1、第三单元第三单元 工具与技术工具与技术 一、一、单元概述单元概述 当今世界，工具和技术紧密相连，工具往往是技术的物化成果，技术则是工具发明革新的 基础。工具和技术互相融合，互相促进，共同推动人类社会的发展。 学生对各种新技术和新工具有着与生俱来的好奇心， 在生活中还积累了不少对工具和技术 的体验和感知，这些将会成为学生主动学习本单元内容的动力。 本单元的学习目标来自课程标准 5-6 年级的四个学习内容。 6.2.1 知道重大的发明和技术会给人类社会发展带来深远影响和变化。 17.3.1 知道完成某些任务需要特定的工具。 17.3.2 知道杠杆、滑轮、轮轴、斜面等是常见的简单机械。 17.3.3
2、 使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械解决生活中的实际问题。 要达成这些学习目标，就要求教师带领学生经历本单元所设定的活动，让学生在活动中体 验、感悟工具和技术在解决特定问题时能够给人们带来便利，了解工具和技术之间的关联，从 而使学生对“技术发明通常蕴含着一定的科学原理” “技术包括人们利用和改造自然的方法、 程序和产品”以及“工具是一种物化的技术”等主要概念有着自己独特而深刻的理解感悟。 本单元一共有 7 课，始终围绕着“工具与技术”这一主题开展教学活动。本单元主要有两 个方面的特点。 突出工具与技术的融合， 又有所侧重。本单元大致按照总分总的形式组织和编排学 习内容。第 1 课点明学习主题
3、，第 2-5 课侧重探究几种具体而且广泛使用的工具，第 6、7 课 侧重探究两种对人类发展有重要影响的技术，同时第 7 课也通过具体的制作活动， 对工具和技 术的关系进行总结。值得注意的是第 2-6 课虽然各有所侧重， 但设计上始终把技术和工具融合 在每一课教学内容之中。 突出工程技术领域的实践特点。单元中的每一课，基本上按照“发明背景任务与测 试评估与交流社会影响”这样的框架编写， 有助于学生对工具与技术形成更全面而深 刻的认识。同时，在每一课中借助测试任务的方式和指标的变更，逐步提升学生实践能力。 第 1 课“紧密联系的工具和技术”作为单元的起始课，一方面它承担着帮助学生明确本单 元学习的
4、主题是“工具和技术”的任务，要探讨的是“工具和技术的联系” 。另一方面它又可 以帮助教师调查学生的前概念，了解学生已经知道了什么，还想知道什么。本课创设的生活情 境是“取核桃仁” ，学生从不用工具，到选用工具，再到使用专门工具三个层次来完成任务。 在体验的基础上联系生活经验，再进行比较、评价，建构对“工具和技术”的个体理解，开启 本单元的学习历程。 第 2-4 课，我们将引导学生分别对斜面、杠杄、轮轴三种“简单机械”开展探究活动。第 2 课“斜面”创设了两个情境，四个任务，让学生在运下来、搬上去的活动中体验、感悟“斜 面的作用” 。对学生探究技能的培养，本单元由零基础到逐渐开放，具体体现在工具
5、使用过程 中评价指标的设定，本课是学生第一次进行工具评价，所以教师直接设定了相关的指标，后面 几课逐步放开，让学生根据实践的感受自主设定评价目标， 凸显了高年级探究的自主性和开放 性。 第 3 课“不简单的杠杆”和第 4 课“改变运输的车轮”都是建立在学生实践、比较、分析 的基础上，理解和建构“杠杄和轮轴也是一种简单机械”的科学概念。纵览第 2、3、4 这三课 我们可以发现，教科书的內容安排更加注重实践技能的训练， 强调学生在实践中操作工具完成 特定任务，强调学生自主设定指标来评价工具在完成任务时的优缺点；从另一角度看，教科书 的内容设计弱化了对工具背后隐含的简单机械原理的认知， 这样处理避免
6、了跟初中科学的学习 内容重复，降低了难度，增添了探究的趣味性。 第 5 课“灵活巧妙的剪刀”的主线是工具， “剪刀”是组合工具，是斜面和杠杆的组合。 对剪刀结构特点分析，实际就是对前面学过的简单机械的一种回顾、强化。本课的另一条线是 技术，剪刀的发明得益于技术的进步，其他多种多样的剪刀也是人们在尝试过程中，随着经验 的累积、 认知的深人， 不断改进的结果。 所以本课具有承前启后的作用， 既是前面四课的小结， 又开启了后面三课对技术的专门探究。 第 6 课“推动社会发展的印刷术”中， “技术”成为组织教科书内容的明线。印刷术是闻 名于世的古代中国四大发明之一，学生在模拟活字印刷的过程中，既体验了
