资源简介

(共41张PPT)
六
第三单元 它们是怎样工作的
一、单元设计
第三单元《它们是怎样工作的》
1.本单元主题的提出
2.本单元对课程标准的落实
3.在整套教材的位置
4.本单元次级主题的主要内容及逻辑关系
5.模块内容与活动概述
6.单元教学目标
7.课时建议
第三单元《它们是怎样工作的》
一、单元设计
单元设计
1.本单元主题的提出
01学术性考量 02意义性考量 03特色性考量
1.在自然科学领域，系统是自然存在的。而在技术与工程领域，系统事先并不存在，但可通过设计、制造产品而成为现实。要引导学生认识到在技术与工程领域，产品就是系统。 2.计算思维是一种普适的思维方式，是借助计算机科学的理念，更高效、系统地解决复杂问题的思维过程。进行计算思维的培养，能让学生对问题进行抽象、分解、建模，并通过设计算法形成解决方案，将其迁移运用于解决其他问题。 3.本单元的学习，有助于学生形成结构与功能、系统与模型等跨学科概念。 1.对儿童而言，系统概念的建立是一个渐进过程。本单元设计的学习内容是学生在知道杠杆、滑轮、斜面等简单机械及其应用后，从复杂机械到系统的进阶分布。 2.在技术与工程领域，系统是核心研究对象。有时候由于系统比较庞大，还可以根据功能分为若干子系统。本单元引导学生借助实物观察并描述机械系统的构成要素，领会计算思维的基本方法。 1.本单元的设计符合六年级学生的认知特点，为学生创造获取直接经验的机会，在观察、拆解、重组、组装等探究实践活动中，感知系统的组成及子系统功能。
2.本单元通过技术与工程领域的学习，帮助学生理解系统与模型、结构与功能等跨学科概念，理解“系统是复杂的，而模型是简单的”这一特点。
计算思维
计算思维就是工程师面对问题时如何思考，以及找出问题的交互关系，并建立永久性解决方案的过程。
计算思维的四大步骤：一、拆解：将数据，流程或问题拆解成可管理的大小；二、模式识别：寻找问题间的相似处、趋势或规律；三、抽象：只关注重要信息，忽略不相关的细节；四、演算法：建立解决问题的流程或规则，同时能解决其他类似的问题。
单元设计
2.本单元对课程标准的落实
● 课程（学段）目标
科学观念 科学思维 探究实践 态度责任
知道利用技术与工程能提高生产效率和工作效率，知道技术与工程对科学发展有促进作用。 通过分析、比较、抽象、概括等方法，抓住简单事物的本质特征，展示对事物的系统、结构、关系、过程及循环的理解，能使用或建构模型解释有关的科学现象和过程。 具有基于事物的结构、功能等展开想象的能力，能运用重组思维、发散思维、突破定势等创造性思维的基本方法，基于科学原理提出有一定新颖性和合理性的观点。 初步具有从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度，提出问题和制订比较完整的探究计划的能力。 应用所学学科科学原理设计并制作简单的装置，具有初步的构思、设计、实施、验证与改进的能力。 乐于尝试运用多种思路和方法完成探究和实践，初步具有创新的兴趣；就科学问题在认识上的分歧，乐于与他人进行沟通和辩论，基于证据反思与调整探究活动。
了解科学、技术、社会、环境之间的相互影响。
2.本单元对课程标准的落实
单元设计
●核心概念的内容要求和学业要求
核心概念 学习内容 5-6年级学习内容要求 5-6年级学业要求
