第一篇：優化設計報告

指導老師：姓

學

名：

號：目錄

一、無約束優化分析..................................3 1.2 運行過程......................................3

二、基于MATLAB的蝸輪蝸桿減速傳動的優化設計..........6 2.1 蝸輪蝸桿減速傳動裝置簡介......................6 2.2 蝸輪蝸桿減速傳動數學模型的建立................6 2.3 確定約束條件..................................7 2.3.1 確定幾何約束條件.........................7 2.3.2 性能約束條件.............................7 2.4 利用MATLAB優化編程與求解.....................8 2.5 MATLAB運行結果..............................10

三、報告總結.......................................12

一、無約束優化分析

1.1 目標函數

1.2 運行過程

編寫目標的m文件：

F?3?x1?4x2?sinx1?sinx2

調用函數fminunc：

繪制該函數的平面和空間等值線：

運行結果：

二、基于MATLAB的蝸輪蝸桿減速傳動的優化設計

2.1 蝸輪蝸桿減速傳動裝置簡介

由于蝸桿傳動具有諸多優點，結合數控回轉工作臺的工作要求，很多數控回轉工作臺的傳動系統采用可以消除蝸輪蝸桿的反向間隙、調整方法、裝配制造相對簡單的雙蝸桿傳動。數控回轉工作臺第二級采用雙蝸桿傳動。蝸桿蝸輪公稱傳動比i為50，由于蝸桿軸2和蝸桿軸5相錯，電動機轉動方向和蝸桿軸5轉動的方向相錯，選用一對相同的標準直齒圓錐齒輪6作為一級傳動，改變傳動方向，實現運動傳遞。

伺服電機1正反轉動分別帶動2、5兩個蝸桿實現對渦輪4的傳動，兩個蝸桿分別與渦輪的左右齒面接觸，盡量消除正反轉動間隙。蝸桿選用40Cr鋼，芯部調制、表面淬火，硬度為45-55HRC，加工精度為6級；渦輪材料選用ZCuSn10Pb1,金屬模制作。根據機械設計手冊查出渦輪的基本許用接觸應力[σH]’，再根據[σH]=KHN·[σH]’算出許用接觸應力值，同理可算出渦輪的許用彎曲應力[σF]，它們分別為[σH]=279MPa，[σF]=44.97MPa。

2.2 蝸輪蝸桿減速傳動數學模型的建立

因為渦輪材料為強度極限σB<300MPa的錫金銅，為節省較貴重的有色金屬材料，降低成本，宜以渦輪體積最小為目標建立目標函數。根據渦輪蝸桿結構設計的經驗公式，其目標函數可近似的表示為： F(X)???0.75m2(d1?2m)4[(50z1?2?62)?(50z1?6.4)2] z1?2則設計變量為：X?[x1,x2,x3]T?[z1,m,d1]T

2.3 確定約束條件 2.3.1 確定幾何約束條件

蝸輪齒數：1≤z1≤4,渦輪齒數：30≤50z1≤80,模數限制：2≤m≤10,蝸桿分度圓直徑限制：16≤d1≤160。

2.3.2 性能約束條件

渦輪齒面接觸強度約束：

KT2(5202)?m2d1?0 z2[?H]T2表示蝸輪輸出轉矩，大小為15萬N·mm；m為蝸輪蝸桿模數；z1為蝸桿頭數;z2為蝸輪齒數；d1為蝸桿分度圓直徑；K為載荷系數取值，K=KAKβKV=1.15×1×1.05=1.21；[σH]為渦輪齒面許用接觸應力，單位為MPa。代入相應參數化為：

1.21?150000?(520)2?m2d1?0

50z1?279b）渦輪齒根彎曲疲勞強度約束：

2KT2YF2?m2d1?0

z2[?F]cos?[σF]為渦輪的許用彎曲應力，單位為MPa;YF2為齒形系數，查機械設計手冊取2.66；λ為蝸桿導程角，tan??代入相應的參數為：

z1mz1?。qd12?1.21?150000?2.66?m2d1?0150z1?44.97? mz121?()d1C）蝸桿剛度的約束：

2T22T2tan20o2()?()50d1?0.750z1mm?0.9m?0.9m?50z??0 148?200000?[0.05(d1?2.4m)4]50數學模型化為標準形式 化為標準形式的數學模型：

minF(X)??4?0.75x2(x3?2x2)