7、印刷过程，又感受 了技术和发明给人类社会发展带来的深远影响和变化。随着印刷术的发展需要， 印刷的工具也 在不断变化更新，从人工到电气，从油墨到碳粉，印刷工具的改进带来的是印刷的高效。这种 将技术与工具相互融合的教科书内容组织暗线同样需要我们关注。 第 7 课“信息的交流传播” 。印刷术的飞速发展，带来的是信息的广泛传播。本课以“制 作独轮车”为任务线索，以“文字”和“视频”为信息传播形态，让学生在实践中感受用不同 工具传播信息的差别， 在制作过程中感受工具在完成任务时带来的便利以及技术对完成任务质 效的影响。同时，本课也是本单元学习的一个总结、提升，提供了教师评估的内容和机会，有 助于教师评估
8、学生对工具和技术的运用和认识。 二、二、单元单元教学目标教学目标 科学概念目标科学概念目标 技术是人们改造周围环境的方法，是人类能力的延伸。 重大的发明和技术会给人类社会发展带来深远影响和变化。 完成某些任务需要特定的工具。 杠杄、滑轮、轮轴、斜面等是常见的简单机械。 科学探究目标科学探究目标 能使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械解决生活中的实际问题。 能用文字、图式记录，并借助记录表达自己的探究过程和结果。 能用多个指标评价工具在使用过程中的效果。 科学态度目标科学态度目标 感受工具的便利性，对工具和技术产生研究的兴趣。 与小组同学互相帮助、在探究活动中积极主动。 科学、技术、社会与环境目
9、标科学、技术、社会与环境目标 人们总是在解决问题的过程中不断发明新的工具，产生新的技术，从而增强人的能力，推 动社会发展。 了解人类的好奇心和社会的需求是科学技术发展的动力， 技术的发展和应用影响着社会的 发展。 单元词汇单元词汇 工具：工作时所用的器具。 技术：广义的技术指人类活动所采用的所有方法和手段的总和。狭义的技术指以现代科学 为基础，为完成研究、生产或服务任务、获得预期成果所设计的执行方法和手段。人类在手工 或机件的操作过程中所累积下来的经验或知识。 简单机械：能够改变力的最基本机械设备，是复杂机械的基础。可分为杠杆类和斜面类， 其中杠杆类包括杠杆、滑轮、齿轮、轮轴等；斜面类包括斜面
10、、螺旋和劈等。 信息：指音讯、消息、通信系统传输和处理的对象，泛指人类社会传播的一切内容。 杠杆：在力的作用下可以围绕固定点转动的坚硬物体叫作杠杆。 斜面： 力学上指倾斜的平面。 斜面是一种简单机械， 当物体向上移动时， 斜面较直上省力， 斜面越长，越省力。 轮轴：利用杠杄原理制成的省力机械，由相互固定的轮子和同心轴组成。 滑轮：一种外缘套有绳索或链带，能绕轴心旋转的圆轮，可用来牵引物体或传递动力。其 力学的原理是源自杠杆原理的延伸。 材料清单材料清单 木棍、轮子、砖块、铁锤、核桃夹、核桃、塑料槽(也可用 PVC 线槽自制)、石块(有大有 小)、水、盛水的瓶子、水槽、测力计、塑料袋、抹布、盒子
11、、木尺、方木块、有格子且标明 起点 A 终点 B 的宽纸带、推车、木板、标志桶 A、标志桶 B、标志桶 C、重物(就地取材，适合 即可，不限)、剪刀、印有圆形和方形的纸片、印有圆形和方形的布片、解剖剪、废旧网线、 活字印刷套材(字模、印刷盘、墨、宣纸、刷子)、格子纸、计时器、尺子、细线、竹棍、萝卜、 独轮车制作指南文字稿、独轮车制作指南视频、播放视频的手机或者其他工具。 三、三、分课时教材分析分课时教材分析 第第 1 1 课课 紧密联系的工具和技术紧密联系的工具和技术 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 工具和技术自古以来就紧密相连、 互相促进， 是人类长期研究、 改造自然过程的智慧
12、结晶。 如今，工具和技术的运用已经渗透到了我们生活的方方面面。我们使用的筷子、剪刀、小刀、 电梯、自行车、汽车、手机、计算机等都是工具和技术的运用。因此，让学生学会使用工具解 决生活中的问题， 在使用的过程中感受工具和技术给人类生产生活带来的便利， 从而激发起对 工具和技术的关注，产生探究的兴趣也就成了本课的重要任务。 本课从让学生举例入手， 唤醒学生的生活经验和经历， 进而说一说生活中用过的工具和技 术。六年级的学生可以列举很多具体的工具和技术，但要分析工具和技术之间的联系时，就会 感到很困难，因为日常生活中学生更多时候只关注二者中的其一，只觉得一个工具好用，而容 易忽略背后工具的发明需要技
