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(共14張PPT)
蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第四單元 擰螺絲的學(xué)問(wèn)
14. 擰螺絲的學(xué)問(wèn)
認(rèn)識(shí)輪軸
有請(qǐng)班級(jí)里個(gè)頭最大的同學(xué)和個(gè)頭小的同學(xué)比賽轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶，個(gè)頭大的同學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶口，個(gè)頭小的同學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶底部，兩者朝著不同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。大家猜一猜誰(shuí)能獲勝？
“趣味比賽規(guī)則”
觀察三者的相同之處
認(rèn)識(shí)輪軸
觀察桶裝水瓶、螺絲刀方向盤(pán)有什么相同之處呢？
觀察螺絲刀和方向盤(pán)的相同之處
認(rèn)識(shí)輪軸
像螺絲刀、汽車(chē)方向盤(pán)這樣，輪和軸固定在一起，輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置叫作輪軸。
輪
軸
輪
軸
找一找，這些物品中哪一部分是輪，哪一部分是軸？
認(rèn)識(shí)輪軸
削筆刀
門(mén)把手
水龍頭
輪軸的作用
比較用兩種螺絲刀擰螺絲時(shí)的用力情況
依次用螺絲刀桿和套有螺絲刀把套的螺絲刀，分別擰兩個(gè)型號(hào)相同的螺絲。親身感受一下，看你們有沒(méi)有新發(fā)現(xiàn)？開(kāi)始動(dòng)手吧。
輪軸的作用
研究輪軸在什么情況下更省力
實(shí)驗(yàn)步驟：
1. 在軸上掛一定數(shù)量的鉤碼。
　　2. 觀察在輪上掛多少個(gè)鉤碼，才能使輪軸平衡。
　　3. 保持軸上鉤碼個(gè)數(shù)不變，換更大的輪，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 2。
溫馨提示：輪上繞線方向應(yīng)與軸上繞線方向相反。
輪軸的作用
實(shí)驗(yàn)記錄單
輪軸要達(dá)到平衡狀態(tài)，在軸上懸掛4個(gè)勾碼時(shí)，分別需在小輪和大輪上懸掛多少個(gè)勾碼？
軸上鉤碼的個(gè)數(shù) 小輪上鉤碼的個(gè)數(shù)
4
4
4
軸上鉤碼的個(gè)數(shù) 大輪上鉤碼的個(gè)數(shù)
4
4
4
結(jié)論1：
結(jié)論2：
在輪上用力時(shí)，使用輪軸是省力的。
保持軸不變，輪軸的輪越大越省力。
輪軸的作用
想一想：是在輪上用力省力，還是在軸上用力省力？
輪軸的應(yīng)用
使用下圖中的各種用具時(shí)，哪些是在輪上用力？哪些是在軸上用力？
輪軸的應(yīng)用
舉例說(shuō)明在軸上用力的輪軸有什么好處？
輪軸的應(yīng)用
　 在明末清初科學(xué)家宋應(yīng)星所著的《天工開(kāi)物》中，記載了我國(guó)古代輪軸使用方面的許多發(fā)明創(chuàng)造，如筒車(chē)、轆轤（lù lu）、飏（yáng）扇、翻車(chē)等工具，這些發(fā)明極大地提高了生產(chǎn)勞動(dòng)的效率。直到現(xiàn)在，有些工具仍然在使用。
課堂練習(xí)
1、有一個(gè)（　）固定在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的（?。┥系臋C(jī)械叫（　?。?。
2、在輪上用力時(shí)，輪軸有（　?。┑淖饔谩?br/>輪
軸
輪軸
省力
3、在軸相同的情況下，輪軸上的輪（　　 ）越（　　）
。
4、利用輪軸原理的工具有（　　　 ）、（　　　 ）、（　　　 ）、（　　　 ）等。
越大
省力
螺絲刀
方向盤(pán)
水龍頭
門(mén)把手
輪軸的應(yīng)用
內(nèi)六角扳手也是一種輪軸工具。課后思考一下，在擰內(nèi)六角螺絲時(shí)，怎樣做更省力？為什么？14．?dāng)Q螺絲的學(xué)問(wèn)
【課標(biāo)落實(shí)】
1．本單元通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)操作、體驗(yàn)、設(shè)計(jì)等活動(dòng)，落實(shí)《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》高年段的課程目標(biāo)。
科學(xué)知識(shí)：
了解技術(shù)是人們改造周?chē)h(huán)境的方法，是人類(lèi)能力的延伸，工程是依據(jù)科學(xué)原理設(shè)計(jì)和制造物品、解決技術(shù)應(yīng)用的難題、創(chuàng)造豐富多彩的人工世界的一系列活動(dòng)。
了解科學(xué)技術(shù)推動(dòng)著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展和文明進(jìn)程。
科學(xué)探究：
能基于所學(xué)的知識(shí)，從事物的結(jié)構(gòu)功能、變化及相互關(guān)系等角度提出可探究的科學(xué)問(wèn)題。
能基于所學(xué)的知識(shí)，從事物的結(jié)構(gòu)功能、變化及相互關(guān)系等角度提出有針對(duì)性的假設(shè)，
并能說(shuō)明假設(shè)的依據(jù)。
能基于所學(xué)的知識(shí)，制訂比較完整的探究計(jì)劃，初步具備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力和控制變量的意識(shí)，并能設(shè)計(jì)單一變量的實(shí)驗(yàn)方案。
能基于所學(xué)的知識(shí)，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信息。
科學(xué)態(tài)度：
表現(xiàn)出對(duì)事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系進(jìn)行科學(xué)探究的興趣。
