齿轮初探

1.课前准备

• 浏览 EV3 课堂 App 应用程序中的学生学习材料。
• 收集与齿轮有关的信息，其有助于学生理解传动比、输入和输出齿轮、惰齿轮等概念。

2.参与（5 分钟）

• 根据下面发起一次讨论部分的想法组织学生围绕本节课程展开讨论。
• 将班级学生分为两人一组。

3.探究 （20 分钟）

• 让每组学生搭建齿轮模型。
• 给他们一些时间进行测试运行，以确保模型搭建正确且能够按预期工作。

4.解释（10 分钟）

• 让每个小组使用每种建议的齿轮组合进行实验，并记录结果。
• 确保他们能够创建自己的测试表。

5.拓展（10 分钟）

• 让学生分析不同的齿轮组合与旋转圈数和旋转方向的关系。
• 要求每组简要总结实验结果。
• 请记得预留整理时间。

6.评估

• 就每位学生的课堂表现提供反馈。
• 可借助所提供的评价准则来简化此环节。

在我们的日常生活中齿轮随处可见！简单来说，齿轮就是带齿的轮子。两个或多个齿轮啮合在一起能够传送动力、加快或减慢速度，还能改变旋转运动的方向。

通过提出相关问题来围绕齿轮展开一次讨论，例如：

• 什么是齿轮？
• 你熟悉使用齿轮的机器吗？
• 当两个齿轮啮合在一起时，旋转方向会发生什么变化？
• 齿轮的传动比与它们的齿数有什么关系？

搭建手册

• 齿轮模型

模型使用
将模型放置在坚固的水平面上。确保齿轮指针和参考电机指针都指向上。运行程序并跟踪齿轮指针，以统计齿轮旋转的圈数。两个电机应精确旋转一圈。学生将更换右侧电机的齿轮装置，并以左侧电机作为参考。

进行实验
当学生进行实验时，提醒他们注意以下事项：

• 在测试表中记录实验编号、升档还是降档、传动比、他们的预测、观察到的旋转圈数以及旋转方向。确保留出足够的空间来记录其它观测值。
• 使用每种齿轮组合进行实验。

程序

通过如下方式简化本节课：

• 与学生合作，帮助他们分析齿轮组合与齿轮指针旋转圈数和旋转方向的关系
• 减少学生必须探究的齿轮组合的数量

通过如下方式提高学生的学习水平：

• 鼓励学生定义一个函数，以根据齿轮传动比预测旋转圈数
• 向学生提出挑战，让他们修改每种齿轮装置的程序，使齿轮指针精确旋转一圈

教师观察清单
可根据教学需要创设评价准则，例如：
1.部分完成
2.全部完成
3.超额完成

请使用下列成功完成任务的标准来评估学生的进度：

• 学生理解齿轮如何影响驱动轮的旋转方向。
• 学生能够解释传动比与驱动轮旋转圈数的关系。
• 学生已学会如何根据齿轮的齿数计算传动比。

自我评估
让每位学生选择最能代表自己当前水平的等级。

• 铜章：能够进行实验，但不能根据齿轮组合预测其结果。
• 银章：在帮助下能够根据所使用的齿轮组合预测了实验中的旋转方向。
• 金章：能够根据自己对齿轮组合的理解，在实验中正确预测旋转方向和圈数。
• 铂金章：能够根据自己对齿轮组合的理解，在实验中正确预测旋转方向和圈数。此外，还能够预测齿轮组合对驱动轮的速度和扭矩的影响。

整合语言艺术能力的培养，要求学生：

• 围绕他们的实验结果和现实世界中使用齿轮机器的例子，准备一份简短的报告
• 准备演示文稿，说明他们的实验结果和学习成果

备注：这部分内容可用作拓展课程。

喜欢这节课的学生可能会对以下相关行业产生兴趣：

• 制造与工程（工程预科）
• 科学、技术、工程、数学（科学与数学）