計算機在更大范圍內、更高水平上對人類專家群體的推理過程進行模擬，做出準確而具體的設計決策。

2.1.2設計分類。

設計的本質是革新和創造。根據設計活動中創造性的大小，可將設計分為三類:常規設計、革新設計和創新設計。

常規設計以成熟技術為基礎，在工業生產中大量存在。為滿足市場需求，提高產品競爭力，必須改進舊產品，改進生產加工工藝、研制新品種。創新設計和革新設計都具有創造性，但前者在設計探索中最富有挑戰性，沒有現成的設計規劃，甚至沒有類似的已有設計作為借鑒，很大程度上憑借設計者的靈感去創造。創新設計的成果一般具有較高的社會價值，形式新穎且獨特，值得提倡。后者也稱為改進設計，是為增加原有產品的功能或適用范圍，提高性能或改進結構、尺寸而進行的部分創造性活動。

設計是一項思維活動，與人的思維密切相關。關于思維科學，著名學者錢學森先生有過深入而系統的研究。他將人的思維劃為三種形式:邏輯思維、形象思維和靈感思維，并指出人的每種思維活動過程并非單純的一種思維在起作用〔川。這三種思維形式在創造性方面有不同的表現:靈感思維最強，形象思維次之，邏輯思維最次。靈感思維的突發性、偶然性、獨創性、模糊性往往是科學研究發生重大突破，對人類產生重大影響。通常，常規設計主要是通過邏輯思維實現的。創新設計通常是采用發散而不是聚合的思維過程的設計，這使得形象思維乃至靈感思維在創新設計中顯得尤為重要和突出。

這樣，我們可以知道了，(1)設計型專家系統基本屬于常規設計和革新設計的范疇，主要模擬人類專家的邏輯思維，解決的主要問題是模式設計以及方案設計(preceptdesign)。(2)人機智能設計系統包括創新設計和革新設計，主要模擬人類專家的形象思維和靈感思維，解決創造性設計問題，以及并行設計(concuurrentdesign)。

2.2創造性思維和創新原理。

創造性思維指能對客觀事物之間的聯系進行新的探索，并能創造出新的思維形態(如概念、假設、原理和理論等)來概括、反映這些聯系的思維過程。其本質是在社會實踐需要的制約下，在一定心理結構和操作中，對存儲信息和外來信息，經過鑒別和篩選，重新聯接和組合的過程。

創造性思維具有目的性、求異性、突變性等特征，表現為邏輯思維和非邏輯思維兩種基本類型。邏輯思維主要運用概念、判斷、推理的思維形式，包括歸納邏輯、演繹邏輯和數理邏輯，對產品創新進行程序化、量化或公式化分析。變換合成法是一典型的以邏輯思維為基礎的創新技法。非邏輯思維包括聯想、形象思維、靈感、創造性想象等多種方式，經過理性分析后的知覺材料，在頭腦中重新加以組合和聯想，從而形成新構思、新形象。許多重大理論的發現直接來源于這種直覺思維。但在整個產品創新過程中，兩種思維是相互結合進行的。在感性認識與實踐的基礎上，利用有意識的邏輯思維獲得和完善對產品創新問題的理性認識，進一步地，利用潛意識活動能力，開展非邏輯思維，將理性認識綜合化、形象化、具體化，繼而又用邏輯思維予以完善、修正和檢驗。我們能從具有創造力的人群中發現他們具有的共性:。

(1)善于從全局出發，站在較高的水平來明確問題，制定系統性的發展策略。這種能力是他們沖破常規，從外面的特定領域進行思考與處理。而最好的新念頭往往來自于能夠把設計從一種產品轉向另一種產品的過程中。

(2)極具個性，沒有單一固定的方式。他們寧愿自己去提出問題而不是由別人來提問。

(3)完成創新性設計，并非機遇或偶然事件，而是始于對原有產品模型及系統的熟悉掌握與深入研究，其發展是必然的結果。

人工智能專家與心理學家對創造性思維的認知過程本質作了深入的研究，提出了基于事例的推理、類比移植推理以及分解綜合推理等幾種典型的人工智能創造性思維模式。

2.2.1創造性思維模式。

(1)基于事例的推理。

基于事例的推理是一種認知行為，通過借鑒先前的成功或不成功的范例來指導現在的問題求解。它是一種基于記憶的重要的設計思維模擬方法。事例庫模擬了人腦的記憶，其中存儲過去的經歷，并按照一定的方式組織，以便需要時被迅速提取。提取過程就是檢索相關事例的過程，檢出的事例可能與新事例不一致，需加以修改、預測，若仍然不合適新情況，仍需進一步修改。最后將正確解答納入事例庫，新的索引被建立和存儲，形成新知識。這種創造性思維模式是在原有基礎上進行局部調整，屬于革新設計。

(2)類比移桂推理。

類比推理指依據兩個事物之間的相關性，從己知一對象的某種性質推出另一對象具有某種相應性質的推理過程。即提取一個新事例情境的某些己知特征，與事先記憶的事例情境逐一比較，若相似則推出該情境具有與事例情境的其它特征相類似的.特征。類比推理的核心是一個匹配過程(遵循語義相似性原則和結構一致性原則)和一個映射過程(映射內在特征而非外在表現)。類比移植包含繼承、改進、變異及創新，可以在技術結構、技術原理、思想方法、不同技術領域間或同一技術領域內不同結構之間等方面進行移植。類比推理的主要特征是:。

