16斜坡的啟示【課標(biāo)落實】1本課通過創(chuàng)設(shè)真實情境激發(fā)問題、建構(gòu)模型實驗探究和綜合分析作出解釋等活動，落實小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)高年段的課程目標(biāo)。科學(xué)知識：了解科學(xué)技術(shù)推動著人類社會的發(fā)展和文明進程。科學(xué)探究：能基于所學(xué)知識，初步具備實驗設(shè)計的能力和控制變量的意識，設(shè)計實驗方案。能基于所學(xué)知識，運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學(xué)探究的結(jié)論。科學(xué)態(tài)度：表現(xiàn)出對事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系進行科學(xué)探究的興趣。科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境：了解人類的好奇和社會的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用深深影響著社會發(fā)展。2本課的學(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”的高年段要求：學(xué)習(xí)內(nèi)容16.2：知道重大的發(fā)明和技術(shù)會給人類社會發(fā)展帶來的深遠影響和變化。學(xué)習(xí)內(nèi)容17.3：工具是一種物化的技術(shù)。知道完成某些任務(wù)需要特定的工具。知道斜面是常見的簡單機械。使用斜面解決生活中的實際問題。【教材分析】斜坡的啟示是蘇教版科學(xué)五年級下冊第4單元簡單機械的最后一課。學(xué)生在二年級下冊認識工具中操作和使用螺絲刀、老虎鉗和羊角錘等簡單工具時，對工具的便利已經(jīng)有切身的體驗和初步的認識。同時在本單元前三課的基礎(chǔ)上，接著學(xué)習(xí)斜面這一簡單機械，豐富對經(jīng)典簡單機械的認知、體會機械能夠省力和便于工作的作用。在教材中還滲透了機械與生活的關(guān)聯(lián)，在生活中尋找和發(fā)現(xiàn)斜面的應(yīng)用實例，體會機械對生活的影響。本課教學(xué)內(nèi)容分四個部分：第一部分，認識斜面。教材首先針對兩幅情境圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考解決搬動困難的問題，然后指引學(xué)生觀察古人建造金字塔時搬運巨石的場景，對比發(fā)現(xiàn)斜面的存在價值，引出斜面及其作用。第二部分，探究拉力與斜面坡度的大小關(guān)系。通過用彈簧秤測量豎直提起小車的拉力，再測量沿著斜面拉小車的拉力，發(fā)現(xiàn)斜坡省力的奧秘，加深對斜面作用的認識。第三部分，認識斜坡原理的應(yīng)用。教材展現(xiàn)了斜面的兩種變形：螺旋和盤山公路，并引導(dǎo)學(xué)生思考它們與斜面的關(guān)系。為了幫助學(xué)生理解斜面的變形，教材用直角三角形紙片纏繞鉛筆，直觀表現(xiàn)幫助學(xué)生理解變形斜面的來由。第四部分，找自行車上的簡單機械。這一部分不僅與斜面有關(guān)，還是本單元的概括和總結(jié)。在此，教材首先說明杠桿、輪軸、滑輪、斜面都屬于簡單機械，都具有降低勞動強度的作用，然后引導(dǎo)學(xué)生分析自行車集成多種簡單機械的常見物體所包含的簡單機械，并說明其各自的作用。【學(xué)情分析】通過二年級下冊認識工具的學(xué)習(xí)，學(xué)生初步認識并操作簡單工具，體驗工具的使用可以給工作帶來便利。