2021学年第五单元 简单机械第19课 滑轮的作用教学设计

冀人版科学（2017）五年级下册第19课《滑轮的作用》教学设计

【教材分析】

本课按照知识的逻辑关系设计了三个活动。活动1“研究定滑轮的作用”目的是通过观察、实验等活动，指导学生认识定滑轮的特点和作用。活动2“研究动滑轮的作用”目的是通过观察、实验等活动，指导学生认识动滑轮的特点和作用。活动3“研究滑轮组的作用”目的是通过观察、实验等活动，指导学生认识滑轮组的作用。应用与拓展“寻找滑轮的应用”目的是引导学生通过观察，认识滑轮在生产、生活中的应用，感受使用滑轮可以提高工作效率；“设计滑轮装置”目的是培养学生运用知识解决实际问题的能力和技术设计、技术实践的能力，体现了科学与技术、工程、数学的整合。通过本课学习，培养学生提出问题、作出假设、实验观察、分析现象、得出结论等科学探究能力；激发学生探究滑轮的兴趣；帮助树立尊重证据、作出判断，能与他人合作学习、交流沟通，尊重他人、形成集体观点的科学态度。

本课重点是认识定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。

【学情分析】

杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。滑轮就是一种变形的杠杆，属于杠杆类简单机械，它的工作原理和杠杆的工作原理相同。滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮，及由可绕中心轴转动、有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索（绳、胶带、钢索、链条等）所组成的简单机械。可分为定滑轮、动滑轮、滑轮组。定滑轮既不省力也不费力，可以改变用力方向。动滑轮省力但不可以改变用力的方向。因此常将定滑轮与动滑轮同时使用，或组成滑轮组使用。

从生活经验来看，滑轮在生活中的应用是相当广泛的，比如晾衣架等；从知识基础来看，学生已经知道了杠杆的作用，而滑轮是杠杆的变形；从思维水平来看，五年级的学生已经具备一定的抽象逻辑思维能力，能够根据实验现象，归纳出实验结论，这些都为本课学习奠定了基础。

【教学目标】

科学知识

1．能说出定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用。

2．能举例说出滑轮在生活中的应用。

科学探究

1．能从滑轮的结构与功能的角度提出可探究的科学问题。

2．能根据定滑轮和动滑轮的作用对滑轮组的作用进行假设。

3．能通过观察、实验等方式获取滑轮的相关信息。

4．能运用分析、比较、概括等方法得出结论。

5．能对滑轮的探究过程和结果做出反思与评价。

科学态度

1．能对滑轮的作用表现出探究兴趣。

2．能尊重实验结果，坚持以事实为依据，得出滑轮作用的结论。

3．能从不同角度选择不同类型的滑轮完成某一任务，培养创新精神。

4．能与他人合作学习、交流沟通，综合考虑大家意见，形成集体的观点。

科学、技术、社会与环境（STSE）

能说出滑轮工具的发展和应用对社会的发展产生了积极影响。

【教师准备】

滑轮实验盒、钩码、记录表、课件等。

【学生准备】

《科学学生活动手册》、笔等。

【教学过程】

课时安排：建议安排 2 课时。第一课时：完成活动 1 和活动 2 。第二课时:完成活动 3 和应用与拓展。

第一课时

(一 ）创设情境，提出问题

1. 导入：（多媒体出示升旗的视频或图片 ) 请你们仔细观察旗杆，说一说旗杆是由哪些部分组成的。旗杆的顶端有一个滑轮，升旗时，向下拉绳子，旗就会往上升。像旗杆顶端的滑轮那样，固定在一个地方，不能移动的滑轮，叫做定滑轮。关于定滑轮，你想知道什么呢？

