四年级上册科学《轮轴的秘密》教学设计

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【教材分析】
本节课教材使用的是教育科学出版社的版本，第七册第一单元工具和机械的第四课。本课分为两个部分：一是轮轴有什么作用；二是轮的大小对轮轴作用的影响。在这一课中，学生将探索另一种简单机械——轮轴。轮轴这种机械在生活中的应用很广，但对轮轴的概念和省力现象的理性分析是缺乏的。教材从回忆生活中经常使用的水龙头开始，将学生的注意力吸引到观察水龙头的构造上来，从而了解了什么是轮轴。出于学生对轮轴的认识还是模糊的，仅仅是文字概念而已，教材通过组装一个轮轴的实验装置，来研究轮轴的作用。在反复比较轮上和轴上的钩码数量，对实验数据进行分析后，得出轮上用力比较省力，轴上用力比较费力。紧接着教材安排了轮的大小对轮轴作用的影响的实验。先改变轮轴装置，将轮变大，保持轴上的钩码数量不变，轮上的钩码进行数量调整，记录下钩码的数量情况，接着将记录下的数据与前一次实验中的数据进行比较分析（这是本课的关键，因为本单元核心目标是培养学生从数据中得出规律的能力），在教师的引导下得出：轮越大，轮轴越省力。教材循序渐进地安排了一个个涉及轮轴概念本质的活动，使学生对概念的认识不断深化，最终建立起了对“轮轴”的完整概念。
【学生情况分析】
1、学习状况分析：学生整体学习热情较高，对科学探究活动兴趣浓厚，不喜欢死记硬背的知识，知识面广，思维活跃，喜欢动手；但是独立探究能力不够，部分学生主动探究意识不强，对知识的理解不甚深刻，运用能力差，对本学科的认识还不够。
2、认知特点分析：通过三年的学习学生已经能过体验到科学技术对我们的生活产生了怎样巨大的影响，是怎样推动社会向前发展的。有了一定的抽象思维能力，但这种能力任然需要直观形象的支撑，因此在思维发展的过程中，我们要从现象和事实出发，帮助学生概括总结得出结论，发展学生的探究能力。
3、对情感、态度、价值观的培养，应该基于对证据意识的培养上，使学生能不断的寻找证据来支持自己的假设，通过理性的思考和大胆的质疑，来发展学生的情感态度和价值观。
【设计思想】
本课以《科学课程标准》为指导，培养小学生科学素养为宗旨。在活动中培养学生科学的思维方法；了解科学探究的过程和方法，让学生亲身经历科学探究的全过程。在科学探究过程中，培养学生乐于探究、注重科学事实、乐于合作与交流的意识，培养学生敢于质疑的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感。
【教学目标】
1、科学概念：知道什么是轮轴，认识在轮轴的轮上用力能够省力，轮越大越省力；在轴上用力费力。
2、过程与方法：通过螺丝刀游戏和两次在轮轴上挂重物的实验数据分析，认识轮越大越省力。
3、情感态度价值观：通过活动体会和感悟轮轴是如何省力的，知道游戏中也含有科学道理，积极了解轮轴在生活中的应用，发展研究简单机械的兴趣。
【教学重点】
通过实验了解轮轴作用和轮的大小对轮轴作用的影响
【教学难点】
通过对实验数据的对比分析，发现轴不变，轮越大越省力的原理。
【教学准备】
学生材料(每组)：1盒钩码(系线)、1个轮轴、1个轮圈、2把螺丝刀、2瓶水（系线)、1套支架、1张记录表。
教师材料：学生材料1套、教学课件、组装水龙头1个。
【教学过程】
一、导入新课
1、（出示实物水龙头）这是什么？谁能把它拧开？老师再给你一样东西，把它们组合起来，你再来试一试！前后两次拧水龙头，你有什么想说的？
2、为什么加了一样东西就能轻松的拧开水龙头呢？
3、让我们一起来仔细观察水龙头，它是由哪几部分组成的？每部分有什么特点？
4、归纳：我们把像水龙头这样，轮子和轴固定在一起，可以转动的机械，叫做轮轴。今天我们就一起来研究《轮轴的秘密》。
二、玩变形轮轴螺丝刀
1、认识螺丝刀
（ 课件出示螺丝刀）螺丝刀是轮轴吗？哪个是轮？哪个是轴？
小结：螺丝刀的确是轮轴，只不过它的轮和轴为了人们使用的方便变长了。 
2、“吊水瓶”游戏
下面，让我们来玩一玩螺丝刀！我们要用螺丝刀这个轮轴来吊起这瓶水，老师向大家推荐两种玩法！第一种玩法是把水瓶系在螺丝刀的轴上，转动轮，把水吊起来。第二种玩法是把水瓶系在轮上，转动轴，把水吊起来。你觉得玩的时候应注意什么？
老师还有两个要求：第一，每位同学每种玩法都要玩一次！第二，吊水时必须把水瓶口吊到与桌面基本相平为止。学生领取材料后实验。
交流：这两种玩法，哪种省力？哪种费力？在玩的过程中你还有什么发现？
三、轮轴原理深度研究
1、（课件出示）老师这里有一个轮轴，你知道它哪部分是轮？哪部分是轴吗？
2、我们就借用这个轮轴来作进一步研究。现在老师要在这个轮轴的轮和轴上分别吊一个钩码。为了防止钩码掉到地上，可将轮轴朝向盒子的内部！我们先拿出系有线的钩码，把线头放进轮上的凹口中，在轮上绕几圈。然后，我们用同样的方法在轴上再挂上一个方向相反的钩码。如果我把手放掉，轮上和轴上的钩码会发生怎样的变化？为什么？
3、同学们想不想自己动手来知道结果？不过，老师还有一个要求，如果轮轴没有平衡，请你想办法把轮轴调平衡。学生领取材料后实验。
4、现在老师还要为这个轮轴加上一个轮圈，组合成一个新的轮轴，（教师操作组装轮轴）这个轮轴与刚才的轮轴相比，有什么相同和不同的地方？
如果老师在这个轮轴的轮上挂一个钩码，同学们还能把这个轮轴调平衡吗？学生领取材料后实验。
5、交流：（同学之间交流想法）。
6、如果老师再将这个轮轴的轮扩大，在轮上还是挂一个钩码，你能猜一下这个轴上需要挂几个钩码才能保持两边的平衡？
四、拓展整理
1、现在谁能告诉大家，（出示组合式水龙头）为什么加了这个东西，水龙头就能够轻松的拧开？
2、这就是轮轴的秘密。老师有一个疑问：我们都知道汽车是很重的，而驾驶员却能很轻松的转动汽车轮子，他靠的是什么呢？
3、在我们周围还有哪些物品应用了轮轴？
4、总结：生活当中的轮轴还有很多。有兴趣的同学可以去找一找，并思考这些轮轴帮我们解决了哪些问题？
【教学小结与反思】
科学教材的内容看似没有联系，其实蕴涵的科学探究方法却是相通的。六年级科学教材的推测假设、数据收集、动手操作的探究方法是学习《科学》的重要方法，而我却不敢放手让学生操作，根据数据去得到结论。
《轮轴的秘密》这课上下来，似乎很顺利，但是总感觉学生的思维不够发展