而在本單元前三課的基礎(chǔ)上，學(xué)生認識了杠桿、輪軸和滑輪這三種簡單機械的原理及其作用，所習(xí)得的科學(xué)方法可以為本課對斜面的認識奠定基礎(chǔ)。從學(xué)生的前概念來看，學(xué)生在日常生活中見過“搭建斜坡”運送東西的場景，已經(jīng)初步建立“斜坡”能夠省力的感性認識，本課以此為契機，創(chuàng)設(shè)了金字塔巨石如何搬運到塔頂?shù)恼鎸崋栴}情境，引導(dǎo)學(xué)生在解決金字塔難題的同時，探究斜面省力的秘密。同時根據(jù)學(xué)生的年齡特點和認知規(guī)律，學(xué)生對于變形斜面的辨別和認知存在一定困難，需要教師啟發(fā)學(xué)生發(fā)揮抽象思維能力，認識到“Z”形斜面和“螺旋”都是斜面的變形，而這個難點的突破同樣涵蓋在金字塔情境中。【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)知識：1知道斜面是一種簡單機械。2知道高度不變時，坡度越小（斜面越長）斜面越省力。3知道為了符合實際需求，有時需要將斜面“變形”，有“Z”字斜面和螺旋斜面。科學(xué)探究：1能夠?qū)鹱炙奘徇\之謎作出猜想，并設(shè)計實驗探究。2通過搜集證據(jù)和數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)斜面的省力程度與坡度大小之間的關(guān)系。3能夠結(jié)合實際，對斜面的變形提出設(shè)想，能對巨石搬運之謎作出假設(shè)性解釋。科學(xué)態(tài)度：1積極表達與交流，體驗和感受科學(xué)探究的樂趣。2樂于關(guān)注身邊簡單機械的應(yīng)用。科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境：1 體會機械和技術(shù)促進人類文明的發(fā)展。2 意識到斜面給人們生產(chǎn)生活帶來的便利。【教學(xué)重點】發(fā)現(xiàn)斜面的省力程度與坡度大小之間的關(guān)系。【教學(xué)難點】理解“Z”字形和螺旋都是斜面的變形。【教學(xué)準(zhǔn)備】教師材料：PPT、螺絲釘、三角形紙等。學(xué)生材料：斜面裝置、小車、彈簧測力計、鉤碼、記錄單。【教學(xué)時間】1課時【教學(xué)過程設(shè)計】1、 創(chuàng)設(shè)情境，探秘歷史1出示圖片和文字資料，講述古埃及金字塔的神秘故事：同學(xué)們，你們喜歡解謎嗎？今天我們解謎的對象來自遙遠的古埃及金字塔。它是一種方錐形建筑物，因為形似中文字“金”，所以被我們形象地翻譯為“金字塔”。金字塔群已經(jīng)有4500多年的歷史，據(jù)考證，現(xiàn)存最大的胡夫金字塔建成時有146.59米高，相當(dāng)于40層樓的高度！塔身由200多萬塊大小不一的巨石組成，平均重達2.5噸！為建成這個大金字塔，一共動用了10萬人花費了20年的時間2.5噸是什么概念？五年級的學(xué)生大約40千克，每塊巨石相當(dāng)于62個你們那么重！提出問題：金字塔的巨石是怎么從地面運送到金字塔高處的？（資料信息：受限于建造的時間要求、技術(shù)水平、人力資源等）2學(xué)生提出想法。3準(zhǔn)備生活場景圖片，學(xué)生猜測有困難時予以適當(dāng)提示。（生活場景：搬運自行車上臺階、搬運鋼琴上卡車等等）4引出斜坡的使用。設(shè)計意圖：金字塔是人類文明的瑰寶，古埃及人建造金字塔時所運用的各種簡單機械和巧妙方法是人類智慧的結(jié)晶。