16斜坡的啟示【課標(biāo)落實(shí)】1本課通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境激發(fā)問題、建構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)探究和綜合分析作出解釋等活動，落實(shí)小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)高年段的課程目標(biāo)。科學(xué)知識：了解科學(xué)技術(shù)推動著人類社會的發(fā)展和文明進(jìn)程。科學(xué)探究：能基于所學(xué)知識，初步具備實(shí)驗(yàn)設(shè)計的能力和控制變量的意識，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。能基于所學(xué)知識，運(yùn)用分析、比較、推理、概括等方法得出科學(xué)探究的結(jié)論。科學(xué)態(tài)度：表現(xiàn)出對事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系進(jìn)行科學(xué)探究的興趣。科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境：了解人類的好奇和社會的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用深深影響著社會發(fā)展。2本課的學(xué)習(xí)內(nèi)容基于課程標(biāo)準(zhǔn)課程內(nèi)容中“技術(shù)與工程領(lǐng)域”的高年段要求：學(xué)習(xí)內(nèi)容16.2：知道重大的發(fā)明和技術(shù)會給人類社會發(fā)展帶來的深遠(yuǎn)影響和變化。學(xué)習(xí)內(nèi)容17.3：工具是一種物化的技術(shù)。知道完成某些任務(wù)需要特定的工具。知道斜面是常見的簡單機(jī)械。使用斜面解決生活中的實(shí)際問題。【教材分析】斜坡的啟示是蘇教版科學(xué)五年級下冊第4單元簡單機(jī)械的最后一課。學(xué)生在二年級下冊認(rèn)識工具中操作和使用螺絲刀、老虎鉗和羊角錘等簡單工具時，對工具的便利已經(jīng)有切身的體驗(yàn)和初步的認(rèn)識。同時在本單元前三課的基礎(chǔ)上，接著學(xué)習(xí)斜面這一簡單機(jī)械，豐富對經(jīng)典簡單機(jī)械的認(rèn)知、體會機(jī)械能夠省力和便于工作的作用。在教材中還滲透了機(jī)械與生活的關(guān)聯(lián)，在生活中尋找和發(fā)現(xiàn)斜面的應(yīng)用實(shí)例，體會機(jī)械對生活的影響。本課教學(xué)內(nèi)容分四個部分：第一部分，認(rèn)識斜面。教材首先針對兩幅情境圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考解決搬動困難的問題，然后指引學(xué)生觀察古人建造金字塔時搬運(yùn)巨石的場景，對比發(fā)現(xiàn)斜面的存在價值，引出斜面及其作用。第二部分，探究拉力與斜面坡度的大小關(guān)系。通過用彈簧秤測量豎直提起小車的拉力，再測量沿著斜面拉小車的拉力，發(fā)現(xiàn)斜坡省力的奧秘，加深對斜面作用的認(rèn)識。第三部分，認(rèn)識斜坡原理的應(yīng)用。教材展現(xiàn)了斜面的兩種變形：螺旋和盤山公路，并引導(dǎo)學(xué)生思考它們與斜面的關(guān)系。為了幫助學(xué)生理解斜面的變形，教材用直角三角形紙片纏繞鉛筆，直觀表現(xiàn)幫助學(xué)生理解變形斜面的來由。第四部分，找自行車上的簡單機(jī)械。這一部分不僅與斜面有關(guān)，還是本單元的概括和總結(jié)。在此，教材首先說明杠桿、輪軸、滑輪、斜面都屬于簡單機(jī)械，都具有降低勞動強(qiáng)度的作用，然后引導(dǎo)學(xué)生分析自行車集成多種簡單機(jī)械的常見物體所包含的簡單機(jī)械，并說明其各自的作用。【學(xué)情分析】通過二年級下冊認(rèn)識工具的學(xué)習(xí)，學(xué)生初步認(rèn)識并操作簡單工具，體驗(yàn)工具的使用可以給工作帶來便利。而在本單元前三課的基礎(chǔ)上，學(xué)生認(rèn)識了杠桿、輪軸和滑輪這三種簡單機(jī)械的原理及其作用，所習(xí)得的科學(xué)方法可以為本課對斜面的認(rèn)識奠定基礎(chǔ)。