跨學科實踐“自行車”（教學設計）-2024-2025學年八年級物理下學期項目化課程案例主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：跨學科實踐“自行車”（教學設計）

2.教學年級和班級：2024-2025學年八年級（1）班

3.授課時間：周四下午第二節課

4.教學時數：1課時

---

同學們，大家好！今天我們這節課要來一起探索一個有趣的跨學科項目——“自行車”。這不僅僅是一堂物理課，我們還會涉及到數學、歷史、地理和藝術等多個學科。讓我們一起騎上知識的自行車，暢游在知識的海洋吧！???♂???核心素養目標分析本節課旨在培養學生以下核心素養：一是科學探究能力，通過實際操作，讓學生掌握自行車結構原理，培養實驗設計和數據分析能力；二是創新實踐能力，鼓勵學生結合所學知識，設計并制作簡易自行車模型，提升問題解決和創新能力；三是跨學科思維，引導學生運用物理知識解釋自行車運動中的力學現象，促進學科間知識的融合與應用。學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

目前，學生們已經學習了基礎的物理知識，包括力學、運動學、能量守恒等概念。在數學方面，他們掌握了基本的代數和幾何知識，這將為理解和計算自行車運動中的物理量打下基礎。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

學生對自行車有著濃厚的興趣，這可以作為激發他們學習動機的良好起點。大多數學生具備一定的動手能力，能夠參與手工制作和實驗操作。學習風格上，有學生傾向于通過視覺和操作來學習，也有學生更偏好理論學習和閱讀。

3.學生可能遇到的困難和挑戰：

部分學生可能在理解自行車運動中的力學原理時遇到困難，比如牛頓運動定律的應用。此外，動手制作自行車模型時，可能會遇到材料選擇、結構設計和裝配上的挑戰。有些學生可能缺乏實際操作經驗，難以將理論知識轉化為實際操作技能。為了幫助學生克服這些困難，我們將提供適當的指導和支持，同時鼓勵他們通過團隊合作來解決問題。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源-軟硬件資源：自行車模型制作套件、螺絲刀、扳手、尺子、繪圖工具、電腦、投影儀

-課程平臺：學校內部教學平臺，用于發布教學資料和作業

-信息化資源：在線視頻教程、力學計算軟件、自行車設計圖紙

-教學手段：實物展示、小組討論、實驗操作、課堂講解教學流程1.導入新課（用時5分鐘）

-教師展示一張自行車的圖片，激發學生的興趣。

-提問：“同學們，你們知道自行車是如何運作的嗎？”

