一、教學(xué)背景與設(shè)計(jì)理念演講人CONTENTS教學(xué)背景與設(shè)計(jì)理念教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：材料、安全與預(yù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程：從觀察到探究的遞進(jìn)式設(shè)計(jì)總結(jié)與評(píng)價(jià)：知識(shí)內(nèi)化與情感升華（5分鐘）教學(xué)反思與改進(jìn)方向目錄2025小學(xué)三年級(jí)科學(xué)下冊(cè)雨刮器工作原理模擬實(shí)驗(yàn)課件01教學(xué)背景與設(shè)計(jì)理念教學(xué)背景與設(shè)計(jì)理念作為一線科學(xué)教師，我常觀察到三年級(jí)學(xué)生對(duì)生活中常見的機(jī)械裝置充滿好奇——下雨天校車前擋風(fēng)玻璃上左右擺動(dòng)的雨刮器，總能讓孩子們扒著車窗看得入神：“為什么它能來(lái)回動(dòng)？”“停的時(shí)候?yàn)槭裁纯傇诓Ａ逻?？”這些追問(wèn)正是科學(xué)啟蒙的最佳切入點(diǎn)?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，小學(xué)中年級(jí)要引導(dǎo)學(xué)生“通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、推理等方法探究簡(jiǎn)單機(jī)械的作用”，而雨刮器作為典型的連桿傳動(dòng)裝置，恰好能將抽象的“力的傳遞”轉(zhuǎn)化為可操作、可觀察的實(shí)踐活動(dòng)。本次模擬實(shí)驗(yàn)課件設(shè)計(jì)遵循“從生活中來(lái)，到探究中去”的理念，以“觀察→提問(wèn)→建?！?yàn)證”為主線，通過(guò)拆解真實(shí)雨刮器的核心結(jié)構(gòu)、用低成本材料搭建模擬裝置、對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，幫助學(xué)生理解“電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)如何轉(zhuǎn)化為雨刮片擺動(dòng)”的底層邏輯，同時(shí)滲透“結(jié)構(gòu)決定功能”的科學(xué)思維。02教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)三維目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：能說(shuō)出雨刮器的基本組成（動(dòng)力源、傳動(dòng)裝置、執(zhí)行器）；理解曲柄連桿機(jī)構(gòu)將“圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)擺動(dòng)”的工作原理。能力目標(biāo)：通過(guò)組裝模擬裝置，提升動(dòng)手操作能力與實(shí)驗(yàn)觀察能力；能記錄并分析“連桿長(zhǎng)度變化對(duì)擺動(dòng)角度的影響”。情感目標(biāo)：感受科學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)對(duì)身邊機(jī)械裝置的探究興趣；在小組合作中體驗(yàn)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—解決問(wèn)題”的探索樂(lè)趣。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)理解曲柄連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理。難點(diǎn)：直觀感知“圓周運(yùn)動(dòng)→往復(fù)擺動(dòng)”的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，理解連桿長(zhǎng)度與擺動(dòng)幅度的關(guān)系。03實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：材料、安全與預(yù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料清單（每組）0504020301考慮到三年級(jí)學(xué)生的操作能力與安全性，材料選擇需滿足“低成本、易獲取、可調(diào)整”三大原則：動(dòng)力系統(tǒng)：5號(hào)電池盒（2節(jié)）、微型直流電機(jī)（電壓3-6V，轉(zhuǎn)速可調(diào)）、開關(guān)（帶導(dǎo)線）。