《14.拧螺丝的学问》教学设计-2026-2027学年科学五年级上册苏教版

该小学科学教学设计聚焦轮轴的概念及省力规律，从学生熟悉的螺丝刀导入，通过观察轮轴结构、对比实验探究规律、联系生活应用及古代科技，构建“认识-探究-应用-拓展”的学习支架。 以对比实验为核心，通过轮轴装置测量用力数据培养科学思维，联系杠杆原理实现模型建构，结合水龙头、门把手等实例辩证分析轮轴应用，古代辘轳等工具渗透文化自信，实验探究法提升学生实践能力，为教师提供完整教学方案。

课 题 《拧螺丝的学问》 （共 课时） 总第 课时 教学内容 拧螺丝的学问 第___课时 教学目标 科学观念：知道像螺丝刀、汽车方向盘这样，轮和轴相对固定、轮转动时轴也跟着转动的装置叫作轮轴。 科学思维：能通过对比实验的数据差异，归纳轮轴省力与费力的规律，发展基于实验数据的比较推理能力。 探究实践：能完成轮轴省力探究实验，记录并比较用力数据；能区分动力作用在轮上还是轴上；能分析动力作用在轴上的轮轴的优势。 态度责任：了解轮轴在生活中的应用，感受简单机械对人类生活的影响。 教学重点与难点 教学重点：认识轮轴的结构（轮和轴），通过实验发现力作用在轮上省力、作用在轴上费力。 教学难点：理解轮轴的省力原理与杠杆的联系（轮轴是杠杆的变形）。 教学方法 实验探究法、观察法、小组合作法、讨论法、讲授法 教学准备 教师材料：课件（轮轴类物品图片、轮轴结构图、古代轮轴工具图）、螺丝刀、汽车方向盘模型 学生分组材料：轮轴实验装置（带轮和轴的支架）、钩码、弹簧测力计、记录单、各种轮轴类物品（门把手模型、水龙头、卷笔刀、自行车车把、活动扳手等） 学生活动设计 观察轮轴类物品→标出轮和轴并画轨迹→思考使用轮轴的好处→比较拧螺丝用力情况→实验探究轮轴省力条件→记录用力数据→归纳力作用在轮上省力/轴上费力→体验内六角扳手→区分动力作用在轮/轴上→分析动力作用在轴上的优势→阅读古代轮轴工具→课后观察自行车轮轴。 教 学 过 程 设计意图 一、情境导入——螺丝刀的秘密（约6分钟） 1.体验与观察 （1）教师出示螺丝刀：“同学们，你们见过螺丝刀吗？它有什么作用？” （2）学生回答：拧螺丝。 （3）教师：“徒手拧螺丝很难拧进去，但用螺丝刀就很省力。螺丝刀为什么能省力？它藏着什么秘密？” 2.认识轮轴概念 （1）教师出示螺丝刀结构图，讲解： 轮：手握的柄（较粗的部分） 轴：金属杆（较细的部分） 轮转动时，轴也跟着转动。 （2）教师讲解概念：像螺丝刀、汽车方向盘这样，轮和轴相对固定，轮转动时轴也跟着转动的装置叫作轮轴。 （3）板书课题：第2课 拧螺丝的学问。 3.寻找更多轮轴 （1）教师出示多幅图片：门把手、水龙头、卷笔刀、自行车车把、活动扳手。 （2）教师提问：“这些物品中，哪一部分是轮？哪一部分是轴？轮转动的轨迹是怎样的？” （3）学生观察，标出轮和轴的位置，画出轮转动的轨迹（圆弧箭头）。 门把手：手柄是轮，锁芯是轴。 水龙头：手柄是轮，阀芯是轴。 卷笔刀：摇柄是轮，刀架是轴。 自行车车把：把手是轮，转向柱是轴。 活动扳手：手柄是轮，调节螺母是轴。 4.聚焦问题 （1）教师：“使用轮轴有什么好处？在什么情况下省力？今天我们就来探究轮轴的奥秘。” 二、探究轮轴的奥秘——对比实验（约14分钟） 1.提出问题 （1）教师出示两种拧螺丝情景：手握螺丝刀手柄拧（轮上用力）和手握金属杆拧（轴上用力）。 （2）教师提问：“哪种方式更省力？” 2.设计实验 （1）教师出示轮轴实验装置，讲解实验方法： ① 在轴上挂一定数量的钩码（阻力）。 ② 在轮上施加力，用弹簧测力计测出需要多大的力才能将钩码提起。 ③ 在轴上施加力（用弹簧测力计拉轴），测出需要多大的力才能将钩码提起。 ④ 比较两次用力大小。 （2）强调控制变量：钩码数量不变，只改变施力位置（轮上或轴上）。 3.分组实验 （1）学生分组操作，记录数据： 施力位置 钩码数量（阻力） 所需拉力/N 轮上 ___个 ____ 轴上 ___个 ____ （2）实验发现： 在轮上用力：所需拉力 小（省力） 在轴上用力：所需拉力 大（费力） 4.交流结论 （1）各组汇报数据。 （2）教师引导归纳：力作用在轮上省力，力作用在轴上费力。 （3）板书核心结论。 5.联系杠杆 （1）教师提问：“轮轴和杠杆有什么联系？” （2）学生思考，教师讲解：轮轴可以看作是杠杆的变形——轮相当于动力臂（长臂），轴相当于阻力臂（短臂）。