1、第一单元 工具和机械,无棣县第一实验学校 张俊平,简单机械,本单元观察实验项目,观察、实验组织过程,问题引入实验假设制定计划 分组实验汇报交流实验总结,实验：研究杠杆的秘密,问题引领，作出假设。 引入杠杆尺，讨论实验步骤与操作要求 分组实验，收集数据 分析数据 ,寻找规律 汇报交流 ,概念达成,注意事项: 1.把杠杆尺当“撬棍”，便于研究杠杆是否省力。 2.学生自主决定杠杆尺两端挂钩码的位置和数量，但每次实验只选择一个用力点和阻力点。 3.尽量收集更多的实验数据，并对数据进行研究分析，寻找规律。,实验步骤与操作要求,调节杠杆尺达到平衡，；确定阻力点和用力点； 用2个钩码作为重物，挂在杠杆尺左边
2、第2格； 在杠杆尺右边某个点挂钩码，记录所挂的位置到支点的距离，使杠杆尺达到平衡，记下钩码的数量。例如：在杠杆尺右边第4格处挂钩码在杠杆尺右边第1格处挂钩码在杠杆尺右边第2格处挂钩码,观察：杠杆类工具的比较,观察工具, 判别它们是不是杠杆类工具。 使用工具，实验探究它们是否省力。 比较分析, 按省力不省力的标准分类。 汇报交流, 思考讨论：为什么有些杠杆类工具设计成费力的？ 实验总结:生活中许多工具应用了杠杆，它们有些是省力的，也有的不省力不费力或是费力，但是给人们带来的方便。,注意事项： 1.将观察情景图与操作实物相结合。 2.增强小组实验活动的目标性，将实验与思考讨论结合起来。 3.尽可能
3、与学生一起在课前准备更多的杠杆类工具，以便宜课堂观察比较。,使用时哪些是省力杠杆？ 哪些费力杠杆？,杠杆类工具的比较,杠杆类工具的比较,观察：小杆秤的研究,演示杆秤的使用方法。 提出研究问题：杆秤是怎样称量出物体重量的，其中有什么道理？ 制作小杆秤，用挂钩码的方法标画重量刻度。 使用小杆秤。 展示杆秤，交流发现。 总结、评价与拓展。,注意事项： 1. 演示杆秤的使用是必要的。 2.让学生带着研究问题动手制作，不要等同于劳动课。 3.如果能提供较多的相同螺丝帽，其中一个作秤砣，其它作重物，学生在称量中更易于发现杆秤省力的情况。,实验：研究轮轴作用,问题引入：推想轮轴机械有什么作用 猜测使用轮轴是
4、否能省力，怎样更省力； 把轮和轴组装在一起，固定在铁架台上，穿好线绳； 把一定数量的钩码（2个或4个）挂在轴上，作为重物； 在轮上挂钩码，观察挂几个可以使轮轴达到平衡； 轴的大小不变，重物重量不变，更换更大的轮，观察用多少钩码可以使轮轴达到平衡。,注意事项： 1.教师有必要向学生演示轮轴的组装方法。 2.在制定计划时使每个学生明确实验目标与操作方法及观察的重点。 3. 尽量克服轮轴的摩擦力，以免影响实验效果。,实验：研究轮的大小对轮轴作用的影响,组织过程：问题引入实验假设制定计划分组实验汇报交流实验总结 注意事项： 监督学生及时整理数据，记录实验发现。,实验：研究定滑轮的作用,组织过程： 1.
