小学科学粤教粤科版（2024）六年级上册（2024）第14课 方便的轮轴教案设计

这是一份小学科学粤教粤科版（2024）六年级上册（2024）第14课 方便的轮轴教案设计教案主要包含了教材分析，核心素养目标，教学重难点，课时安排，教学方法，教学准备，教学过程，作业设计等内容，欢迎下载使用。
一、教材分析
本课是粤教粤科版小学科学六年级上册第三单元《简单机械》的第14课，属于物质世界领域中运动与力的学习内容。本单元围绕生活中常见的简单机械展开，学生此前已经学习了杠杆、滑轮等简单机械，对"机械如何帮助人们降低工作难度、省力"建立了初步认知，本课在此基础上引导学生认识轮轴这一类变形杠杆，探究轮轴省力的规律，完善学生对简单机械的知识体系。
教材开篇从生活场景引入："在用螺丝刀拧螺丝的时候，你会选择手柄粗的螺丝刀还是手柄细的螺丝刀？为什么？"，接着设计了两个探究活动：活动1 哪里省力哪里费力，要求学生用轮轴实验装置测试挂在轴上的钩码，通过轮拉动需要多少力，总结轮轴省力的规律；活动2 寻找生活中的轮轴，引导学生辨认生活中不同形态的轮轴类工具，理解轮轴在生产生活中的广泛应用，体会简单机械对人类生活的便利作用。本课的学习既承接了之前简单机械的探究方法，也为后续认识其他简单机械奠定了基础，符合六年级学生从具象到抽象的认知发展规律。
二、核心素养目标
1.科学观念：学生能够准确说出轮轴的定义，知道轮轴是由轮和轴组成的能绕共同轴线旋转的简单机械，理解轮轴是杠杆的变形，能说出轮轴省力的规律，知道轮轴在生产生活中的不同用途。
2.科学思维：通过对轮轴省力数据的分析、比较、归纳，总结出轮轴省力的特点，能利用杠杆原理对轮轴省力的原因进行推理解释，发展逻辑推理和归纳概括能力。
3.探究实践：能独立组装轮轴实验装置，按照实验要求规范测量不同轮轴大小情况下的拉力数据，能如实记录实验结果并和同伴交流分享探究发现，提升动手操作和合作探究能力。
4.态度责任：对生活中的轮轴工具保持探究好奇心，体会轮轴给人们生产生活带来的便利，感受简单机械中蕴含的科学规律，养成实事求是的科学探究态度。
三、教学重难点
1.教学重点：认识轮轴的结构，探究并掌握轮轴省力的规律。
2.教学难点：利用杠杆原理解释轮轴省力的原因，能辨认变形轮轴的结构。
四、课时安排
1课时，40分钟
五、教学方法
1.讲授法：针对轮轴的定义、杠杆原理和轮轴的关系等核心概念进行清晰讲解，帮助学生建立准确的科学认知。
2.实验探究法：组织学生分组开展轮轴省力实验，通过动手操作、收集数据、分析数据总结规律，突出学生的主体探究地位。
3.讨论交流法：针对生活中的轮轴实例组织学生交流讨论，引导学生结合所学知识辨认轮轴结构，深化对概念的理解。
4.直观演示法：利用实物教具、多媒体图片展示不同类型的轮轴，帮助学生理解抽象的结构，突破教学难点。
六、教学准备
分组实验材料：轮轴实验装置、弹簧测力计、钩码、记录单；教师演示材料：螺丝刀、门把手、自来水龙头、扳手、多媒体课件。
七、教学过程
（一）情境导入（5分钟）
1.教师拿出两把螺丝刀，一把手柄粗、一把手柄细，放在讲台上展示给全班学生。
教师话术：同学们，上课！今天老师带来了两把螺丝刀，现在如果要我们拧动一颗很紧的木板上的螺丝，你会选择哪一把螺丝刀？为什么呢？现在请第一排的张三同学来说说你的选择。
2.学生回答后，教师继续引导。
教师话术：张三同学说他会选手柄粗的，因为觉得这样更省力，有没有同学和他想法不一样？好，李四同学你来说。哦，你觉得手柄细的更容易控制方向，拧螺丝更稳？那到底哪种使用起来更省力呢？其实这个问题背后藏着一个我们今天要学的简单机械的秘密，今天我们就一起来学习第14课《方便的轮轴》。
3.教师板书课题，明确本节课学习主题。
（二）认识轮轴结构（5分钟）
1.教师展示轮轴教具，讲解轮轴的基本结构。
教师话术：刚才我们说的螺丝刀，它有一个很粗的手柄，还有连接手柄的刀杆，拧螺丝的时候，手柄和刀杆会一起绕着同一个中心转动，像这样由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的简单机械，就叫做轮轴，我们把大的这个转动部分叫做轮，小的这个和它一起转动的部分叫做轴。课本上对轮轴是这样定义的：由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的简单机械叫做轮轴。我们刚才看到的螺丝刀，粗的手柄就是轮，细的刀杆就是轴，现在大家想一想，刚才我们选粗手柄的螺丝刀，其实就是选了更大的轮对不对？那轮更大是不是真的更省力呢？我们接下来通过实验来探究这个问题。
（三）探究轮轴省力的规律（20分钟）
1.实验装置介绍与操作步骤讲解
