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《盘山公路的启示》教学设计
《盘山公路的启示》教学设计
教学资源开发
本课是苏教版《科学》教材五年级下册第一单元“神奇的机械”的第四课。
斜面是日常生活中最常见的一种简单机械。住宅门口供自行车、摩托车上下台阶的斜坡、搬运工把货物装卸到汽车上时用的一头架在车厢上一头架在地上的“跳板”、立交桥、高速公路的引桥、商场里不断运转的电梯等都是斜面在日常生活里的运用。通过这一课的学习，要让学生初步了解家庭、学校和社区周围的各种斜面及其器械的性质和功能，通过实际操作活动掌握斜面这一简单机械中所蕴含的科学道理，认识到斜面可以帮助人们用较小的力提升物体到某一个高度，也可以改变物体的形状，如变为楔形、尖形使工具变得更锋利，还可以改直线运动为螺旋运动，从而使人们的工作、生活变得更容易、更轻松。
斜面这一简单机械具有什么功能？斜面的要素对提升物体作用力的大小有什么影响？这一系列的答案需要通过实际操作活动让学生自己来发现。教材以“盘山公路”导入对斜面的研究，而盘山公路并不是斜面最具典型性的代表，并且也不为学生所熟悉，所以我们觉得在实际操作过程中应该选取学生更熟悉的斜面--桥的引桥开始探究活动。学生的生活经验是教学过程中的宝贵资源，唤起学生的兴奋点有利于拉近学生与研究主题的距离，使他们更主动、更直接地投入到研究活动之中，增强实验的可操作性，从而发现斜面要素对力的影响。
螺旋和楔形是斜面的两种变形，通过观察和实践操作活动让学生体验到它们与斜面的紧密联系，有利于帮助他们了解螺旋、楔形在实际生活中的运用，深刻理解斜面这一简单机械所蕴含的科学道理，指导学生用科学的观点去认识社会、指导生活。
根据学生的知识水平和课程标准的要求，为本课确定以下教学目标：
过程与方法
●能够通过观察，描述斜面构造上的要素；
●能够就斜面要素与用力大小的关系提出疑问，了解问题的需要，探究可能的答案；
●能通过实验验证斜面省力的原理。
知识与技能
●知道斜面是简单机械之一，了解它的结构特征及组成；
●知道斜面及其变形--螺旋的功能及作用；
●了解斜面在生产、生活中的应用。
情感、态度与价值观
●通过科学实验活动，体验和感受科学探究的乐趣；
●关注身边的简单机械的应用。
教学准备：
1、教师准备：
⑴演示材料：盘山公路、桥梁的引桥等图片和电教课件、斧子、葡萄酒开瓶器、瓶子上的盖子、水龙头、螺丝钉、一段圆木等。
⑵分组实验器材：一个封闭的重盒子、长短不同的木板、铁架台或其他支架、弹簧秤、滑轮组、书、各种螺钉、各种楔形或螺旋的工具、三角形纸片。
2、学生准备：拉链、带盖子的塑料瓶等实物。
教学过程设计
一、设置情境，引入斜面
1、提问：我们已经学过了哪几种简单机械？这些简单机械各有什么作用？
2、谈话：假如有一个沉重的机器要你从低处搬到高处，你会怎么做？小组讨论，并利用身边的现有材料操作演示搬运活动。
3、交流，比较：哪一种方法搬运起来更容易些呢？
4、小结：利用斜坡，搬运工作会简单许多。用了斜坡，将沉重的机器用手推车推到高一点的地方就不是很困难了。（画示意图）
【评析】以一个问题处理的情境调动学生的已有知识经验，展示不同学生思考、解决问题的角度和方法，激发学生的学习兴趣。
二、观察斜面，分析斜面要素
1、利用多媒体出示盘山公路、桥梁的引桥、楼梯等图片，引导学生观察：这些事物有什么共同的特点？
2、交流、归纳、总结：都可以将物体提升到一个高度；都具有一个倾斜面。
3、揭示：像盘山公路、桥梁引桥这样的斜坡或倾斜面叫斜面。斜面是与水平面成一角度的平面。（板书：斜面）
4、讨论：影响斜面倾斜度的因素有哪些？你如何来调整斜面的倾斜度？（影响斜面倾斜度的因素有两个方面：一是斜面的长度，二是斜面的高度。这也是斜面的两个要素。）
5、图片出示两座高度相等、引桥长度不等的拱桥的图片。提问：如果你骑自行车上桥，上哪一座桥比较轻松些呢？说说你以往的体验和感受。
6、谈话：为什么同样高的拱桥，骑到上面所要用的力气不一样呢？当引桥变得更长些时，引桥这一个斜面的坡度变得更小了。
