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小学科学五年级下册《拧螺丝钉的学问》【教学案例】
《科学课》杂志投稿
山东省肥城市龙山小学 王克忠
一、教学目标：
1、能力目标：
通过观察，描述轮轴构造上的特点，实验研究轮轴省力的原理，寻找与螺丝刀相同性质的轮轴用具。
2、知识技能目标：
轮轴是一种简单机械，轮轴的结构特征及组成，明白轮轴省力的原理，知道轮轴的功能和作用在生产生活中的应用。
3、情感价值目标：
在生活中勇于发现科学问题，留心观察和研究身边的简单机械。
二、教学重点与难点
重点：通过组装器材进行试验，发现运用轮轴可以省力。
难点：通过实验、测量、发现轮与轴的直径相差越大越省力。
三、教学材料
教师材料：螺丝刀、木板、螺丝钉
学生材料：测力计、钩码、线、铁架台、轮轴、钩码等四、教学过程
1、复习导入
师：上一课，我们学习了斜面的有关知识，现在老师来考考大家：有两个同样长的螺丝钉，一个螺纹多，另一个螺纹少，哪一个能更省力的拧紧木头里去？为什么？
生：螺纹多的能更容易，因为螺纹多的螺丝钉相当于一个坡度比较小的斜面，螺纹少的螺丝钉的斜面比较大，所以螺纹多的螺丝钉拧起来更省力。
师：实际上，螺丝钉的螺纹，我们可以看成是盘山公路，螺丝钉拧进木头中的过程我们可以看成是一辆小汽车爬盘山公路的过程。螺纹多的螺丝钉坡度小，螺纹少的螺丝钉坡度大，很显然，螺纹多的螺丝钉更容易拧紧木头中。
师：看来同学们对上一节课的内容掌握的都非常好，希望同学们在这节课中也能好好学习，掌握更多的知识。说到拧螺丝钉啊，老师这里就有一块木板和几根螺丝钉，找同学来拧一拧，找个大力士，谁来试试？（学生徒手拧不动）
生：需要借助工具，螺丝刀
（教师给分别给两个同学大小不同的螺丝刀，进行拧螺丝钉的比赛）
实验结果是力气小的同学反而赢得了比赛
师：生活中的学问无处不在，仅仅是拧螺丝钉就有着这么多的学问，今天就让我们一起来研究《拧螺丝钉的学问》（板书课题）
2、认识轮轴
师：请大家仔细观察螺丝刀的形状以及在拧螺丝钉时是怎样工作的？
（播放螺丝刀拧螺丝钉的视频）
生：螺丝刀是由较粗的刀柄和较细的刀杆组成的，工作时，螺丝刀是旋转着拧螺丝钉的，从上面往下看，螺丝刀的把手和刀柄构成了两个圆形。
师：观察的非常仔细，回答的也非常好，请坐。
师：像螺丝刀这样，有一个轮固定在可以转动的轴上的机械叫做轮轴。请同学们来说一说，在螺丝刀中，哪一部分是轮，哪一部分是轴？
生：螺丝刀的刀柄是轮，刀杆是轴
师：如果我们把螺丝刀变一下形状，大家看，这就是轮轴最基本的形状。请同学们仔细回想一下在日常生活中，我们见过的哪些物体是利用了轮轴的原理。
生：水龙头、门把手、辘轳等
师：同学们找到的真多，老师这也给大家准备了一些常见的轮轴，大家仔细看，看的过程始中，认真思考在这件物体中，哪一部分是轮，哪一部分是轴？
（播放幻灯片）
生：扳手中拧住螺丝的一端是轴，另一端手握的部分是轮；
钥匙中，插进锁眼儿的部分是轴，手握的地方是轮，
手摇发电机中，连接发电机的部分是轴，手摇的地方是轮，
水龙头中，中间的竖棍是轴，手拧的地方是轮。
师：同学们找的都非常好，不过我看有一小部分同学还没能完全掌握哪地方是轮，哪地方是轴。再给大家一个练习的机会，请看。
（播放幻灯片）
生：门把手中心部分是轴，外面的圆圈是轮；
转笔刀中间圆的部分是轴，手摇的地方是轮；
方向盘中间往下插进去的部分是轴，外面的圆圈是轮。
3、实验验证轮轴可以省力
师：看来同学们已经知道了什么是轮轴，根据生活经验我们知道，用螺丝刀比徒手拧螺丝更省力，但是只用生活经验我们还不能就确切的说使用轮轴可以省力，在我们科学上要实事求是，不能仅仅依靠生活经验来判断，我们要用数据说话，我们应该……（同学们齐说做实验）
师：老师给大家准备的实验器材有：铁架台、轮轴、钩码、测力计、细绳。请大家独立思考我们应该怎么样来验证轮轴可以省力？（思考完了请小组内相互交流，得出答案）
（学生思考并且小组讨论）
生：我们可以……
师：在做实验的时候我们应该注意哪些问题？
生：为确保实验准确性，我们可以多测几次取平均值，
师：同学们说的都非常好，请个同学来读一下实验的过程，这位同学读的时候，其他同学仔细听，认真观察老师给大家做的动画。好，你来读。
生：读实验步骤
师：接下来请大家按照实验过程，小组合作，共同完成实验并填写好实验表格。
（小组活动）
师：我发现大部分同学已经做完了，谁来汇报一下?
