2022年新苏教版科学五年级下册第四单元《简单机械》教材分析.docx

1、20222022 年新苏教版科学五年级下册教材分析年新苏教版科学五年级下册教材分析第第四四单元单元简单机械简单机械单元设计意图单元设计意图1.本单元主题的提出在工业化社会中，大到国家重大工程，小到家庭生活用品，机械无处不在。机械产品是科技不断进步的成果，也是人类智慧的结晶。理解简单机械的工作原理，学会使用简单机械，甚至创造性使用身边的材料制造简单机械，都是现代公民应该具有的素养。学习简单机械单元的内容，就是为学生们未来的生活奠定基础，让他们成为未来生活的改善者和创造者。对于学生而言，他们对机械的认识基本上集中于那些大型的机器，如挖土机、吊车等，而生活中的门把手、撬棍等，他们并不认为是机械;他们

2、知道这些工具在生活中被广泛运用，但为什么在不同的场合要用不同的工具，其中都有什么科学原理，并没有基本的认识;在二年级时他们运用工具，拧过螺丝、做过小板凳，但对属于简单机械的这些工具省力的原理认识不足，尤其对生活现象背后的原因缺少认知和思考能力。本单元的内容是对低年级学习内容的深化，并引导学生观察和思考生活中简单机械的应用及蕴含的科学原理。此外，本单元的教学主题的设立与安排，不仅是教材内容螺旋式上升的一个重要组成部分，还是学生知识建构与能力培养的有机载体。学生参与这一主题内容的学习，特别是本单元的系列研究活动，如探究杠杆的秘密、研究轮轴在什么情况下更省力、研究用定滑轮和动滑轮提升物体时是否省力、

3、研究拉小车的力与斜面坡度大小的关系，将为中学的物理学习奠定基础，同时提升学生的探究能力和思维水平。2.本单元对课程标准的落实(1)本单元通过一系列实验操作、体验、设计等活动，落实课程标准高年段的课程目标。科学知识：了解科学技术推动着人类社会的发展和文明进程。科学探究：能基于所学的知识，制订比较完整的探究计划，初步具备实验设计的能力和控制变量的意识，并能设计单一变量的实验方案。能基于所学的知识，运用分析、比较、推理、概括等方法得出科学探究的结论，判断结论与假设是否一致。科学态度：表现出对事物的结构、功能、变化及相互关系进行科学探究的兴趣。科学、技术、社会与环境：了解人类的好奇和社会的需求是科学技

4、术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。(2)本单元学习内容基于课程标准课程内容中“技术与工程领域”的高年段要求。16.2 工程和技术产品改变了人们的生产和生活。知道重大的发明和技术会给人类社会发展带来的深远影响和变化。17.3 工具是一种物化的技术。知道完成某些任务需要特定的工具。知道杠杆、滑轮、轮轴、斜面等是常见的简单机械。使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械解决生活中的实际问题。3.本单元在整套教材中与其他单元的关系4.本单元次级主题的构成及逻辑关系本单元围绕简单机械展开， 选取了生活中比较常见且应用广泛的四种简单机械杠杆、轮轴、滑轮、斜面为次级主题，设置了撬重物的窍门 拧螺丝的学

5、问 升旗的方法 斜坡的启示四课。从杠杆、轮轴、滑轮、斜面的特征来看，轮轴、滑轮属于杠杆类机械，其本质为杠杆的变形，可将这四种简单机械划分为两组，即杠杆、轮轴、滑轮为一组，斜面为一组。因此，本单元的四课也可分为并列的两个部分，其中， 撬重物的窍门 拧螺丝的学问升旗的方法为第一部分， 斜坡的启示为第二部分。在第一部分中， 拧螺丝的学问和升旗的方法分别与第一课撬重物的窍门成递进关系。从教材内容的编排来看，由于课程标准没有要求落实杠杆类机械之间的关联，且将杠杆、滑轮、轮轴、斜面作为并列的简单机械，故遵照课程标准要求，从小学科学的教学出发，也可将本单元的四课视作并列关系。单元教学目标单元教学目标认识常见

6、的简单机械杠杆、滑轮、轮轴、斜面的结构特征。通过探究实验，了解不同的简单机械在什么情况下省力。能够辨别生活中的简单机械，会使用一些简单机械。在组装、制作简单机械的过程中，感受技术发展对社会和生活的影响。单元活动框架单元活动框架课时建议课时建议序号序号课题课题课时课时1撬重物的窍门12拧螺丝的学问13升旗的方法14斜坡的启示1总课时4第第 1313 课课撬重物的窍门撬重物的窍门1.教学内容本课以撬动重物为导引，递进式地安排了五个部分的学习内容。第一部分，认识杠杆的结构特点。从比较抬起重物的不同方法中，发现用支撑物垫着的木棍容易抬起重物，引导学生认识什么是杠杆。然后，教材采用描述性的语言“像这种叫

