资源简介

10.《自行车》教学设计
核心概念：12.技术、工程与社会
13.工程设计与物化
跨学科概念：结构与功能、系统与模型
内容要求:
12.1①知道发明用到一定的科学原理。
12.1②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。
12.2③知道应用所学科学原理设计并制作可以提高效率。
13.3④利用工具制作简单的实物模型。
教材分析：
本课是“它们是怎样工作的”单元第2课，承接《手摇卷笔刀》中复杂机械的知识，进一步提出机械系统概念。教材编排逻辑：首先梳理自行车发展演变历史，体会工具持续改进，接着认识自行车零部件，按照功能划分传动、控制、执行、支承四大子系统，通过实验探究链条传动特点、大小齿轮转速规律，研究刹车控制系统的工作原理，最后讨论各个子系统如何协同工作，延伸到汽车等机械系统。本课帮助学生从“单一复杂机械”上升到“系统”层面认识机械，理解系统由相互联系的子系统组成，落实新课标工程实践、系统思维培养要求。
学情分析：
六年级学生已经认识杠杆、轮轴、斜面等简单机械，知道多种简单机械能够组成复杂机械，生活中十分熟悉自行车，能说出部分零部件名称。但是学生缺少系统的科学概念，不会按照功能对零件分类，难以理解子系统之间相互配合、协同工作的关系。对于链条传动、齿轮转速规律、刹车制动原理缺少深入思考。学生乐于动手观察实验，适合借助实物、模型开展探究，建立系统认知。
学习目标：
1.科学观念：了解自行车发展历程，认识自行车零部件，能区分传动、控制、执行、支承子系统，理解链条传动特点、齿轮大小与转速的关系，知道刹车依靠摩擦力实现制动，明白自行车是由多个子系统构成的机械系统。
2.科学思维：通过观察、模型实验，推理齿轮传动规律，建立“系统——子系统”模型，分析零部件结构与功能的联系，培养系统思维。
3.探究实践：借助齿轮链条模型探究传动现象，观察自行车刹车结构，利用摩擦力知识解释制动原理，能够按照功能对自行车零件分类。
4.责任态度：从自行车发展史感受技术不断改良优化，意识到刹车等部件的安全重要性，树立交通工具安全维护意识，愿意观察分析生活中的各类机械系统。
重点与难点：
重点：认识自行车各个子系统，探究链条传动、齿轮转速规律，理解刹车制动原理。
难点：理解机械系统中各个子系统如何相互配合、协同完成骑行工作。
教法与学法：
教法：情境导入法、模型探究法、小组讨论法、演示法
学法：自主学习、合作探究
教学准备：多媒体课件、链条齿轮拼装模型、学习任务单等
教学课时：1课时（40分钟）
教学过程：
教学环节 教学活动 设计意图
情境导入发现思维 1.情景导入：自行车是我们常用代步工具，自行车是简单机械吗？2.学生回顾交流，自行车属于复杂机械。3.出示“木马轮”古老自行车图片，介绍自行车演变历史。4.思考：从古至今自行车不断改良，现代自行车众多零件分工不同，它们是如何配合让车辆前进的？引出课题。 根据发展史激发兴趣，引出零部件协同工作的核心问题。
探究活动发展思维 活动一：认识自行车的机械子系统1.出示自行车结构图，认识各部件名称：车座、车架、刹车把手、龙头、前轮、后轮、大小齿轮、链条。2.讲解科学概念：由多个相互联系、相互作用要素组成，具备一定功能的整体叫作系统，自行车属于机械系统，包含多个子系统。3.小组合作分类，完成任务。4.小组交流分享展示。传动系统：⑥大齿轮、⑦小齿轮、⑧链条；控制系统：③刹车把手、④龙头（车把）；执行系统：⑤后轮、⑨前轮；支承系统：①车座、②车架4.教师小结：不同子系统承担不同功能，共同组成完整自行车。5.知识拓展：了解汽车的机械系统也由五个基本的子系统组成。活动二：探究自行车链条传动系统组装链条传动模拟模型，开展探究实验。探究1：链条传动的特点转动大齿轮，观察链条带动小齿轮运动。反向转动小齿轮，观察大齿轮。小结：链条传动可以传递动力，两个齿轮转动方向相同。探究2：大小齿轮转速规律①数齿轮齿数；②记录大齿轮转动1圈时，小齿轮转动圈数。师生归纳：大齿轮齿数多、转动慢；小齿轮齿数少、转动更快。人踩踏大齿轮，带动小齿轮高速旋转，驱动后轮前进，这是自行车快速前进的秘密。 初步建立系统与子系统概念，学会依据功能给零部件分类。借助模型直观观察传动现象，发现齿轮大小和转速之间的规律。
拓展创新提升思维 活动三：探究自行车刹车控制系统1.观察自行车刹车结构：刹车把手、刹车线、刹车臂、刹车块。2.动手操作：捏紧刹车把手，观察刹车块紧贴车轮外圈。3.思考讨论：运用摩擦力知识解释制动原理。总结：捏紧刹车把手，刹车块压紧车轮，增大摩擦力，阻碍车轮转动，实现刹车制动。4.安全教育：刹车部件至关重要，要定期检查，防止失灵引发危险。 联系旧知摩擦力，解释刹车工作原理，渗透交通安全教育。
研讨交流总结全课 1.组织学生交流研讨：自行车各个子系统是怎样协同工作？ 2.学生谈本节课学习收获，总结全课。3.课后任务：观察生活其他机械，尝试区分它们的子系统。
课堂练习 一、选择题1.自行车链条传动时，大齿轮和小齿轮的转动方向（ ）A. 相反 B. 相同 C. 无规律2.踩动脚踏板带动大齿轮转动，大齿轮齿数更多，转动速度（ ）A. 更快 B. 更慢 C. 和小齿轮一样3.自行车刹车能够让车辆停下，依靠的是（ ）A. 弹力 B. 摩擦力 C. 重力4.自行车的链条、大小齿轮属于（ ）A. 传动系统 B. 控制系统 C. 支承系统5.下列部件中，属于自行车控制系统的是（ ）A. 后轮 B. 车把（龙头） C. 车架二、判断题1.自行车是由多个子系统组成的机械系统。（ ）2.大齿轮转动 1 圈，小齿轮转动的圈数小于 1 圈。（ ）3.捏紧刹车把手，刹车块压紧车轮，增大摩擦力实现制动。（ ）4.自行车前轮、后轮属于执行系统。（ ）5.链条传动会改变两个齿轮的转动方向。（ ）参考答案一、选择题B 2.B 3.B 4.A 5.B二、判断题1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.×
板书设计 10.自行车自行车 → 机械系统传动系统：大齿轮、小齿轮、链条控制系统：车把、刹车把手执行系统：前轮、后轮支承系统：车架、车座 链条传动：两齿轮转动方向相同大齿轮齿数多→转得慢；小齿轮齿数少→转得快
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