(1)屬或然性推理，能得到繼承性和創新性結論;。

(2)核心強調情境間的相似聯系，而不是命題的真假。結論需驗證正確性;。

(3)存在的聯系是內在的相關性，而不是外在的表現;。

(4)是一種極具創造力的思維方法，體現原理層創新，繼承中創新的思想。在產品設計中的應用體現是創新設計。

(3)分解蛛合推理。

分解綜合推理是一種復合推理模式，包括邏輯思維(分解過程)和形象思維(求解過程、綜合過程)。這種思維模式最具創新力，因為分解過程能夠依據已有的知識經驗將新問題分解為一系列老問題，具備強勁的解決新問題的能力;求解過程的基于事例的推理模式和類比推理模式都具有創新能力;綜合過程采用不同的策略得到不同結果，更具有創新力。

在創造性思維過程中，必然繼承原有的科學知識的概念、命題、原理和定律，并與之發生種種邏輯聯系;必然有新的事實、新的聯系等內容假如于其中。基于事例的推理與類比推理的本質區別在于，前者強調新問題與事例間的邏輯聯系，按一定的索引方式檢索己有的事例，其創造性是后來的修改。而后者強調新問題與類比問題之間的形象聯系，依據兩者在某方面的類似性，推理出一者的解具有與另一者的解相類似的結構。分解綜合推理體現創造性思維過程解決問題的完整過程，前兩項推理過程側重于創造性思維過程的求解過程。

2.2.2創新原理。

創造性思維只有在一定原理的約束和導向下才能得到有效的創造性結果。g.s.altshuller通過對上萬件發明專利的研究與分析，抽出40個發明創造所遵循的原理，成為解決技術矛盾的關鍵。下列幾項原則具有指導性意義:。

(1)綜合:組合相同性質的物體;將相近性質的作業在同一時間內組合;使物體具有復合功能。如電子計算機是大規模集成電路技術、計算數學、精密機械的綜合;激光技術是光學、機械、電學的技術綜合等。

(2)還原:圍繞產品功能進行創新。如在應用系統化設計法進行原理方案設計，先從功能分析入手，利用創造性構思等方法求解多種方案，然后進行技術經濟評價，通過選擇和優化，求得最佳方案。

(3)類比:借鑒成熟的原理與技術加以比較，找到相似點。

(4)移植:多種技術的移植嫁接，形成新技術、新材料、新產品、新工藝。如系統間相互替換(機械系統、光學系統、聽覺系統、嗅覺系統、場強等)，機構間的相互利用(氣壓機構、水壓機構、油壓機構、機械機構等)。

(5)離散:將原有產品技術進行分離，形成新構思。如隱形眼鏡是鏡片與鏡框分離的結果;音箱是揚聲器與收錄機分離的結果。

(6)強化:如采用金屬粉末熱噴涂強化工藝，提高機械零件表面強度、硬度和耐磨性;采用復合材料增強結構剛度、穩定性、減震性。

(7)換元:如采用材料替代、零件替代、方法替代、包裝替代、品牌替代等。

(8)迂回:面臨困難時擴大搜索范圍，從其它領域尋找啟發，激發創意，解決問題。

(9)逆反:突破傳統的思維定勢，進行逆向思維，引出新的創意。

(10)仿形:從產品造型上模仿。如鳥的翅膀與飛機機翼，海洋生物的流線型軀體與潛艇造型等。

(11)群體:依靠群體智慧，相互啟發，集思廣益。

現代設計的核心是創新設計，根據以往的設計經驗、新興技術所提供的新原理、新方法進行產品的分析、設計。開發創新思維，學習和掌握創新設計方法，是現代設計的需要。正向、逆向、側向等多種思維有助于我們從不同深度、廣度進行思考，提出創新構思和解決問題的方法。創新設計的方法有很多，如智力思維法、推理思維法、聯想思維法、組合創新法等。文則將面向產品創新設計的cad方法歸納為基于分解的功能方案設計方法、面向功能單元的結構設計方法、面向全過程的設計方法。前兩類是創新設計過程的兩個主要階段，第三類主要從設計方法學角度論述計算機輔助設計方法的設計過程模型。

2.3.1基于分解的功能方案設計方法。

技術創新時，首先要明確新產品應該具備的功能。產品的功能方案設計處于整個設計過程的最初階段，但是地位最重要。對功能的各種可能方案進行優選，關鍵是進行廣泛而深入的功能分析和功能分解，包括設計目標的辨認和確定，功能的描述和定界，并用多種實體結構(功能載體)去實現。將抽象的產品設計轉化為具體的、現實的功能，充分體現著人的創造性活動。

功能邏輯分解法和功能行為狀態分解法是目前研究的兩種典型方法。功能邏輯分解法的關鍵在于如何建立一個豐富功能定義庫以及定義一個功能塊關系描述定義集。功能行為狀態分解法是基于行為的分解，關鍵是如何將功能一行為一狀態一基本物理模型有機地結合在一起，是功能分解具有認知理論的依據。

