2.6给小车安装方向盘（教学设计）- 2026-2027学年科学教科版五年级上册

该小学科学教学设计聚焦轮轴这一简单机械，通过“给小车安装方向盘”的工程实践，帮助学生理解轮轴由轮和轴固定转动、轮大轴小更省力的原理。课堂从独轮车转弯不便的真实问题切入，引导观察四种运输工具转向方式，建立技术需求与轮轴应用的知识联系。 这份资料以完整工程实践流程为特色，学生经历设计简图绘制、选材组装、测试改进的过程，在比较轮轴半径差异中深化科学思维，通过生活轮轴实例（如螺丝刀、水龙头）迁移科学观念。既提升学生探究实践能力与工程态度，又为教师提供结构化教学支架和丰富教具支持。

2.6 给小车安装方向盘 教科版五年级上册 · 第二单元 工具与技术 · 第6课 一、教学基本信息 课题 2.6 给小车安装方向盘 课型 工程实践型 课时 1课时 教材 教科版五年级上册 年级 五年级 学科 科学 教具 玩具车、方向盘、轴架、联轴器、轴套、车轴、车轮、螺丝、螺母、铝丝、螺丝刀、尖嘴钳；4种运输工具图（四轮平板手推车/自行车/手推车/汽车）、轮轴结构图、生活轮轴图（自行车牙盘曲柄/螺丝刀/水龙头/扳手） 教法 情境聚焦、观察比较、认识结构、设计制作、测试改进、研讨迁移、拓展延伸 二、核心素养目标 素养维度 目标描述 科学观念 知道由较大的轮和较小的轴组成、轮和轴固定在一起转动的机械叫轮轴；汽车方向盘、自行车车把都应用了轮轴；轮轴也是简单机械，轮越大（动力臂越长）越省力；人们改造轮子与转向装置，制造出更灵活方便的运输车。 科学思维 用"观察—比较—归纳"认识4种运输工具的转向方式各有优缺点，取决于使用场景；通过设计制作转向装置体会"轮带动轴、轴带动前轮偏转"的轮轴工作原理，理解轮半径越大越省力。 探究实践 观察比较4种运输工具的转向方式；认识轮轴结构；为玩具车的前轮设计、制作转向装置（画设计简图、选材组装、测试是否灵活牢固、改进轮轴半径）；举例生活中的轮轴应用。 态度责任 像工程师一样经历"设计—制作—测试—改进"的完整过程；体会工具与技术的改进让生活更方便；乐于用轮轴原理解释身边的简单机械。 三、教学重难点 教学重点 认识轮轴（轮和轴固定在一起转动，轮大轴小；汽车方向盘、自行车车把应用轮轴）；为玩具车设计制作转向装置并测试改进；理解"轮越大越省力"。 教学难点 理解转向装置的工作过程（手转轮→带动轴→轴带前轮偏转→小车转向）；理解为什么独轮车不需要方向盘（只有一个轮，靠人倾斜车身与移动身体平衡）；把"轮轴=省力简单机械"与杠杆原理联系起来。 四、教学过程 （页码基准：教材第54–57页，含聚焦、探索1–2、研讨、拓展） 环节一【聚焦】运输工具是怎样转向的（3~4分钟，教材第54页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵我们之前做的独轮车能前进，但转弯不方便，怎么实现转弯呢？今天许多运输工具都有转向装置。转向装置为什么能转向？运用了哪些技术？↵【教师活动】↵教师出示教材第54页手推车改造情境与聚焦问题，引发对"转向装置"的思考。 观察：聚焦——学生观察自制小车，思考怎样实现转弯 观察：教材第54页——带方向盘的老式手推车 【学生活动】↵生1：独轮车要人歪着身子走。↵生2：汽车有方向盘。↵预设：有的学生只想到"方向盘"，教师引导全面看转向方式。 【知识点】↵聚焦：我们之前做的独轮车，能前进，但转弯不方便。怎么实现转弯呢？今天许多的运输工具都有转向装置。转向装置为什么能转向？运用了哪些技术？↵【设计意图】↵从独轮车"转弯不便"的真实问题切入，提出本课主题。 环节二【探索1】观察4种运输工具的转向方式（6~7分钟，教材第55页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵常见的运输工具是怎样实现转向的？哪种最方便？↵【教师活动】↵教师组织观察4种运输工具并比较转向方式：四轮平板手推车（靠人倾斜车身+手控制方向，轮子可360°旋转）；自行车（转动车把，前轮偏转）；汽车（转动方向盘，通过齿轮/液压带动前轮偏转）。