教科版（2024）五年级上册（2024）6. 给小车安装方向盘教案

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一、课程标准依据
本课属于《义务教育科学课程标准（2022年版）》中"技术与工程"领域，核心概念为"轮轴（较大的轮和较小的轴固定在一起转动）是一种简单机械，汽车方向盘和自行车的车把都应用了轮轴"。学生通过观察常见运输工具的转向装置，设计并制作一个转向装置安装在玩具车上，理解轮轴的原理和应用。
二、单元分析
本课是单元第6课，在前五课学习了杠杆、斜面、滑轮的基础上，引入第四种简单机械——轮轴。学生通过观察常见运输工具的转向方式（四轮平板手推车、自行车、手推车、汽车），理解轮轴的构造和工作原理。动手设计制作转向装置的过程，让学生将理论知识应用于实践，进一步体会"设计-制作-测试-改进"的工程流程。通过讨论独轮车为什么不需要方向盘，加深对不同工具特点的理解。
三、教学目标
（一）科学观念
1. 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。
2. 知道汽车方向盘和自行车的车把都是转向装置，都应用了轮轴。
3. 知道独轮车不需要方向盘，因为独轮车只有一个轮子。
（二）科学思维
1. 能通过观察常见运输工具的转向方式，分析转向装置中轮和轴的位置。
2. 能运用轮轴原理设计转向装置，并用图示表达设计思路。
3. 能推理不同长度的车轴组装的转向装置，使用效果不同。
4. 能比较不同转向装置（方向盘、自行车把手）的优缺点。
（三）探究实践
1. 能观察常见运输工具（四轮平板手推车、自行车、手推车、汽车）的转向方式。
2. 能选用合适的材料（方向盘、轴架、螺丝、铝丝、联轴器、轴套、螺母、车轮等），为玩具车的前轮设计转向装置。
3. 能画出设计简图，标注材料信息。
4. 能根据设计将方向盘安装在玩具车上，测试转向效果。
（四）态度责任
1. 对设计制作转向装置充满兴趣和热情。
2. 在设计过程中能考虑组件匹配和制作精度。
3. 体会到轮轴技术在日常生活中的广泛应用。
【教学重点】了解轮轴的概念，设计并制作转向装置安装在玩具车上。
【教学难点】理解轮轴中轮和轴的关系（轮带动轴转动），设计出有效的转向装置。
四、课前准备
（一）学生准备
1. 玩具车每组1辆
2. 方向盘、轴架、螺丝、铝丝、联轴器、轴套、螺母、车轮、车轴等材料
3. 尖嘴钳、螺丝刀每组1把
4. 记录单每人1份
（二）教师准备
1. 不同运输工具转向装置图片（四轮平板手推车、自行车、手推车、汽车）
2. 轮轴结构示意图（黑板用）
3. 生活中的轮轴应用图片（螺丝刀、水龙头、自行车牙盘与曲柄、扳手）
4. 转向装置设计示范
五、教学过程（40分钟）
环节一：聚焦问题（5分钟）
【教师活动】
1. 情境导入："今天手推车只在有限的场景中使用。人们在手推车的基础上改造了轮子、转向装置等，制造出更多灵活方便的运输车。"
2. 提问："今天许多运输工具都有转向装置。转向装置为什么能使车轮转向？运用了哪些技术？"
3. 板书课题：给小车安装方向盘。
【学生活动】
1. 观察情境，思考并讨论问题。
2. 提出自己的猜测和假设。
3. 产生探究兴趣。
【设计意图】通过情境激趣，激活学生已有经验，引出核心问题，激发探究欲望。
环节二：探索实验（18分钟）
【教师活动】
1. 活动一：观察常见的运输工具。展示四轮平板手推车、自行车、手推车、汽车的图片，引导学生说一说它们是如何实现转向的，哪种转向装置最方便。
2. 讲解轮轴概念：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。汽车方向盘和自行车的车把都是转向装置，都应用了轮轴。
3. 活动二：设计并制作转向装置。指导学生选用合适的材料（方向盘、轴架、螺丝、铝丝、联轴器、轴套、螺母、车轮等），为玩具车的前轮设计转向装置。提示：自行车把手结构简单，制作比较容易；设计时要考虑与其他组件相匹配。
4. 指导学生画出设计简图，标注材料信息。
5. 活动三：根据设计将方向盘安装在玩具车上，测试转向是否便捷。
6. 巡视指导，帮助有困难的学生。
【学生活动】
1. 观察四轮平板手推车、自行车、手推车、汽车的转向方式，讨论它们是如何实现转向的。
2. 认识轮轴：轮和轴固定在一起转动，较大的是轮，较小的是轴。
3. 设计转向装置：画出设计简图，标注所需材料。
4. 选用材料，制作转向装置并安装到玩具车上。
5. 测试转向效果，看是否更便捷。
【设计意图】通过层层递进的探究活动，让学生从多个角度收集证据，发展科学探究能力。
