14擰螺絲的學問【課標落實】1本單元通過一系列實驗操作、體驗、設計等活動，落實小學科學課程標準高年段的課程目標。科學知識：了解技術是人們改造周圍環(huán)境的方法，是人類能力的延伸，工程是依據(jù)科學原理設計和制造物品、解決技術應用的難題、創(chuàng)造豐富多彩的人工世界的一系列活動。了解科學技術推動著人類社會的發(fā)展和文明進程。科學探究：能基于所學的知識，從事物的結構功能、變化及相互關系等角度提出可探究的科學問題。能基于所學的知識，從事物的結構功能、變化及相互關系等角度提出有針對性的假設， 并能說明假設的依據(jù)。能基于所學的知識，制訂比較完整的探究計劃，初步具備實驗設計的能力和控制變量的意識，并能設計單一變量的實驗方案。能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信息。科學態(tài)度：表現(xiàn)出對事物的結構、功能、變化及相互關系進行科學探究的興趣。在尊重證據(jù)的前提下，堅持正確的觀點；當多人觀察、實驗結果出現(xiàn)不一致時，不急于下結論而是分析原因，再次觀察、實驗，以事實為依據(jù)作出判斷。能大膽質疑，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、設計與制作培養(yǎng)創(chuàng)新精神。能接受別人的批評意見，反思、調(diào)整自己的探究；在進行多人合作時，愿意溝通交流，綜合考慮小組各成員的意見，形成集體的觀點。科學、技術、社會與環(huán)境：了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發(fā)展的動力，技術的發(fā)展和應用影響著社會發(fā)展。2本課學習內(nèi)容基于課程標準課程內(nèi)容中“技術與工程領域”高年段要求。3技術的核心是發(fā)明，是人們對自然的利用和改造。知道杠桿、滑輪、輪軸、斜面等是常見的簡單機械。知道使用杠桿、滑輪等簡單機械解決生活中的實際問題。【教材分析】擰螺絲的學問是蘇教版科學五年級下冊第4單元簡單機械的第二課時。通過二年級下冊第4單元打開工具箱的學習，學生已經(jīng)使用過螺絲刀，因此擰螺絲對學生來講是一種非常熟悉的工具，但是學生并不了解螺絲刀是輪軸的一個模型。本課帶領學生認識輪軸的結構特點及其省力的原理。本課前一課學習了杠桿，而輪軸從杠桿轉化而來，內(nèi)容的研究從剪刀、螺絲刀、蹺蹺板變成了用鑰匙擰開的門鎖、可轉動的門把手、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單機械，指導學生從四個部分來認識它、了解它。第一部分，介紹輪軸的結構。教材先選擇生活中最常見的螺絲刀和方向盤，引導認識輪軸的結構，說明輪軸的存在，。在此基礎上，通過具體事例辨析輪軸的兩個部分，讓學生尋找削筆器、門把手、水龍頭哪部分是輪，哪部分是軸，將學生的視角從物體導向具體部位。第二部分，研究輪軸在什么情況下更省力。引導學生分兩個步驟進行實驗，即：在軸上鉤碼不變的情況下，在輪上掛幾個鉤碼可以使輪軸能夠保持平衡； 換更大的輪后，所掛鉤碼的個數(shù)是否有變化，使學生懂得在輪上用力省力，還是在軸上用力省力。第三部分，認識各種各樣的輪軸。觀察多種輪軸及其使用的相關圖片，分析其使用原理，懂得如何使用這些輪軸。第四部分，了解科學史。閱讀介紹天工開物中關于輪軸的記載資料，了解使用輪軸工具的歷史由來已久，且有些目前還在運用，說明這些發(fā)明創(chuàng)造推動了技術和社會的發(fā)展。【學情分析】通過二年級下冊第4單元打開工具箱的學習，學生已經(jīng)直觀地認識了螺絲刀，了解螺絲刀的外觀及其刀口分為“一”字型和“十”字型，學生不會有意識地去觀察和歸納螺絲刀的基本模型是輪軸，他們對輪軸的結構特點和原理是陌生的。本課教學中要重點通過實驗活動幫助學生認識輪軸的結構特點及其省力的原理。