2[(50x1?2?62)?(50x1?6.4)2] x1?2X?[x1,x2,x3]T?[z1,m,d1]T s.t.Gi(x)≤0

i=1,2,...,9

2.4 利用MATLAB優化編程與求解

首先編寫目標函數M文件myfun.m： function f=myfun(x)f=pi*0.75*x(2)^2*(x(3)+2*x(2))*((50*x(1)+2+6/(x(1)+2))^2-(50*x(1)-6.4)^2)/4;再編寫非線性約束函數M文件mycon.m： function[c,ceq]=mycon(x)c(1)=1.21*150000*520^2/(50*x(1)*279)^2-x(2)^2*x(3);c(2)=(2*1.21*150000*2.66)/(50*x(1)*44.97*(1/(1+x(1)^2*x(2)^2/x(3)^2)^0.5))-x(2)^2*x(3);c(3)=(((2*150000/50*x(3)*0.7)^2+(2*150000*0.36/50*x(1)*x(2))^2)^0.5)*0.9*x(2)*50*x(1)/(48*200000*...(0.05*(x(3)-2.4*x(2))^4))-x(2)/50;ceq=[];編寫腳本M文件，給出初始搜索值和線性約束，并調用優化程序： A=[1,0,0;-1,0,0;50,0,0;-50,0,0;0,1,0;0,-1,0;0,0,1;0,0,-1];b=[4;-1;80;-30;10;-2;90;-22.4];x0=[3,5,50];lb=[1,2,22.4];ub=[4,10,90];[x,fval,exitflag,output]=fmincon(@myfun,x0,A,b,[],[],lb,ub,@mycon)運行結果：

Active inequalities(to within options.TolCon = 1e-006):

lower

upper

ineqlin

ineqnonlin

x =

1.6000

2.0000

67.1750

fval =

2.6550e+005

exitflag =

output =

iterations: 24

funcCount: 175

lssteplength: 1

stepsize: 1.6022e-012

algorithm: 'medium-scale: SQP, Quasi-Newton, line-search'

firstorderopt: 5.9765e-009

constrviolation: 6.4233e-012

message: [1x834 char] 2.5 MATLAB運行結果

三、報告總結

通過對MATLAB軟件的進一步了解，對無約束和有約束案例分別進行了優化設計。在此過程中，鍛煉了自己的動手能力，也進一步的提高了自己學習的能力。通過不斷地鍛煉與學習，使自己不斷的進步，不斷地充實。

第二篇：優化設計（本站推薦）

合理利用科學趣味小實驗

摘要：

小學科學實驗較多，教師應優化實驗探究活動設計，積極利用與開發多種多樣的課程資源。引入趣味小實驗，更容易激發學生的探究熱情，有助于學生完成知識的建構，合理利用科學趣味小實驗，是提升學生的綜合素養，提高教學實效的重要策略。

關鍵詞：

優化設計 探究活動 趣味小實驗 教學實效

科學教師應立足于學生綜合素養的培養，科學合理地重組、整合、拓展教材，優化實驗探究活動設計，激發學生的探究興趣，提升探究能力。

1、游戲式探究活動能激發探究興趣

由于小學生的年齡特點，他們的學習興趣以一定的情境性為特征。教師應該從激發學生學習興趣出發，優化或重新設計一些探究活動，將探究活動游戲化，讓學生身心愉悅地在游戲式探究活動中獲得科學知識，培養能力，發展科學素養。

例如，三年級下冊“磁鐵有磁性”一課中，有一個“磁鐵能隔著物體吸鐵嗎”實驗，教材中的實驗讓學生用磁鐵隔著紙、布、塑料片 等物體吸鐵，從而得到實驗結論。筆者在教學時，將這個實驗設計成一個過關挑戰實驗。第一關：將回形針放在書本上，不接觸回形針，讓回形針自由運動。第二關：將回形針黏在一塊小泡沫上，放入一個裝水的燒杯中，讓回形針漂浮在燒杯中間，要求不接觸到水取出回形針。第三關：在回形針上系上一條線，手拿線的一端，要求不接觸回形針，讓回形針向上豎起來。這一關讓學生體會磁鐵能隔著空氣吸鐵，且磁鐵的磁力穿透是有一定距離的。

過三關的挑戰活動，能大大激發學生興趣，學生在挑戰活動中體會到磁鐵不僅能隔著上些固體吸鐵，還能隔著一些液體和氣體吸鐵。在實驗后的研討環節，筆者還讓學生隔著兩本書、三本書、四本書吸一吸、隔著裝水的大盆子吸漂浮在中間的回形針，讓學生進一步體會到磁鐵不是隔著所有的物體都能吸鐵，它的磁力穿透力是有一定限度的。通過這樣的優化設計，徹底改變了教材中枯燥單一的實驗形式。

2、主題式探究活動能豐富探究內涵

主題式探究活動就是把教材中幾個簡單實驗有機整合或深挖某個簡單實驗，設計成有一個明確研究主題的綜合性探究活動，旨在培養學生的實驗自主設計與操作能力、實驗數據與現象分析能力、語言表達能力、邏輯思維能力等綜合科學素養。

