六上“工具和机械”单元疑难问题解答
黄岩实验小学 王万军
黄岩新前中心小学 池松华
1、 P2 选用什么工具好
分别选择什么工具把铁钉、螺丝钉、图钉,分别从木头上取出来,比较一下,用什么工具最省力、方便。这个活动一定要开展好,千万不要只是老师自己演示或者让一、两位学生尝试一下就算数。因为这是本单元的第一个科学探究活动,为接下去的活动奠定了一定的基础。为了使活动开展好些,我建议:要尽量为学生准备多种多样的工具,如果剥线钳、钳工锤难以找到的话,可不用或用其他的工具来替代。
要做好钉板,按教材这样设计的钉板,用羊角锤取钉子难度比较大,因为钉子太高了,阻力点、支点很难把握。因此我们在设计钉板的时候,钉子不能选的太大,要选小一些的钉子,最好选3分钉和5分钉两种,螺丝要选“一字”螺丝和“十字”螺丝,这两种螺丝也要选小一点,螺丝选大了,学生会拧不动的。
2、P4 下面的工具是不是杠杆
下面的工具是不是杠杆呢?说说我们的理由。
这里的六种工具,他们的形状与撬棍这样的杠杆是不一样,对学生来讲判断起来有一定的困难。我建议:钻子用螺丝刀来替代,擀面棍用笔杆来替代。我们要创造条件,让学生在实际使用过程的体会来理解,如:可以让学生用老虎钳来剪段铁丝,用剪刀来剪块纸片,用两手压笔杆在桌面滚一滚,在这个过程中找找阻力点、用力点和支点“三个位置”,再来分析是不是杠杆,学生就较易理解了。
用羊角锤拔钉上节课已经解除过,但教材这幅图画的比较模糊,这样拔出的钉子变弯了。老师在备课时要注意。
3、P7 杠杆类工具的比较
这三种杠杆类的工具,学生是较熟悉的工具,生活中应该有使用类似工具的经验,但要分别找出它们的“三个重要的位置”,还是比较困难的。我建议:我们要创造条件,让学生在实际使用过程的体会来理解,如:夹子夹橡皮,应该让他们亲自多夹几次,感受使用夹子夹橡皮的费力,并分析三点的关系。
教材的插图,讲的是用铁片撬开铁桶的盖子,按这样手握铁片铁桶的盖子是撬不开的。仔细看看,不难看出他不是铁片,而是有斜面口的铁棒,很可能是“一字”螺丝刀。
螺丝刀学生已经接触过几次,对于螺丝刀,有的学生说它用来撬物体时就是杠杆,但作为拧螺丝钉时用,它就不是杠杆而是轮轴,应予以肯定,大大的鼓励。
4、P8 按是不是省力给它们分类
分析常用的杠杆类工具,按是不是省力的标准给它们分分类。
这些都是杠杆类工具。在物理学里,把杠杆分为三类,即:第一类杠杆的支点在阻力点和用力点之间,这类杠杆有可能省力,有可能费力,也有可能既不省力也不费力。第二类杠杆的用力点一定比阻力点离支点远些,永远是省力杠杆。第三类杠杆的用力点一定比阻力点距离支点近些,永远是费力杠杆。上面已经认识了老虎钳、夹子等类似的工具,在这里重点要研究的是筷子和剪刀。
筷子的用力点、阻力点、支点这三点的位置比较难找,建议:让学生用筷子亲自多夹几次橡皮,认识两根筷子中,其中1根筷子是不动的,另1根筷子在动,在动的筷子里再次认识支点、用力点、阻力点,同时观察同学及自己拿筷子的不当姿势并做好修正。
关于剪刀,建议:教师有必要地进行补充,一是不同用处的剪刀,其阻力臂和用力臂的长短是不同的,如理发剪、缝纫剪、园林剪、手工剪等。二是对于同一把剪刀,使用方法不同,其省力或费力情况也是不同的。三是剪刀的省力或费力与剪刀口的斜面口有关。
对于费力的镊子和筷子这两种杠杆类工具,引导学生思考“为什么要设计成费力的?
