蘇教版小學科學五年級下冊第4單元《簡單機械》PAGE216．斜坡的啟示【課標落實】1．本課通過創設真實情境激發問題、建構模型實驗探究和綜合分析作出解釋等活動，落實《小學科學課程標準》高年段的課程目標。科學知識：了解科學技術推動著人類社會的發展和文明進程。科學探究：能基于所學知識，初步具備實驗設計的能力和控制變量的意識，設計實驗方案。能基于所學知識，運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論。科學態度：表現出對事物的結構、功能、變化及相互關系進行科學探究的興趣。科學、技術、社會與環境：了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用深深影響著社會發展。2．本課的學習內容基于《課程標準》課程內容中“技術與工程領域”的高年段要求：學習內容16.2：知道重大的發明和技術會給人類社會發展帶來的深遠影響和變化。學習內容17.3：工具是一種物化的技術。知道完成某些任務需要特定的工具。知道斜面是常見的簡單機械。使用斜面解決生活中的實際問題。【教材分析】《斜坡的啟示》是蘇教版科學五年級下冊第4單元《簡單機械》的最后一課。學生在二年級下冊《認識工具》中操作和使用螺絲刀、老虎鉗和羊角錘等簡單工具時，對工具的便利已經有切身的體驗和初步的認識。同時在本單元前三課的基礎上，接著學習斜面這一簡單機械，豐富對經典簡單機械的認知、體會機械能夠省力和便于工作的作用。在教材中還滲透了機械與生活的關聯，在生活中尋找和發現斜面的應用實例，體會機械對生活的影響。本課教學內容分四個部分：第一部分，認識斜面。教材首先針對兩幅情境圖片，引導學生思考解決搬動困難的問題，然后指引學生觀察古人建造金字塔時搬運巨石的場景，對比發現斜面的存在價值，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，發現斜坡省力的奧秘，加深對斜面作用的認識。第三部分，認識斜坡原理的應用。教材展現了斜面的兩種變形：螺旋和盤山公路，并引導學生思考它們與斜面的關系。為了幫助學生理解斜面的變形，教材用直角三角形紙片纏繞鉛筆，直觀表現幫助學生理解變形斜面的來由。第四部分，找自行車上的簡單機械。這一部分不僅與斜面有關，還是本單元的概括和總結。在此，教材首先說明杠桿、輪軸、滑輪、斜面都屬于簡單機械，都具有降低勞動強度的作用，然后引導學生分析自行車——集成多種簡單機械的常見物體——所包含的簡單機械，并說明其各自的作用。【學情分析】通過二年級下冊《認識工具》的學習，學生初步認識并操作簡單工具，體驗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上，學生認識了杠桿、輪軸和滑輪這三種簡單機械的原理及其作用，所習得的科學方法可以為本課對斜面的認識奠定基礎。從學生的前概念來看，學生在日常生活中見過“搭建斜坡”運送東西的場景，已經初步建立“斜坡”能夠省力的感性認識，本課以此為契機，創設了金字塔巨石如何搬運到塔頂的真實問題情境，引導學生在解決金字塔難題的同時，探究斜面省力的秘密。同時根據學生的年齡特點和認知規律，學生對于變形斜面的辨別和認知存在一定困難，需要教師啟發學生發揮抽象思維能力，認識到“Z”形斜面和“螺旋”都是斜面的變形，而這個難點的突破同樣涵蓋在金字塔情境中。【教學目標】科學知識：1．知道斜面是一種簡單機械。2．知道高度不變時，坡度越小（斜面越長）斜面越省力。3．知道為了符合實際需求，有時需要將斜面“變形”，有“Z”字斜面和螺旋斜面。科學探究：1．能夠對金字塔巨石搬運之謎作出猜想，并設計實驗探究。2．通過搜集證據和數據分析，發現斜面的省力程度與坡度大小之間的關系。3．能夠結合實際，對斜面的變形提出設想，能對巨石搬運之謎作出假設性解釋。科學態度：1．積極表達與交流，體驗和感受科學探究的樂趣。2．樂于關注身邊簡單機械的應用。科學、技術、社會與環境：體會機械和技術促進人類文明的發展。意識到斜面給人們生產生活帶來的便利。