教科版（2024）五年级上册（2024）第二单元 工具与技术5. 妙用滑轮教学设计

这是一份教科版（2024）五年级上册（2024）第二单元 工具与技术5. 妙用滑轮教学设计，共3页。教案主要包含了教材简析，学情分析，教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程，设计意图，疑难解答等内容，欢迎下载使用。
【教材简析】
《妙用滑轮》是本单元的第5课，指向课标学习内容要求“12.2.3知道技术对提高生产效率或工作效率的影响，举例说明应用适当技术可以提高生产效率或工作效率，应用所学科学原理设计并制作出可以提高效率的作品。”本课从运用斜面需要较大的场地，然而有时需要直上直下地将重物运送到高地，可以用滑轮将重物甚至整个手推车吊升上去展开教学。
教材由四部分组成。教材直接聚焦“滑轮是如何将重物运送到更高处”，引发学生思考。探索部分从出示图片认识几种滑轮引入，接下来学生在模拟定滑轮提升重物的实验中探究定滑轮的作用，在动滑轮模拟实验中体验动滑轮的作用。研讨部分引导学生思考使用定滑轮和动滑轮提升重物有什么不同效果以及各自的实际应用。最后拓展认识生活中的滑轮组。
【学情分析】
在前面几课的学习中，学生已经经历了杠杆与斜面两种简单机械的学习过程，已经掌握了运用模拟测试的方法来研究简单机械的作用。在《独轮车省力的秘密》一课的学习中用手感受用力情况，《巧用斜面》一课中借助橡皮筋的长度比较力的大小，本课继续沿用测量橡皮筋长度的方式探究动滑轮的省力情况。
旗杆顶部的滑轮、塔吊的吊钩学生是比较熟悉的，学生见过，但也是陌生的，旗杆顶部太高，学生难以看到，塔吊吊钩基本上在工地使用，学生很少能看到它们的使用时的场景。因此需要通过图片等方式唤醒学生的前概念。
【教学目标】
1.通过观察几种滑轮，知道边缘有凹槽，可绕中心轴转动的轮子叫滑轮。滑轮可以将重物运往高处。认识到使用方法不同，滑轮的作用也不同。
2.通过定滑轮提升重物实验，知道定滑轮固定在一个位置转动而不移动，定滑轮可以改变力的方向，对比定滑轮两侧的钩码数量分析发现定滑轮不能省力。通过比较直接提升和用动滑轮提升重物，知道动滑轮会随着重物一起移动，动滑轮不能改变力的方向，对实验数据分析发现动滑轮可以省力。
3.学习使用定滑轮和动滑轮，学会组装的方法，能够动手获取实验数据。
4.通过观察、交流、操作等活动，产生认识滑轮的兴趣，了解滑轮在生活中的应用，知道生活中经常会用到滑轮，滑轮经常是组合在一起使用的。
【教学重难点】
教学重点：通过模拟实验分析动滑轮和定滑轮的作用和省力情况。
教学难点：通过模拟实验探究定滑轮不省力，动滑轮省力。
【教学准备】
教师：教学课件、支架、滑轮、重物盒、绳子、橡皮筋、直尺。
学生：第一组材料：3种滑轮；第二组材料：1个支架、1个滑轮、1盒钩码、1根两端绑上回形针的线、《定滑轮模拟实验》记录单；第三组材料：自制橡皮筋测量工具（带刻度硬纸、橡皮筋、回形针、线）、1个夹子、重物盒（装4个钩码）、《动滑轮模拟实验》记录单。
【教学过程】
一、聚焦（预设3分钟）
材料准备：教学课件
1.课件出示起重机运送重物的图片。
谈话：上节课我们用斜面搬运了重物，但是运用斜面往往需要较大的场地，然而有时要直上直下地将重物运到高处，这时可以借助滑轮将重物运送上去。
2.那么滑轮是如何将重物运送到更高处的？
3.板书部分课题：滑轮。
【设计意图】通过生活中的场景——起重机直上直下地运送货物导入，通过直观的图片引出滑轮。图片中包含了滑轮的外形和滑轮的作用，能够迅速唤醒学生的前概念，为后面探究滑轮做铺垫。
二、探索（预设28分钟）
（一）认识滑轮（预设5分钟）
材料准备：教学课件、3种滑轮
1.每组提供3种滑轮。这是什么？
2.请分小组仔细观察滑轮有什么特点？
3.学生观察，汇报共同特点。
4.出示概念：边缘有凹槽，可绕中心轴转动的轮子叫滑轮。
【设计意图】通过实物出示，学生在观看以及动手转动滑轮中，更加快速而又准确地发现共同特点，构建滑轮的概念。
（二）用定滑轮提升重物（预设10分钟）
材料准备：1个支架、1个滑轮、1盒钩码、1根两端绑上回形针的线、《定滑轮模拟实验》记录单。
1.出示旗杆顶部滑轮图片。这个滑轮有什么特点吗？像它这样固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫定滑轮。（板书：定滑轮）
2.我们也来安装一个类似于旗杆顶部的定滑轮，利用它提升重物。出示装置图，如果左边的钩码模拟重物，右边的钩码模拟什么？你认为定滑轮有什么作用？出示记录单，怎样算达到平衡？
预设：右边钩码模拟人拉。定滑轮不能省力。两边都不会掉下来算是平衡。
3.学生先预测，再实验。记录单上记录数据并小组内分析整理自己的发现。
4.汇报交流结果及发现。
提示：如果学生说不出定滑轮可以改变力的方向，可提问：实验中左边模拟重物向上升时，右边模拟人力的钩码是向哪个方向的？
小结：定滑轮可以改变力的方向，但是不能省力。
【设计意图】学生第一次进行滑轮实验，因此通过出示实验装置图片的方式让学生明确该模拟实验中各部分模拟的是什么。在实验中让学生经历先预测再寻找证据最后得到发现的探究过程。
（三）体验动滑轮的作用（预设13分钟）
材料准备：教师：支架、滑轮、重物盒、绳子、橡皮筋、直尺；学生：自制橡皮筋测量工具（带刻度硬纸、橡皮筋、回形针、线）、1个夹子、重物盒（装4个钩码）、《动滑轮模拟实验》记录单。
1.视频出示塔吊吊钩运送货物。这个吊钩也是一个滑轮，有什么特点？像这样可以随着重物一起移动的滑轮叫动滑轮。（板书：动滑轮）
2.你认为动滑轮有什么作用?