2.3.2面向功能單元的結構設計方法。

這種方法強調如何將功能性的描述轉化為能實現這些功能的具有形狀、尺寸以及相互關系的零部件的描述，其核心是一個映射過程。采用功能一結構一裝配三個層次的轉換方法，即建立一個中間結構層，完成從功能視圖向裝配體視圖的遷移。

2.3.3面向全過程的設計方法及模型。

對于面向全過程的設計方法及模型，根據其發展過程有三種觀點:。

(1)面向對象設計模型。

面向對象設計模型代表設計方法學的組裝創新設計階段。它認為設計過程應是從功能分解的高層向低層不斷進行基于專家經驗知識庫的虛功能特化和再分解的過程。特化過程指當知識庫存在能夠滿足虛功能對象的時候，產生該對象的實例。再分解過程指在不滿足的情況下，按照知識庫中的分解方法將虛功能再次分解為子虛功能，直到全由特化對象實例來完成，形成多叉樹結構，分叉點是分解，葉結點是特化。

(2)一般性的設計理論模型gdt(generaldesigntheory)。

gdt模型體現創新設計方法學的創新思維過程(分解、映射、綜合)，代表開環設計階段。它認為設計核心是分解—映射—綜合的過程。功能目錄列出了所有基本功能單元和一對多對應的實現方案，該模型以功能目錄為依據，基本組成都出自功能目錄庫。

(3)逐步求精模型。

自行車是人們日常生活中不可缺少的代步工具，其造價低廉、維修簡單、使用方便，無污染，深受人們喜愛。目前，國內自行車行業紛紛加快產品開發步伐，出現了花色繁多，系列品種趨于齊全、結構新穎的新局面。為了進行自行車創新設計，本章通過收集、整理有關文獻，介紹自行車創新的發展現狀及其創新內容。

2.4自行車的發展歷史。

自行車歷史淵源久長。據史料文字記載，大約公元前2300年，中國、埃及、印度都出現過人類原始的自行車雛形。意大利龐貝城中的壁畫是最早的圖形記載。世界上第一輛真正的自行車是由法國人米狄·德，西福拉克于1790年發明的兩輪腳蹬自行車。鏈條式驅動裝置的發明者是英國人丁·斯塔利和勞森。1888年英國人鄧洛普將實心輪胎改為充氣輪胎，使行駛更為便輕。但縱觀早期自行車發展，由于沒有系統的理論作指導，制造技術相對落后，自行車發展很緩慢。

隨著社會發展、科技進步和人類審美觀念的不斷變化，自行車產品在近代和現代得到了迅速發展，造型日趨完美，功能日趨完善。在造型設計、動力驅動、新型材料、傳動方式、結構功能等多方面不斷改造與創新。

3.1傳動系統。

自行車傳動系統的形式多樣，曾出現過杠桿驅動、雙重曲柄式、腳蹬上下式、無鏈傳動、軸傳動、棘輪棘爪傳動、齒輪傳動、鏈條鑄輪傳動等各種形式。許多方式都因傳動效率不高或不適合而被淘汰，但自行車的齒輪傳動方式、鏈條鏈輪傳動方式等依然適用，并在此基礎上持續發展。

變速傳動是機械傳動系統的一個分支，其理論發展已有60多年的歷史。非圓鏈輪傳動作為一種變速比傳動，以其獨特的優點，在近十年期間，得到國內外有心人士的關注，將它有效的運用到自行車上。國內王展國的角速度凸圓鏈輪傳動裝置，根據人腳踏作用力的變化情況，設定曲柄位置，設定在最佳受力夾角處，使人力腳踏容易發揮較大腳踏力且鏈輪傳動比加大，從而提高傳動效率。日本奧特克公司開發的新型自行車驅動裝置，將傳統的圓形鏈條輪改造成橢圓形，把傳動方式由鏈條改為齒輪傳動。這種騎行時腳的運動軌跡是橢圓形，便于腿發力且節約運行距離。ipd公司己生產出凸輪驅動系統;日本島野公司有非圓鏈輪產品。這些非圓鏈輪傳動系統的優點在于人騎車時省力、舒適、不易疲勞，是一種很有發展前景的自行車。

3.2新型材料。

運用在自行車上的材料多種多樣，目前比較流行的材質有鋼材、鋁合金、鎂合金、欽合金、高分子碳纖維材料、復合材料等。

鋁合金是目前最看好的材質，在80年代初期就己經開始被大量運用在自行車制造上，雖然鋁合金車架重量輕、延伸性相當好，但應力較集中，所以性能較差。近年來鋁合金材質在車架上運用了新技術，其中漸進式抽管法最被看好，即分數次將鋁材逐漸抽薄，減少重量而又不損失強度，消除了車架接縫處的潛在斷裂處。

英國設計者kirkprecision大膽地利用新型材料—高純度鎂，通過鎂合金澆注成模方法，再結合高科技制造設備和計算機輔助設計手段，成功地將大規模制造的優勢運用到傳統手工制造的自行車行業中來，生產出比相同大小和重量的鋼管車架質量更輕、剛度更高，性能更佳、動感更強的合金管車架。

欽合金在航空工業上普遍被運用，同時也漸漸被自行車行業所注意。欽合金穩定性高、不易氧化.強度高、抗腐蝕性好.吸震性也十分好，如此多的優點和制造難度使得欽合金車架的價格一直十分昂貴.