（四）能的转化与能量守恒 （十二）技术、工程与社会 涉及的跨学科概念：结构与功能、系统与模型 4.1能的形式、转移与转化 12.1 技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造 12.2 技术与工程改变了人们的生产和生活 ②知道简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面）及其在生产生活中的应用。 ①知道技术包括方法、程序和产品等；知道发明会用到一定的科学原理。 ②知道工程以科学和技术为基础，知道工程通常由多个系统组成。 ③应用所学科学原理设计并制作出可以提高效率的作品。 知道常见的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面）及其应用。
能说出技术与工程的基本特点及其对提高生产效率或工作效率的作用。
能尝试应用所学科学原理设计并制作简单的装置。
单元设计
3.本单元在整套教材中的地位
“工具” 主题
1～2年级
5～6年级
2上 4单元 打开工具箱
认识常见工具，学习使用简单工具；
利用简单工具制作简单手工作品。
培养工程意识。
6上 3单元 它们是怎样工作的
知道系统是一个由几个相互联系、相互作用的要素组成，具有一定功能的有机整体。
知道在解决问题时经历“把问题想清楚、把规则说明白”的过程，就是在运用计算思维。
5上 4单元 简单机械
认识简单机械及其在生产生活中的应用。
单元设计
4.本单元次级主题的主要内容及逻辑关系
手摇卷笔刀
自行车
水位报警器
联合收割机
既并列又递进
逻辑关系：本单元的次级主题有四个，分别为《手摇卷笔刀》《自行车》《水位报警器》《联合收割机》。四课按照既并列又递进的逻辑关系展开：因是四个不同的系统而彼此独立，又因四个独立系统中某个承担同一功能的子系统升级而具有内在关联。
侧重协调 侧重控制 侧重自动 侧重子系统整合
复杂机械 机械系统 电子系统 整合系统
单元设计
5.模块内容与活动概述
课题 模块内容 活动概述
9.手摇卷笔刀 模块1：手摇卷笔刀是常用的削铅笔工具 用小刀、卷笔刀和手摇卷笔刀分别削铅笔，记录使用感受。
模块2：手摇卷笔刀的工作原理 用“削—拆—装”的方法探究手摇卷笔刀是如何工作的。
模块3：常见工具的工作原理 将研究手摇卷笔刀的方法拓展到身边常见工具，分析它们的工作原理。
作业 观察身边常见的小家电是如何工作的。
10.自行车 模块1：自行车的发展历史 阅读资料，了解自行车是在不断改进的基础上发展起来的。
模块2：组成自行车的部件与功能 观察了解自行车是由许多部件和具有不同功能的子系统组成的机械系统。
模块3：自行车的传动系统和控制系统 探究自行车的传动系统和控制系统是如何工作的。
11.水位报警器 模块1：水位报警器的功能与工作模式 认识各种水位报警器的用途、状态变化和基本工作模式。
模块2：水位报警器的结构与报警机制 组装、测试简易高水位报警器，并通过阅读了解其报警机制中的计算思维。
模块3：水位报警器的创新实践 创新实践：设计并制作低水位报警器。
模块4：智能报警器 阅读资料：了解各种各样的报警器。
12.联合收割机 模块1：小麦的人工收获方式 动手操作，体会用人工方式给麦穗脱粒的低效率。
模块2：功能单一的农业机械 通过排序，了解功能单一的农业机械收小麦的流程。
模块3：联合收割机的执行系统 了解联合收割机是工程技术的集大成者，试着分析联合收割机的工作步骤。
模块4：现代农业机械 了解现代农业机械已实现信息化、智能化。
单元设计
6.单元教学目标
知道手摇卷笔刀、自行车、水位报警器、联合收割机的基本结构与工作原理，建立系统概念。
在组装、拆解、重组机械系统的过程中，运用计算思维解决问题。
能通过观察、实验等方法记录、分析现象，探究复杂机械、机械系统的工作方式。
对技术与工程领域的事物持有好奇心与探究欲，乐于动手操作、大胆质疑、认真求证。认识科技发展对生产生活的重要作用。
单元设计