教师话术：现在每个小组桌子上都有一套轮轴实验装置，大家先看装置：这个装置固定在支架上，有两个大小不同的轮可以换，中间就是轴，我们实验的时候，首先要把钩码挂在轴上，这代表我们要克服的阻力，然后用弹簧测力计勾住挂在轮上的绳子，匀速向下拉弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数，这个示数就是我们拉动轮需要用的力，大家要把每次实验的数据记录在实验记录单上。
我把实验步骤说清楚，大家按顺序操作：
第一步：首先组装好轮轴，把小轮固定在轴上，用弹簧测力计测出2个钩码的重力，记录下来。
第二步：把这2个钩码挂在轴上，将绳子一端绕在轮上，用弹簧测力计勾住绳子另一端，匀速拉动轮转动，读出弹簧测力计的示数，记录下来。
第三步：把小轮换成大轮，保持轴上钩码数量还是2个不变，重复第二步操作，记录大轮拉动时弹簧测力计的示数。
第四步：增加钩码数量到4个，分别重复小轮、大轮的实验，记录对应的拉力数据。
大家注意，拉动的时候一定要匀速拉动，不能猛拉，而且要在读数稳定之后再读数，这样得到的数据才准确，现在每个小组开始实验，完成后把数据填写到黑板上的汇总表中。
2.学生分组实验，教师巡回指导，针对组装有问题的小组进行帮助，提醒学生及时记录数据，纠正不规范的操作。
3.实验数据交流与规律总结
教师话术：好，大部分小组都完成实验了，我们现在一起来看黑板上的汇总数据，请大家对比一下，钩码的重力和我们拉轮用的拉力，哪个更大？大家一起说，对，拉力更小，那说明什么？说明当我们在轮上用力，带动轴转动的时候，轮轴可以省力。
那接下来对比一下，同一个钩码数量下，小轮拉动和大轮拉动的拉力，哪个更小呢？我们看第一组数据，2个钩码总重是1N，小轮拉动的时候拉力平均大约是0.6N，大轮拉动的时候拉力平均大约是0.3N，确实大轮拉力更小。这说明了什么规律？对，在轴不变的情况下，轮越大，在轮上用力带动轴转动就越省力。这就是我们今天得到的核心结论：轮轴在轮上用力带动轴转动时省力，轴不变，轮越大越省力。
4.用杠杆原理解释轮轴省力的原因
教师话术：我们之前学过杠杆，其实轮轴就是一种变形的杠杆，它的支点就在轴线，也就是轮和轴的中心，当我们在轮上用力的时候，动力臂就是轮的半径，阻力是轴上物体的重力，阻力臂就是轴的半径，因为轮的半径比轴的半径大，所以动力臂比阻力臂大，根据杠杆平衡原理，动力就会小于阻力，所以就省力，轮越大，轮的半径越大，动力臂就越大，所以就越省力。如果我们反过来，在轴上用力带动轮转动，那动力臂就变成轴的半径，阻力臂变成轮的半径，动力臂比阻力臂小，就会费力，但可以让轮转动更大的距离，更快，比如我们自行车的脚踏板带动牙盘，其实就是轴带动轮，这里虽然费力，但是可以让轮转动更快，带动后轮走更远的距离。
（四）寻找生活中的轮轴（7分钟）
1.教师展示生活中轮轴的图片：门把手、自来水龙头、扳手、方向盘、辘轳、门锁，组织学生辨认轮和轴。
教师话术：现在我们来看这些生活中常见的工具，大家说一说每个工具的轮和轴分别在哪里？我们先看门把手：王五同学，你来说说，对，转动的把手就是轮，连接把手和锁芯的就是轴，对不对？那自来水龙头呢？赵六同学，你说，哦，你说握住拧动的那个部分是轮，中间连接出水阀的就是轴，说的很对。那我们汽车的方向盘呢？整个圆盘就是轮，中间连接方向机的就是轴，对不对？
2.教师展示变形轮轴：扳手拧螺帽，提问学生哪部分是轮哪部分是轴，学生回答后教师讲解，握住扳手的位置转动，相当于轮，螺帽和螺栓就是轴，所以扳手越大，相当于轮越大，拧螺帽就越省力，这符合我们刚才总结的规律对不对。
（五）课堂小结（3分钟）
教师话术：今天我们一起认识了轮轴，知道轮轴是由轮和轴组成的能绕共同轴线转动的简单机械，通过实验探究得到了结论：当我们在轮上用力带动轴转动的时候可以省力，而且轴不变的情况下，轮越大越省力，我们还找到了很多生活中的轮轴，知道轮轴给我们的生活带来了很多方便，帮助我们更省力地完成工作。
八、作业设计
1.基础作业：完成课本课后练习第1、2题，第1题：判断下列工具哪些是轮轴，写出每个轮轴的轮和轴。第2题：说一说为什么门把手做的比较宽。
2.拓展作业：在家里找一找还有哪些工具用到了轮轴，把找到的实例记录在科学记录本上，下节课我们一起交流分享。
3.分层差异化作业：学有余力的学生可以想一想，开门的时候，我们推靠近门把手的位置更省力还是推靠近门轴的位置更省力？结合今天学的轮轴知识解释这个现象，写一写你的解释。学习有困难的学生可以和家长一起找生活中的轮轴，拍一张照片带到学校分享就可以。
九、结语板块
轮轴作为生活中应用非常广泛的简单机械，藏着很简单的科学规律，只要我们留心观察生活中的工具，就能发现很多简单机械的应用，科学就在我们身边，只要我们多动手探究、多动脑思考，就能发现更多科学的秘密。
十、板书设计
第14课 方便的轮轴
定义：
由轮和轴组成、绕共同轴线旋转的简单机械
规律：
轮上用力带动轴转动→省力，轴不变，轮越大越省力
应用：
螺丝刀、方向盘、门把手、扳手……