從學(xué)生的前概念來看，學(xué)生在日常生活中見過“搭建斜坡”運(yùn)送東西的場景，已經(jīng)初步建立“斜坡”能夠省力的感性認(rèn)識，本課以此為契機(jī)，創(chuàng)設(shè)了金字塔巨石如何搬運(yùn)到塔頂?shù)恼鎸?shí)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生在解決金字塔難題的同時，探究斜面省力的秘密。同時根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生對于變形斜面的辨別和認(rèn)知存在一定困難，需要教師啟發(fā)學(xué)生發(fā)揮抽象思維能力，認(rèn)識到“Z”形斜面和“螺旋”都是斜面的變形，而這個難點(diǎn)的突破同樣涵蓋在金字塔情境中。【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)知識：1知道斜面是一種簡單機(jī)械。2知道高度不變時，坡度越小（斜面越長）斜面越省力。3知道為了符合實(shí)際需求，有時需要將斜面“變形”，有“Z”字斜面和螺旋斜面。科學(xué)探究：1能夠?qū)鹱炙奘徇\(yùn)之謎作出猜想，并設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究。2通過搜集證據(jù)和數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)斜面的省力程度與坡度大小之間的關(guān)系。3能夠結(jié)合實(shí)際，對斜面的變形提出設(shè)想，能對巨石搬運(yùn)之謎作出假設(shè)性解釋。科學(xué)態(tài)度：1積極表達(dá)與交流，體驗(yàn)和感受科學(xué)探究的樂趣。2樂于關(guān)注身邊簡單機(jī)械的應(yīng)用。科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境：1 體會機(jī)械和技術(shù)促進(jìn)人類文明的發(fā)展。2 意識到斜面給人們生產(chǎn)生活帶來的便利。【教學(xué)重點(diǎn)】發(fā)現(xiàn)斜面的省力程度與坡度大小之間的關(guān)系。【教學(xué)難點(diǎn)】理解“Z”字形和螺旋都是斜面的變形。【教學(xué)準(zhǔn)備】教師材料：PPT、螺絲釘、三角形紙等。學(xué)生材料：斜面裝置、小車、彈簧測力計、鉤碼、記錄單。【教學(xué)時間】1課時【教學(xué)過程設(shè)計】探究活動教師活動學(xué)生活動探究意圖1、 創(chuàng)設(shè)情境，探秘歷史1出示圖片和文字資料，講述古埃及金字塔的神秘故事：同學(xué)們，你們喜歡解謎嗎？今天我們解謎的對象來自遙遠(yuǎn)的古埃及金字塔。它是一種方錐形建筑物，因?yàn)樾嗡浦形淖帧敖稹保员晃覀冃蜗蟮胤g為“金字塔”。金字塔群已經(jīng)有4500多年的歷史，據(jù)考證，現(xiàn)存最大的胡夫金字塔建成時有146.59米高，相當(dāng)于40層樓的高度！塔身由200多萬塊大小不一的巨石組成，平均重達(dá)2.5噸！為建成這個大金字塔，一共動用了10萬人花費(fèi)了20年的時間2.5噸是什么概念？五年級的學(xué)生大約40千克，每塊巨石相當(dāng)于62個你們那么重！2提出問題：金字塔的巨石是怎么從地面運(yùn)送到金字塔高處的？（資料信息：受限于建造的時間要求、技術(shù)水平、人力資源等）3準(zhǔn)備生活場景圖片，學(xué)生猜測有困難時予以適當(dāng)提示。（生活場景：搬運(yùn)自行車上臺階、搬運(yùn)鋼琴上卡車等等）1學(xué)生觀看圖片，傾聽古埃及金字塔的相關(guān)故事。1. 學(xué)生提出想法。（人力搬運(yùn)、運(yùn)用機(jī)械、搭建斜坡）設(shè)計意圖：金字塔是人類文明的瑰寶，古埃及人建造金字塔時所運(yùn)用的各種簡單機(jī)械和巧妙方法是人類智慧的結(jié)晶。以“建造金字塔的巨石如何搬運(yùn)到塔頂高處”這一問題的探秘為主線，創(chuàng)設(shè)了貫穿本課始終的情境，不僅引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識斜面這一簡單機(jī)械的應(yīng)用，更返璞歸真去探尋人類技術(shù)的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的興趣。