小学科学冀人版 (2017)五年级下册机器模型大比拼(一)教案设计

这是一份小学科学冀人版 (2017)五年级下册机器模型大比拼(一)教案设计，共10页。教案主要包含了导入，探究与实践等内容，欢迎下载使用。

课题名
《机器模型大比拼（一）》
教材分析
本课以工程实践过程为主线设计了三个活动。“任务”的目的是通过创设“校园STEAM创客大赛”的情境，引导学生明确活动任务和要求，选择合适的活动项目，并提出需要研究的主要问题和具体问题，认识工程实践的项目流程，为后面的实践活动奠定基础。“调研”的目的是通过调查、查阅书籍、网络等途径，指导学生了解生活中各种提升重物机器的结构、工作原理以及它们的优缺点，为后续的机器模型设计提供依据。“设计”的目的是通过设计分析、方案构思和方案呈现等活动，指导学生完成设计、筛选机器模型制作方案，并用草图呈现出来，为第二课制作机器模型提供基础。通过本课学习，培养学生明确任务、确定主题、获取信息、设计方案、表达交流、反思评价等科学探究能力；激发学生利用新的思路、新的材料、新的方法设计制作机器模型方案的兴趣；帮助学生树立能与他人合作学习、沟通交流，综合大家意识、形成集体观点的科学态度。本课的重点是设计机器模型制作方案。
学情分析
设计制作方案一般包括以下步骤：一是收集信息，如用户调查、专家咨询、查阅资料、收听广播、收看电视、浏览互联网等；二是可行性分析，为了找到最好的解决方法，应该提出尽可能多的设想，以利于权衡利弊，做出选择；三是方案构思，把明确问题时提出的设计要求，具体落实到产品的结构和工作原理上，呈现出产品的具体形象，是设计思想、设计原则的具体体现，也是设计者设计风格和设计水平的展现；四是方案呈现，即把模糊设计、草图具体化；五是方案筛选，即依据一定的原则对多个方案进行筛选。
机器在日常生活中很常见，如挖掘机、推土机、起重机、压路机、打桩机、搅拌机、电梯、机器人等。机器作为一种现代常用工具，已经与当今人们的生活密不可分。学生普遍从小喜欢各种各样的机器，五年级学生更是对各类机器的结构充满兴趣，但他们缺乏对各类机器，特别是能够提升重物的机器进行有目的的深入研究和思考，不清楚这类机器的结构与其工作原理和过程。本学期，学生已经学习了各种简单机械与机器的组成等相关科学知识，熟悉了工程设计的基本过程，并且已经掌握了常用工具的使用方法，这些都为他们学习本课奠定了基础。
核心教学
目标
1.学习目标描述：知识目标：（1）. 能综合运用所学的知识设计、制作一台机器模型。
（2）.知道制作机器模型的流程：任务→调研→设计→制作→测试→展示。
(3).能根据任务，明确要解决的主要问题。
(4).能通过调查，查阅资料等方式进行调研，搜集与问题有关的信息。
(5).能按照分析、构思、呈现的过程设计制作方案，并对设计方案进行改进。
过程与方法：
(1).根据任务和要求，提出要解决的问题。
(2).通过调查、查阅书籍、网络等途径搜集相关资料，完成调研报告。
(3).通过分析、构思、呈现、交流和筛选的过程设计制作方案。
情感态度：
(1).能对设计机器模型表现出浓厚的探究兴趣。
(2).能采用新的思路、新的方法、新的材料，完成机器模型方案的设计。并沟通交流，综合考虑大家的意见，形成集体观点的科学态度。
2.学习分析内容：本课以工程实践过程为主线设计了三个活动。“任务”的目的是通过创设“校园STEAM创客大赛”的情境，引导学生明确活动任务和要求，选择合适的活动项目，并提出需要研究的主要问题和具体问题，认识工程实践的项目流程，为后面的实践活动奠定基础。“调研”的目的是通过调查、查阅书籍、网络等途径，指导学生了解生活中各种提升重物机器的结构、工作原理以及它们的优缺点，为后续的机器模型设计提供依据。“设计”的目的是通过设计分析、方案构思和方案呈现等活动，指导学生完成设计、筛选机器模型制作方案，并用草图呈现出来，为第二课制作机器模型提供基础。
3.学科核心素养分析：通过本课学习，培养学生明确任务、确定主题、获取信息、设计方案、表达交流、反思评价等科学探究能力；激发学生利用新的思路、新的材料、新的方法设计制作机器模型方案的兴趣；帮助学生树立能与他人合作学习、沟通交流，综合大家意识、形成集体观点的科学态度。
教学重点