5、提出问题：定滑轮是否有省力的作用？ 2.作出假设：推测使用定滑轮是否能省力。 3.制定计划：小组设计研究方案，明确实验操作方法。用铁架台作支架，把一个滑轮固定在上面，作为定滑轮，把一 段棉线穿过滑轮的凹槽里，在线绳左边任意挂几个钩码，作为重物，再在线绳右端挂钩码，作为提起重物的拉力，直到平衡。 4.分组实验，记录数据，分析整理。 5.交流发现，总结结论：定滑轮可以改变用力方向，但是不省力。,注意事项： 滑轮受到的摩擦力尽量减小，以免影响实验效果。,实验：研究动滑轮的作用,组织过程：问题引入实验假设制定计划分组实验汇报交流实验总结 实验方法：用测力计测出钩码的重量；通过动滑轮提升这些钩码，在匀速
6、上升时，测出所用的拉力；比较拉力与重物重力的大小。 注意事项： 1.使用测力计先要注意可测量的最大范围，不能让钩码重量超过这一范围。 2.在重物匀速上升时记下测力计上的数据，这样才比较准确。 3.从理论上讲使用动滑轮能省一半的力，那是没有考虑到绳与轮的摩擦力。实际上，摩擦力是必然存在的。,实验：研究滑轮组的作用,组织过程； 1.学习组装滑轮组。 2.问题与假设。 3.制定研究方案，明确实验方法。 4.分组实验，记录数据，分析整理。 5.深入研究 6.交流，总结。,组装滑轮组,实验步骤,1.猜测滑轮组有什么作用； 2.用测力计测出准备提升的钩码的重量； 3组装一个简单的滑轮组：把一个滑轮固定在铁
7、架台上端，作为定滑轮；在定滑轮下方的固定钩上系一根棉线（如A图），绕过另一个滑轮（动滑轮）后再绕过定滑轮； 4用滑轮组提升重物，观察用力方向和用力大小； 5如C、D图示，组装由多个定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，与简单的滑轮组作用进行比较。,实验：研究斜面的作用,组织过程 1提出研究问题。 2制定研究计划。 3分组实验，记录实验数据。 4整理实验，分析数据，记录研究发现。 5汇报交流，得出结论。,注意事项： 1使用测力计前先检查测力计在不挂重物时指针是否指在零刻度，若有偏差及时调整。 2沿斜面提升物体时，在重物匀速运动时记录实验数据。 3用高度不同的小木块和相同的长木板分别搭设坡度不同的斜面，按坡
8、度由大到小进行实验，及时记录实验数据。,实验步骤,1.猜测通过斜面提升重物是否能省力； 2.用测力计测出提升重物的重量； 3用长板和一个小木块搭一个斜面，用测力计在斜面上拉动重物上升，记下拉力的大小； 4在长板下，分别垫3个、2个、1个小木块，改变斜面的坡度，测量通过斜面提升重物所用的拉力。 5重复实验，进行比较分析。,齿轮大小对改变轮子转动快慢的研究,组织过程: 1观察齿轮和链条的作用，提出研究问题齿轮转动的快慢与齿轮大小是什么关系？ 2设计研究方案，确定实验方法 3学生观察实验，记录实验数据，分析讨论。 4汇报交流研究发现。 5研究变速车变速。 6实验总结。 注意事项： 1安全事项必须强调
9、，以免学生把手指被链条夹住或被齿轮扎破。 2为了便于观察，可提示学生在齿轮上用彩笔作标记。 3一辆自行车不便于全班一起观察实验，可与学生一起准备三、四辆。让各组学生有序观察实验。 4如果进行室外观察实验，必须先明确研究的目标。,观察：寻找自行车上的简单机械,组织过程: 1明确目标与要求 2分组观察研究。 3交流研究发现，开展讨论。 4观察总结，讲解补充。 注意事项： 1分组观察时不要齐动手，各忙各的，要一起观察研究。 2小心把手夹住而受伤。 3观察不仅用眼，注意操作体验机械发挥的作用。,自行车上的简单机械,本单元观察实验项目,观察实验教学活动,1.抵抗弯曲,纸的宽度、厚度与抗弯曲能力关系实验,