五年級學生經(jīng)過前面四年的實驗教學，已經(jīng)具有較強的實驗能力，在實驗過程中，引導學生自己設計實驗方案和學生自己動手實驗，并著重培養(yǎng)學生仔細觀察、及時記錄和數(shù)據(jù)處理等實驗習慣，對實驗中出現(xiàn)的問題要引導學生及時分析并解決問題。從學生的年齡結構和心理特征來看，五年級的小學生對未知原理的事物都充滿好奇心，他們有很強的求知欲。通過二年級下科學四單元打開工具箱的學習，在二年級時他們運用工具，擰過螺絲、做過小板凳，但對屬于簡單機械的這些工具省力的原理認識不足，尤其對生活現(xiàn)象背后的原因缺少認知和思考能力。本課的內(nèi)容是對低年級學習內(nèi)容的深化，并引導學生通過實驗、觀察和思考生活中輪軸的應用及蘊含的科學原理。【教學目標】科學知識：1通過觀察，知道輪軸裝置的結構特點及組成。2通過實驗，知道輪軸是一種簡單機械。3通過實驗，知道輪軸在輪上用力時，輪軸是省力的。4. 通過實驗，保持輪軸的軸不變，且在輪上用力時，輪越大越省力。5. 通過實驗，知道輪軸在軸上用力時，輪軸是費力的。科學探究：1. 能通過觀察，描述輪軸構造上的特點。2. 能通過實驗研究輪軸省力的原理。3. 能尋找出與螺絲刀相同性質的輪軸用具。4. 能夠識別出輪軸，并區(qū)分輪與軸。5. 能舉例說明在輪上用力的好處。6能設計輪軸能省力的實驗、仔細觀察、及時記錄、分析數(shù)據(jù)、得出并交流結論、及時反思等。科學態(tài)度：1在科學探究中，能意識到要用實驗證明自己的猜想。2在科學探究中，樂于嘗試運用材料、多種方法證明輪軸可以省力。3.在好奇心驅使下，對輪軸產(chǎn)生探究興趣，在探究過程中愿意傾聽、分享表達自己的觀點。科學、技術、社會與環(huán)境：1認識到機械能夠省力，機械的發(fā)展給人們的生產(chǎn)、生活帶來的便利。2. 在生活中尋找常見的簡單機械的應用實例，觀察簡單機械裝置的結構和作用，運用輪軸裝置的傳遞改變力的大小。【教學重點】研究輪軸在什么情況下更省力。【教學難點】分析在軸上用力的輪軸的好處。【教學準備】教師準備：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），輪軸實驗裝置12套、輪軸古代工具的圖片或視頻。學生準備：竹蜻蜓。【教學時間】1課時【教學過程設計】1、 趣味比賽導入新課1 PPT顯示趣味比賽規(guī)則班級里個頭最大的同學和個頭小的同學比賽轉動桶裝水瓶，比比誰能獲勝。個頭大的同學轉動桶裝水瓶口，個頭小的同學轉動桶裝水瓶底部，兩者朝著不同的方向轉動。2 談話：同學們，猜一猜誰會獲勝。3 請個頭最大的同學和個頭小的同學上臺比賽。4 談話：太出乎意料了吧！為什么個頭小的同學反而獲勝呢？5 學生嘗試解釋原理。6 教師小結，揭示課題：看來這可包含著大學問呢！今天我們一起來學習擰螺絲的學問就知道其中的原理了。設計意圖：通過個頭最大的同學和個頭小的同學比賽轉動桶裝水瓶，智造意想不到的結果，引起學生探究興趣，為引出輪軸做鋪墊。2、 觀察螺絲刀和圖片認識輪軸1 談話：其實生活中應用這個原理的裝置有很多，比如螺絲刀和方向盤。這些裝置有什么共同特點？（出示圖片：桶裝水瓶、螺絲刀、輪軸）2 學生小組匯報：桶裝水瓶、汽車方向盤和螺絲刀都分為兩部分，一個大輪子和一根長軸。大輪子輪固定在長軸的一端，當我們轉動輪時，長軸也跟著轉動，并將運動傳遞給其他機械。3 教師小結，添加觀念：像螺絲刀、汽車方向盤這樣，有一個輪固定在可以轉動的軸上的機械叫做輪軸。（板書課題）4 談話：生活中還有哪一些輪軸裝置呢？并說一說哪一部分是輪，哪部分是軸。為什么說它是輪？5 學生思考并匯報。設計意圖：學生雖然在生活中經(jīng)常看到輪軸的實物模型，但是對輪軸這一科學概念是陌生的，所以通過大家熟悉的螺絲刀和方向盤入手，學生交流討論后，教師引出輪軸這一概念。學生舉例生活中的輪軸裝置，教師不斷追問學生，說它是輪軸，說一說哪一部分是輪，哪部分是軸？