按照任务→调研→设计→制作→测试→展示的流程进行整个项目的技术探究和实践。
教学难点
根据调研的结果设计机器模型制作可行性方案。
教学方法
自主探究、小组合作讨论法、提问法。
教学准备
教师准备：课件、机器模型等。
学生准备：科学活动手册。
教学过程
一、导入
在日常生活中，由简单机械组成的复杂机器可以帮助人们解决许多问题。如缝纫机利用轮轴和杠杆缝制衣服；吊车利用轮轴和滑轮组吊起重物；千斤顶利用杠杆或轮轴和斜面将重物托起等等。这些由简单机械组成的复杂机器既方便了人们的生产和生活，又解决了很多生活中的问题。这一节就让我们综合运用所学的科学知识，选择一个感兴趣的项目进行研究，设计、制作一台机器模型，尝试解决身边的问题吧。
课题：机器模型大比拼（一）
二、探究与实践
（1）任务
设计、制作一台能够提升重物的机器模型，用尽可能小的力，将500克重物提升到30厘米高的平台。
要求：
1.轻松省力，操作方便。
2.结构简单，稳固可靠。
3.材料环保，方便制作。
4.成本低廉，外形美观。
那么，能提升重物的机器有哪些？我们选择哪个具体项目呢？
小组讨论，确定研究项目。
能提升重物的机器有电梯、吊车、塔吊、升降机等，经过讨论我们选择电梯作为研究项目。
思考：根据研发项目和要求，我们面临的主要问题和具体问题是什么？
明确了项目和问题，让我们按照下面的流程开始项目实践吧。
（2）调研
通过调查、查阅书籍、网络等途径搜集相关资料，完成调研报告。
下面是第一小组调研报告，仅供同学们参考。
调研项目：生活中的电梯
记录信息：
乘客电梯。电梯的动力部分是电动机及电力系统；传动部分是滑轮组、轮轴、钢丝绳等组成的机械系统；工作部分是轿厢；控制部分是按键及电控系统。电梯通过钢丝绳，将滑轮组、轮轴等简单机械进行连接。电梯的四个部分相互配合，可以轻松将重物提升至不同高度的楼层。大小不同的电梯，额定载重量也不相同，一般在 1000 千克左右。
讨论：生活中的电梯使用了哪些简单机械？它能够省力吗？为了省力以及提高工作效率，还可以怎样进行改进和创新？
生活中的电梯使用了定滑轮、动滑轮和轮轴等简单机械，动滑轮和轮轴都可以省力，为了更省力，可以增加动滑轮数量和增大轮轴的轮半径以提高工作效率
（3）设计
工程的关键是设计，而机器模型设计的重点是省力、结构和材料。
分析---我们可以采用概念图的方法，分析机器在省力、结构与材料等主要问题上的多种可行性解决方案。
下面是第一小组问题解决方案列表
省力
两种简单机械组合
动滑轮、定滑轮
轮轴、斜面
三种简单机械组合
动滑轮、定滑轮、轮轴
动滑轮、轮轴、斜面
结构
主体框架
长方体框架、圆柱体框架
连接方式
插接方式、螺丝方式
组成部分
动力部分
电动机、轮轴
传动部分
带传动、齿轮传动
工作部分
平台、轿厢
控制部分
开关、轮轴
材料
类型
废旧材料、易加工材料
材质
木质材料、塑料材料
构思---让我们根据方案列表采用组合法，从省力、结构与材料等主要问题的解决方案中，各选择一项进行组合，比如动滑轮、定滑轮、长方形框架、插接方式、电动机、轮轴、皮带传动、桥箱、开关、废旧木质材料等，将各项组合在一起，就可以想象出一个小型电梯的机器模型。这样的组合选项很多，因此我们可以构思出很多制作模型。
呈现---为了使构思更加清晰，用直尺、铅笔等绘图工具，通过图文结合的方式，采用画草图的形式将构思呈现出来，
交流---展示自己的设计方案，预测提升重物机器模型的使用效果。
筛选---根据任务和要求，对提升重物机器模型的设计方案进行分析、比较，筛选出小组满意的设计方案，并提出改进建议。
修改、完善小组设计方案，并对设计方案进行评价。
板书设计
22 机器模型大比拼（一）
任务→调研→设计
课后作业
课后习题中选取。
教学反思
亮点：1.创设情境，激发学生参与活动的兴趣。2.体现“以学生为中心”的课堂理念，让学生做课堂的主人。3.课的结构清晰。准备部分、基本部分与整理部分的衔接科学、过渡自然。4.教学内容丰富，联系实际，拓展恰当。
不足之处：1.课堂细节讲解不够。2.对学生的带动性不够。3.整个课堂的气氛不是很活跃，学生的兴奋度还不高，上课有点放不开。
课堂教学建议：1.用好主题图展开学习活动。2.引导学生对“机器模型大比拼（一）”进行概括总结。3.以“问题”引导学生整理总结。