资源简介

2.6《给小车安装方向盘》教学设计
一、教材分析
本课是小学五年级工程技术单元内容，以轮轴简单机械为核心，围绕运输车转向装置展开探究。教材先对比平板手推车、自行车、汽车等交通工具的转向结构，引出轮轴概念；再安排设计、制作玩具车方向盘转向装置的动手实践；最后通过研讨、拓展巩固轮轴原理，融合观察、设计、制作、评价完整工程流程。承接前一课小车结构知识，为后续复杂机械学习铺垫，突出 “技术服务生活” 的工程理念。
二、学情分析
五年级学生已经认识小车车轮、车轴基础结构，见过汽车方向盘、自行车车把，能直观感知转向功能，但不理解内部轮轴原理；具备基础手工操作能力，喜欢动手搭建制作，但工程设计思维薄弱，绘制规范设计简图、匹配零件、分析装置优缺点存在困难。学生乐于小组合作讨论，但在实验对比、归纳机械规律时需要教师引导梳理。
三、核心素养分析
科学观念
知道轮轴是由大轮和同轴小轴组成的简单机械；方向盘、车把等转向装置利用轮轴工作，轮轴能省力、方便控制运动。
科学思维
能对比不同车辆转向结构，分析优劣；通过长短车轴对比实验，推理轮轴结构对转向效果的影响，建立结构与功能的联系。
探究实践
完整经历 “观察 — 设计 — 绘图 — 制作 — 测试改进” 工程流程，独立使用尖嘴钳、螺丝刀等工具组装转向装置，记录、调整作品。
态度责任
体会交通工具不断改良的技术发展史，感受机械发明便利生活；养成规范绘图、细心制作、反复测试的严谨工程习惯。
四、教学重点
1. 认识轮轴结构，理解转向装置运用轮轴实现车轮转向的原理。
2. 独立设计并动手制作玩具车方向盘转向装置。
五、教学难点
1. 区分转向装置里 “轮” 和 “轴”，分析轴的长度对转向灵活度的影响。
2. 规范绘制带标注的工程设计简图，根据测试结果优化装置。
六、教具准备
教师教具
多媒体课件、各类运输车实拍短视频、成品带方向盘玩具小车、轮轴结构演示模型、全套制作材料（方向盘、车轮、轴架、铝丝、螺丝刀、尖嘴钳等）。
学生分组材料
玩具车底盘、方向盘、车轮、车轴、轴套、螺丝螺母、联轴器、尖嘴钳、螺丝刀、记录单。
七、教学过程
课前准备视频
1. 短视频 1：手推车、自行车、汽车转向动态对比短片（1 分钟）
2. 短视频 2：汽车方向盘内部轮轴传动原理动画（2 分钟）
3. 短视频 3：玩具车转向装置完整制作示范视频（3 分钟）
一、导入新课
教师活动：出示老式无转向手推车图片，播放运输车转向对比短视频，提问：老式手推车转向很费力，现在汽车、自行车转弯灵活，靠什么装置实现？引出课题《给小车安装方向盘》。
学生活动：观看视频，对比不同车辆转弯方式，举手分享生活中见过的转向部件。
设计意图：借助实物与动态视频创设生活情境，激发探究转向装置原理的兴趣，自然导入本课学习主题。
二、讲授新课
（一）聚焦板块
教师活动：出示教材聚焦问题，展示方向盘轮轴结构图，讲解资料内容，明确轮轴定义：由大轮、同轴小轴固定在一起同步转动的机械；提问：转向装置为什么能控制车轮转弯，运用了什么机械技术？播放汽车方向盘内部传动动画视频。
学生活动：阅读教材资料，观察轮轴示意图，观看动画，小组交流方向盘、自行车车把哪里是轮、哪里是轴，全班汇报。
设计意图：落实科学概念，直观拆解轮轴内部结构，初步建立 “转向装置 = 轮轴” 的核心认知，解决聚焦核心问题。
（二）探索板块
1. 观察各类运输工具转向结构
教师活动：出示平板手推车、自行车、独轮手推车、汽车图片，组织小组讨论四种车辆的转向方式，引导对比哪种转向最便捷。
学生活动：分组观察图片，梳理每种车转向特点，对比得出汽车方向盘转向操控最灵活省力。
设计意图：联系生活实物对比，让学生感知转向装置不断改良的技术历程。
2. 设计、制作玩具车转向装置
教师活动：出示全套制作材料，播放制作示范短视频；讲解设计简图绘制要求：标注材料、尺寸、结构；发放记录单，指导小组绘制简图；巡视指导学生使用工具组装方向盘、轴架、前轮，完成装置制作。
