14.拧螺丝的学问【课标落实】1.本单元通过一系列实验操作、体验、设计等活动，落实《小学科学课程标准》高年段的课程目标。[科学知识]了解技术是人们改造周围环境的方法，是人类能力的延伸，工程是依据科学原理设计和制造物品、解决技术应用的难题、创造丰富多彩的人工世界的一系列活动。了解科学技术推动着人类社会的发展和文明进程。[科学探究]能基于所学的知识，从事物的结构功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题。能基于所学的知识，从事物的结构功能、变化及相互关系等角度提出有针对性的假设，并能说明假设的依据。能基于所学的知识，制订比较完整的探究计划，初步具备实验设计的能力和控制变量的意识，并能设计单一变量的实验方案。能基于所学的知识，通过观察、实验、查阅资料、调查、案例分析等方式获取事物的信息。[科学态度]表现出对事物的结构、功能、变化及相互关系进行科学探究的兴趣。在尊重证据的前提下，坚持正确的观点；当多人观察、实验结果出现不一致时，不急于下结论而是分析原因，再次观察、实验，以事实为依据作出判断。能大胆质疑，从不同视角提出研究思路，采用新的方法利用新的材料，完成探究、设计与制作培养创新精神。能接受别人的批评意见，反思、调整自己的探究；在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。[科学、技术、社会与环境]了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。2.本课学习内容基于《课程标准》课程内容中“技术与工程领域”高年段要求。3.技术的核心是发明，是人们对自然的利用和改造。知道杠杆、滑轮、轮轴、斜面等是常见的简单机械。知道使用杠杆、滑轮等简单机械解决生活中的实际问题。【教材分析】《拧螺丝的学问》是苏教版科学五年级下册第4单元《简单机械》的第二课时。通过二年级下册第4单元《打开工具箱》的学习，学生已经使用过螺丝刀，因此拧螺丝对学生来讲是一种非常熟悉的工具，但是学生并不了解螺丝刀是轮轴的一个模型。本课带领学生认识轮轴的结构特点及其省力的原理。本课前一课学习了杠杆，而轮轴从杠杆转化而来，内容的研究从剪刀、螺丝刀、跷跷板变成了用钥匙拧开的门锁、可转动的门把手、提水的辘轳、拧螺丝的扳手，具有了别样的形态和使用方法。本课将轮轴最为一种简单机械，指导学生从四个部分来认识它、了解它。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能够保持平衡；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。阅读介绍《天工开物》中关于轮轴的记载资料，了解使用轮轴工具的历史由来已久，且有些目前还在运用，说明这些发明创造推动了技术和社会的发展。【学情分析】4
通过二年级下册第4单元《打开工具箱》的学习，学生已经直观地认识了螺丝刀，了解螺丝刀的外观及其刀口分为“一”字型和“十”字型，，学生不会有意识地去观察和归纳螺丝刀的基本模型是轮轴，他们对轮轴的结构特点和原理是陌生的。本课教学中要重点通过实验活动帮助学生认识轮轴的结构特点及其省力的原理。五年级学生经过前面四年的实验教学，已经具有较强的实验能力，在实验过程中，引导学生自己设计实验方案和学生自己动手实验，并着重培养学生仔细观察、及时记录和数据处理等实验习惯，对实验中出现的问题要引导学生及时分析并解决问题。从学生的年龄结构和心理特征来看，五年级的小学生对未知原理的事物都充满好奇心，他们有很强的求知欲。通过二年级下科学四单元《打开工具箱》的学习，在二年级时他们运用工具，拧过螺丝、做过小板凳，但对属于简单机械的这些工具省力的原理认识不足，尤其对生活现象背后的原因缺少认知和思考能力。本课的内容是对低年级学习内容的深化，并引导学生通过实验、观察和思考生活中轮轴的应用及蕴含的科学原理。【教学目标】[科学知识]1.通过观察，知道轮轴装置的结构特点及组成。2.通过实验，知道轮轴是一种简单机械。3.通过实验，知道轮轴在轮上用力时，轮轴是省力的。4.通过实验，保持轮轴的轴不变，且在轮上用力时，轮越大越省力。5.通过实验，知道轮轴在轴上用力时，轮轴是费力的。[科学探究]1.能通过观察，描述轮轴构造上的特点。2.能通过实验研究轮轴省力的原理。3.能寻找出与螺丝刀相同性质的轮轴用具。4.能够识别出轮轴，并区分轮与轴。5.能举例说明在轮上用力的好处。6.能设计轮轴能省力的实验、仔细观察、及时记录、分析数据、得出并交流结论、及时反思等。[科学态度]1.在科学探究中，能意识到要用实验证明自己的猜想。2.在科学探究中，乐于尝试运用材料、多种方法证明轮轴可以省力。3.在好奇心驱使下，对轮轴产生探究兴趣，在探究过程中愿意倾听、分享表达自己的观点。[科学、技术、社会与环境]1.认识到机械能够省力，机械的发展给人们的生产、生活带来的便利。2.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，运用轮轴装置的传递改变力的大小。【教学重点】研究轮轴在什么情况下更省力。【教学难点】分析在轴上用力的轮轴的好处。【教学准备】[教师]两种大小不同螺丝刀把手、螺丝刀各12套，内六角螺丝、内六角扳手12套，木板12块（含配套内六角螺丝孔一个），轮轴实验装置12套、轮轴古代工具的图片或视频。[学生]竹蜻蜓。【教学时间】1课时【教学过程】一、趣味比赛导入新课1.PPT显示趣味比赛规则班级里个头最大的同学和个头小的同学比赛转动桶装水瓶，比比谁能获胜。个头大的同学转动桶装水瓶口，个头小的同学转动桶装水瓶底部，两者朝着不同的方向转动。4