【教學重點】發現斜面的省力程度與坡度大小之間的關系。【教學難點】理解“Z”字形和螺旋都是斜面的變形。【教學準備】教師材料：PPT、螺絲釘、三角形紙等。學生材料：斜面裝置、小車、彈簧測力計、鉤碼、記錄單。【教學時間】1課時【教學過程設計】探究活動教師活動學生活動探究意圖創設情境，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：同學們，你們喜歡解謎嗎？今天我們解謎的對象來自遙遠的古埃及——金字塔。它是一種方錐形建筑物，因為形似中文字“金”，所以被我們形象地翻譯為“金字塔”。金字塔群已經有4500多年的歷史，據考證，現存最大的胡夫金字塔建成時有146.59米高，相當于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2.5噸！為建成這個大金字塔，一共動用了10萬人花費了20年的時間……2.5噸是什么概念？五年級的學生大約40千克，每塊巨石相當于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送到金字塔高處的？（資料信息：受限于建造的時間要求、技術水平、人力資源等）3．準備生活場景圖片，學生猜測有困難時予以適當提示。（生活場景：搬運自行車上臺階、搬運鋼琴上卡車等等）1．學生觀看圖片，傾聽古埃及金字塔的相關故事。學生提出想法。（人力搬運、運用機械、搭建斜坡……）［設計意圖：金字塔是人類文明的瑰寶，古埃及人建造金字塔時所運用的各種簡單機械和巧妙方法是人類智慧的結晶。以“建造金字塔的巨石如何搬運到塔頂高處”這一問題的探秘為主線，創設了貫穿本課始終的情境，不僅引導學生認識斜面這一簡單機械的應用，更返璞歸真去探尋人類技術的發展，激發學生進行科學學習和科學探究的興趣。]建構模型，初探斜面1．分析提出初步猜想：古埃及人利用斜坡運送巨石到高處。2．提問：斜坡的使用能起到什么作用？3．設計模擬實驗驗證猜想。出示裝置，假設底座的高度就是金字塔的頂端高度，配重小車模擬要運送的巨石，拉動小車模擬運輸巨石，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．分組實驗，教師巡視。8．小組匯報。教師在黑板上記錄數據。9．師生小結：斜面可以省力，幫助減輕勞動強度。它被稱為一種簡單機械。1．學生回答。（運用斜坡能更方便、輕松、省力……）2．學生上臺演示。（搭不同的斜面拉動小車。）3．學生回答。（比較豎直提升和沿斜面拉動用的力）4．生說明注意事項。5．小組實驗。6．小組匯報。（斜面可以省力。）［設計意圖：對于金字塔搬運巨石到高處提出初步猜想后，引導學生利用裝置建立模型進行探究，發現斜面可以省力、減輕勞動強度的秘密，既認識斜面作用，又暗含建模思想，促進學生模型思維的發展。]深入挖掘，再探斜面1．引導觀察黑板上記錄的各小組斜面拉力的數據。2．提問：數據的差異意味著什么？可能跟什么因素有關？3．出示不同斜面圖片。提問：你認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，引導觀察，思考：斜面長和坡度存在什么關系？5．引導學生設計實驗步驟。6．出示記錄單。（選擇大中小三種坡度對比）7．分組實驗，教師巡視。8．小組匯報，教師引導互相補充。1．學生發現各小組測出的數據有所差別。2．學生思考后回答。（搭建的斜面不同）3．學生根據數據提出猜測，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．學生發現：當高度一樣時，坡度越小，斜面越長；坡度越大，斜面越短。5．學生互相補充說明。6．生說明注意事項。7．小組實驗。8．小組匯報：當高度不變時，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；……［設計意圖：引導學生設計對比實驗，并利用數學思想和方法，引導學生發現斜面長度和坡度的關系，接著啟發學生發揮空間想象力，對斜面坡度進行無限小和無限大的聯想，與平行拉動和豎直提升建立關聯。