復合材料在運動器材方面蓬勃發展，加上制造技術漸趨成熟，引起有心人士投入復合材料代替金屬的開發。

碳纖維是一種纖維補強的熱固樹脂，屬于非金屬材料，它重量輕、可塑性大、耐牢性卓越，防震性能好，與同質量的金屬相比有更優良的強度與剛硬度;將碳纖維管狀物與鋁合金接頭這兩種截然不同性能的物體以高分子接著劑膠合組成一體化成型車架，最適用于競賽型的自行車。碳纖維自行車的國內外發展狀況如下所述。

80年代中期，意大利、法國、英國和美國利用復合材料和工程塑料方面的技術優勢.相繼開發成功了用碳纖維管和鋁合金接頭粘接成車架的碳纖維自行車。隨后，歐美等國對自行車進行計算機輔助受力分析和強度計算，使計算機外形更符合人機工程學的要求，研制出碳纖維整體車架成型工藝。90年代初，國外廠商將粘接型和整體性進行混合技術，即用碳纖維管和多通接頭作“底”.外敷纏繞碳纖維層，使多通接管掩埋在里面，外部看起來似整體成型。以確保自行車的強度。

臺灣最大的自行車廠商—捷安特giantl公司與臺灣材料研究室共同開發碳纖維自行車，成功開發一種新穎的鋁合金金屬壓注接頭膠接碳纖維自行車構架。隨后.公司于1993年聯合開發整體碳纖維自行車構架，便臺灣自行車工業發展上一新臺階。近年來臺灣自行車業者將諸多新開發的高科技材料大量運用于傳統的自行車產品.提高功能性和實用性，大幅度減輕自行車重量，使產品的附加價值大為增加。

1993年，我國天津飛鴿自行車(集團)公司和北京環航復合材料公司聯合投資開發粘接型碳纖維自行車。深圳中華自行車公司自行研制可焊接碳纖維自行車。但整體成型碳纖維車架國內目前還是空白。

3.3動力班動。

(1)電動自行本。

電動自行車被譽為“綠色交通工具”，它充分運用了當今的新技術、新材料，尤其是采用集成電路，電子元器件，提高了自行車控制器的質量，具有很好的可靠性、安全性和靈活性。

電動自行車以蓄電池能源進行電力驅動，通過控制系統驅動電動輪轉動，從而達到騎行目的。采用的電池主要有三類:鉛酸電池、鎳鍋電池、鎳氫電池。電動自行車是高新技術產品，只有當電池、電機、控制器、充電器等技術達到較高的水平時方可大量生產。目前，電力自行車是自行車行業開發新產品中最大的熱點。

a.國外電動自行車發展狀況。

美國zap、尤尼克、克萊斯勒等多家著名汽車公司都己開發和生產出了相當數量電力助動車，美國通用汽車公司為電動自行車提供新型電池。德國的奔馳公司、法國的標志公司也把眼光投入到這一產品上來了。日本除積極開發電動汽車外，積極開發出各類電動自行車，產值己超過了越野車、迷你車，僅次于居第一位的輕便車。日本三菱重工業公司最近推出了電動自行車新產品，加入經濟競爭的行列。1997年，日本最大的自行車廠家“石橋”、“宮田”、“丸石”等也相繼加入電動自行車的競爭行列。日本把電動自行車作為最有發展前景的綠色交通工具來發展。

b.臺灣電動自行車發展狀況。

臺灣自行車產業頗具實力。美利達公司開發出鉛酸電池自行車，市場銷路很好;奇能、巨馬和瑞祥等多家電動機車制造廠商，均致力于開發一種超輕型專供短程使用的電動自行車。瑞祥公司推出第二代電動自行車的重量只在52公斤以下，奇能公司的全新設計eped電動自行車重量只有30多公斤。

最近，為推動高科技電動自行車產業發展，自行車工業研發中心已著手部署第三代電動自行車開發設計，將在馬達、控制器、電池等方面大幅強化效能的提升。個性化電動輔助自行車與折疊式電動輔助自行車等兩型車款將進一步減輕重量。

c.國內電動自行車發展狀況。

我國電動自行車開發尚處起步階段，但還是比較重視電動車的開發和生產。廣州和汕頭南澳縣是國家重點開發電動車的基地;政府和常州建立了中外合資常州山康電動車有限公司和常州電動車充換電有限公司。早在1996年政府就支持和鼓勵電動車發展。目前，已有20多家企業參與電動車的開發和生產，各種電動自行車、電力助動車、高性能電池、電機和控制器等相繼面世。上海于近日取得電力助動車在電池研制關鍵技術上的重要突破，一些專業企業也已經能夠批量生產，其使用壽命可達到充電400-500次，一次充電可行使40-50公里。

(2)太陽能自行車。

太陽能自行車是將太陽能直接變成電能，驅動電機行駛的自行車。主要由太陽電池、直流電機、蓄電池和自行車組成。太陽能電池是自行車的發電機，蓄電池把太陽能變成的電能儲存起來，供自行車啟動時較大的啟動電流，或陰雨天和晚上使用。