例如，在教科版六年級上冊“電磁鐵”一課中，教材編排了“制作鐵釘電磁鐵”和“鐵釘電磁鐵的南北極”兩個簡單實驗。筆者在教學中，重新整合了教材，以“電磁鐵和磁鐵有哪些相同點和不同點”為研究主題，讓學生開展自主式實驗活動。先復習磁鐵有哪些性質，然后引出電磁鐵并提問：和磁鐵相比，我們可以研究電磁鐵的什么呢？根據學生的回答概括出本節課的研究主題：電磁鐵和磁鐵有哪些相同點和不同點。然后學生對照磁鐵的性質開展電磁鐵性質的探究。學生在長達20分鐘的自主探究中，獲得了電磁鐵的豐富知識。在后面的研討環節，筆者重點對每個小組電磁鐵吸引回形針的數量和電磁鐵的南北極情況組織了討論：為什么每個小組的電磁鐵吸引回形針的數量不一樣？電磁鐵的磁力大小可能和哪些因素有關？為什么有的小組釘尖是南極，有的小組釘尖是北極？電磁鐵的南北極可能和哪些有關？由于學生有了的探究經歷，研討活動學生積極參與，說出了一些實驗發現與猜測，但筆者并沒有給予肯定回答，因為學生提出的這些假設和猜想正好可以作為下節課的研究問題進行深入探究。

在前面較長時間的實驗探究過程中，學生邊思考邊實驗，獲得了大量的實驗經歷與發現。通過后面的集中研討、梳理，去偽存真，學生的思維會發生碰撞，閃光出智慧的火花，這才是真正意義上的科學學習。

科學教材明確了教學目標與方向，為教師開展提供了有效素材，但教材中編排的實驗并不一定就是最優化設計，有的甚至還存在著一定的問題。教師只要立足學生綜合素養培養目標不動搖，有效利用身邊的材料，吃透教材編寫意圖，科學合理地優化探究活動設計，設計出具有真正探究意義的實驗活動，就能讓學生在科學學習中不斷成長。

除了充分利用小學教材里安排的實驗外，科學教師還應根據實際 情況，利用與開發多種多樣的課程資源，自行設計、補充一些趣味科學小實驗。所謂趣味小實驗一般是指適合小學生動手，較為安全、取材容易、成本低廉、趣味性高、操作性強、效果明顯，包含一定簡單科學原理的小實驗。在教學中，教師如果能恰當運用趣味小實驗，就能大大提高科學課堂的教學實效。

1、趣味實驗更容易激發學生的探究熱情

趣味小實驗因其本身顯著的特點，對小學生具有極強的吸引力，能迅速激發學生的好奇心。因此，將趣味性的小實驗穿插于課堂教學之中，可以快速地集中學生的注意力，引發學生濃厚的學習興趣和強烈的求知欲望，把學生迅速帶到學習科學的環境中。

例如，在學習四年級上冊“空氣中有什么”一課時，為了調動學生學習的興趣，讓學生對二氧化碳有直觀的認識，筆者引入了“可樂噴泉”這個趣味小實驗，由教師在教學的導入環節進行演示。將一只裝有5L可樂的瓶蓋擰開，放在塑料水槽中，而后將32粒曼妥思口香糖放在卷成的紙筒中并迅速倒進可樂瓶中。這時，大量的可樂溶液和二氧化碳氣體會從瓶口噴涌而出，形成10厘米左右的噴泉。剛開始，學生只是用疑惑的眼光看著筆者在擺弄各種物品，當他們看到噴涌而出的可樂時，他們躍躍欲試。這時，教師再因勢利導進行下面的教學效果就想而知了。

2、趣味實驗有助于學生完成知識的建構

建構主義學習理論認為，教學并不是把知識經驗從外部裝到學生的頭腦中，而是要引導學生從原有的經驗出發，建構起新的經驗。例如，在學習“研究透鏡”一課時，學生將學習光的折射知識。課前，學生對光折射的現象多少有些了解，但并不深刻。因此筆者引入“捉迷藏的硬幣”這一趣味小實驗來幫助學生完成這一知識的建構。先在玻璃杯底下放上一枚一元硬幣，然后在玻璃杯中平裝滿水，再把碟子放在上面。試一試，能否看到硬幣。然后，在硬幣上滴幾滴水將其再次放到玻璃杯底下，試試看能否看得見硬幣。學生通過分組實驗發現，只能看見滴過水的硬幣，而沒有滴過水的硬幣卻神奇般消失了。兩種截然不同的現象引發了學生思維的劇烈碰撞，大家熱烈地討論起來卻又不能給出合理解釋。在這一教學環節中，筆者借用趣味小實驗，有意創設沖突或矛盾的事件來引發學生的思維產生碰撞，使他們無法對某些新的發現進行合理解釋，從而產生不滿意的心理。