同時發現坡度越小越省力，但會造成斜面越長，為后續金字塔的斜面“變形”埋下伏筆。]聯系實際，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．出示數據：據考證，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，通往塔頂的斜坡長度將達到驚人的1465米左右，斜坡起點距離金字塔將達1457米遠！3．出示要求，提出問題：怎么解決以上難題？要求：①能省力；②不能把斜面建造得離金字塔太遠。4．出示生活場景圖：人行天橋、盤山公路、螺旋滑梯。①學生有想到方法，圖片用來與生活建立關聯；②學生沒有想到方法，則用來啟發思考：將直線斜面變形成“Z”形斜面或螺旋斜面。5．引導思考：“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，當眾旋開是三角形，發現是斜面的變形。6．提問：現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至高處的？7．師小結：你們都提出了很棒的想法，事實上，4500多年前的古埃及人究竟用什么方式建造成這項世界奇跡，現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家們利用數學原理和科學技術不斷去探尋和解釋，希望你們也能如此。1．學生觀看數據，思考問題。2．學生思考，提出見解，互相質疑補充。邀請上臺畫一畫想法。3．學生發現天橋或公路等都是由一段一段的斜面組成的。4．學生思考后回答。（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的方法作出假設性解釋。（運用“Z”形或螺旋形的斜面，搭建在外部或金字塔內部……）［設計意圖：斜面的“變形”是本課的難點，但在前面環節的層層推進上，這個“變形”變得勢必為之，借助生活場景圖和實物模型啟發學生思考，對金字塔斜面的搭建作出假設性解釋，不管這個假設是否符合實際，只要學生能想到對斜面進行“Z字折疊”或螺旋變換，都應該予以肯定，體現了學生空間思維想象力的發揮，以及對斜面的深度理解。最后的小結是對科學探究的態度和價值觀的升華，科學探索是建立在前人智慧結晶的基礎上，不斷地向前發展。]習題應用，加深理解1．斜面是一種機械，它可以。2．當高度一樣時，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到高處的。4．以下物品不是運用斜面原理的是（）菜刀B.樓梯C.起釘器D.盤山公路5．觀察下圖，思考螺絲釘的螺紋為什么要這樣設計？有空余時間學生完成課堂習題。［設計意圖：課堂習題可以簡單快速地檢測出學生對本課內容的掌握程度。包括基礎類和應用類，基礎類考查對斜面概念和作用的掌握，應用類則通過斜面在生活中不同的運用，考查學生對斜面及其變形的理解是否深刻。]【板書設計】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】引導學生斜面雖然簡單常見，但也是一種簡單機械。利用建造金字塔時巨石搬運到高處的難題，探究斜面可以省力的秘密，且坡度越小越省力。引導學生意識到斜面長度與斜面坡度存在直接關系，當高度一樣時，斜面越長，坡度也越小。啟發學生思考過長的斜面會造成不便，就需要將斜面進行“變形”，可以是“Z”字形，也可以變成螺旋形。【課堂流程圖】創設情境，探秘歷史建構模型，實驗探究創設情境，探秘歷史建構模型，實驗探究聯系實際，斜面變形習題應用，加深理解作出假設：可以搭建斜面；）（搜集證據：利用裝置探究斜面是否省力；處理信息：坡度越小越省力；）（表達交流：斜面太長不符合實際，需要變形；得出結論：斜面可以省力，但有時為了符合實際需要，要變形，如設計成“Z”字形或螺旋形；）（反思評價：課堂習題包括基礎類和應用類，簡單檢測對斜面的認識是否深刻，是否有缺漏。）16．斜坡的啟示【課標落實】1．