S5 动力机械进阶 · 备选入门铺垫系列 · 第3讲（B3）
旋转广告牌 —— 用齿轮学转动方向，为官方03齿条、05齿轮比打基础
授课教具：Lego 9686 ｜ 课时：90分钟 ｜ 铺垫位置：备选序列 B1→B2→B3→B5→B7 的第3课
一、课程基本信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 课程名称 | B3 旋转广告牌（备选入门课，原名旋转咖啡杯已改） |
| 所属阶段 | S5 官方课之前的入门铺垫系列（小学一二年级） |
| 课时 | 90分钟 |
| 教具 | Lego 9686（约26件：24齿×2/16齿×1/轴×4/轴套×6/梁×6） |
| 前序课程 | B1《快乐小陀螺》接电、B2《大风扇呼呼转》梁与轴套结构 |
| 后续课程 | B5、B7，再衔接官方03（齿条）/05（齿轮比）/18课 |
| 核心任务 | 两根立柱+横梁+两块面板，马达经两个同尺寸齿轮驱动面板反向转；加16齿惰轮后同向转 |
| 本课在铺垫序列中的位置 | 这是备选系列第3课，第一次正式接触齿轮传动。重点理解"同尺寸齿轮反向"和"惰轮换向"，为后面官方课学齿轮比、齿条打基础 |
二、教学目标
1. 知识与技能：
- 理解同尺寸齿轮啮合，转速相同、方向相反
- 学会用孔位对齐/手转判断齿轮是否正确啮合
- 认识惰轮：在两个齿轮间加一个小齿轮，只改变转动方向、不改变快慢
2. 过程与方法：
- 通过"招牌怎么转"的问题，引出齿轮传动
- 能按6步自主完成广告牌搭建，先反向、再加惰轮变同向
- 通过"加第三齿轮猜转向"，学会数齿轮对判断方向
3. 情感态度：
- 从街边旋转招牌的生活场景出发，感受机械传动就在身边
- 在"猜转向"游戏中体验齿轮方向的规律，激发探究欲
三、时间安排总览
| 环节 | 时长 | 核心内容 |
|---|---|---|
| C1 联系 Connect | 15分钟 | 街边旋转招牌情境 → 看齿轮反向/惰轮视频 → 提问"怎么让招牌转" |
| C2 建构 Construct | 50分钟 | 6步搭建：认零件→立柱横梁→装马达齿轮→第二齿轮啮合→面板反向转→加惰轮同向转 |
| C3 反思 Contemplate | 10分钟 | 复盘：齿轮反向、啮合判断、惰轮换向 |
| C4 延续 Continue | 10分钟 | 生活迁移：灯箱/霓虹招牌/手表齿轮；加第三齿轮猜转向实验 |
| 1E 评价 Evaluation | 贯穿+课后 | 课堂观察量规 + 课后小测 |
四、C1 联系 Connect（15分钟）15 min
（一）街边旋转招牌情境（5分钟）
- 老师问："路上看到过会一圈圈转的招牌吗？它为什么会转？"
- 引导话术："招牌里面有马达，可马达在底下，怎么把转动传到招牌上呢？今天我们用两个齿轮来帮忙！"
教学提示：拿出两个齿轮教具，让孩子看到齿和齿咬合，一个转另一个跟着转，先建立直观印象。
（二）看视频引入（5分钟）
| 序 | 教师引导 | 学生掌握点 |
|---|---|---|
| 1 | 播放"乐高齿轮小迷惑"：两个齿轮为啥反着转？中间加个小齿轮就同向了。 | 直观看到齿轮反向和惰轮换向 |
| 2 | 播放齿轮反转机构动画，问：两个齿轮方向一样吗？ | 初步感受"齿咬在一起，方向相反" |
（三）概念铺垫（5分钟）
阅读材料
齿轮：边上带齿的圆轮子。
啮合：两个齿轮的齿咬在一起，一个转能带动另一个。
惰轮：夹在中间的小齿轮，不改变快慢，只把方向翻一次。
啮合：两个齿轮的齿咬在一起，一个转能带动另一个。
惰轮：夹在中间的小齿轮，不改变快慢，只把方向翻一次。
五、C2 建构 Construct（50分钟）50 min
