4.轮轴的秘密
小学科学教学网资源建设团队薛静艳
【教材简析】
《轮轴的秘密》是教科版小学科学六年级上册《工具和机械》单元的第四课时。本课分为两个部分：一是轮轴有什么作用；二是轮的大小对轮轴作用的影响。
轮轴机械在生活中应用广泛，但对学生而言，轮轴是一个新的简单机械，对轮轴的概念和省力现象的理性分析也是缺乏的。所以本课要充分唤起学生的前概念，从生活中使用的水龙头开始，将学生的注意力吸引到观察水龙头的构造上来，从而了解轮轴的概念：像水龙头这样，轮子和轴固定在一起，可以转动的机械叫轮轴。先让学生通过游戏体验感受轮带动轴运动时省力，猜测轮轴能省力，接着教材通过组装一个轮轴的实验装置，来探究轮轴的作用。在反复比较轮上和轴上的钩码数量，对实验数据进行分析后，得出轮上用力比较省力，轴上用力比较费力。紧接着教材安排了轮的大小对轮轴作用的影响的实验。先改变轮轴装置，将轮变大，调整轮上和轴上的钩码数直到平衡，记录下钩码的数量情况，接着将记录下的数据与前一次实验中的数据进行比较分析。这是本课的关键，因为本单元核心目标是培养学生从数据中得出规律的能力。在教师的引导下得出：轴不变，轮越大，在轮上用力越省力。
【学情分析】
轮轴虽然是一个全新的机械，但通过前面三课的学习，使用工具和杠杆的认识，学生对于轮轴的作用自然猜想到省力，六年级的孩子已经具有一定独立探究的能力，会利用观察、实验所获的证据来解释所探究的问题，本课关于轮轴是否省力，学生根据轮轴装置会设计并收集到证据来证明他们的猜想，通过实验数据分析认识轮轴的本质。通过课堂上的活动，学生对轮轴的本质有了认识，同时激发他们去寻找生活中属于轮轴的简单机械。
【教学目标】
科学概念目标
1.认识轮轴是轮与轴固定在一起转动的简单机械。
2.轮带动轴转动时省力，轴带动轮转动时费力，轮越大越省力。
科学探究目标
1.通过拧水龙头、螺丝刀吊钩码游戏等轮轴性工具，认识轮轴的本质特征。
2.通过在不同大小的轮轴上挂重物的实验分析，认识轮轴的作用，以及轮越大越省力。
科学态度目标
1.在轮轴游戏中产生对工具和机械类知识探究的兴趣。
2.通过体验活动，感受轮轴工具给我们带来的省力和方便。
科学、技术、社会与环境目标
1.了解轮轴在生活中的应用。
2.意识到可以利用工具帮助我们完成任务和解决生活中的实际问题。
【教学重难点】
重点：通过实验了解轮轴的作用和轮的大小对轮轴作用的影响。
难点：通过对实验数据的对比分析，发现轴不变，轮越大越省力。
【教学准备】
教师：多媒体课件，大螺丝刀一把、阀门式水龙头一个、钩码一盒、轮的大小对轮轴作用影响的器材一套
小组：实验活动记录单一份、水龙头一个、钩码一盒、螺丝刀一把、绳子一根、不同大小的轮一套（轮的大小对轮轴作用的影响套装一盒）
【教学过程】
一、导入：揭示课题（预设3分钟）
[材料准备：阀门式水龙头]
1.出示实物水龙头（没有轮的阀门式水龙头）
提问：认识吗？有谁来将它拧开？
（学生活动：一学生上来拧水龙头，其他学生观察有依据地猜测与交流。）提问：拧不开，这跟你平时看到的有什么不一样的？（预设：上面还有一个拧的装置。）
2.提供轮子装置，将轮安装在一起，让学生再次来拧水龙头。
提问：前后两次拧水龙头，说一说不同的感受。（预设：有轮更轻松、方便、省力。）
3.观察水龙头，对比前后两次拧水龙头的不同感受，说一说水龙头开关的主要组成部分？各部分有哪些特点？（教师可指出：像水龙头这样，轮子和轴固定在一起，可以转动的机械，叫做轮轴。）
4.揭示课题：轮轴的秘密（板书）
二、轮轴有什么作用（预设15分钟）
（一）螺丝刀吊钩码游戏
[材料准备：螺丝刀一把、钩码一盒、绳子一根、轮轴套装]
1.出示螺丝刀，提问：这是什么？螺丝刀是轮轴吗？哪部分是轮？哪部分是轴？
2.用螺丝刀吊钩码，教师指导两种“吊法”，一种方法是把5个钩码挂在轮上，转动轴，另一种方法是把5个钩码挂在轴上，转动轮。
3.教师巡视，指导学生正确操作。
4.研讨交流，两种方法吊钩码，有什么不同的感受？（预测：转动轮吊起钩码省力，转动轴吊起钩码费力。）
（二）探究：轮轴的作用（找证据，用数据来验证轮轴的作用。）
[材料准备：轮轴装置一套、钩码一盒]
1.出示轮轴装置，提问：哪部份是轮？哪部分是轴？
2.教师演示在轮轴装置的轮和轴上各挂上一个钩码，提问：轮轴平衡吗？为什么？
3.你有办法让它平衡吗？轮轴平衡时记下轮上和轴上的钩码数。如果我在轮上加2个钩码呢？你能找到更多的证据吗？
4.学生实验，教师巡视指导学生正确操作。
5.研讨交流，学生根据所得实验数据进行分析交流。
6.总结：轮上用力比轴上用力省力，轮带动轴运动省力。
三、轮的大小对轮轴作用的影响（预设15分钟）
[材料准备：不同大小的轮的轮轴装置一套，钩码一盒]
1.给这个轮轴装置再加一个大轮，组成一个新的轮轴，这个轮轴跟刚才的轮轴有什么不一样的地方？
2.在轮上挂一个钩码，猜测在轴上挂几个钩码能够达到平衡？你还能收集到更多的数据吗？
3.学生实验，教师巡视知道学生正确操作。
4.研讨交流，分析数据，得出轴不变，轮越大越省力。
四、拓展：生活中的轮轴（预设7分钟）
[材料准备：扳手、螺丝钉]
1.出示扳手，认识哪一部分是轮，哪一部分是轴，解释原理。
2.出示生活中运用轮轴的图片，让学生来观察解释原理。
3.教师演示：用螺丝刀拧螺丝钉，提问：运用了什么原理？怎样拧更省力。
4.小结：生活中的轮轴还有很多，同学们可以去找一找，并思考这些轮轴帮助我们解决了哪些问题。
【板书设计】
4.轮轴的秘密
轴不变轮越大越省力
轴费力
表1：研究轮轴作用的实验记录表
表2：研究轮轴的轮的大小对轮轴作用的影响实验记录表
