资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 科学 年级 六年级 学期 秋季
课题 自行车
教学目标
1.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。 2.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。 3.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。 4.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。 5.在探究中尊重事实、如实记录，养成严谨的科学态度。
教学内容
教学重点： 认识自行车是一个机械系统，通过观察和模拟实验，了解自行车的传动系统和控制系统是如何工作的。 教学难点： 探究大齿轮与小齿轮的转动对自行车快速前进的影响。
教学过程
模块一：自行车的发展历史 1.谈话导入：小朋友们好！你们骑过自行车吗？我们听听这两位小朋友是怎么说的吧！ 2.学生代表发言。 3.同学们，自行车在我们的生活中非常常见，是一种常见的人力交通工具，人可以便捷控制，轻松骑行。它是人类发明的一种非常成功的复杂机械。我们一起来了解自行车发展的历史。 4.视频：自行车的发展历史。 5.交流并小结：了解了这段历史，大家有什么感受呢？ 6.师：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。 【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。 模块二：自行车的部件和功能 1.出示自行车或自行车图片，提问：看、这就是我们现在常用的自行车，同学们都认识自行车身上哪些部件呢？ 2.学生代表发言。 3.系统概念引入：自行车上有一些重要部件，如起传动作用的链条、起控制作用的龙头（车把）等。像这样由几个相互联系、相互作用的要素组成的，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。 4.接下来我们就借助学习任务单来认识一下自行车各个部件的名称，并按照不同的功能给它们分类吧。小朋友们先讨论一下。 5.学生代表发言，教师归纳总结。 传动系统：⑥大齿轮⑦小齿轮⑧链条 执行系统：⑤后轮⑨前轮 控制系统：③刹车部件④龙头(车把) 支承系统：①车座②车架 6.认识机械系统：机械系统通常包括动力、传动、控制、执行、支承五个基本的子系统。子系统还可以继续分成下一级子系统。 7.通过刚刚的观察，我们已经明确了自行车的四大系统，那么问题来了，自行车少了哪个系统？是呀，它的动力系统在哪，难道自行车没有动力系统吗？ 8.小结：自行车的动力来自骑行者，它是一种人力交通工具。 9.拓展：那老师再考考大家，如果是汽车呢？汽车是更复杂的机械系统，但是也有动力、传动、控制、执行、支承这五个系统吗？小朋友们来找一找，汽车的这些系统分别对应哪些部件呢？ 10.出示汽车结构简图：虽然汽车比自行车复杂得多，但它们的系统设计逻辑是相通的。 【设计意图】对自行车的重要部件和功能的认识，有助于学生建立子系统的概念；与汽车的对比分析，可以更好地理解机械系统通常有五个基本的子系统构成。 模块三：自行车的传动系统和控制系统 1.接下来就让我们来一起仔细研究一下自行车的传动系统。 （一）自行车的链条是如何传动的。 1.组装：看，老师这里有一个小装置，它模仿了自行车的链条和齿轮。请同学们将它们组装成一个模拟自行车链条传动的装置，按照图示组装一个试试看吧。 2.动手：传统系统组装好了！同学们可以像这样分别转动大齿轮和小齿轮，试一试先转动大齿轮，然后再转动小齿轮。仔细观察：一个齿轮是怎么带动另一个齿轮转动的？ 3.师：你发现了什么？我们请一位小朋友来说一说。 4.学生代表发言。 5.小结：没错！这就是自行车链条传动的秘密——链条起到了传递动力的作用，两个齿轮转动方向一致。 （二）自行车的齿轮为什么大小不一。 1.数一数：小朋友注意看，齿轮上有很多这样凸起的‘小牙齿’，我们叫它齿。现在请你数一数：大齿轮有多少个齿？小齿轮有多少个齿？ 好，老师来揭晓答案——如果你用的是老师的这个模型，大齿轮有6个齿，小齿轮有14个齿。当然，不同自行车上的齿轮齿数可能不一样，你可以用自己的材料数一数。 2.动手：现在，我们来做一个更有趣的实验——测量一下，转动自行车的大齿轮一圈，会带动后轮小齿轮转动多少圈？注意，我们要规定从哪里开始到哪里结束算一圈。可以在齿轮上做个标记，比如贴一小张贴纸。 大齿轮转1圈，小齿轮约转（ ）圈； 大齿轮转2圈，小齿轮约转（ ）圈； 大齿轮转3圈，小齿轮约转（ ）圈； 大齿轮转4圈，小齿轮约转（ ）圈 …… 3.师：你发现规律了吗？ 4.小结：太棒了！根据这个发现，如果你来踩自行车，你想转动的是大齿轮还是小齿轮呢？是呀，这其实就是自行车能快速前进的秘密———我们脚踩的脚踏板上连着一个大齿轮；后轮上连着一个小齿轮；中间还有一条链条把它们连动起来。当我们踩一圈脚踏板，大齿轮慢慢转1圈，但它会通过链条，拉着小齿轮飞快地转好几圈。小齿轮转得快，后轮就跟着转得快，这就是自行车既省力、又能骑得快的重要原因！ （三）自行车的刹车是如何工作的。 骑得快很重要，但停得下来更重要！接下来，我们来研究自行车的刹车系统。 1.明确观察任务： 有三个观察任务，我们一个一个来看—— ①观察与左、右刹车把手相连的刹车块在什么位置； ②捏紧左刹车把手，观察刹车块是如何制动的； ③捏紧右刹车把手，观察刹车块是如何制动的。 2.生动手操作、观察。 3.学生代表发言。 4.小结：利用学过的摩擦力知识解释自行车制动的秘密——刹车块紧紧压住轮圈时，产生巨大的摩擦力，阻碍车轮转动，从而使自行车停下来。控制系统中的刹车是利用了摩擦力的作用使自行车能停下来。 5.教师补充：自行车的刹车部件包括刹车把手、刹车线、刹车臂、刹车块等，刹车把手通过刹车线连接前、后刹车臂和刹车块。自行车的刹车部件很重要，一旦失灵，可能造成严重的后果，因此要定期检查。 （四）自行车的各个子系统是怎样协同工作的。 1.同学们，我们学习了自行车的各个系统——传动、控制、执行、支承……那它们是怎么配合起来，让我们顺利骑行的呢？我们一起来捋一捋。 第一步：“我们踩踏脚踏板，这是在发力。” 第二步：“力量传到传动系统——大齿轮、链条、小齿轮，把动力传递过去。” 第三步：“动力传到执行系统——后轮开始转动，自行车就向前走了。” 第四步：“我们转动控制系统的车把，可以控制方向。” 第五步：“需要停下来的时候，捏刹车，减速停车。” 第六步：“整个过程中，支承系统——车架和车座，一直稳稳地支撑着整个车子和骑车的人。”所以，各个子系统相互配合，才能共同完成一次安全、平稳的骑行。 2.同学们，你还知道自行车有什么其他子系统吗？它们是怎么工作的呢？课后可以继续研究，和老师和同学分享哦！好啦，今天的探究就到这里。我们下节课再见！ 【设计意图】传动系统和控制系统是自行车能够前进的两大关键部分。通过探究实践，可以引导学生理解传动系统中大小齿轮的相互作用是让自行车能快速前进，而控制系统中的刹车是利用了摩擦力的作用使自行车能停下来。在探究实践中理解其中包含的科学知识和各子系统的重要性。

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