10、组织过程： （1）纸的宽度与抗弯曲能力关系实验 搭建横梁，提出问题； 讨论、交流实验方案； （改变的量有哪些，不变的量有哪些？怎样改变纸梁的宽度比较容易看出 抗弯曲能力的变化？） 分组实验，收集数据； 汇报交流，得出结论。 （2）纸的厚度与抗弯曲能力关系实验 做完宽度对抗弯曲能力影响的实验，学生已经掌握了实验的方法， 了解了实验中的控制量和如何去控制，所以本实验可以在提出几个 思考题目后，就放手让学生去探究，提高学生的探究能力 。,纸梁的厚度 （以粘在一起的张数计算）,1,2,4,预测个数,实测个数,抗弯曲能力大小,差异个数,纸梁的宽度 （以最窄的为标准）,1倍宽,2倍宽,4倍宽,预测,实测,
11、抗弯曲能力大小,注意事项：,1.要求学生多做几次实验，收集更多的实验数据。 2.引导学生了解对比实验中的控制量和如何去控制。 3.实验材料的科学性要注意，特别是厚度不同的纸条的准备。 4.记录表的使用。 分析数据，总结纸梁宽度、厚度与抗弯曲能力的关系不容忽视。 更要发现宽度、厚度的变化对纸梁抗弯曲能力影响的大小！,2.形状与抗弯曲能力,实验名称：纸的形状与抗弯曲能力的测试实验,实验步骤与操作要求： 1.测试平展纸梁的抗弯曲能力； 2.改变纸的一字形形状，用与平展纸梁完全相同的纸折成槽形、W形、口字形、圆筒形等形状的纸梁； 3.预测各种形状纸梁的抗弯曲能力； 4.实测其抗弯曲能力。讨论：为什么改
12、变形状可以提高材料的抗弯曲能力？,注意事项：,1.实验材料的科学性。 2.实验中纸的形状问题。 3.实验中需控制不变的条件。 4.实验研究的最终目的。,注意事项：,观察活动名称：瓦楞纸板的研究,组织过程： 提出问题； 学习提示； 分组观察； 汇报交流。 继续提出自己的疑问。,瓦楞纸板的提供。 更深层次地去关注教材编排中的实际容易受忽略的问题。,3.拱形的力量,实验名称：测试纸拱的承重能力实验,组织过程：1.做一个纸拱，测试它能承受多少个垫圈的压力，观察拱在受压力时的变化； 2.用书抵住拱足，测试纸拱能承载多大的重量，观察纸拱随着承重力的增加，形状有什么变化； 3.把两边的书摞高些，更好抵住拱的
13、外推力，测试纸拱能承载多大的重量。,注意事项：,1.搭纸拱的纸要有适当的厚度。 2.纸拱的制作。 3.约定纸拱“垮塌”的标准。,模拟活动：搭一个瓜皮拱,组织过程：布置任务 分组活动 提出问题 汇报交流。,注意事项：,1.西瓜皮的切法。 2.可用其他材料代替西瓜搭拱。,4.找拱形,实验名称：寻找生活中的拱形,组织过程： 认识圆顶形、球形，研究它们承受压力的特点； （老师在演示由若干个拱形组合成一个圆顶形的时候，要求学生注意观察拱脚和圆顶结构，为下面所做的实验的解释打下基础。） 塑料瓶形状的观察和分析； （通过观察，知道弧形结构的部分最不容易变形） 认识生物体结构中的拱形结构。 （解释这些拱形结构
14、的作用）,注意事项：,1.本次探究活动地指导。 2.乒乓球的利用。 3.关于分析塑料饮料瓶各部分形状的活动。,5.做框架,制作活动：制作四边形框架并与三角形框架比较,组织过程： 出示铁塔图片，提出问题； 布置任务，讨论方法； 学生捆扎，教师指导； 完成体验，汇报感受； 思索奥秘，讨论交流。（动画演示）,注意事项： 提醒学生避免材料的浪费，比如橡皮筋缠绕圈数过多可能会断掉。 这不是单纯地制作活动，要充分调动学生的思维。,（以上环节采用了一个阶梯式的学习方式：第一阶梯，让学生动手做出三角形 和四边形框架，在做的过程中感受它们的不同。第二阶梯：让学生思考三角形 框架稳定的奥秘，这是学生容易体会但对其
15、原理从未深入想过的问题。教师采 用“你认为三角形稳定性奥秘在哪里呢？”这个问题让学生进行深入思考。第三 阶梯，通过动画演示来帮助学生理解本课的难点三角形稳定性原理。 加固四边形框架，研究斜杆的作用。,作用在三角形框架上的力,压力,拉力,作用在三角形框架上的力,推力,压力,压力,5.做框架,制作活动：制作四边形框架并与三角形框架比较,组织过程： 出示铁塔图片，提出问题； 布置任务，讨论方法； 学生捆扎，教师指导； 完成体验，汇报感受； 思索奥秘，讨论交流。（动画演示） （以上环节采用了一个阶梯式的学习方式：第一阶梯，让学生动手做出三角形和四边形框架，在做的过程中感受它们的不同。第二阶梯：让学生思