建构目标
搭一个双面板旋转广告牌：先让两块面板反向转，再加惰轮让它们同向转。
Step 1：认识零件（5分钟）
认24齿齿轮×2、16齿惰轮×1、轴、轴套、梁。重点摸一摸齿轮的齿。
操作要点：让孩子把两个齿轮对着齿转一转，感受"齿咬齿"。
Step 2：立柱+横梁（8分钟）
两根立柱撑住横梁，做招牌支架，底座要稳。
常见错误：立柱一高一低 → 横梁斜。提醒两根一样高。
Step 3：装马达和第一个齿轮（8分钟）
马达装横梁上，24齿齿轮装在马达轴上。
操作要点：轴套把齿轮在轴上固定好，别让它左右晃。
Step 4：第二个齿轮，齿咬在一起（12分钟·重难点）
穿第二根轴，装第二个24齿齿轮，和第一个齿咬紧。
关键！常见错误：离太远咬不上、离太近卡死。反复让孩子用手转：转得动、齿咬紧、不卡，才算啮合好。
引导话术："如果两个齿轮离得远，你转一个另一个动吗？"（不动）——"所以齿要正好咬在一起，力才传得过去！"
Step 5：装面板，看反向转（10分钟）
两块面板分别装在两个齿轮轴上，通电看怎么转。
引导孩子说发现："一块往左转、一块往右转！"——这就是齿轮反向。
Step 6：加16齿惰轮，变同向转（7分钟）
在两个齿轮中间加16齿惰轮，通电再看。
总结话术："看！加了中间这个小齿轮，两块面板就朝同一个方向转了！它不改变快慢，只把方向翻回来，它叫惰轮！"
六、C3 反思 Contemplate（10分钟）10 min
| 教学目标复习（提问） | 参考答案 |
|---|---|
| 1、两个一样大的齿轮咬在一起，方向怎么变？ | 一个顺时针、一个逆时针，方向相反；一样大就一样快。 |
| 2、怎么知道齿轮咬没咬住？ | 用手转一转，齿咬紧、转得动不卡就是咬住了。 |
| 3、加了惰轮会怎样？ | 方向再翻一次，两块面板变成同向转；惰轮不改快慢。 |
| 4、每多咬一对齿轮，方向翻几次？ | 翻一次。数齿轮对就知道最终方向。 |
七、C4 延续 Continue（10分钟）10 min
生活迁移：哪里还有齿轮？
- 旋转灯箱/招牌：门口一圈圈转的广告
- 手表内部：好多齿轮一个咬一个
- 自行车/汽车：齿轮和链条传动力
拓展小游戏：
- 不加惰轮 vs 加1个惰轮，先猜转向再通电验证
- 中间加2个惰轮，猜最右边面板和马达同向还是反向
引导孩子自己猜、自己验证，总结出"成对咬、方向反一反；加一个、方向翻回来"。
八、1E 评价 Evaluation 量规
| 维度 | ⭐ 待提升 | ⭐⭐ 良好 | ⭐⭐⭐ 优秀 |
|---|---|---|---|
| 知识理解 | 说不清齿轮方向 | 能说出齿轮反向、惰轮换向 | 能解释啮合判断+惰轮不改速+数齿轮对 |
| 搭建能力 | 需全程协助 | 能跟步骤完成啮合调试 | 自主完成并能调啮合松紧 |
| 探究兴趣 | 不敢通电试 | 愿意观察转向 | 主动加惰轮/加齿轮猜转向 |
| 表达迁移 | 说不出齿轮在哪 | 能举1个生活例子 | 能举多个并说出"都靠齿轮传动" |
九、课后反馈模板
课程主题：B3 旋转广告牌（备选入门第3课）
学习目标：
1、理解同尺寸齿轮啮合：转速相同、方向相反
2、学会用手转判断齿轮是否正确啮合（齿咬紧、不卡）
3、认识惰轮：中间加小齿轮，只换方向不改快慢
课程内容：
1、街边旋转招牌引入，提问"怎么让招牌转"，引出齿轮传动。
2、6步搭建：立柱横梁→装马达齿轮→第二齿轮啮合→面板反向转→加惰轮同向转。
3、实验：不加惰轮反向转，加1个惰轮同向转，加2个又反向。
4、联系生活：旋转灯箱、霓虹招牌、手表齿轮、自行车。
课后任务：
①回家给家长讲"两个齿轮为什么反着转"
②上街找1个会转的招牌，说说里面可能有齿轮
③试加1个和加2个惰轮，观察转向变化