《圆珠笔的秘密》教学设计
教材版本:青岛版小学科学二年级下册第五单元第15课
一、课标分析
大概念:
16.人们为了使生产和生活更加便利、快捷、舒适,创造了丰富多彩的人工世界。
17.技术的核心是发明,是人们对自然的利用和改造。
学习内容:
16.2技术与工程产品改变了人们的生产和生活。
17.2技术包括人们利用和改造自然的方法、程序和产品.
学习目标:
16.1.1体会生活中的科技产品给人们带来的便利、快捷和舒适。
17.2.1认识周围简单科技产品的结构和功能。
二、教材分析
教材分三部分:第一部分是问题与猜测,以猜测“圆珠笔里面有什么?”引出学生对于圆珠笔内部结构的探究想法。目的是引发学生对于圆珠笔写字原理的探究,引发学生对圆珠笔内部构造及其组成各部分功能产生好奇心和探究欲。
第二部分是探究与实践,分为两部分,第一部分在圆珠笔拆分之后的各部分零件,笔杆、弹簧、笔芯,并提示学生把零件按照拆卸顺序排放,目的是让学生通过拆卸圆珠笔,了解圆珠笔的各部分构造,培养学生的探究精神并在规范学生的行为习惯。第二部分向学生展示圆珠笔各部分特写图,目的是通过问题引导,对圆珠笔各部分的功能进行探究,使学生初步建立结构与功能相适应的联系。同时指导学生亲自动手制作滚珠装置的情景图。目的是借助模型深入探究圆珠笔滚珠的功能,解开圆珠滚动促使笔油流出的奥秘。
第三部分是拓展与创新,也包含两个部分:一是探究圆珠笔写不出字的原因,另一个是拓展滚珠的其他用途,丰富学生的知识。在对圆珠笔故障的原因进行探究的过程中,培养学生的逻辑思维能力;通过对滚珠装置的其他用途的拓展,培养学生的创新思维能力。
三、教学目标
科学知识目标:了解圆珠笔及其各部分的结构和功能,初步建立结构与功能相适应的联系;
科学探究目标:比较圆珠笔与铅笔的不同,能从圆珠笔及各部分的观察、比较中提出感兴趣的问题,认识圆珠笔内部结构的功能;
科学态度目标:能在好奇心的驱使下,对圆珠笔及周围科技产品表现出探究兴趣;
科学技术、社会与环境目标:了解圆珠笔作为科技产品给人类生活带来的便利,意识到科技发明创意源于生活,且服务于我们的生活。
四、教学重难点
能够在拆装圆珠笔的过程中了解圆珠笔各部分的结构与功能。
五、教具准备
教师准备:圆珠笔(56支),彩纸15张,教学课件,铅笔、毛笔、钢笔。
学生桌面摆放2支1号圆珠笔和2个托盘,模拟圆珠笔笔头实验装置、装有洗手液的针管、放大镜。
六、教学过程
(一)猜谜导入,激发兴趣
师出示四个谜语,供学生猜:
小黑人,细又长,穿着木头花衣裳,能写字来能画画。——打一文具(出示铅笔)
小竹人,细又细,生来一把白胡须,工作时,抹黑油,休息时,戴帽子。——打一文具(出示毛笔)(出示毛笔)
嘴巴尖尖能吐水,会走长路没有腿,每迈一步留脚印,肚子饿了喝点水。——打一文具(出示钢笔)
【设计意图】
针对低年级学生特点,出示四个谜语,供学生猜测,以激发学生的学习兴趣,回顾生活中对铅笔、毛笔、钢笔的观察事实,调取了学生的前概念。
(二)观察体验,提出问题
1.学观察
谈话:科学研究从观察入手,当我们认识物体的时候,通过观察,可以了解物体的特征。每个小组的桌面上都摆放着一支1号圆珠笔,请观察它与铅笔、毛笔、钢笔相比,有哪些相同之处?(板贴:学观察)
师生互动并板书:它们都能写字,都比较细长。板书:写字 细长 笔夹
要求:试一试用圆珠笔写字是什么感受?
小结:看了这幅图,我们就可以清晰地了解圆珠笔与其它笔的相同点和不同点,这在科学研究中叫做对比与分类,这种图叫做维恩图,大家在以后的科学学习中会经常用到它。板书:对比与分类
【设计意图】
以谈话引入,引领学生比较圆珠笔与铅笔、毛笔、钢笔的不同特点,渗透了作比较的观察方法和画维恩图的思维可视化方法指导,要求学生试一试用圆珠笔写字的感受,增强学生的感性认识。
2.提问题
提问:在对物体特征进行观察后,科学家们往往会提出问题。板贴:提问题 大家对圆珠笔,能提出哪些感兴趣的问题?
预设:为什么一按按钮,笔头就出来了?圆珠笔里面有什么?为什么圆珠笔能写字?板书:写字?结构?功能?
小结:这节课,老师就带领大家一起研究圆珠笔的秘密(板贴课题:15.圆珠笔的秘密)
提问:要想研究这些问题,我们仅仅观察圆珠笔的外部特征,行不行?