（学生汇报，在汇报中根据学生得出的结论适当的给予说明，例如：有些学生会得到轮轴可以省一半力的结论，有些学生得出轮轴可以省力的结论，为什么？）
4、理论分析轮轴为什么省力。
师：非常好，通过实验我们已经验证了使用轮轴可以省力，有的同学还得出了可以省一半的力的结论，到底那一个对。其实，在我们认识事物的过程中除了通过亲自实践、做实验以外，还我们还可以进行理论分析。
师：谁能分析分析为什么轮轴可以省力？
生：我觉得轮轴是杠杆的变形，轮轴省力正是运用了杠杆的原理。
师：非常好，请坐！有些同学还不是很明白，大家看一下轮轴的定义：有一个轮固定在可以转动的轴上的机械。这个定义是不是和什么类似。
生：和杠杆的定义差不多。
师：找个同学来回忆一下杠杆的定义
生：有一个支点，和一根能围绕着支点转动的棍子。
师：他们的定义之间有什么相同点？
生：都有可以转动
师：非常好，它们都有转动两个字。请大家仔细看这个杠杆，我们知道它有三个点，分别是支点、力点、重点。如果我用杠杆撬石头，重点会往上转，力点会往下转，如果我把它们转的角度扩大，就会变成什么样？他的样子是什么（学生齐说：像轮轴）
师：轮轴上的三个点分别在螺丝刀的什么地方？
生：支点在螺丝刀正中心，力点在螺丝刀的轮上，重点在螺丝刀的轴上。
师：回答的非常好，老师可以把这根棍子移到轮轴上，这样就会更容易理解。支点到力点的距离是轮的半径R，支点到重点的距离是轴的半径r，我们可以很明显的看出R大于r，轮轴是一个省力杠杆。
5、提炼升华，解决问题
师：回到我们刚上课时提出的那个问题，用大螺丝刀还是小螺丝刀省力？为什么？
生：大螺丝刀省力，因为大螺丝刀的轮更大，
师：非常好，如果我们用杠杆撬石头，想要更省力，我们可以把手的位置往远离支点的距离地方放，同样的如果在轮轴上我们也可以把轮变大，这样就能更省力，所以大螺丝刀会更省力。我们因此可以的相互一个结论：在轴相同的情况下，轮越大，越省力。
（再适当解释轮和轴的比例大小对轮轴的影响，说明同学们做实验得出的结论省一半力是因为轮轴的比例为2：1，由于实验有误差，其他组的实验数据没有这么精确，但是也不影响我们得出使用轮轴可以省力的结论）
6、总结收获
师：我们这节课的内容就学习完了，同学们有什么收获，谁来说一说。
（先找同学自己说，然后再出示提示）
生：学习到了什么是轮轴，运用轮轴原理的有……，在在轴相同的情况下，轮越大，越省力。
知识梳理：
教师总结：我们第一单元学的是神奇的机械，今天我们学习的拧螺丝钉的学问，它是利用了轮轴的原理，第2课怎样移动重物是利用了杠杆的原理，第3课斜坡的启示是利用了斜面的原理，今后我们还将学习更多的简单机械，希望同学们能够利用学到的知识，解决生活中的实际问题，学以致用。

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