7、作杠杆” “它包括”来介绍杠杆的特点，让学生获得直观的认识。第二部分，用平衡尺研究杠杆。用平衡尺代表杠杆，通过研究平衡尺在什么情况下能够保持平衡，发现支点的位置对所需用力大小的影响。第三部分，应用研究成果。此部分包括两个活动：解释现象和解决问题。解释现象的内容为辨析哪些是省力杠杆，哪些是费力杠杆;解决问题的内容为分析玩跷跷板时的具体情况，找出可行的平衡方法。第四部分，做小杆秤。教材出示了小杆秤的组成部分和怎样用小杆秤称重的图片，指导学生模仿样品进行制作，并解释其中的原理。第五部分，阅读介绍阿基米德与杠杆的资料，了解阿基米德在说明杠杆原理方面所作的贡献。2.教学目标通过比较和阅读，认识杠杆的结构

8、，发现用杠杆撬起重物可以省力。通过利用平衡尺研究杠杆，了解杠杆撬起重物省力的原因。通过辨析生活中的杠杆，了解杠杆有省力的、费力的，以及为什么要用到费力的杠杆。会做小杆秤并知道小杆秤称重物的原理。3.重点与难点重点：用平衡尺研究杠杆。难点：将平衡尺平衡的秘密与用杠杆撬起重物建立对应关系。4.教学准备教师材料：使用杠杆的图片或视频。学生分组材料：平衡尺、钩码、杆秤制作材料。第第 1414 课课拧螺丝的学问拧螺丝的学问1.教学内容轮轴从杠杆转化而来，研究的内容从剪刀、螺丝刀、跷跷板变成了用钥匙拧开的门锁、门把手、提水的辘轳、内六角扳手，具有了别样的形态和使用方法。本课教学内容分四部分。第一部分，介绍

9、轮轴的结构。教材先选择生活中最常见的螺丝刀和方向盘，引导学生认识轮轴的结构， 说明轮轴的存在。 在此基础上， 通过具体事例辨析轮轴的两个部分，让学生寻找削笔器、门把手、水龙头哪部分是轮，哪部分是轴，将学生的视角从物体导向具体部位。第二部分，研究轮轴在什么情况下更省力。引导学生分两个步骤进行实验，即：在轴上钩码不变的情况下，在轮上挂几个钩码可以使轮轴保持平衡;换更大的轮后，所挂钩码的个数是否有变化，使学生懂得在轮上用力省力，还是在轴上用力省力。第三部分，认识各种各样的轮轴。观察多种轮轴及其使用的相关图片，分析其使用原理，懂得如何使用这些轮轴。第四部分，了解科学史。阅读天工开物中关于轮轴的记载，了

10、解使用轮轴工具的历史，且有些目前还在使用，说明这些发明创造推动了技术和社会的发展。2.教学目标在比较中认识轮轴装置的结构特点。通过实验，发现施加在轮上和轴上的力的不同作用效果。了解轮轴在生活中的应用并能分析出其原理。知道轮轴的应用对生产发展的价值。3.重点与难点重点：研究轮轴在什么情况下更省力。难点：分析在轴上用力的轮轴的好处。4.教学准备教师材料：使用轮轴的图片或视频。学生分组材料：螺丝刀手柄、螺丝刀、内六角螺丝、内六角扳手、木板(含配套内六角螺丝孔一个)、轮轴实验装置、竹蜻蜓。第第 1515 课课升旗的方法升旗的方法1.教学内容本课引导学生认识另一种简单机械滑轮的结构及作用，分三个部分展开

11、学习内容。第一部分，通过升国旗活动，让学生思考为什么国旗能轻松升上去，旗杆顶端有一种什么样的构造，引发学生的探究兴趣。第二部分，出示滑轮实物，让学生在仔细观察的基础上，认识滑轮的组成部分及其作用;通过两幅滑轮使用时的不同状态图，引出定滑轮与动滑轮的概念，指导学生了解定滑轮与动滑轮的特点及异同。第三部分，动手组装定滑轮和动滑轮，并研究用它们提升物体时是否省力，发现定滑轮与动滑轮的不同作用。2.教学目标认识滑轮的结构和作用。知道滑轮的特征、分类及其异同。能够通过组装滑轮进行实验，认识两种滑轮的不同作用。能说出生活中一些利用滑轮的实例。3.重点与难点重点：分辨不同滑轮的用力方向与作用。难点：组装滑轮

12、装置。4.教学准备教师材料：滑轮使用的图片和视频。学生分组材料：定滑轮、动滑轮、弹簧测力计、棉线若干。第第 1616 课课斜坡的启示斜坡的启示1.教学内容与前三课一样，本课依然采用从生活经验入手的方法，分四个部分展开教学内容。第一部分，说明斜面的存在价值。教材首先引导学生针对两幅图片表达的情境，引导学生思考怎样解决搬动重物费力的问题，然后指引学生观察古人搬运建造金字塔巨石的工作场景图，引导学生比照搬运困难与解决方法，发现斜面的存在价值，最后用图文结合的方法介绍了什么是斜面以及它的作用。第二部分，探究拉小车的力与斜面坡度大小的关系。通过用弹簧测力计测量竖直提起小车的拉力，再测量沿着斜面拉小车的拉

