资源简介

大象版科学五年级上册 第一单元《简单机械》 3 滑轮 教学设计
单元 《简单机械》 课题 3 滑轮 课时 1
核心 概念 4．能的转化与能量守恒 学习内容 4.1 能的形式、转移与转化
内容要求 4.1中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。
教学分析 定滑轮和动滑轮是日常生产生活中常见的机械，本节课就是让学生通过自己的探究活动知道这两种机械的作用，在学生获得知识的过程中，科学探究能力得到提升，发展学生对科学的兴趣。有了前面杠杆的学习，学生认识定滑轮和动滑轮的作用是相对容易的。定滑轮对于学生来说，不是太熟悉，因为它的位置比较高，比较隐蔽，真正见过它的学生不多，动滑轮也常与吊钩组合在一起，也不易看到，所以学生对这种机械的感性认识是比较缺乏的。因此老师在课前要注意搜集一些滑轮的录像资料，最好是在学生周围熟悉的，但不太注意的滑轮图片，突出滑轮的形状与特征，使学生感觉到它与我们生活的接近，同时为后面学习《轮轴》和《斜面》的知识做好铺垫。五年级的学生对力学的内容有了一定的了解，通过《杠杆》一课的学习，对通过实验探究简单机械装置的作用有了了解，这为本课研究滑轮的作用做了很好的铺垫。但学生在生活中很少关注过滑轮，缺乏感性的认识，这在组装滑轮时会有一定的困难。本课的教学目标是指导学生认识滑轮的作用，在能力培养方面，属于“实验能力”和“分析综合能力”。教学时遵循由简单到复杂的教学原则，先通过录像资料认识定滑轮和动滑轮，然后动手分别组装定滑轮和动滑轮，再通过探究活动认识滑轮的作用。
教学目标 科学观念（对客观事物的总体认识） 科学思维（对客观事物的认识方式） 探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任）
科学观念在探究定滑轮和动滑轮作用的过程中知道利用定滑轮能够改变力的方向，动滑轮能够省力，从而提高工作效率。科学思维在观察起重机工作的活动中，通过观察、比较发现定滑轮与动滑轮的特征。能够基于观察和经验对定滑轮与动滑轮的作用提出假设，并通过收集、分析实验数据，认识其作用。 探究实践能在老师的引导下，设计控制变量的实验方案。能用科学语言记录、整理信息,表达探究结果， 并运用分析、概括等方法得出探究结论，判断结论与假设是否一致。初步具有交流、反思及评价探究过程和结果的意识。态度责任能在好奇心驱使下,表现出对现象发生原因等方面的因果兴趣;善于有依据地质疑别人的观点,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;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。
教学 重点 认识定滑轮、动滑轮的结构，了解其工作特点（是否省力、是否改变力的方向）。
教学 难点 正确组装动滑轮实验装置，以及在测量过程中实现弹簧测力计的规范匀速拉动与准确读数。
教学 准备 教师：起重机工作视频、弹簧测力计使用方法视频。学生：铁架台、钩码、滑轮、绳子、弹簧测力计、记录单。
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图 教学提醒与备注
