江西省九江市少年宮科學(xué)動力機械課程（教學(xué)設(shè)計） 9剪刀手

江西省九江市少年宮科學(xué)動力機械課程（教學(xué)設(shè)計）9剪刀手科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）江西省九江市少年宮科學(xué)動力機械課程（教學(xué)設(shè)計）9剪刀手教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：剪刀手的設(shè)計與制作，包括剪刀手的結(jié)構(gòu)、原理以及實際操作。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課與課本中的“簡單機械”章節(jié)相關(guān)，學(xué)生需運用之前學(xué)習(xí)的杠桿原理、齒輪傳動等知識，結(jié)合剪刀手的設(shè)計，提高動手能力和創(chuàng)新思維。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、創(chuàng)新思維和動手實踐能力。學(xué)生將通過剪刀手的設(shè)計與制作，學(xué)習(xí)將理論知識應(yīng)用于實際問題，提升解決問題的能力。同時，通過團隊協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力，增強學(xué)生的社會責任感和對科學(xué)的熱愛。學(xué)情分析本節(jié)課面向的是九江市少年宮科學(xué)動力機械課程的學(xué)生，他們通常具備一定的科學(xué)基礎(chǔ)，對機械和動力系統(tǒng)有一定的興趣。在知識層面，學(xué)生已經(jīng)接觸過基礎(chǔ)的物理知識，如杠桿原理、齒輪傳動等，這為剪刀手的設(shè)計與制作奠定了基礎(chǔ)。在能力方面，學(xué)生的動手實踐能力參差不齊，部分學(xué)生可能已經(jīng)有過簡單的機械制作經(jīng)驗，而其他學(xué)生可能需要更多的指導(dǎo)。

在素質(zhì)方面，學(xué)生們的創(chuàng)新意識和團隊合作精神有待提高。由于剪刀手的設(shè)計需要一定的創(chuàng)新思維，學(xué)生需要學(xué)會如何將現(xiàn)有的知識進行整合，創(chuàng)造出新的機械結(jié)構(gòu)。此外，團隊合作在剪刀手的制作過程中至關(guān)重要，學(xué)生需要學(xué)會如何分工合作，共同解決問題。

行為習(xí)慣方面，部分學(xué)生可能存在注意力不集中、動手操作不夠細心等問題，這可能會影響他們在制作過程中的進度和質(zhì)量。對課程學(xué)習(xí)的影響主要體現(xiàn)在，學(xué)生的積極參與和良好的學(xué)習(xí)態(tài)度對于剪刀手制作的成功至關(guān)重要。教學(xué)資源-軟硬件資源：剪刀手制作材料包（包括剪刀手零件、螺絲、扳手等）、工作臺、安全眼鏡、手套、螺絲刀等工具。

-課程平臺：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦等）用于展示教學(xué)視頻和設(shè)計圖。

-信息化資源：剪刀手設(shè)計的相關(guān)教學(xué)視頻、動畫演示、在線教程等。

-教學(xué)手段：實物模型展示、小組討論、實踐操作、課堂提問等。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

1.老師站在講臺上，微笑著對學(xué)生們說：“同學(xué)們，今天我們要學(xué)習(xí)的是剪刀手的設(shè)計與制作。剪刀手是一種簡單而實用的機械，它能夠幫助我們完成一些重復(fù)性的工作。那么，你們知道剪刀手是如何工作的嗎？”

2.學(xué)生們紛紛舉手回答，老師鼓勵他們分享自己的看法。

二、新課講授

1.老師在黑板上寫下“剪刀手”三個字，并解釋道：“剪刀手是一種利用杠桿原理和齒輪傳動原理來工作的機械。接下來，我們將一起探究剪刀手的設(shè)計與制作過程?！?/p>

2.老師展示剪刀手的實物模型，引導(dǎo)學(xué)生觀察其結(jié)構(gòu)特點，并提問：“同學(xué)們，你們能看出剪刀手的主要組成部分有哪些嗎？”

3.學(xué)生們回答后，老師逐一講解剪刀手的各個部件及其功能，如杠桿、齒輪、軸等。

4.老師播放剪刀手工作原理的動畫演示，讓學(xué)生更加直觀地了解其工作過程。

三、小組討論與探究

1.老師將學(xué)生分成若干小組，每組發(fā)放剪刀手制作材料包，要求學(xué)生們在規(guī)定時間內(nèi)完成剪刀手的設(shè)計與制作。

2.在小組討論環(huán)節(jié)，老師巡回指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生們積極發(fā)表自己的觀點，共同解決問題。