5、P10用大螺丝刀和同学一起玩一个比力气大小的游戏。
玩这个游戏目的是让学生感受一下在轮上用力比在轴上用力要省力,但是这个游戏做起来难度比较大,因为螺丝刀刀身太滑,刀身、刀柄太小太短,玩起来不但效果不好而且不安全。我的做法:
自己用木头制作一个像手榴弹一样的木棒,木棒的柄和身做的大一点、长一点,让学生玩游戏更妥一些,也比较安全。在指导学生玩这个游戏的时候需要强调手的位置(不管在棒柄上用力还是在棒身上用力,都要尽量将两只手握在最外端)。
6、P12、P13、P14 滑轮的研究
动滑轮、定滑轮和滑轮组的研究,让学生经历一系列的探究活动,了解动滑轮、定滑轮滑轮组的作用和工作原理,再一次体验到机械带给人们的方便不仅仅是省力。在实验组装的过程中,碰到的关键问题是线的选择。太粗、太细等都会因为摩擦力的因素而影响科学的平衡;而线太长又会影响到实验的效果。我的做法:一般线我选装订档案用的中号线;不选棉线,棉线用毛后摩擦力会增大;不选尼龙线,尼龙线结不好打。
课前一定要将线两端的结打好,结要打成活络结;线的长短要进行反复试做,以免影响课堂效率。
7、P15“小个子战胜大力士”的游戏
这个游戏是本课的高潮,学生非常喜欢这样的游戏。小个子同学可以轻松的把两个“大力士”拉动,甚至可以把两个“大力士”拉到一起去!当绕在棍子上的绳子的圈数越多,小个子玩起来就会越省力,利用滑轮组可以提高工作的效率。从这个游戏的效果、安全角度考虑。对器材的选择和准备,我是这样做的:
用塑料的自来水管套在12的圆钢上,以减少绳子与圆钢之间的摩擦。
在课前进行尝试,仿照教材选好两个男生、一个女生。分别在水管上绳子绕3圈、5圈、7圈、9圈的绳子,让小个子(女生)体会一下,这4种的用力情况。
两根棍子及绳子一定要配合好,实验时三位学生一定要安排好,差距越大越好。
(注:这个游戏有一定危险性,不适宜做)
8、P17螺丝钉也是斜面吗
对于斜面在生活中的具体运用,教材安排了螺丝,我觉得这个材料是很不错的,在前面学习的基础上安排了两类螺丝的比较(螺纹比较稀疏的和螺纹比较密集的),并且把螺纹放大。其实这两类螺丝就是同高度不同斜面长度的斜面研究,学生一下子在理解上有一定难度。为了突破这个难度,我重新设计了实验。
选用两张高度向同的打印纸,不同长度斜面的三角形,让他们在自己的笔上卷起来,看看有什么不同,发现斜面长的三角形卷起来后,螺纹会更紧密,从中我们不难发现以上两类螺丝,螺纹更紧密的螺丝拧起来更轻松。
9、P18 自行车上的简单机械是本单元教学难点,教学时要注意什么?
自行车是学生较为熟悉的交通工具,很多学生还骑过自行车,自行车上的简单机械有很多, 教材安排了13幅插图,我们不可能每样都去研究,那样时间不够用,所以要抓住重点。重点研究齿轮、研究省力和变速的原因,然后通过寻找的方式了解其它部位的简单机械。课堂活动可以重点安排三项活动。
第一项活动“了解人脚蹬的力通过链条和齿轮传到了车轮上”,通过讲解分析,学生还是能较好理解掌握的。需要指出两点,一是有部分学生会把齿轮+链条这个结构,当作滑轮,是需要澄清的;二是在观察大小齿轮转动圈数时,可以用粉笔来用记号,效果比较好。而且明白这一圈数比的关系,也是为下一个活动作铺垫的。
第二个活动“齿轮大小与车速快慢及用力大小的关系”因为骑过变速车有过切身体会的学生不多,所以除了让骑过变速自行车学生谈谈自己的体会之外,再通过自行车实物进行分析,后让几个学生骑一骑,改变一下齿轮比,来体会一下速度和用力大小的变化,从而加深印象。在这个活动中,速度关系因为有了第一个活动的铺垫,学生较易掌握,但对于用力大小的区别,有部分学生会简单的认为速度快就省力了,需要引导学生结合机械原理分析思考后再作答。整个后轮是一个轮轴结构,变速齿轮就是轮轴的“轮”,那么齿轮越大,越省力的道理。这样讲了之后,学生能较好的理解了。
第三个活动“认识自行车上的简单机械”,一定要让学生观察实物并动手感知才好。自行车上的简单机械主要是杠杆和轮轴的应用,在分析时,如果认为是杠杆的应用,就要让学生找找支点、阻力点、用力点;如果是轮轴的应用,就让学生找找轮和轴,这样可以加深理解,避免走过场,有看没看。
10、我们曾经使用过什么工具
教材要求学生说一说曾经使用过哪些工具,用它们来做过什么事情,怎样使用这些工具的。在课堂教学中,学生对“工具”的定义把握住准,把所有器具都归纳到“工具名称”中去,如工具名称:铅笔;可以做的事情:写字、画画。或者把一些复杂的机械也归纳进去,如工具名称:汽车,可以做的事情:载人、运货。
我在课堂中是这么处理的,1、“工具”名称解释:工具指的是人们进行生产劳动时所使用的器具,不包括学具之类;2、本节课统计的工具是简单工具,不包括各种复杂的机械;3、统计前先举一些简单的例子。
11、关于机械的定义
书上的定义有模棱两可的感觉,书上是这样阐述的:“在工作时,能使我们省力或方便的装置叫做机械。”我们都知道这个“省力”是针对力学上的,但是很多孩子对省力的外延无限地扩大化;还有对其另一个中心词“方便”,孩子对其也非常模糊;五上教材对“省力”也没有明确地定义,现在突然提出,孩子自然而然对其的定义会扩大化,于是他们自然会想到“电饭锅”、“钢笔”。
小学阶段有一些概念是讲的比较模糊的、宽泛的,老师有时真的没法讲的很清楚。到了中学又会有另外的解释。我在教学简单机械中就把概念简单化,有些东西就回避了。
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