一、问题与假设（5~10分） 师：在建筑工地上会使用起重机吊装建筑构件。它能够把很重的建筑构件从地面上提起来装到楼顶上。能够完成这个任务，起重机上的两个轮子起到至关重要的作用。师：起重机上的两个轮子各有什么特点？工作时，各起什么作用呢？我们带着问题，看一段视频。播放视频：起重机工作生1：上面的轮子不动。生2：下面的轮子上钩着东西的。它是随着重物一起向上移动。师：也就是说上面的轮子是固定不动的，下面的轮子上有重物，通过线绳带动下面的轮子一起升降，这样就能将重物运到高处。 【设计意图】起重机是生活中利用滑轮工作的大型机械。但是，起重机离学生的生活较远，学生不易理解。教师利用视频资料或图片帮助学生看清两个滑轮，以便于学生了解轮子，形成轮子作用的假设。 教学时教师要借助语言、动作让学生意识到起重机能够比较轻松地移动很重的物体。在学生说省力时要引导学生思考谁比谁省力？两个拉力数值出现什么关系时省力，什么情况费力，什么情况不省力也不费力。为实验设计做准备。
二、探究与结论（25~30分钟） 讲述：在起重机上，像这种边缘有槽，能够绕轴转动的轮子是一种简单机械，叫滑轮。像起重机顶端的滑轮那样，被固定在一个地方的滑轮叫定滑轮。能够与重物一起移动的滑轮叫动滑轮。今天我们拆解两个滑轮，逐一研究两个滑轮的秘密，看它们工作有什么不同。师：我们先看定滑轮，借助这些材料组装个定滑轮。定滑轮应该怎么组装呢？出示图片：定滑轮组装图生：把滑轮挂在铁架台上，从凹槽处穿进绳子，绳子一端挂钩码，另一端用力拉起钩码。师：用手提起钩码，用了向上的力。但是使用定滑轮提起钩码，用力方向是怎样的？生：使用定滑轮提起重物用力方向是向下的。板贴：定滑轮模式图出示图片：动滑轮组装图师：老师组装了定滑轮，你能给大家组装一个动滑轮吗？生：线绳一端挂在铁架台上，把线绳穿进滑轮的凹槽里，滑轮底部的钩子上挂钩码，拉起线绳另一端提升滑轮提起重物。学生演示组装师：两个滑轮都能提起重物，他们分别起了什么作用呢？生1：定滑轮是向下的力拉重物，它是可以改变用力方向的。生2：动滑轮是跟着轮子一起向上移动，用力方向不变。师：你们能从是否省力的角度思考吗？生3：我认为动滑轮能省力，定滑轮不能，但是它可以改变力的方向。生4：我认为定滑轮也是省力的。生5：动滑轮省力，定滑轮不省力也不费力。师：请问你们说的省力，是跟谁比呢？生1：定滑轮提起重物与动滑轮比省力。生2：定滑轮提起重物所用的力与动滑轮提起重物所用的力进行比较。师：我们先看定滑轮，可能会出现什么情况？生1：如果拉力（定）＜拉力（直），说明定滑轮省力。生2：如果拉力（定）＝拉力（直），说明定滑轮不省力也不费力。如果拉力（定）>拉力（直），说明定滑轮费力。师：你们的表述很清楚。那动滑轮呢？生：如果拉力（动）＜拉力（直）说明动滑轮是省力的；如果拉力（动）＝拉力（直）说明动滑轮是不省力不费力的；如果拉力（动）＞拉力（直）说明动滑轮是费力的。师：要想解决定、动滑轮是否省力这个问题，我们得测定几个数值。那么需要测定哪些数值呢？生：主要需要测量拉力（定）、拉力（动）、拉力（直）的数值，然后就能够比较得出结论了。师：要想测量这三个数值，必须借助科学工具，弹簧测力计。大家看视频，学习一下弹簧测力计的使用方法。（播放测力计使用视频）师：弹簧测力计大家会用了，为了更好地模拟起重机提起重物，我们最少选5个钩码作为重物，分别测得直接提起钩码用的力和使用定滑轮、动滑轮提起钩码用的力。如果还有时间可以再选择其他重量的钩码再做实验，并将实验的情况记录在实验记录单中。（学生以小组为单位进行实验）师：哪一个组愿意汇报你们的实验情况？生1：我们是用5个钩码进行实验的，直接提起钩码用2.5牛的力，使用定滑轮提起重物也用2.5牛的力，使用动滑轮提起重物用1.35牛的力。后来我们用7个钩码，直接提起钩码用3.5牛的力，使用定滑轮提起重物也用3.5牛的力，使用动滑轮提起重物用1.9牛的力。我们发现使用动滑轮提起重物省力，使用定滑轮提起重物不省力也不费力。