江西省九江市少年宫科学动力机械课程（教学设计） 3乐高乐园

江西省九江市少年宫科学动力机械课程（教学设计）3乐高乐园科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）江西省九江市少年宫科学动力机械课程（教学设计）3乐高乐园教学内容教材章节：《科学动力机械》第三课《乐高乐园》

内容：学习乐高积木的基本搭建技巧，了解齿轮、杠杆、滑轮等简单机械的原理，通过实际操作，运用这些原理设计并搭建简单的机械装置，培养学生的动手能力和创新思维。核心素养目标培养学生动手实践能力，提高问题解决和创新能力；增强对科学原理的探究兴趣，提升科学思维和逻辑推理能力；学会团队合作，培养沟通协作精神；激发学生对机械原理的兴趣，树立工程意识。重点难点及解决办法重点：1.理解齿轮、杠杆、滑轮等简单机械的工作原理；2.运用这些原理设计并搭建机械装置。

难点：1.将理论知识与实际搭建相结合；2.创新设计出功能完善的机械装置。

解决办法：1.通过实际操作演示，让学生直观理解机械原理；2.提供多样化的搭建素材，鼓励学生尝试不同组合；3.分组讨论，互相启发，共同解决搭建中的问题；4.鼓励学生查阅资料，拓宽知识面，激发创新思维。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《科学动力机械》教材，包含本节课的学习内容。

2.辅助材料：准备与乐高搭建相关的图片、图表、视频等多媒体资源，帮助学生理解机械原理。

3.实验器材：准备足够的乐高积木和基础机械零件，确保学生分组实验时能够独立操作。

4.教室布置：设置分组讨论区，配备实验操作台，创造一个便于学生互动和动手实践的环境。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示乐高机械作品的视频或图片，引导学生思考这些作品的原理和构造，激发他们对机械搭建的兴趣。

-回顾旧知：简要回顾上节课学习的简单机械原理，如齿轮的啮合、杠杆的平衡等，为本次课程做好知识铺垫。

2.新课呈现（约15分钟）

-讲解新知：详细介绍齿轮、杠杆、滑轮等简单机械的工作原理，包括它们在乐高搭建中的应用。

-举例说明：通过展示乐高机械模型的实例，如齿轮传动、杠杆提升等，帮助学生理解这些原理在实际搭建中的应用。

-互动探究：提出问题，引导学生思考如何将这些原理应用到自己的搭建中，鼓励学生进行小组讨论。

3.实践操作（约20分钟）

-学生活动：分组让学生根据所学原理，利用乐高积木进行实际搭建，如设计一个简单的齿轮传动装置。

-教师指导：教师在学生操作过程中巡回指导，解答学生疑问，确保学生正确理解并应用所学知识。

4.巩固练习（约15分钟）

-学生活动：在教师指导下，学生尝试设计并搭建更复杂的机械装置，如一个能够完成特定任务的乐高机器人。

-教师指导：教师观察学生的搭建过程，提供反馈和改进建议，帮助学生提高搭建技能。

5.交流展示（约10分钟）

-学生展示：每组选择代表展示自己的搭建作品，介绍设计思路和遇到的问题及解决方法。

-全班讨论：其他学生提问，展示者回答，促进学生对知识的深入理解和交流。

6.总结反思（约5分钟）

-教师总结：回顾本节课所学内容，强调重点，总结学生在搭建过程中体现的创新思维和解决问题的能力。

-学生反思：引导学生思考自己在搭建过程中的收获和不足，鼓励他们在今后的学习中持续改进。

7.课后作业（约5分钟）

-布置作业：让学生课后继续探索乐高搭建，尝试设计一个能够解决实际问题的机械装置，并准备在下节课进行展示和分享。

整个教学过程将遵循学生的认知规律，通过理论与实践相结合的方式，确保学生在轻松愉快的氛围中学习科学动力机械知识，提升动手能力和创新思维。学生学习效果六、学生学习效果

1.知识掌握：学生能够熟练掌握齿轮、杠杆、滑轮等简单机械的工作原理，理解它们在乐高搭建中的应用，为后续学习更复杂的机械原理打下坚实的基础。

2.动手能力：学生在实际搭建过程中，通过动手操作，提高了动手实践能力，学会了如何将理论知识转化为实际操作技能。

3.创新思维：学生在设计搭建机械装置时，需要运用创新思维，尝试不同的设计方案，这有助于培养学生的创新意识和解决问题的能力。

4.团队合作：在小组合作搭建过程中，学生学会了如何与他人沟通、协作，共同完成任务，提升了团队合作精神。

5.问题解决：学生在搭建过程中遇到问题时，能够通过查阅资料、讨论等方式，自主寻找解决方案，提高了问题解决能力。

6.科学素养：通过学习乐高搭建，学生对科学原理有了更深入的了解，激发了他们对科学的兴趣，培养了科学素养。

7.情感态度：学生在学习过程中，体验到了成功的喜悦，增强了自信心，同时也学会了面对失败时的坚持和勇敢。

8.交流能力：在展示和分享搭建作品的过程中，学生需要向他人介绍自己的设计思路和搭建过程，这有助于提高他们的交流表达能力。

9.终身学习：通过本节课的学习，学生认识到学习是一个持续的过程，激发了他们持续学习的动力，为终身学习奠定了基础。

10.实践应用：学生在学习过程中，将所学知识应用于实际搭建，提高了知识的应用能力，为将来的学习和生活打下良好的基础。教学反思与总结今天这节课，咱们通过乐高搭建，让孩子们体验了科学动力机械的魅力。总的来说，我觉得效果还是不错的，但也有些地方需要反思和总结。

