1.4《轮轴》教学设计-2026-2027学年科学五年级上册大象版

该小学科学教学设计聚焦轮轴的概念及作用，通过观察方向盘结构、拧水桶比赛导入，衔接杠杆和滑轮知识，搭建从生活现象到科学原理的学习支架。 以理想模型法设计轮轴实验，分轮带动轴和轴带动轮两种情况探究，结合视频辅助操作，引导学生记录分析数据归纳规律，培养科学思维与探究实践能力。生活实例分析与分层评价设计，助力学生理解应用，为教师提供清晰教学路径。

第4课时教学设计 课题 轮轴 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 本课是本单元第四课，本课由一个观察与比较活动导入，观察方向盘，以此开始对轮轴这种简单机械进行探究。阅读轮轴的资料，提出研究轮轴作用的问题。引导学生基于生活经验和所学知识，对轮轴的作用从结构和功能的角度作出假设，并说明假设的依据。通过轮轴的作用实验搜集证据，对数据进行比较分析，归纳得出轮轴的作用规律。最后辨识生活中的轮轴装置，分析其类型与作用。本课教学先探究典型的轮轴，然后再向变形的轮轴过渡。日常生活中，轮轴这种简单机械的使用事例还是比较多的，只是学生没有意识到它们是一种简单机械而已，并且生活中的轮轴往往有一些变形，学生不易辨认。 2.学习者分析 学生刚刚学习完杠杆和滑轮，对这两种简单机械的原理及应用有了充分的认识，轮轴是学生将要学习的第三种简单机械。轮轴在生活中有着广泛的应用，可以说每个学生都使用过，但是对这种工具的认识往往只停留在如何使用上，对轮轴深层次的科学原理还不清楚。学生多次经历科学探究的全过程，能按探究过程设计实验，具有实验操作、记录数据的能力，能对数据进行归纳概括并得出结论。该阶段学生具有了抽象概念，能够进行逻辑推理，但仍需要具体事物的支持。 3.学习目标确定 科学观念：知道像汽车方向盘这样由一个轴和一个轮组成的装置叫轮轴，轮轴也是一种简单机械。理解轮轴的作用：用轮带动轴转动时省力；用轴带动轮转动时费力。 科学思维：能通过理想模型法，用轮轴装置模拟方向盘，通过实验数据分析归纳出轮轴的作用规律。 探究实践：能正确组装轮轴实验装置，分别探究“轮带动轴转动”和“轴带动轮转动”两种情况下用力大小的规律。能准确记录实验数据，分析并总结轮轴的作用。 态度责任：培养严谨的实验态度和实事求是的记录习惯，体会理想模型法在科学探究中的应用价值。感受轮轴对生活的便利，激发对工程设计的兴趣，乐于运用科学知识改善生活。 4.学习重点难点 重点：理解轮轴的作用是用轮带动轴转动时省力；用轴带动轮转动时费力。 难点：能通过理想模型法，用轮轴装置模拟方向盘，通过实验数据分析归纳出轮轴的作用规律。 5.学习评价设计 评价维度 优秀 （4分） 良好 （3分） 合格 （2分） 待改进 （1分） 自评 互评 师评 1. 问题与假设（能提出合理猜想，说清依据） 主动思考观察汽车的方向盘，它由哪几个部分组成？推测它在工作时起到了什 么作用。结合生活经验清晰提出四个猜想说明猜想依据 能提出一种猜想，能简单说出依据 在提示下提出猜想，依据表述模糊 无法提出猜想，不愿意主动思考 2. 实验方案设计（控制变量、模拟装置设计） 独立观察课本中展示的设计实验方案，探究轮轴的作用。 能说出部分定滑轮和动滑轮有什么不同的作用。 需要同伴提醒才能说出部分滑轮结构和功能的关系 无法说出滑轮结构和功能的关系 3. 实验操作与数据记录（多次测量、取平均值、规范记录） 运用理想模型法，规范操作，变换重物重量和所用力的大小和方向，准确测量、如实记录。 