【核心素养目标】12.4 跨学科实践：自行车(教案)2024-2025学年教科版八年级物理下册

4 跨学科实践：自行车 素养目标 1．物理观念：通过拆装自行车，让学生深入理解自行车的结构和自行车中蕴含的物理知识。 2．科学思维：在拆装过程中，学生需要进行观察、分析、推理和创新，培养科学思维能力。 3．科学探究：学生通过动手实践，体验科学探究的过程，掌握实验设计和操作的方法。 4．科学态度与责任：培养学生严谨认真的科学态度和团队合作精神，以及运用物理知识解决实际问题的责任感。 教学重点和难点 教学重点：自行车的结构；拆装自行车的方法和步骤。 教学难点：理解自行车中蕴含的物理知识；解决拆装过程中遇到的实际问题，如拆装工具的选择、拆装顺序等。 教学过程 情景导入 自行车———伟大的人力机械发明，由杠杆、轮轴等简单机械组成。200多年来，工程师们利用物理学、材料学、人体工程学等的研究成果不断对自行车进行改进，使其从最初的简单、粗糙，演变为如今的精致、舒适、多样。今日的自行车体现了技术的发展和人类智慧的长期积累。那么自行车的设计、制造、使用、保养蕴含着哪些物理知识呢？ 教学活动 自行车的结构　 提问：自行车的类型有哪些？ 学生思考、讨论、交流。 讲解：自行车有不同的类型，常见的有普通型自行车、载重型自行车、运动型自行车、竞赛型自行车、轻便型自行车、特种型自行车等。 提问：自行车是由哪些结构组成的呢？ 学生思考、讨论、交流。 展示：多媒体展示自行车结构图（教材P119图12-3-3）。 讲解：在自行车演变过程中，最成功和持久的是其车架的三角形设计，不同类型自行车各部件均有其特定的性能，下面是某自行车的结构（图12-4-2）。 二、自行车与物理 阅读教材P121，“观察：自行车中的物理”。 1.观察一辆自行车，看一看自行车上有哪些简单机械。想一想，这些机械有什么作用？ 2.观察自行车的轮胎，看一看自行车的轮胎是由什么材料做成的。想一想，这种材料有什么优点？为什么自行车轮胎有花纹？ 3.观察自行车的各种部件，想一想，哪些设计增强了骑行的舒适性？ 4.观察自行车时如何转动的，想一想，为什么自行车比人运动得快？ 提问：在骑行过程中，自行车受到哪些力的作用？这些力产生了怎样的效果？自行车铃是如何发声的？为什么骑行比走路更省力？…… 学生思考、讨论、交流。 讲解：在骑行过程中，自行车主要受到重力、支持力、摩擦力和驱动力这四个力的作用。重力是地球对自行车的吸引力，它使自行车有向下的运动趋势；支持力则是地面或路面给自行车的反作用力，它抵消了重力，使自行车能够保持在地面上而不下落；摩擦力是自行车轮胎与地面接触时产生的阻力，它阻碍自行车的运动，但同时也是这个摩擦力，使得自行车能够稳定地在地面上行驶，而不会打滑；驱动力是通过踩踏板施加的力量再通过链条和齿轮系统传递到后轮，驱动自行车前进，方向与自行车前进方向相同。自行车铃的发声原理是：当铃盖被敲击时，引起铃体内的金属球或金属片振动而产生的。骑行比走路更省力的原因主要有两点：首先，骑行时，人的双脚是离开地面的，因此不需要像走路那样克服整个身体的重力来做功。这使得骑行在能量消耗上更加高效。其次，自行车的设计使得人可以通过蹬踏来产生前进的动力，这种机械方式比单纯依靠腿部肌肉走路要省力得多。此外，自行车还可以利用惯性来保持运动状态，进一步减少了能量的消耗。 小小自行车有大妙处。无论是结构、材料、受力、运动还是能量转化，自行车的许多细节，都蕴含着物理。 三、围绕自行车来探索 阅读教材P122，“活动1：拆装自行车”。 1.查阅资料，了解自行车轮胎、刹车、链条等关键结构的保养和维修方法。 2.尝试在家长或老师的指导下，对自行车（或其一部分）进行拆解、保养、组装与调试。 3.用图片、表格或文字记录下你对自行车进行拆装的 ... ...