【评析】以桥梁的引桥作为学生研究斜面的参照物，有利于学生发现并了解影响斜面倾斜度的两个要素，为后续探究实验中有效地控制变量奠定基础。同时，联系学生已有的生活经验初步交流斜面的作用，也为对“一个斜坡的坡度大小到底是如何影响小车运动时拉力的大小的呢？”这一个问题提出假设提供了认识的基础和现实的经验。
三、实践操作，研究斜面要素对力的影响
1、出示问题：一个斜坡的坡度大小（斜面的长短）到底是如何影响小车运动时拉力的大小的呢？
2、学生提出假设。
3、如何通过实验来验证自己的假设？小组讨论，设计实验。
4、交流：你是如何设计实验的？需要什么材料？（鼓励学生尽量使用身边现有的材料来做简单的实验）。
5、评点学生的实验设计，并作指导。
可以分别从影响斜面倾斜度的两个因素去考虑并实验操作：斜面的坡度和斜面的长度。各组同学在实验操作时要保持其中一个量的不变。
【说明】在对比实验中一定要指导学生掌握好控制变量，否则将使实验结果失去可比性，也难以揭示变量与变量之间的关系。
6、学生按假设的不同分组实验，收集相关数据，填写活动记录。
7、汇报实验现象，交流实验收获。
8、提问：比较全班同学测得的数据，你有什么发现？
9、小结：如果斜坡的长度不变，斜坡的坡度越大，小车运动所需的拉力也越大；如果保持斜面的高度不变，增加斜面的长度，斜坡越长，小车运动时所需的拉力越小。
10、出示盘山公路的图片，提问：通往山顶的公路为什么不修成滑梯一样的斜面？公路绕着山盘旋而上，与直上直下的道路相比哪些方面有了改变？盘山公路为什么要修成这样呢？
【评析】通过实验验证斜面省力的原理以后再让学生运用所掌握的知识来解释生活中的现象，这样的理解才是深刻的，这样的启示才是有收获的。
四、认识变形的斜面
1、实践操作活动：从纸上剪下一个直角三角形，将三角形的一条直角边贴在一支铅笔上，然后将纸围着铅笔绕起来。你发现了什么？
2、出示螺钉，组织观察并讨论：螺钉上的螺纹与斜面有什么关系？
3、小结：螺旋是一种变形的斜面。斜面的斜坡越长，绕在圆柱形物体上的螺纹就越密。
4、讨论：使用斜面可省力，使用螺旋也可以省力吗？为什么要把钉子做成螺旋状的？
5、出示一段圆木，你可以把它掰开吗？借助于什么工具可以把这段圆木分开？（出示：斧子）观察斧子的剖面结构。我们把这种形状叫做“楔形”。楔形是两个背对背的斜面。
6、指导一学生操作实践，利用斧子的楔形结构将圆木劈开。说说感受。
7、还有哪些工具也是楔形的？
8、组织学生观察拉链：你是否尝试过用手把拉链的两边扣到一起？怎么样把拉链的两边分开或者合上呢？
实践操作，体验拉锁的重要作用。
9、小结：螺旋、楔形等都是斜面的变形。
【评析】这一环节是拓展学生思维、加深学生对斜面的作用认识的重要过程。一系列实践活动既使学生认识了斜面的变形，也让他们体验了斜面在生活中的有效作用。
五、学习应用，迁移拓展
1、利用多媒体出示多幅图片，解释一下它们是如何省力的？
2、生活中还有哪些地方应用了斜面和螺旋，它们的作用各是什么？
教学片断赏析
交流“生活中有哪些地方应用了斜面和螺旋”的教学片断
师：生活中哪些地方应用了斜面和螺旋，(www.unjs.com)它们的作用是什么？
生：我看见建筑工地上的工人在一个斜的板上把装沙子、水泥的车子推到高的地方去。
师：对，这个斜的板就是一个斜面。
生：高速公路的引桥是一个斜面，而且一般都是绕着圈子上去的。
师：你观察得真仔细！（出示高速公路引桥的图片）这样修有什么好处？
生：这样可以让引桥的长度变得更长些，汽车开上去就更容易了。
生：楼梯是一个斜面。
生：我爸爸为了把摩托车推进家里，常常在门槛上搁一块木板，这也是一个斜面。
生：斧子是一个变形的斜面。
生：拉链也是一个变形的斜面。
生：我们家里用的水果刀刀刃很锋利、刀背比较宽，也是一个斜面。
师：好，分析得有道理！生活中还有哪些地方应用了斜面或者螺旋呢？
生：螺丝钉运用的是螺旋。
生：盘山公路也像是一个螺旋。
生：家里开葡萄酒的工具也运用了螺旋。
生：我发现塑料瓶的瓶盖内有一道道螺纹，这也是应用了螺旋。