太陽能電池是固態器件，吸收陽光并將光能直接轉變成電能，完全依靠內部的固體結構完成這一功能，沒有任何活動部件。要求太陽能電池能提供120瓦功率的電源。南京航空航天大學范炳鶴教授研制出大面積硅太陽電池應用集成電路技術，把n型硅和p型硅與連接導線一起集成在光學玻璃基板上，組成305毫米x305毫米方形太陽能電池，工作電壓12伏，輸出功率5千瓦。他本人自裝了一輛太陽能自行車，太陽能電源由nps硅太陽電池和復旦大學best全密封維護蓄電池組合成。

太陽能自行車是新生事物，集中“能源、環保、交通和新材料”四大領域的優勢，不斷完善后將成為特色小康型交通工具。

(3)落汽自行車。

德國機械工程師赫爾貝特.勒特里希研制成一種以蒸汽為動力的新型自行車。該車前輪左側部位裝有一只立式蒸汽鍋，右側部位裝有一臺活塞蒸汽機。蒸汽機所產生的傳動力則是依靠一只摩擦輪傳遞到前輪上的。此自行車還配有氣壓表、蒸汽鍋加熱點火器、安全閥門、強制式給水泵、手動式供水泵、儲水箱及煤氣罐等裝置。為確保蒸汽鍋安全，騎車者還可以通過車上的一只目鏡，檢查蒸汽鍋內的水位情況。

(4)夜光自行車。

加拿大的科研人員為使夜間騎自行車的人能在微弱光線的大街小巷中安全行駛，專門設計并制造了一種夜光自行車。這種自行車并無任何結構上的改變，只是在自行車兩只輪的輪圈上，粘貼一層涂有發光的彈性錫箔之類的膜。實驗證明，這種車在夜間行駛時，可以在150米之內被人們發現，即使是以每小時80公里的速度急馳的汽車，也來得及緊急處理情況，從而排除夜間的交通事故。

3.4造型。

現代自行車造型設計的一大特點就是應用新材料、新工藝、新結構。有種無輻條、前后輪均為碳素鋼輪的自行車，其前輪略小，后輪略大，造型整體呈前傾狀態，高速行駛時，能減少空氣阻力具有較強的速度感和力感。1999年臺北自行車展示會上，elebike公司展出了由工程學院的學生設計的兩人同時駕駛的新型三輪電動自行車。車的前輪有一個轉矩，電池安裝在座墊下面，車駕與擋泥板創造出一種優美的流線形。“羚羊型”、“白天鵝型”等使自行車造型趨于多樣化。“流線型”結構造型以及改變駕駛者的姿態的“身尚式”造型是自行車造型發展的新趨勢。

3.5結構。

自行車的結構多樣，金屬板、塑料的組合式、管式、組成式、軸傳動機構、橡膠車架、碳精纖維車架、無幅條車輪、單輪車式、曲柄式往復運動機構、鋼絲幅條車輪、無滾珠軸承、蛇腹車架、雙管車架、雙圓棒車架、蜂窩結構、玻璃纖維車架、流線型結構、整體車輪、驅動部與后軸的整體連結、無螺絲安裝、帶式驅動機構、流式驅動機構等m。而折疊式自行車是近幾年發展起來的一種新型結構的自行車.結構更簡便，性能更高.

(1)獨轉健身自行豐。

一種獨輪健身自行車，由搖動手柄、腳踏，輪子和保護架構成，搖動手柄和腳踏分別與棘爪傳動機構的棘爪固定，棘輪與車輪同軸轉動。使用者通過兩手的前后搖動和腳踩腳踏兩種方式連續驅動車輪行走。

(2)折圣式自行豐。

德國斯圖嘉特市車輛設計鍛造公司最近開發成功一種隨意放入任何一種行李箱內的微型折疊式自行車。它裝有可調式支承座的鞍管和車架上的避震器可迅速從車架上卸下，車架通過一種新式中軸活絡關節一步折疊到位。車架制造采用“中空事骨架件”方法，既有效提高車架抗扭強度.又可顯著減輕車架重量。

日本成功制造出總重量僅為6.5千克的一種新型的安全可靠的折盛式輕便自行車，堪稱世界上最輕量的自行車。車體材料采用堅固而較輕的欽合金，所有框架采用中空工藝加工，框架管子的壁厚僅有1毫米，此外，輪胎采用了聚氨酷橡膠等輕量材料，所有部位盡可能設法變輕.折疊設計方面，對折疊后的高度、厚度都進行了嚴格調查比較，產品最終實現了能滿足多種情況下的攜帶與放置。

臺灣展開發公司推出的折疊式電動自行車獲日本外觀及結構專利權。全車僅32公斤，攜帶方便、機動性高。該車采用微電腦控制器，剎車自動斷電，電源歸零起動，具有電量指示燈，啟動扭力大，速度可達25公里/hr，充電時間4-6小時，平地續航力可達40公里。前輪配置的12.5英寸避震器已獲臺灣專利權，是目前臺灣行程尺寸最短的避震器。

我國柯思達發明的折疊自行車系列產品，性能上具有折疊迅速、結構簡便的特點，與同類產品相比，體積小1/2，重量輕1/3，折疊時間為2-4秒，可隨意掛靠，攜帶便利。

3.6功能。

自行車除了作為一種交通工具，還具有健身、娛樂、競賽等多方面功能。隨著高新技術的不斷提高，一運用越來越廣泛，功能越來越完備，出現了水陸兩用自行車、多檔變速自行車、登山越野自行車等多功能型自行車。