在尊重證據(jù)的前提下，堅(jiān)持正確的觀點(diǎn)；當(dāng)多人觀察、實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)不一致時(shí)，不急于下結(jié)論而是分析原因，再次觀察、實(shí)驗(yàn)，以事實(shí)為依據(jù)作出判斷。
能大膽質(zhì)疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法利用新的材料，完成探究、設(shè)計(jì)與制作培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
能接受別人的批評(píng)意見(jiàn)，反思、調(diào)整自己的探究；在進(jìn)行多人合作時(shí)，愿意溝通交流，綜合考慮小組各成員的意見(jiàn)，形成集體的觀點(diǎn)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：
了解人類(lèi)的好奇和社會(huì)的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影響著社會(huì)發(fā)展。
2．本課學(xué)習(xí)內(nèi)容基于《課程標(biāo)準(zhǔn)》課程內(nèi)容中“技術(shù)與工程領(lǐng)域”高年段要求。
3．技術(shù)的核心是發(fā)明，是人們對(duì)自然的利用和改造。知道杠桿、滑輪、輪軸、斜面等是常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械。知道使用杠桿、滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。
【教材分析】
《擰螺絲的學(xué)問(wèn)》是蘇教版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)第4單元《簡(jiǎn)單機(jī)械》的第二課時(shí)。通過(guò)二年級(jí)下冊(cè)第4單元《打開(kāi)工具箱》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)使用過(guò)螺絲刀，因此擰螺絲對(duì)學(xué)生來(lái)講是一種非常熟悉的工具，但是學(xué)生并不了解螺絲刀是輪軸的一個(gè)模型。本課帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其省力的原理。
本課前一課學(xué)習(xí)了杠桿，而輪軸從杠桿轉(zhuǎn)化而來(lái)，內(nèi)容的研究從剪刀、螺絲刀、蹺蹺板變成了用鑰匙擰開(kāi)的門(mén)鎖、可轉(zhuǎn)動(dòng)的門(mén)把手、提水的轆轤、擰螺絲的扳手，具有了別樣的形態(tài)和使用方法。本課將輪軸最為一種簡(jiǎn)單機(jī)械，指導(dǎo)學(xué)生從四個(gè)部分來(lái)認(rèn)識(shí)它、了解它。
第一部分，介紹輪軸的結(jié)構(gòu)。教材先選擇生活中最常見(jiàn)的螺絲刀和方向盤(pán)，引導(dǎo)認(rèn)識(shí)輪軸的結(jié)構(gòu)，說(shuō)明輪軸的存在，。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)具體事例辨析輪軸的兩個(gè)部分，讓學(xué)生尋找削筆器、門(mén)把手、水龍頭哪部分是輪，哪部分是軸，將學(xué)生的視角從物體導(dǎo)向具體部位。
第二部分，研究輪軸在什么情況下更省力。引導(dǎo)學(xué)生分兩個(gè)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即：在軸上鉤碼不變的情況下，在輪上掛幾個(gè)鉤碼可以使輪軸能夠保持平衡； 換更大的輪后，所掛鉤碼的個(gè)數(shù)是否有變化，使學(xué)生懂得在輪上用力省力，還是在軸上用力省力。
第三部分，認(rèn)識(shí)各種各樣的輪軸。觀察多種輪軸及其使用的相關(guān)圖片，分析其使用原理，懂得如何使用這些輪軸。
第四部分，了解科學(xué)史。閱讀介紹《天工開(kāi)物》中關(guān)于輪軸的記載資料，了解使用輪軸工具的歷史由來(lái)已久，且有些目前還在運(yùn)用，說(shuō)明這些發(fā)明創(chuàng)造推動(dòng)了技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展。
【學(xué)情分析】
通過(guò)二年級(jí)下冊(cè)第4單元《打開(kāi)工具箱》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)直觀地認(rèn)識(shí)了螺絲刀，了解螺絲刀的外觀及其刀口分為“一”字型和“十”字型，，學(xué)生不會(huì)有意識(shí)地去觀察和歸納螺絲刀的基本模型是輪軸，他們對(duì)輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和原理是陌生的。本課教學(xué)中要重點(diǎn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其省力的原理。五年級(jí)學(xué)生經(jīng)過(guò)前面四年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，已經(jīng)具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并著重培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、及時(shí)記錄和數(shù)據(jù)處理等實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題要引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)分析并解決問(wèn)題。