学生活动：小组合作讨论方案，在记录单绘制带标注的设计简图；领取材料，用螺丝刀、尖嘴钳加工铝丝、固定零件，组装转向小车；组装完成后试车，观察转弯效果。
设计意图：完整落实工程探究流程，锻炼绘图、动手操作能力，在制作中深化轮轴结构认知。
3. 对比测试不同长度车轴效果
教师活动：发放长短两种车轴，引导学生更换车轴重复测试，抛出思考问题：转向装置中轮和轴分别是什么？长短车轴转向有什么区别？
学生活动：更换车轴多次试车，记录转向灵活度差异，小组讨论总结实验现象。
设计意图：通过对比实验，引导学生发现结构改变直接影响功能，锻炼对比推理的科学思维。
（三）研讨板块
教师活动：出示教材两个研讨问题，组织全班交流，适时点拨。问题 1 引导学生拆解装置工作流程；问题 2 结合独轮手推车结构分析不需要方向盘的原因。
学生活动：结合自己制作的小车演示，讲解方向盘转动带动轴、牵引前轮转向的工作原理；对比独轮车结构，发言分析独轮车单轮受力，推拉即可转向，无需额外方向盘装置。
设计意图：梳理本课核心知识，将动手制作经验转化为清晰科学表述，内化轮轴转向原理。
（四）拓展板块
教师活动：出示螺丝刀、水龙头、扳手、自行车牙盘图片，讲解都是轮轴在生活中的应用，拓展提问：你还能说出身边哪些轮轴工具？
学生活动：观察图片识别轮轴结构，联系生活举例门把手、辘轳、手摇卷笔刀等轮轴物品。
设计意图：实现知识迁移，把课堂轮轴概念延伸到日常生活，强化科学与生活的联系。
三、课堂练习
（一）选择题
1. 汽车方向盘用到的简单机械是（）
A. 杠杆 B. 轮轴 C. 斜面
答案：B
2. 转向装置里，方向盘属于轮轴的（）
A. 轮 B. 轴 C. 支架
答案：A
3. 同等条件下，更短的前轮车轴转向会（）
A. 更灵活 B. 更迟钝 C. 无变化
答案：A
（二）判断题
1. 自行车车把不属于轮轴装置。（×）
解析：车把是大轮，中间连接轴，属于轮轴。
2. 独轮手推车不需要安装方向盘。（√）
解析：单轮直接推拉就能转向，无需额外转向装置。
3. 轮和轴分开转动，也能叫做轮轴。（×）
解析：轮轴要求轮与轴固定同步转动。
（三）情境题
小明制作玩具车转向装置时，选用了很长的车轴，试车发现转弯特别费力、不灵活，请结合轮轴知识分析原因，并给出改进办法。
答案：过长车轴增大前轮转动阻力，操控费力；改进：更换更短的车轴，缩小前轮转动半径，转向会更灵活省力。
四、课堂小结
今天我们认识了轮轴这种简单机械，知道方向盘、自行车车把都是利用轮轴做成的转向装置。我们观察了四种运输车的转向结构，亲手设计简图、组装了带方向盘的玩具小车，通过测试发现车轴长短会直接影响转弯灵活度。我们还弄懂了方向盘转动时，轮带动轴牵引前轮实现转向；独轮手推车只有单个车轮，推拉就能转弯，不用装方向盘。生活里螺丝刀、水龙头、扳手也都是轮轴的应用，机械技术不断改良，让交通工具使用起来更方便省力。
五、板书设计
6 给小车安装方向盘
1. 轮轴：大轮 + 同轴小轴（同步转动）
2. 转向装置原理：方向盘（轮）→轴→前轮转向
3. 对比：长车轴转向迟钝；短车轴转向灵活
4. 应用：汽车方向盘、自行车车把、螺丝刀、水龙头
六、教学反思
成功之处
1. 视频动画、动手制作结合，直观降低轮轴抽象概念理解难度，学生参与课堂积极性高。
2. 完整落实工程设计流程，绘图、制作、测试、研讨层层递进，有效锻炼学生探究实践能力。
3. 联系大量生活交通工具、工具实例，学生能快速完成知识迁移，掌握轮轴应用。
不足之处
1. 部分小组工具使用不熟练，组装转向装置耗时过长，课堂后半段研讨时间被压缩。
2. 少数学生绘制设计简图缺少尺寸、零件标注，工程绘图规范没有完全落实。
3. 长短车轴对比实验，部分学生只观察现象，不能自主归纳结构与功能的规律。
教学建议
1. 课前增加 5 分钟工具使用小教学，提前演示尖嘴钳、螺丝刀安全操作，节省课堂制作时间。
