新苏教版科学五年级下册第四单元第14课《拧螺丝的学问》教学设计

年级五年级单元内容第四单元《简单机械》课题第14课拧螺丝的学问教材分析轮轴从杠杆转化而来，研究的内容从剪刀、螺丝刀、跷跷板变成了用钥匙拧开的门锁、门把手、提水的辘轳、内六角扳手，具有了别样的形态和使用方法。本课教学内容分四部分。第一部分，介绍轮轴的结构。教材先选择生活中最常见的螺丝刀和方向盘，引导学生认识轮轴的结构，说明轮轴的存在。在此基础上，通过具体事例辨析轮轴的两个部分，让学生寻找削笔器、门把手、水龙头哪部分是轮，哪部分是轴，将学生的视角从物体导向具体部位。第二部分，研究轮轴在什么情况下更省力。引导学生分两个步骤进行实验，即：在轴上钩码不变的情况下，在轮上挂几个钩码可以使轮轴保持平衡；换更大的轮后，所挂钩码的个数是否有变化，使学生懂得在轮上用力省力，还是在轴上用力省力。第三部分，认识各种各样的轮轴。观察多种轮轴及其使用的相关图片，分析其使用原理，懂得如何使用这些轮轴。第四部分，了解科学史。阅读《天工开物》中关于轮轴的记载，了解使用轮轴工具的历史，且有些目前还在使用，说明这些发明创造推动了技术和社会的发展。学情分析五年级学生熟悉螺丝刀、螺丝等工具，动手意愿强，乐于小组探究。具象思维为主，对轮轴、斜面等抽象原理理解困难，易混淆螺纹与轮轴的省力作用。具备基础操作能力，但实验规范、数据分析与原理迁移能力较弱，需借助实操突破难点。教学目标1.在比较中认识轮轴装置的结构特点。2.通过实验，发现施加在轮上和轴上的力的不同作用效果。3.了解轮轴在生活中的应用并能分析出其原理。4.知道轮轴的应用对生产发展的价值。教学重难点重点：研究轮轴在什么情况下更省力。难点：分析在轴上用力的轮轴的好处。教学准备演示材料：使用轮轴的图片或视频。分组材料：螺丝刀手柄、螺丝刀、内六角螺丝、内六角扳手、木板（含配套内六角螺丝孔一个）、轮轴实验装置、竹蜻蜓。教学过程一、导入新课1、螺丝刀和汽车方向盘是常见的两种物品。你知道它们各自组成部分名称吗？明确：像螺丝刀、汽车方向盘这样，轮和轴固定在一起，轮转动时轴也跟着转动的装置叫作轮轴。2、轮轴有什么特点？明确：①半径较大的为轮，半径较小的为轴②轮与轴固定在一起③轮和轴同时转动：轮带动轴转，或轴带动轮转二、找一找轮和轴有些轮轴装置的轮是一个手柄，有些是一个圆形，有些是一个把手。找一找，这些物品中哪一部分是轮，哪一部分是轴。展示图片。明确：（1）摇柄是轮，铅笔对面的螺母是轴。（2）球型把手是轮，锁芯是轴。（3）兰花龙头是轮，阀门芯是轴。（4）其他三、轮轴作用（一）小组大比拼1、比赛要求：两小组各选一位同学，选择一种螺丝刀，同时拧螺丝钉，比一比哪组最先把螺丝钉拧进去。2、根据比赛结果，哪组获胜？为什么？明确：使用有柄螺丝刀的获胜。因为用有柄螺丝刀，是在轮上用力，省力；用无柄螺丝刀，是在轴上用力，费力。（二）小游戏1、游戏要求（1）第一局①拿一把无柄螺丝刀，两位同学用单手各握一头。②两人分别向反方向旋转，看谁的手劲大。（2）第二局①拿出一把有柄螺丝刀，请力小的同学握木柄，力大的同学握刀杆。②两人分别向反方向旋转，看谁胜利。游戏记录四、研究轮轴省力秘密实验探究：轮轴在什么情况下更省力？1、实验器材：支架、细绳、大轮、小轮、轴、钩码等。2、实验步骤①组装好轮轴实验装置。②在轴上挂一定数量的钩码。③观察在轮上挂多少个钩码，才能使轮轴平衡。④保持轴上钩码个数不变，换更大的轮，重复实验步骤③。3、温馨提示①轮轴在轮上有槽口，掌握正确连接轮和轴的方法。②多次重复试验，找出共同现象，发现规律，得出结论。③小组合作，做好实验记录。4、实验演示，播放视频。5、实验记录这是某小组实验记录，阅读后回答。◆当轮轴平衡时，在轴和轮上所挂钩码的个数相同吗？◆换更大的轮后，所挂钩码的个数有变化吗？◆想一想：是在轮上用力省力，还是在轴上用力省力？明确：①轮轴平衡时，在轮上悬挂的钩码少，在轴上悬挂的钩码多。②轮越大，悬挂的钩码越少，轮轴也越省力。③在轮上用力更省力。五、费力轮轴1、内六角扳手是一种轮轴工具，用来拧内六角螺丝的。在拧内六角螺丝时，什么情况下省力？什么情况下费力？为什么？明确：把长柄作为轮，把短柄作为轴，转动长柄拧螺丝，更省力。反之，费力。因为手柄好比轮轴上的轮，扳手与螺丝的接触面好比轴，由于轴不变，轮越大就越省力。2、下面的用具都利用轮轴原理，在使用时哪些是在轮上用力？哪些是在轴上用力？展示图片。明确：竹蜻蜓，在轴上用力；石磨，在轮上用力；擀面杖，在轴上用力；套筒扳手，在轮上用力。3、在轮上用力，省力；在轴上用力，费力。那么，在轴上用力的轮轴有什么好处？明确：竹蜻蜓，在轴上用力，可利用其在手心连续滚动多圈，使叶片快速转动。擀面杖，在轴上用力，使轮转动的距离远。阅读：轮轴的用途回答：①《天工开物》介绍的这些工具哪里用到了轮轴原