(1)多檔變速自行車。

變速裝置的形式很多，內裝、外裝、手動無級變速、電氣式自動無級變速、流體變速、細繩式、帶式、隨動式、離合器式、磁力式、連桿式、摩擦離合器式、摩擦板式、離心力式、異型電機式、柱塞式、和諧傳動、行星齒輪式、照相機光圈式、改變鏈輪徑、凸輪偏心式(帶行星齒輪和鏈輪)、橡膠變速式、滾珠螺絲變速等等。

外裝變速器直接接觸外部空間，變速的范圍較大，多用于山地車。內裝變速器暗藏于后花鼓中，由于設計的空間有限，變速的范圍較有限，一般用于城市內騎行的輕便車。森威系列中的摩擦式換檔變速器，采用低接觸式走線方式和擺動機構，實現前、后自動定位定檔工ndex調速。它選用高強度的壓鑄鋁、塑脂件，采用旋轉手柄、gd型飛輪，具有預撥功能，使得工ndex系統達到平順、準確的變速性能。最新產品中還有通過電腦感應和微型馬達來自動進行變速的全自動內變速系統。通過變速把上的電腦液晶flghtdeck電子顯示系統實現顯示時間、平均速度、騎行總距離等17種的功能。

(2)山地自行牟。

山地自行車適于行駛在不平整的路面上。由bertone公司和通用(gm)的子公司歐寶聯合開發的山地自行車，用一根管材構成的龍骨代替了傳統的四邊形車架。此車將后輪，車鏈連接腳蹬子的中軸作成一體，減震器安裝在鎂管中，從而使得24速換檔機構中的鏈條張緊力不受到車輪跳動的影響，解決了后懸掛系統的自行車經常遇到的問題。

(3)遭震賽車。

自行車創新設計包括所示的各個方面，本論文重點討論車架造型、傳動系統方案設計。本章首先研究車架造型設計。

4.1.1目標消費群體分析。

根據上一章分析的內容，自行車的消費行為取決十目標消費群體的兩方面個性:其中動機、態度、消費觀決定了其購買自行車的類型、使用情境和檔次;而個性氣質以及感知尺度決定了自行車的風格特征。因此，設計自行車或零件造型，需要先分析目標消費群體這兩方面的信息。

具體的過程是，首先了解影響消費群體購買自行車行為的客觀因素，如當地的社會文化、目標消費群體所處的社會階層、當地的地理環境等等;其次，分析目標消費群體的購買動機、態度及其消費觀，判斷適合目標消費群體使用的自行車的功能和檔次;最后分析目標消費群體的個性與氣質，以及市場上競爭對手產品的風格特征，判斷出合適的自行車造型風格特征。

4.1.2自行車消費動機需求的分類。

建立基十使用情境的自行車個性尺度模型，需要首先了解消費者的購買動機，不同動機的消費者，對自行車的各種屬性的態度會有很大不同。根據上文提及的“影響自行車消費的客觀因素”，以及第二章提及的現代自行車的功能特性差異，筆者對消費者購買自行車的使用的動機需求概括為“代步”、“休閑”、“旅游”、“表演”、“競速”、“極限運動”、“運輸”七類，而其中“運輸”需求，因為自行車的速度、運輸能力、機動性能等限制，已逐漸被電動車、汽車等其他交通工具代替。因此建立模型時，動機需求中放棄了“運輸”這一項。

4.1.2.1代步。

從自行車發明以來，代步就是自行車最基本的功能。通過蹬踏自行車，可以加快到達目的地的速度，節省時間和體能。時至今口，人們使用自行車的動機還有不少是用十代步。屬十代步范圍的動機有:上下班、上學放學、購物、買菜、走訪親友，參加其他活動等等口常生活以及公務活動，自行車僅僅作為交通工具來使用。

4.1.2.2休閑。

休閑是現代社會發展的特征之一。隨著科技進步，文明程度提高，我國用工時間不斷規范和縮短，普通人有越來越多的休息時間。五天工作制和各種傳統節口的制定，都為大眾提供了更多進行休閑活動的機會。過去休閑方式以看電視，瀏覽報紙，等被動休息為主，而現在人們的觀念逐漸發生改變，意識到需要積極主動地尋找適合自己的活動方式，因此利用自行車進行休閑活動成為現在的熱門休閑活動之一。“休閑”和“代步”兩種動機的差別是:“休閑”中自行車已不僅是交通工具，在人們參與的活動中扮演重要的角色。屬十休閑范圍的動機有:外出兜風、公園內騎行、短距離的戶外活動(如露營、野炊、登山、越野)等等。自行車為人們的休閑活動增添了樂趣，貼近了自然，越來越受到人們的歡迎。

4.1.2.3旅游。

旅游也屬十廣義休閑的一種，產生“旅游”動機的原因與“休閑”類似，而在自行車“旅游”動機中，更關心的是通過自行車游歷其他地區，攜帶大量行李，在遠離自己住所的其他環境中體驗不一樣的生活。很多時候，使用自行車旅游的人會被稱為“驢友”。屬十旅游范圍的動機有:騎行至外地，或者在外地騎行;到旅游景點地區游覽等等。