2. 出示标准设计简图标注范例，绘图时巡回一对一指导，明确标注要求。
3. 对比实验前给出简单记录表格，引导学生记录现象，辅助总结实验结论；增加小组分享展示时间。(共22张PPT)
2.6《给小车安装方向盘》
2026年秋期教科版（新教材）五年级上册科学
运用斜面往往需要较大场地，然而有时要直上直下地将重物运到高处，这时可以用滑轮将重物甚至整个手推车吊升上去。
老式手推车转向很费力，现在汽车、自行车转弯灵活，靠什么装置实现？
导入新课
依靠转向轮与转向传动装置实现。自行车依靠车把联动前轮直接转向；汽车配备方向盘、转向连杆、转向节组成的转向系统，通过齿轮齿条传递动力，利用杠杆结构放大操控力，只需小幅转动方向盘，车轮就能大幅偏转，让车辆转向轻便灵活，解决老式手推车转向费力的问题。
今天许多运输工具都有转向装置。转向装置为什么能使车轮转向？运用了哪些技术
讲授新课
转向装置利用轮轴机械技术，方向盘是大轮、转向轴是同轴小轴，二者同步转动。转动大轮只需较小力气，就能带动小轴传递动力，再通过连杆推动车轮偏转。轮轴省力放大操控力，搭配传动连杆，轻松控制车轮改变行驶方向，实现灵活转弯。
1.观察常见的运输工具，说一说
它们是如何实现转向的，哪种转向
装置最方便。
所需材料 设计简图文字说明
塑料小车车身、车轮、转向支架、圆盘方向盘、竖直转轴、传动连杆、固定卡扣 1. 车头安装带活动支架的转向前轮，后轮固定直轴；2. 车身中部装同轴轮轴，上方固定方向盘，下方连接横向连杆；3. 连杆两端连接前轮支架，转动方向盘，转轴带动连杆拉动前轮同步偏转，完成转向；4. 利用轮轴原理，方向盘大轮带动小转轴，省力操控车轮转向。
1.我们为玩具车设计的转向装置是如何工作的？
这套装置运用轮轴原理，方向盘为大轮，同轴转轴是小轴。转动方向盘时，转轴带动横向连杆推拉两侧前轮支架，使前轮同步偏转；后轮固定直轴仅负责直行滚动，依靠连杆传递方向盘的动力，实现车辆转弯。
2.为什么不需要在独轮车上安装方向盘？
独轮车只有单个车轮，车身倾斜就能直接改变前进方向，依靠人的身体平衡控制行进路线，不存在左右分置、需要同步偏转的前轮，无需连杆与轮轴组成的转向机构，因此不用安装方向盘。
举例说一说生活中还有哪些轮轴的实际应用。
课堂练习
1. 汽车方向盘用到的简单机械是（ ）
A. 杠杆 B. 轮轴 C. 斜面
2. 转向装置里，方向盘属于轮轴的（ ）
A. 轮 B. 轴 C. 支架
3. 同等条件下，更短的前轮车轴转向会（ ）
A. 更灵活 B. 更迟钝 C. 无变化
B
A
A
一、选择题
1. 自行车车把不属于轮轴装置。（ ）
解析：车把是大轮，中间连接轴，属于轮轴。
2. 独轮手推车不需要安装方向盘。（ ）
解析：单轮直接推拉就能转向，无需额外转向装置。
3. 轮和轴分开转动，也能叫做轮轴。（ ）
解析：轮轴要求轮与轴固定同步转动。
×
二、判断题
√
×
小明制作玩具车转向装置时，选用了很长的车轴，试车发现转弯特别费力、不灵活，请结合轮轴知识分析原因，并给出改进办法。
参考答案：车轮连接模块粘接过紧、硬纸板车轮边缘不平整；解决：微调车轮连接间隙，用剪刀修剪车轮边缘，套上橡皮圈减少摩擦。
三、情境题
今天我们认识了轮轴这种简单机械，知道方向盘、自行车车把都是利用轮轴做成的转向装置。我们观察了四种运输车的转向结构，亲手设计简图、组装了带方向盘的玩具小车，通过测试发现车轴长短会直接影响转弯灵活度。我们还弄懂了方向盘转动时，轮带动轴牵引前轮实现转向；独轮手推车只有单个车轮，推拉就能转弯，不用装方向盘。生活里螺丝刀、水龙头、扳手也都是轮轴的应用，机械技术不断改良，让交通工具使用起来更方便省力。
课堂总结
2.6 给小车安装方向盘
1.轮轴：大轮 + 同轴小轴（同步转动）
2.转向装置原理：方向盘（轮）→轴→前轮转向
3.对比：长车轴转向迟钝；短车轴转向灵活