這時，筆者故意賣個關子，讓他們自己回家查閱資料尋找答案，下次上課時再來交流。帶著滿肚子的疑惑，學生通過各種方式想要揭開折射的謎底。在第二天的課堂上，各個小難踴躍發言，紛紛說出自己的見解，課堂氣氛異常活躍，大家的學習狀態都很投入。最后在教師的引導下，學生終于明白折射程序的差異是出現兩種不同現象的原因。在學習中，教師可以根據教材內容，恰當設計和引入一些趣味小實驗來充當“不一致的事件”，幫助學生自主探究，以建構科學知識，從而讓他們在“已有的經驗世界里找到新知識的生長點”。

3、趣味實驗能幫助學生樹立科學生活的態度

《科學課程標準》指出，應通過科學教育，使學生學會用科學的思維解決自身學習、日常生活中遇到的問題。因此，教師應注重將課 堂內的知識與生活實際相結合起來，培養學生的基本科學素養。而許多的趣味小實驗本身就來源于生活，通過趣味小實驗的演示和操作，學生不僅對課堂上的知識理解得更深刻，還能將課堂上的相關知識遷移運用到實際生活中去，從而達到學以致用、事半功倍的效果。

例如，在學習六年級“生態平衡”一課時，筆者引入了“雨水溶化建筑物”這個趣味小實驗。這是一個對比實驗。找兩只玻璃杯，一杯裝水，在外側貼上“中性”兩個字，一杯則在水中放一勺檸檬水并攪拌好，在外側貼上“酸性”；再取兩支粉筆，分別在上面刻上英文字母“S”；最后將兩支刻字的粉筆分別放入兩杯液體中。過一段時間后，倒出溶液并取出粉筆，學生會發現放入檸檬水中粉筆上，英文字母幾乎看不見，而放入清水中的粉筆上的英文字母依然清晰可見。從這個對比實驗中，學生可以清楚地感受到酸雨的腐蝕作用，在這個基礎上，教師再對其進行環境保護的教育就會水到渠成。他們學會了將課堂上知道的環保知識運用到日常生活中，去愛護我們的地球，逐步樹立起科學生活的態度。

實踐證明，科學趣味小實驗可操作性強，實驗效果明顯。在小學科學課堂教學中，恰當引入趣味小實驗，能充分激發學生對科學的好奇心，并在好奇心的驅動下，自覺進行科學知識的學習，從而愛科學、學科學、用科學。合理利用科學趣味小實驗，是提高科學課堂教學實效的重要策略。

參考文獻

1、中華人民共和國科學（3-6年級）課程標準（北京師范大學出版社 2003）

2、后藤道夫，讓孩子著迷的77*2個經典科學游戲（天津教育出版社 2003）

3、烏爾里克 伯格 77個令人驚訝的實驗（湖北少年兒童出版社 20

合理利用科學趣味小實驗 姓名：李如香

學校：江濱學校

科目：小學科學

日期：

2017，9，8

第三篇：《機械優化設計》課程實踐報告.doc

《機械優化設計》課程實踐

合肥工業大學 研究報告

班級：機設10-5 學號：20100523 姓名：吳亮宏 授課老師：王衛榮 日期：

2012年5月7日

一維搜索程序作業(0.618法)

a=2，b=6，d=0.00001 y=（x-4）*（x-4）-7 #include #include void main(){ float a,b,c=0.618,aa[3],y[3],d;scanf(“%f,%f,%f”,&a,&b,&d);aa[1]=b-c*(b-a);aa[2]=a+c*(b-a);

y[1]=(aa[1]-4)*(aa[1]-4)-7;

y[2]=(aa[2]-4)*(aa[2]-4)-7;

do{ if(y[1]>y[2])

{ a=aa[1];aa[1]=aa[2];y[1]=y[2];aa[2]=a+c*(b-a);

y[2]=(aa[2]-4)*(aa[2]-4)-7;

}

else

{ b=aa[2];aa[2]=aa[1];y[2]=y[1];aa[1]=b-c*(b-a);

y[1]=(aa[2]-4)*(aa[2]-4)-7;

}

}while(fabs((b-a)/b)>d);aa[0]=(a+b)/2;

y[0]=(aa[2]-4)*(aa[2]-4)-7;printf(“a*=%fn”,aa[0]);printf(“y=%fn”,y[0]);

}

2、單位矩陣程序作業

#include void main(){ inti,j,p ,n;printf(“please input a number”);

} scanf(“%d”,&n);for(i=0;i

{

if(i==j)p=1;else p=0;printf(“%2d”,p);if(j==n-1)printf(“n”);

}

3曲柄搖桿機構優化設計（約束隨機法）

課本P241例8-5 1程序文本

procedure ffx;//目標函數 var

p0,q0,T,PI,QE,D,AL,BT,QI:real;