從學(xué)生的年齡結(jié)構(gòu)和心理特征來(lái)看，五年級(jí)的小學(xué)生對(duì)未知原理的事物都充滿好奇心，他們有很強(qiáng)的求知欲。通過(guò)二年級(jí)下科學(xué)四單元《打開(kāi)工具箱》的學(xué)習(xí)，在二年級(jí)時(shí)他們運(yùn)用工具，擰過(guò)螺絲、做過(guò)小板凳，但對(duì)屬于簡(jiǎn)單機(jī)械的這些工具省力的原理認(rèn)識(shí)不足，尤其對(duì)生活現(xiàn)象背后的原因缺少認(rèn)知和思考能力。本課的內(nèi)容是對(duì)低年級(jí)學(xué)習(xí)內(nèi)容的深化，并引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察和思考生活中輪軸的應(yīng)用及蘊(yùn)含的科學(xué)原理。
【教學(xué)目標(biāo)】
科學(xué)知識(shí)：
1．通過(guò)觀察，知道輪軸裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及組成。
2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道輪軸是一種簡(jiǎn)單機(jī)械。
3．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道輪軸在輪上用力時(shí)，輪軸是省力的。
4. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，保持輪軸的軸不變，且在輪上用力時(shí)，輪越大越省力。
5. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道輪軸在軸上用力時(shí)，輪軸是費(fèi)力的。
科學(xué)探究：
能通過(guò)觀察，描述輪軸構(gòu)造上的特點(diǎn)。
能通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究輪軸省力的原理。
能尋找出與螺絲刀相同性質(zhì)的輪軸用具。
能夠識(shí)別出輪軸，并區(qū)分輪與軸。
能舉例說(shuō)明在輪上用力的好處。
6．能設(shè)計(jì)輪軸能省力的實(shí)驗(yàn)、仔細(xì)觀察、及時(shí)記錄、分析數(shù)據(jù)、得出并交流結(jié)論、及時(shí)反思等。
科學(xué)態(tài)度：
1．在科學(xué)探究中，能意識(shí)到要用實(shí)驗(yàn)證明自己的猜想。
2．在科學(xué)探究中，樂(lè)于嘗試運(yùn)用材料、多種方法證明輪軸可以省力。
3.在好奇心驅(qū)使下，對(duì)輪軸產(chǎn)生探究興趣，在探究過(guò)程中愿意傾聽(tīng)、分享表達(dá)自己的觀點(diǎn)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：
1．認(rèn)識(shí)到機(jī)械能夠省力，機(jī)械的發(fā)展給人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)的便利。
2. 在生活中尋找常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用實(shí)例，觀察簡(jiǎn)單機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)和作用，運(yùn)用輪軸裝置的傳遞改變力的大小。
【教學(xué)重點(diǎn)】
研究輪軸在什么情況下更省力。
【教學(xué)難點(diǎn)】
分析在軸上用力的輪軸的好處。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
教師準(zhǔn)備：兩種大小不同螺絲刀把手、螺絲刀各12套，內(nèi)六角螺絲、內(nèi)六角扳手12套，木板12塊（含配套內(nèi)六角螺絲孔一個(gè)），輪軸實(shí)驗(yàn)裝置12套、輪軸古代工具的圖片或視頻。
學(xué)生準(zhǔn)備：竹蜻蜓。
【教學(xué)時(shí)間】
1課時(shí)
【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】
趣味比賽導(dǎo)入新課
PPT顯示趣味比賽規(guī)則
班級(jí)里個(gè)頭最大的同學(xué)和個(gè)頭小的同學(xué)比賽轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶，比比誰(shuí)能獲勝。個(gè)頭大的同學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶口，個(gè)頭小的同學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶底部，兩者朝著不同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
談話：同學(xué)們，猜一猜誰(shuí)會(huì)獲勝。
請(qǐng)個(gè)頭最大的同學(xué)和個(gè)頭小的同學(xué)上臺(tái)比賽。
談話：太出乎意料了吧！為什么個(gè)頭小的同學(xué)反而獲勝呢？
學(xué)生嘗試解釋原理。
教師小結(jié)，揭示課題：看來(lái)這可包含著大學(xué)問(wèn)呢！今天我們一起來(lái)學(xué)習(xí)擰螺絲的學(xué)問(wèn)就知道其中的原理了。
［設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)個(gè)頭最大的同學(xué)和個(gè)頭小的同學(xué)比賽轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶，智造意想不到的結(jié)果，引起學(xué)生探究興趣，為引出輪軸做鋪墊。]
觀察螺絲刀和圖片認(rèn)識(shí)輪軸
談話：其實(shí)生活中應(yīng)用這個(gè)原理的裝置有很多，比如螺絲刀和方向盤(pán)。這些裝置有什么共同特點(diǎn)？（出示圖片：桶裝水瓶、螺絲刀、輪軸）
學(xué)生小組匯報(bào)：桶裝水瓶、汽車(chē)方向盤(pán)和螺絲刀都分為兩部分，一個(gè)大輪子和一根長(zhǎng)軸。大輪子輪固定在長(zhǎng)軸的一端，當(dāng)我們轉(zhuǎn)動(dòng)輪時(shí)，長(zhǎng)軸也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，并將運(yùn)動(dòng)傳遞給其他機(jī)械。