4.应用：汽车方向盘、自行车车把、螺丝刀、水龙头
板书设计2.6《给小车安装方向盘》课时作业
一、填空题
1.由较大的轮和较小的轴固定在一起转动的机械叫作________，汽车方向盘、自行车车把都利用了这种简单机械。
2.方向盘转向装置里，方向盘是________，连接方向盘的立杆是________，转动方向盘就能带动前轮改变行驶方向。
3.独轮手推车依靠人手扶持车把调整方向，不需要安装________。
二、选择题
1.下列工具没有运用轮轴原理的是（ ）
A.水龙头开关B.剪刀C.螺丝刀
2.关于汽车转向装置，说法正确的是（ ）
A.轴越大，转动方向盘越省力
B.方向盘（轮）越大，转向越省力、操控越轻松
C.轮和轴粗细一样，转向效果最好
3.四轮平板手推车依靠什么实现转向（ ）
A.方向盘B.万向脚轮C.车把推拉
三、简答题
1.说一说汽车方向盘转向装置的工作原理。
2.生活中还有哪些物品运用了轮轴？至少写出4种。
3.为什么独轮手推车不用安装方向盘？
四、实验探究题
我们利用方向盘、联轴器、车轴、车轮、玩具车身制作转向小车：
1.转向装置中，哪部分是轮？哪部分是轴？
2.更换长短不同的车轴，转向效果会有什么区别？
参考答案
一、填空题
1.轮轴
2.轮；轴
3.方向盘
二、选择题
1.B
2.B
3.B
三、简答题
1.答：汽车方向盘是轮，下方连接的立杆是轴，转动大的方向盘（轮），可以轻松带动细轴同步转动，轴再联动前轮支架，控制车轮左右偏转，实现车辆转向，利用轮轴省力的特点，轻松操控车辆。
2.答：螺丝刀、水龙头、扳手、自行车牙盘与曲柄、门把手、卷笔刀等。
3.答：独轮手推车只有一个承重轮，人可以直接握住两侧车把，通过抬、压、推拉车把直接改变车轮前进方向，依靠人力直接控制转向，不需要额外加装方向盘转向结构。
四、实验探究题
1.答：方向盘是轮；连接方向盘、传递转动的立杆、车轴是轴。
2.答：车轴较短时，前轮左右摆动幅度小，转弯半径大，转向不灵活；车轴更长，前轮摆动幅度更大，小车更容易急转弯，转向更灵活。2.6《给小车安装方向盘》导学案
年级：五年级学科：科学课时：1课时
学习目标
1.科学观念：认识轮轴是由同轴的大轮和小轴组成的简单机械，明白汽车方向盘、自行车车把依靠轮轴实现转向，轮轴能够省力、便于操控。
2.科学思维：对比不同车辆转向结构，通过长短车轴对比实验，推理出轴的长度对转向灵活度的影响，建立结构决定功能的认知。
3.探究实践：完整完成“观察—绘图设计—组装小车—测试改进”工程活动，规范使用螺丝刀、尖嘴钳等工具，会绘制带标注的工程简图。
4.态度责任：感受机械技术改善交通工具，养成严谨制作、反复测试、规范绘图的工程探究习惯。
学习重难点
重点：认识轮轴结构，理解方向盘依靠轮轴控制车轮转向；独立设计并组装小车转向装置。
难点：区分转向装置中的轮与轴；根据测试结果优化小车转向结构，规范绘制标注完整的设计简图。
课前准备
1.教师素材：车辆转向对比短视频、轮轴原理动画、小车组装示范视频
2.小组材料：玩具车底盘、方向盘、车轮、长短车轴、轴套、螺丝螺母、尖嘴钳、螺丝刀、记录单
课前预习
1.观察生活物品：汽车方向盘、自行车车把、水龙头、螺丝刀，想一想它们转动时有什么共同特点？
2.思考：老式平板手推车转弯很费力，汽车转弯轻松灵活，差别在哪里？
3.预习概念：轮轴由______和______组成，二者固定在一起同步转动。
课堂探究活动
活动一：认识轮轴，揭秘转向装置
1.观看汽车方向盘内部传动动画，结合结构图填空：
方向盘属于轮轴中的______，连接方向盘的金属杆属于轮轴中的______，轮和轴必须______转动，才能称为轮轴。
2.小组讨论：自行车车把哪部分是轮？哪部分是轴？
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3.生活举例：除方向盘、车把外，还有哪些物品运用了轮轴？