本課通過創設真實情境激發問題、建構模型實驗探究和綜合分析作出解釋等活動，落實《小學科學課程標準》高年段的課程目標。科學知識：了解科學技術推動著人類社會的發展和文明進程。科學探究：能基于所學知識，初步具備實驗設計的能力和控制變量的意識，設計實驗方案。能基于所學知識，運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論。科學態度：表現出對事物的結構、功能、變化及相互關系進行科學探究的興趣。科學、技術、社會與環境：了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用深深影響著社會發展。2．本課的學習內容基于《課程標準》課程內容中“技術與工程領域”的高年段要求：學習內容16.2：知道重大的發明和技術會給人類社會發展帶來的深遠影響和變化。學習內容17.3：工具是一種物化的技術。知道完成某些任務需要特定的工具。知道斜面是常見的簡單機械。使用斜面解決生活中的實際問題。【教材分析】《斜坡的啟示》是蘇教版科學五年級下冊第4單元《簡單機械》的最后一課。學生在二年級下冊《認識工具》中操作和使用螺絲刀、老虎鉗和羊角錘等簡單工具時，對工具的便利已經有切身的體驗和初步的認識。同時在本單元前三課的基礎上，接著學習斜面這一簡單機械，豐富對經典簡單機械的認知、體會機械能夠省力和便于工作的作用。在教材中還滲透了機械與生活的關聯，在生活中尋找和發現斜面的應用實例，體會機械對生活的影響。本課教學內容分四個部分：第一部分，認識斜面。教材首先針對兩幅情境圖片，引導學生思考解決搬動困難的問題，然后指引學生觀察古人建造金字塔時搬運巨石的場景，對比發現斜面的存在價值，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，發現斜坡省力的奧秘，加深對斜面作用的認識。第三部分，認識斜坡原理的應用。教材展現了斜面的兩種變形：螺旋和盤山公路，并引導學生思考它們與斜面的關系。為了幫助學生理解斜面的變形，教材用直角三角形紙片纏繞鉛筆，直觀表現幫助學生理解變形斜面的來由。第四部分，找自行車上的簡單機械。這一部分不僅與斜面有關，還是本單元的概括和總結。在此，教材首先說明杠桿、輪軸、滑輪、斜面都屬于簡單機械，都具有降低勞動強度的作用，然后引導學生分析自行車——集成多種簡單機械的常見物體——所包含的簡單機械，并說明其各自的作用。【學情分析】通過二年級下冊《認識工具》的學習，學生初步認識并操作簡單工具，體驗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上，學生認識了杠桿、輪軸和滑輪這三種簡單機械的原理及其作用，所習得的科學方法可以為本課對斜面的認識奠定基礎。從學生的前概念來看，學生在日常生活中見過“搭建斜坡”運送東西的場景，已經初步建立“斜坡”能夠省力的感性認識，本課以此為契機，創設了金字塔巨石如何搬運到塔頂的真實問題情境，引導學生在解決金字塔難題的同時，探究斜面省力的秘密。同時根據學生的年齡特點和認知規律，學生對于變形斜面的辨別和認知存在一定困難，需要教師啟發學生發揮抽象思維能力，認識到“Z”形斜面和“螺旋”都是斜面的變形，而這個難點的突破同樣涵蓋在金字塔情境中。【教學目標】科學知識：1．知道斜面是一種簡單機械。2．知道高度不變時，坡度越小（斜面越長）斜面越省力。3．知道為了符合實際需求，有時需要將斜面“變形”，有“Z”字斜面和螺旋斜面。科學探究：1．能夠對金字塔巨石搬運之謎作出猜想，并設計實驗探究。2．通過搜集證據和數據分析，發現斜面的省力程度與坡度大小之間的關系。3．能夠結合實際，對斜面的變形提出設想，能對巨石搬運之謎作出假設性解釋。科學態度：1．積極表達與交流，體驗和感受科學探究的樂趣。2．樂于關注身邊簡單機械的應用。科學、技術、社會與環境：體會機械和技術促進人類文明的發展。意識到斜面給人們生產生活帶來的便利。【教學重點】發現斜面的省力程度與坡度大小之間的關系。【教學難點】理解“Z”字形和螺旋都是斜面的變形。【教學準備】教師材料：PPT、螺絲釘、三角形紙等。