小学科学-齿轮教学设计学情分析教材分析课后反思

小学科学五年级上册第五单元23课《齿轮》教学设计教学目标：科学知识：知道齿轮是常见的简单机械，知道利用齿轮可以传递动力，可以改变转速和回转方向，可以提高工作效率。2、科学探究：能用泡沫板、瓦楞纸等材料制作齿轮；能基于所学的知识，用科学语言、图示等方式记录整理实验信息，表述探究结果；知道科学探究可为进一步研究提供新经验、新现象、新方法、新技术。3、科学态度：能表现出对齿轮的结构、功能、变化及相互关系进行科学探究的兴趣。知道科学是不断发展的，关心新科技等社会问题、善于用学到的知识改善生活。4、科学、技术、社会与环境：了解齿轮在生产、生活中的运用；通过齿轮在生活中的应用了解技术的发展和应用影响着社会发展。教学重难点：教学重点：知道利用齿轮可以传递动力，可以改变转速和回转方向，可以提高工作效率。教学难点：制作瓦楞纸齿轮；用科学语言、实验单等方式记录整理实验信息，表述探究结果，明确齿轮有传递动力，改变转速和转向的功能。教学准备：教师材料：大型齿轮模型、课件、视频资料等小组材料：泡沫操作板、泡沫板、瓦楞纸、胶水、小棒、纸片齿轮、实验记录单、齿轮小机器——三球仪模型等。教学过程：一、做中疑：创设情境，聚焦主题。出示“变速自行车”视频，学生观看视频师：视频中展示了现在比较流行的一种运动所用的器材，是什么呀？生：变速自行车师：这种自行车和普通自行车在结构上最大的区别是什么？出示对比图片，学生观察图片回答问题。生：普通自行车后轮只有一个齿轮，变速自行车后轮有很多的齿轮。师：你的观察能力很强，变速自行车后轮有很多大小不一的齿轮，这些大大小小的齿轮在变速自行车行驶过程中究竟有什么作用呢？今天我们就一起来研究《齿轮》（板书：齿轮）做中探：自主探究，观察发现基础活动认识生活中的齿轮（1）师：除了自行车中看到的齿轮，同学们还在哪里见过齿轮或者知道哪里用到齿轮。生：汽车、玩具、机械手表、修正带等。师：同学们都非常细心，发现了这么多齿轮。是啊，齿轮在日常的生产生活中有着广泛的用途。小到修正带、玩具车、机械表、大到汽车变速器、飞机、航母都要用到齿轮。（2）师：老师今天也带来了一组齿轮大家观察一下，齿轮有什么特点。（出示齿轮教具，并演示齿轮转动）学生观察并交流发现。生1：都是圆的生2：都有齿和槽生3：能转动师：嗯，你们观察的可真仔细，像这样圆形边缘有齿，能围绕中心轴转动的轮子叫作齿轮。齿轮边缘凸出的部分叫轮齿，凹进的部分叫齿槽。师：在实际应用中，我们会将两个或多个齿轮组合在一起共同使用，像这样两个或多个齿轮的轮齿和齿槽紧紧咬合在一起称为啮合。2、做一个齿轮（1）师：我们今天要一起研究齿轮。现在，我们实验桌上却一个齿轮都没有，只有一些材料，观察一下1号袋这些材料，能用它们做出齿轮吗？学生观察材料特点，讨论如何用1号袋中的材料制作齿轮。师生交流齿轮制作方法和注意事项：①把瓦楞纸板的表层撕去，露出中间的“W”形的瓦楞层。②瓦楞层粘贴到圆形泡沫板的侧面，一个齿轮就做好了③涂好胶水后按压一会，粘贴牢固。④注意使用胶水要适量，不要涂太多。接下来请大家用5分钟时间，开始制作齿轮（2）小组分工合作，制作2-3个大小不同的齿轮，教师巡视指导（3）齿轮作品展示师生共同评价：自制齿轮能否绕中心轴转动，齿轮是否能两两啮合师：今天我们用泡沫和瓦楞纸快速做出了一些简易齿轮，但是各种机械里用到的齿轮，它的生产技术是非常困难的，需要考虑齿轮的体积、重量、强度、精度等很多因素。在新中国成立初期，我国根本就没有自行制造齿轮的能力，到了20世纪70年代，我们才较好地掌握了齿轮的生产技术。今天的你们非常棒！学习进阶——探究齿轮的作用设计研究方案师：齿轮究竟有哪些作用呢？现在我们就用自己制作的齿轮来研究。师：你们准备怎样组装齿轮进行研究呢？小组内先商量一下。用2号袋里的纸片齿轮粘贴到实验记录单上表示本组齿轮组装方法。学生在小组内交流，并汇报研究方案。教师出示温馨提示探究齿轮的作用师：下面请按照你们刚才想的方法去研究。研究过程中，还要注意做好实验记录。“探究齿轮的作用”实验记录单组装方法我们小组的发现学生用小棒做中心轴，把自制齿轮固定在操作板上，按照设计的实验方案开展探究实验，并认真填写实验记录单，教师巡视指导。三、做中研：交流研讨，质疑评价（一）探究总结师：请各小组汇报自己组的研究与发现，同时还要注意倾听其他小组的研究情况，补充记录本组发现。