13、术的支撑。 使用同一工具， 新手和熟手之间也存在经验上的差异， 这种技术上的差异也会直接影响到工具的使用效果。因此，教科书设计了“取出核桃仁”这样 一个生活化的实践活动。 取出核桃仁的活动分为两个层次，一是取出核桃仁，二是取出相对完整的核桃仁，这里面 既包含了对工具的正确选择和使用， 也包含了对完成任务的经验、操作使用工具的技巧等的积 累和改良。在评价取出核桃仁的过程中，要帮助学生认识工具和技术是紧密联系的。 科学概念目标科学概念目标 列举生活中的工具和技术。 了解工具和技术之间的联系。 科学探究目标科学探究目标 在取岀核桃仁的活动中，能正确操作使用工具，能对使用工具的过程做出评价。 科学态度
14、目标科学态度目标 感受工具和技术对生活的影响，产生认识工具和技术的兴趣。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 知道工具可以给工作带来便利，技术和工具都是不断改变、不断进步的。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：木棍、轮子、砖块、铁锤、核桃夹、核桃。 教师准备：教学课件、班级记录表。 第第 2 2 课课 斜面斜面 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 通过前一课的学习，学生已经对“工具和技术”及其联系有了一些认识，这一课则是缩小 视角，开始聚焦到一种工具的研究。 学生对斜面并不陌生，公路上的斜坡、地下车库的斜坡、商场的斜坡式自动扶梯都是学生 熟悉的。 本课重
15、点研究的是斜面作为一种工具在搬运物体过程中的作用。学生通过用塑料槽从 上至下搬运石块、水的活动，建立起斜面可以省力的直观认知；通过用工具测量用斜面搬运物 体和直接提升之间力的差异，对比数据建构起斜面省力的认识。综合起来我们可以发现，不管 是从上往下还是从下往上搬运，利用斜面比直接搬运都要省力。 正因为斜面可以省力，所以对斜面的应用出现在了生活中的方方面面。教科书拓展部分列 举了许多斜面应用的例子，既是巩固学生对斜面作用的认知，又进一步凸显了“重大的发明和 技术会给人类社会发展带来深远影响和变化”这一单元大概念。 科学概念目标科学概念目标 利用斜面滑道从上往下搬运物体十分省力。 利用斜面从下往上
16、搬运物体比直接搬运物体要省力。 科学探究目标科学探究目标 能利用器材搭建一个斜面，完成特定的搬运任务。 能正确操作测力计，准确测量利用斜面搬运物体和直接提升物体所用的力的大小。 能根据提供的指标完成工具的测试和评价。 科学态度目标科学态度目标 与同伴合作探究时，互相协作，关系融洽。 愿意倾听其他同学的表达，乐于分享自已的观点。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 认识到斜面在生活中的应用相当广泛，给生产、生活带来了便利。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：塑料槽(也可用 PVC 线槽自制)、石块(有大有小)、水、盛水的瓶子、水槽、 测力计、装小石块用的袋子、抹布。
17、 教师准备：教学课件。 第第 3 3 课课 不简单的杠杆不简单的杠杆 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 本课我们将继续学习了解另一种简单机械杠杆。 人类对杠杄的认识和了解有着悠久的 历史。阿基米德最早提出了杠杆原理，并依据此原理产生出了许多发明，影响深远。今天杠杆 工具在生活中的应用非常普遍。选用杠杆作为研究内容，贴近学生的生活，容易激发他们研究 工具的兴趣。 根据课程标准的要求，教科书并不需要学生去发现杠杆原理， 而是需要学生通过特定的任 务， 在使用杠杆的过程中评估杠杆的作用效果。所以教科书设计了用木板作杠杆移动大石块的 模拟测试活动。为了保证测试活动的客观性，教科书中选用固定
