资源简介

大象版科学五年级上册 第一单元《简单机械》 1 工具的妙用 教学设计
单元 《简单机械》 课题 1 工具的妙用 课时 1
核心 概念 技术、工程与社会 学习内容 12.2 技术与工程改变了人们的生产和生活
内容要求 12.2 知道技术对提高生产效率或工作效率的影响,举例说明应用适当技术可以提高生产效率或工作效率
教学分析 本课通过挑战任务（如拧螺丝刀、折断铁丝）的操作与交流，引导学生初步意识到工具的重要性。接着出示工具，引导学生选择工具，并借助工具解决挑战任务。学生在体验和感受中发现工具的结构与功能是相适应的。羊角起钉锤、螺丝刀和剪刀等不同的工具应用不同简单机械的原理，为后续学习简单机械的知识埋下伏笔。 五年级学生对常用工具（如剪刀、螺丝刀）有操作经验，但大多停留于“会用”层面，不能深入理解其结构与功能的关系。对于完成一个任务，可能需要用到几种工具，具体用哪个最合适、怎么用、为什么这样用，学生可能并不清楚，本节课教师将引领学生借助工具完成任务，体会工具的妙用。
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 知道利用工具能提高生产效率和工作效率。初步建立“结构与功能相适应”的科学概念。 科学思维 能通过观察和实验分析工具的结构与功能是相关联的，能根据工具的结构推理完成任务所需要的工具。 探究实践 掌握使用螺丝刀、钳子等常见工具的方法，能根据任务需求选择合适的工具；能用科学语言描述工具结构特征。 态度责任 在探究活动中表现出对工具的探究兴趣，形成安全规范使用工具的意识；在小组合作中能倾听他人观点并提出改进建议。
教学 重点 通过实践活动知道利用工具能提高生产效率和工作效率。初步建立“结构决定功能”的科学认知。
教学 难点 能通过观察和实验分析工具结构与功能的关联，运用“结构决定功能”解释工具特性。
教学 准备 教师：教学PPT、木块、螺丝钉、铁丝、螺丝刀、钳子、羊角锤。 学生：纸、安全剪刀、圆规。
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（3~5分） 师：同学们，老师今天给大家带来了4个小任务：将纸撕成圆形、把螺丝钉拧进木块里、折断粗铁丝、拔出钉子。请不借助任何工具，徒手来完成。谁能说说这是徒手完成是什么意思？ 生：只能用手完成，不能用工具。 师：看来大家都清楚要求了，每组的桌上都有一份材料，大家试一试。 生：完成任务。 师：哪个组愿意说一说你们组完成的情况？并把作品展示给大家看看。 生1：徒手撕不圆，边上也不整齐。 生2：用手拧螺丝钉拧不进去。 生3：铁丝很粗，用手折不断。 生4：用手拔不出钉子，太难了，如果有工具就好了。 师：看来徒手完成这几件事有一定困难，有些同学们提到了工具，老师正好为大家带来了一些生活中常见的工具，请你说一说它们分别叫什么？ 生：剪刀、螺丝刀、钳子、起钉锤。 师：如果想顺利完成任务，你需要什么工具帮忙？这个工具有什么样的结构？它有怎样的功能？ 生1：撕圆形需要剪刀和圆规。圆规能画圆，用剪刀剪出的纸边缘是整齐的。 生2：拧螺丝需要螺丝刀，螺丝刀的头伸进钉子帽的凹槽中，转动螺丝刀就可以帮助我们更快速、更省力地拧紧螺丝。 生3：折断铁丝需要钳子，钳子上有刀刃部分，它可以帮助我们快速地剪断铁丝。 生4：拔出钉子需要起钉锤，用底部卡住钉子，一撬就可以帮助我们很轻松地拔出钉子。 生5：我认为拔出钉子用钳子也可以。 师：同学们很善于观察和思考，看来不同的任务需要不同的工具，事实真的是我们假设的这样吗？ 【设计意图】 "徒手挑战任务"（撕纸、拧螺丝、折铁丝、拔钉子）学生在完成的过程中遇到困难，自然引出借助工具解决问题。完成某一任务需要什么工具？这个工具有什么样的结构？它有怎样的功能？学生在交流中可能出现矛盾认知，激发学生想亲自借助工具完成任务的兴趣。 在此处一定要将学生的原有认知调出，让学生充分说一说自己的想法，有理有据地进行汇报。同时在操作过程中要注意安全，做好安全提示。
二、探究与结论（25~30分钟） 1.选择工具，完成挑战任务 师：现在，请同学们以小组为单位，戴上手套，选择合适的工具完成挑战任务，避免受伤。在操作过程中，注意观察工具的结构特点，并思考它们的结构和功能有怎样的关系？ （学生分组实验，教师巡视指导） 2.交流分享，总结结论 师：哪个小组愿意分享你们的实验情况？ 生1：裁剪圆片我用的是圆规和剪刀。圆规能画圆，剪刀有两个刀刃，用剪刀沿着画好的圆剪下来就可以得到圆纸片。借助圆规和剪刀可以把圆片裁剪得更漂亮。 生2：拧螺丝我用的是螺丝刀。螺丝刀刀头的形状正好能卡进钉帽的凹槽里，手柄很长且粗，方便手握。借助螺丝刀可以很轻松地把螺丝拧进木头。 生3：我用钳子夹着钉帽也能将螺丝钉拧进木头中，但没有螺丝刀省劲。 生4：剪断铁丝我用的是钳子，它有带齿纹的钳头、防滑手柄，锋利的刀刃。