生2：我们也是用5个钩码做的实验，直接提起钩码用2.5牛的力，使用定滑轮提起重物也用2.5牛的力，使用动滑轮提起重物用1.5牛的力。生3：我们用10个钩码做了实验，直接提起钩码用5牛的力，使用定滑轮提起重物也用5牛的力，使用动滑轮提起重物用3.5牛的力。生4：我们是用9个钩码做的实验，直接提起钩码用4.6牛的力，使用定滑轮提起重物也用4.6牛，使用动滑轮提起重物用2.3牛。发现使用动滑轮比定滑轮省力，比直接提起来也省力。师：通过实验你们发现了什么？生：我们发现使用动滑轮可以省力，使用定滑轮不能省力。师：使用定滑轮不省力也不费力，为什么起重机上还要有定滑轮这个装置呢？生：它可以改变力的方向呀！师：你说得真好，定滑轮可以改变力的方向，使操作更方便。 【设计意图】由于弹簧测力计自身存在重量，在实验操作时会产生误差，为了减小误差，钩码数量选择5个以上，有利于得出更科学的实验结论。 在实验设计时，教师一定要强调怎样公平比较省力还是费力。渗透控制变量的实验设计思想，给后面的回顾反思环节做好支架。教师一定要组织学生分析数值比较的结果出现什么情况省力，什么情况费力，什么情况不省力不费力。分析到位，学生才能分析实验数据得出结论。
三、反思与评价（5~7分钟） 师：通过前面的学习，同学们知道了定滑轮工作更方便、动滑轮更省力。在研究滑轮的过程中，我们经历了科学家的研究方法，就是控制变量实验。控制变量实验能够帮助我们更精确地揭示要研究的因素和结果之间的关系。刚才的实验中我们在什么地方用到了控制变量的实验方法？得出了什么结论？生1：钩码重量没变，改变的是用定滑轮、动滑轮分别提起重物。生2：钩码重量不变，改变的是使用动滑轮还是定滑轮，最后得出的结论是动滑轮省力，定滑轮更方便，定滑轮不省力也不费力。师：是的。我们通过控制钩码重量（变量）不变，改变提升方式（定滑轮、动滑轮、直接提），比较拉力大小，从而得出动滑轮省力不能改变用力方向和定滑轮改变方向但不省力的结论。这体现了控制变量法的应用。通过今天的研究我们知道，定滑轮提起重物能改变用力方向，动滑轮提起重物能更省力，生活中把它们结合在一起又省力又方便。 【设计意图】回顾研究过程，反思科学家的工作方法，学会这种工作思路，帮助学生提升自主学习的能力。
五、板书设计 滑轮定滑轮（位置固定不动）特点：不省力，能改变力的方向动滑轮（随重物一起移动）特点：能省力，不能改变力的方向
教学反思 在试教的过程中，发现有个别学生在社团活动中接触过滑轮，对定滑轮和动滑轮有一些了解，而大多数学生对于这组简单机械是不熟悉的。教师在假设之前的拆解、组装、抽象成模式图等手段，都是为学生顺利提出假设做的有效支架。
指导点评 本节课以生活中的真实事物引入教学研究，分析起重机两个滑轮的区别，猜想其工作时的作用。引导学生探究滑轮的作用，可以说学习是有意义的。本教学设计比较注重学生的主动探究，让学生在活动中理解定、动滑轮的特点及作用。1.以学生为主，展开探究根据本节课的教学目标和重点要求，为了让学生更准确地理解定滑轮、动滑轮的作用，教师安排学生有目的地亲自动手操作，通过读取数据、交流分析，自己得出滑轮特点，在探究中培养了求证的意识和交流的能力，也培养了实事求是和勇于探索的精神。2.对比演示，清晰呈现差异在分析和区分定滑轮和动滑轮时，教师先引导学生组装两种滑轮，直观感受其用力方向的不同。接着通过小组实验对比两种滑轮在省力方面的差异，并通过数据分析与交流得出明确结论。这种对比方法有效地帮助学生理解了核心概念。

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