2、 建構(gòu)模型，初探斜面1分析提出初步猜想：古埃及人利用斜坡運(yùn)送巨石到高處。2提問：斜坡的使用能起到什么作用？3設(shè)計模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想。出示裝置，假設(shè)底座的高度就是金字塔的頂端高度，配重小車模擬要運(yùn)送的巨石，拉動小車模擬運(yùn)輸巨石，猜測古埃及人會怎么做。4提問：怎么知道使用斜面可以更省力？要比較什么？5播放視頻，幫助回憶測力計使用方法。6出示記錄單。7分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視。8小組匯報。教師在黑板上記錄數(shù)據(jù)。9師生小結(jié)：斜面可以省力，幫助減輕勞動強(qiáng)度。它被稱為一種簡單機(jī)械。1學(xué)生回答。（運(yùn)用斜坡能更方便、輕松、省力）2學(xué)生上臺演示。（搭不同的斜面拉動小車。）3學(xué)生回答。（比較豎直提升和沿斜面拉動用的力）4生說明注意事項(xiàng)。5小組實(shí)驗(yàn)。6小組匯報。（斜面可以省力。）設(shè)計意圖：對于金字塔搬運(yùn)巨石到高處提出初步猜想后，引導(dǎo)學(xué)生利用裝置建立模型進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)斜面可以省力、減輕勞動強(qiáng)度的秘密，既認(rèn)識斜面作用，又暗含建模思想，促進(jìn)學(xué)生模型思維的發(fā)展。3、 深入挖掘，再探斜面1引導(dǎo)觀察黑板上記錄的各小組斜面拉力的數(shù)據(jù)。2提問：數(shù)據(jù)的差異意味著什么？可能跟什么因素有關(guān)？3出示不同斜面圖片。提問：你認(rèn)為古埃及人會選擇哪一種斜面？4出示斜面長度和斜面坡度的圖式，描畫出斜面、地面、金字塔高的直角三角形，引導(dǎo)觀察，思考：斜面長和坡度存在什么關(guān)系？5引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟。6出示記錄單。（選擇大中小三種坡度對比）7分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視。8小組匯報，教師引導(dǎo)互相補(bǔ)充。1學(xué)生發(fā)現(xiàn)各小組測出的數(shù)據(jù)有所差別。2學(xué)生思考后回答。（搭建的斜面不同）3學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)提出猜測，說明理由。（選擇更斜的斜面更省力；選擇不那么斜的斜面走的路程更短）4學(xué)生發(fā)現(xiàn)：當(dāng)高度一樣時，坡度越小，斜面越長；坡度越大，斜面越短。5學(xué)生互相補(bǔ)充說明。6生說明注意事項(xiàng)。7小組實(shí)驗(yàn)。8小組匯報：當(dāng)高度不變時，坡度小的斜面比坡度大的斜面省力；雖然坡度越小越省力，但斜面會越長，行駛的距離變長；設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)，并利用數(shù)學(xué)思想和方法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)斜面長度和坡度的關(guān)系，接著啟發(fā)學(xué)生發(fā)揮空間想象力，對斜面坡度進(jìn)行無限小和無限大的聯(lián)想，與平行拉動和豎直提升建立關(guān)聯(lián)。同時發(fā)現(xiàn)坡度越小越省力，但會造成斜面越長，為后續(xù)金字塔的斜面“變形”埋下伏筆。4、 聯(lián)系實(shí)際，斜面“變形”1談話：我們知道為了省力要搭建坡度小的斜面，那金字塔旁的斜坡要多少坡度比較合適？2出示數(shù)據(jù)：據(jù)考證，金字塔旁斜坡坡度大概5、也就是斜面長和金字塔高比例大約在10:1時，是保證運(yùn)輸方便和使用最少建筑斜坡材料的最佳比例。最大的胡夫金字塔建成時的高度是146.59米，換算下來，通往塔頂?shù)男逼麻L度將達(dá)到驚人的1465米左右，斜坡起點(diǎn)距離金字塔將達(dá)1457米遠(yuǎn)！3出示要求，提出問題：怎么解決以上難題？