K:integer;test:string;begin with form1.hfgd do

begin

NFX:=NFX+1;

p0:=arccos((sqr(1.0+X[1])-sqr(X[2])+25.0)/(10.0*(1.0+X[1])));

//φ0

q0:=arccos((sqr(1.0+X[1])-sqr(X[2])-25.0)/(10.0*X[2]));

//ψ0

T:=90.0/30.0*(3.1415926/180.0);//90度分30等分

FX:=0.0;

For K:=0 To 30 do;

//30次循環計算 begin

PI:=p0+K*T;//φ曲柄轉角

QE:=Q0+2.0*sqr(PI-p0)*2/(3.0*3.1415926);//理想輸出角

D:=SQRT(26.0-10.0*COS(pI));

//輔助線長度

AL:=ArcCos((D*D+X[2]*X[2]-X[1]*X[1])/(2.0*D*X[2]));//α角

BT:=arccos((D*D+24.0)/(10.0*D));//β角 IF((PI>=0.0)AND(PI<3.1415926))//ψ(i)實際輸出角 THEN

QI:=3.1415926-AL-BT ELSE

QI:=3.1415926-AL+BT;IF((K<>0)OR(K<>30))THEN

FX:=FX+sqr(QI-QE)*T //理想輸出角與實際輸出角曲線包圍面積 ELSE FX:=FX+sqr(QI-QE)*T/2.0;end;end;end;procedure ggx;//約束函數 begin with form1.hfgd do

begin GX[1]:=-X[1];GX[2]:=-X[2];GX[3]:=-(X[1]+X[2])+6.0;//3,4,5為曲柄存在條件 GX[4]:=-(X[2]+4.0)+X[1];GX[5]:=-(X[1]+4.0)+X[2];GX[6]:=-(1.4142*X[1]*X[2]-X[1]*X[1]-X[2]*X[2])-16.0;//6,7為傳動角條件

GX[7]:=-(X[1]*X[1]+X[2]*X[2]+1.4142*X[1]*X[2])+36.0;end;end;2輸入截圖

3結果

4工程實例

：制造一體積為200 m3長度不小于5m，不帶上蓋的箱盒，試確定箱盒的長x1，寬x2，高x3，使箱盒用料最省。（1）、設計變量的選擇與目標函數的建立 設計變量為箱盒的長x1，寬x2，高x3 本設計要求箱盒用料最省，故以箱盒的表面積為目標函數 F（x）=x1x2+2(x2x3+x1x3)（2）、約束條件

根據體積要求----x1x2x3=200 根據體積要求----x1>5 x2>0

x3>0 g1（x）=-x1-5≤0 g2（x）=-x2≤0 g3（x）=-x3≤0 g4（x）=x1x2x3-200.001 g4（x）=199.999-x1x2x3

（3）、選擇方法 約束隨機法（4）、文本程序

procedure ffx;//目標函數 begin with form1.hfgd do

begin fx:= x[1]*x[2]+2*(x[2]*x[3]+x[1]*x[3]);end;end;procedure ggx;//約束函數 begin with form1.hfgd do

begin gx[1]:=-x[1]+5;gx[2]:=-x[2];gx[3]:=-x[3];gx[4]:=x[1]*x[2]*x[3]-200.0001;gx[5]:=199.9999-x[1]*x[2]*x[3];end;end;

{procedurehhx;begin with form1.hfgd do

begin hx[1]:=x[1]*x[2]*x[3]-200;end;end;

} End.輸入截圖 結果截圖

5心得體會

這次對機械優化的學習，學生感受頗多。

通過上機實驗，我深深的感覺到機械優化設計是一門實踐性很強的課程，它考驗了我們的各種能力和素質。首先我們要有一定的編程能力，這樣才能把我們所要表達的以程序的形式表達出來。例如以c語言來編寫單位矩陣；其次就是對機械優化設計的一些算法如懲罰函數法的了解，這樣才能選擇合適的算法去解決問題，得出最優解；另外這也是對我們的靈活運用優化設計方法解決工程設計問題的能力的考驗。

在剛剛開始學習這門課程時，感覺這門課的數學味道好濃，感覺就是在講數學課。因為沒什么閱歷，這不清楚這門課程的應用性。慢慢講道后面，特別是聽過一些例題后，對于其在工程實際中的應用才有些感受。傳統的機械設計方法比較粗放，依賴于設計者的經驗，往往考慮到安全性等一些原因，而不得不犧牲一些性能和經濟性，這對設計產品是不利的。而優化設計將程序化的思想引入了設計工程，借助于計算機的計算，不斷優化設計結果，不僅設計結果更優，效率也更高。優化設計是工程設計的發展方向，傳統的依賴設計者經驗的設計方法已不能適應社會發展了。努力學習這門課，對于我們以后的發展非常有用。