13、力，发现斜坡省力的奥秘，加深对斜面作用的认识。第三部分，认识斜面原理的应用。教材展现了斜面的两种变形：螺旋和盘山公路，并引导学生思考它们与斜面的关系。为了帮助学生理解斜面的变形，教材用直角三角形纸片缠绕铅笔来进行直观表现，帮助学生理解变形斜面的来由。第四部分，找自行车上的简单机械。这一部分不仅与斜面有关，还是本单元的概括和总结。在此，教材首先说明杠杆、轮轴、滑轮、斜面都属于简单机械，都能减轻劳动强度，然后引导学生分析自行车包含的简单机械，并说明其各自的作用。2.教学目标知道斜面是简单机械，斜面可以省力。借助对比实验发现斜面的省力程度与斜面坡度大小之间的关系。能够发现生活中的斜面，能够借助斜面解

14、决生活中的问题。知道哪些属于简单机械及简单机械的作用在于减轻劳动强度，提高工作效率。3.重点与难点重点：发现斜面的省力程度与斜面坡度大小之间的关系。难点：理解斜面的变形。4.教学准备教师材料：使用斜面的视频。学生分组材料：小车、弹簧测力计、斜面木板、书本、三角形的纸、螺丝、剪刀、铅笔。参考资料参考资料简单机械简单机械简单机械是人类使用工具中最基本的机械，是机械的重要组成部分。在人类最早期的伟大发明发现中，对工具、火与语言的掌握，使得人类最终从一般动物中脱离出来。简单机械则是人类在改造自然过程中运用机械工具的智慧结晶，减轻了劳动强度，提高了工作效率。杠杆杠杆杠杆是一个在力的作用下能绕着固定点转动

15、的杆。绕着转动的固定点叫支点，动力的作用点叫动力点，阻力的作用点叫阻力点。杠杆的支点、动力点、阻力点并不一定在固定的位置，可以发生变化，如剪刀(支点在中间)、铡刀(阻力点在中间)、镊子(动力点在中间)等。根据 F1L1=F2L2，杠杆可以分为三类：若 L1=L2，则 F1=F2，这种杠杆叫作等臂杠杆;若 L1L2，则 F1F2，这种杠杆叫作省力杠杆;若 L1F2，这种杠杆叫作费力杠杆。等臂杠杆既不能省力，也不能省距离，如天平、跷跷板等;省力杠杆在省力的同时费距离，如撬棒、羊角锤、开瓶器、核桃夹等;费力杠杆不能省力，但能省距离，如筷子、钓鱼竿、镊子、食品夹等。滑轮滑轮典型的滑轮是可以绕着中心轴旋

16、转的圆轮。圆轮的圆周面具有凹槽，将绳索缠绕于凹槽，用力牵拉绳索两端的任一端，则绳索与圆轮之间的摩擦力会促使圆轮绕着中心轴旋转。滑轮实际上是变形的、能转动的杠杆。滑轮主要的功能是牵拉负载、改变施力方向、传输功率等。多个滑轮共同组成的机械称为滑轮组。滑轮组的机械效率较大，可以牵拉较重的负载。滑轮也可以成为链传动或带传动的组件，将功率从一个旋转轴传输到另一个旋转轴。轮轴轮轴轮轴是由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械。轮轴的实质是能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速，轮和轴是同心圆。轮半径和轴半径的差距越大越省力，但是越费距离。在使用轮轴的过程中，由于轮半径大于轴半径，当动

17、力作用于轮上时，轮轴为省力费距离杠杆，如辘轳、石磨、卷扬机等;当动力作用于轴上时，轮轴为费力省距离杠杆，如汽车的后轴带动车轮，后轴转动一小圈，带动后轮转动一大圈。斜面斜面斜面可用于克服垂直提升重物的困难，省力但费距离。斜面与水平面的倾角越小，则越省力。斜面的优点是能够将物体以相对较小的力从低处提升至高处，带来的问题是提升物体的路径长度也会增加。天工开物天工开物天工开物由明代宋应星初刊于 1637 年，共三卷十八篇，全书收录了各种农业、手工业生产技术，诸如机械、砖瓦、陶瓷、硫黄、烛、纸、兵器、火药、纺织、染色、制盐、采煤、榨油等。天工开物是世界上第一部关于农业和手工业的综合性著作，是中国古代一部综合性的科学技术著作，有人也称它是一部百科全书式的著作，外国学者称它为“中国 17世纪的工艺百科全书” 。明代是中国古代农业、手工业、商业都比较发达的时期。由于商品经济的发展，明代中期后，部分地区不少行业出现了资本主义萌芽。作者在书中强调人类要和自然相协调、人力要与自然力相配合。它是中国科技史料中保留最为丰富的一部，它更多地着眼于手工业，反映了中国明代末年出现资本主义萌芽时期的生产力状况。