7.课时建议
序号 课题 课时
1 手摇卷笔刀 1
2 自行车 2
3 水位报警器 1
4 联合收割机 1
5 单元小结 0.5～1
6 总课时 5.5～6
二、教材解析与教学流程
第三单元《它们是怎样工作的》
课的结构
模块1：手摇卷笔刀是常用的削铅笔工具
模块2：手摇卷笔刀的工作原理
模块3：常见工具的工作原理
认识手摇卷笔刀所具有的特性
知道手摇卷笔刀是一种包含多种简单机械的复杂机械
技术使人们的生活更方便
课的解析
递
进
原理认知
调动经验
拓展延伸
教学目标：
知道手摇卷笔刀是一种由多种简单机械组合而成的复杂机械。
通过拆解与组装手摇卷笔刀，分析其结构与工作原理。
在观察和拆解过程中，能描述、分析各部件的功能及其工作组合关系。
在探究手摇卷笔刀的工作原理过程中，能使用观察、比较、动手操作等方法。
对常见工具的工作原理产生探究兴趣，乐于与团队合作，愿意分享自己的发现。
重点与难点：
重点：通过拆解与观察，认识手摇卷笔刀的结构与工作原理。
难点：理解手摇卷笔刀中简单机械（如轮轴、斜面）的组合方式及其在功能实现中的作用。
课的解析
模块1：手摇卷笔刀是常用的削铅笔工具
设计意图：通过对比小刀、卷笔刀在削铅笔时的不同感受，激发学生研究手摇卷笔刀的兴趣。
课的解析
教学建议：
谈话导入，引导学生回忆削铅笔的经历，引出小刀、卷笔刀、手摇卷笔刀等工具。
体验活动：请学生用小刀、卷笔刀、手摇卷笔刀分别削铅笔，提示按表格内容记录使用感受。
启发学生思考“你觉得哪种工具好用？为什么？”
注意事项：
削铅笔时的提示：使用安全，以及需要按表格内容记录感受。
削完铅笔后的提示：要进行桌面整理。
体验
好处
乐于探索
教学流程
模块2：手摇卷笔刀的工作原理
设计意图：利用逆向思维，明确其中包含的简单机械，体会1+1＞2的组合增效作用。
教学建议：
提示学生用手摇卷笔刀削铅笔时动作要慢。
拆分主要部件前，先讨论或介绍“怎样拆？”拆开后，指引观察手摇卷笔刀的组成结构，找出其中的简单机械：手柄和齿轮——轮轴/齿轮传动，起到省力和传递动力的作用；刀片——斜面，用于切削；夹笔器——通常内部有弹簧和带有角度的卡槽，利用弹力和斜面原理固定并推进铅笔。
引导学生分析：转动旋钮，刀片是什么工作状态？为什么削不动？缺少什么？
追问：找到铅笔持续前进的原因了吗？
谈话：有时候需要一次削很多支铅笔，于是人们又发明了电动卷笔刀。
明确说明：手摇卷笔刀也是一种复杂机械。
注意事项：
拆下来的夹笔器零件按顺序摆好。
分析
分解
观察
进阶
伏笔
拓展视野
启下
模块3：常见工具的工作原理
设计意图：将研究方法迁移到身边常见的工具，引导学生关注更多的产品，巩固刚学过的方法。
教学建议：
引导学生用研究手摇卷笔刀的方法，分析身边常见工具（如开瓶器、订书机、水果削皮器等）。可提问：“它们是复杂机械吗？由哪些简单机械组成？各部件作用是什么？”
教学流程
研究方法的推而广之
作业：观察身边常见的小家电是如何工作的
教学建议：
启发学生思考：“这些小家电是怎样工作的？工作时与手摇卷笔刀有什么不同？”
设计意图：巩固本节课所学，为后续学习做铺垫。
注意事项：
不仅要观察，还要尝试画一份小家电工作流程图，作为评价依据。
教学流程
第10课 自行车
课的解析
课的结构 并列+递进
课的解析
模块1：自行车的发展
模块2：组成自行车的部件与功能
模块3：自行车的传动系统和控制系统
知道自行车的发展是一个不断改进的过程
发现让子系统如何工作
阅读了解
具体认知
具体研究
了解什么是机械系统
教学目标：
了解自行车的发展史，知道自行车是一种机械系统，初步建立系统概念。
知道自行车的五大子系统（动力、控制、传动、执行、支承）并能说出各部分在自行车上的对应部件。
