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拧螺丝的学问
课题 4.14《拧螺丝的学问》 课型 新授课
教学目标 1. 科学观念：认识轮轴，分清轮和轴；知道动力作用在轮上省力，动力作用在轴上费力；了解轮轴在生活、古代生产中的广泛应用。 2. 科学探究：体验拧螺丝对比实验，操作轮轴实验器材、读取弹簧测力计数据，对比两种用力方式的力的大小，归纳轮轴工作规律；能分辨生活物品哪里是轮哪里是轴，判断动力作用位置。 3. 科学思维：通过两组对照实验对比数据，推理轮轴省力条件；区分动力在轮、动力在轴的不同作用效果。 4. 态度责任：感受轮轴给生活带来便利，了解我国古代轮轴发明，体会古代劳动人民智慧，愿意用轮轴知识解释身边工具。
教学重难点 教学重点：认识轮轴结构，分清轮与轴；掌握动力在轮上省力，动力在轴上费力；识别生活中的轮轴工具。 教学难点：理解动力作用在轴上费力但可以加快转动速度；准确判断生活用品轮轴的动力施加位置。
教学环节 教学过程
课堂导入 一、情境激趣，认识轮轴概念 1.实物导入，观察螺丝刀方向盘 教师语言：同学们，大家看课本图片，螺丝刀、汽车方向盘，仔细观察，它们都有一大一小两部分，一起转动。 学生活动：观察教材螺丝刀、方向盘插图，找出两部分结构。 设计意图：从熟悉工具入手，建立轮轴感性认知。 预设提问及答案 提问：图片中标注，大的转动部分叫什么，中间细的部分叫什么？ 答案：大的叫轮，中间细的叫轴。 2.学习定义，明确轮轴特点 教师语言：像螺丝刀、方向盘，轮和轴牢牢固定在一起，轮转的时候轴跟着一起转，这种装置就叫作轮轴。 学生活动：朗读轮轴概念，识记轮、轴结构。 设计意图：建立轮轴科学概念。 预设提问及答案 提问：轮轴工作最重要特点是什么？ 答案：轮和轴相对固定，轮转动轴也一起转动。
课 程 学 习 二、看图辨识，寻找生活轮轴物品 1.看图找结构，分辨轮和轴 教师语言：课本给我们展示门把手、水龙头、卷笔刀、自行车车把、活动扳手，请大家找一找每件物品哪部分是轮，哪部分是轴。 学生活动：观察五幅实物图，小组交流，指认轮、轴。 设计意图：巩固轮轴结构识别，把概念迁移至生活物品。 预设提问及答案 提问：水龙头开关哪里是轮，哪里是轴？ 答案：旋转的手柄部分是轮，中间连着往下转动的杆是轴。 2.聚焦问题，提出轮轴猜想 教师语言：小青蛙提出思考问题，使用轮轴有什么好处？大家猜一猜，使用轮轴工具会省力还是费力。 学生活动：结合平时使用工具经验，说出自己的猜想。 设计意图：抛出探究问题，引发思考。 三、体验感知，拧螺丝对比小体验 1.对比体验，徒手拧螺丝 教师语言：观察课本图片，第一种直接捏住螺丝杆拧螺丝，大家想一想做这个动作，手上会有什么样的感受。 学生活动：看图想象，交流感受，预判会很费力。 设计意图：建立对照组感受，为螺丝刀实验做铺垫。 2.对比体验，用螺丝刀拧螺丝 教师语言：再看第二张图，套上螺丝刀拧同一颗螺丝，对比徒手拧，使用螺丝刀会轻松很多。 学生活动：对比两张图片，说一说两次用力差别。 设计意图：通过体验对比，初步感知轮轴的省力效果。 预设提问及答案 提问：同样一颗螺丝，用螺丝刀拧为什么更省力？ 答案：螺丝刀手柄是轮，金属杆是轴，动力作用在轮上，轮轴省力。 四、分组实验，探究轮轴省力奥秘 1.认识实验器材，读懂实验要求 教师语言：我们看课本实验装置，这个是组装好的轮轴，钩码代表重物，弹簧测力计测量拉力大小，我们分两步完成实验。 学生活动：观察轮轴实验装置图，读懂两步实验操作要求。 设计意图：理清实验步骤，避免操作混乱。 2.实验一：轴上挂钩码，轮上用力提升 教师语言：第一步，钩码挂在轴上，我们在轮这边用弹簧测力计拉动，把钩码提起来，记下测力计读数。 