环节三：研讨交流（10分钟）
【教师活动】
1. 组织学生展示制作成果。
2. 提问引导："我们为玩具车设计的转向装置是如何工作的？""转向装置中哪一部分是轮？哪一部分是轴？"
3. 追问："用不同长度车轴组装的转向装置，使用效果有什么区别？""为什么不需要在独轮车上安装方向盘？"
4. 引导学生归纳：轮轴由轮和轴固定组成。方向盘（轮）转动的力通过轴传递到车轮。独轮车只有一个轮子，不需要转向装置。
【学生活动】
1. 各小组汇报探究发现。
2. 参与班级研讨，补充观点。
3. 根据证据得出结论。
【设计意图】通过研讨环节，将分散的探究发现整合起来，引导学生从证据走向结论，发展归纳推理能力。
环节四：拓展应用（5分钟）
【教师活动】
1. 展示生活中轮轴的实际应用：螺丝刀（手柄是轮、金属杆是轴）、水龙头（手柄是轮、阀芯是轴）、自行车的牙盘与曲柄、扳手拧螺丝。
2. 引导思考：这些轮轴有什么共同特点？——都是轮带动轴转动。
3. 鼓励学生课后寻找更多轮轴应用的例子。
【学生活动】
1. 尝试完成拓展任务。
2. 联系生活，举例说明。
【设计意图】将本课知识延伸到新的情境，激发学生持续探究的兴趣。
环节五：课堂小结（2分钟）
【教师活动】
1. 回顾本课核心问题：转向装置为什么能使车轮转向？
2. 总结：汽车方向盘应用了轮轴技术（轮带动轴转动）。设计制作转向装置需要经历设计→选材→制作→测试的过程。不同车轴长度影响使用效果。
3. 布置课后任务：观察轮轴在生活中的应用，思考轮子大小对使用效果的影响。
【学生活动】
1. 回顾探究过程，总结发现。
2. 明确课后探究任务。
【设计意图】帮助学生梳理知识要点，巩固本课核心概念。
六、板书设计
七、教学反思
1. 学生是否能理解轮轴的概念和结构？
2. 学生是否能设计出合理的转向装置？
3. 学生在制作过程中遇到了哪些问题？如何解决的？
4. 学生是否能解释独轮车不需要方向盘的原因？
5. 学生是否能举出生活中轮轴应用的例子？
6. 动手制作环节是否充分激发了学生的创造力和解决问题的能力？
八、跨学科融合设计说明
（一）关联的物理学科：了解轮轴的力学原理。
（二）关联的工程技术：体验"设计-制作-测试-改进"的工程流程。
（三）关联的美术学科：绘制设计简图，标注尺寸和材料。
（四）关联的劳动教育：学习使用尖嘴钳、螺丝刀等常用工具。
九、学生疑难解答（附常见问题的应对策略）
十、附件
附件一：第6课 给小车安装方向盘 · 活动记录单
一、玩具车转向装置设计简图
日期：______ 姓名：______
（请在右侧画出你的设计简图，标注各部分的尺寸和材料）
二、转向装置测试记录
三、轮轴的认识
附件二：班级记录单（黑板用）
给小车安装方向盘
日期：__________
轮轴：轮 + 轴 = 固定在一起转动
独轮车为什么不需要方向盘？——因为它只有一个轮子。
附件三：学习评价表
附件四：学习评价表（对照学习目标）

疑难问题
解答策略
学生不理解"轮轴"和"滑轮"的区别。
区分：轮轴——轮和轴固定在一起转动，用来传递转动（如方向盘带动车轮转向）。滑轮——边缘有凹槽绕中心轴转动的轮子，用来提升重物（如升旗、吊车）。两者是不同的简单机械。
学生制作的转向装置无法有效控制前轮转向。
指导：检查连接处是否松动——方向盘与轴之间、轴与车轮之间都要连接牢固。可以尝试使用联轴器确保连接稳定。另外，检查前轮安装是否灵活，不要卡死。
学生认为方向盘越大越好。
引导：轮轴省力的规律是——轮越大越省力（用大方向盘打方向比较省力）。但太大的方向盘会占用过多空间，影响操作便捷性。实际设计中要在省力和便捷之间找到平衡。
所需材料
设计简图
方向盘
轴架
螺丝
铝丝
联轴器
轴套
螺母
车轮
车轴
测试项目
结果与改进
转向是否灵活
方向盘转动是否省力
安装是否牢固
需要改进的地方
生活中的轮轴
哪部分是轮
哪部分是轴
作用
汽车方向盘
自行车车把
螺丝刀
水龙头
运输工具
转向方式
四轮平板手推车
抬起扶手利用前轮转向
自行车
转动车把
汽车
转动方向盘
评价内容
自评
师评
我能说出转向装置应用了轮轴技术
☆☆☆
☆☆☆
我能设计出转向装置并画出简图
☆☆☆
☆☆☆
我能制作转向装置并安装到玩具车上
☆☆☆
☆☆☆
我知道独轮车不需要方向盘的原因
☆☆☆
☆☆☆
生活中我能举出轮轴的应用
☆☆☆
☆☆☆
评价维度
合格
良好
优秀
能准确描述实验现象
能说出
能详细描述
能描述并解释
能运用证据进行推理
能简单推理
能合理推理
能完整推理
能与同伴合作交流
能参与
能主动交流
能积极合作
对本课知识点掌握程度
基本了解
理解并能应用
深入理解并能迁移