18、的小石块去撬动大石块。用手 撬动大石块，虽然比用小石块撬操作更简单，但由于学生的力气存在大小差异，对是否用力的 主观判断也各不相同，容易出现争议。在完成任务的过程中，学生既会发现用固定的小石块可 以省力地撬动大石块， 也会发现只要改变支点的位置也可能费力但无法撬动。 同时， 改变支点， 还会改变撬动大石块的移动距离。这一发现，是让学生借助自己画出的杠杆装置图，观察总结 得出来的。在集体研讨交流的过程中，我们不仅期望学生能发现杠杆的不同作用效果，还期望 学生能够互相交流完成任务的经验，感悟到“在实践中操作工具时，技术方法的进步能帮助我 们更好地完成任务” 。 科学概念目科学概念目标标 利用杠杆可
19、以帮助我们撬起一些重物。 改变支点的位置、支点的高度会影响杠杆的作用效果。 科学探究目标科学探究目标 能利用杠杆完成撬动大石块的任务。 能用画图的方式记录杠杆装置的使用情况。 科学态度目标科学态度目标 能对杠杆产生探究的兴趣，乐于和同学合作完成模拟测试。 尊重事实， 如实记录大石块的移动距离， 准确地画出杠杄装置， 愿意倾听其他同学的表达， 乐于分享自己的观点。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 认识到杠杆也是一种简单机械，在生活中应用广泛，给我们带来了便利。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：木尺、一大一小两块石块、有格子且标明起点 A 终点 B 的宽纸带作为
20、杠杆支 点的方木块。 教师准备：教学课件。 第第 4 4 课课 改变运输的车轮改变运输的车轮 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 本课我们将探究另一种简单机械轮轴。本课以轮子作为研究对象，借助模拟测试，让 学生了解轮子的作用，建构对轮轴的认知。同斜面、杠杆一样，车轮的发明与运用同样历史悠 久。 人类很早之前就发明了车和车轮， 改变了肩挑、 畜力驮运的运输方式， 有效地节省了人力， 大大提高了运输的能力和效率， 是一项具有划时代意义的了不起的发明。随着各种动力的不断 发明，不同类型、不同材质、不同构造的轮子也随之不断地涌现，今天轮子已经成为各种交通 工具中不可或缺的部件之一。 在前两课
21、的基础之上，本课继续采用在具体情境中完成相应任务的活动形式。学生将借助 平板和手推车，完成在直线和曲线道路上运送不同货物的实际任务， 在体验中完成对轮子的测 试。通过对比，学生认识到轮子的作用有多个方面，如省力、省时、灵活、平稳、安全等。 这是一个非常有趣的活动， 深受学生的喜欢。 这个活动对学生的探究技能有了更高的要求， 需要学生针对实际情况提出更多的评测指标；受场地的制约，需要各小组成员之间、小组与小 组之间互相协作才能完成任务。本课的学习场地从室内到室外，再回到室内，课堂活动的大部 分时间都在室外进行。室外教学需要教师事先选定好室外活动的场地，制订好活动的规则，对 教学的组织要求更高，也
22、是培养和评估学生的良好学习行为习惯的机会。 科学概念目标科学概念目标 车轮属于轮轴，也是一种简单机械。 用有轮的推车运送物品比较省力、灵活。 科学探究目标科学探究目标 能利用平板或者推车完成运送物品的任务。 能运用时间、用力、安全、灵活、损耗等多个指标来评判运输过程的效果。 科学态度目标科学态度目标 能遵守规则，与小组成员互相配合，积极协作共同完成探究任务。 愿意倾听其他同学的表达，乐于分享自己的观点。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 轮子的发明和改进，改变了人类的运输历史，对人类社会发展具有重要的影响。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：推车(没有的可以用木