把铁丝夹在钳口刀刃部分，用力按压手柄，铁丝就断了。借助钳子可以把铁丝很轻松地剪断。 生5：拔钉子我用的是起钉锤。起钉锤头一端是扁平的，另一端像羊角一样，而且它的手柄很长。把钉子卡在羊角那端，轻轻一撬手柄，钉子就被撬出来了。借助起钉锤可以不费力地拔出钉子。 生6：拔钉子我用的是钳子。它的钳头是带齿纹的，用它夹住钉子，再按住木块，就可以拔出来了。 生7：钳子虽然能拔下钉子，但是没有起钉锤拔得快，还省力气。 师：同学们的发现真不少，工具的功能常取决于它的某些关键部件的形状、各个部件之间的构成关系，以及制造这些部件的材料特性。所以，工具的结构决定了它的功能，而完成某些特定任务往往需要最合适的工具。 【设计意图】 在分组汇报中，要求学生描述工具关键部件（如羊角锤V形叉口、钳子齿纹手柄），将结构观察与功能实现建立联系（如“齿纹增加摩擦力”），培养“结构决定功能”的工程思维。 完成任务时给学生选择工具的机会，给学生充足的时间体验，因此交流时学生能清楚地描述怎样借助工具完成任务，还能比较出使用不同工具完成任务的不同情况，感受到工具的妙用，也为后续学习简单机械中认识杠杆原理、轮轴等内容奠定基础。 对学生做好安全提示，巡视过程中也注重观察学生的操作。工具选择的理由要让学生说充分。
三、反思与评价（5~7分钟） 师：这些工具大家都认识吗？请你通过观察和分析它们的结构，结合自己的生活经验，自选一种工具，给大家介绍。 生1：这个工具有个摇把，里面有三个刀片，应该是用来切菜或者切肉的吧。 生2：我家有这个工具，奶奶经常用它绞菜馅，它应该是手摇绞菜机。 生3：这是核桃夹，我家里就有，把核桃放进槽里，手柄一用力，就能把核桃壳夹裂。 生4：这个工具应该是拧螺丝用的，但我不知道它的名字。 师：它叫六角扳手，专门用来拧六角螺丝的，而且可以根据不同尺寸的螺丝，选择不同大小的扳手。 生5：这个工具是剪刀的一种，我在理发店见过。它的刀刃有一半是带缝隙的，是用来打薄头发的。 师：在日常生活中，如果我们遇到了一种比较陌生的工具或机器，可以先看说明书，或者像今天这样，通过观察结构后再思考它的功能。工具在生产生活中应用非常广泛，每个工具都有它独特的功能，人们也会根据不同的需求创造或改进工具。 【设计意图】 观察分析生活中常用的工具，帮助学生进一步理解工具的结构与它的功能是相适应的，在此基础上激发学生创造或改进工具，达到方便人们生活的目的。
四、阅读与新知 师：同学们，在古代没有现代工具的情况下，人们是如何建造金字塔这样雄伟建筑的呢？请大家阅读资料，发挥想象力，猜一猜古埃及人是利用什么样的工具来解决难题的。 生：可以用吊车，我见过大吊车吊东西，很厉害的。 生：那个时候有吊车吗？ 生：用人抬可以吗？不过要很多人才行。 生：应该是用工具帮助，但是用什么工具就不知道了。 生：是不是给大石头下面装个轮子推上去的呀？ 生：……。 师：同学们的想法很丰富，其实无论是古代工具还是现代工具，只要我们能够选择合适的工具，就可以帮我们降低难度。关于金字塔建造的秘密，我们之后的课堂再继续研究！ 【设计意图】 通过借助古埃及金字塔是如何建造的开放式问题，引导学生关注杠杆、斜面等简单机械原理，为后续课程打基础。 可以用视频和文字两方面资料，帮助学生了解情况。
五、板书设计
教学反思 本课通过"徒手挑战-工具选择-实践体验"的活动链，将学生的生活经验与科学探究紧密结合起来，学生在尝试徒手完成任务失败后，自选匹配工具再次完成任务。徒手与借助工具完成任务形成鲜明的对比，着实让学生感受到工具的魅力，另外，交流中，学生采用不同的工具完成同一任务的不同体验，意识到工具的妙用，也为后续几课的学习埋下伏笔。
指导点评 本课是单元首课，首要任务是激发学生学习动机。因此本课第一个活动安排的是一个挑战活动——徒手完成一些任务（徒手撕一个圆、徒手把螺丝钉拧进木块里、徒手折断粗铁丝、徒手拔出木板里的钉子等），学生在操作过程中会感受到徒手操作的费力、不方便等困难，然后使用一些工具再次完成相同的任务，在活动的对比体验中体会到了工具的作用，这样有趣且有深度的活动既激发了学生参与科学探究实践活动的兴趣，并且在不知不觉中已经开始了关于工具的研究。学生随后对几种一般家庭生活中不常见的工具（理发剪、剪枝剪、核桃夹、压蒜器、手摇绞菜机等）进行观察与思考，观察工具的结构，思考使用方法，引导学生关注工具和机械的结构及作用的相适应关系，这个活动需要科学思维的参与，学生获得了一次积极思考的训练。本课最后的迁移应用引导学生基于对古代技术手段局限性的认识和对机械工具的理解，对古人完成运送并举起巨石任务所用方法进行了有针对性的假设，引领学生关注解决方法中涉及的机械结构，并分析是否具备此功能，此环节为后续学习提供基础性的引领作用。这些都关注并有效完成了本单元“作出假设”探究要素的培养目标。

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