資源簡介

五年級教學設計
年 級 五年級 學 科 科學 備課時間 5.1
課 題 18輪軸的秘密 主備教師 審核教師
單元主題 簡單機械
單元 解讀 本單元屬于技術與工程領域的內容。本單元是在中年級學生認識了使用工具可以更加精確、便利和快捷之后，進一步引領學生認識杠桿、滑輪、輪軸、斜面等常見的簡單機械。 本單元通過觀察、實驗、閱讀、案例分析等活動，引導學生先認識杠桿類簡單機械（杠桿、輪軸、滑輪）的作用及原理，再認識斜面類簡單機械（斜面、螺旋）的作用與原理，最后認識簡單機械的組合－機器（自行車）的結構和作用，使學生意識到人們的生活離不開各種工具，工具是一種物化的技術，是人的力量的一種拓展。
課 標 要 求 2022版科學課程總目標旨在培養學生的核心素養，為學生的終身發展奠定基礎。要求學生掌握基本的科學知識，形成初步的科學觀念；掌握基本的思維方法，具有初步的科學思維能力；掌握基本的科學方法，具有初步的探究實踐能力；樹立基本的科學態度，具有正確的價值觀和社會責任感。 內容要求： 本課的重點是認識輪軸的作用。
教 材 分 析 本課是在學生認識了杠桿的類型及作用之后，進一步認識輪軸的作用。本課按照知識的邏輯關系設計了兩個活動。活動1“杠桿和輪軸”目的是通過引導學生比較杠桿與輪軸的聯系，認識什么是輪軸，初步感知輪軸的作用。活動2“探秘輪軸的作用”目的是通過實驗、觀察等活動，指導學生認識輪軸的作用。應用與拓展“研究生活中的水龍頭和閥門”目的是通過觀察等活動，引導學生了解輪軸在生活中的應用;“制作神奇小魔盒”目的是通過設計、制作、實驗等活動，指導學生認識輪軸裝置中輪和軸的周長是不同的，培養學生的技術設計、技術實踐能力，體現了科學與技術、工程、數學、藝術的整合。
學 情 分 析 輪軸在日常生活中用途很多，比如方向盤、螺絲刀等。因此，五年級學生對輪軸并不陌生，但他們缺乏對輪軸進行有目的的觀察和研究，不清楚輪軸與杠桿的聯系，不知道輪軸的作用。本課之前，學生已經認識了杠桿的含義、構成、類型及作用，這些都為學生進一步學習本課奠定了基礎。
教 學 目 標 科學知識 1．能說出什么是輪軸。 2．能歸納出輪軸的作用。 科學探究 1．能從輪軸的結構與功能的角度提出可探究的科學問題。 2．能從輪軸與杠桿的聯系中提出有針對性的假設。 3．能通過觀察、實驗等方式獲取輪軸的相關信息。 4．能用科學語言、統計圖表等方式記錄整理輪軸的相關信息，表述探究結果。 5．能運用分析、比較、歸納等方法得出實驗結論。 6．能對探究過程與結果作出反思與評價。 科學態度 1．能對輪軸的作用表現出探究興趣。 2．能尊重實驗結果，堅持以事實為依據，對實驗結論作出判斷。 3．能與他人合作學習、交流溝通，綜合考慮小組成員意見，形成集體的觀點。 科學、技術、社會與環境（STSE） 能說出輪軸在生活中的應用。
重難點 分析 重點：通過實驗了解輪軸作用和輪的大小對輪軸作用的影響。 難點：輪的大小對輪軸作用的影響。
預 學 任 務 單 任務一：通讀本課內容，對本節課的內容有大致了解。 任務二：預習課本內容，收集輪軸在生活中的應用。
教 學 過 程 （一）創設情境，提出問題 1．導入：生活中，我們用手轉動門把手就能打開房門。轉動門把手時，手握把手的不同位置，感覺用力的大小不同。 2．提問：為什么用力大小會不同呢？ （二）觀察比較，認識輪軸 1．引導：這是石磨與汽車方向盤的工作示意圖（出示動態圖或模型），請你先觀察石磨的工作過程，看一看石磨上木棍是怎樣工作的，想一想石磨上的木棍是不是杠桿，它的支點、動力點和阻力點分別在什么位置？接著再觀察汽車方向盤的工作過程，看一看方向盤又是怎樣工作的，想一想方向盤與石磨有什么相同點。 2．觀察：學生在小組內進行觀察，并將觀察的結果記錄在《科學學生活動手冊》第22頁中。3．匯報：指定小組代表匯報活動結果。教師巡視指導。 4．討論： （1）石磨上杠桿（木棍）是怎樣工作的？ （2）汽車方向盤與石磨工作原理有哪些相同點？ （3）汽車方向盤可以給人們帶來哪些便利？ 5．小結：石磨上的木棍與汽車方向盤其實都是杠桿，它們的工作方式相同，都是圍繞一個軸進行轉動。方向盤外側的圓盤是輪，中心是軸。