23、板钉上四个万向轮自制)、不带轮子的木板标志桶 A、 标志桶 B、标志桶 C、重物(就地取材，适合即可，不限)。 教师准备：教学课件。 第第 5 5 课课 灵活巧妙的剪刀灵活巧妙的剪刀 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 前面我们已经探究了斜面、杠杆、轮轴这三种简单机械，也了解了随着技术的发展，工具 也在不断地改进、创新。在现实生活中，为了解决一些问题，往往需要把几种简单的机械、几 种不同的技术组合在一起，这就诞生了更加复杂的机械。本课我们将以剪刀为例，探讨这种工 具和技术的组合所带来的便利，以及对生活的影响。 对剪刀的探究，我们继续以创设生活情境、解决特定任务的方式进行。先让学生用剪
24、刀裁 剪纸片、布料上的圆形和方形。这个活动会让学生感受到，如果不用工具，我们不可能精确地 完成裁剪任务；如果只使用刀具，虽然也可以完成任务，但裁剪的精度、安全性、灵活性、速 度比起剪刀都要逊色不少。出于安全考虑，教科书没有让学生用剪刀进行对比体验，但这种对 比分析还是非常有必要的，可以帮助学生理解剪刀的作用。在模拟医生做外科手术的活动中， 我们设计了用剪刀剪开塑料皮并剪断两根导线的任务，相比前面的任务，这个任务难度加大， 操作精度要求更高。如果使用一般的剪刀，完成这个任务会有一定的难度，这就促使学生意识 到我们需要对剪刀进行改进， 而解剖剪正是基于解决此类问题所发明出来的专用剪刀。学生使 用解
25、剖剪完成任务的过程，也就是感受“某些任务需要特定的工具”的过程。通过对比分析普 通剪刀、解剖剪、理发剪主种剪刀的结构特点，能帮助学生意识到，人们为了更好地完成某些 任务，不断地对工具进行改进，工具和技术是相互促进发展的。 科学概念目标科学概念目标 剪刀是一种组合工具，它具有斜面和杠杆的结构特点。 形式多样的剪刀也是多项技术组合的产物，用以解决不同任务的需要。 科学探究目标科学探究目标 能利用剪刀完成裁剪和模拟外科手术的探究任务。 能运用时间、用力、安全、灵活、方便等多个指标来评价剪刀使用的效果。 科学态度目标科学态度目标 能遵守规则，与小组成员互相配合，积极协作共同完成探究任务。 愿意倾听其他
26、同学的表达，乐于分享自己的观点。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 各种各样的剪刀是人类在解决特定问题时，不断思考、创新发明出来的，给生产生活带来 了极大的便利。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备： 剪刀、 印有圆形和方形的纸片、 印有圆形和方形的布片、 解剖剪、 废旧网线。 教师准备：教学课件。 第第 6 6 课课 推动社会发展的印刷术推动社会发展的印刷术 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 印刷术是中国古代四大发明之一，是人类近代文明的先导， 为知识的广泛传播交流创造了 条件。在印刷术发明之前，人们依赖手工抄写的方式来制作书籍传播文化，这种方式既费
27、时、 费事又容易出错。印刷术的发明彻底改变了这一局面，它方便、灵活、省时、省力，提髙了印 刷的效率。正因为如此，印刷术作为一种基础性技术，不仅发挥了重要的历史作用，在如今仍 然发挥着重要的现实作用。 我国的活字印刷术闻名于世， 但随着时间的流逝以及各种印刷技术的不断革新， 今天我们 已经很难再见到活字印刷，学生对活字印刷的了解也十分有限。在本课，我们设计了模拟活字 印刷的活动，学生将在活动体验中了解活字印刷的简单工序，感受它的魅力。通过与手工抄写 的对比，学生将深刻体会到活字印刷的省时、省力，感受它对文化传播所做出的目大贡献。 科学概念目标科学概念目标 活字印刷是重要的印刷技术之一。 印刷术的
28、出现和发展，推动了工具和技术的不断发展。 科学探究目标科学探究目标 能参与体验活字印刷术并印刷一页“书籍” 。 能合理估量手工抄写和印刷完成同样任务所需要的时间。 能结合模拟体验和估量结果，对手工抄写和活字印刷进行评测。 科学态度目标科学态度目标 能积极参与体验活动，小组成员之间能互相帮助。 感受活字印刷术的便利，激发民族自豪感，产生学习科学的兴趣。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 活字印刷推动了印刷术的发展，让文化、知识的传承更加便捷，推动了人类文明的发展。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：活字印刷套材(字模、印刷盘、墨、宣纸、刷子)、格子纸、计吋器。 教
