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,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:①生活中的轮轴:竹蜻蜓、水龙头、手摇转笔刀、圆规。
②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,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
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
厘米的部分相当于轮,长度
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。
①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。
轮和轴的绕线方向要相反,避免出现“一顺边”的现象。
②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。
③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径为
厘米、20
厘米的轮和长度为
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
厘米的轮,再测使用
厘米的轮,发现使用
厘米的轮时用的力小。
生
2:我们组先测使用
厘米的轮,再测使用
厘米的轮,也发现使用
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。
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