按要求完成 3 次实验，能记录数据，得出实验结论。 需提醒才重复实验，数据记录不全 不愿意参与操作，不愿意参与讨论 4. 归纳推理与结论表达 能结合实验结果得出用轮带动轴转动时，轮轴省力；用轴带动轮转动时，轮轴费力。的结论。 能根据数据得出正确结论，知道轮轴的作用。 在引导下得出结论，说不清推理过程 无法根据实验总结结论 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：问题与假设 教师活动1 一、观察图片 两位同学同时向相反的方向拧动，谁会赢呢？ 二、观察汽车的方向盘，它由哪几个部分组成？推测它在工作时起到了什么作用。 指出方向盘的轮和轴 学生讨论 三、起重机上装有两种轮子，它们各有什么特点？工作时，各起什么作用？ 学生讨论 学生活动1 同学进行拧水桶比赛 生：汽车的方向盘主要有两部分，一个是半径较大的大圆圈构成的轮，一个是与轮紧密连接的轴。 生：转动方向盘应该是为了转动下面的轴，通过轴控制其他部件让汽车转弯…… 生：汽车那么重，但是转动方向盘就能轻松拐弯，所以我认为使用方向盘肯定省力。 生：我们可以用理想模型法来进行探究…… 生：…… 活动意图说明：通过观察方向盘的结构，提出轮轴作用的研究问题。培养学生主动探究的意识发展初步的观察、比较和归纳能力，激发对科学知识的兴趣和好奇心。 环节二：探究与结论 教师活动2 一、认识轮轴 像汽车方向盘这样由一个轴和一个轮组成的装置叫轮轴，轮轴也是一种简单机械。 播放视频 二、人们在使用轮轴时，有时在轮上用力，带动轴一起转动； 有时在轴上用力，带动轮一起转动。 三、实验：探究轮轴的作用 （一）用轮轴、线绳、钩码和弹簧测力计，组装轮轴装置，分别探究轮带动轴转动和轴带动轮转动的用力大小，记录并分析数据，归纳概括轮轴的作用。 （二）材料超市 轮轴、钩码、弹簧测力计 （三）小贴士 将线绳分别从轮和轴的一侧套在卡槽上，并且用胶固定好，安装时要将线绳分别绕在轮和轴的凹槽内。轮和轴的绕线方向要相反，避免出现“一顺边”的现象。 （四）实验：探究轮轴的作用 1、轮带动轴实验 播放视频 2、完成实验记录表 3、教师总结 用轮带动轴转动时，轮轴省力； 4、轴带动轮实验 播放视频 5、完成实验记录表 6、教师总结 用轴带动轮转动时，轮轴费力。 三、小贴士 由于轮半径总大于轴半径，因此当动力作用于轮时，轮轴相当于省力、费距离的杠杆；当动力作用于轴上时，轮轴相当于费力、省距离的杠杆。 学生活动2 学生讨论轮轴的不同使用方法。 学生动手实验 完成实验记录表 归纳实验结果 学生动手实验 完成实验记录表 归纳实验结果 活动意图说明：通过探究轮轴作用的实验，帮助学生理解轮轴的概念，以及使用轮轴工作时，用轮带动轴转动时，轮轴省力；用轴带动轮转动时，轮轴费力。提高解决生活中实际问题的能力；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。 环节三：反思与评价 教师活动3 一、在探究轮轴作用的实验中，我们分别探究了轮带动轴和轴带动轮的用力大小随所悬挂的钩码数变化而变化的规律。 学生讨论 二、如果用数值来描述轮轴的作用，我们可以怎样描述探究结论？ 学生讨论 三、小贴士 描述探究结论示例： 通过实验发现：用轮带动轴提起重物时，可以省力；在这个轮轴中，拉力大约是物重的1/4。用轴带动轮提起重物时，轮轴费力，但是可以省距离。在这个轮轴中，拉力大约是物体重力的 4 倍。 