29、师准备：教学课件。 第第 7 7 课课 信息的交流传播信息的交流传播 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 21 世纪是信息时代，随着网络技术的普及，每天我们都在接收大量的信息，也在自我创 造出大量的信息，信息对整个社会的影响越来越重要。现在的学生被称之为“信息时代的原住 民” ，不管是现在还是将来，信息对他们的影响都非常大。 本课我们聚焦“信息对工具和技术的影响” ，让学生先比较书本和电脑提供的信息之间的 异同，引发对信息的关注和思考。接下来再借助这两种信息传播工具，分别获取制作简易独轮 车的信息，并依据获取的信息完成独轮车的制作。在这个过程中，学生需要反复跟信息传播扛 具接触， 从
30、而感受到不同的传播工具所承载的文字和视频会对我们获取信息产生直接影响。 这 个过程一定要让学生亲自参与， 因为虽然我们每天都被这些信息传播工具所包围， 也感受到它 们传递信息的一些特点，但这些认知都是片面的，并且缺乏公平比较。当学生真实地参与活动 时， 他们才能真正感受到不同传播工具之间的差异。我们希望在活动中学生能感受到不同的信 息传递方式各有优劣。人们阅读文字可以快速获取信息，可以及时选取和标注重点信息，但不 够直观，影响人们对信息的理解；视频信息生动直观，连续性强，但相对耗时，在及时选择和 标注信息时不够方便。 制作独轮车，既是个与信息传播相关的制作活动，又是一个评估学生单元学习的活动。
31、制 作过程中，学生可能会用到剪刀、小刀、尺子等工具，独轮车本身也包含了本单元学习的一些 技术。有了前面学习经历的铺垫，学生使用这些工具的经验应该更加丰富， “技术”也跟着提 高了。此时，让学生再次交流对“工具和技术”的看法对自己的学习进行回顾、总结。这时学 生对工具和技术的认识也更加全面， 他们不仅能说出一些具体的工具名称，也能结合自己的感 受使用“省力” “省时” “安全” “灵活”等词语来评价工具的优劣。在教师的引导下，他们还 能发现“工具和技术”更多的区别与联系。比如，匚具往往是具体的实物，而技术往往是一些 经验、技巧和方法；工具的发明、使用需要技术，技术的进步可以发明出更先进的工具；工
32、具 和技术都是可以不断改进的。 科学概念目标科学概念目标 信息的交流与传播驱动工具和技术的发展。 不同的信息传播工具会影响人们接收信息的效果。 科学探究目标科学探究目标 能借助信息传播具获取信息，完成独轮车简易模型的制作。 科学态度目标科学态度目标 乐于合作探索，遇到问题能积极想办法解决。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 信息的交流和传播推动工具和技术的共同发展，对人类社会的发展具有举足轻重的地位。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：尺子、剪刀、细线、竹棍、萝卜、独轮车制作指南文字稿、独轮车制作指南 视频。 教师准备：教学课件。 四、参考资料四、参考资料 科学
33、、技术和工具的基本知识科学、技术和工具的基本知识 科学是主体借助于手段和条件，揭示并获得自然、社会、人自身固有的本质、规律的知识 体系和认知活动。 技术是主体借助于手段和条件，变革客体，实现预定目的方式和机制，创造出客观没有的 人工人造物的能力体系和创造活动。技术是由经验、知识和理论、智能组成的主体要素，由材 料、能源和信息组成的客体要素，由工具、机器、设备、装置和同主体、客体、手段相互作用 的规则、工艺流程及运用工具、机器、设备、装置以实现目的途径、技巧、行为方式等手段要 素组成的。 工具是能帮人们降低工作难度或省力的装置， 常见的简单工具有杠杆、 滑轮、 轮轴、 齿轮、 斜面、螺旋、劈等。
