乐高MINDSTORMS头脑风暴EV3机器人核心套装
齿轮初探
搭建齿轮模型,以掌握齿轮的基础知识。
45-90 分钟
初级
6-8 年级
课程计划
1.课前准备
- 浏览 EV3 课堂 App 应用程序中的学生学习材料。
- 收集与齿轮有关的信息,其有助于学生理解传动比、输入和输出齿轮、惰齿轮等概念。
2.参与(5 分钟)
- 根据下面发起一次讨论部分的想法组织学生围绕本节课程展开讨论。
- 将班级学生分为两人一组。
3.探究 (20 分钟)
- 让每组学生搭建齿轮模型。
- 给他们一些时间进行测试运行,以确保模型搭建正确且能够按预期工作。
4.解释(10 分钟)
- 让每个小组使用每种建议的齿轮组合进行实验,并记录结果。
- 确保他们能够创建自己的测试表。
5.拓展(10 分钟)
- 让学生分析不同的齿轮组合与旋转圈数和旋转方向的关系。
- 要求每组简要总结实验结果。
- 请记得预留整理时间。
6.评估
- 就每位学生的课堂表现提供反馈。
- 可借助所提供的评价准则来简化此环节。
发起一次讨论
在我们的日常生活中齿轮随处可见!简单来说,齿轮就是带齿的轮子。两个或多个齿轮啮合在一起能够传送动力、加快或减慢速度,还能改变旋转运动的方向。
通过提出相关问题来围绕齿轮展开一次讨论,例如:
- 什么是齿轮?
- 你熟悉使用齿轮的机器吗?
- 当两个齿轮啮合在一起时,旋转方向会发生什么变化?
- 齿轮的传动比与它们的齿数有什么关系?
搭建要诀
搭建手册
模型使用
将模型放置在坚固的水平面上。确保齿轮指针和参考电机指针都指向上。运行程序并跟踪齿轮指针,以统计齿轮旋转的圈数。两个电机应精确旋转一圈。学生将更换右侧电机的齿轮装置,并以左侧电机作为参考。
进行实验
当学生进行实验时,提醒他们注意以下事项:
- 在测试表中记录实验编号、升档还是降档、传动比、他们的预测、观察到的旋转圈数以及旋转方向。确保留出足够的空间来记录其它观测值。
- 使用每种齿轮组合进行实验。
编程要诀
程序
分层教学
通过如下方式简化本节课:
- 与学生合作,帮助他们分析齿轮组合与齿轮指针旋转圈数和旋转方向的关系
- 减少学生必须探究的齿轮组合的数量
通过如下方式提高学生的学习水平:
- 鼓励学生定义一个函数,以根据齿轮传动比预测旋转圈数
- 向学生提出挑战,让他们修改每种齿轮装置的程序,使齿轮指针精确旋转一圈
评估环节
教师观察清单
可根据教学需要创设评价准则,例如:
1.部分完成
2.全部完成
3.超额完成
请使用下列成功完成任务的标准来评估学生的进度:
- 学生理解齿轮如何影响驱动轮的旋转方向。
- 学生能够解释传动比与驱动轮旋转圈数的关系。
- 学生已学会如何根据齿轮的齿数计算传动比。
自我评估
让每位学生选择最能代表自己当前水平的等级。
- 铜章:能够进行实验,但不能根据齿轮组合预测其结果。
- 银章:在帮助下能够根据所使用的齿轮组合预测了实验中的旋转方向。
- 金章:能够根据自己对齿轮组合的理解,在实验中正确预测旋转方向和圈数。
- 铂金章:能够根据自己对齿轮组合的理解,在实验中正确预测旋转方向和圈数。此外,还能够预测齿轮组合对驱动轮的速度和扭矩的影响。
语言艺术拓展
整合语言艺术能力的培养,要求学生:
- 围绕他们的实验结果和现实世界中使用齿轮机器的例子,准备一份简短的报告
- 准备演示文稿,说明他们的实验结果和学习成果
备注:这部分内容可用作拓展课程。
职业连接
喜欢这节课的学生可能会对以下相关行业产生兴趣:
- 制造与工程(工程预科)
- 科学、技术、工程、数学(科学与数学)
教师支持
学生将会
- 学习计算传动比
- 掌握简单传动装置的使用方法
中华人民 共和国教育部
义务教育小学科学课程标准
主题4 技术与工程领域(6年级)
运用杠杆、滑轮、齿轮等简单机械装置的传递改变力的大小。