能对自行车部件进行分类，形成系统思维，理解整体与部分的关系。
能通过观察和模拟实验，探究自行车的传动系统和控制系统是如何工作的。
在探究中尊重事实、如实记录，养成严谨的科学态度。
重点与难点：
重点：认识自行车是一个机械系统。
难点：探究大齿轮与小齿轮的转动对自行车快速前进的影响。
课的解析
设计意图：了解自行车的发展历程是一个不断改进的过程。从雏形期的无转向和驱动，到如今成为全世界人们使用最多、最简单、最实用的交通工具，自行车的发明和改进是人类工程学和技术创新的一个缩影。
模块1：自行车的发展
教学建议：
谈话导入：引导学生回忆骑自行车的经历，点明主题，指出自行车是人类发明的一种非常成功的复杂机械。
阅读：按时间轴列出自行车的发明和改进，找出每一次改进的关键点是什么。
交流并小结：“自行车的发明和改进源于发明者的不懈奋斗，是一部科技进步的历史，它不仅是城市交通的重要组成部分，也促进了人们对健康生活方式的追求。”
教学流程
导入主题
教学流程
简介系统
分解举例
补充介绍
设计意图：通过对自行车的重要部件和功能的认识，帮助学生建立系统的概念；通过与汽车的对比分析，让学生更好地理解机械系统通常有五个基本的子系统构成。
模块2：自行车的部件和功能
教学建议：
以自行车为例进行谈话讲解：像自行车这样由几个相互联系、相互作用的要素组成，具有一定功能的有机整体叫作系统。自行车是一种机械系统。下面我们来观察自行车，了解机械系统到底由哪些要素组成。
引导学生观察自行车或自行车图片，识别以下部件：①车座 ②车架 ③刹车部件 ④龙头(车把) ⑤后轮 ⑥大齿轮 ⑦小齿轮 ⑧链条 ⑨前轮。—将上述部件按照功能填入传动系统、执行系统、控制系统、支承系统中；强调指出自行车的动力来自骑行者。
观察时可以用一辆自行车实物替换图片。
指图介绍：汽车的机械系统也是由这五个基本子系统组成。
模块3：自行车的传动系统和控制系统
设计意图：引导学生在探究中理解传动系统的必要性和控制系统重要性。
教学流程
教学建议：
可结合教学实际情况探究其他子系统是如何工作的，增进对自行车的全面了解。
视学生的具体情况，有针对性选用明确要求、示范引领、操作指导、讨论交流等教学方式。
小结可如下：自行车各子系统如何协同工作？（可从以下几方面分析：借助脚踏板发力→链条传动→后轮转动→掌握龙头控制方向→需要时捏刹车减速停止）
注意事项：
需要合适的教具支撑教学。
传动载体
链传动的特点之一：改变速度
尝试法
观察法
比较法
在系统中的重要性
在系统中的必要性
第11课 水位报警器
课的解析
课的结构 递进
课的解析
模块1：水位报警器的功能与工作模式
模块2：水位报警器的 结构与报警机制
模块3：水位报警器的创新实践
情境导入
了解自动报警器过程
模块4：智能报警器
拓展认知
原理学习
动手操作并理解机制中的计算思维
了解智能报警器的广泛应用
迁移创新
运用反向思维创新
课的解析
教学目标：
知道水位报警器是一种能在水位达到警戒值时自动声光报警的装置。
初步学会运用计算思维解决问题。
能按说明书组装、调试简易高水位报警器。
能参与设计、画图、制作低水位报警器，完成简单的工程实践任务。
在小组中能够分工合作，乐于反思与改进自己制作的作品。
重点与难点：
重点：了解水位报警器预警与报警的工作模式，初步理解其中蕴含的计算思维。
难点：知道电路通断与浮球升降的对应关系，了解自动控制原理。
设计意图：承接前后内容——从人工控制的手摇卷笔刀、自行车转到自动控制的水位报警器，了解另一个机械系统的工作原理，也为后面组装、制作报警器提供原理依据。
模块1：水位报警器的功能与工作模式
