第五单元《3.滑轮》教学设计 【教学分析】 滑轮是日常生产生活中常见的简单机械,本节课学生通过自己的探究活动认识了定滑轮和动滑轮的作用,并且在获得知识的过程中提升了科学探究能力,引起了对科学的兴趣。
本课教学体现了探究式学习是学习科学的重要方法,通过教师的引导,让学生对探究过程中获得的各种发现进行分析、交流,最终得到科学的结论。有了前面对杠杆的学习,学生认识定滑轮和动滑轮的作用应该相对容易。
但是限于生活经验,学生对滑轮的感性认识比较缺乏。
虽然学校的旗杆上端一般有定滑轮,但是因为它的位置比较高,比较隐蔽,真正看到过的学生并不多。
动滑轮经常与吊钩组合在一起,结构也不易被看到。
因此教师在课前要注意收集一些滑轮的录像资料,突出滑轮的形状与特征,使学生感觉到它与我们生活的密切相关。
五年级的学生对力学有了一定的概念,在《杠杆》一课的学习中,对通过实验探究简单机械装置作用的学习方式有了一定的了解,这为本课研究滑轮的作用做了很好的铺垫。
本课的教学应遵循由简单到复杂的教学原则,先通过录像资料让学生认识定滑轮和动滑轮,然后提出有关动滑轮和定滑轮作用的问题和假设,最后通过动手组装定滑轮和动滑轮等探究活动认识滑轮的作用。
【教学目标】 (1)知道滑轮是常见的简单机械,了解滑轮的类型,以及各种滑轮因结构不同而具有的不同作用;能根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务。
(2)提高解决生活中实际问题的能力,能通过阅读资料收集信息,提出关于滑轮作用的问题与假设,通过实验搜集证据,运用比较与分类、归纳推理等思维方法分析数据得出结论,并通过演绎推理分析起重机中的滑轮的类别与作用。
(3)对事物的结构、功能、变化及相互关系产生科学探究的兴趣;能接受别人的批评意见,反思、调整自己的探究;在进行多人合作时,愿意沟通交流,综合考虑小组各成员的意见,形成集体的观点。
(4)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。
【教学准备】 (1)材料准备:①升起船帆:钩码(模拟船帆)、铁架台、双顶螺丝、筷子、细绳、曲别针、线轴。
②探究定滑轮和动滑轮的作用实验:测力计、钩码、滑轮、铁架台、双顶螺丝、木筷、记录单。
(2)活动场地:教室。
【教学过程】 本课将按照科学探究的主要过程和要素进行组织:创设情境提出问题———基于经验作出假设———通过实验搜集证据———分析数据得出结论———迁移应用回归生活。
在科学探究的过程中,一方面要引导学生进行科学思维的参与,一方面要紧密联系学生的生活实际组织教学。
(1)聚焦话题,激趣导入。
(教师播放录像,学生观看录像) 师:大家在录像中看到了什么? 生:录像中说的是滑轮。
师:对,大家刚才看到的机械装置叫作滑轮。
(板书:滑轮,组织学生观察桌上的滑轮并找出它的特点) 师:滑轮是一种边缘有槽的特殊轮子。
(教学意图:通过学生熟悉的场景激发学生的学习兴趣,使其通过观察认识滑轮的构造特点) (2)初步认识定滑轮和动滑轮。
师:我们能不能用线绳、滑轮和铁架台,把钩码提升起来呢? 操作时注意安全,防止钩码脱落砸到自己和同学。
(学生分组实验,教师在学生实验时巡视观察,关注有没有组装成动的小组) 师:下面我们请各小组的同学来演示一下。
(小组学生上前演示,其他学生观察) 师:他们组装的滑轮有什么不同? 生:上一个小组的滑轮是固定不动的,我们的滑轮是和钩码一起移动的。
师:滑轮固定在一个地方的叫作定滑轮,滑轮和重物一起移动的叫作动滑轮。
(板书:定滑轮、动滑轮) 师:关于定滑轮和动滑轮,同学们有什么想法吗? 生 1:它们的作用一样吗? 生 2:它们都能省力吗? (3)探究定滑轮和动滑轮的作用。
①初步感受滑轮的作用。
师:每个小组先用手提起重物,而后分别用组装成功的定滑轮和动滑轮拉动线绳提起重物,通过对比感受,你有什么发现? 做完后小组内交流。
(学生分组实验,先组内交流,而后全班交流) 生 1:用定滑轮提钩码时,感觉不省力。
生 2:用动滑轮提钩码时,感觉有点省力,我们又加了两个钩码,感觉也是这样。
师:如果我们从用力方向方面观察会有什么发现? 再试一试。
生 1:定滑轮用力的方向反了。
生 2:动滑轮用力的方向没有变。