要求： 能省力；不能把斜面建造得離金字塔太遠(yuǎn)。4出示生活場景圖：人行天橋、盤山公路、螺旋滑梯。學(xué)生有想到方法，圖片用來與生活建立關(guān)聯(lián)；學(xué)生沒有想到方法，則用來啟發(fā)思考：將直線斜面變形成“Z”形斜面或螺旋斜面。5引導(dǎo)思考：“Z”形或螺旋為什么能省力？小活動：出示卷在鉛筆上的螺旋，提問螺旋旋開可能是什么形狀，當(dāng)眾旋開是三角形，發(fā)現(xiàn)是斜面的變形。6提問：現(xiàn)在請你們解釋一下古埃及金字塔的巨石是怎樣從地面搬運(yùn)至高處的？7師小結(jié)：你們都提出了很棒的想法，事實(shí)上，4500多年前的古埃及人究竟用什么方式建造成這項(xiàng)世界奇跡，現(xiàn)在的我們已無從得知，它留下的許多未解之謎，仍然吸引著許多考古學(xué)家們利用數(shù)學(xué)原理和科學(xué)技術(shù)不斷去探尋和解釋，希望你們也能如此。1學(xué)生觀看數(shù)據(jù)，思考問題。2學(xué)生思考，提出見解，互相質(zhì)疑補(bǔ)充。邀請上臺畫一畫想法。3學(xué)生發(fā)現(xiàn)天橋或公路等都是由一段一段的斜面組成的。4學(xué)生思考后回答。（組成的坡度都比原來的小得多，比較省力。）5生對金字塔巨石搬運(yùn)的方法作出假設(shè)性解釋。（運(yùn)用“Z”形或螺旋形的斜面，搭建在外部或金字塔內(nèi)部）設(shè)計意圖：斜面的“變形”是本課的難點(diǎn)，但在前面環(huán)節(jié)的層層推進(jìn)上，這個“變形”變得勢必為之，借助生活場景圖和實(shí)物模型啟發(fā)學(xué)生思考，對金字塔斜面的搭建作出假設(shè)性解釋，不管這個假設(shè)是否符合實(shí)際，只要學(xué)生能想到對斜面進(jìn)行“Z字折疊”或螺旋變換，都應(yīng)該予以肯定，體現(xiàn)了學(xué)生空間思維想象力的發(fā)揮，以及對斜面的深度理解。最后的小結(jié)是對科學(xué)探究的態(tài)度和價值觀的升華，科學(xué)探索是建立在前人智慧結(jié)晶的基礎(chǔ)上，不斷地向前發(fā)展。5、 習(xí)題應(yīng)用，加深理解1斜面是一種 機(jī)械，它可以 。2當(dāng)高度一樣時， 越 ，斜面就越省力。3古埃及金字塔可能是通過建造 將巨石搬運(yùn)到高處的。4以下物品不是運(yùn)用斜面原理的是（ ）A. 菜刀 B.樓梯 C.起釘器 D.盤山公路5觀察下圖，思考螺絲釘?shù)穆菁y為什么要這樣設(shè)計？有空余時間學(xué)生完成課堂習(xí)題。設(shè)計意圖：課堂習(xí)題可以簡單快速地檢測出學(xué)生對本課內(nèi)容的掌握程度。包括基礎(chǔ)類和應(yīng)用類，基礎(chǔ)類考查對斜面概念和作用的掌握，應(yīng)用類則通過斜面在生活中不同的運(yùn)用，考查學(xué)生對斜面及其變形的理解是否深刻。【板書設(shè)計】16斜坡的啟示坡度高度不變，坡度越小，斜面越省力 變形：“Z”字斜面、螺旋斜面【知識要點(diǎn)】1. 引導(dǎo)學(xué)生斜面雖然簡單常見，但也是一種簡單機(jī)械。2. 利用建造金字塔時巨石搬運(yùn)到高處的難題，探究斜面可以省力的秘密，且坡度越小越省力。3. 引導(dǎo)學(xué)生意識到斜面長度與斜面坡度存在直接關(guān)系，當(dāng)高度一樣時，斜面越長，坡度也越小。4. 啟發(fā)學(xué)生思考過長的斜面會造成不便，就需要將斜面進(jìn)行“變形”，可以是“Z”字形，也可以變成螺旋形。【課堂流程圖】創(chuàng)設(shè)情境，探秘歷史建構(gòu)模型，實(shí)驗(yàn)探究聯(lián)系實(shí)際，斜面變形習(xí)題應(yīng)用，加深理解（提出問題：建造金字塔時怎么把巨石搬運(yùn)到高處；作出假設(shè)：可以搭建斜面；）（搜集證據(jù)：利用裝置探究斜面是否省力；處理信息：坡度越小越省力；）（表達(dá)交流：斜面太長不符合實(shí)際，需要變形；得出結(jié)論：斜面可以省力，但有時為了符合實(shí)際需要，要變形，如設(shè)計成“Z”字形或螺旋形；）（反思評價：課堂習(xí)題包括基礎(chǔ)類和應(yīng)用類，簡單檢測對斜面的認(rèn)識是否深刻，是否有缺漏。）蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級下冊 第4單元簡單機(jī)械 9