教科版（2024）五年级上册（2024）6. 给小车安装方向盘精品学案设计

这是一份教科版（2024）五年级上册（2024）6. 给小车安装方向盘精品学案设计学案主要包含了探究活动，科学实践，拓展思考，拓展延伸，课堂小结 + 作业等内容，欢迎下载使用。
无声试讲逐字稿
（提示：逐字稿仅为参考，自己的发挥和创新思路才是最重要的）
师：同学们，大家看屏幕上这台老式运输车，它和我们平时见到的独轮手推车有什么不一样？ 生：它多了一个圆圆的方向盘，前面有两个轮子，能拐弯。 师：观察得非常仔细！课本上告诉我们，最原始的手推车只能在很小的场景里使用，转向特别不方便。后来人们对手推车进行改造，升级了轮子、加上专门的转向装置，才做出了汽车、自行车这类灵活好操控的运输车。 师：那大家有没有思考过一个核心问题 —— 各种各样运输工具上的转向装置，到底是靠什么原理，才能控制车轮改变前进方向呢？今天这节课，我们就一起解开这个谜题，学习轮轴知识，亲手给小车安装方向盘。
（出示平板手推车、汽车底盘结构图）
师：我们生活里平板手推车、自行车、汽车、手推车全都配有转向装置，老师现在抛出本节课第一个探究问题：转向装置为什么能让车轮自由转向？ 师：要弄懂这个问题，我们先从最简单的工具入手观察。大家看屏幕上的水龙头、汽车方向盘，再想一想我们平时用的螺丝刀，它们三者的结构藏着一个相同的机械结构，谁能发现共同点？ 生 1：水龙头有大把手、细杆子；方向盘是大圆、中间一根杆；螺丝刀手柄粗、刀杆细。 生 2：它们都是一个大圆连着一根小圆杆，转动大圆，里面的杆会跟着一起转。
师：大家发现的这个结构，在科学里叫做轮轴。我们一起来看课本标准定义：由较大的 “轮” 和较小的 “轴” 固定组合在一起，能围绕同一个中心点同步转动的简单机械，就是轮轴。 师：我们拆分来看方向盘（出示标注轮、轴的方向盘资料图）：外面大大的圆环是轮，中间垂直向下的细金属杆是轴；转动方向盘这个 “轮”，下方的轴会跟着同步旋转。水龙头同理，顶部开关把手是轮，连接水管的细杆是轴。
师：补充小知识：汽车方向盘、自行车车把、轮船舵盘，全部都是利用轮轴制作的转向装置。老师给大家播放一段科普短视频，直观看一看轮轴在船舵上的运用。（播放轮轴科普视频）
2. 轮轴省力特点
师：大家思考，为什么汽车、货车都要做很大的方向盘？轮轴有什么神奇作用？ 生：大方向盘转起来更轻松，不用费很大力气。 师：总结规律：在轮上用力带动轴转动时，轮越大，越省力。汽车方向盘就是利用这个特点，驾驶员只用很小的力气转动大轮，就能带动下方的轴控制车轮，实现轻松转向。
四、探究活动：四种运输工具转向原理对比
（出示四种工具：四轮平板手推车、自行车、独轮手推车、家用汽车）
师：现在我们分组讨论，分别说一说这四种工具分别依靠什么结构实现转向，等下请小组代表分享。
四轮平板手推车 小组代表 1：平板车底部装了万向轮，不需要轮轴。推拉车子时，万向轮可以 360° 自由旋转，直接改变车子前进方向。缺点是转向不稳定，推重物时很难控制。
独轮手推车 小组代表 2：独轮车只有单个前轮，没有方向盘。我们靠双手左右摆动扶手，直接扭转车身带动前轮转向，全程靠人力控制，装重物后转向非常费力。
自行车 小组代表 3：自行车的车把是轮轴结构。我们转动车把（轮），中间连接的轴带动前叉摆动，前轮跟着偏转完成转向；骑车时还要配合身体平衡，单手操控不方便。
家用汽车 小组代表 4：汽车的方向盘是大型轮轴。转动方向盘（轮），轴通过连杆机械结构，同步带动两个前轮一起偏转，转向稳定、省力，双手轻轻转动就能控制方向。
师：那大家对比四种转向装置，哪一种使用起来最方便？说出你的理由。 生：汽车方向盘的转向装置最好用。理由：手推车转向费力；自行车需要身体平衡；独轮车承重后很难拐弯；汽车依靠轮轴省力，搭配机械传动，力气很小就能平稳控制车轮，转向稳定又轻松。
五、科学实践：设计并制作玩具车转向装置