-引導學生思考自行車的結構和運動原理，為新課的學習做好鋪墊。

2.新課講授（用時15分鐘）

-第一條：介紹自行車的結構

-詳細內容：講解自行車的主要部件，如車輪、鏈條、齒輪、剎車等，并展示相應的實物或圖片。

-舉例分析：以自行車的齒輪為例，說明齒輪比的概念和作用。

-第二條：講解自行車的運動原理

-詳細內容：介紹自行車運動中的力學原理，如摩擦力、慣性、力的合成與分解等。

-舉例分析：通過實際操作，讓學生體驗自行車的加速、減速和轉彎等現象。

-第三條：自行車設計與應用

-詳細內容：介紹自行車設計的基本原則和實際應用，如環保、健身、交通等。

-舉例分析：展示不同類型自行車的特點和適用場景，如山地車、公路車、折疊車等。

3.實踐活動（用時20分鐘）

-第一條：制作簡易自行車模型

-詳細內容：分發自行車模型制作套件，指導學生按照說明書組裝自行車模型。

-舉例分析：以一個學生小組為例，展示他們組裝過程中的困難和解決方法。

-第二條：測試自行車模型性能

-詳細內容：讓學生進行自行車模型的性能測試，如速度、載重、穩定性等。

-舉例分析：記錄不同小組自行車模型的測試數據，分析影響性能的因素。

-第三條：討論自行車設計改進

-詳細內容：引導學生針對自行車模型的設計提出改進意見，如增加剎車距離、提高穩定性等。

-舉例分析：展示一個小組針對自行車模型提出的設計改進方案，并討論其可行性和優缺點。

4.學生小組討論（用時10分鐘）

-第一方面：自行車結構特點

-舉例回答：討論自行車齒輪比如何影響速度和載重，以及不同齒輪比在自行車運動中的應用。

-第二方面：自行車運動原理

-舉例回答：分析自行車在運動過程中摩擦力、慣性和力的合成與分解的關系。

-第三方面：自行車設計與應用

-舉例回答：討論自行車設計在環保、健身和交通等方面的優勢和不足。

5.總結回顧（用時5分鐘）

-詳細內容：回顧本節課所學內容，強調自行車的結構、運動原理和設計應用。

-舉例分析：通過提問學生，檢查他們對自行車知識的掌握程度，如自行車的齒輪比如何影響速度等。

-體現重難點：針對本節課的重難點，如自行車運動原理和設計改進，進行總結和強調。

本節課用時共計45分鐘，通過導入新課、新課講授、實踐活動、學生小組討論和總結回顧等環節，幫助學生掌握自行車的基本知識，培養他們的科學探究能力、創新實踐能力和跨學科思維。知識點梳理1.自行車的結構

-車架：支撐自行車的主要框架，包括車頭、車身和車尾。

-車輪：包括前輪和后輪，負責支撐車身和提供運動。

-鏈條與齒輪：鏈條連接齒輪，將腳蹬的動力傳遞到后輪。

-剎車系統：包括剎車把手和剎車片，用于減速或停止。

-車把：控制方向和轉向。

-腳踏板：供騎行者踩踏，產生動力。

2.自行車的運動原理

-力學原理：運用牛頓運動定律，解釋自行車的加速、減速和轉彎。

-摩擦力：自行車運動中，輪胎與地面的摩擦力對運動有重要影響。

-慣性：物體保持原有運動狀態的性質，影響自行車的運動和制動。

-力的合成與分解：在自行車運動中，力的合成與分解影響速度和方向。

3.自行車設計與應用

-環保：自行車是一種綠色出行工具，減少碳排放。

-健身：騎行自行車有助于鍛煉身體，提高心肺功能。

-交通：自行車作為短途交通工具，方便快捷，適合城市交通。

4.自行車模型制作

-材料選擇：根據自行車模型的特點，選擇合適的材料。

-結構設計：設計合理的結構，確保自行車的穩定性和運動性能。

-組裝與調試：按照說明書組裝自行車模型，并進行調試，確保其正常運作。

5.自行車性能測試

-速度測試：測量自行車在一定距離內的最快速度。

-載重測試：測試自行車在滿載情況下的穩定性和運動性能。

-穩定性測試：評估自行車在不同路面和速度下的穩定性。

6.自行車設計改進

-剎車距離：縮短剎車距離，提高安全性。

-穩定性：提高自行車的穩定性，減少翻車的風險。

-舒適性：優化座椅和車架設計，提高騎行舒適性。課后作業1.實踐作業：

-設計一個簡易的自行車模型，并記錄下制作過程中的每個步驟和遇到的問題及解決方法。

-作業要求：使用廢舊材料，如塑料瓶、紙盒等，設計并制作一個簡易自行車模型。在制作過程中，記錄下每個步驟，包括材料的選擇、結構的搭建、遇到的問題和解決方法。完成后，提交一份制作報告，包括設計理念、制作過程和改進建議。

2.計算題：

-如果一個自行車的齒輪比是3:1，當腳蹬轉動3圈時，自行車后輪轉動多少圈？

-作業要求：根據齒輪比的原理，計算后輪轉動的圈數。答案：后輪轉動1圈。

3.分析題：

-分析自行車在直線運動中，速度、摩擦力和慣性的關系。

-作業要求：結合牛頓運動定律和摩擦力的概念，分析自行車在直線運動中速度、摩擦力和慣性的關系。答案：在直線運動中，自行車的速度受到摩擦力和慣性的影響。摩擦力會使自行車減速，而慣性則使自行車保持原有運動狀態。