教師小結(jié)，添加觀念：像螺絲刀、汽車(chē)方向盤(pán)這樣，有一個(gè)輪固定在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上的機(jī)械叫做輪軸。（板書(shū)課題）
談話：生活中還有哪一些輪軸裝置呢？并說(shuō)一說(shuō)哪一部分是輪，哪部分是軸。為什么說(shuō)它是輪？
學(xué)生思考并匯報(bào)。
［設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生雖然在生活中經(jīng)常看到輪軸的實(shí)物模型，但是對(duì)輪軸這一科學(xué)概念是陌生的，所以通過(guò)大家熟悉的螺絲刀和方向盤(pán)入手，學(xué)生交流討論后，教師引出輪軸這一概念。學(xué)生舉例生活中的輪軸裝置，教師不斷追問(wèn)學(xué)生，說(shuō)它是輪軸，說(shuō)一說(shuō)哪一部分是輪，哪部分是軸？為什么說(shuō)它是輪？從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)輪軸的理解，走出輪軸的輪一定是圓形輪子的誤區(qū)。]
三、比較使用兩種螺絲刀擰螺絲時(shí)的用力情況
1. 談話：感受使用兩種螺絲刀的用力情況。大家依次用螺絲刀桿和套有螺絲刀把套的螺絲刀，分別擰兩個(gè)型號(hào)相同的螺絲。親身感受一下，看你們有沒(méi)有新發(fā)現(xiàn)？開(kāi)始動(dòng)手吧。
2.學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。
3. 學(xué)生匯報(bào)并總結(jié)：使用手把大的螺絲刀感覺(jué)比較省力。
［設(shè)計(jì)意圖：承上啟下，總結(jié)了前面選擇手把大的螺絲刀能快速把螺絲擰進(jìn)木頭可能是因?yàn)槭×?，也為下面探究輪軸省力的奧秘做鋪墊。]
四、探究輪軸省力的奧秘
1. 談話：使用手把大的螺絲刀感覺(jué)比較省力，也就說(shuō)輪軸的輪越大感覺(jué)越省力。同學(xué)們，感覺(jué)一定準(zhǔn)確嗎？有沒(méi)有什么辦法證明輪軸的輪越大越省力？小組討論一下。
2. 學(xué)生匯報(bào)。（做實(shí)驗(yàn)）
3．分組實(shí)驗(yàn)探究:
提出假設(shè)，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
分組實(shí)驗(yàn)，研究輪軸的作用。（用鉤碼的重量充當(dāng)重物和施加的力）
（1） 在軸上掛一定數(shù)量鉤碼的重物。
（2） 觀察在輪上施加多少個(gè)鉤碼的力,才能使輪軸平衡，記錄讀數(shù)。
（3） 保持軸上鉤碼個(gè)數(shù)不變，換更大的輪，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 （2）。
4．教師巡視指導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生作好實(shí)驗(yàn)記錄。
5．匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，交流實(shí)驗(yàn)收獲。
6．教師小結(jié)：當(dāng)重物作用在軸上，在輪上用力時(shí)，使用輪軸是省力的；且保持軸不變，輪越大越省力。
7. 提問(wèn)：請(qǐng)同學(xué)們?cè)俅斡^察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果在輪上用力，從這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)你們能不能得出新的結(jié)論？
8. 學(xué)生觀察數(shù)據(jù)，交流匯報(bào)。（提示：如果在軸上用力，輪軸依然還是省力的嗎？）
9. 教師小結(jié)：使用輪軸不一定省力的，省力與否取決于力作用在輪上還是軸上。當(dāng)重物作用在軸上，在輪上用力時(shí)，使用輪軸是省力的；當(dāng)重物作用在輪上，在軸上用力時(shí)，使用輪軸是費(fèi)力的。
［設(shè)計(jì)意圖：提供給學(xué)生實(shí)踐得機(jī)會(huì)，讓其通過(guò)在輪和軸上掛不同數(shù)量的鉤碼，再將輪變得更大以后，如何使輪軸平衡的探究活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)輪軸省力的奧秘。通過(guò)再次觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思維的轉(zhuǎn)變，把掛在輪上的鉤碼充重物，掛在軸上的鉤碼充當(dāng)力，輪軸是費(fèi)力的。啟迪學(xué)生思維，多方面思考問(wèn)題。]
五、知識(shí)應(yīng)用和鞏固
1. 談話：上面我們已經(jīng)知道了輪軸省力的奧秘，接下來(lái)觀察圖片，當(dāng)使用圖中的各種用具時(shí)，哪些是在輪上用力？哪些是在軸上用力？并舉例說(shuō)明在軸上用力的輪軸有什么好處。
2. 學(xué)生觀察并回答問(wèn)題。
3. 在我們的生產(chǎn)、生活中廣泛地用到了輪軸，你能舉例說(shuō)一說(shuō)嗎？
4. 學(xué)生交流匯報(bào)。
［設(shè)計(jì)意圖：應(yīng)用并鞏固實(shí)踐研究的成果，分辨輪與軸上的具體部位，了解生活中多種輪軸的妙處，增進(jìn)對(duì)輪軸的理解。]
六、暢談收獲
1. 談話：通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們有什么收獲呢？
2. 學(xué)生暢談收獲。
［設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)暢談收獲，總結(jié)所學(xué)的知識(shí)和方法，鞏固學(xué)生這節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容。
七、拓展應(yīng)用
1.出示內(nèi)六角扳手，談話：內(nèi)六角扳手也是一種輪軸工具。課后思考一下，在擰內(nèi)六角螺絲時(shí)，怎樣做更省力？為什么？有內(nèi)六角扳手的同學(xué)也可以動(dòng)手體驗(yàn)一下。