学生汇报自己小组的研究发现，教师适时点拨，引导学生总结出齿轮的作用。适时板书：传递动力、改变转动速度、改变转动方向师：通过刚才的研究，我们不仅知道了齿轮能传递动力，还发现了它能改变转动的速度和转动方向。（注：1、两个齿轮一样大时，它们的转速是相同的；如果是一大一小两个齿轮则转速不同，小齿轮转速快，大齿轮转速慢。2、多个齿轮组合时，奇数个齿轮转向相同，偶数个齿轮转向相同，奇偶数齿轮转向不同）（二）变速自行车的奥秘师：你明白为什么变速自行车能变速了吗？交流变速自行车的奥秘，改变链条所在的齿轮大小不同来改变转速。教师出示“变速自行车的奥秘”视频。四、做中练：拓展延伸，实践创新（一）多变的齿轮师：今天我们制作的齿轮是圆柱形的称为“直齿轮”，在实际生活中我们还能用到很多其他不用形状的齿轮，像是稳定性更好、噪音更小的斜齿轮，承载力更强、吻合度更高的人字齿轮。还有科学达人们作出的这样的齿轮。教师出示相关图片和不同形状的齿轮视频（“无可不齿轮”视频）学生欣赏视频，体会人类的创造能力，拓宽视野。师：齿轮不一定是圆的，根据需要可以改变齿轮的形状，只要各个齿轮之间可以啮合可以顺利转动就可以。（二）制作简易三球仪模型师：这节课我们一起研究了齿轮的作用，现在老师要考考你们了。我们知道在太阳系中，太阳的自转、地球的自转和公转、月球的自转和公转，都是自西向东的，接下来请同学们利用今天所学的齿轮知识和实验桌上3号袋内的材料，制作一个日地月的三球仪模型吧。学生应用自己所学知识，制作简易三球仪模型，并能够转动起来，教师适时点评。师：最先组装完毕并能顺利转动的小组，就是今天的科技明星组！师：恭喜（）、（）、（）组的同学，在他们的团结合作下，率先完成了简易三球仪模型的组装，成为今天的科技明星组。老师希望同学们课下可以继续研究齿轮，能做出更多更有趣的齿轮科技作品。今天的课就上到这里，下课！板书设计：第五单元23课《齿轮》课标分析《齿轮》属于课程标准技术与工程领域，人类观察自然、研究各种现象产生和变化的原因，而产生科学，科学的核心是发现；对科学加以巧妙运用以适应环境、改善生活而产生技术，技术的核心是发明。一、课标要求《齿轮》对应课标中的第17大概念。•大概念17．技术的核心是发明，是人们对自然地利用和改造。•学习内容17.3工具是一种物化的技术。•学习目标：知道完成某些任务需要特定的工具。知道杠杆、滑轮、轮轴、斜面等是常见的简单机械。使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械解决生活中的实际问题。课标给出了本学习内容的活动建议：通过使用杠杆、滑轮、轮、斜面等简单机械，体会机械能够省力，工作更加方便；在生活中寻找常见的简单机械的应用实例，观察简单机械装置的结构和作用，运用杠杆、滑轮、齿轮等简单机械装置的传递改变力的大小。二、课标概念分析学生在学习过大概念16中丰富多彩的人工世界后，再学习大概念17中人类改造世界时的技术发明，知道各类工具对人类生产生活的作用，最后利用大概念17中学习到齿轮等各种简单机械解决实际问题，制造产品。在这个过程中学生建构完整技术与工程领域的知识结构。本课《齿轮》的内容与杠杆、滑轮等简单机械是平行内容。教师在达成课标要求时应该指导学生通过对常见工具和器具的操作与使用，学习简单地加工方法，初步认识生活中常见的简单机械，通过对各种简单机械的探究和分析，知道齿轮等简单机械的作用和特点，以及身边可以操作使用的轻便器具，意识到人们的生活离不开各种工具，工具是人的力量的一种延伸。第五单元23课《齿轮》教材分析《齿轮》是青岛版五四制小学科学五年级上册第五单元“运动与机械”中第23课的内容，也是本单元的最后一课。机械时时刻刻包围在我们的身边，但经常被我们不经意间忽略掉。本单元课与课之间以“运动与机械”为主线串连为一体，集中探究有关简单机械方面的科学知识，充分体现了生活与技术的关系，向学生提供了充分的科学探究机会。让学生根据生活中的经验自行探究其中的规律，认识到利用简单机械可以提高工作效率，了解这些原理在生活中的广泛应用，进而尝试用所学到科学原理解决生活中的一些问题，最终体现科学与技术、社会的关系以及来源于生活又服务于生活的课程设计理念。《齿轮》的探究活动，是在前面几课学习的基础上，继续深入探究简单机械，同时也为以后探究复杂机械打下基础。