1. 认识制作材料（出示材料图）
师：接下来进入实践环节，我们要给玩具小车设计、安装方向盘转向装置。先认识桌上全部材料：方向盘、车轮、轴架、联轴器、轴套、车轴、螺丝、螺母、铝丝、尖嘴钳、螺丝刀、塑料玩具车底盘。
2. 小组设计环节
师：第一步，小组讨论设计方案，参考自行车车把的轮轴结构，填写《玩具车转向装置设计简图记录单》，表格分为两栏：所需材料、手绘设计图，图纸上要标注零件名称、尺寸。 师：设计注意要点：第一，所有零件尺寸要匹配玩具车；第二，图纸标注清晰，方便后续制作；第三，听完其他小组建议，修改完善自己的设计。（学生小组讨论、画图 5 分钟，教师巡视指导）
3. 分步制作流程讲解
师：设计完成，我们按照这几步动手组装： ① 固定前轮：拿出轴架、螺丝，把前轮车轴安装在玩具车身最前端，保证前轮可以左右摆动； ② 安装方向盘轮轴：用联轴器把方向盘和垂直转向轴连接牢固，将转向轴穿入车身预留孔洞； ③ 连接传动结构：用铝丝 / 轴套连接转向轴和前轮车轴，确保转动方向盘时，力可以传递到前轮； ④ 加固零件：螺丝搭配螺母拧紧，防止零件松动脱落。
4. 测试与观察思考
师：全部组装完成后，大家拿起小车转动方向盘测试，观察前轮是否同步左右偏转。同时思考两个探究问题：
我们制作的转向装置里，哪一部分是轮？哪一部分是轴？ 预设生：方向盘外圈是轮，下方连接的金属竖杆是轴。
如果更换长短不同的车轴，转向使用效果会有什么区别？ 预设生：车轴越长，方向盘转动一圈，前轮偏转角度更大，转弯更灵活；车轴太短，转向幅度很小，拐弯困难。
5. 装置工作原理总结
师：谁能完整说一说我们自制的转向装置是怎么工作的？ 生：用手转动方向盘（轮），动力通过联轴器传递给下方的轴；轴带动连接前轮的连杆，推动两个前轮同步向左、向右偏转；前轮改变角度后，和地面产生摩擦力，小车就改变前进方向。 师：总结一句话：方向盘转动→轴传递动力→前轮偏转→小车转向。
六、拓展思考：为什么独轮手推车不用装方向盘？
师：我们刚给四轮小车做好了方向盘，那大家想一想，独轮手推车只靠一个轮子，不需要安装方向盘，是什么原因？ 生 1：独轮车只有一个轮子，没有办法像汽车一样让两个前轮同步偏转。 生 2：推独轮车时，我们直接掰动扶手就能改变方向；就算是人骑独轮车，靠身体倾斜重心就能转弯，不需要轮轴方向盘。 师：补充完整：方向盘的作用是通过轮轴控制多组车轮同步偏转，独轮车只有单个车轮，无法实现同步偏转结构；它依靠人力扭转车身、重心偏移完成转向，加装方向盘不仅没用，还会增加重量、阻碍操作。
七、拓展延伸：生活里其他轮轴应用
（出示螺丝刀、水龙头、自行车牙盘、扳手、门把手、辘轳图片）
师：轮轴不只是用在车辆转向装置，生活里随处可见，我们分组分类梳理，区分轮上用力和轴上用力两种情况：
螺丝刀：手柄是轮，金属刀杆是轴，手握手柄（轮）用力，省力拧螺丝；
水龙头：顶部开关把手是轮，内部阀杆是轴，在轮上用力；
活动扳手：长长的手柄是轮，卡住螺丝的卡口是轴，轮上用力；
自行车脚踏牙盘：脚踏板区域是轮，中间转轴是轴，脚踩轮带动车轮；
门把手：圆形把手是轮，门锁芯是轴，推门把手（轮）开门；
水井辘轳：手摇曲柄是轮，缠绕绳子的原木是轴，摇动手柄省力提水。
师：统一规律：以上工具全部是在轮上施加力，利用大轮带动小轴，达到省力的效果；生活中也有少数工具是轴带动轮，费力但速度更快，比如自行车后轮。
八、课堂小结 + 作业
课堂小结
师：我们今天整节课梳理一下核心知识点：
简单机械轮轴：大轮 + 小轴固定同轴转动，轮上用力更省力；
汽车方向盘、自行车车把都属于轮轴式转向装置，能轻松控制车辆转向；
不同运输车转向方式不同：万向轮、人力扭转、轮轴传动，其中汽车轮轴转向最便捷；
动手制作玩具车转向装置，理解轮轴传递动力、控制车轮偏转的完整工作过程。
课后作业
找一找：生活中还有哪些地方用到了轮轴？。
师：今天课就上到这里，下课！