4.1.2.4表演。

表演指使用者利用自行車進行某些需要經過訓練、常人難以做到的動作，并配合音樂、道具、場景以取悅觀眾。這些活動需要使用者有很好的靈活性，掌握大量的操控技巧，以保持自己在自行車上的平衡，因此用十表演的自行車零件非常專業。屬十“表演”動機的范圍有:平地花式bmx,攀爬、街式等，或者一些dh自行車活動。

4.1.2.5競速。

競速屬十專業運動范疇，指在特定的場地中，在盡可能短的時間內完成指定路線的騎行，并與其他競速選手競爭完成時間，速度最快者獲勝。競速動機基本表現在參加自行車比賽的行為上。隨著我國自行車水平的不斷發展，國內各種專業和業余的自行車比賽數量口益增加，如“禧碼諾車迷節”、“黃山賽”等，因為競速動機而購買自行車的消費者也越來越多。屬十“競速”動機的范圍有:山地自行車比賽、公路自行車比賽、個人計時賽、鐵人二項比賽等等。

4.1.2.6極限運動。

極限運動是特別的自行車運動，使用者通過自行車挑戰極高難度的路況和動作，以超越人類極限為目標，追求過程中的刺激感。極限活動具有很大的危險性，因此要求自行車及護具的強度要足夠勝任。屬十“極限運動”動機的范圍有:自由騎、墜山、街式等高強度的山地騎行活動，以及平地花式等以技巧性為主的騎行活動。

自行車的造型設計需要服從十功能，具有很大的局限性。但是局限并不代表無法設計。自行車框架是最重要的設計部件，在滿足功能需求及成本的前提下，其選用的材料、管材線條的造型、車架和前叉外管的涂裝都屬十可塑造的部分。同日寸，坐墊、座桿、把組的形狀、涂裝也影響整車的風格。然后是自行車的其他系統部分，屬十造型的細節設計。如曲柄的表面、快拆、后撥、剎把、火器等，出色的設計可以起點綴的作用，讓整車風格更加協調。對整車造型影響不大的零件有:花鼓、腳踏、飛輪、前撥、碗組等體積較小，功能性遠大十造型表征性的零部件。

4.2設計原則。

自行車設計要從材料強度、騎行運動學、加工工藝，可靠性等各個方面進行考慮，這些因素都直接影響著車架的外觀美感、強度大小和彈性優劣。而車架造型很大程度上決定著自行車騎行好壞、易轉性能、騎行舒暢感等。車架管材的長短、構成的角度等影響整體自行車的特性。除考慮車架的造型結構尺寸外，尤其應該考慮自行車與人的協調關系，以及身體尺寸與自行車各部件之間的關系。主要的基本技術參數有:前管軸線與地面夾角。、立管軸線與地面夾角p、傳動中心距c、前后輪中心距d、中接頭中心離地距離e等。只有這些參數均趨于合理，才能保證自行車的穩定性和操縱性。下面以賽車為例，討論如何確定車架設計方案。

4.2.1基本原則。

(1)賽車的性能是通過人來體現的，它的結構設計應以人為主，充分考慮到人體工程學、自行車運動學、形態美學等方面的知識。

(2)賽車車架的形狀和尺度與其功能有關。要求外形尺寸合適，以提高騎行舒適性;要求所受阻力最小，騎行的輸出性能最佳。

(3)要求有足夠的剛性和強度，并且盡量減少重量。具有良好的抗沖擊、耐疲勞性，以保證壽命使用。

4.2.2形態設計。

碳纖維賽車車架造型采用流線型整體結構，其性能分析有以下優點:互磨擦、流線型結構:可最大限度地減少空氣阻力，提高騎行速度。整體式結構:人體做功力傳遞效率高。避免了普通車架因部件多，相接觸變形造成的人體動力傳遞損耗。

4.2.3結構尺寸確定。

(1)車架規格。

運動員下肢(大腿、小腿、腳)的長短，決定車架的高度。上肢(上臂、下臂和手腕)的長短與胸之和，決定車架的長度。

(2)前角和后角。

前角指前管對于車架的傾斜度。前角為710時，操縱性和穩定性都比較好，確定其范圍為650-750。賽車車架的前角更陡，采用730-750，這樣在騎行時反應快，速度靈活。坐管角取與前角相同，陡的角度可使騎車者前撲在中軸的上方，從而獲得較大的蹬力。后角指立管軸線與地面夾角。后角決定了騎行者在自行車上的重心位置，一般認為在680-73。范圍內。當傳動中心距設定的值較小時，角度偏小，反之偏大。

(3)前又翹度。

前叉翹度指前管中心線和前輪軸之間的垂直距離。為提高自行車的的導向靈活性，一般取較小的值。

(4)上管長度。

從鞍立管接頭到前叉接頭的長度，角度較陡的賽車車架相應地使上管縮短了。這樣可使騎車者能下撲著雙手握住車把騎行，以減小風的阻力并增強腳踏的力量。

(5)轉距。

為了減少自行車的重量，提高運動性能，必須考慮盡量縮短輪距。前、后輪中心距的尺寸大小與傳動中心距有關，當傳動中心距較小時前、后輪中心距可取小一些，反之取大一點。

(6)后心距。

從保證車架的剛性和良好的加速性能出發，盡量縮短后心距。

根據創新性基本原理和思維活動方式中的發散思維，自行車傳動形式不局限于機械傳動，還有液動、氣動、磁動、電動等多種新型式。機械動力傳動的具體形式又有鏈傳動、帶傳動、軸傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、棘輪棘爪傳動，等等，可供設計者參考選擇。