［設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)拓展應(yīng)用，使學(xué)習(xí)科學(xué)不受空間和時(shí)間的限制，擴(kuò)寬學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間。]
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
14．?dāng)Q螺絲的學(xué)問(wèn)
軸 輪
輪軸
在輪上用力時(shí)，使用輪軸是省力的。
保持軸不變，輪軸的輪越大越省力。
在軸上用力時(shí)，使用輪軸是費(fèi)力的。
【知識(shí)要點(diǎn)】
像螺絲刀、汽車(chē)方向盤(pán)這樣，有一個(gè)輪固定在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上的機(jī)械叫做輪軸。
當(dāng)重物作用在軸上，在輪上用力時(shí)，使用輪軸是省力的；保持軸不變，輪越大越省力。
當(dāng)重物作用在輪上，在軸上用力時(shí)，使用輪軸是費(fèi)力的。
(
趣味比賽導(dǎo)入新課
)【課堂流程圖】
(
觀察螺絲刀和圖片認(rèn)識(shí)輪軸
)
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比較使用兩種螺絲刀擰螺絲時(shí)的用力情況
)
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探究輪軸省力的奧秘
)
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知識(shí)應(yīng)用和鞏固
)
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暢談收獲
)
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拓展應(yīng)用
)
蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊(cè) 第4單元《簡(jiǎn)單機(jī)械》 214．?dāng)Q螺絲的學(xué)問(wèn)
【課標(biāo)落實(shí)】
1．本單元通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)操作、體驗(yàn)、設(shè)計(jì)等活動(dòng)，落實(shí)《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》高年段的課程目標(biāo)。
科學(xué)知識(shí)：
了解技術(shù)是人們改造周?chē)h(huán)境的方法，是人類(lèi)能力的延伸，工程是依據(jù)科學(xué)原理設(shè)計(jì)和制造物品、解決技術(shù)應(yīng)用的難題、創(chuàng)造豐富多彩的人工世界的一系列活動(dòng)。
了解科學(xué)技術(shù)推動(dòng)著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展和文明進(jìn)程。
科學(xué)探究：
能基于所學(xué)的知識(shí)，從事物的結(jié)構(gòu)功能、變化及相互關(guān)系等角度提出可探究的科學(xué)問(wèn)題。
能基于所學(xué)的知識(shí)，從事物的結(jié)構(gòu)功能、變化及相互關(guān)系等角度提出有針對(duì)性的假設(shè)，
并能說(shuō)明假設(shè)的依據(jù)。
能基于所學(xué)的知識(shí)，制訂比較完整的探究計(jì)劃，初步具備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力和控制變量的意識(shí)，并能設(shè)計(jì)單一變量的實(shí)驗(yàn)方案。
能基于所學(xué)的知識(shí)，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信息。
科學(xué)態(tài)度：
表現(xiàn)出對(duì)事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系進(jìn)行科學(xué)探究的興趣。
在尊重證據(jù)的前提下，堅(jiān)持正確的觀點(diǎn)；當(dāng)多人觀察、實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)不一致時(shí)，不急于下結(jié)論而是分析原因，再次觀察、實(shí)驗(yàn)，以事實(shí)為依據(jù)作出判斷。
能大膽質(zhì)疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法利用新的材料，完成探究、設(shè)計(jì)與制作培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
能接受別人的批評(píng)意見(jiàn)，反思、調(diào)整自己的探究；在進(jìn)行多人合作時(shí)，愿意溝通交流，綜合考慮小組各成員的意見(jiàn)，形成集體的觀點(diǎn)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：
了解人類(lèi)的好奇和社會(huì)的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影響著社會(huì)發(fā)展。
2．本課學(xué)習(xí)內(nèi)容基于《課程標(biāo)準(zhǔn)》課程內(nèi)容中“技術(shù)與工程領(lǐng)域”高年段要求。
3．技術(shù)的核心是發(fā)明，是人們對(duì)自然的利用和改造。知道杠桿、滑輪、輪軸、斜面等是常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械。知道使用杠桿、滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。
【教材分析】