2．提问：定滑轮有什么作用呢？

（二）探究发现，形成新知

1．研究定滑轮的作用。

（1）作出假设。

引导：升旗时，要把旗升上去，却要把拴着旗子的绳子向下拉。这说明定滑轮有什么作用？使用定滑轮升旗或提起其他重物省不省力呢？

假设：定滑轮可能有改变力的方向、省力的作用。

（2）掌握方法。

讲解实验方法：组装定滑轮实验模型；在一端挂三个钩码，在另一端逐个挂钩码；记录达到平衡时钩码的数量。

（3）实验观察。

要求：小组同学要分工合作；实验时，要改变钩码的数量，多试几次。

实验：学生分组进行实验，观察记录实验现象。教师巡视指导，发现问题及时纠正。

（4）得出结论。

汇报：指定学生分组汇报实验结果，分析实验现象。

小结：定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。

（5）思考：你的假设与结果一样吗？

2．研究动滑轮的作用。

（1）引导：可以随着重物一起移动的滑轮，叫做动滑轮，你在哪里见过动滑轮？动滑轮的作用与定滑轮是否相同？你认为会有什么不同？为了弄清这些问题，我们需要进行实验。

（2）讲解实验方法：组装动滑轮实验模型；用测力计直接匀速提升钩码，观察用力的方向和大小；把钩码挂在动滑轮上，用测力计匀速将钩码向上提起，观察用力的方向和大小；改变钩码的数量，多试几次。

（3）实验：学生分组进行实验，将观察到的实验现象记录在《科学学生活动手册》第23页中。教师巡视指导，发现问题及时纠正。

（4）汇报：指定学生汇报实验结果，其他学生进行补充。

（5）讨论：直接提起钩码与通过动滑轮提起钩码，所用的力是否相同？通过分析你能得出什么结论？

（6）小结：动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。

（7）思考：动滑轮和定滑轮的作用有什么不同？

（三）实践运用，拓展延伸

1．引导：通过实验探究，我们发现了定滑轮和动滑轮的秘密，那么在生活中它们有哪些用途呢？（出示晾衣架和吊车的图片）晾衣架和吊车是我们生活中常见的机械，它们有什么作用？2．作业：请找出它们利用了哪些简单机械，在图中画出来。

第二课时

（一）创设情境，提出问题

1．引导：请你们仔细观察吊车，说一说吊车是由哪些部分组成的。（播放吊车提起重物的视频。）

2．提问：在生活中有时移动重物，需要把定滑轮和动滑轮组合在一起工作，这就构成了滑轮组，滑轮组有什么作用呢？

（二）回忆旧知，作出假设

1．引导：刚才我们观看了吊车提起重物的视频，谁能说一说它是怎样工作的？在工作中，吊车上的定滑轮和动滑轮分别起到了什么作用？

2．假设：我认为滑轮组既省力，又能改变力的方向。

（三）掌握方法，实验观察

1．掌握方法：

（1）组装滑轮组实验模型。

（2）用滑轮组提起钩码，观察用力方向和用力大小。

（3）改变钩码的数量，多试几次。记录测力计示数。

2．实验：学生分组进行实验，将观察到的实验现象记录在《科学学生活动手册》第23页中。教师巡视指导，发现问题及时纠正。

（四）分析现象，得出结论

1．汇报：指定学生汇报实验结果，其他学生进行补充与修正。

2．讨论：滑轮组有什么作用？定滑轮、动滑轮和滑轮组各有什么优点？

3．小结：定滑轮可以改变用力的方向，动滑轮可以省力，滑轮组既可以改变用力的方向，也可以省力。

（五）实践运用，拓展延伸

1．引导：在建造房子时，工人们经常要把建筑材料运送到房顶。假如你是一个设计师，请你运用今天所学的知识，设计一个能将建筑材料运到房顶的装置，并把设计方案画出来。（出示将建筑材料运到房顶的图片。）

2．设计：学生在小组内进行设计，并将设计的方案画在《科学学生活动手册》第23页中。3．评价：组织学生展示设计方案，按照“科学、方便、省力”的标准进行评价。

【知识拓展】

滑轮是何时出现的

滑轮装置的绘制最早出现于汉代的画像砖、陶井模。在《墨经》里也有关于滑轮论述的记载。古希腊人将滑轮归类为简单机械。中心轴固定不动的滑轮叫定滑轮，不省力但可以改变力的方向。中心轴跟重物一起移动的滑轮叫动滑轮，能省力，但不改变力的方向。实际运用中常把动滑轮和定滑轮组合成滑轮组来使用。早在公元前400年，古希腊人就已经知道如何使用复式滑轮了。据说阿基米德曾经独自使用复式滑轮拉动一艘装满了货物与乘客的船。