3.學(xué)生們討論剪刀手的設(shè)計方案，包括結(jié)構(gòu)、材料選擇、組裝方法等。

四、實踐操作

1.老師講解剪刀手制作的步驟和注意事項，確保學(xué)生們在操作過程中安全。

2.學(xué)生們按照小組討論的結(jié)果，開始動手制作剪刀手。

3.老師觀察學(xué)生的操作過程，針對存在的問題進行個別指導(dǎo)。

五、成果展示與評價

1.學(xué)生們完成剪刀手制作后，邀請其他小組進行觀摩。

2.各小組展示自己的作品，并介紹設(shè)計思路和制作過程。

3.老師對各組作品進行評價，指出優(yōu)點和不足，并提出改進建議。

六、總結(jié)與反思

1.老師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強調(diào)剪刀手的設(shè)計與制作過程。

2.學(xué)生們分享自己在制作過程中的收獲和體會。

3.老師總結(jié)本節(jié)課的重點，鼓勵學(xué)生們在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)探索科學(xué)奧秘。

七、布置作業(yè)

1.老師布置課后作業(yè)，要求學(xué)生們完成以下任務(wù)：

a.查閱資料，了解其他類型的剪刀手及其應(yīng)用領(lǐng)域；

b.設(shè)計一種新的剪刀手，并繪制設(shè)計圖；

c.將自己的設(shè)計成果與同學(xué)們分享，互相學(xué)習(xí)、交流。

2.老師強調(diào)作業(yè)的重要性，鼓勵學(xué)生們積極參與，提高自己的創(chuàng)新能力。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：學(xué)生在本節(jié)課后，能夠熟練掌握剪刀手的設(shè)計原理，包括杠桿原理、齒輪傳動等基本物理知識。他們能夠理解并解釋剪刀手各個部件的功能和工作機制，為今后學(xué)習(xí)更復(fù)雜的機械原理打下堅實的基礎(chǔ)。

2.技能提升：通過實際操作，學(xué)生們的動手能力得到了顯著提升。他們學(xué)會了如何根據(jù)設(shè)計圖進行材料選擇、部件組裝和問題解決。這種技能的提升對于他們在日常生活和未來職業(yè)發(fā)展中都是非常有用的。

3.創(chuàng)新思維：在設(shè)計和制作剪刀手的過程中，學(xué)生們需要發(fā)揮自己的想象力，創(chuàng)造出獨特的設(shè)計方案。這種實踐鍛煉了他們的創(chuàng)新思維，使他們能夠?qū)⒗碚撝R與實際應(yīng)用相結(jié)合。

4.團隊合作：本節(jié)課采用了小組合作的形式，學(xué)生們在團隊中分工合作，共同完成任務(wù)。這一過程中，他們學(xué)會了如何溝通、協(xié)調(diào)和分享，這些都是未來職場中不可或缺的團隊協(xié)作能力。

5.問題解決能力：在制作過程中，學(xué)生們會遇到各種問題，如材料選擇不當、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理等。通過不斷嘗試和改進，學(xué)生們學(xué)會了如何分析問題、尋找解決方案，并最終克服困難，這有助于提高他們的問題解決能力。

6.安全意識：在制作剪刀手的過程中，老師強調(diào)了安全操作的重要性。學(xué)生們在操作工具和材料時，能夠更加注意自己的安全，避免發(fā)生意外傷害。

7.學(xué)習(xí)興趣：通過親自動手制作剪刀手，學(xué)生們對科學(xué)和機械產(chǎn)生了濃厚的興趣。這種興趣激發(fā)了他們繼續(xù)探索和學(xué)習(xí)相關(guān)知識的動力。

8.跨學(xué)科應(yīng)用：本節(jié)課的內(nèi)容與物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識密切相關(guān)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，不僅鞏固了物理知識，還學(xué)會了如何將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于實際問題中。

9.自主學(xué)習(xí)能力：在完成作業(yè)的過程中，學(xué)生們需要自主查閱資料、設(shè)計圖紙，這有助于培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力。

10.社會責任感：通過設(shè)計制作剪刀手，學(xué)生們意識到自己的創(chuàng)造可以應(yīng)用于實際生活，幫助他人解決問題。這種意識有助于培養(yǎng)他們的社會責任感。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.完成以下設(shè)計任務(wù)：