(板书:定滑轮可以改变用力的方向,动滑轮不改变用力的方向) (教学意图:让学生在实验中通过动手操作感受定滑轮和动滑轮的作用) ②实验探究。
师:定滑轮和动滑轮到底能不能省力呢? 刚才我们通过手来感受用力的大小,这不够精确。
下面我们通过实验用测力计来测量一下用力的大小,通过测量数据来寻找准确的答案。
实验时要注意安全,等钩码静止后读出测力计的读数,把读数记录在记录表里,保留一位小数,每项实验要测量三次求出平均值。
(学生小组合作进行实验并记录) 师:下面请同学们分别汇报一下自己小组的实验结果,每组只汇报平均值就可以了。
生 1:我们组直接用手提起钩码时用力 2N,使用定滑轮提起钩码时用力 2N,使用动滑轮时用力 1N。
生 2:我们组直接用手提起钩码时用力 2N,使用定滑轮提起钩码时用力 2. 1N,使用动滑轮时用力 1N。
生 3:我们组直接用手提起钩码时用力 2N,使用定滑轮提起钩码时用力 1. 9N,使用动滑轮时用力 1N。
生 4:…… 师:从同学们得出的实验数据中你发现了什么? 生 1:我发现使用动滑轮省力。
生 2:我发现使用定滑轮有时省力,有时费力,有时既不省力也不费力。
生 3:我发现使用定滑轮提起钩码时所用的力虽然和直接用手提起钩码时所用的力有时不一样,但相差都不大,我怀疑是测量误差引起的。
师:同学们非常善于动脑。
为了避免误差,每组数据我们可以多测量几次,比如 5 次、7次,甚至更多,然后把测出的最大值和最小值去掉,再对剩下的数据求平均值,这样往往会更准确些。
当然我们使用测力计时也要注意操作规范,比如测量前要先轻轻地拉动几下挂钩,然后将指针调零,使用时测力时计要竖直提升钩码,滑轮静止时再读数,读数时要双眼平视,另外要保证滑轮转动灵活。
同学们再测量一遍试试。
生 1:我们这次测量时发现,直接提起钩码时用力 2N,使用定滑轮提起钩码时用力也是2N,使用动滑轮时用力 1N。
生 2:…… 师:我们现在能得出什么结论呢? 生:定滑轮不省力也不费力,动滑轮能省力。
师:这就是我们用测力计测量得到的结论。
哪位同学能够把这个结论和我们刚才得出的关于用力方向的结论综合起来,说说定滑轮和动滑轮的作用? 生:动滑轮的作用是可以改变用力方向,但不改变力的大小;动滑轮的作用是可以省力,但不改变用力方向。
(4)滑轮组的探究。
师:看来定滑轮和动滑轮各有优缺点,那么我们能不能把它们的优点结合起来呢? (学生小组讨论并汇报) 生:如果先组装一个动滑轮,把钩码挂在动滑轮上,然后把绳子再穿过一个定滑轮,这样就可以既改变用力的方向,又省力了。
师:这个方法行不行呢? 请各小组自己组装一下试一试。
(学生分组动手操作) 师:请同学们汇报一下自己的测试结果。
生:…… 师:单个滑轮的功能比较单一,在生产中人们经常把它们组合起来做成滑轮组来满足不同的需要,比如这台起重机就用到了滑轮组…… 【教学反思】 在学习本课时,学生首先会关注定滑轮和动滑轮是否省力,这是因为在上节课学习杠杆时,我们引导学生更多关注的是杠杆用力大小和距离的关系,而不是用力方向的变化。
所以对定滑轮与动滑轮的用力方向,需要教师有意进行引导。
有些学生实验时测得的数据会出现误差,影响正确结论的得出,教师这时可以指导学生多测量几次来减小误差,并且注意提醒学生使用正确的操作方法。
【总结点评】 本课比较注重学生的主动探究,让学生在活动中理解定滑轮与动滑轮的特点及作用。
(1)以学生为主,展开探究。
根据本节课的教学要求,为了让学生更准确地理解定滑轮和动滑轮的作用,教师要安排学生有目的地进行动手操作,通过读取数据、分析修正,发现定滑轮和动滑轮的特点,在探究中培养学生的实证意识和交流能力,以及实事求是和勇于探索的精神。
(2)对比演示,让学生一目了然。
在分析和区分定滑轮和动滑轮时,教师先引导学生认识滑轮的两种使用方式,并对比它们的工作方式,在学生认真观察的基础上给这两种滑轮命名,找出定滑轮和动滑轮在结构上的区别及其使用方式的不同,培养学生观察能力和比较概括能力,启迪学生明白“认识事物”时要抓本质,既要研究共性,又要重视差异性”的道理。
(3)处理数据,灵活多变。
课堂上学生获得的每一个数据都有其价值,没有优劣之分,如果是操作失误导致数据出错应及时纠正,重新操作,如果是误差,就要通过增加测量次数来解决,以此培养学生掌握正确的科学方法,以及尊重证据、实事求是的科学精神。