傳動(dòng)系統(tǒng)：硬卡紙（或3mm厚亞克力板）剪出的曲柄（長(zhǎng)3cm）、連桿（可選5cm、7cm、9cm三種長(zhǎng)度）、固定軸（回形針彎制）。執(zhí)行系統(tǒng)：塑料片（模擬雨刮片，長(zhǎng)10cm）、泡沫板（模擬擋風(fēng)玻璃，20cm×30cm）。輔助工具：熱熔膠槍（教師保管，學(xué)生使用膠棒）、剪刀、刻度尺、記號(hào)筆、雙面膠。安全預(yù)案STEP1STEP2STEP3電機(jī)電路由教師提前檢查，確保無(wú)短路風(fēng)險(xiǎn)；電池盒選用帶保護(hù)蓋的型號(hào)，避免學(xué)生誤觸正負(fù)極。硬卡紙邊緣提前修剪圓潤(rùn)，亞克力板由教師切割，學(xué)生僅使用成品部件。強(qiáng)調(diào)“通電前檢查連桿是否固定”“觀察時(shí)保持10cm以上距離”等操作規(guī)范。教師預(yù)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)01020304為確保課堂效率，我提前進(jìn)行了3次預(yù)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出關(guān)鍵調(diào)整點(diǎn)：01連桿與曲柄、雨刮片的連接孔直徑需略大于固定軸（回形針），保證靈活轉(zhuǎn)動(dòng)；03曲柄與電機(jī)軸的連接需緊密（可用熱熔膠加固），否則高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)易脫落；02泡沫板需固定在桌面（用雙面膠粘貼），避免雨刮片擺動(dòng)時(shí)板子滑動(dòng)。0404教學(xué)過(guò)程：從觀察到探究的遞進(jìn)式設(shè)計(jì)情境導(dǎo)入：生活中的“擺動(dòng)之謎”（5分鐘）上課前，我播放了一段雨天校車行駛的視頻：雨刮器隨著雨勢(shì)變大，擺動(dòng)速度從“慢擋”切換到“快擋”，最后停在玻璃下沿。視頻暫停時(shí)，孩子們的問(wèn)題像小鞭炮一樣炸開：“為什么它能來(lái)回動(dòng)？”“電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，雨刮器動(dòng)幾次？”“停的時(shí)候?yàn)槭裁床粫?huì)停在中間？”我順勢(shì)拿出一個(gè)拆去外殼的汽車雨刮器總成（提前征得家長(zhǎng)支持，用報(bào)廢件），引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)物：“這是真實(shí)的雨刮器，大家看看它由幾部分組成？”孩子們湊過(guò)來(lái)，指著黑色的電機(jī)說(shuō)“這是動(dòng)力”，拽著金屬連桿喊“這是傳動(dòng)的”，最后摸到橡膠條：“這是刮水的！”通過(guò)實(shí)物觀察，學(xué)生初步建立“動(dòng)力源—傳動(dòng)裝置—執(zhí)行器”的結(jié)構(gòu)認(rèn)知。設(shè)計(jì)意圖：用真實(shí)場(chǎng)景喚醒生活經(jīng)驗(yàn)，用實(shí)物拆解替代抽象描述，符合三年級(jí)學(xué)生“具體形象思維為主”的認(rèn)知特點(diǎn)。原理拆解：從圓周運(yùn)動(dòng)到往復(fù)擺動(dòng)（10分鐘）“電機(jī)轉(zhuǎn)的是圓圈，雨刮器動(dòng)的是左右擺，這中間發(fā)生了什么？”我在黑板上畫出電機(jī)（圓圈）、雨刮片（直線），用箭頭標(biāo)出“圓周運(yùn)動(dòng)→擺動(dòng)”的轉(zhuǎn)化需求，引導(dǎo)學(xué)生思考傳動(dòng)裝置的作用。為了直觀演示，我拿出一個(gè)“曲柄連桿”模型（用吸管和回形針自制）：當(dāng)曲柄（短桿）繞電機(jī)軸做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿（長(zhǎng)桿）一端被曲柄“拉著轉(zhuǎn)”，另一端則推動(dòng)雨刮片“左右擺”。為了讓學(xué)生理解“為什么能來(lái)回?cái)[”，我請(qǐng)一名學(xué)生上臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄，其他同學(xué)觀察雨刮片的運(yùn)動(dòng)：當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)到最左端（A點(diǎn)），連桿被拉直，雨刮片擺到最右；曲柄轉(zhuǎn)到最右端（B點(diǎn)），連桿被推到另一側(cè)，雨刮片擺回最左——“原來(lái)曲柄轉(zhuǎn)一圈，雨刮器擺一次來(lái)回！”