www.dbk123.com ，对轮轴作用的研究上，我使用杠杆尺的研究方式引入，效果比较好，主要表现在：孩子能在此基础上独立设计实验的方案，对轮轴中轮带动轴与轴带动轮有更深的认识，实验结果的呈现比较清晰。在此基础上，研究轮的大小对轮轴作用的影响也就水到渠成了。
本课教学“轮轴”的秘密，对学生而言，轮轴虽是一个新的简单机械知识，但生活中的应用却相当广泛，在教学中，要努力唤起学生潜意识的苏醒，当他学完这课后，他会恍然大悟：“哦，原来是这个道理啊!”，并会去关注生活中更多蕴含着科学道理的事物和现象。
为了让学生能有切身体会，我为每个小组准备了一个水龙头和一把螺丝刀。水龙头是去五金店里借的，学校可没有，最好找那种“轮”可以卸下的水龙头，这样可以让学生体会一下，在轴上用力扭水龙头那费力的感觉，就对“轮上用力可以省力”有更深的印象了。　
最后，让学生例举生活中应用了轮轴的现象，学生能说出很多很多，除了书中五种，还提到了：自行车的龙头、钥匙、电扇开关等等，开红酒的开瓶器等等。充分体会到了生活中的机械应用无处不在，机械的应用给人们的生活带来了极大的便利

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