1、第五单元4.轮轴教学设计【教学分析】在本课的教学中,教师应尽可能地提供真实的产品,如方向盘、辘轳组装作品,由扶到放地引导学生开展分析,使学生知道什么是轮轴,以及轮轴的作用,并认识到当轮带动轴转动时,轮越大轴越小就越省力。【教学目标】(1)知道轮轴是常见的简单机械,了解轮轴的类型,以及各种轮轴因结构不同而具有的不同作用。(2)通过阅读资料收集信息并提出关于轮轴作用的问题,基于轮轴的结构与功能提出有针对性的假设,通过实验搜集证据,运用比较与分类、归纳推理等思维方法分析数据得出结论,并通过演绎推理分析生活中的轮轴工具。(3)对事物的结构、功能、变化及相互关系产生科学探究的兴趣;能接受别人的批评意见,
2、反思、调整自己的探究;在进行多人合作时,愿意沟通交流,综合考虑小组各成员的意见,形成集体的观点。(4)了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力,技术的发展和应用影响着社会发展。【教学准备】(1)材料准备:生活中的轮轴:竹蜻蜓、水龙头、手摇转笔刀、圆规。 轮轴的作用实验:钩码、轮轴装置、线绳、测力计、记录单。(2)活动场地:教室。【教学过程】本课将按照科学探究的主要过程和要素进行组织:创设情境提出问题基于经验作出假设通过实验搜集证据分析数据得出结论迁移应用回归生活。 在科学探究的过程中,一方面要引导学生进行科学思维的参与,一方面要紧密联系学生的生活实际组织教学。 轮轴在生活中的具体应用事例
3、有很多,为理论联系实际提供了基础。(1)视频引入。师:我给大家带来一段视频,请你们仔细观看并思考:汽车是怎么实现转弯功能的? (视频内容为:司机在转动方向盘时,汽车的前轮也跟着转动起来)生 1:方向盘转动。生 2:方向盘转动,带动车轮转向。(设计意图:引导学生说出方向盘转动带动汽车转弯)师:(出示汽车的方向盘)这是汽车的方向盘。 观察并分析它是由哪几个主要部分组成的? 它们是谁带动着谁转动起来的?生 1:它主要由两部分组成。生 2:上面的部分是一个转盘,下面的部分是一个轴。师:这两个部分是连接在一起的吗?生:是连接在一起的,并且只要上面的盘转,下面的杆就跟着转。师:我们把这个握在手中的盘称为轮
4、,盘下面的传动杆称为轴。 这种由固定在一起的轮和轴组成的可以转动的简单机械称为轮轴。(2)提出问题。师:我们都知道汽车是很重的,一般的家用轿车也有一两吨重,而司机却能轻松自如地控制着汽车的方向行驶,这离不开方向盘的作用。 方向盘就是应用了轮轴这种简单机械的原理。 这里是谁带动谁运动的? 人们为什么在方向盘上应用轮轴的原理,有什么好处?(3)作出假设。生 1:方向盘是轮带动轴转动的。生 2:方向盘应该是省力的。生 3:我们同意。(设计意图:引导学生说出轮带动轴运动省力)(4)搜集证据。师:方向盘真的像同学们所说的那样有省力作用吗? 谁带动谁有省力作用呢? 为了便于我们研究,老师给你们制作了一份迷
5、你版的轮轴,就是把轮和轴都给缩小了,轮的直径为 8厘米,轴的长度为 4 厘米。 把它们组装在一起,就成了一个迷你版的轮轴。 你能找出哪部分相当于汽车方向盘的轮,哪部分相当于汽车方向盘的轴吗?生:直径 8 厘米的部分相当于轮,长度 4 厘米的部分相当于轴。师:我们要做轮带动轴运动是否有省力作用的实验,你们认为重物应该放在谁身上? 测力计挂在谁身上?生:重物挂在轴上,测力计挂在轮上。师:谁来和老师配合演示给其他同学看看?(设计意图:培养学生与他人合作的意识)师:我先来讲讲操作方法和注意事项。将棉线分别从轮和轴的一侧套在卡槽上,并且用胶固定好,安装时要将棉线分别绕在轮和轴的凹槽内。 轮和轴的绕线方向