16、考三角形框架稳定的奥秘，这是学生容易体会但对其原理从未深入想过的问题。教师采用“你认为三角形稳定性奥秘在哪里呢？”这个问题让学生进行深入思考。第三阶梯，通过动画演示来帮助学生理解本课的难点三角形稳定性原理。 加固四边形框架，研究斜杆的作用。,注意事项： 提醒学生避免材料的浪费，比如橡皮筋缠绕圈数过多可能会断掉。 这不是单纯地制作活动，要充分调动学生的思维。,制作活动：做一个坚固的正方体框架,组织过程： 出示正方体框架，提出问题； 设计交流加固方案；（设计前提出要求和评比规则） 分组活动； 检测承压能力。,注意事项：,1.操作活动是有一定难度的。 2.在加固正方体框架时，提醒学生不考虑需要，任意
17、多加斜杆是不符合要求的，这已经涉及到了技术设计的一个基本思想：满足需要，节约成本。,6.建高塔,实验名称：探究高塔不容易倒的实验,组织过程：提出问题，记录猜想 进行实验，证实猜测 汇报交流，得出结论 讨论：要想使物体不容易倾倒，可以用些什么方法？(促进学生知识迁移，为下面的制作活动做铺垫。）,注意事项：实验过程中重在体现学生的思维过程。,实验步骤与操作要求,1.猜测什么样的物体不容易倒； 2.完全相同的两个饮料瓶，其中一个瓶口向上放，另一个瓶口向下放，比较哪个更稳，反复几次； 3.在一个瓶内装入细沙，瓶口向上放，与另一个瓶口向上放的空瓶比较稳定性。,设计创作活动：建造不容易倒的“高塔”,组织过
18、程： 布置任务，提出要求； 学生讨论设计建高塔的方法； 学生制作高塔，填写实验报告单； 汇报采用哪些方法使自己的塔建得这么坚固； 检测员说明检测高塔的标准,到各队检测并记录； 分析塔不倒的原因，修正和补充实验前的猜想。,注意事项：,1. 本实验提供的材料可以根据学校实际进行更换，但材料搭配要有结构，能改变上下的大小，改变上下的轻重，能增大支撑的底面。 2. 要多关注的是学生对如何制作的思考。学生制作塔的方法一定是各不相同的，这里面渗透着他们的思考和创造，在制作后，要让学生说说为什么要采用这些方法来制作高塔。 3. 要给足学生建塔的时间。,7.桥的形状和结构,实验名称：模拟建造“钢缆桥”,组织过
19、程：提出问题，进行猜测 设计实验方案 分组实验，体验“钢缆”的拉力 汇报交流，得出结论。,注意事项：为了帮助学生理解桥塔修得很高的道理，可以联系实际： 两手提水，把手臂水平伸直费力，还是不伸直费力。学生会更容易理解。,设计制作活动：设计并制作一座“纸”桥,组织过程： 布置任务，提出要求； 指导设计，记录方案； 汇报方案，逐渐完善； 分组造“桥”； 介绍与评价。,注意事项：,1要为学生多准备几张报纸，实践证明：教学用过的废旧挂图比较好。 2根据学生的实际，制定合适的“建桥标准”。 “建桥标准”还可以增强一些情景性，比如出示几辆玩具车，提出的要求是可以承载几辆这样的玩具车，桥的宽度为两车道，可以让玩具车对开通过等。 3造好的桥先不能过分承重和过久承重，如果压塌一次，恢复后载重量会大大减小。 4评比学生的桥梁我们往往忽视了，这个环节的教学其实是非常重要的。,8.用纸造一座“桥”,教学建议,力求活动组织得扎实有效。 这个单元的实验要注意提供学生修改再实验的机会。 如有机会和时间，可以联系当地实际进行教学，让学生在这方面的知识得到更广泛的了解和延伸。 总之，这个单元的活动，由于具有很强的操作性，也为我们提供更多学习的组织形式，学生的学习活动应该是活泼多样的，效果是多元的。,不当之处敬请指教。,