鏈傳動是一種具有中間繞性件的非共轆嚙合傳動，一般分為動力驅動和運輸傳動兩種方式。有滾子鏈、齒形鏈、雙節距長環滾子鏈。自行車鏈條與相同節距規格的傳動用滾子鏈相比，寬度窄、重量輕、精度低、機械性能低，但價格便宜。

鏈條鏈輪傳動因為有其它傳動形式所無法比擬的優點而成為現代自行車傳動系統的主要表現形式。

鏈傳動和齒輪傳動都無彈性滑動，傳動比準確，傳動效率高。對要求轉速恒定的兩軸傳動和多軸傳動，采用鏈和齒輪都很適宜。鏈條對軸作用力較小，鏈預緊力比帶傳動小得多，減輕軸和軸承上的壓力，減小磨損。同時結構尺寸較緊湊，裝拆方便。

當然，鏈傳動也存在其無法克服的缺點。當空間限制要求有中心距小;瞬時傳動比要求恒定;傳動比大;轉速極高;噪聲要求小的時候，鏈傳動的使用性能不如齒輪傳動。當空間限制要求有中心距很長;轉速極高;無潤滑油，噪聲要求小的時候，鏈傳動的使用性能不如帶傳動。當要求運動連續光滑時，鏈傳動的使用性能不如軸傳動。

鏈的使用壽命受到鉸鏈磨損的限制。磨損使鏈節距增大，擺動速度不斷變化，工作中的銷軸和套筒之間的接觸中心幾乎不能形成流體動力潤滑油膜，且摩擦系數高，會出現局部粘著現象。為提高使用壽命和效率，需設置張緊裝置(張緊輪、張緊軌道)來補償由磨損引起的滾子鏈伸長。由于鏈傳動具有由多邊形效應引起的運轉不均勻性并產生沖擊力，傳動平穩性欠佳，因此，必須使鏈和鏈輪質量減小，鏈節距和鏈環長在充分利用鏈的強度條件下限制到最小值。

鏈輪齒形設計對提高傳動鏈條承載能力，實現共輛嚙合鏈傳動具有重要的作用。美國摩斯公司推出的鏈輪采用30度壓力角的漸開線齒形，形成hv鏈傳動專利產品，具有良好的高速性能，鏈輪最高轉速可達12000r/min，傳遞的最大功率可達4000kw。因此，針對配用鏈條的結構特點，按照鏈傳動的嚙合機理，研究鏈輪的齒形是鏈輪發展的一個重要領域。

非圓鏈輪技術近年來得到發展與運用。變速自行車采用非圓驅動鏈輪有助于減少自行車鏈輪大拐處在垂直位置時對傳動效率的不利影響，便于腿發力且節約運動距離。

自行車產品有其特殊性，它的結構既承擔物理功能，又直接體現外觀。它的個性化和其他產品相比較有一定的難度，但隨著技術的發展，這種產品的形式和內涵存在著變化的可能性，也具有一定的典型性和代表性。從1818年第一臺自行車誕生開始，它就沒停止過發展的腳步，至今已經有十幾類不同功能、造型的自行車。自行車用途的多樣化，和自行車部件接口的標準化，讓現代自行車的造型充滿了無數的可能性，每一種，甚至每一輛自行車都擁有自己獨特的個性。因此要研究自行車個性，需要從它的構件、使用情境，消費者的需求等方面入手，通過分析目標消費群體的消費心理，消費過程，找對自行車的受眾及個性化需求，才能提高競爭力。

影響消費者購買自行車的因素有很多，內部因素有消費者自身的個性，氣質，消費觀，外部因素有社會文化，生活環境，人口因素等等。消費者的動機、態度消費觀決定了自行車的種類;消費者的個性、氣質決定了自行車的風格;消費者的感觀尺度決定了自行車的效果尺度。分析自行車造型的個性化，要從兩方面入手。一是按消費者的動機需求劃分，這是根據自行車的使用情境進行分析;二是按自行車的造型和涂裝等風格劃分，這是根據目標消費人群的需求和個性進行分析。通過兩種分析結合，就可以對某一自行車的個性找到其目標消費群體，或者通過分析目標消費群體，確定他們樂意接受的自行車的個性風格。

中國屬十自行車消費大國，自行車曾經是國人眼里的“大件”商品。但在汽車文化盛行的今天，自行車逐漸失去了國人的關注。而八十年代后國外自行車產業的飛速發展，以及國內同行停滯不前，使得國產自行車水平漸漸與國際水平脫節，國內許多廠商面臨巨大的生存壓力。如何提高自行車的技術和質量，發展自行車產品的個性化，是國內自行車產業的當務之急。

[1]劉燦軍.實用傳感器.北京:國防工業出版社,?2004。

[2]何希才.傳感器及其應用.北京:國防工業出版社,2001。

[3]陳雪麗.單片機原理及接口技術.西安:化學工業出版社,2005。