实验课名称

拧螺丝的学问

节点名称

观察轮轴在生产生活中的应用

学科类别

请在确认的学科上划“√”

□小学数学  ☑小学科学  □小学信息科技  □小学跨学科实践活动

□初中数学  □初中物理  □初中化学  □初中生物学 □初中地理  □初中信息科技  □初中跨学科实践活动

□高中数学  □高中物理  □高中化学  □高中生物学  □高中地理  □高中信息技术 □高中通用技术  □高中跨学科实践活动

实验类别

☑课标原型实验  □课标实验的简单变式实验

□基于真实问题情境的实验 □跨学科实验

实验教学

素养目标

科学观念：知道生活中常见的轮轴及其应用，能阐述使用轮轴时，在轮上用力省力，了解使轮轴更省力的方法。

科学思维：在真实情境中通过分析、比较、概括等方法理解轮轴的结构特点；能用控制变量的方法进行实验，为解释轮轴能省力提供数据支撑。

实践探究：能通过观察、体验、探究等方式获取信息；能运用分析、比较、综合等方法分析发现轮轴可以省力，轮与轴直径相差越大越省力；能对自己的探究过程、方法、结果进行反思评价。

态度责任：能对轮轴奥秘探究表现出浓厚的兴趣；能与同学分工合作，乐于分享彼此的想法，知道轮轴的应用对生产发展的价值。

实验资源

教师演示材料：塑料管、两头粗细不同的酒瓶、防滑手套。

学生分组材料：螺丝刀、大木块、螺丝、轮轴装置、钩码1盒、内六角扳手、内六角螺丝、小木块、练习纸。

实验设计与

创新点

1.从真实情境出发，通过形变从常见的螺丝刀引出轮轴装置，通过轮轴装置进行实验探究，观察分析得出轮轴省力的奥秘，再通过轮轴研究，从数据的对比中发现轮轴使用时不同使用方法的省力情况、省力的原因、更省力的方法。

2.轮轴装置在平时使用过程中绕线是难题，所以课前材料准备时，用皮筋将轮上和轴上的线先进行一个软固定，可方便学生自己缠绕。材料配备时保持轮大小不变，但轴有大有小，为怎样让轮轴更省力做好铺垫。

实验教学

过程

一、导入

1.游戏：这节课我们先来玩个游戏，比比谁的力气大。

2.对比：两次的比力气工具，第一次是直筒，第二次两头粗细明显不同。

提问：是什么原因让第二种物品能帮助力气小的人再比力气大赛中获胜，第二种物品和生活中哪种工具的结构特点类似？

4.揭题：二年级认识工具中我们已经使用过螺丝刀拧螺丝，其中有什么学问呢？

二、认识轮轴的结构及作用

活动一： 比较有无手柄的螺丝刀拧螺丝时的用力情况

1.活动：每组每位同学轮流尝试把螺丝拧进现有的孔洞中。

第一次：只有刀杆拧螺丝

第二次：提供手柄拧螺丝

交流：两次拧螺丝，感受有什么不同？

3.小结：拧完螺丝我们发现使用螺丝刀杆拧费力，用手柄拧省力。

4.演示：当我们拧（手柄）轮时，（前面的刀杆）轴也随着转动。

5.揭示轮轴的定义。

6.小结：没用手柄我们是直接在轴上用力，我们发现比较费力。用了手柄我们就在轮上用力，更轻松也就是更省力。

活动二：研究轮轴的省力情况

1.提问：这只是我们的感觉，到底是轮上用力还是轴上用力更省力？

2.讨论：为了方便继续研究，我们可以将轮轴变形成一个轮轴模拟装置（侧视图）。我们可以怎么来实验呢？可以用什么材料代替手用力？（钩码）

3.引导学生发现如何绕线，怎么挂钩码，直到最终获得保持平衡时轮上的钩码数。

4.汇报分析：在轮上用力省力，在轴上用力费力，再观察数据有什么发现？什么原因？轮一样大的情况下轴越小轮上越省力。

活动三：还有什么方式让轮轴更省力

1.提问：还有什么办法让轮轴更省力呢？

2.提问：出示内六角螺丝刀，这也是一种螺丝刀，它是轮轴吗？

3.小结：怎样使用轮轴可以更省力？轮越大或者轴越小。

三、生活中的轮轴

1.这些图中哪些是轮轴，指认轮轴位置。哪些在轮上用力，哪些在轴上用力？

2.其实古代我们就已经开始使用轮轴，《天工开物》记载了许多发明创造如（筒车、辘轳、飏扇、翻车等工具），这些发明创造极大的提高了生产劳动的效率，我们生活中你还发现了哪些轮轴的使用？

教学反思

本课是苏教版小学科学五年级下册的内容，此次录课学生为刚刚升入五年级的学生。 所以从以下几个方面来设计、组织活动及实验教学。

一、尊重教材缕思路

教材中给了丰富的活动素材，螺丝刀、方向盘、水龙头等，但既然是拧螺丝的学问，就以拧螺丝为切入点。考虑到整节课围绕的是探究力在轮上和轴上的不同作用效果，所以用活动“比比谁的力气大”开始，引导学生关注用力的大小。再通过拧螺钉的对比，揭示轮轴的定义，又为继续探究找到突破口。

二、生活情境促理解

螺丝刀看似常见，但是学生在拧时只关注有没有拧进去而忽略了拧进拧出的方向，有把手和没把手的区别等，所以放慢节奏，任务分层，让拧螺丝这个生活中普通的活动，变成帮助学生认识轮轴的基石。同时整节课的内容从生活中来，又回到生活中去，让学生观察多种生活中已经变形的轮轴，分别找出轮和轴，来检测他们本节课的目标达成度。

三、简单改变求实用

对螺丝刀进行简单的形变后引出轮轴装置进行探究实验，用数据来解释轮轴的奥秘，而让轮轴更省力是通过轮轴的再变形及组与组之间的数据、图片信息分析得出的。活动过程中发现组装轮轴的绕线是难点，所以尝试用皮筋做了软固定，节约了时间，也让材料能有结构的呈现，更大程度提高课堂效率。

实践作业

1.继续寻找生活中的轮轴，分析使用过程中在哪一部分用力，思考为什么有的轮轴在轮上用力，有的轮轴在轴上用力。

2.尝试用身边的材料自制一个轮轴装置。