學(xué)生們驚呼。原理拆解：從圓周運(yùn)動(dòng)到往復(fù)擺動(dòng)（10分鐘）關(guān)鍵提問(wèn)：“如果曲柄變長(zhǎng)，雨刮器的擺動(dòng)幅度會(huì)變大還是變?。俊薄叭绻B桿太短，會(huì)不會(huì)卡?。俊边@些問(wèn)題像種子，埋進(jìn)后續(xù)實(shí)驗(yàn)的土壤里。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)模型演示將抽象原理可視化，用“轉(zhuǎn)曲柄—看擺動(dòng)”的互動(dòng)操作，突破“運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化”的理解難點(diǎn)。模擬實(shí)驗(yàn)：搭建雨刮器模型（25分鐘）“現(xiàn)在，我們要自己做一個(gè)雨刮器模型！”聽到這個(gè)任務(wù)，孩子們眼睛發(fā)亮。我將實(shí)驗(yàn)步驟分解為四個(gè)環(huán)節(jié)，用流程圖投影在黑板上，確保每個(gè)小組明確操作方向。模擬實(shí)驗(yàn)：搭建雨刮器模型（25分鐘）組裝動(dòng)力系統(tǒng)（5分鐘）步驟：將電機(jī)用雙面膠固定在泡沫板右下角（模擬汽車駕駛位側(cè)），電池盒與電機(jī)用導(dǎo)線連接，開關(guān)串聯(lián)在電路中。操作要點(diǎn)：檢查導(dǎo)線是否接觸良好（閉合開關(guān)，電機(jī)應(yīng)正常轉(zhuǎn)動(dòng)）；電機(jī)軸需垂直于泡沫板，避免連桿擺動(dòng)時(shí)傾斜。模擬實(shí)驗(yàn)：搭建雨刮器模型（25分鐘）制作傳動(dòng)裝置（8分鐘）步驟：用硬卡紙剪出曲柄（長(zhǎng)3cm，寬度1cm），在一端打孔（直徑2mm，套在電機(jī)軸上）；剪出三種長(zhǎng)度的連桿（5cm、7cm、9cm），兩端各打一個(gè)孔（與曲柄、雨刮片的固定軸匹配）。學(xué)生常見問(wèn)題：打孔時(shí)卡紙撕破（教師示范用尖嘴鉗頂出小孔）；連桿寬度過(guò)窄（易變形，提示用兩層卡紙粘貼加固）。模擬實(shí)驗(yàn)：搭建雨刮器模型（25分鐘）安裝雨刮片（7分鐘）步驟：將塑料片（雨刮片）用膠棒粘貼在一根硬卡紙條（長(zhǎng)15cm，作為雨刮臂）的一端，雨刮臂另一端打孔（與連桿連接）；用回形針彎成“U”型固定軸，將雨刮臂、連桿、曲柄依次穿入固定軸，確保各部件能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。教師指導(dǎo)重點(diǎn)：雨刮臂與泡沫板的夾角（初始位置應(yīng)貼近“擋風(fēng)玻璃”下沿）；固定軸的松緊度（過(guò)緊擺動(dòng)卡頓，過(guò)松易脫落）。模擬實(shí)驗(yàn)：搭建雨刮器模型（25分鐘）調(diào)試與觀察（5分鐘）閉合開關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，雨刮片開始擺動(dòng)。各小組記錄以下數(shù)據(jù)：1雨刮片擺動(dòng)角度（用量角器測(cè)量最大左擺與最大右擺的夾角）2電機(jī)轉(zhuǎn)10圈，雨刮片完成多少次來(lái)回?cái)[動(dòng)3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄示例：4|連桿長(zhǎng)度|擺動(dòng)角度|10圈來(lái)回次數(shù)|5|----------|----------|--------------|6|5cm|90|10次|7|7cm|120|10次|8|9cm|150|10次|9連桿長(zhǎng)度（5cm/7cm/9cm）10模擬實(shí)驗(yàn)：搭建雨刮器模型（25分鐘）調(diào)試與觀察（5分鐘）關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：無(wú)論連桿多長(zhǎng)，電機(jī)轉(zhuǎn)1圈，雨刮片完成1次來(lái)回?cái)[動(dòng)（次數(shù)相同）；連桿越長(zhǎng)，雨刮片擺動(dòng)角度越大（幅度不同）。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)“組裝—調(diào)試—記錄”的完整探究流程，讓學(xué)生在動(dòng)手操作中驗(yàn)證理論假設(shè)，培養(yǎng)“基于證據(jù)得出結(jié)論”的科學(xué)思維。拓展思考：從模型到真實(shí)裝置（10分鐘）“我們的模型和真車雨刮器有什么不一樣？”