以“建造金字塔的巨石如何搬運到塔頂高處”這一問題的探秘為主線，創(chuàng)設(shè)了貫穿本課始終的情境，不僅引導(dǎo)學(xué)生認識斜面這一簡單機械的應(yīng)用，更返璞歸真去探尋人類技術(shù)的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生進行科學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的興趣。2、 建構(gòu)模型，初探斜面1提出初步猜想：古埃及人利用斜坡運送巨石到高處。2提問：斜坡的使用能起到什么作用？（方便、輕松、省力）3設(shè)計模擬實驗驗證猜想。出示裝置，假設(shè)底座的高度就是金字塔的頂端高度，配重小車模擬要運送的巨石，拉動小車模擬運輸巨石，猜測古埃及人會怎么做。4生上臺演示，搭斜面拉動小車。5提問：怎么知道使用斜面可以更省力？要比較什么？（豎直提升和沿斜面拉動比較）6播放視頻，幫助回憶測力計使用方法。7出示記錄單，生說明注意事項。8學(xué)生分組實驗。9小組匯報，師在黑板上記錄數(shù)據(jù)。（斜面可以省力）10小結(jié)：斜面可以省力，幫助減輕勞動強度。它被稱為一種簡單機械。設(shè)計意圖：對于金字塔搬運巨石到高處提出初步猜想后，引導(dǎo)學(xué)生利用裝置建立模型進行探究，發(fā)現(xiàn)斜面可以省力、減輕勞動強度的秘密，既認識斜面作用，又暗含建模思想，促進學(xué)生模型思維的發(fā)展。3、 深入挖掘，再探斜面1提問：各個小組測出的斜面拉力有所差別，這意味著什么？可能跟什么因素有關(guān)？（搭建的斜面不同）出示不同斜面圖片。提問：你認為古埃及人會選擇哪一種斜面更省力？2生提出猜測，說明理由。3談話：把從斜面起點到搬運高處的長度稱為斜面長度；斜面和地面的夾角稱為斜面坡度（斜面長度和板長區(qū)分開）。描畫出斜面、地面、金字塔高的直角三角形，引導(dǎo)觀察，思考：斜面長和坡度存在什么關(guān)系？4發(fā)現(xiàn)：當(dāng)高度一樣時，坡度越小，斜面越長；坡度越大，斜面越短。研究斜面時我們就以坡度來描述。5引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗步驟。（大中小三種坡度對比）6出示記錄單，生說明注意事項。7學(xué)生分組實驗。8小組匯報：當(dāng)高度不變時，坡度小的斜面比坡度大的斜面省力；雖然坡度越小越省力，但斜面會越長，行駛的距離變長；設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計對比實驗，并利用數(shù)學(xué)思想和方法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)斜面長度和坡度的關(guān)系，接著啟發(fā)學(xué)生發(fā)揮空間想象力，對斜面坡度進行無限小和無限大的聯(lián)想，與平行拉動和豎直提升建立關(guān)聯(lián)。同時發(fā)現(xiàn)坡度越小越省力，但會造成斜面越長，為后續(xù)金字塔的斜面“變形”埋下伏筆。4、 聯(lián)系實際，斜面“變形”1談話：我們知道了為了省力要搭建坡度小的斜面，那金字塔旁的斜坡要多少坡度比較合適？出示數(shù)據(jù)：據(jù)考證，金字塔旁斜坡坡度大概5、也就是斜面長和金字塔高比例大約在10:1時，是保證運輸方便和使用最少建筑斜坡材料的最佳比例。我們今天使用的模型高度大約是20厘米，按比例斜面長是高度的10倍，也就是2米；而最大的胡夫金字塔建成時的高度是146.59米，換算下來，通往塔頂?shù)男逼麻L度將達到驚人的1465米左右，斜坡起點距離金字塔將達1457米遠！2提出問題：怎么解決以上難題？3要求： 能省力；不能把斜面建造得離金字塔太遠。4學(xué)生思考，提出見解，互相質(zhì)疑補充。