2.谈话：同学们，猜一猜谁会获胜。3.请个头最大的同学和个头小的同学上台比赛。4.谈话：太出乎意料了吧！为什么个头小的同学反而获胜呢？5.学生尝试解释原理。6.教师小结，揭示课题：看来这可包含着大学问呢！今天我们一起来学习拧螺丝的学问就知道其中的原理了。［设计意图]通过个头最大的同学和个头小的同学比赛转动桶装水瓶，智造意想不到的结果，引起学生探究兴趣，为引出轮轴做铺垫。二、观察螺丝刀和图片认识轮轴1.谈话：其实生活中应用这个原理的装置有很多，比如螺丝刀和方向盘。这些装置有什么共同特点？（出示图片：桶装水瓶、螺丝刀、轮轴）2.学生小组汇报：桶装水瓶、汽车方向盘和螺丝刀都分为两部分，一个大轮子和一根长轴。大轮子轮固定在长轴的一端，当我们转动轮时，长轴也跟着转动，并将运动传递给其他机械。3.教师小结，添加观念：像螺丝刀、汽车方向盘这样，有一个轮固定在可以转动的轴上的机械叫做轮轴。（板书课题）4.谈话：生活中还有哪一些轮轴装置呢？并说一说哪一部分是轮，哪部分是轴。为什么说它是轮？5.学生思考并汇报。［设计意图]学生虽然在生活中经常看到轮轴的实物模型，但是对轮轴这一科学概念是陌生的，所以通过大家熟悉的螺丝刀和方向盘入手，学生交流讨论后，教师引出轮轴这一概念。学生举例生活中的轮轴装置，教师不断追问学生，说它是轮轴，说一说哪一部分是轮，哪部分是轴？为什么说它是轮？从而强化学生对轮轴的理解，走出轮轴的轮一定是圆形轮子的误区。三、比较使用两种螺丝刀拧螺丝时的用力情况1.谈话：感受使用两种螺丝刀的用力情况。大家依次用螺丝刀杆和套有螺丝刀把套的螺丝刀，分别拧两个型号相同的螺丝。亲身感受一下，看你们有没有新发现？开始动手吧。2.学生动手实验，教师巡视指导。3.学生汇报并总结：使用手把大的螺丝刀感觉比较省力。［设计意图]承上启下，总结了前面选择手把大的螺丝刀能快速把螺丝拧进木头可能是因为省力，也为下面探究轮轴省力的奥秘做铺垫。四、探究轮轴省力的奥秘1.谈话：使用手把大的螺丝刀感觉比较省力，也就说轮轴的轮越大感觉越省力。同学们，感觉一定准确吗？有没有什么办法证明轮轴的轮越大越省力？小组讨论一下。2.学生汇报。（做实验）3.分组实验探究:提出假设，设计对比实验。分组实验，研究轮轴的作用。（用钩码的重量充当重物和施加的力）（1）在轴上挂一定数量钩码的重物。（2）观察在轮上施加多少个钩码的力,才能使轮轴平衡，记录读数。（3）保持轴上钩码个数不变，换更大的轮，重复实验步骤（2）。4.教师巡视指导，指导学生作好实验记录。5.汇报实验现象，交流实验收获。6.教师小结：当重物作用在轴上，在轮上用力时，使用轮轴是省力的；且保持轴不变，轮越大越省力。7.提问：请同学们再次观察实验数据，如果在轮上用力，从这些实验数据你们能不能得出新的结论？8.学生观察数据，交流汇报。（提示：如果在轴上用力，轮轴依然还是省力的吗？）9.教师小结：使用轮轴不一定省力的，省力与否取决于力作用在轮上还是轴上。当重物作用在轴上，在轮上用力时，使用轮轴是省力的；当重物作用在轮上，在轴上用力时，使用轮轴是费4
力的。［设计意图]提供给学生实践得机会，让其通过在轮和轴上挂不同数量的钩码，再将轮变得更大以后，如何使轮轴平衡的探究活动，发现轮轴省力的奥秘。通过再次观察实验数据，引导学生思维的转变，把挂在轮上的钩码充重物，挂在轴上的钩码充当力，轮轴是费力的。启迪学生思维，多方面思考问题。五、知识应用和巩固1.谈话：上面我们已经知道了轮轴省力的奥秘，接下来观察图片，当使用图中的各种用具时，哪些是在轮上用力？哪些是在轴上用力？并举例说明在轴上用力的轮轴有什么好处。2.学生观察并回答问题。3.在我们的生产、生活中广泛地用到了轮轴，你能举例说一说吗？4.学生交流汇报。［设计意图]应用并巩固实践研究的成果，分辨轮与轴上的具体部位，了解生活中多种轮轴的妙处，增进对轮轴的理解。六、畅谈收获1.谈话：通过这节课的学习，你们有什么收获呢？2.学生畅谈收获。［设计意图]通过畅谈收获，总结所学的知识和方法，巩固学生这节课所学的内容。七、拓展应用1.出示内六角扳手，谈话：内六角扳手也是一种轮轴工具。课后思考一下，在拧内六角螺丝时，怎样做更省力？为什么？有内六角扳手的同学也可以动手体验一下。［设计意图]通过拓展应用，使学习科学不受空间和时间的限制，扩宽学习的空间和时间。【教学后记】4
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