像方向盤一樣由一個輪和軸組成的機械，叫做輪軸。輪軸是一種變形的杠桿。汽車方向盤使司機能較為輕松、便捷地控制汽車的方向。 （三）實驗探究，認識作用 1．提問：輪軸是一種變形的杠桿，杠桿能夠省力或提高工作效率，輪軸有什么作用呢？ 2．假設：我認為輪軸可能有省力的作用。 3．播放：輪軸實驗方法的課件或視頻。提示學生關注實驗過程和方法。 4．出示實驗方法： （1）用測力計掛一定數量的鉤碼，垂直勻速提升一定高度，觀察用力的大小。 （2）將相同數量的鉤碼掛在輪軸的軸上，測力計掛在輪軸的小輪上，拉動測力計，將鉤碼勻速提升至相同高度，觀察用力的大小。 （3）將測力計掛在大輪上，重復第二步。 5．出示注意事項：每個實驗要做三次，求其平均數；測力計的使用要科學；小組成員要分工合作。 6．實驗：學生分組實驗，并將觀察到的結果記錄在《科學學生活動手冊》第22頁中。 7．匯報：指定學生匯報觀察結果，其他學生進行補充和修正。 8．討論：通過各組的實驗數據，我們能得出什么結論？ 9．小結：當動力作用在“輪”上，阻力作用在“軸”上時，使用輪軸能夠省力，而且在軸不變的情況下，輪越大越省力；同時，輪軸能夠改變用力的方向。 （四）應用知識，拓展延伸 1．尋找生活中的輪軸。 （1）引導：（出示教材第56頁生活物品的圖片）找一找，在我們的生活中哪些地方用到了輪軸。 （2）交流：學生先在小組內交流，然后進行全班交流。 （3）小結：在生活中，輪軸的用途非常廣泛，比如螺絲刀、扳手、健身器材、螺絲等。輪軸的使用，大大方便了人們的生產和生活。 2．研究生活中的水龍頭和閥門。 （1）引導：（出示教材第56頁水龍頭的圖片）這些是生活中常見的水龍頭或閥門。想一想，這些水龍頭或閥門有什么不同？分別適合用在什么地方？當工人師傅維修閥門時，如果用小扳手擰不動，可以用什么方法解決？ （2）交流：學生先在小組內交流，然后進行全班交流。 （3）小結：輪軸和閥門的結構和功能是不同的，因此它們的使用地方也不同，但它們都應用了輪軸原理。當工人師傅維修閥門用小扳手擰不動時，可以用長一點的扳手擰或在小扳手柄上套一個長一些的金屬管，通過加長杠桿動力點到支點的距離，達到省力的目的。 3．制作神奇小魔盒。 （1）引導：（出示小魔盒進行演示）這是一個神奇的小魔盒。用手從盒子的一端拉出50厘米的繩子，而另一端的小汽車才前進10厘米。猜一猜，小魔盒里面可能是什么結構？ （2）交流：學生在小組內進行交流，并設計制作方案。 （3）制作：學生根據教師提供的輪軸，選擇合適的紙盒、線繩、小車模型等進行制作。 （4）評價：組織學生展示制作的神奇小魔盒，并按照“精致美觀而且省力”的標準進行評價。
板書 設計 輪軸的秘密 像方向盤一樣由一個輪和軸組成的機械，叫做輪軸。 輪軸是一種變形的杠桿。
教學 反思 本課教學“輪軸”的秘密，對同學而言，輪軸雖是一個新的簡單機械知識，但生活中的應用卻相當廣泛，在教學中，要努力喚起同學潛意識的蘇醒，今后會去關注生活中更多蘊含著科學道理的事物和現象。本課的教學難點在于“研究輪軸作用”、“輪的大小對輪軸作用的影響”兩組實驗。為什么難 一難在資料，二難在操作。最后，讓同學例舉生活中應用了輪軸的現象，同學能說出很多很多，除了書中的還提到了:鑰匙、電扇開關等等，開紅酒的開瓶器等等。充沛體會到了生活中的機械應用無處不在，機械的應用給人們的生活帶來了極大的便利。此課教學，也更使我感覺到科學課的資料準備很重要，課前教師自身的操作體會很重要。
基 礎 性 作 業 1.像方向盤這樣，由一個（ ）和（ ）組成的機械，叫做（ ）。 2.在輪軸的（ ）用力能夠省力，輪越（ ）越（ ）力。 3.生活中，常見的輪軸有（ ）等。 通過練習加深對輪軸相關知識的理解 2分鐘
拓 展 性 作 業 1.下列機械中屬于輪軸的是（ ） 天平 剪刀 扳手 2.下列機械中屬于杠桿的是（ ） 剪刀 螺絲刀 方向盤 3.輪軸的輪越大越省力。 （ ） 輪軸用力在輪上才能省力。 （ ） 在使用螺絲刀時，拿在柄上要比拿在刀尖上更省力 （ ） 進一步考察學生對輪軸知識深入理解。 20 分鐘

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