学生活动3 生：用这个轮轴实验，我发现用轮带动轴提起重物，物体重2牛时，拉力是0.5牛;物体重4牛时，拉力是1牛……所以对这个轮轴我们可以归纳出结论…… 生：若用轴带动轮提起重物，物体重0.5牛时，拉力是2牛；物体重1牛时，拉力是4牛…… 生：为什么用轮带动轴和用轴带动轮不一样呢？其他轮轴也是这样吗? 生…… 活动意图说明：通过引导学生在探究了轮带动轴和轴带动轮的用力大小随所悬挂的钩码数变化而变化的规律后，能够用数值来描述轮轴的作用的探究结论。培养学生在进行多人合作时，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。 环节四：应用与迁移 教师活动4： 一、找出下图中哪些物品用到了轮轴装置，说一说它们是省力的还是费力的。 1、水龙头 手柄是轮，内部阀芯转轴是轴； 轮带动轴， 省力轮轴 2、电风扇 电机内部是轴带动扇叶（轮） 属于费力轮轴。 3、扳手 手握宽大的扳体是轮 卡住螺母的开口处是轴 轮带动轴 省力轮轴 4、卷笔刀 外侧手摇柄是轮， 中间固定铅笔的转轴是轴； 轮带动轴， 省力轮轴。 5、开瓶器 手动旋转把手为轮， 螺旋钻杆为轴； 轮带动轴， 省力轮轴。 6、螺丝刀 粗手柄是轮， 金属细刀杆是轴； 轮带动轴， 省力轮轴。 二、生活中有轴带动轮工作的例子吗？为什么要使用费力的轮轴呢？ 费力轮轴虽然需要更大的力，但能大幅提升轮的转动速度、扩大运动距离。 自行车后轮：脚踏齿轮轴带动后轮，轴转一圈，车轮能前进很长距离，骑行速度快。 牺牲省力，换取更快的转速、更大的移动距离，满足速度、行程需求。 三、小贴士 有些工具使用摇臂代替轮，或者在轮的边缘安装手柄，使轮轴结构简化、便于操作。。 学生活动4： 学生讨论物品的轮轴装置特点 思考自行车的运动方式，理解自行车后轮轴带动轮的作用 活动意图说明：通过引导学生了解生活中的轮轴装置的类型与作用，了解轮轴在生活中不同的使用场景。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。 7.板书设计 4 轮轴 用轮带动轴转动时，轮轴省力； 用轴带动轮转动时，轮轴费力。 8.作业与拓展学习设计 课堂练习： 第4课时：轮轴 一、判断题（正确的打✓，错误的打✘。） 1、汽车的方向盘主要有两部分，一个是半径较大的大圆圈构成的轮，一个是与轮紧密连接的轴。（ ） 2、由一个轴和一个轮组成的装置叫轮轴，轮轴也是一种简单机械。（ ） 3、用轮带动轴转动时，轮轴费力；（ ） 4、生活中轴带动轮的例子有很多，比如卷笔刀和开瓶器。（ ） 5、有些工具使用摇臂代替轮，或者在轮的边缘安装手柄，使轮轴结构简化、便于操作。（ ） 二、选择题。 1. 下列关于轮轴的说法，正确的是（ ）。 A. 所有的轮轴装置都是在轮上用力的水平出手 B. 轮轴装置的轮都是圆形的垂直向上出手 C. 轮轴是一种简单机械钳子 2. 下列不属于轮轴的是( ) A. 跷跷板 B. 螺丝刀 C. 转笔刀 3.下列使用工具的过程中，利用了轮轴原理的是 A. 用刀切物体 B. 用起子开啤酒瓶 C. 用螺丝刀拧螺丝 4. 用轴带动轮转动时，轮轴（ ）。 A.省力 B. 费力 C. 用的力量不变 【参考答案】 第4课时：轮轴 一、判断对错（对的打“”，错的打“×”） 1. 2. 3.× 4. × 5. 二、选择题 1.C 2. A 3. C 4. B 作业布置： 寻找自己生活中使用的轮轴的场景，并分析使用轮轴的作用。 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $