2025-2026学年乐高45025教案

2025-2026学年乐高45025教案备课组主备人授课教师授教学科授课班级XX年级课题名称课程基本信息课程名称：乐高45025动力机械基础与简单结构搭建

教学年级和班级：四年级（1）班

授课时间：2025年9月15日星期一上午第二节

教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标培养学生动手实践能力，通过搭建动力机械结构，理解基础工程原理；发展创新思维，设计并优化搭建方案；增强科学探究精神，观察实验现象并分析问题；提升团队协作能力，小组合作完成任务；培养系统思维和问题解决策略，结合课本内容强化工程素养与实践应用。教学难点与重点1.教学重点，①掌握乐高45025基础机械原理，如齿轮传动和杠杆的应用；②完成简单结构搭建，确保结构稳定性和功能性。

2.教学难点，①在小组合作中协调分工，解决搭建过程中的冲突；②优化设计方案，提升机械效率并应对实际问题。教学资源1.软硬件资源：乐高45025基础机械套装、齿轮组、杠杆模型、结构稳定性测试材料、实物投影仪、小组工作台。

2.课程平台：校内科学实验室管理系统、课堂即时反馈系统。

3.信息化资源：机械原理动画演示库、结构搭建步骤交互课件、小组协作任务平台。

4.教学手段：实物搭建演示、小组合作探究、实物投影展示、结构优化对比实验。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过班级微信群发布乐高45025课本P2-5“齿轮传动与杠杆基础”PPT及3分钟动画视频，明确预习目标：认识齿轮类型（直齿轮、蜗杆齿轮）及杠杆三要素（支点、动力点、阻力点）。

设计预习问题：①生活中哪些机械用到齿轮？它们如何改变运动？②跷跷板属于哪种杠杆？为什么能省力？

监控预习进度：利用微信群“作业提交”功能查看学生提交的预习笔记，标注共性问题（如“齿轮传动比概念模糊”）。

学生活动：

自主阅读资料：观看视频，记录齿轮特点（如“直齿轮改变方向，蜗杆齿轮减速”）及杠杆三要素示意图。

思考预习问题：举例“自行车齿轮盘大小不同，踩踏省力但速度慢”；标注疑问“如何计算齿轮传动比？”

提交预习成果：上传笔记（含齿轮类型表格、杠杆生活实例）及问题清单。

教学方法/手段/资源：自主学习法、信息技术手段（微信群、PPT动画）。

作用与目的：提前掌握齿轮与杠杆基础概念，为重点实践搭建铺垫，培养独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：播放“工厂传送带”视频，提问“传送带如何实现匀速运动？引出齿轮传动课题。

讲解知识点：结合课本P6齿轮传动模型，演示“大齿轮带小齿轮转速快、力气小”，讲解传动比=从动轮齿数/主动轮齿数；用杠杆模型演示“支点越靠近阻力点越省力”。

组织课堂活动：分组（4人/组）搭建“齿轮传动小车”，要求①用两种齿轮组合实现不同速度；②用杠杆设计“自动卸货”装置。解答疑问：针对“齿轮卡顿”问题，引导学生检查齿轮是否同轴，“卸货无力”问题提示调整杠杆支点位置。

学生活动：

听讲并思考：记录传动比公式，观察杠杆省力条件。

参与课堂活动：小组分工（2人搭齿轮结构，1人搭杠杆，1人记录），尝试“8齿齿轮带24齿齿轮”实现减速，用“支点在中间的杠杆”模拟卸货。

提问与讨论：提出“为什么卸货时杠杆不灵活？”组内讨论后调整支点位置，优化省力效果。

教学方法/手段/资源：讲授法、实践活动法（乐高搭建）、合作学习法。

作用与目的：通过实践巩固齿轮与杠杆应用（重点），在分工协作中解决“齿轮组合选择”“杠杆支点优化”难点，培养动手与问题解决能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：用乐高零件设计“垃圾分类装置”，需包含①齿轮传动实现分类桶旋转；②杠杆控制垃圾投放口开合，画出结构图并说明原理。

提供拓展资源：推荐课本P12“复杂机械结构案例”视频、《小学生机械小发明》书籍章节。

反馈作业情况：批改时关注“齿轮传动比是否合理”“杠杆支点设计是否省力”，标注共性错误（如“支点位置未靠近阻力点”），课堂集中点评。

学生活动：

完成作业：设计“手动分类装置”，用“12齿齿轮带36齿齿轮”实现慢速旋转，杠杆支点靠近投放口，实现省力开合。

拓展学习：观看视频学习“传送带分拣机”原理，思考如何优化自己的装置。

反思总结：记录“搭建时分工明确但齿轮对齐耗时，下次需先画草图”；提出“增加弹簧提升杠杆复位效率”的改进建议。

教学方法/手段/资源：自主学习法、反思总结法。

作用与目的：巩固齿轮与杠杆综合应用（重点），通过优化设计方案（如调整支点、齿轮组合）突破“机械效率提升”难点，培养创新与反思能力。教学资源拓展1.拓展资源

（1）教材延伸内容

①课本P12《复杂机械结构案例》：分析齿轮组与杠杆组合的起重机模型，理解多级传动省力原理。

②课本P8《机械效率实验》：记录不同齿轮组合（如8齿/24齿、12齿/36齿）的转速比与力矩变化数据。

③课本P15《故障排查指南》：列举齿轮卡顿、杠杆晃动等常见问题及解决方法（如检查同轴度、调整支点位置）。

（2）实物教具

①乐高45025扩展套装：包含蜗杆齿轮、锥齿轮等特殊零件，用于搭建变速传动系统。

②机械原理演示箱：展示滑轮组、齿轮齿条等传动模型，配合课本P4图示理解运动转换。

③杠杆平衡实验器材：可调节支点位置的杠杆板，验证课本P6“支点位置与省力关系”结论。

（3）生活实例库

①自行车变速系统：分析前大盘/小盘与后飞轮组合如何改变骑行速度与力度，对应课本P3齿轮传动比概念。

②垃圾桶脚踏装置：观察杠杆结构（课本P7图2-5）实现省力开盖，绘制受力示意图。

③工厂传送带：观察齿轮组如何同步驱动多个滚轮，关联课本P10“机械稳定性”要求。

（4）跨学科融合

①数学应用：计算齿轮传动比（从动轮齿数/主动轮齿数），设计最优组合方案（参考课本P9例题）。

②物理原理：通过杠杆平衡实验（动力×动力臂=阻力×阻力臂），验证课本P6杠杆公式。

③工程思维：对比课本P11“塔吊结构”与自建模型的稳定性差异，分析三角形支撑作用。

2.拓展建议

（1）基础巩固练习

①齿轮传动专项训练：使用乐高零件搭建“三级增速系统”（如24齿→12齿→8齿），记录每级转速变化，填写课本P12表格。

②杠杆优化实验：用固定支点搭建“手动压蒜器”，测试支点位置（距动力点2cm/4cm/6cm）所需用力大小，绘制关系曲线。

③故障模拟挑战：故意使齿轮错位或杠杆倾斜，依据课本P15指南自主修复，记录解决步骤。

（2）实践创新任务

①设计“自动喂鸟装置”：结合齿轮传动（缓慢旋转）与杠杆（定期投食），标注关键零件作用并说明原理。

②搭建“机械手模型”：使用齿轮组控制手指开合，杠杆结构模拟手腕转动，测试抓取不同重量物体的稳定性。

③改进课本P10“升降平台”：增加蜗杆齿轮实现自锁功能，对比改进前后安全性差异。

（3）思维提升路径

①机械效率分析：用测力计测量不同齿轮组合（16齿/40齿vs24齿/24齿）提升相同重物所需拉力，计算效率比值。

②结构稳定性探究：在搭建的“桥梁模型”中添加三角形支撑，对比课本P13“桁架结构”的抗压能力数据。

③跨学科项目：设计“校园垃圾分类车”，整合齿轮传动（分类桶旋转）、杠杆（投放口开合）及滑轮（提升机构），绘制三维草图。

（4）评估反思工具

①对照课本P14《机械搭建评分表》，自评作品的功能实现度、结构稳固性及创新性。

②撰写实验报告：记录“齿轮传动比实验”数据，分析误差原因（如摩擦力影响），提出改进措施。

③小组互评：依据课本P11《协作任务评价表》，从分工合理性、问题解决效率、方案创新性三方面互评。反思改进措施（一）教学特色创新

1.生活案例具象化：用自行车变速系统、垃圾桶脚踏装置等生活实例对应课本P3齿轮传动和P7杠杆原理，让抽象概念可触摸，学生理解更快。

2.故障模拟实战化：故意设计齿轮卡顿、杠杆晃动等故障（参考课本P15指南），引导学生自主排查，培养工程思维。

（二）存在主要问题

1.小组分工效率不均：部分学生依赖能力强者搭建，个别组员参与度低，影响整体进度。

2.过程性评价不足：侧重作品结果，对设计草图、故障解决步骤等过程记录较少。

（三）改进措施

1.推行"角色轮换卡"：搭建前分配"设计师""工程师""记录员"等角色，每15分钟轮换一次，确保全员参与。

2.增设过程评价表：结合课本P14评分表，增加"草图合理性""故障解决步骤"等维度，用课堂观察量表实时记录。

3.开发"问题银行"：收集学生搭建中的典型问题（如齿轮对齐困难），下节课作为案例研讨，强化针对性指导。课后作业1.题目：计算一个主动轮16齿、从动轮32齿的齿轮传动比，并说明转速变化。

答案：传动比=32/16=2，从动轮转速是主动轮的一半。

2.题目：设计一个杠杆压蒜器，支点靠近阻力点，解释其省力原理。

答案：支点靠近阻力点时，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡公式，所需动力小于阻力，实现省力。

3.题目：搭建一个齿轮