《擰螺絲的學(xué)問(wèn)》是蘇教版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)第4單元《簡(jiǎn)單機(jī)械》的第二課時(shí)。通過(guò)二年級(jí)下冊(cè)第4單元《打開(kāi)工具箱》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)使用過(guò)螺絲刀，因此擰螺絲對(duì)學(xué)生來(lái)講是一種非常熟悉的工具，但是學(xué)生并不了解螺絲刀是輪軸的一個(gè)模型。本課帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其省力的原理。
本課前一課學(xué)習(xí)了杠桿，而輪軸從杠桿轉(zhuǎn)化而來(lái)，內(nèi)容的研究從剪刀、螺絲刀、蹺蹺板變成了用鑰匙擰開(kāi)的門(mén)鎖、可轉(zhuǎn)動(dòng)的門(mén)把手、提水的轆轤、擰螺絲的扳手，具有了別樣的形態(tài)和使用方法。本課將輪軸最為一種簡(jiǎn)單機(jī)械，指導(dǎo)學(xué)生從四個(gè)部分來(lái)認(rèn)識(shí)它、了解它。
第一部分，介紹輪軸的結(jié)構(gòu)。教材先選擇生活中最常見(jiàn)的螺絲刀和方向盤(pán)，引導(dǎo)認(rèn)識(shí)輪軸的結(jié)構(gòu)，說(shuō)明輪軸的存在，。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)具體事例辨析輪軸的兩個(gè)部分，讓學(xué)生尋找削筆器、門(mén)把手、水龍頭哪部分是輪，哪部分是軸，將學(xué)生的視角從物體導(dǎo)向具體部位。
第二部分，研究輪軸在什么情況下更省力。引導(dǎo)學(xué)生分兩個(gè)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即：在軸上鉤碼不變的情況下，在輪上掛幾個(gè)鉤碼可以使輪軸能夠保持平衡； 換更大的輪后，所掛鉤碼的個(gè)數(shù)是否有變化，使學(xué)生懂得在輪上用力省力，還是在軸上用力省力。
第三部分，認(rèn)識(shí)各種各樣的輪軸。觀察多種輪軸及其使用的相關(guān)圖片，分析其使用原理，懂得如何使用這些輪軸。
第四部分，了解科學(xué)史。閱讀介紹《天工開(kāi)物》中關(guān)于輪軸的記載資料，了解使用輪軸工具的歷史由來(lái)已久，且有些目前還在運(yùn)用，說(shuō)明這些發(fā)明創(chuàng)造推動(dòng)了技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展。
【學(xué)情分析】
通過(guò)二年級(jí)下冊(cè)第4單元《打開(kāi)工具箱》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)直觀地認(rèn)識(shí)了螺絲刀，了解螺絲刀的外觀及其刀口分為“一”字型和“十”字型，，學(xué)生不會(huì)有意識(shí)地去觀察和歸納螺絲刀的基本模型是輪軸，他們對(duì)輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和原理是陌生的。本課教學(xué)中要重點(diǎn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其省力的原理。五年級(jí)學(xué)生經(jīng)過(guò)前面四年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，已經(jīng)具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并著重培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、及時(shí)記錄和數(shù)據(jù)處理等實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題要引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)分析并解決問(wèn)題。
從學(xué)生的年齡結(jié)構(gòu)和心理特征來(lái)看，五年級(jí)的小學(xué)生對(duì)未知原理的事物都充滿好奇心，他們有很強(qiáng)的求知欲。通過(guò)二年級(jí)下科學(xué)四單元《打開(kāi)工具箱》的學(xué)習(xí)，在二年級(jí)時(shí)他們運(yùn)用工具，擰過(guò)螺絲、做過(guò)小板凳，但對(duì)屬于簡(jiǎn)單機(jī)械的這些工具省力的原理認(rèn)識(shí)不足，尤其對(duì)生活現(xiàn)象背后的原因缺少認(rèn)知和思考能力。本課的內(nèi)容是對(duì)低年級(jí)學(xué)習(xí)內(nèi)容的深化，并引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察和思考生活中輪軸的應(yīng)用及蘊(yùn)含的科學(xué)原理。
【教學(xué)目標(biāo)】
科學(xué)知識(shí)：
1．通過(guò)觀察，知道輪軸裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及組成。
2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道輪軸是一種簡(jiǎn)單機(jī)械。
3．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道輪軸在輪上用力時(shí)，輪軸是省力的。
4. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，保持輪軸的軸不變，且在輪上用力時(shí)，輪越大越省力。
5. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道輪軸在軸上用力時(shí)，輪軸是費(fèi)力的。
科學(xué)探究：
能通過(guò)觀察，描述輪軸構(gòu)造上的特點(diǎn)。
能通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究輪軸省力的原理。
能尋找出與螺絲刀相同性質(zhì)的輪軸用具。
能夠識(shí)別出輪軸，并區(qū)分輪與軸。
能舉例說(shuō)明在輪上用力的好處。