6、要相反,避免出现“一顺边”的现象。将重物和测力计分别挂在棉线的环上。 测力时测力计应垂直于物体向上测得所用的力,这样得到的数据会更准确。这个实验操作起来有一定的困难,小组要分工明确,测力、绕线、记录都要有专人负责。 实验过程中要填写记录表,实验后汇报结果。(学生分组实验并汇报交流)(5)得出结论。师:我们来分析一下我们获得的数据,比一比,看看有什么发现?生:我们发现直接用手提起重物用的力比用轮轴提起重物用的力大。师:你们是怎么用轮轴提起重物的呢?生:是用轮带着轴转动提起的。师:这说明什么?生:说明用轮带动轴转动提起重物比直接用手提起重物省力。师:那么要是用轴带动轮转动提起重物呢? 有哪个组做了
7、这个实验?生 1:我们组做了这个实验,三次实验结果都是用轴带动轮提起重物时,所用的力都比直接用手提起重物所用的力大。生 2:这说明用轴带动轮转动提起重物比直接用手提起重物费力。师:能把我们的研究成果用一句话说一说吗?生:与直接提起重物相比,用轮带动轴提起重物省力,用轴带动轮费力。(6)拓展研究。师:有的汽车的方向盘设计得比较小,有的则设计得比较大,这是为什么呢? 大家猜一猜吧。生:我觉得是不是大汽车的方向盘设计得就大些。师:为什么呢?生:因为一般汽车越大就越重,所以要更省力才可以,方向盘越大越省力。师:你怎么知道的?生:我自己这样想的。师:我们再来通过实验看看是不是这样。 下面同学们分别利用直
8、径为 10 厘米、20 厘米的轮和长度为 4 厘米的同一根轴来进行实验并记录数据。(学生实验并汇报交流数据)师:说说你是按什么顺序收集数据的? 你发现了什么规律?生 1:我们组先测使用 20 厘米的轮,再测使用 10 厘米的轮,发现使用 20 厘米的轮时用的力小。生 2:我们组先测使用 10 厘米的轮,再测使用 20 厘米的轮,也发现使用 20 厘米的轮时用力小。师:这说明什么?生:轮越大越省力。师:应该是对于同样大小的轴,轮越大越省力。(7)迁移应用。师:想一想,在我们的生活中还有哪些地方应用到了轮轴?生:我见过有些水龙头的样子和方向盘很像,也是轮轴,还是省力轮轴。师:它的名字叫阀门。师:老
9、师这里有一些生活中的轮轴装置,请大家观察后分析,判断一下这些轮轴的类型和作用。生 1:螺丝刀在刀把上用力,是省力轮轴。生 2:风扇是由轴带动轮转动,是费力轮轴。生 3:【教学反思】如实地进行记录是实事求是科学精神的体现。 在科学探究的过程中,学生提出问题、作出假设及观察、描述、记录实验结果、分析数据、得出结论等活动过程,都可以通过实验记录单记录下来。 因此,在本节课的教学中,学生的活动记录单也是评价学生科学精神、科学态度,以及科学探究方法与技能的良好载体。【总结点评】(1)利用自制教具,解决教学重难点。本课教学将知识目标定位在帮学生理解轮轴是什么,以及它具有什么特点。 为了更好地帮助学生探究并
10、认识轮轴的作用,教师应设计并制作一些自制教具,例如汽车方向盘模型和不同直径大小的轮轴实验套材。 利用自制教具,学生可通过实验很清楚地认识到当轮带动轴运动时省力,并且对于同样大小的轴,轮越大越省力,从而很好地解决了教学重难点。(2)从生活引入,感知科学概念。教师在设计这节课时,让学生从实际生活中找到应用轮轴的地方,并播放一段驾驶员开汽车的视频,让学生知道汽车是靠方向盘实现转弯的。 教师利用自制的方向盘模型,让学生做模拟驾驶的活动,使学生在活动中感受汽车的方向盘相当于轮,而下面的传动轴相当于轴,知道它是由轮带动轴转动的机械,由此推想、认识轮轴有省力作用。 这样就将生活中看到的现象很好地迁移到课堂中了。 在探究轮轴的作用时,教师先出示一套轮轴材料,让学生们感知由轮带动轴省力,再给各小组出示直径不同的轮分别与同一根轴组装,经过多次实验,使学生发现由轮带动轴运动时轮越大越省力的特点。(3)以学生为主体,关注学生直观体验。在整个活动中,轮轴的作用等知识是学生在探究活动中亲自体验后自悟自得、自行获取的,实现了知识的真正内化,同时,在探究活动中,学生的观察能力、分析能力也得到了强化与提升。