3.这些材料（实物出示支架、滑轮、重物盒、绳子、橡皮筋、直尺），你打算怎样验证动滑轮提升重物能省力呢？
预设：比较直接提升重物和用动滑轮提升重物，测量橡皮筋的长度。
小结实验方法：先用橡皮筋测量直接提升重物时橡皮筋的长度，再测量用动滑轮提升重物时橡皮筋的长度。
4.橡皮筋长度不同说明什么？使用橡皮筋提升需要注意什么？测量时需要注意什么？
预设：皮筋长度不同说明用力大小不同，橡皮筋越长说明用的力越大；缓慢匀速提升；在匀速提升时测量。
实验中还有什么需要注意的？
5.在匀速提升时测量橡皮筋的长度操作起来有难度，所以老师将橡皮筋和直尺组合在了一起，自制了橡皮筋测量工具。课件出示微视频指导。
6.学生实验，记录数据，小组内分析整理自己的发现。
7.汇报交流结果及发现。
小结：动滑轮能省力，不能改变力的方向。
【设计意图】通过刚才的实验学生已经发现如果滑轮左右两边力的大小不同时，光用钩码很难明确比较出力的大小。因此，学生看到橡皮筋很快就会想到上节课用橡皮筋的长度来表示力的大小。但上节课使用橡皮筋的经验发现，在匀速提升时再用刻度尺测量橡皮筋的长度存在难度，因此改进了测量工具。
三、研讨（预设6分钟）
1.分别使用定滑轮和动滑轮提升重物，有什么不同的效果？
小结：定滑轮不能省力，可以改变力的方向；动滑轮能省力，不能改变力的方向。
2.生活中，定滑轮和动滑轮各有哪些实际的应用？
3.教师出示实际应用的例子。定滑轮：带拉绳的窗帘，手摇式晾衣架；动滑轮：集装箱吊具。
【设计意图】通过研讨活动引导学生对模拟实验的探究结果进行回顾，总结定滑轮和动滑轮的不同效果。同时让学生学会将课堂中所学的知识与生活实际相联系，知道两种滑轮在生活中的应用。
四、拓展（预设3分钟）
1.生活中常常能看到人们将多个滑轮组合在一起使用，例如起重机、消防车、电梯等。（出示图片）将滑轮组合在一起有什么好处吗？（板书：滑轮组）
2.你还知道生活中哪些地方会将滑轮组合使用吗？
3.小小的滑轮竟然有这么多的功能，看来滑轮虽小，确是大大“妙用”啊！
补充课题：妙用。
【设计意图】通过一些例子的出示，让学生体会到滑轮组的运用给人类的生产和生活带来了很大的影响。
板书设计
5.妙用滑轮
……
定滑轮 动滑轮 滑轮组
不能省力， 能省力，
可以改变力的方向 不能改变力的方向
【疑难解答】
1.用刻度尺测量匀速拉动中的橡皮筋如何优化？
学生在用刻度尺测量匀速拉动中的橡皮筋时会遇到几个问题：1.刻度尺过长很难与橡皮筋平行。 2.刻度尺得跟着橡皮筋一起移动，难度过大。3.刻度尺不能紧贴橡皮筋，要不然会产生摩擦力，影响实验。基于以上问题，我受到弹簧测力的启发，想到将刻度尺和橡皮筋组合起来。把2张卡纸粘合起来，增加硬度。在硬卡纸上镂空一长条的空隙，放入橡皮筋，防止橡皮筋与硬纸产生摩擦。在镂空空隙旁贴上刻度，方便读取橡皮筋长度。这样就完美解决上面的问题了。制作起来较为方便，成本低廉。
2.“设计验证动滑轮提升重物能省力”时，学生想不出如何组装动滑轮怎么处理？
由于学生学情不同，可能会出现学生不知道如何组装动滑轮，导致接下来没法设计实验方法。此时教师可以引导学生聚焦塔吊吊钩下端挂重物，吊钩是跟着重物一起向上移动，塔吊处两根绳子都是朝上的。通过这些信息知道重物是挂在动滑轮下方，棉线两端需要从滑轮下方绕过。接下来就只需考虑绳子一端固定，另一端用力提升。