1、5.5.1 18 8轮轴的秘密教学设计轮轴的秘密教学设计 【教材分析】【教材分析】 本课是在学生认识了杠杆的类型及作用之后， 进一步认识轮轴的作用。 本课按照知识的逻辑关系设计了两个活动。活动 1“杠杆和轮轴”目的是通过引导学生比较杠杆与轮轴的联系，认识什么是轮轴，初步感知轮轴的作用。活动 2“探秘轮轴的作用”目的是通过实验、观察等活动，指导学生认识轮轴的作用。应用与拓展“研究生活中的水龙头和阀门”目的是通过观察等活动，引导学生了解轮轴在生活中的应用；“制作神奇小魔盒”目的是通过设计、制作、实验等活动，指导学生认识轮轴装置中轮和轴的周长是不同的，培养学生的技术设计、技术实践能力，体现了科学与技
2、术、工程、数学、艺术的整合。通过本课学习，培养学生提出问题、作出假设、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价等科学探究能力；激发学生采用新的思路、新的方法、新的材料设计制作轮轴作品的兴趣； 帮助学生树立实事求是、 注重证据， 乐意与他人合作探究、 沟通交流，综合考虑大家意见、形成集体观点的科学态度。本课的重点是认识轮轴的作用。 【学情分析】【学情分析】 由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。轮轴是能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速。使用轮轴时，一般情况下作用在轮上的力和轴上的力的作用线都与轮和轴相切，因此，它们的力臂就是对应的轮半径和轴半径。当
3、动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆；动力作用在轴上，则轮轴为费力杠杆。轮和轴的半径相差越大越省力，但越费距离。日常生活中常见的辘轳、方向盘、手摇卷扬机等都是轮轴类机械。 轮轴在日常生活中用途很多，比如方向盘、螺丝刀等。因此，五年级学生对轮轴并不陌生，但他们缺乏对轮轴进行有目的的观察和研究，不清楚轮轴与杠杆的联系，不知道轮轴的作用。本课之前，学生已经认识了杠杆的含义、构成、类型及作用，这些都为学生进一步学习本课奠定了基础。 【教学目标】【教学目标】 科学知识科学知识 1能说出什么是轮轴。 2能归纳出轮轴的作用。 科学探究科学探究 1能从轮轴的结构与功能的角度提出可探究的科学问题。 2能从轮轴与杠杆
4、的联系中提出有针对性的假设。 3能通过观察、实验等方式获取轮轴的相关信息。 4能用科学语言、统计图表等方式记录整理轮轴的相关信息，表述探究结果。 5能运用分析、比较、归纳等方法得出实验结论。 6能对探究过程与结果作出反思与评价。 科学态度科学态度 1能对轮轴的作用表现出探究兴趣。 2能尊重实验结果，坚持以事实为依据，对实验结论作出判断。 3能与他人合作学习、交流沟通，综合考虑小组成员意见，形成集体的观点。 科学、技术、社会与环境（科学、技术、社会与环境（STSESTSE） 能说出轮轴在生活中的应用。 【教师准备】【教师准备】 教学课件、轮轴、测力计、钩码等。 【学生准备】【学生准备】 科学学生
5、活动手册、笔等。 【教学过程】【教学过程】 课时安排：建议安排课时安排：建议安排 1 1 课时。课时。 （一）创设情境，提出问题 1导入：生活中，我们用手转动门把手就能打开房门。转动门把手时，手握把手的不同位置，感觉用力的大小不同。 2提问：为什么用力大小会不同呢？ （二）观察比较，认识轮轴 1引导：这是石磨与汽车方向盘的工作示意图（出示动态图或模型），请你先观察石磨的工作过程，看一看石磨上木棍是怎样工作的，想一想石磨上的木棍是不是杠杆，它的支点、动力点和阻力点分别在什么位置？接着再观察汽车方向盘的工作过程，看一看方向盘又是怎样工作的，想一想方向盘与石磨有什么相同点。 2观察：学生在小组内进行
6、观察，并将观察的结果记录在科学学生活动手册第 22 页中。3汇报：指定小组代表汇报活动结果。教师巡视指导。 4讨论： （1）石磨上杠杆（木棍）是怎样工作的？ （2）汽车方向盘与石磨工作原理有哪些相同点？ （3）汽车方向盘可以给人们带来哪些便利？ 5 小结： 石磨上的木棍与汽车方向盘其实都是杠杆， 它们的工作方式相同，都是围绕一个轴进行转动。方向盘外侧的圆盘是轮，中心是轴。像方向盘一样由一个轮和轴组成的机械，叫做轮轴。轮轴是一种变形的杠杆。汽车方向盘使司机能较为轻松、便捷地控制汽车的方向。 （三）实验探究，认识作用 1提问：轮轴是一种变形的杠杆，杠杆能够省力或提高工作效率，轮轴有什么作用呢？ 2
7、假设：我认为轮轴可能有省力的作用。 3播放：轮轴实验方法的课件或视频。提示学生关注实验过程和方法。 4出示实验方法： （1）用测力计挂一定数量的钩码，垂直匀速提升一定高度，观察用力的大小。 （2）将相同数量的钩码挂在轮轴的轴上，测力计挂在轮轴的小轮上，拉动测力计，将钩码匀速提升至相同高度，观察用力的大小。 （3）将测力计挂在大轮上，重复第二步。 5 出示注意事项： 每个实验要做三次， 求其平均数； 测力计的使用要科学；小组成员要分工合作。 6实验：学生分组实验，并将观察到的结果记录在科学学生活动手册第 22 页中。 7汇报：指定学生汇报观察结果，其他学生进行补充和修正。 8讨论：通过各组的实验
8、数据，我们能得出什么结论？ 9小结：当动力作用在“轮”上，阻力作用在“轴”上时，使用轮轴能够省力， 而且在轴不变的情况下， 轮越大越省力； 同时， 轮轴能够改变用力的方向。 （四）应用知识，拓展延伸 1寻找生活中的轮轴。 （1）引导：（出示教材第 56 页生活物品的图片）找一找，在我们的生活中哪些地方用到了轮轴。 （2）交流：学生先在小组内交流，然后进行全班交流。 （3）小结：在生活中，轮轴的用途非常广泛，比如螺丝刀、扳手、健身器材、螺丝等。轮轴的使用，大大方便了人们的生产和生活。 2研究生活中的水龙头和阀门。 （1）引导： （出示教材第 56 页水龙头的图片）这些是生活中常见的水龙头或阀门。
9、想一想，这些水龙头或阀门有什么不同？分别适合用在什么地方？当工人师傅维修阀门时，如果用小扳手拧不动，可以用什么方法解决？ （2）交流：学生先在小组内交流，然后进行全班交流。 （3）小结：轮轴和阀门的结构和功能是不同的，因此它们的使用地方也不同，但它们都应用了轮轴原理。当工人师傅维修阀门用小扳手拧不动时，可以用长一点的扳手拧或在小扳手柄上套一个长一些的金属管，通过加长杠杆动力点到支点的距离，达到省力的目的。 3制作神奇小魔盒。 （1）引导：（出示小魔盒进行演示）这是一个神奇的小魔盒。用手从盒子的一端拉出 50 厘米的绳子，而另一端的小汽车才前进 10 厘米。猜一猜，小魔盒里面可能是什么结构？ （2）交流：学生在小组内进行交流，并设计制作方案。 （3）制作：学生根据教师提供的轮轴，选择合适的纸盒、线绳、小车模型等进行制作。 （4） 评价： 组织学生展示制作的神奇小魔盒， 并按照“精致美观而且省力”的标准进行评价。
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