教学建议：
谈话导入：手摇卷笔刀、自行车都是在人工控制下完成工作的，有些复杂机械无须人工控制也能完成工作。
出示浴缸、锅炉、水库图，谈话：有一种装置在水位过低或过高时能自动发声、发光做出警示，提醒人们及时处理，这就是水位报警器。
出模式图，引导学生明确水位报警器的工作模式。
提问：在正常工作状态下，原本断开的报警装置电路会在什么情况下被接通？
小结：如果水位没到警戒值，电路断开，不报警。如果水位达到警戒值，电路接通，声光报警。
教学流程
学习重点
特点
应用场景
模块2：水位报警器的结构与报警机制
设计意图：借助组装简易高水位报警器，让学生在动手过程中了解其结构，结合初步理解报警器里的“计算思维”，为设计低水位报警器做好准备。
教学建议：
先认零件，然后，按照说明书上步骤组装。
提示细节：如“电路连接正负极不要接反、导线接触要避免虚接、不要弯折零件”等。
组装完放水进行测试，记录“成功/失败”，分析原因。
注意事项：
教会常见故障排查方法：不亮/不响，检查是导线松了、正负极反了，还是浮球没触发开关。
教学流程
教学建议：
阅读资料后，让学生说说什么是计算思维，报警器里的计算思维是什么样的？
指出：像这样在解决问题时经历了“把问题想清楚、把规则说明白的过程，就是在运用计算思维。
原理
运用
什么是计算思维
模块3：水位报警器的创新实践
设计意图：让学生经历“提出问题→确定方案→画设计图→制作→测试→反思”的完整工程实践过程，利用相同原理解决相反问题（高水位→低水位），完成从模仿到创造的进阶。
教学建议：
谈话：有时候在生产生活中，会需要一个低水位报警器。下面我们来设计并制作低水位报警器。
先理解再迁移：高水位报警器是浮球上升触发报警装置，低水位报警器在什么情况下触发报警装置？(明确：高低水位报警器的工作原理一样，只是触发装置的水位不同，一个高一个低，正好相反。)
设计环节“先画再做”:要求学生必须画出设计图（标注浮球、开关、电路、警戒位置）。小组先讲解设计思路，再动手制作，避免盲目操作。
鼓励试错，重视反思:成功/失败都要记录，关键在受到什么启发。
失败了分析原因：是开关位置不对？浮球不灵敏？电路接触不良？
注意事项：
要求学生要按照工程实践要求进行，如：按设计图进行制作。
教学流程
简版工程实践
模块4：智能报警器
设计意图：让学生开阔视野，体会科技对生命安全与生活保障的重要作用，激发学生关注智能技术，具有科技创新的热情。
教学建议：
谈话：分别介绍红外线、烟感、燃气、温湿度、人脸识别报警器的探测对象
拉近知识与生活距离：说说家里、学校装了哪些报警器，有什么作用？
指出：报警器是安全卫士，要正确使用，不随意破坏，增强安全与责任意识。
教学流程
报警器举例
第12课 联合收割机
课的解析
课的结构 递进
课的解析
模块1：小麦的人工收获方式
模块2：功能单一的农业机械
模块3：联合收割机的执行系统
模块4：现代农业机械
拓展视野
感受人工脱粒的低效
系统分析
对照分析
亲身体验
了解农业机械的智能升级
理解联合收割机的功能整合
建立收获步骤与机械功能的对应关系
课的解析
教学目标：
知道联合收割机是一种集成了多种功能单一的农业机械的复杂多功能农业机械系统。
能对联合收割机的结构进行分解与归类，运用系统思维分析整体与部分的功能关联，建立“多个子系统协同工作”的认知模型。
能利用图片、视频、实物模型等多种教学资源，识别联合收割机的执行系统，明确其在作业流程中的作用。
养成严谨认真、尊重事实的科学态度，对农业机械与现代农业科技持有探究兴趣。
重点与难点：
重点：认识联合收割机的系统组成，明确五大子系统的功能及对应部件，理解“多子系统协同完成复杂作业”的工作原理。