首先，我觉得课堂氛围挺活跃的。孩子们对乐高积木本身就挺感兴趣的，通过问题、情境引入，他们很快就进入了状态。在讲解齿轮、杠杆、滑轮等机械原理时，我尽量用简单易懂的语言，并结合实例，让他们更容易理解。

不过，我也发现了一些问题。比如，在讲解新知的时候，有些孩子可能因为基础知识的薄弱，对某些概念理解起来有些吃力。这就要求我在今后的教学中，要更加注重基础知识的巩固，确保每个孩子都能跟上课程的节奏。

在实践操作环节，我发现孩子们在动手搭建时，有些地方不太会灵活运用所学知识。这可能是由于他们缺乏实际操作经验，或者是创新思维的不足。因此，我打算在接下来的课程中，多设计一些实践性的活动，让孩子们在实践中不断摸索和尝试，提高他们的动手能力和创新思维。

另外，课堂管理方面，我也有些心得。我发现，通过分组讨论和合作，孩子们的参与度更高，而且能够互相学习，共同进步。但是，有时候小组内的交流不够充分，导致部分学生参与度不高。所以，我会在今后的教学中，更加注重小组合作的引导，确保每个孩子都能在小组中发挥自己的作用。

在教学总结方面，我觉得孩子们在这节课中收获颇丰。他们不仅掌握了简单机械的原理，还提高了动手能力和创新思维。在情感态度方面，他们表现出了对科学的浓厚兴趣和积极探索的精神。

当然，也存在一些不足。比如，个别孩子在课堂上的纪律性还有待提高，有时候会分心。对此，我会在今后的教学中，更加注重课堂纪律的培养，让孩子们在有序的环境中学习。

最后，我希望通过我们的共同努力，让孩子们在科学动力机械的世界里，找到属于自己的乐趣，激发他们对科学的热爱，为他们的未来打下坚实的基础。典型例题讲解1.例题：一个乐高杠杆的支点位于杠杆的中间，左端放置一个重量为20克的物体，右端放置一个重量为50克的物体，杠杆的长度为40厘米。求杠杆的平衡点距离支点的距离。

解答：根据杠杆平衡条件，力矩相等，即力×力臂=力×力臂。设平衡点距离支点的距离为x厘米，则有：

20克×(40-x)=50克×x

800-20x=50x

800=70x

x=800/70

x≈11.43厘米

2.例题：一个乐高齿轮系统由两个齿轮组成，齿轮A有20个齿，齿轮B有40个齿。当齿轮A转动一周时，齿轮B转动了多少周？

解答：齿轮A和齿轮B的齿数比为20:40，即1:2。这意味着齿轮A转动一周，齿轮B会转动两周。因此，当齿轮A转动一周时，齿轮B转动了2周。

3.例题：一个乐高滑轮组由两个滑轮组成，一个动滑轮和一个定滑轮。一个重量为100克的物体通过滑轮组被提升，滑轮组的总机械优势为4。求人需要施加多大的力才能将物体提升到一定高度？

解答：机械优势（MA）=输出力/输入力。这里，输出力是提升物体的力，输入力是人需要施加的力。由于机械优势为4，我们有：

4=输出力/输入力

输出力=100克×9.8m/s²（重力加速度）=980牛顿

输入力=输出力/机械优势=980牛顿/4=245牛顿

所以，人需要施加245牛顿的力。

4.例题：一个乐高机械装置包含一个齿轮和一个杠杆。齿轮有30个齿，杠杆的长度为50厘米，杠杆的左端有一个重量为60克的物体。若要使杠杆平衡，齿轮需要转动多少圈？

解答：首先，计算物体的重力力矩：

重力力矩=重量×重力加速度×力臂

重力力矩=60克×9.8m/s²×(50厘米/100厘米)=29.4牛顿·厘米

由于杠杆平衡，齿轮的力矩也必须等于29.4牛顿·厘米。齿轮的力矩由齿数和齿轮半径决定。假设齿轮半径为r厘米，则齿轮的力矩为：

齿轮力矩=齿数×齿距×转动角度

为了使杠杆平衡，齿轮需要转动的角度是使齿轮力矩等于重力力矩的角度。设齿轮齿距为p厘米，转动角度为θ度，则有：

齿轮力矩=齿数×齿距×θ=30×p×θ

29.4牛顿·厘米=30×p×θ

由于题目没有给出齿轮半径和齿距，我们无法直接计算出θ。但是，我们可以通过实验或进一步的设计来确定θ，从而计算出齿轮需要转动的圈数。

5.例题：一个乐高装置包含一个斜面和一个滑块。斜面的长度为30厘米，高度为10厘米。一个重量为200克的物体从斜面顶端滑下，不计摩擦。求物体滑到斜面底端时的速度。

解答：首先，计算物体从斜面顶端滑下的重力势能：

势能=重量×重力加速度×高度

势能=200克×9.8m/s²×(10厘米/100厘米)=196焦耳

在不计摩擦