34、前四种简单工具是杠杄的变形，后三种是斜面的变形。 技术的发明为工具的变革提供了理论基础， 而新工具特别是新科学实验装备使用为技术的 发展提供了物质条件，二者互相促进，共同发展。 连筒连筒 连筒，古代文献中或称“竹笕” ，亦有称“笕” ，是一种利用竹材中空特性而架设的传水设 施。 王祯农书说： “连筒，以竹通水也。凡所居相离水泉颇远，不便汲用乃取大竹，内通其 节，令本末相续，连绵不断；阁之平地，或架越涧谷，引水而至。又能激而高起数尺，注之池 沼及庖之间。如药畦蔬圃，亦可供用。 ”连筒构造方法极为简单：取粗大竹材，打通节隔，根 据输水远近， 将一根、 二根乃至许许多多根打通节隔的竹材首尾相接， 形
35、成通水道， 上接水源， 下达需水之处， 如池塘、 厨房、 药畦、 菜园等。 从我们现今所掌握的材料来看， 唐朝中期以后， 南方各地丘陵山区已较多地采用了这种简便易行的传水设施。 斜面斜面 斜面：与水平面成倾斜的光滑平面，称为斜面斜面的作用：能够将物体以相对较小的力从 低处提升至高处，但提升该物体的路径长度也会增加。斜面越长即斜面与水平面的夹角越小， 则越省力。 斜面的应用： 日常生活中的刀刃、 钉子的尖利部位、 楼梯、 电梯、 盘山公路、 桥梁的引桥、 房屋的倾斜屋顶、倾斜的传送带等都是斜面的应用。螺丝钉是一种变形的斜面。 杠杆杠杆 在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆，杠杆是一种简单机
36、械。 杠杆可以分为三类：当阻力臂小于动力臂时，杠杆省力；当阻力臂等于动力臂时，杠杆既 不省力也不费力；当阻力臂大于动力臂时，杠杆费力 观察图示我们可以发现，杠杆省力时，物体被撬动的距离较短；当杠杆费力时，物体被撬 动的距离较长。所以，杠杆省力时，费距离；杠杆费力时，可以节省距离。 不改变支点的位置，只改变支点的高度，不影响杠杆的省力效果，但可以增加物体被撬动 的距离。 在生活中根据需要，杠杆可以是任意形状。如跷跷板、剪刀、扳子、撬棒、钓鱼竿、订书 机、筷子、镊子等，都是杠杆。滑轮是一种变形的杠杆，定滑轮的实质是等臂杠杆，动滑轮的 实质是阻力臂是动力臂一半的省力杠杆。 轮轴轮轴 轮轴：由固定在同
37、一根轴上的两个半径不同的轮子构成的机械叫轮轴。半径较大的是轮， 半径较小的是轴。轮轴也是一种简单机械。 轮轴的原理：一般情况下，在轮上用力，由于轮的半径总是大于轴的半径，所以轮轴省力 但费距离。当我们在轴上用力时，轮轴费力，但能节省距离，生活中自行车后轮、风扇的扇叶 就属于此类应用。 轮轴的应用：日常生活中常见的辘轳、绞盘、石磨、汽车的方向盘、扳手、手摇卷扬机、 自来水龙头的扭柄等都是轮轴。 动滑轮在轴上挂重物，在轮上用力，我们也可以把它看成轮轴的应用。 印刷术印刷术 公元 105 年，东汉的蔡伦制造出了物美价廉、适合书写的“麻纸” ，开创了人类用纸记录 信息的先河。 书籍的普及也带来了新的问
38、题， 人们发现手抄书籍费时、 费力、 又易抄错、 抄漏， 如何能找到一种方法，能准确、快速地复制和传播信息与知识呢? 雕版印刷术：唐朝出现的“雕版印刷术”是世界最早的印刷术。它的工艺流程是将文字、 图像雎刻在平整的木板上，再在版面刷上一层油墨，然后在上面盖上纸张，用干净的刷子轻轻 刷过，最终使木板上的图文清晰地印到纸张上。雕版印刷大大提高了书籍制作的效率，也迅速 传播开来。 活字印刷术：宋代的毕昇在工作时发现了雕版印刷的缺点：一块雕版只能印一页内容。如 果内容变动，就需要重新制作一块新的雕版，费时费力且成本也高。于是，他积极思考，发明 了新的印刷术活字印刷。他把每个字制成泥塑模板，并按照需要的
39、顺序排列在字盘里，给 字模涂上墨汁之后便可印刷；印完之后将字模取出，留待下次印刷时重新排列组合使用；字模 可以反复使用，节约了成本，提高了印刷的效率。 喷墨印刷：计算机存储的信息输入到喷墨印刷机， 油墨在喷墨控制器的控制下从喷头的喷 嘴喷岀，喷印在承印物上。喷墨印刷是一种无接触、无压力、无印版的印刷技术，所以它的承 印物材料广泛，包括木板、玻璃、水晶、皮革、橡胶、聚氯乙烯(PVC)、石材等。 激光打印：激光打印技术是利用激光束将数字化图形或文档快速“投影”到一个感光表面 (感光鼓)，被激光束命中的位置会发生电子放电现象。然后由于静电作用，这些位置像磁铁般 地吸引一些纤细的“墨粉” ，打印效果就出来了。激光打印速度快，输出质量高，是当代常用 的印刷技术。