师：螺旋是变形的斜面，它的使用有什么作用？
生：都可以省力！
师：对啊，瓶盖上的螺纹和瓶口上的螺纹相互吻合，我们用不大的力气就可以使盖子紧紧地合在瓶口上。（出示水龙头），它的内部也有许多螺纹，我们打开水龙头时也不需要用特别大的力。
生：（露出各种不同的神情，得意的、惊叹的、有点疑惑的……）
师：把刚才大家交流的发现记录在你们的“科学活动记录”上吧！
【片断评析】生活是科学的空气和土壤，在学习的过程中联系学生的生活实际，帮助他们完成个人对新知识的意义建构，书本上的知识和课堂上的交流才会对学生的发展有真实的意义。巩固阶段的交流既是认知的展现，更是思维的相互碰撞和激发。
教学手记
科学教育的目标是什么？每当我撰写教学设计将教学目标分解成“过程与方法、知识与技能、情感、态度和价值观”三大块逐条书写时，内心总有一点点的忐忑：我们通过科学教育真正给予孩子们的是否跟我们书写在纸上的目标与一样多？作为教师，我们该做些什么？
茫然时，阅读到的一份资料给我指引了前进的道路，让我明白了自己该以何种姿态投入到教育、教学活动之中。
科学教育的目标是：
1、个人能力的发展。这不仅包括基本的读、写和算术技巧，也包含沟通技巧，社会活动，对待工作的严肃态度，解决问题的能力及对赞赏、喜欢、安全感、归属感等心理需要的满足。
2、对自然环境和社会现实逐渐有意识。学生们通常对他们所处的环境充满好奇，他们渴望了解它--如果我们不抑制他们的个体主动性。学生们不停问：“为什么?”“怎么?”“什么时候?”“在哪里?”“是什么?”高明的教师可以引导学生走向发展个人技能和获得科学知识之路。我们，作为教育者，应利用孩子们的这种好奇的天性作为他们学习科学和其他学科的主要驱动力。
3、在游戏、竞赛、爱好和娱乐中享受乐趣。科学是很有趣的！学生们喜爱创造性的项目和表演性的试验。许多科学知识可以通过游戏和竞赛获得。许多学生的很多爱好都包含着科学，如搜集石头、养宠物和做飞机模型、手工等。一些娱乐活动如游泳、背包徒步旅行、冲浪和溜冰等活动也都包含着科学，这些都可以成为课堂上教师利用的手段。
4、享受艺术的体验。各种艺术形式都与科学有着千丝万缕的联系。画的颜色、音乐中的声音、舞蹈中的动作都与科学有着关联。
5、生活得健康而安全。科学教育者可以帮助学生学会有关食物、休息、锻炼、防止事故、急救、疾病产生的原因等知识。即使他们年龄很小，也要让他们明白吸毒与抽烟甚至会带来成功和失败、生与死截然不同的结果。
6、科学无处不在。科学存在于我们生活的各行各业中，从繁琐的家务到所从事的原子能工作。
7、了解生物和自然环境的基本现实。通过对基本事实的建立，学生可以形成一些基本的观点与看法，随着一些新的事实的出现又扩展了新观念；观点是从事实中总结出的，而非相反。在科学教学中通常遇到的问题是教师如何选择可以得出预想观点的恰当事实。
8、发展一种科学的态度。学生开始学习因与果之间的关系、增加好奇心、不轻易下结论、增强一种去寻找合理可信的答案的愿望、思路开阔地对待问题并且将“科学方法”作为解决事实问题的最基本的方法和手段。科学的态度可以消除迷信，驱逐无事实根据的恐惧，避免陷入错误的结论。
9、使用“科学方法”。虽然它不能解决人们在生活中所面临的所有问题，但是懂得了“科学方法”的基本步骤，至少可以帮助个人解决许多问题。它可以使学生们意识到问题的存在，并提出假设，设计可能方案，进行试验，做精确的观察，搜集数据，避免误导的线索，从而最终找到正确的答案，如果不是一试即成，那么依次研究问题。“科学方法”可以帮助我们发现事实；它从不能帮助我们解决评价问题。科学不能说明何为好与坏、对与错、更好或更糟--这些价值判断需要那些哲学家来回答。问题促使人思考，历史上还从来没有像现在这样迫切需要人们严肃思考。
10、建立一种合理的适合个人的和实用的人生哲学。这是对以前所有目标的总结。依据事实、观点、科学态度、科学知识和使用“科学方法”产生智慧并关注社会。
这一份指引，想来对每一位科学老师都会有帮助的！
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