6．能設(shè)計(jì)輪軸能省力的實(shí)驗(yàn)、仔細(xì)觀察、及時(shí)記錄、分析數(shù)據(jù)、得出并交流結(jié)論、及時(shí)反思等。
科學(xué)態(tài)度：
1．在科學(xué)探究中，能意識(shí)到要用實(shí)驗(yàn)證明自己的猜想。
2．在科學(xué)探究中，樂(lè)于嘗試運(yùn)用材料、多種方法證明輪軸可以省力。
3.在好奇心驅(qū)使下，對(duì)輪軸產(chǎn)生探究興趣，在探究過(guò)程中愿意傾聽(tīng)、分享表達(dá)自己的觀點(diǎn)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境：
1．認(rèn)識(shí)到機(jī)械能夠省力，機(jī)械的發(fā)展給人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)的便利。
2. 在生活中尋找常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用實(shí)例，觀察簡(jiǎn)單機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)和作用，運(yùn)用輪軸裝置的傳遞改變力的大小。
【教學(xué)重點(diǎn)】
研究輪軸在什么情況下更省力。
【教學(xué)難點(diǎn)】
分析在軸上用力的輪軸的好處。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
教師準(zhǔn)備：兩種大小不同螺絲刀把手、螺絲刀各12套，內(nèi)六角螺絲、內(nèi)六角扳手12套，木板12塊（含配套內(nèi)六角螺絲孔一個(gè)），輪軸實(shí)驗(yàn)裝置12套、輪軸古代工具的圖片或視頻。
學(xué)生準(zhǔn)備：竹蜻蜓。
【教學(xué)時(shí)間】
1課時(shí)
【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】
探究活動(dòng) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 探究意圖
趣味比賽導(dǎo)入新課 1．PPT顯示趣味比賽規(guī)則： 班級(jí)里個(gè)頭最大的同學(xué)和個(gè)頭小的同學(xué)比賽轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶，比比誰(shuí)能獲勝。個(gè)頭大的同學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶口，個(gè)頭小的同學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶底部，兩者朝著不同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。2．談話：同學(xué)們，猜一猜誰(shuí)會(huì)獲勝。3．請(qǐng)個(gè)頭最大的同學(xué)和個(gè)頭小的同學(xué)上臺(tái)比賽。4．談話：太出乎意料了吧！為什么個(gè)頭小的同學(xué)反而獲勝呢？5．學(xué)生嘗試解釋原理。6．教師小結(jié)，揭示課題：看來(lái)這可包含著大學(xué)問(wèn)呢！今天我們一起來(lái)學(xué)習(xí)擰螺絲的學(xué)問(wèn)就知道其中的原理了。 1．學(xué)生看趣味比賽，思考為什么個(gè)頭小的同學(xué)反而獲勝。 ［設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)個(gè)頭最大的同學(xué)和個(gè)頭小的同學(xué)比賽轉(zhuǎn)動(dòng)桶裝水瓶，智造意想不到的結(jié)果，引起學(xué)生探究興趣，為引出輪軸做鋪墊。]
觀察螺絲刀和圖片認(rèn)識(shí)輪軸 談話：其實(shí)生活中應(yīng)用這個(gè)原理的裝置有很多，比如螺絲刀和方向盤(pán)。這些裝置有什么共同特點(diǎn)？（出示圖片：桶裝水瓶、螺絲刀、輪軸）學(xué)生小組匯報(bào)：桶裝水瓶、汽車(chē)方向盤(pán)和螺絲刀都分為兩部分，一個(gè)大輪子和一根長(zhǎng)軸。大輪子輪固定在長(zhǎng)軸的一端，當(dāng)我們轉(zhuǎn)動(dòng)輪時(shí)，長(zhǎng)軸也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，并將運(yùn)動(dòng)傳遞給其他機(jī)械。教師小結(jié)，添加觀念：像螺絲刀、汽車(chē)方向盤(pán)這樣，有一個(gè)輪固定在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上的機(jī)械叫做輪軸。（板書(shū)課題）談話：生活中還有哪一些輪軸裝置呢？并說(shuō)一說(shuō)哪一部分是輪，哪部分是軸。為什么說(shuō)它是輪？學(xué)生思考并匯報(bào)。 1．學(xué)生觀察圖片，認(rèn)識(shí)輪軸的結(jié)構(gòu)和名稱。 ［設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生雖然在生活中經(jīng)常看到輪軸的實(shí)物模型，但是對(duì)輪軸這一科學(xué)概念是陌生的，所以通過(guò)大家熟悉的螺絲刀和方向盤(pán)入手，學(xué)生交流討論后，教師引出輪軸這一概念。學(xué)生舉例生活中的輪軸裝置，教師不斷追問(wèn)學(xué)生，說(shuō)它是輪軸，說(shuō)一說(shuō)哪一部分是輪，哪部分是軸？為什么說(shuō)它是輪？從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)輪軸的理解，走出輪軸的輪一定是圓形輪子的誤區(qū)。]
三、比較使用兩種螺絲刀擰螺絲時(shí)的用力情況 1. 談話：感受使用螺絲刀的用力情況。大家依次用螺絲刀桿和套有螺絲刀把套的螺絲刀，分別擰兩個(gè)型號(hào)相同的螺絲。親身感受一下，看你們有沒(méi)有新發(fā)現(xiàn)？開(kāi)始動(dòng)手吧。2.學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。3. 學(xué)生匯報(bào)并總結(jié)：使用手把大的螺絲刀感覺(jué)比較省力。 1．學(xué)生動(dòng)手比較使用兩種螺絲刀擰螺絲時(shí)的用力情況。 ［設(shè)計(jì)意圖：承上啟下，總結(jié)了前面選擇手把大的螺絲刀能快速把螺絲擰進(jìn)木頭可能是因?yàn)槭×Γ矠橄旅嫣骄枯嗇S省力的奧秘做鋪墊。]