引导归纳：不同运输工具有不同的转向方式，各有优缺点，取决于使用场景和需求。 观察：四轮平板手推车（轮子可360°旋转） 观察：自行车（转动车把，前轮偏转） 观察：手推车（独轮） 观察：汽车（转动方向盘带动前轮偏转） 【学生活动】↵生1：汽车最方便。↵生2：自行车靠转车把。↵操作：比较4种转向方式。↵预设：有的学生混淆"轮子转动"与"转向"，教师用前轮偏转说明。 【知识点】↵探索1：观察常见的运输工具，说一说它们是如何实现转向的，哪种转向最方便。四轮平板手推车靠人倾斜车身+手控制方向（轮子可360°旋转）；自行车转动车把使前轮偏转；汽车转动方向盘通过齿轮/液压带动前轮偏转。不同的运输工具有不同的转向方式，各有优缺点，取决于使用场景和需求。↵【设计意图】↵通过比较建立"转向方式因场景而异"的认识。 环节三【探索2·①】认识轮轴的结构（5~6分钟，教材第54–55页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵轮子、转向装置里藏着什么简单机械？轮和轴的半径有什么不同？↵【教师活动】↵教师出示"轮轴"资料：由较大的轮和较小的轴组成，轮和轴固定在一起转动的机械叫轮轴；汽车方向盘、自行车车把都应用了轮轴。用轮轴结构图说明轮的半径比轴大；转动大圆盘时真正让车轮转的是轴。 观察：轮轴结构——轮（半径大）与轴（半径小）固定在一起转动 【学生活动】↵生1：方向盘是大轮。↵生2：中间细的是轴。↵操作：指认轮与轴。↵预设：有的学生以为"轴不转"，教师演示轮轴同转。 【知识点】↵资料：由较大的轮和较小的轴组成，轮和轴固定在一起转动的机械，叫作轮轴。汽车方向盘和自行车的车把都应用了轮轴。轮和轴的半径不同：轮的半径大、轴的半径小；转动"大圆盘"（轮）时，真正带动车轮转动的是轴。↵【设计意图】↵建立轮轴概念，为制作转向装置打基础。 环节四【探索2·②】设计并制作转向装置（12~14分钟，教材第55–56页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵怎样为玩具车的前轮设计、制作一个能用手控制的转向装置？↵【教师活动】↵教师组织：①明确要求——为玩具车的前轮设计、制作转向装置，实现用手控制转向；考虑用什么材料做轮和轴、半径做多大、轮轴与车轮怎么连接。②画设计简图（记录单：所需材料+设计简图，标注材料与尺寸，方便沟通与精准制作）。③选材制作：根据设计简图用方向盘、轴架、联轴器、轴套、车轴、车轮、螺丝、螺母、铝丝、螺丝刀、尖嘴钳等制作。④提示：设计图是工程师的语言，要尽量画清楚、标注各部分使用的材料。 观察：制作转向装置的材料与工具（方向盘/轴架/联轴器/轴套/车轴/车轮/螺丝/螺母/铝丝/螺丝刀/尖嘴钳） 观察：记录单——玩具车转向装置设计简图（所需材料+设计简图） 观察：小组合作讨论设计 【学生活动】↵生1：用方向盘当大轮。↵生2：车轴当小轴。↵操作：画设计简图、选材组装。↵预设：有的学生不画简图直接做，教师强调先设计。 【知识点】↵探索2：设计并制作转向装置。选用合适的材料，为玩具车的前轮设计、制作转向装置，让玩具车实现用手控制转向。先画设计简图（记录单含"所需材料"和"设计简图"两栏，标注材料与尺寸），再选材制作；设计图是工程师的语言，要尽量画清楚。↵【设计意图】↵经历"设计—制作"工程流程，落实轮轴应用。 环节五【探索2·③】测试与改进转向装置（7~8分钟，教材第56–57页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵装置能用手控制转弯吗？转动灵活、连接牢固吗？怎样改进更省力？↵【教师活动】↵教师组织：①测试——根据设计将方向盘装在玩具车上，试转向是否更便捷；检查能不能实现"用手转动轮，前轮跟着偏转"、转动是否灵活、轮轴连接是否牢固。