难点：理解联合收割机各子系统之间的联动关系，尤其是执行系统与其他子系统的协同工作机制，建立完整的系统认知。
模块1：小麦的人工收获方式
设计意图：让学生真实体验传统收获方式的低效和劳动强度，，突出农业机械的价值与必要性，引出后续学习活动。
教学建议：
谈话：利用课文内容创设情境，引出收获话题。
任务驱动：从麦穗到麦仁，要经过农民的辛勤劳动。
动手：尝试用人工方式给麦穗脱粒。（学生动手搓麦穗、脱粒）
交流：脱粒过程中的发现和感受。
提问：“从麦穗到麦仁，我们一共做了几步？每一步都是在做什么？”
小结：手工脱粒辛苦、费时，劳动效率特别低。顺势转入下一模块。
注意事项：
要选用干燥、干净、无尖锐麦芒的麦穗。
及时清理麦壳、碎屑，保持桌面整洁。
体验活动1～2分钟即可，重在感受。
强调轻拿轻放，不渲染麦芒划伤，避免学生害怕参与。
教学流程
设计意图：承接前面学习内容，从低效人工劳动过渡到机械作业，建立人工方式收小麦流程与农业机械收小麦流程的功能对应。了解农业机械先从单一功能开始，分别替代人工的某一步，为理解联合收割机的“整合”做铺垫。
模块2：功能单一的农业机械
教学建议：
谈话：利用课文内容从前面学习转入本模块学习。
讨论：1.结合图片内容，传统的收小麦分几个步骤？每个步骤依靠什么方式和工具完成？2.对照人工收小麦的流程，给下列农业机械收小麦的流程排序。
交流：人工四步流程与功能单一的农业机械是怎样逐个匹配的。
小结：功能单一的农业机械比人工更快、更省力、更整齐，但仍然需要多台机器、多道工序。
提问：能不能一台机器做完所有的事？
注意事项：
只讲农业机械的功能、用途、优势，不讲内部构造与工作原理。
重点强调：每种农业机械只能完成一步，不是全能。
教学流程
说明价值
寻找对应关联，说明技术思路
设计意图：承接前面学习内容，把功能单一的农业机械收小麦的四步流程与联合收割机的执行系统一一对应，建立“联合收割机是工程技术的集大成者”这一核心观念。
模块3：联合收割机的执行系统
教学建议：
谈话：利用课文内容从前面学习转入本模块学习。
思考：联合收割机的这种整合是简单的拼凑吗？——各子系统协同工作。
讨论：在联合收割机的图片上，圈出它的执行系统，并将代表收小麦工作步骤的序号标注在图中。
交流：与人工收小麦、功能单一的农业机械收小麦相比，联合收割机有什么优势？
小结：联合收割机为解放人力、提高效率做出巨大贡献，是现代农业机械的重要一员。
注意事项：
按先整体后局部的思路认识联合收割机。
教学流程
联合收割机的优势
分析执行系统的子系统
模块4：现代农业机械
设计意图：了解农业机械专业化、集成化、高效化的发展方向，感受农业机械向信息化、智能化方向升级，关注现代农业发展。
教学建议：
谈话：通过下面的资料阅读，我们来认识更多的农业机械。
阅读：带着以下三个问题进行阅读。
1.农业机械主要分为哪四大类？
2.大型农业机械最突出的特点是什么？
3.无人驾驶收割机的“智能”体现在哪里？
总结：从我们的双手，到功能单一的农业机械，再到联合收割机这个强大的系统，现代农业机械更加信息化、智能化。科技的进步，始终处在发现问题、破解难题的循环往复之中，不断前进。希望同学们继续去观察身边的世界，去发现更多的科学奥秘。
教学流程
单元小结
回顾与整理：在示意图的括号里分别填写复杂机械和机械系统子系统名称，完成对系统构成层次的阶段认识。
迁移与应用：把研究对象扩展到更多的常见工具，加深对系统概念的理解，将习得的科学研究方法应用于实践。
反思与评价：这部分要求学生真实作答，帮助学生通过自我评价了解自己学习目标是否实现，明确今后如何改进的具体方法。
谢 谢！

展开更多......

收起↑