這是我第一次使用delphi語言來編寫程序。由于自己在電腦方面的知識匱乏，所以用起來相當吃力。在調試程序的過程中，不斷嘗試，再用懲罰函數法處理小盒問題時，出現了四個錯誤，但就是不知道怎么改，于是就慢慢試，最后發現是自己的輸入表達出了問題。

通過這次計算機實驗，突然感覺其實程序是個挺好玩的東西。以前感覺語言啊，程序啊都是是一種很模糊的概念在我的腦海中，看到他們頭皮都發麻。所以昨晚剛剛開始時感覺什么都不懂，無從下手，都不知道怎么打開程序。程序真是一種神奇的東西吧，我想這也是我第一次體會到用程序的樂趣吧。當你用排除一個個錯誤后，最終程序順利運行，得出了結果。那在喜不自禁的感覺真是讓人很舒服。我喜歡這種小小的成就感。

在這門課的學習中，我被老師深厚的學術功力和風趣的教學方法所折服。本來覺得這門課挺枯燥的，可是在您的課堂上，卻歡聲不斷，這確實是老師的個人魅力。感學老師這些天來對我們的無私教誨，不僅教我們課本上的知識，還和我們交流您出國訪問的心得，這擴大了我的視野。還記得您在訪問日本的報告中還做了一首小詩，雖然不記得詩句，可還是被老師的人文素養所打動。在我們這些年輕人當中，已經很是見有人會作詩啦。作為一名工科學生，提高自己的人文素質也是同樣重要的。這就是我在做完試驗后的一些小小感想。謝謝王老師！

吳亮宏

20100523

2013 7

第四篇：《優化》教學設計

《優化》教學設計

【學習內容】

義務教育課程標準實驗教科書（北師大版）四年級下冊第81-82頁。

【學習目標的設置】

（一）設置學習目標的依據

1、基于標準的思考，是通過應用和反思，進一步理解所用的知識和方法，了解所學知識之間的聯系，獲得數學活動經驗，掌握數學思想、方法。

2、教材分析

《優化》這節課是義務教育課程標準實驗教科書（北師大版）四年級下冊“數學好玩”中的第三節課。本節課以“沏茶”和“烙餅”的生活素材為背景，鼓勵學生嘗試在解決問題的多種方案中尋找最優方案。關于“沏茶”，教科書提出了三個問題：問題1是讓學生嘗試解決沏茶如何省時的問題；問題2是通過對可以同時來做的事情的探討，引導學生優化

程序節省時間；問題3是通過計算不同程序所需的時間，進一步體會優化的思想。“烙餅”，教科書也提出了3個問題：問題1是讓學生嘗試解決如何盡快吃上餅的問題；問題2是通過解讀媽媽的做法，理解學習難度較大的方法；問題3是運用方法繼續解決數量較多的烙餅問題。

3、學情分析

這部分知識對學生來說是比較抽象、不易理解的，雖然學生在生活中接觸過沏茶、烙餅，但對于烙餅問題而言，缺乏實際經驗。但是四年級的孩子已經有了一定的解決問題的能力和基礎，所以，在本節課中，我設計了演繹、觀察、獨立思考、合作交流、對比等方法，有直觀到抽象，幫助學生理解問題，找到解決問題的不同策略，并從中選出最優方案，提高優化意識。

（二）學習目標：

1、經歷解決沏茶、烙餅問題的過程中，初步體會運籌思想在解決問題中 的應用。

2、嘗試從優化的角度在解決問題的多種方案中尋找最合理的方案，培養學生分析問題、解決問題的能力。

3、使學生在自主探索、合作交流中積累數學活動的經驗，感受數學在日常生活中的廣泛應用，培養學生的應用意識和合理安排時間的好習慣。

【學習重、難點】

重點：嘗試合理安排時間的過程，體會合理安排時間的重要性。

難點：掌握合理安排時間的方法。

【學習過程】

（一）創設情境，引入新知。

老師這兒有一個好玩兒的腦筋急轉彎，比一比，看誰最善于思考：一個人吃一個蘋果用5分鐘，那十個人吃十個蘋果要用幾分鐘呢？（設計意圖：從學生已有的生活經驗出發，設計了“吃蘋果”這樣一個學生常見的問題情境，讓學生感受到生活中蘊涵著數學知識，拉近數學與生活的距離，從而激發學生學習的興趣，調動學生學習的積極性。）

