【教学目标】

科学观念：在比较重认识轮轴装置的结构特点。认识轮轴的结构特征，探索轮轴省力的原理。

科学思维：了理解轮轴原理在生活中的技术运用并能分析出其原理。

探究实践：通过实践体验，发现施加在轮上和轴上力的不同作用效果。

态度责任：知道轮轴的运用对生产发展的价值。感受科学技术对生活的改善意义。

【教学重点】

研究轮轴在什么情况下更省力轮轴探究实验。

【教学难点】

分析在轴上用力的轮轴的好处。

【教学准备】

教师：PPT、螺丝、螺丝刀，内六角螺丝、内六角扳手、轮轴实验器材。

学生：记录册。

【教学过程】

（一）认识轮轴的结构

1.导入课题：在刚刚的课前活动中，我们发现使用螺丝刀确实能帮助我们比较轻松地拧进螺丝,大螺丝刀似乎比小螺丝刀使用起来更省力,看来拧螺丝中也有许多学问，值得我们去探究。这节课我们就一起揭秘“拧螺丝的学问”。（板书课题）

2.在拧螺丝时，你观察到使用螺丝刀将螺丝钉拧进木块时，螺丝刀是怎样工作的了吗？

3.学生描述并小结：拧螺丝钉的时候是用螺丝刀的“刀把带动刀杆一起转动”。像刀把这样比较粗的我们可以叫它“轮”，像刀杆这样比较细的叫做“轴”，通常用轮带动轴一起转动来工作。(板书:轮  轴)

4.提问：生活中你们见过这样的轮带动轴工作的装置吗？

5.出示方向盘图片：哪里是轮，哪里是轴，它是怎样工作的？

6.小结“轮轴”概念：像螺丝刀、汽车方向盘这样，轮和轴固定在一起，轮转动时轴也跟着转动的装置叫做轮轴。

7.出示削笔刀、门把手、水龙头图片：这些轮轴中，哪一部分是轮，哪一部分是轴？（削笔刀：摇柄是轮，铅笔对面的螺母是轴；门把手：球型把手是轮，锁芯是轴；水龙头：兰花龙头是轮，阀门芯是轴。）

8.小结：轮轴的轮不一定的圆形的，有些轮轴装置的轮是一个手柄，有些轮只是一个把手。

[意图解析：从学生的认知特点出发，选取学生比较熟悉的螺丝刀和方向盘入手，引出对轮轴结构特征的认识，再从器物整体聚焦到对部位局部的认辨识，符合学生的认知特点。]

（二）探究轮轴在什么情况下更省力

1.使用螺丝刀能省力，那轮轴是否省力？我们可以用一个实验模型来模拟螺丝刀。

2.出示轮轴模型，指导学生组装：棉线怎么穿在轮轴上，如何悬挂钩码，什么状态是为保持平衡等。

3.引导观察弄清轮轴各部分与螺丝刀“刀把”和“刀杆”之间的对应关系:轮—刀把；轴—刀杆

4.引导学生根据轮轴实验装置，以小组为单位讨论设计实验方案。

5.交流方案，分组实验，完成试验记录。教师巡视指导。

6.交流实验情况，小结:轮轴能省力。(板书)

7.进一步思考:如果换上一个更大的轮，会怎样?

8.学生讨论，教师适时指导学生自主设计实验。

9.提供大轮，学生实验探究，完成实验记录。

10.交流小结:轴相同轮越大越省力，轮越小越费力。（板书：轴相同，轮越大越省力）

11.讨论研究:为什么使用轮轴能够省力?（轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心点是支点，作用在轮上的力是动力，动力作用的点在轮的边缘上，叫动力点；作用在轴上的力是阻力，阻力作用的点在轴的圆盘边缘上，叫阻力点。因为轮的半径总是大于轴的半径，所以作用在轮上的力总是小于轴所负荷的力，所以使用轮轴能够省力。轮与轴的半径大小比例越大，就越省力。

12.现在你能说说，为什么大螺丝刀用起来比小螺丝刀省力了吗?

13.出示内六角扳手：这也是一种轮轴工具，在拧内六角螺丝时，怎样做更省力？为什么？（把长柄作为轮，把短柄作为轴，转动长柄拧螺丝，更省力。因为手柄好比是轮轴上的轮，扳手与螺丝的接触面好比是轴，由于轴不变，轮越大就越省力。）

[意图解析：提供给学生实践得机会，让其通过在轮和轴上挂不同数量的钩码，或者将轮变得更大以后，如何使轮轴平衡的探究活动，发现轮轴省力的奥秘。活动设计层次清晰，实验操作与思维训练同步，有利于突破本课的教学重点。]

（三）认识各种各样的轮轴的广泛应用

1.出示情景：飞竹蜻蜓、用擀面杖擀面、石磨磨粉、使用套筒扳手，使用这些工具时，哪些是在轮上用力，哪些是在轴上用力？

2.生回答：竹蜻蜓，在轴上用力，可利用其在手心连续滚动多圈，使桨叶快速转动；擀面杖，在轴上用力，使轮转动的距离远；石磨，在轮上用力；套筒扳手，在轮上用力。

3.既然在轮上用力可以省力，为什么有些轮轴是在轴上用力？在轴上用力有什么好处？组织学生讨论：

4.小组讨论，小结：在轴上用力虽然费力，但也有一定的好处，可以省距离。

[意图解析：应用并巩固实践研究的成果，分辨轮与轴上的具体部位，进一步了解在生活中多种轮轴的妙处所在使用轮轴类工具时，人们用力的位置不同，所起的作用就不同，从而加深增进对轮轴应用的理解。]

轮轴的轮不一定的圆形的，有些轮轴装置的轮是一个手柄，有些轮只是一个把手。小结：在轴上用力虽然费力，但也有一定的好处，可以省距离。

（四）补充科学史资料

1.轮轴的用途非常广泛，生活中到处有它们的身影，轮轴农具的使用也是由来已久，自行阅读书本43页资料。

2.思考回答：这些工具发明哪里用到了轮轴原理？这些工具给百姓生产生活带来了什么好处？

[意图解析：说明古时人们就开始利用轮轴，展现借助古代轮轴工具的发明，让学生感受古代劳动人民的智慧。]

【板书设计】

14、拧螺丝的学问

轮       轴

轮轴能省力

轴相同，轮越大越省力