資源簡介

新教科版八年級物理下冊跨學科實踐自行車教學設計
一、教學背景分析：
（一）教材分析：
本節內容分為三部分：（1）自行車的結構；（2）自行車與物理；（3）圍繞自行車來探索。
本節內容旨在通過多維度的探索，引導學生深入了解自行車的豐富內涵。教科書先簡單介紹了自行車的發展史，讓學生能夠追溯自行車這一常見交通工具的演變歷程，從而認識到科技進步如何推動社會變遷。接著，介紹了自行車的結構，并引導學生結合所學物理知識理解自行車的科學原理。最后，通過實踐活動，學生將有機會親自體驗自行車的組裝、使用和維護，將理論知識轉化為實踐經驗，從而更全面地掌握自行車的相關知識。
（二）學情分析：
本節是本書最后一節，學生已經掌握了機械運動和力、杠桿的平衡條件、能量轉化等基礎物理知識，并具備了一定的觀察和實驗操作能力，這為他們參與本節的跨學科實踐活動提供了必要的知識儲備。然而，學生在將這些物理知識應用于跨學科問題的解決以及團隊合作、實際問題的應對等方面還不夠成熟，建議先給學生布置恰當的預習任務，并進行合理的分組，讓學生能夠相互學習、取長補短，在教師的適當指導與幫助下，循序漸進地完成實踐任務。
二、教學設計思路：
通過合理的分組，讓學生在小組內相互學習、交流和合作，共同探討自行車相關的物理原理和實際應用。在這個過程中，引導學生綜合運用物理、數學和工程等多學科（或領域）知識，通過完成項目任務來培養創新能力和實踐技能。
三、教學目標：
【物理觀念】能在“自行車”跨學科實踐中綜合認識所涉及的運動和力、聲學、簡單機械、能量及環境、仿生學、體育與健康、交通安全、自行車發展史等知識；能用物理學及相關學科知識解釋如何增強騎行的舒適性，探索其中簡單的工程與技術問題；能分析與能源、環境等有關的社會熱點問題。
【科學思維】能借助自行車模型，認識自行車的結構與各部件的基本功能；
能觀察自行車的結構及傳動方式，分析騎行比走路更省力的原因，培養推理能力；能在拆裝自行車的過程中獨立思考，提出自己的見解。
【科學探究】能在真實、綜合的情境中提出與自行車相關的物理問題；能制訂拆裝自行車的實踐方案，能自主選擇有關自行車的某一個主題撰寫小論文；能與他人共同實施方案，合作交流，并撰寫簡單的活動報告。
【科學態度與責任】通過了解自行車的發展在交通出行、健康與體育、經濟與產業、環境與能源、社會與文化等方面對人類產生的深遠影響，體會物理學對人類生活、工程實踐和社會發展的影響；通過探究自行車中的物理、拆裝自行車、撰寫主題論文等活動，培養樂于思考與實踐、敢于探索、勇于創新的精神，進一步踐行健康生活的理念，具有節能環保、促進可持續發展的責任感。
四、教學重難點：
（一）教學重點：對自行車中蘊含的物理知識的應用，如杠桿、輪軸、壓強、摩擦力等。
（二）教學難點：理解自行車中復雜的力學結構和工作原理，培養學生跨學科綜合運用知識的能力。
五、教學過程：
（一）新課引入。
自行車，一項偉大的人力機械發明，它由杠桿、輪軸等許多簡單機械組成。你知道自行車的演變史嗎？自行車的設計、制造、使用、保養，分別涉及哪些物理知識呢？
（二）新課教學。
問題一：自行車的發展史。
通過視頻介紹自行車的演變過程。
設計意圖：從最早的木質自行車到現代的高科技自行車，涉及許多重要的發明，如鏈條驅動、充氣輪胎、變速系統等，充分體現了技術發展的重要性，讓學生認識到科技進步如何推動社會變遷。
問題二：自行車的結構。
活動1：展示自行車實物并結合課件講解其主要結構，引導學生觀察和思考各部分的功能，包括車座、車輪、車把、鏈條等，每一部分都承載著特定的物理原理和機械作用。同時，引導學生總結自行車的幾個主要系統，如支撐系統、輪組系統、變速系統、剎車系統、避震系統等。
活動2：自行車中的物理知識。
自行車在我們的生活中非常常見，大家知道自行車的結構中蘊含著哪些物理知識嗎？
組織學生討論，結合已經學過的物理知識，尋找自行車上的杠桿、輪軸，并通過實際操作加以驗證。
設計意圖：深入理解物理知識在自行車上的實際應用。
活動3：尋找自行車上用到的其他物理知識，如“摩擦力在自行車上的應用”“壓強在自行車上的應用”等。
引導學生思考：自行車在行駛過程中，哪些地方需要增大摩擦力，哪些地方需要減小摩擦力？自行車的車座、輪胎等部分是如何通過增大或減小受力面積來改變壓強的？
如何設計一個更舒適的自行車車座？
設計意圖：為后續的自行車的人性化設計奠定知識基礎。
問題三：自行車的人性化設計。
組織學生一起討論交流，看看自行車上有哪些人性化設計？并把自己的發現分享給大家。
采取分組討論、展示、總結的流程，注意肯定學生的每一個發現，鼓勵學生的創新思維。
問題四：自行車的使用與保養。
請學生查閱資料，了解自行車使用與保養過程中應該注意哪些問題，并給同學和家人進行科學普及。
請學生根據預習和資料討論整理，發表自己在自行車的使用和保養方面的做法或看法。可讓學生整理總結一份自行車使用指南，包括騎行前檢查、騎行姿勢、變速技巧、剎車技巧等。
問題五：實踐活動。
選擇感興趣的主題開展對自行車相關物理知識的深入探究活動，如測量自行車的行駛速度、自行車剎車時的摩擦力大小等，并在班上匯報交流。
設計意圖：讓學生在實踐中發現問題、解決問題，提高學生的學習積極性和創新能力。
（三）課堂小結：
杠桿知識 輪軸知識 摩擦力知識 壓強知識
自行車上的物理知識

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