a.設(shè)計一種基于杠桿原理的簡易剪刀，繪制設(shè)計圖，并標注主要部件和功能。

b.設(shè)計一種能夠進行簡單切割的齒輪傳動裝置，繪制設(shè)計圖，并解釋其工作原理。

2.撰寫一篇關(guān)于剪刀手制作過程的報告，內(nèi)容包括：

a.材料清單及選擇理由。

b.設(shè)計過程中的創(chuàng)新點和遇到的問題及解決方法。

c.制作過程中的心得體會和改進建議。

3.搜集并整理至少三種不同類型的剪刀手，包括其工作原理和應(yīng)用場景，制作成一份簡要的資料報告。

作業(yè)反饋：

1.學(xué)生提交作業(yè)后，我將及時進行批改，確保每個學(xué)生都能得到及時的反饋。

2.對于設(shè)計圖，我將檢查其準確性和完整性，確保學(xué)生能夠正確標注所有部件和功能。

3.在報告方面，我將評估學(xué)生對設(shè)計過程的描述是否清晰，問題解決是否合理，以及改進建議是否具有可行性。

4.對于資料報告，我將檢查學(xué)生是否能夠正確理解不同類型剪刀手的特點和應(yīng)用，以及是否能夠準確整理和呈現(xiàn)信息。

5.反饋將包括以下內(nèi)容：

a.指出作業(yè)中的錯誤和不足，如設(shè)計圖中的遺漏、報告中的邏輯錯誤等。

b.提供改進建議，如如何改進設(shè)計圖、如何優(yōu)化報告結(jié)構(gòu)等。

c.肯定學(xué)生的努力和進步，鼓勵他們在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)保持。

d.對于特別優(yōu)秀的作業(yè)，將給予表揚，并作為范例在課堂上展示，以激勵其他學(xué)生。板書設(shè)計①剪刀手設(shè)計原理

-杠桿原理

-齒輪傳動

-力臂與力矩

②剪刀手組成部分

-杠桿

-齒輪

-軸承

-連接件

③制作步驟與注意事項

-材料準備

-設(shè)計草圖

-零件加工

-組裝與調(diào)試

-安全操作

④作業(yè)要求

-設(shè)計圖繪制

-制作報告撰寫

-資料搜集整理典型例題講解1.例題：

設(shè)計一個簡單的剪刀手，要求能夠剪斷厚度為5mm的紙張。已知杠桿的長度為200mm，杠桿的支點距離剪刀刃的距離為100mm，求剪刀刃所需的力。

解答：

根據(jù)杠桿原理，力矩平衡方程為：

F1*L1=F2*L2

其中，F(xiàn)1為剪刀刃所需的力，L1為支點到剪刀刃的距離，F(xiàn)2為紙張對剪刀刃的反作用力，L2為支點到紙張作用點的距離。

由于紙張對剪刀刃的反作用力等于剪刀刃所需的力，我們可以將F2替換為F1，且L2為紙張的厚度，即5mm。

F1*100mm=F1*5mm

解得：F1=20N

因此，剪刀刃所需的力為20N。

2.例題：

一個剪刀手的杠桿長度為300mm，支點到剪刀刃的距離為150mm，剪刀刃需要剪斷的物體重量為500g。求剪刀手的手柄端需要施加的力。

解答：

將物體重量轉(zhuǎn)換為力，即500g=5N（假設(shè)重力加速度為10m/s2）。

根據(jù)杠桿原理，力矩平衡方程為：

F1*L1=F2*L2

其中，F(xiàn)1為手柄端需要施加的力，L1為手柄端到支點的距離，F(xiàn)2為物體的重力，L2為支點到剪刀刃的距離。

F1*(300mm-150mm)=5N*150mm

F1*150mm=750N·mm

F1=750N·mm/150mm

F1=5N

因此，手柄端需要施加的力為5N。

3.例題：

一個剪刀手的齒輪比為3:1，齒輪1的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘，求齒輪2的轉(zhuǎn)速。

解答：

齒輪比為齒輪1的齒數(shù)與齒輪2的齒數(shù)之比，即齒輪1的齒數(shù)/齒輪2的齒數(shù)=3/1。

由于齒輪比為轉(zhuǎn)速比，我們可以得到：

轉(zhuǎn)速比=齒輪1的轉(zhuǎn)速/齒輪2的轉(zhuǎn)速=3/1

齒輪2的轉(zhuǎn)速=齒輪1的轉(zhuǎn)速/3

齒輪2的轉(zhuǎn)速=100轉(zhuǎn)/分鐘/3

齒輪2的轉(zhuǎn)速≈33.33轉(zhuǎn)/分鐘

因此，齒輪2的轉(zhuǎn)速約為33.33轉(zhuǎn)/分鐘。

4.例題：

一個剪刀手的杠桿長度為250mm，支點到剪刀刃的距離為125mm，剪刀刃需要剪斷的物體重量為750g。求剪刀手的手柄端需要施加的力。

解答：

將物體重量轉(zhuǎn)換為力，即750g=7.5N（假設(shè)重力加速度為10m/s2）。

根據(jù)杠桿原理，力矩平衡方程為：

F1*L1=F2*L2

其中，F(xiàn)1為手柄端需要施加的力，L1為手柄端到支點的距離，F(xiàn)2為物體的重力，L2為支點到剪刀刃的距離。

F1*(250mm-125mm)=7.5N*125mm

F1*125mm=937.5N·mm

F1=937.5N·mm/125mm

F1=7.5N

因此，手柄端需要施加的力為7.5N。

5.例題