②改进——比较两种不同长度车轴的转向装置：轮和轴半径怎么设计更省力（轮越大、轴相对越小越省力）；2个装置中轮和轴半径不同，用手转向感受不同。 观察：装好方向盘的玩具车（手转轮带动前轮偏转） 观察：转向装置模型（轮+轴+前轮） 观察：两种车轴长度的转向装置对比（轮越大更轻松省力） 观察：转向装置对比（轴半径相同/不同） 【学生活动】↵生1：我这个转向有点卡。↵生2：大轮的好转。↵操作：测试并改进。↵预设：有的学生只改外观不改半径，教师引导对比省力。 【知识点】↵探索2③测试与改进：根据设计将方向盘安装在玩具车上，试一试转向是否更便捷；转向装置中哪一部分是轮、哪一部分是轴？用不同长度车轴组装的转向装置，使用效果有区别（轮和轴半径设计不同，轮越大越省力）。↵【设计意图】↵在测试改进中体会"轮越大越省力"，完成工程闭环。 环节六【研讨】转向装置如何工作·为何独轮车不用方向盘（6~7分钟，教材第57页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵①我们设计的转向装置是如何工作的？②为什么不需要在独轮车上安装方向盘？↵【教师活动】↵教师组织研讨：①手转动轮→带动轴转动→轴带动前轮偏转→小车转向。②独轮车只有一个轮子，不需要让两个轮子同步；它的转向主要靠人推动扶手左右倾斜、并移动身体来保持平衡，是更依靠技巧的操控方式。 观察：转向装置工作过程（手转轮→轴→前轮偏转） 【学生活动】↵生1：转轮带轴再带轮。↵生2：独轮车靠人歪身子。↵操作：两问讨论归纳。↵预设：有的学生说"独轮车也能装"，教师用"单轮不需同步"解释。 【知识点】↵研讨：①我们为玩具车设计的转向装置是如何工作的？——手转动轮→带动轴转动→轴带动前轮偏转→小车转向。②为什么不需要在独轮车上安装方向盘？——它只有一个轮子，不需要让两个轮子同步；转向主要靠人推动扶手左右倾斜，并移动身体来保持平衡，是一种更依靠技巧的操控方式。↵【设计意图】↵把制作经验上升为原理认识，并辨析独轮车特例。 环节七【拓展】生活中的轮轴（4~5分钟，教材第57页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵生活中还有哪些地方应用了轮轴？↵【教师活动】↵教师引导举例：自行车的牙盘与曲柄（脚踏曲柄是轮、牙盘中心轴是轴）、螺丝刀（手柄是轮、杆是轴）、水龙头（把手是轮、阀芯杆是轴）、扳手拧螺丝（长手柄是轮、钳口螺丝处是轴）等。轮轴也是简单机械，和杠杆一样——轮越大（动力臂越长）越省力。 观察：自行车的牙盘与曲柄（曲柄=轮，牙盘中心=轴） 观察：螺丝刀（手柄=轮，杆=轴） 观察：水龙头（把手=轮，阀芯杆=轴） 观察：扳手拧螺丝（长手柄=轮，钳口螺丝处=轴） 【学生活动】↵生1：螺丝刀也是轮轴。↵生2：水龙头的把手是轮。↵操作：列举生活轮轴。↵预设：有的学生漏"扳手"，教师补充。 【知识点】↵拓展：举例说一说生活中还有哪些轮轴的实际应用——自行车的牙盘与曲柄、螺丝刀、水龙头、扳手拧螺丝等。轮轴也是简单机械，和杠杆原理一样——轮越大（动力臂越长），越省力。↵【设计意图】↵迁移轮轴概念到广泛的生活实例。 五、板书设计 2.6 给小车安装方向盘（工具与技术·简单机械） 聚焦：独轮车转弯不方便 → 运输工具有转向装置（为什么能转向？用了什么技术？） 探索1：4种运输工具转向——平板车（倾斜车身+手控，轮可360°转）/自行车（转车把前轮偏）/汽车（方向盘经齿轮液压带前轮偏） 轮轴：较大的轮+较小的轴，固定在一起转动的机械；汽车方向盘、自行车车把都用轮轴（轮半径大、轴半径小） 探索2：设计→画设计简图（材料+简图）→选材制作→测试（手转轮→轴→前轮偏转、灵活牢固）→改进（轮越大越省力） 研讨：①手转轮→带动轴→轴带前轮偏转→转向 ②独轮车单轮不需同步，靠人倾斜车身+移动身体平衡，不装方向盘 拓展：生活中的轮轴——自行车牙盘曲柄、螺丝刀、水龙头、扳手；轮轴也是简单机械，轮越大（动力臂越长）越省力 学科网（北京）股份有限公司 $