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活动二：对比各类车辆转向结构
观察平板手推车、独轮手推车、自行车、汽车图片，完成表格：
车辆类型 转向方式 转向是否省力灵活
平板手推车 整体挪动车身转向 费力、不灵活
独轮手推车 直接推拉单轮转向 无需额外转向装置
自行车 转动车把控制前轮 较灵活省力
汽车 转动方向盘通过轮轴控前轮 最灵活省力
思考：为什么汽车要设计方向盘这种轮轴转向装置？
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活动三：工程实践——设计并组装小车方向盘
1.绘图设计：在记录单绘制小车转向装置简图，必须标注：方向盘、车轴、车轮、底盘、螺丝。
2.动手制作：小组合作利用工具组装带方向盘的玩具小车，组装完成后试车观察转弯效果。
3.对比实验：更换长、短两种车轴分别测试，记录实验现象
车轴类型 转弯灵活程度 操控费力情况
长车轴 转弯迟钝 操控费力
短车轴 转弯灵活 操控省力
实验结论：同等条件下，______车轴转向更灵活省力。
活动四：课堂研讨思考
1.说一说方向盘控制车轮转向的完整工作过程：
转动方向盘（轮）→________________________→前轮实现转弯。
2.独轮手推车不需要安装方向盘的原因是什么？
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活动五：拓展延伸
识别下列物品是否为轮轴：螺丝刀（ ）、水龙头（ ）、扳手（ ）、门把手（ ）
课堂巩固练习
一、选择题
1.汽车方向盘运用的简单机械是（ ）
A.杠杆B.轮轴C.斜面
2.转向装置中方向盘属于轮轴的（ ）
A.轮B.轴C.支架
3.相同条件下，短前轮车轴转向会（ ）
A.更灵活B.更迟钝C.无变化
二、判断题（对打√，错打×）
1.自行车车把不属于轮轴装置。（ ）
2.独轮手推车不需要安装方向盘。（ ）
3.轮和轴分开转动，也能叫做轮轴。（ ）
三、情境简答题
小明组装小车时选用了很长的车轴，试车发现转弯费力、转向迟钝，请结合轮轴知识分析原因，并写出改进方法。
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课堂小结
1.轮轴：由______和同轴小轴固定同步转动；
2.转向原理：方向盘（轮）带动轴，牵引前轮转弯；
3.车轴规律：长轴转向迟钝，短轴转向灵活；
4.生活轮轴应用：方向盘、车把、螺丝刀、水龙头、扳手等。
导学案参考答案
课前预习
3.大轮；小轴
课堂探究活动
活动一
1.轮；轴；同步
2.自行车宽大的车把是轮，中间连接前轮的金属杆是轴
3.水龙头、螺丝刀、扳手、门把手、辘轳、手摇卷笔刀等
活动二思考
利用轮轴结构，转动大轮（方向盘）可以省力，轻松控制前轮，转向更灵活，提升操控便捷性。
活动三对比实验记录
长车轴：转弯迟钝，操控费力
短车轴：转弯灵活，操控省力
实验结论：短
活动四研讨
1.轴同步转动，牵引前轮左右摆动
2.独轮手推车只有单个车轮，直接推拉车身就能改变前进方向，不需要额外轮轴转向装置。
活动五拓展延伸
螺丝刀（√）、水龙头（√）、扳手（√）、门把手（√）
课堂巩固练习
一、选择题
1.B2.A3.A
二、判断题
1.×解析：车把是大轮，中间连接杆为轴，属于轮轴。
2.√解析：单轮推拉即可转向，无需方向盘。
3.×解析：轮轴要求轮与轴固定、同步转动。
三、情境简答题
原因：过长的车轴会增大前轮转动半径，转动阻力变大，操控费力，转向不灵活。
改进方法：更换长度更短的车轴，缩小前轮转动半径，转向会更灵活省力。
课堂小结填空
大轮

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