学生活动：小组组装器材，完成实验，记录读数。 设计意图：获得动力在轮上的拉力数据。 预设提问及答案 提问：钩码挂在轴上，在轮上用力提起重物，此时是省力还是费力？ 答案：省力。 3.实验二：轮上挂钩码，轴上用力提升 教师语言：第二步，同样多钩码挂在轮上，改为在轴这边用力拉动，提起钩码，记下弹簧测力计读数。 学生活动：完成第二组实验，记录拉力数值。 设计意图：得到动力在轴上的数据，形成对照。 4.对比两组数据，归纳实验发现 教师语言：对比两次测力计读数，大家说一说，力作用在轮上、作用在轴上分别是什么效果，填写课本发现部分。 学生活动：小组对比数据，交流，填写课本结论。 设计意图：依托实验数据总结轮轴核心规律。 预设提问及答案 提问：轮轴实验我们得到什么结论？ 答案：力作用在轮上省力，力作用在轴上费力。 五、动手实操，内六角扳手体验省力 1.观察图片，辨析扳手省力做法 教师语言：看课本内六角扳手两幅操作图，同样扳手，两种握法，哪一种会更加省力，请思考并打√。 学生活动：观察图片，小组讨论，判断省力握法。 设计意图：巩固轮轴，轮越大越省力的规律。 预设提问及答案 提问：内六角扳手怎样握更省力？ 答案：握住扳手长的远端，轮的半径更大，更加省力。 六、研讨辨析，区分动力作用位置 1.物品分类，判断动力在轮还是轴 教师语言：课本出示竹蜻蜓、陀螺、石磨、轮毂扳手、风车、旋转木马，请大家分辨每件物品动力施加在轮上还是轴上。 学生活动：观察六幅插图，小组讨论，填写课本方框。 设计意图：强化重难点，区分动力位置。 预设提问及答案 提问：竹蜻蜓，我们搓动手柄，动力作用在哪里？ 答案：动力作用在轴上。 2.思考研讨，动力在轴上的好处 教师语言：既然动力在轴上是费力的，为什么生活还要设计这类轮轴？想一想它有什么优势。 学生活动：小组交流思考，说出可以让轮转动更快。 设计意图：突破难点，明白费力轮轴可以提升转速。 预设提问及答案 提问：动力作用在轴上，费力但是有什么优点？ 答案：可以让轮快速转动。 七、阅读拓展，了解古代轮轴 2.阅读文本，认识中国古代轮轴 教师语言：阅读课本阅读板块，明代《天工开物》记载辘轳、飏扇，观察插图，想一想辘轳哪里是轮哪里是轴。 学生活动：默读文字，观察辘轳、飏扇插图，感受古人技术。 设计意图：渗透中华科技文化，拓展历史认知。 预设提问及答案 提问：辘轳属于什么简单机械？ 答案：轮轴。 3.观察自行车，分析轮轴应用 教师语言：观察自行车结构图，脚踏板、曲柄、链盘构成轮轴，分析动力施加位置，思考这样设计好处。 学生活动：观察自行车插图，小组交流汇报。 设计意图：把轮轴知识应用到熟悉交通工具。 预设提问及答案 提问：自行车脚踏板轮轴，动力作用在哪里？ 答案：动力作用在轮上，可以省力。
课堂 小结与课后作业 八、课堂小结，布置分层课后作业 2.课堂复盘，布置课后任务 教师语言：我们回顾，轮轴由轮和轴组成；动力在轮上省力，动力在轴上费力；费力轮轴可以加快转动；古代生活都大量使用轮轴。完成分层作业，回家继续寻找家里轮轴工具。 学生活动：回顾整节课知识点，记下课后习题和观察任务。 设计意图：巩固全课知识，延伸到家庭生活。 3.教师结语 轮轴是很实用的简单机械，动力施加位置不同，效果完全不一样，省力或者获得更快转速，生活中许许多多工具都巧妙利用轮轴。
板书设计 拧螺丝的学问 1. 轮轴：轮与轴固定，轮转轴同转 组成：轮、轴 2. 轮轴规律 动力作用在轮上 → 省力 动力作用在轴上 → 费力（转速变快） 3. 生活轮轴：螺丝刀、方向盘、水龙头、门把手、自行车车把 4. 古代轮轴：辘轳、飏扇（出自《天工开物》）

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