预设:还需要观察里面有什么。板书:外→内
【设计意图】
在学生观察后,巧妙引导学生提出与圆珠笔有关的感兴趣的问题,从而聚焦本课的研究主题“探究圆珠笔的秘密”,为后续探究活动的开展做好了铺垫。
(三)制定方案,动手实践
1.猜一猜
提问:拆之前,大家猜一猜,圆珠笔里面有什么? 板贴:猜一猜
预设:有弹簧、笔芯。
2.拆一拆
提问:圆珠笔里究竟有没有大家所说的这些呢?有什么办法可以验证?
预设:可以拆开圆珠笔看一看。板书:拆一拆
提问:拆开的时候要注意什么?
预设:要慢慢地,一步一步地拆。板书:按顺序 合作
讲解(播放视频):拆开以后有些小零件容易掉落,这里有一个拆圆珠笔的视频,大家想不想看究竟该怎么拆?(圆珠笔是常见的文具,要注意观察,这是笔夹、笔杆的前段、弹簧、笔芯、两个小的机械组件、笔杆的后端。)板贴:拆一拆
提问:通过观看,拆的时候要注意什么?
预设:要按照一定的顺序拆,先拧开,再放前面的笔杆,再放笔芯,再放后面的笔杆。(板书:按顺序)
课件:1.小组内2人合作拆开1号圆珠笔。2.将拆开的零件,按拆下的顺序依次摆放并粘在托盘的双面胶上。3.观察:圆珠笔里有什么?注意:只拆开,不用组装。拆完后坐端正,看哪个小组摆放最整齐?(各小组拆圆珠笔,师巡回指导。)
提问:下面我们交流一下,圆珠笔由哪些部分组成?
(请一位同学上台在实物投影处介绍一下拆开后的零件有哪些?)依次板贴:笔夹、笔杆、弹簧、笔芯、机械部件
【设计意图】
本环节,重点在于引领学生动手动脑做科学,拆之前,我提醒学生猜一猜圆珠笔里面的结构,在猜测基础上讨论拆开圆珠笔的方案,教师播放拆装圆珠笔视频进行示范指导,学生观看视频后,提炼出“要按照一定的顺序拆,先拧开,再放前面的笔杆,再放笔芯,再放后面的笔杆”的顺序。各小组拆圆珠笔,师巡回指导,并请一位同学上台在实物投影处介绍一下拆开后的零件,使学生在动手拆圆珠笔过程中对其内部结构有清晰的认识。
(四)科学分析,探究功能
1.做分析
提问:观察了圆珠笔的内部组成后,我们就要分析一下,圆珠笔的各部分有什么功能?
(1)对比书写,探究笔杆的功能
交流:同学们看,笔夹有什么功能?板贴:按动与夹带
小结:笔杆对里面的笔芯和弹簧起到了保护和支撑的作用。如果没有笔杆,写字有什么感受?下面请你尝试用笔芯书写,有什么感受?
预设:支撑、保护笔芯的作用。板贴:保护与支撑
(2)观察并分析机械部件功能
提问:机械部件有什么用?
预设:圆珠笔的主要结构是上下齿柱,用手按动的为上齿柱,内部可以旋转的为下齿柱。上下齿柱的啮合为不完全啮合,只有齿尖部咬合了一部分,而咬合的两个齿后面的导向筋,被设计在同一个导向槽里面滑动,当下齿柱在上齿柱推动下滑出导向槽后,由于弹簧的作用,下齿柱的齿会沿着相啮合的上齿柱的齿的斜面滑动,这样在斜面的作用下,下齿柱会转过一个角度,滑到另一侧去,就被按下去了,如此重复就可以实现了圆珠笔的功能了。板贴:控制
(3)探究弹簧的作用
提问:弹簧起到了什么作用?老师为各小组同学准备了1个信封,里面装着2号、3号两支笔。按动2号笔、3号笔的按钮,写字体验两支笔有什么不同?
小组活动,尝试探究体验不同。
预设:3号笔缺少了一个零件——弹簧(出示弹簧图片)
小结:正是由于弹簧具有这样的作用,人们巧妙的把它放进了圆珠笔里,看!这就是圆珠笔里的弹簧。想知道圆珠笔里的弹簧是怎样工作的吗?
播放视频:按下按钮,笔芯伸出,处于书写的位置;再次按动按钮,笔芯缩进笔杆内,回到原来的位置。弹簧的这种作用,我们称之为:复位!板贴:复位
(4)探究弹簧的作用
讲解:圆珠笔笔芯可以自由伸缩,还有一个小零件起到了关键作用?
出示:笔芯图 有什么不同——小耳朵
(5)探究笔芯的作用
提问:笔芯有什么用?
预设:可以用来写字。板贴:写字
2.模拟实验
提问:看来,这小小的圆珠笔中可是大有学问呢!这些组成部分中,最重要的是什么?(笔芯里的笔头)笔头里又有什么学问呢?请大家用放大镜观察一下笔头里有什么?(板书:用工具)
预设:圆珠的一半裸露在外面的。有一个金属的东西,把圆珠套在里面。
要求:请看笔头中有圆珠和球座体,这个圆珠有什么作用?