邀請上臺畫一畫想法。5出示生活場景圖：人行天橋、盤山公路、螺旋滑梯。學(xué)生有想到方法，圖片用來與生活建立關(guān)聯(lián)；學(xué)生沒有想到方法，則用來啟發(fā)思考：將直線斜面變形成“Z”形斜面或螺旋斜面。6思考：“Z”形或螺旋為什么能省力？，引導(dǎo)觀察“Z”形或螺旋是由一段一段斜面組成的，每一段斜面的坡度比直線斜面的坡度小，所以比較省力。7出示卷在鉛筆上的螺旋，提問螺旋旋開可能是什么形狀，當(dāng)眾旋開是三角形，發(fā)現(xiàn)是斜面的變形。8生對金字塔巨石搬運的方法作出假設(shè)性解釋。9師小結(jié)：你們都提出了很棒的想法，事實上，4500多年前的古埃及人究竟用什么方式建造成這項世界奇跡，現(xiàn)在的我們已無從得知，它留下的許多未解之謎，仍然吸引著許多考古學(xué)家們利用數(shù)學(xué)原理和科學(xué)技術(shù)不斷去探尋和解釋，希望你們也能如此。設(shè)計意圖：斜面的“變形”是本課的難點，但在前面環(huán)節(jié)的層層推進上，這個“變形”變得勢必為之，借助生活場景圖和實物模型啟發(fā)學(xué)生思考，對金字塔斜面的搭建作出假設(shè)性解釋，不管這個假設(shè)是否符合實際，只要學(xué)生能想到對斜面進行“Z字折疊”或螺旋變換，都應(yīng)該予以肯定，體現(xiàn)了學(xué)生空間思維想象力的發(fā)揮，以及對斜面的深度理解。最后的小結(jié)是對科學(xué)探究的態(tài)度和價值觀的升華，科學(xué)探索是建立在前人智慧結(jié)晶的基礎(chǔ)上，不斷地向前發(fā)展。5、 習(xí)題應(yīng)用，加深理解1斜面是一種 機械，它可以 。2當(dāng)高度一樣時， 越 ，斜面就越省力。3古埃及金字塔可能是通過建造 將巨石搬運到高處的。4以下物品不是運用斜面原理的是（ ）菜刀 B.樓梯 C.起釘器 D.盤山公路5觀察下圖，思考螺絲釘?shù)穆菁y為什么要這樣設(shè)計？設(shè)計意圖：課堂習(xí)題可以簡單快速地檢測出學(xué)生對本課內(nèi)容的掌握程度。包括基礎(chǔ)類和應(yīng)用類，基礎(chǔ)類考查對斜面概念和作用的掌握，應(yīng)用類則通過斜面在生活中不同的運用，考查學(xué)生對斜面及其變形的理解是否深刻。【板書設(shè)計】16斜坡的啟示坡度高度不變，坡度越小，斜面越省力 變形：“Z”字斜面、螺旋斜面【知識要點】1. 引導(dǎo)學(xué)生斜面雖然簡單常見，但也是一種簡單機械。2. 利用建造金字塔時巨石搬運到高處的難題，探究斜面可以省力的秘密，且坡度越小越省力。3. 引導(dǎo)學(xué)生意識到斜面長度與斜面坡度存在直接關(guān)系，當(dāng)高度一樣時，斜面越長，坡度也越小。4. 啟發(fā)學(xué)生思考過長的斜面會造成不便，就需要將斜面進行“變形”，可以是“Z”字形，也可以變成螺旋形。【課堂流程圖】創(chuàng)設(shè)情境，探秘歷史建構(gòu)模型，實驗探究聯(lián)系實際，斜面變形習(xí)題應(yīng)用，加深理解（提出問題：建造金字塔時怎么把巨石搬運到高處；作出假設(shè)：可以搭建斜面；）（搜集證據(jù)：利用裝置探究斜面是否省力；處理信息：坡度越小越省力；）（表達交流：斜面太長不符合實際，需要變形；得出結(jié)論：斜面可以省力，但有時為了符合實際需要，要變形，如設(shè)計成“Z”字形或螺旋形；）（反思評價：課堂習(xí)題包括基礎(chǔ)類和應(yīng)用類，簡單檢測對斜面的認識是否深刻，是否有缺漏。）蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級下冊 第4單元簡單機械 7