4.創新題：

-設計一種改進的自行車剎車系統，并說明其工作原理。

-作業要求：設計一種新型的自行車剎車系統，并解釋其工作原理。答案示例：設計一種電磁剎車系統，通過電磁感應產生阻力，實現剎車效果。

5.應用題：

-如果一個自行車的速度是每秒2米，剎車時每秒減速0.5米，求自行車從開始剎車到停止需要多長時間？

-作業要求：根據速度、減速度和時間的關系，計算自行車停止所需的時間。答案：自行車從開始剎車到停止需要4秒鐘。

6.分析與討論題：

-討論自行車在環保、健身和交通方面的優勢和不足，并提出改進建議。

-作業要求：結合實際，分析自行車在環保、健身和交通方面的優勢和不足，并提出具體的改進建議。答案示例：優勢：環保、低能耗、鍛煉身體、方便快捷；不足：安全性、天氣限制、道路條件；改進建議：加強安全設施、發展自行車專用道、提高自行車質量等。

7.實驗報告：

-進行自行車模型性能測試，包括速度、載重和穩定性，并撰寫實驗報告。

-作業要求：進行自行車模型的性能測試，記錄測試數據，分析影響性能的因素，并撰寫實驗報告。答案示例：通過實驗，發現增加鏈條長度可以提高自行車速度，但會影響穩定性；增加車架支撐可以提高載重能力，但會增加重量。作業布置與反饋作業布置：

為了鞏固本節課所學的自行車相關知識，布置以下作業：

1.實踐作業：

-學生需根據課堂所學，設計并制作一個簡易的自行車模型，要求包括車輪、鏈條、齒輪、剎車等基本部件。在制作過程中，記錄下每個步驟，包括遇到的問題和解決方法。

2.案例分析：

-選擇一款現代自行車，分析其設計特點，包括結構、材料、功能等方面的優勢與不足，并撰寫分析報告。

3.計算題：

-計算一個自行車在水平路面上，以5米/秒的速度勻速行駛時，若突然遇到緊急情況需要剎車，求剎車距離。

4.應用題：

-設計一個簡單的實驗，驗證摩擦力對自行車運動的影響，并撰寫實驗報告。

5.小組討論：

-以小組為單位，討論自行車在環保、健身和交通方面的作用，提出改進建議，并準備一份小組報告。

作業反饋：

1.及時批改作業：

-教師應在課后及時批改學生的作業，確保學生能夠及時了解自己的學習情況。

2.指出問題與改進建議：

-在批改作業時，教師應指出學生在作業中存在的問題，如設計不合理、計算錯誤、分析不全面等，并給出具體的改進建議。

3.鼓勵學生反思與進步：

-在反饋中，教師應鼓勵學生反思自己的學習過程，提出如何改進自己的學習方法，以提高學習效果。

4.課堂展示與討論：

-在下一節課，教師可以選取部分學生的作業進行展示，引導學生討論和分析，共同學習。

5.個別輔導：

-對于作業中存在嚴重問題的學生，教師應進行個別輔導，幫助他們理解和掌握相關知識點。教學反思與總結這節課下來，我覺得收獲頗豐，但也意識到一些需要改進的地方。

首先，我在導入新課環節做得還不錯。通過展示自行車的圖片和提問，激發了學生的興趣，讓他們對自行車有了更深的思考。但是，我覺得還可以更生動一些，比如播放一段自行車比賽的視頻，讓學生直觀感受到自行車的魅力。

在新課講授過程中，我嘗試了多種教學方法。比如，在講解自行車的結構時，我使用了實物展示和圖片講解相結合的方式，讓學生對每個部件有了更清晰的認識。在講解自行車運動原理時，我通過實驗操作讓學生親身體驗，效果比較好。但在講解自行車設計與應用時，我覺得自己的講解有些枯燥，可能需要更多實例來吸引學生的注意力。

實踐活動環節，學生們參與度很高，制作自行車模型的過程也充滿了樂趣。但是，我發現有些學生在設計時缺乏創新，可能是因為他們對自行車知識掌握得不夠扎實。因此，在今后的教學中，我需要更加注重基礎知識的教學，讓學生打下堅實的知識基礎。

在學生小組討論環節，我發現學生們能夠積極參與，提出一些有價值的觀點。例如，有學生提出了增加自行車剎車距離的設計建議，這是一個很好的創新點。但是，也有一些學生在討論中顯得比較被動，可能是因為他們對自