一、提出研究问题
先组织学生谈谈对自行车各部件的认识，如自行车车把利用了轮轴的原理，自行车把手利用了杠杆的原理。然后重点让学生谈谈对自行车齿轮的认识，并推测它在自行车的运动中起什么样的作用，尤其是齿轮齿数不同所起的作用。学生通常会认为它主要起到了传动的作用，却不会意识到由于齿轮数的不同，可以灵活地改变其转速。
二、研究齿轮
第一步是了解学生对齿轮的认识。先让他们回忆还在哪些地方见过齿轮，并比较它们与自行车的齿轮有哪些相同与在不同。让学生尽可能多地说出齿轮的用途，包括齿轮间存在相互咬合与用链条连接的组合，这样可以为课的最后分析，体会齿轮的作用 。
第二步讨论实验方案。首先要根据材料确定是研究齿轮间相互咬合还是链条连接的情形，或者两种方式同时采用。小组讨论方案后，可以在全班交流。交流过程中，注重引导他们明确以下细节：在实验中如何确定两个齿轮的不同齿数，如何确定两个齿轮转动的圈数，如何在记录表中进行记录，记录哪些方面等。
第三步是动手实验。实验中，教师要及时捕捉他们的发现，提醒他们把有价值的东西记录下来（有些发现学生可能自己并不会意识到），促进他们完成完整的实验，但不要过多地影响他们的自主研究。先完成实验的小组，应当提示他们把实验的发现进行整理和初步的分析，为后面的讨论作好准备。有条件的实验室，还可以让各组把实验结果统一反映出来，如实物投影仪或通过黑板上的全班记录表等。
三、讨论实验发现
教师可以选择在组内先交流，然后在全班进行沟通，或者直接在全班进行交流，这主要根据学生平时的学习习惯和能力来确定。
学生在交流时经常会出现只谈结论或只谈发现的情况，无论是哪一种情况，教师都应当及时提示学生把实验的'发现与所思考的结论间的联系讲出来，以便了解他们的思维过程，并发现其中的精彩与不足。有的小组在交流时，可能还会提到本组实验发现的其他情况，对于这样的小组教师要肯定。
如果实验只做了相互咬合这样一种情况，则还需要简要地帮助学生分析如果采用链条传动又会是怎样的情形。相互咬合的情形，可以很方便地计数两个齿轮转动的齿数。链条传动则不再是直接计数，而是通过链条这一中介，间接地推算出两个齿轮转动的齿数。如大齿轮转动一圈，通过链条经过了30个齿，这30个齿的变化体现在小齿轮上，也应该经过30个齿，如果小齿轮只有20个齿，则说明小齿轮要转动1.5圈。从而很好地理解两个齿轮转速间的关系。
四、分析自行车的齿轮及其他简单机械
有了实验中对齿轮原理的认识，再回到自行车的情形当中，引导学生分析隐藏在自行车的其他零部件所涉及的机械原理，如自行车的踏脚用到了杠杆原理。以飞轮的轮轴为支点，用较长的铁杆来转动链条上的飞轮，可以省力。踏脚飞轮上用到了齿轮，以防止链条打滑。
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