教科版（2024）五年级上册（2024）6. 给小车安装方向盘教案

这是一份教科版（2024）五年级上册（2024）6. 给小车安装方向盘教案，共28页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程，教学反思等内容，欢迎下载使用。
【教学目标】
科学观念
知道轮轴是一种简单机械，轮和轴固定在一起转动，轮的半径比轴大。
理解轮轴的省力原理：轮越大（动力臂越长），转动轴越省力。
认识到不同的运输工具有不同的转向方式，各有优缺点，取决于使用场景和需求。
科学思维
能通过观察比较，分析不同运输工具转向方式的异同及其与使用场景的关系。
能运用轮轴原理，设计并制作一个能使玩具车前轮转向的装置。
能在测试与改进过程中，运用批判性思维分析问题原因，提出改进方案。
探究实践
能合作完成“设计—制作—测试—改进”转向装置的完整工程实践过程。
能根据任务要求，选择合适的材料制作轮和轴，绘制设计简图并按图制作。
能通过对比实验，感受轮轴半径大小对省力程度的影响。
态度责任
体验工程设计与制作的乐趣，增强动手实践和团队协作的意识。
感受“设计—制作—测试—改进”迭代过程的价值，养成精益求精的科学态度。
愿意在生活中观察和发现轮轴的应用，体会简单机械对人类技术发展的推动作用。
【教学重难点】
重点：理解轮轴的结构和省力原理，设计并制作一个能使玩具车前轮转向的装置。
难点：将轮轴原理应用于转向装置的设计中，实现“用手控制”前轮偏转；理解轮轴半径大小与省力程度的关系。
【教学准备】
教学课件（含实验视频：给小车安装方向盘、探究轮轴的作用（1）、探究轮轴的作用（2））、独轮车模型、自行车前轮、汽车方向盘模型、制作材料（木条、纸板、吸管、竹签、瓶盖、胶带、胶水等）、制
作工具（剪刀、尺子、铅笔等）、玩具小车（或自制小车底盘）、实验记录单。
【教学过程】
【教学反思】
本节课以“ 独轮车转弯不方便”这一真实问题导入，承接上节课独轮车的制作内容，自然引出转向装置的设计需求，体现了单元知识的连贯性和工程设计的实用性。
“探索”环节包含两个层次递进的活动。活动一通过观察比较四种运输工具的转向方式，帮助学生建立“ 不同场景需要不同设计”的工程思维，学生能结合生活经验分析各种转向方式的优缺点，展现出初步的系统思维能力。活动二以“ 设计— 制作— 测试”为主线，将轮轴原理转化为工程实践。学生在设计环节能运用轮轴知识讨论轮和轴的材料、半径大小等问题，但在将设计图转化为实物时，部分小组存在连接不牢固、转动不灵活等技术问题，反映出从设计到制作的转化能力仍需加强。
“研讨”环节中，通过对比不同半径轮轴的省力体验，学生能直观感受“轮越大越省力”的规律， 建立轮轴与杠杆原理的联系。对“为什么独轮车不需要方向盘”的讨论，帮助学生理解了设计要与使用场景相匹配的工程思想。改进讨论时，学生能提出“把轮做大”“加润滑油减少摩擦”等具体方案，展现出初步的问题解决能力。
“ 拓展”环节将轮轴原理延伸至生活中的广泛应用，帮助学生建立“ 简单机械无处不在”的认知。课后改进作业延续了“迭代设计”的工程实践，有助于学生形成持续改进的科学态度。下节课可安排时间展示改进后的作品，分享改进经验，进一步巩固轮轴原理的理解和应用。
教学环节
教学活动
聚焦：回顾旧知，引出问题
（5 分钟）
回顾提问：我们之前做的独轮车，能前进，但有什么不方便的地方？
激活经验：学生自由发言，指出独轮车转弯不方便的问题。
教师引导：怎么实现转弯呢？ 不同的运输工具有不同的转向方式。今天
我们就来探究如何给小车安装方向盘，让它能灵活转向。
聚焦课题：给小车安装方向盘。
探索：观察比较，认识轮轴
（15 分钟）
活动一：观察比较四种运输工具的转向方式
出示四种运输工具图片，引导学生观察它们的转向方式： 独轮车：靠人倾斜车身+手控制方向
行李箱：轮子自身可 360°旋转
自行车：转动车把，前轮偏转
汽车：转动方向盘，通过齿轮/液压带动前轮偏转
小组讨论：你觉得哪种最方便？为什么？在什么情况下？
师生共同梳理：不同的运输工具有不同的转向方式，各有优缺点，取决于
使用场景和需求。
活动二：认识轮轴的结构
出示轮轴装置，提问：当我们转动这个“ 大圆盘”时，真正让车轮转动的是哪一部分？
讲解轮轴概念：轮和轴固定在一起转动的机械，叫作轮轴。
观察比较：轮的半径和轴的半径有什么区别？（轮的半径大，轴的半径小）
播放实验视频，见课件。
体验思考：如果直接转动轴是什么感受？为什么轮的半径会比轴大？
探索：设计制作，体验轮轴
（15 分钟）
活动三：体验轮轴的作用——设计、制作并测试转向装置
明确任务：为玩具车的前轮设计转向装置，实现用手控制转向。
设计讨论：
怎么实现用手控制？（手转动轮，带动轴转动，轴带动前轮偏转）
分别用什么材料做轮和轴？ 轮和轴半径分别做多大？ 轮、轴、车轮怎么连接？
绘制设计简图：小组合作绘制转向装置设计简图，标注轮、轴、连接方式。
制作并测试：根据设计简图选材制作，测试以下指标：
能不能实现“用手控制”车转弯？（用手转动轮，前轮是否跟着偏转）
转动是否灵活？
轮和轴的连接是否牢固？
教师巡视：指导学生规范操作，提醒注意安全，引导小组协作。
播放实验视频，见课件。
汇报交流：请小组代表展示作品，介绍设计思路和测试结果。
研讨：分析改进，深化认知
（10 分钟）
1. 对比体验：2 个转向装置中轮和轴的半径有什么区别？用手转向感受一样吗？轮大轴小→更轻松省力
轮小轴大→较费力
研讨：分析改进，深化认知
（10 分钟）
引导总结轮轴原理：轮轴也是简单机械，和杠杆原理一样—— 轮越大（动
力臂越长），越省力。
问题讨论一：我们为玩具车设计的转向装置是如何工作的？ 手转动轮→带动轴转动→轴带动前轮偏转→小车转向
问题讨论二：为什么不需要在独轮车上安装方向盘？
独轮车只有一个轮子，不需要让两个轮子同步
转向主要靠人推动扶手左右倾斜，并移动身体来保持平衡这是一种更依靠技巧的操控方式
改进讨论：你觉得你的转向装置有哪些问题？什么原因造成的？怎样改进？
拓展：学以致用，延伸生活
（10 分钟）
生活链接：举例说一说生活中还有哪些轮轴的实际应用？
脚踏曲柄（轮：脚踏板，轴：中轴）
钳子（轮：长手柄，轴：钳口螺丝处）
水龙头开关（轮：开关把手，轴：阀芯金属杆） 门把手、方向盘、扳手等
课堂总结：师生共同回顾本课核心知识——“ 不同转向方式→轮轴结构→轮轴省力原理（轮越大越省力）→转向装置设计与改进→生活中的轮轴应用”。
布置实践作业：
改进我们的小车，让它转向更加省力、灵活、方便
找找生活中更多的轮轴，画出简单示意图并说明其工作原理
板书设计
第 6 课给小车安装方向盘
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