本课教科书包括我们来研究齿轮、自由活动（研究玩具车或机械闹钟里的齿轮）、拓展活动三部分。其中我们来研究齿轮可以分为生活中的齿轮、做一个齿轮、探究齿轮的作用三个小环节，三个环节由易到难、层层递进、环环相扣，引导学生逐步开展齿轮的探究活动。自由活动是对齿轮的深入研究，结合具体物品——玩具车或机械闹钟研究齿轮在生活中的实际应用。教科书给出了两个拓展活动的方向：尝试组装一架小机器，娱乐设施中运用的简单机械。目的是让学生继续探究机械的奥秘，体会科学探究是没有止境的。第五单元23课《齿轮》学情分析知识基础学生学习过日晷、沙漏、天平等工具的使用，知道使用工具可以更加精确、便利和快捷；也已经学习了斜面、杠杆等简单机械，能够顺利开展有关简单机械的作用与特点的探究实验，掌握了实验方法与技巧，为本节课学习打下良好基础。同时，通过对授课班级问卷调查反馈数据可以看出，94.3%的学生能正确辨认齿轮，只有5.7%的学生不认识齿轮，有利于提高本节课的效率，教师可以把更多的时间放在齿轮作用的探究上。第二个调查问题“是否自己组装过模型、拼图之类的物品或制作科技小发明、小制作？”80%的学生都组装过模型或者制作科技小发明等，数据表明学生有较高的动手实践能力，为探究实验组装齿轮和拓展活动制作齿轮有关科技作品奠定了能力基础。认知特点高年级学生逐步学会分出概念中的本质与非本质，主要与次要的内容，学会独立进行逻辑论证。但他们的具象思维能力已经比较成熟，抽象思维和逻辑思维能力相对较弱，需要与生活中具体的事物和现象结合起来，引导设计实验方案，理清操作步骤，逐步提升学生的逻辑思维能力。困难与障碍本课学习的主要困难与障碍来自学生在开展齿轮的作用探究实验时对实验现象即齿轮转动时每一个齿轮的转动特点的观察不够仔细，容易忽略对齿轮转速或转向的观察。再次，学生能够用自己的语言描述实验现象，但却不能用简洁的语言概括出来，语言组织与表达能力较弱。第五单元23课《齿轮》效果分析在《齿轮》这课的研究与设计中，它不仅是一节科学课，还是数学、工程、技术等学科的融合，体现了新课标中的STEM教育理念。教学目标达成度高通过本节课的学习，学生不仅掌握了齿轮的作用等科学知识目标，实现学会制作瓦楞纸齿轮的方法、科学探究的方法等科学探究目标，表现出非常高的科学探究兴趣，了解了齿轮在实际生活中的应用。教学目标高度完成。自制齿轮开展探究学生利用瓦楞纸W形分布的特点，制作出了比较标准瓦楞纸齿轮。这些手工制作的齿轮不仅能够转动还能两两啮合，能够顺利完成后边的齿轮作用探究实验。瓦楞纸齿轮的优点不仅体现在是一个比较标准的齿轮。它相比胡萝卜齿轮制作更加简单、用时少、效果好、安全性更高等。学有所用解疑答惑学生能够用本节课所学的齿轮知识解答变速自行车的奥秘，分析机械表中时针、分针、秒针转向相同转速不同的原因。他们还能把齿轮作用和日地月三球运转的方向结合起来，制作了简易三球仪模型。课堂因自信而精彩新课程改革注重培养学生的健全人格和意志品质，尤其是自信心、进取心。学生有了课堂自信就会有持续的学习兴趣和探究欲望。在这节课中，充分实现了课堂因自信而精彩。学生不仅体验到了手工做出齿轮并用自制齿轮继续开展探究实验的成就感，增强了课堂自信。他们还能用所学知识完成简易三球仪模型的组装，获得了成功的巨大喜悦。学生带着灿烂的笑容和满满的收获走出实验室，更加会充满自信和兴趣的来到下一堂科学课。第五单元23课《齿轮》课后反思《齿轮》一课是小学科学中比较典型的以科学探究实验为核心的课程。通过对本节课的设计、研究，以及具体教学中的分析与反思总结以下几点：废旧物品实现实验材料的结构性在齿轮这课的传统教学中，会让学生利用胡萝卜等材料制作齿轮；学生制作的齿轮是不规范的，无法正常啮合转动，进而让学生体会到齿轮制作的难度非常大，知道一个标准齿轮是什么样子。但是这样的活动不利于培养学生的课堂自信，而且不是所有的齿轮必须是轮齿、齿槽大小一致、分布均匀。我创新性利用废旧包装箱的瓦楞结构和泡沫板，引导学生观察瓦楞纸等材料，结合普通齿轮的特点制作瓦楞纸齿轮。学生既能掌握普通齿轮是圆形、边缘有齿能绕中心轴转动的特点，还能做出可以两两啮合正常转动的齿轮。同时，用自己亲手制作的齿轮继续开展齿轮作用的探究实验。把较大的泡沫板进行裁切，用作齿轮组装时的操作底板，旧物利用实现了教学