提问:课前,我们使用乒乓球、矿泉水瓶、剪刀、洗手液,制作了一个模拟的笔头,就放在桌面上,请大家观察一下,用什么模拟的圆珠?用什么模拟油墨?
预设:用乒乓球模拟圆珠,用洗手液模拟油墨。油墨要装在矿泉水瓶里。
预设:有了矿泉水瓶还不够,为了真实的模拟笔头,我们还需要对瓶子进行加工:
实验步骤:
1.用剪刀剪下矿泉水瓶子的瓶口;
2.将乒乓球放入剪下的瓶口,使乒乓球可以任意滚动;
3.把组合好的装置瓶口朝上,放入适量洗手液;
4.用做好的笔头尝试书写;
5.观察:油墨是怎样被带到彩纸上的?
(小组合作探究,做完以后擦擦手)
预设(实物投影展示):写字时,乒乓球转动,把墨带到了纸上。乒乓球模拟的是笔头里的圆珠,正是由于书写时圆珠滚动,将笔芯里的墨均匀的带出来,我们才实现了书写。
3.谈应用
提问:学习到这里,大家想一想,生活中还有哪些地方用到了圆珠装置?圆珠装置还可以用来做什么?
课件出示:美颜笔、磁性按摩刷、滚珠轴承、万向轮
总结:研究到这里,我们认识了圆珠笔的内部结构,也知道了不同组成部分的功能。
【设计意图】
在本环节,我与学生观察、讨论圆珠笔各部分的功能,将结构与功能结合起来进行分析,使学生认识到笔杆对里面的笔芯和弹簧起到了保护和支撑的作用。圆珠笔笔芯可以自由伸缩,圆珠的一半裸露在外面的。有一个金属的东西,把圆珠套在里面。由于笔头比较小,不便于观察,我在课前安排学生模拟制作了圆珠笔的笔头,课上进行了更为细致的观察和分析,学生用乒乓球模拟圆珠,用洗手液模拟油墨。写字时,乒乓球转动,把墨带到了纸上。乒乓球模拟的是笔头里的圆珠,正是由于书写时圆珠滚动,将笔芯里的墨均匀的带出来,我们才实现了书写。这个过程的学习,将科学知识与圆珠笔的结构功能结合起来,同时引领学生举例说明生活中还有哪些地方用到了圆珠装置。通过课件出示美颜笔、磁性按摩刷、滚珠轴承、万向轮,扩展了学生的科学认识,将生活中的资源巧妙引入到科学探究过程中来。
(五)讲解历史,总结收获
1.谈发明史
提问(播放视频):圆珠笔是一种科技产品,你知道它是怎么发明的吗?为什么要发明圆珠笔?下面我们观看一段视频,了解一下发明的历史,你有哪些收获?
预设:发明创造是因为人们的需要,而且发明创造要经过多次的实验。
讲解:圆珠笔是匈牙利记者拉迪斯洛 比罗发明的。一次,他看到男孩们打的弹珠经过湿漉漉的小水塘,然后蘸着水滚出了一条长长的印迹,给他带来了灵感。现在我国已经成为圆珠笔的制造大国,年产圆珠笔400多亿支,可是同学们,你们知道吗?但大量的圆珠笔笔头的“球珠”却需要进口。笔头上球座体的生产,无论是设备还是原材料,长期以来都掌握在瑞士、日本等国家手中。为了给数百亿支圆珠笔安上“中国笔头”,经过五年数不清的失败,试验在2016年9月取得成功。我们终于可以用上中国制造的笔头!看似一直普通的圆珠笔却经历了如此曲折的发展过程!
师生交流感想。
2.提创意
提问(出示带笔帽的圆珠笔和四色圆珠笔):除了今天研究的圆珠笔,大家还见过哪些圆珠笔?
预设:我还见过有笔帽的圆珠笔。四色圆珠笔,用起来很方便。
讲解(实物投影):请看老师带来了一支特殊的圆珠笔,一拧开就会出来笔头,可以当尺子用,一端可以用来在手机屏幕上写字,还可以用来看是否水平,看了这支圆珠笔,大家有什么想法?
学生自由发言。
3.做总结
提问:通过今天这节课的学习,我们大家有什么收获?为什么能写字?有哪些组成部分?各组成部分有哪些功能?怎么做科学研究?学到了哪些方法?(指生回答)
预设:经过学观察、提问题、猜一猜、拆一拆、试一试、提创意,经历了科学探究的过程。我知道了圆珠笔的构造。
总结:大家的表现都很棒,现代科技产品方便了我们的生活。最后,老师送大家一句话,比科学知识更重要的是科学精神,只要是大家细心观察,也能发明科技产品,祝大家成功!下课。
【设计意图】
在本环节,我为学生讲解了圆珠笔的发明故事,将科学史有机融入科学学习活动中,激发了学生的爱国情感,同时鼓励学生提出了新型圆珠笔的发明创意。最后,我引领学生总结本课学习的知识,掌握的方法与技能,并鼓励学生经过学观察、提问题、猜一猜、拆一拆、试一试、提创意,经历科学探究的过程。
板书设计:
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