為什么說它是輪？從而強化學生對輪軸的理解，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，分別擰兩個型號相同的螺絲。親身感受一下，看你們有沒有新發(fā)現(xiàn)？開始動手吧。2.學生動手實驗，教師巡視指導。3. 學生匯報并總結：使用手把大的螺絲刀感覺比較省力。設計意圖：承上啟下，總結了前面選擇手把大的螺絲刀能快速把螺絲擰進木頭可能是因為省力，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比較省力，也就說輪軸的輪越大感覺越省力。同學們，感覺一定準確嗎？有沒有什么辦法證明輪軸的輪越大越省力？小組討論一下。2. 學生匯報。（做實驗）3分組實驗探究:提出假設，設計對比實驗。分組實驗，研究輪軸的作用。（用鉤碼的重量充當重物和施加的力）（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鉤碼的力,才能使輪軸平衡，記錄讀數(shù)。 （3） 保持軸上鉤碼個數(shù)不變，換更大的輪，重復實驗步驟 （2）。4教師巡視指導，指導學生作好實驗記錄。5匯報實驗現(xiàn)象，交流實驗收獲。6教師小結：當重物作用在軸上，在輪上用力時，使用輪軸是省力的；且保持軸不變，輪越大越省力。7. 提問：請同學們再次觀察實驗數(shù)據(jù)，如果在輪上用力，從這些實驗數(shù)據(jù)你們能不能得出新的結論？8. 學生觀察數(shù)據(jù)，交流匯報。（提示：如果在軸上用力，輪軸依然還是省力的嗎？）9. 教師小結：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。當重物作用在軸上，在輪上用力時，使用輪軸是省力的；當重物作用在輪上，在軸上用力時，使用輪軸是費力的。設計意圖：提供給學生實踐得機會，讓其通過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，發(fā)現(xiàn)輪軸省力的奧秘。通過再次觀察實驗數(shù)據(jù)，引導學生思維的轉變，把掛在輪上的鉤碼充重物，掛在軸上的鉤碼充當力，輪軸是費力的。啟迪學生思維，多方面思考問題。五、知識應用和鞏固1. 談話：上面我們已經(jīng)知道了輪軸省力的奧秘，接下來觀察圖片，當使用圖中的各種用具時，哪些是在輪上用力？哪些是在軸上用力？并舉例說明在軸上用力的輪軸有什么好處。2. 學生觀察并回答問題。3. 在我們的生產(chǎn)、生活中廣泛地用到了輪軸，你能舉例說一說嗎？4. 學生交流匯報。設計意圖：應用并鞏固實踐研究的成果，分辨輪與軸上的具體部位，了解生活中多種輪軸的妙處，增進對輪軸的理解。六、暢談收獲1. 談話：通過這節(jié)課的學習，你們有什么收獲呢？2. 學生暢談收獲。設計意圖：通過暢談收獲，總結所學的知識和方法，鞏固學生這節(jié)課所學的內(nèi)容。七、拓展應用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，怎樣做更省力？為什么？有內(nèi)六角扳手的同學也可以動手體驗一下。設計意圖：通過拓展應用，使學習科學不受空間和時間的限制，擴寬學習的空間和時間。【板書設計】14擰螺絲的學問軸 輪輪軸在輪上用力時，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，使用輪軸是費力的。【知識要點】1. 像螺絲刀、汽車方向盤這樣，有一個輪固定在可以轉動的軸上的機械叫做輪軸。2. 當重物作用在軸上，在輪上用力時，使用輪軸是省力的；保持軸不變，輪越大越省力。當重物作用在輪上，在軸上用力時，使用輪軸是費力的。趣味比賽導入新課【課堂流程圖】觀察螺絲刀和圖片認識輪軸比較使用兩種螺絲刀擰螺絲時的用力情況探究輪軸省力的奧秘知識應用和鞏固暢談收獲拓展應用蘇教版小學科學五年級下冊 第4單元簡單機械 7