《齿轮与速度》(教学设计）小学科学拓展课通用版

《齿轮与速度》教学设计 一、指导思想与理论依据 探究式教学和STEM教学是我设计本课的基石，通过探究式教学培养学生的探究能力，运用STEM教学模式实现科学与数学、技术的结合认识齿轮与速度。本课通过自创乐高小车测速的实验，探究齿轮齿数与速度之间的关系。整个教学过程重点体现“让学生亲历科学探究过程”的理念，让学生的探究活动从发现问题开始，并自主设计探究实验方案,实验得出数据并分析数据总结出规律，整个教学过程就是学生思维训练的过程。 二、教学背景分析 （一）教材分析 《齿轮》是北京版小学科学五年级上册第三课简单机械的扩展内容。本课主要是让学生在初步认识齿轮、齿轮的种类与传动等知识的基础上，进一步探究齿轮在传动过程中齿轮的齿数对齿轮转速的影响。此部分内容属于学生自主探究性学习的内容，通过探究齿轮的传动，学生能够感受探究科学知识的乐趣。 （二）学情分析 在第一课时，学生们已经了解了齿轮的特点，知道两个及两个以上齿轮可以组装成齿轮组并能够传递动力，理解什么是主动齿轮与从动齿轮，并初步感知齿数不同的两个齿轮在传动过程中，当大轮带动小轮时，大轮转一圈小轮转多圈；当小轮带动大轮时，小轮转多圈大轮转一圈。但同学们并不知道齿轮传动在生活中的作用和功能，为了解决这个问题，我设计了本课。 三、教学目标和重难点 （一）教学目标： 1、知识目标：通过探究小车齿轮与速度的实验以及对数据的分析，能够说出在小车运动过程中，主动齿轮大从动齿轮小时，小车速度快；主动齿轮小从动齿轮大时，小车速度慢；主动齿轮与从动齿轮一样大时，速度居中。 2、过程与方法：能够通过运用控制变量的实验，解决探究的问题；能够对实验数据进行分析、概括、推理，最终得出结论。 3、情感态度价值观：通过探究式学习，学生感受到探究的乐趣，体会到科学的严谨性并为学生科学素养的形成打下坚实的基础。 （二）教学重点：学生自主探究出小车上不同齿轮搭配与小车速度快慢的规律。 （三）教学难点：通过分析实验数据，推理出车速随着从动齿轮齿数的增加而变慢，相反，随着从动齿轮齿数的减少而变快。 四、教学准备 （一）教师准备：自创乐高小车、秒表、盒尺、实验报告单、多媒体课件。 （二）学生准备：笔 五、教学方式 小组合作学习、探究式学习与STEM教学相结合的模式。 七、教学过程 （一） 动手安装齿轮，发现问题 1、教师活动：老师这里有几辆小车，可是它们生病了！谁能帮我给它们看病吗？。 学生活动：观察小车，分析小车故障原因。 2、教师活动：谁能说说它得了什么病？请同学们为小车“治病”。 学生活动：说小车故障原因，并用齿轮给小车“治病”。 3、教师活动：组织学生展示康复的小车，提出探究问题。 学生活动：发现问题，明确探究实验的目的。 【设计意图】学生们自己动手为小车安装齿轮，既锻炼了学生的动手能力又复习了上节课齿轮组合的知识。通过分析小车速度不同的原因，引出探究问题。 （二）提出猜想与假设 1、教师活动：引导学生猜想齿轮传动对小车有什么样的影响？提出本组的猜想。 学生活动：提出自己的猜想。 2、教师活动：什么实验方法能测出小车速度的快慢呢？ 学生活动：小组讨论实验方法。 【设计意图】同学们对未知问题进行猜想与假设，这是科学精神形成的关键点，同时也是学生辩证思维的凸显，唤醒学生主动质疑的意识。激发学生们主动探究的意愿。 （三）自主设计探究实验方案，进行实验 1、教师活动：谁设计出了实验方法，与大家分享一下？ 学生活动：到讲台上演示讲解实验，并说明实验所需器材。 2、教师活动：组织学生进行探究实验。 学生活动：小组分工合作，探究齿轮与速度的实验。 【设计意图】引导同学们设计出不止一种测量小车速度的实验，同学们的发散思维得到了有效激发。在设计实验的过程中，同学们运用了控制变量的方法，这更好的树立了学生们的科学精神、理性思维。实验过程中，对小车的拆解和齿轮组合的安装，即提高了学生的动手操作能力又体现了技术的应用。小组内同学之间的合作，交流，默契的配合等都是责任感的体现。最终为学生形成科学素养写下浓重的一笔。 （四）汇报实验结果、分析数据、得出结论 1、教师活动：哪个小组汇报一下你们的实验数据？教师板书实验数据。 学生活动：以小组为单位汇报实验数据。 2、教师活动：请同学们分析实验数据，你发现了什么规律？ 学生活动：学生自主分析实验数据，总结小车的齿轮与速度的规律。 【设计意图】学生在汇报交流数据的过程中，他们的语言表达能力和交流能力得到了发展。学生分析实验数据，发现规律的过程就是分析综合、抽象概括、推理论证等科学思维方法的体现，这都是科学学科核心素养的核心。 （五）迁移应用，学以致用 1、教师活动：教师宣布小车比赛游戏规则，提出要求。 学生活动：学生自主搭建小车。 2、教师活动：组织学生进行赛车游戏。 学