（二）初步探究，感悟體會

同學們會沏茶嗎？誰來說說怎么沏茶？

1、問題一：

淘氣想為媽媽沏杯茶，請同學們認真看一看，淘氣沏茶要做的事情有哪些？

（設計意圖：通過看圖，培養學生讀取信息的能力。讓學生更好地了解沏茶的各項工作，以利于學生最優方案的探索。）

2、問題二：

（1）做事情要按一定的順序，沏茶的這些工作，哪些要先做？哪些要后做？

（2）按照這樣的順序，一項一項的來做，需要多長時間？怎么計算？

（設計意圖：通過這個問題，使學生進一步明確沏茶的流程，一項一項的完成。沒有節省時間，進而，促使學生發現有些事能同時做，就省時了。）

3、問題三：

要燒水為媽媽沏茶，怎樣安排可以節省時間呢？

1、請同學們先自己想一想，也可以動手寫一寫、畫一畫，2、然后和同桌交流各自的想法。

3、匯報：

從沏茶這個問題中，你得到什么啟示？

（設計意圖：旨在引發學生對沏茶這件事的回顧與反思，在此過程中，明確如何用優化來解決生活中的實際問題。）

小結：

看來，要完成沏茶這件事，不僅要考慮做事的先后順序，還要考慮哪些事是可以同時來做的，通過合理安排，就能節省時間了！像這樣，在眾多的方案中尋找最佳方案，也就是我們這節課要研究的內容——優化。（板書：優化）

第五篇：如何優化課堂作業設計

如何優化語文課堂作業設計

縣城學區南嶺中心小學 王淑雙

?教育無小事，處處皆細節，而細節往往決定成敗。?這句話我覺得對于語文課堂作業設計很受用，如果我們語文教師在臨考前還是按照慣例一味地搞什么題海戰術，我想疲憊的不僅是學生，自己，更有最后內心的迷惑，內心的真正疲憊！所以，結合我們應該在平時的教學中精心設計課堂作業，抓全知識點，要本著查漏補缺，宜深不宜淺，宜精不宜粗，宜全不宜窄的原則。達到最優化。具體可以從以下幾個方面進行設計：

1.字的題型設計。

①生字的處理。

教師們半年來就生詞的復習花了不知多少遍力氣，功夫已經用到了極致，可談及收獲，學生往往越應會寫的越寫錯，真氣人呀！實際上，我卻常常覺得我們錯就在在書寫上用的功夫太多了，而沒有遵循老祖宗最寶貴的創造文字是凝結的全部心血和智慧——即造字的規律---先想義，再定形，最后才出字的呀！舉一個例子，如?杳無音信?的?杳?字，記得有一次期末考試出現了這個字，很多老師都抱怨這個字是二類字，學生能會寫嗎？可我們班學生連差生都寫對了，原因是我在教二類字時也是先領著學生理解字義，并讓他們自編怎樣記住這個字，結果有的學生編了?有一個人在樹下等了幾日，還是沒等到。?這樣一編我想學生永遠都不會忘記的。再如?孝順?的?孝?字，聽了于丹講的說文解字后，我豁然開朗，如果我們在教學生這個字時先講一講字義，學生永遠不會寫錯的，沒準還會始終做一個孝順的人。她講?孝?字時說?土字斜來一筆，意思說這個人哪，快要土沒脖子了，這時誰在支撐著他的生命，誰該盡孝了，兒子。?再如?炙

烤?的?炙?是?把生肉放在火上烤?，?貧窮?的?貧?一個貝（古代最早的貨幣單位）還要分開花，豈不和土話說的?一分錢還要掰開花?一樣太窮了，怎么樣，如果我們教學時多動動腦筋，少罰學生，罵學生，不但事半功倍，而且還會和學生一起享受學習中國文字的無窮樂趣呢！

