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第六单元 小小起重机
第1课 《设计起重机》教案
一、教学核心素养目标
1.科学观念目标：学生能够知道起重机运用了滑轮组、轮轴等简单机械原理，明确滑轮组可以省力的特点，理解复杂机械是由简单机械组合而成的科学道理。
2.科学思维目标：学生能够基于简单机械的知识，分析起重机的工作原理，在设计起重机模型时，学会运用比较、分析、归纳的思维方法，优化设计方案。
3.探究实践目标：学生能够参与“设计能吊起2牛重物、提升高度30厘米的起重机模型”的实践活动，学会制定设计方案、选择合适材料、规划制作流程，提升动手设计与合作探究能力。
4.态度责任目标：学生能够体会简单机械在生产生活中的应用价值，培养乐于合作、勇于创新的科学态度，增强关注科技发展、用科学知识解决实际问题的责任感。
二、教学重难点
1.教学重点：理解起重机运用的滑轮组、轮轴等简单机械原理，掌握起重机模型的设计思路和方法。
2.教学难点：如何根据“吊起2牛重物、提升30厘米”的要求，优化滑轮组安装和支架结构设计，确保模型的实用性和稳定性。
三、教学准备
1.教师准备：起重机工作原理的视频、图片资料；滑轮组、轮轴演示装置；木板、木条、钉子、滑轮、线绳、铁丝等材料样品；弹簧测力计、刻度尺；优秀设计方案案例。
2.学生准备：预习简单机械（滑轮组、轮轴）的相关知识；分组准备木板、木条、钉子、滑轮、线绳、铁丝等制作材料；笔记本、铅笔、直尺。
四、教学过程（40分钟）
（一）问题与猜想（8分钟）
1.情境导入
教师播放起重机在建筑工地吊运重物的视频，提问：“在现代生产中，人们怎样把重物运到高处？起重机为什么能轻松吊起很重的物体？”引导学生结合生活经验自由发言。
2.提出问题
教师展示起重机结构示意图，追问：“起重机上有我们学过的简单机械吗？用到了滑轮组吗？滑轮组在这里起到什么作用？”鼓励学生大胆猜想，学生回答后，教师小结：起重机运用了滑轮组、轮轴等简单机械，滑轮组可以省力，帮助人们轻松搬运重物。
3.明确任务
教师提出本节课探究任务：“今天我们就来设计、制作一台起重机模型，要求能吊起2牛的重物，提升高度达到30厘米。大家可以先思考，这台起重机模型需要具备哪些结构？”
（二）探究与结论（15分钟）
1.分组讨论设计思路
学生以小组为单位，围绕“怎样制作起重机模型”展开讨论，重点思考三个问题：一是起重机的框架用什么材料做，怎样设计更稳固；二是滑轮组如何安装，才能省力且提升高度达标；三是如何设计摇柄等装置，控制重物的升降。教师巡视指导，提示学生参考简单机械原理，结合材料特点进行设计。
2.分享设计方案
邀请2 - 3个小组分享设计思路，例如第一小组提出“用三角形做支架，因为三角形具有稳定性，在下部安装摇柄，能把线绳卷起来控制重物升降”；第二小组补充“安装定滑轮和动滑轮组成滑轮组，动滑轮省力，定滑轮改变力的方向”。教师引导其他小组对分享的方案进行提问和补充。
3.确定设计要点
教师结合学生的分享，总结起重机模型设计的核心要点：一是支架结构要稳固，优先选择三角形结构；二是合理安装滑轮组，确保省力且能将重物提升30厘米；三是选择容易找到、连接方便、加工简单的材料，如木板、木条、滑轮等；四是设计摇柄等操控装置，方便控制重物升降。
（三）反思与评价（7分钟）
1.完善设计方案
各小组根据讨论和分享的内容，完善自己的起重机设计方案，明确需要的材料、具体的制作步骤和小组分工。教师提醒学生在方案中注明材料的用量、滑轮组的安装位置、摇柄的制作方法等细节。
2.小组互评方案
小组之间交换设计方案，从“是否符合任务要求、结构是否稳固、材料选择是否合理、步骤是否清晰”四个方面进行评价，提出改进建议。例如有的小组指出“某小组的支架设计过于单薄，可能无法承受2牛的重物，可以增加木条的数量”。
3.教师总结评价
教师选取几份典型的设计方案进行点评，肯定方案中的优点，如材料选择合理、分工明确等，同时针对方案中的不足提出改进意见，强调滑轮组安装和支架稳定性的重要性。
（四）应用与迁移（5分钟）
1.联系生活实际
教师提问：“除了起重机，生活中还有哪些机械运用了滑轮组、轮轴等简单机械原理？这些机械给我们的生活带来了哪些便利？”引导学生举例，如电梯、塔吊、晾衣架等。
2.拓展思考
教师进一步追问：“如果我们要设计一台能吊起更重物体的起重机模型，需要对设计方案做哪些改进？”鼓励学生思考，如增加动滑轮的数量、加固支架结构、选择更结实的材料等，让学生明白科学设计可以根据需求不断优化。
（五）阅读与新知（5分钟）
1.自主阅读拓展
教师发放关于起重机发展历史和新型起重机的阅读资料，学生自主阅读，了解起重机从简单到复杂的发展过程，以及现代起重机在自动化、智能化方面的新进展。
2.分享阅读收获
邀请2-3名学生分享自己的阅读收获，教师总结：科学技术在不断发展，简单机械的组合和创新，让复杂机械的功能越来越强大，希望同学们今后能运用科学知识，设计出更多实用的发明创造。
五、板书设计
1.设计起重机
一、起重机的工作原理
简单机械的组合：滑轮组（省力）+轮轴（省力、方便操控）
二、模型设计任务
吊起2牛重物，提升高度30厘米
三、设计核心要点
1.支架：三角形结构，稳固耐用
2.滑轮组：合理安装，省力且达标高度
3.材料：易找、易连接、易加工
4.操控：摇柄装置，控制升降
四、生活应用
电梯、塔吊、晾衣架……
五、科学启示
复杂机械由简单机械组成，科技让生活更美好
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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