神奇的齿轮 ——华师物电团学服务队开展三下乡课程活动

2022年7月20日，华南师范大学物理与电信工程学院物电团学下乡服务队的成员何宇轩在钉钉课堂开展了 “神奇的齿轮” 的科普小课堂，旨在让学生们更好地理解齿轮的工作原理以及了解相关的科学知识，激发对科学和物理学习的兴趣。本次课程分成四个部分，分别是：齿轮的前世、齿轮的原理、齿轮的今生、课堂总结。
 
齿轮的前世
“让我们一起来认识一下古代的劳动工具吧”。在正式介绍齿轮前，达达老师抛出了一组古代劳动工具的图片，考察了小朋友们对于工具的了解程度。出乎达达老师的预料，孩子们对答如流，纷纷在评论区给出了自己的答案，热情积极的氛围充满了整个课堂。
 
（图1：古代劳动工具的问答）
 
随着水转翻车的引入，齿轮的介绍正式开始。达达老师放了三张跟齿轮有关的古代科技图片，并以视频的形式介绍了齿轮在这其中发挥的作用。小朋友们都惊叹道：“齿轮好神奇。”看到这句话，老师会心一笑，把ppt切换到了原理介绍的部分。
 
（图2：导论视频）
 
齿轮的原理
“齿轮是怎么工作的呢？”达达老师把画面切到齿轮的图片，并要求小朋友回答出齿轮的特点。“大小不一”、“可以转”、“很复杂”......在这一分钟内，小朋友在评论区发表了观点，达达老师也总结了四点特点，跟大家分享了自己的答案。
 
（图3：评论区互动）
 
有了齿轮的特点作为铺垫，小朋友们理解起工作原理就容易多了。达达老师察觉到小朋友们对齿轮的相关知识十分感兴趣，互动区里时常出现小朋友发言。两个齿轮紧紧咬在一起和分开两种情况，达达老师都给大家详细地介绍。为了吸引小朋友的注意力，老师配合着形象生动的动画讲解了坦克的例子。
“为什么要设计齿数不同的齿轮呢？”老师留下了一个悬念，把话题引向了互动环节。小朋友带着问题，跟着老师一起数了齿轮上齿的数量，小朋友们的计算能力是老师意想不到的惊喜，大家都迅速给出了正确答案。“我们一起去看看，设计齿数不同的原因吧。”小朋友们认真观看视频，齿轮的知识流进了大家的脑海里。学习到了新的知识，当然是赶紧运用到实践中去，达达老师用钟表指针的转动考考大家掌握的程度。钟表里，分针转多少圈，时针才转动一圈呢？分针转一圈是一个小时，时针转一圈是12小时，所以时针转1圈，分针转了12圈。时针转一圈的时候，秒针转了多少圈呢？“720！”泽豪同学马上给出了答案。在这两分钟里，达达老师针对指针之间的时间联系向同学们讲解了计算规律，帮助大家更好地理解。大家充分认识到秒针、分针和时针转动圈数的关系。
 
 
（图4、图5：钟表问答）
寓教于乐的课堂形式，不仅让同学们收获到了知识与快乐，也让老师从中获得了巨大的成就感。达达老师带来了动手制作齿轮的实验。在小朋友们准备好材料后，达达老师通过视频一步步教小朋友们制作手工齿轮。实验的过程非常顺利，甚至“青出于蓝而胜于蓝”，孩子们制作出非常精美的齿轮。小朋友们乐在其中，品尝到了实验成功的乐趣，也通过总结，学会了制作齿轮的诀窍：小心、专注，向着小小科学家迈出新的一大步。
 
（图6：动手制作齿轮）
 
（图7：小朋友的作品）
 
（图8：小朋友的作品）
 
齿轮的今生
在刚才的钟表介绍里，让钟表指针转起来容易，但让钟表的时针在一天24小时内准确地转动2圈很难。于是，达达老师给大家介绍了一个“神奇的爪子”，它叫做擒纵机构。看到大家好学的样子，老师倍感欣慰。有了前期的铺垫，擒纵机构这一板块讲得格外轻松，互动区里不时出现小朋友的发言。
 
（图9：擒纵机构讲解）
不知不觉中，课堂也迎来了尾声，达达老师开始课堂总结。从齿轮的特点到转动快慢的判别，在一张张的知识归纳PPT回顾结束后，课堂圆满地画上了句号。