學生材料：斜面裝置、小車、彈簧測力計、鉤碼、記錄單。【教學時間】1課時【教學過程設計】創設情境，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：同學們，你們喜歡解謎嗎？今天我們解謎的對象來自遙遠的古埃及——金字塔。它是一種方錐形建筑物，因為形似中文字“金”，所以被我們形象地翻譯為“金字塔”。金字塔群已經有4500多年的歷史，據考證，現存最大的胡夫金字塔建成時有146.59米高，相當于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2.5噸！為建成這個大金字塔，一共動用了10萬人花費了20年的時間……2.5噸是什么概念？五年級的學生大約40千克，每塊巨石相當于62個你們那么重！提出問題：金字塔的巨石是怎么從地面運送到金字塔高處的？（資料信息：受限于建造的時間要求、技術水平、人力資源等）2．學生提出想法。 3．準備生活場景圖片，學生猜測有困難時予以適當提示。（生活場景：搬運自行車上臺階、搬運鋼琴上卡車等等）4．引出斜坡的使用。［設計意圖：金字塔是人類文明的瑰寶，古埃及人建造金字塔時所運用的各種簡單機械和巧妙方法是人類智慧的結晶。以“建造金字塔的巨石如何搬運到塔頂高處”這一問題的探秘為主線，創設了貫穿本課始終的情境，不僅引導學生認識斜面這一簡單機械的應用，更返璞歸真去探尋人類技術的發展，激發學生進行科學學習和科學探究的興趣。]建構模型，初探斜面1．提出初步猜想：古埃及人利用斜坡運送巨石到高處。2．提問：斜坡的使用能起到什么作用？（方便、輕松、省力……）3．設計模擬實驗驗證猜想。出示裝置，假設底座的高度就是金字塔的頂端高度，配重小車模擬要運送的巨石，拉動小車模擬運輸巨石，猜測古埃及人會怎么做。4．生上臺演示，搭斜面拉動小車。5．提問：怎么知道使用斜面可以更省力？要比較什么？（豎直提升和沿斜面拉動比較）6．播放視頻，幫助回憶測力計使用方法。7．出示記錄單，生說明注意事項。8．學生分組實驗。9．小組匯報，師在黑板上記錄數據。（斜面可以省力）10．小結：斜面可以省力，幫助減輕勞動強度。它被稱為一種簡單機械。［設計意圖：對于金字塔搬運巨石到高處提出初步猜想后，引導學生利用裝置建立模型進行探究，發現斜面可以省力、減輕勞動強度的秘密，既認識斜面作用，又暗含建模思想，促進學生模型思維的發展。]深入挖掘，再探斜面1．提問：各個小組測出的斜面拉力有所差別，這意味著什么？可能跟什么因素有關？（搭建的斜面不同）出示不同斜面圖片。提問：你認為古埃及人會選擇哪一種斜面更省力？2．生提出猜測，說明理由。3．談話：把從斜面起點到搬運高處的長度稱為斜面長度；斜面和地面的夾角稱為斜面坡度（斜面長度和板長區分開）。描畫出斜面、地面、金字塔高的直角三角形，引導觀察，思考：斜面長和坡度存在什么關系？4．發現：當高度一樣時，坡度越小，斜面越長；坡度越大，斜面越短。研究斜面時我們就以坡度來描述。5．引導學生設計實驗步驟。（大中小三種坡度對比）6．出示記錄單，生說明注意事項。7．學生分組實驗。8．小組匯報：當高度不變時，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；……［設計意圖：引導學生設計對比實驗，并利用數學思想和方法，引導學生發現斜面長度和坡度的關系，接著啟發學生發揮空間想象力，對斜面坡度進行無限小和無限大的聯想，與平行拉動和豎直提升建立關聯。同時發現坡度越小越省力，但會造成斜面越長，為后續金字塔的斜面“變形”埋下伏筆。]聯系實際，斜面“變形”1．談話：我們知道了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？出示數據：據考證，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，是保證運輸方便和使用最少建筑斜坡材料的最佳比例。我們今天使用的模型高度大約是20厘米，按比例斜面長是高度的10倍，也就是2米；而最大的胡夫金字塔建成時的高度是146.59米，