②我覺得教師往往易忽略同音字、多音字。

例子：jun竣工的竣，出：（）俏（）馬險（）?鑒?別的?鑒? 出：實（）水花四（）寶（）軍（）貧（）（）康

Shi()言擦（）消（）（）好修（）（）察

③多音字

例子：給下面的?得?注音，并釋義。

1.?不入虎穴，焉得虎子?中?得?的讀音是,意思是。

2.?乘坐磁懸浮，超過1.2米得買全票。?一句中的?得?的讀音是，意思是。

３.?我開門舒服得‘啊啊’大叫了起來?一句中?得?的讀音是，在句子中的作用是。

④一字多義，可以設計給出字的意思，讓學生結合語境對號入座。例如?深?去年小考題目。

⑤形近字組詞。今年小考就出到了，可以結合每一課后的字挑典型讓學生訓練。

⑥改錯別字。

2.詞的題型設計。

備課時注重挖掘如何引導學生體會重點的，學生難理解的詞語的含義，且要讓學生在語言環境中理解透徹，學生才會用這些詞，而不至于一變一點出題路子，學生就如?丈二和尚摸不著頭腦?比如去年李主任出的聯考卷中?忙于采集的蜜蜂無暇在前?許多學生看著?高談闊論?這個詞愣是填成了別的。再如用?飽經風霜?說一句話，90%的學生都沒有描寫對，說明他們不明白?飽經風霜?如果教師在教學中在這個詞上做一做文章，結果將大不相同。比如可以讓學生先讀文中描寫車夫外貌的句子試著理解，然后找一些歷盡坎坷和生活磨難的老人圖片讓學生觀察描述，學生對此詞的意思就會非常清楚，而且不會忘記。這使我不由得想起名師們講?絡腮胡子?這個詞，沒有走很多教師通常走的老路，直接告訴學生什么叫絡腮胡子，而是出示了恩格斯的最有說服力的，最有解釋權的滿臉絡腮胡子的圖片，學生霎時明白了什么叫?絡腮胡子?，所以，我常常在想，通往教學成功的路應該是勤奮的智慧者，如果只勤，不慧，那么換來的也許只有煩和累了！

同時還要善于挖掘課文中能進行語言訓練點的詞語。例：《長城》?單看這數不清的條石?中?單看?如《秋天的懷念》中?看到窗外飄落的樹葉，母親便擋在窗前。?中的?擋?，《我的戰友邱少云》中的?看看時間，從發起沖鋒到戰斗結束，才二十分鐘。?和?烈火在他身上燒了半個多種頭才漸漸地熄滅。?中的兩個?才?字。每篇文章這樣的敏感可生成訓練點的詞語都有，如果，每一課都能捕捉到，即便挖掘到一兩個，也對學生語感的培養和提高很有幫助。

聯系上下文理解詞語；體會語言環境中重點詞語的作用；解釋成語中加點的字，在具體的語境中填充或選擇適當的成語；近義詞選詞填空，教研室卷子中每單元都設計，我們不能忽略，考試題也總涉及。

3.句子的題型設計

①.備課時把握好重難點語句，力爭引導學生學生充分地理解，感悟，朗讀，以達到夯實的目的。

②設計聯系上下文理解語句的含義，體會在語言環境中的表達作用，尤其是一些在課堂上因時間原因未能處理的語句，又很重要，應該利用做訓練題時設計到，及時地檢測學生的反饋情況以便及時地再講解或鞏固。講過的再訓練一下，也有助于檢測和鞏固學生的掌握情況。

③仿寫語句。

例子：注重捕捉適合進行仿寫的語句，如：課文中有一些排比句式，比喻和擬人句都是考試時易出的題目。；詩句的理解訓練題，教學時到位

首先復習句子時對學生要求應高一些，不能只停留在會補充上下句，更應該讓學生學會在語境中運用句子的能力，李主任談到測句子重在測試與教材相關的句子，或者與生活聯系密切的句子。

如：從這幅對聯中我知道了讀書猶如登山渡海，不刻苦勤奮是不行的。

④結合考試時易出的一些句式訓練，平時就要有意識地進行歸納、整理、練習，不僅復習文章的，還應復習閱讀鏈接、采蜜集、資料夾中的重點句子，還可能出現跟教材內容相關的詩詞名句（如離別的、贊美的等）還有對于句式的復習也不容忽視，如修改病句題，現在的三年級語文試卷中已經出現，該人稱、句式題目四年級也已出現；再如教師們平時不太重視的口語交際題目，都應適當進行一下訓練。

4.閱讀理解題目的復習。

閱讀訓練題目既考查基礎知識，更側重能力，是決定學生成績是否優秀的關鍵，我個人認為學生易失分的點主要表現在：

①結合語境理解課文詞語，50%的學生不會方法，不能聯系上下文寫出該詞語在文中的具體意思；②是理解句子含義只停留在理解句子的表層意思，不能深入句子內核體會作者要表達得主要情感；③是概括主要內容題目，80%的學生易失分，究其原因是歸納概括能力較差，不能抓住主要方面進行概括。④易失分的是談感受題，學生往往不能充分聯系實際來談，只談得淺嘗輒止，導致不能完全得分。

5.習作的題型設計。

首先平時就要有意識地結合各種習作考點，進行形式多樣的訓練，如看圖寫話、續寫、改寫、讀后感等題目都應進行一下訓練，尤其學生格式上和內容上的易出現的不正確和抓不住重點，改變原意等錯誤應進行必要地指導；其次是學生易犯的不分段，不加標點等容易大比分失分的方面，應再強調或個別輔導；最后是普遍存在的易失分方面，即學生書寫較亂，使油筆寫字的同學幾乎占了90%，很大程度上影響了得分，還有亂涂抹等現象。最后是要選準鏈接點，經常練，練經常，而且注意激勵語言的使用，使學生的習作經歷了一個由沒話說，到想說話，再到話很多的過程，平時功夫下到了，考試自然作文失不了什么分數。

6.聽力訓練的設計。

平時可以一般選取的是300字左右的短文，主要從考察學生能聽懂，能抓住要點，聽明白作者的主要觀點幾個方面設計相應的練習題目進行有針對性的練習。