這個(gè)問(wèn)題引發(fā)了熱烈討論。有學(xué)生發(fā)現(xiàn)：“真雨刮器有兩個(gè)，我們只有一個(gè)”“真的能變速，我們的電機(jī)只能調(diào)快慢”“停的時(shí)候真雨刮器會(huì)自動(dòng)回到下沿，我們的模型停在哪里都有可能”。針對(duì)這些差異，我展開三個(gè)拓展點(diǎn)：雙雨刮同步運(yùn)動(dòng)：真實(shí)雨刮器通過(guò)兩根連桿連接同一電機(jī)，利用“曲柄相位差”實(shí)現(xiàn)“一左一右”的同步擺動(dòng)（展示雙雨刮傳動(dòng)圖）。變速功能：汽車通過(guò)改變電機(jī)電壓（慢擋低電壓、快擋高電壓）調(diào)整轉(zhuǎn)速，從而改變雨刮頻率（用可調(diào)速電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)演示快慢變化）。自動(dòng)復(fù)位：雨刮器電路中裝有“復(fù)位開關(guān)”，當(dāng)雨刮片未回到下沿時(shí)，電機(jī)會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)直至觸發(fā)開關(guān)（用動(dòng)畫模擬復(fù)位過(guò)程）。拓展思考：從模型到真實(shí)裝置（10分鐘）最后，我拋出一個(gè)開放性問(wèn)題：“如果要讓模型雨刮器也能自動(dòng)復(fù)位，你有什么辦法？”孩子們的點(diǎn)子五花八門：“在泡沫板下沿貼一個(gè)按鈕，雨刮片碰到按鈕就斷電”“用橡皮筋拉回”……這些創(chuàng)意正是科學(xué)探究的種子。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)比模型與真實(shí)裝置，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“技術(shù)優(yōu)化”背后的科學(xué)原理，從“理解原理”向“設(shè)計(jì)改進(jìn)”延伸。05總結(jié)與評(píng)價(jià)：知識(shí)內(nèi)化與情感升華（5分鐘）課堂總結(jié)1我用“三句話回顧”幫助學(xué)生梳理重點(diǎn)：2雨刮器由“電機(jī)（動(dòng)力）—連桿（傳動(dòng)）—雨刮片（執(zhí)行）”三部分組成；4連桿越長(zhǎng)，雨刮片擺動(dòng)幅度越大，擺動(dòng)次數(shù)由電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。3曲柄連桿機(jī)構(gòu)能將電機(jī)的“圓周運(yùn)動(dòng)”轉(zhuǎn)化為雨刮片的“往復(fù)擺動(dòng)”；學(xué)生評(píng)價(jià)采用“星級(jí)評(píng)價(jià)表”（自評(píng)+互評(píng)），從“操作規(guī)范性”（★★★）、“觀察記錄完整性”（★★★）、“問(wèn)題提出創(chuàng)新性”（★★★）三個(gè)維度進(jìn)行評(píng)價(jià)，重點(diǎn)鼓勵(lì)“能提出有價(jià)值問(wèn)題”的學(xué)生（如“如果連桿斷了，雨刮器會(huì)怎樣？”）。課后延伸布置兩項(xiàng)實(shí)踐任務(wù)：觀察家里的洗衣機(jī)波輪（圓周運(yùn)動(dòng)）或掛鐘擺錘（擺動(dòng)），用畫圖方式記錄“運(yùn)動(dòng)形式”；嘗試用筷子、橡皮筋等材料改進(jìn)模型，實(shí)現(xiàn)“雙雨刮同步擺動(dòng)”（下節(jié)課分享）。03010206教學(xué)反思與改進(jìn)方向教學(xué)反思與改進(jìn)方向本次實(shí)驗(yàn)課通過(guò)“生活情境—原理拆解—模型建構(gòu)—拓展延伸”的遞進(jìn)式設(shè)計(jì)，較好地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生在操作中主動(dòng)提問(wèn)（如“為什么連桿不能太硬？”）、合作解決問(wèn)題（如共同調(diào)整固定軸松緊度），體現(xiàn)了“做中學(xué)”的優(yōu)勢(shì)。后續(xù)改進(jìn)方向：增加“故障模擬”環(huán)節(jié)（如連桿脫落、電機(jī)停轉(zhuǎn)），讓學(xué)生分析現(xiàn)象背后的原因；引入電子積木中的“角度傳感器”，用數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)地記錄擺動(dòng)角度，提升實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)