轮越大（动力臂越长），越省力。 三、内六角扳手的体验（约6分钟） 1.观察与体验 （1）教师出示内六角扳手图片或实物。 （2）教师提问：“内六角扳手也是一种轮轴类工具。用它拧内六角螺丝，怎样做更省力？” （3）学生观察：扳手有长柄（轮）和短柄（轴）。 2.判断省力方向 （1）教师出示两种操作方式的对比图。 （2）学生判断：用长柄（轮）拧更省力，用短柄（轴）拧费力。 （3）在更省力的做法下面画“√”。 3.强化结论 （1）教师总结：使用轮轴类工具时，要想省力，就要在轮上用力。 四、生活中的轮轴——动力作用在轮上还是轴上（约8分钟） 1.分类判断 （1）教师出示多种轮轴类物品图片：螺丝刀、方向盘、水龙头、自行车脚踏板、门把手、活动扳手。 （2）学生判断：哪些是动力作用在轮上？哪些是动力作用在轴上？ 2.深入讨论 （1）教师提问：“动力作用在轴上（费力）的轮轴有什么好处？” （2）学生讨论，教师引导： 水龙头：动力作用在轴上费力，但能利用较小的轮转动角度精确控制水流大小（精度高）。 门把手：动力作用在轴上费力，但只需按一下即可开门（方便快捷）。 自行车脚踏板：动力作用在轴上费力，但骑行时可通过改变齿轮比实现变速。 （3）结论：动力作用在轴上的轮轴虽然费力，但可以精细控制或节省空间，有特殊用途。 五、阅读拓展——古代的轮轴（约5分钟） 1.自主阅读 （1）学生阅读“古代的轮轴”资料。 （2）提取关键信息： 明代科学家宋应星所著《天工开物》中记载了多种轮轴发明。 代表性工具：辘轳（从井中提水）、飚扇（扬谷去壳）、翻车（灌溉农田）。 这些工具极大地提高了当时社会的生产力，有些至今仍在使用。 2.认识古代轮轴工具 （1）教师出示辘轳、翻车图片，讲解其工作原理（均利用轮轴原理）。 （2）学生感受古代中国人民的智慧和创造力。 3.情感升华 （1）教师：“从古代的辘轳、翻车到今天的汽车方向盘、螺丝刀，轮轴这种简单机械已经伴随人类几千年。它让人类用更少的力做更多的事，推动了文明的进步。” 六、课后延伸——观察自行车（约3分钟） 1.布置观察任务 （1）教师：“踩动自行车脚踏板，观察哪里运用了轮轴，说说动力作用在轮上还是轴上，这样设计有什么好处。” 2.引导思考 （1）教师提示： 脚踏板和中轴构成轮轴吗？ 链盘和后轮构成轮轴吗？ 动力作用在轮上还是轴上？ （2）学生课后观察记录，下节课交流。 七、课堂总结与作业布置（约3分钟） 师生共同总结 （1）轮轴：轮和轴相对固定，轮转动时轴也跟着转动的装置。 （2）力作用在轮上 → 省力；力作用在轴上 → 费力。 （3）动力作用在轴上的轮轴虽然费力，但可以精细控制或方便操作。 （4）我国古代已有许多轮轴发明（辘轳、翻车等），体现了中华民族的智慧。 从螺丝刀这一学生熟悉的工具入手，建立轮轴的概念，通过观察多种轮轴类物品，加深对轮和轴的认识。 通过对比实验，让学生用数据证明轮轴省力的条件——力作用在轮上，培养控制变量实验能力和数据分析能力。 将实验结论应用于具体工具的使用，巩固“力作用在轮上省力”的认识。 通过分类和讨论，让学生辩证认识动力作用在轮上和作用在轴上的各自优势，不仅看到“省力”，也看到“方便”“精确”等其他设计目标。 拓展古代轮轴知识，让学生了解中国科技文明成就，增强文化自信，建立历史发展观。 将课堂知识延伸到真实生活中的自行车，培养学生观察和思考的习惯，为下一节课（齿轮与传动）做铺垫。 梳理本课核心知识，形成清晰的概念体系，并渗透中国古代科技成就。 作业设计： 1. 基础作业（必做） ：向家人介绍什么是轮轴，举例说明力作用在轮上省力还是轴上省力。 拓展作业（选做其一） ： 1　 观察家中的水龙头、门把手等轮轴类物品，标出轮和轴的位置，判断动力作用在轮上还是轴上。 2　 踩动自行车脚踏板，观察哪里运用了轮轴，记录动力作用在轮上还是轴上，思考这样设计的好处。 板书设计： 第14课　拧螺丝的学问 一、什么是轮轴 轮和轴相对固定，轮转轴也转 二、轮轴的省力规律 力作用在轮上 → 省力 力作用在轴上 → 费力 三、动力作用在轴上的价值 精细控制（水龙头） 方便操作（门把手） 特殊传动（自行车） 四、中国古代的轮轴 宋应星《天工开物》 辘轳、翻车、飚扇 ——提高生产力，推动文明进步 学科网（北京）股份有限公司 $