四、探究輪軸省力的奧秘 1. 談話：使用手把大的螺絲刀感覺(jué)比較省力，也就說(shuō)輪軸的輪越大感覺(jué)越省力。同學(xué)們，感覺(jué)一定準(zhǔn)確嗎？有沒(méi)有什么辦法證明輪軸的輪越大越省力？小組討論一下。2. 學(xué)生匯報(bào)。（做實(shí)驗(yàn)）3．分組實(shí)驗(yàn)探究:提出假設(shè)，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。分組實(shí)驗(yàn)，研究輪軸的作用。（用鉤碼的重量充當(dāng)重物和施加的力）（1） 在軸上掛一定數(shù)量鉤碼的重物。 （2） 觀察在輪上施加多少個(gè)鉤碼的力,才能使輪軸平衡，記錄讀數(shù)。 （3） 保持軸上鉤碼個(gè)數(shù)不變，換更大的輪，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 （2）。4．教師巡視指導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生作好實(shí)驗(yàn)記錄。5．匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，交流實(shí)驗(yàn)收獲。6．教師小結(jié)：當(dāng)重物作用在軸上，在輪上用力時(shí)，使用輪軸是省力的；且保持軸不變，輪越大越省力。7. 提問(wèn)：請(qǐng)同學(xué)們?cè)俅斡^察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果在輪上用力，從這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)你們能不能得出新的結(jié)論？8. 學(xué)生觀察數(shù)據(jù)，交流匯報(bào)。（提示：如果在軸上用力，輪軸依然還是省力的嗎？）9. 教師小結(jié)：使用輪軸不一定省力的，省力與否取決于力作用在輪上還是軸上。當(dāng)重物作用在軸上，在輪上用力時(shí)，使用輪軸是省力的；當(dāng)重物作用在輪上，在軸上用力時(shí)，使用輪軸是費(fèi)力的。 1．學(xué)生利用輪軸裝置，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究省力的奧秘。 ［設(shè)計(jì)意圖：提供給學(xué)生實(shí)踐得機(jī)會(huì)，讓其通過(guò)在輪和軸上掛不同數(shù)量的鉤碼，再將輪變得更大以后，如何使輪軸平衡的探究活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)輪軸省力的奧秘。通過(guò)再次觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思維的轉(zhuǎn)變，把掛在輪上的鉤碼充重物，掛在軸上的鉤碼充當(dāng)力，輪軸是費(fèi)力的。啟迪學(xué)生思維，多方面思考問(wèn)題。]
五、知識(shí)應(yīng)用和鞏固 1. 談話：上面我們已經(jīng)知道了輪軸省力的奧秘，接下來(lái)觀察圖片，當(dāng)使用圖中的各種用具時(shí)，哪些是在輪上用力？哪些是在軸上用力？并舉例說(shuō)明在軸上用力的輪軸有什么好處。2. 學(xué)生觀察并回答問(wèn)題。3. 在我們的生產(chǎn)、生活中廣泛地用到了輪軸，你能舉例說(shuō)一說(shuō)嗎？4. 學(xué)生交流匯報(bào)。 1．學(xué)生觀察圖片，思考匯報(bào)。 ［設(shè)計(jì)意圖：應(yīng)用并鞏固實(shí)踐研究的成果，分辨輪與軸上的具體部位，了解生活中多種輪軸的妙處，增進(jìn)對(duì)輪軸的理解。]
六、暢談收獲 1. 談話：通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們有什么收獲呢？ 2. 學(xué)生暢談收獲 1．學(xué)生回憶，并談收獲。 ［設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)暢談收獲，總結(jié)所學(xué)的知識(shí)和方法，鞏固學(xué)生這節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容。]
拓展應(yīng)用 1.出示內(nèi)六角扳手，談話：內(nèi)六角扳手也是一種輪軸工具。課后思考一下，在擰內(nèi)六角螺絲時(shí)，怎樣做更省力？為什么？ 1．學(xué)生帶著問(wèn)題回家思考和體驗(yàn)。 ［設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)拓展應(yīng)用，使學(xué)習(xí)科學(xué)不受空間和時(shí)間的限制，擴(kuò)寬學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間。]
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
擰螺絲的學(xué)問(wèn)
軸 輪
輪軸
在輪上用力時(shí)，使用輪軸是省力的。
保持軸不變，輪軸的輪越大越省力。
在軸上用力時(shí)，使用輪軸是費(fèi)力的。
【知識(shí)要點(diǎn)】
像螺絲刀、汽車(chē)方向盤(pán)這樣，有一個(gè)輪固定在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上的機(jī)械叫做輪軸。
當(dāng)重物作用在軸上，在輪上用力時(shí)，使用輪軸是省力的；保持軸不變，輪越大越省力。
當(dāng)重物作用在輪上，在軸上用力時(shí)，使用輪軸是費(fèi)力的。
【課堂流程圖】
趣味比賽導(dǎo)入新課
觀察螺絲刀和圖片認(rèn)識(shí)輪軸
比較使用兩種螺絲刀擰螺絲時(shí)的用力情況
探究輪軸省力的奧秘
知識(shí)應(yīng)用和鞏固
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