一、提出研究問題
先組織學生談談對自行車各部件的認識，如自行車車把利用了輪軸的原理，自行車把手利用了杠桿的原理。然后重點讓學生談談對自行車齒輪的認識，并推測它在自行車的運動中起什么樣的作用，尤其是齒輪齒數不同所起的作用。學生通常會認為它主要起到了傳動的作用，卻不會意識到由于齒輪數的不同，可以靈活地改變其轉速。
二、研究齒輪
第一步是了解學生對齒輪的認識。先讓他們回憶還在哪些地方見過齒輪，并比較它們與自行車的齒輪有哪些相同與在不同。讓學生盡可能多地說出齒輪的用途，包括齒輪間存在相互咬合與用鏈條連接的組合，這樣可以為課的最后分析，體會齒輪的作用 。
第二步討論實驗方案。首先要根據材料確定是研究齒輪間相互咬合還是鏈條連接的情形，或者兩種方式同時采用。小組討論方案后，可以在全班交流。交流過程中，注重引導他們明確以下細節：在實驗中如何確定兩個齒輪的不同齒數，如何確定兩個齒輪轉動的圈數，如何在記錄表中進行記錄，記錄哪些方面等。
第三步是動手實驗。實驗中，教師要及時捕捉他們的發現，提醒他們把有價值的東西記錄下來（有些發現學生可能自己并不會意識到），促進他們完成完整的實驗，但不要過多地影響他們的自主研究。先完成實驗的小組，應當提示他們把實驗的發現進行整理和初步的分析，為后面的討論作好準備。有條件的實驗室，還可以讓各組把實驗結果統一反映出來，如實物投影儀或通過黑板上的全班記錄表等。
三、討論實驗發現
教師可以選擇在組內先交流，然后在全班進行溝通，或者直接在全班進行交流，這主要根據學生平時的學習習慣和能力來確定。
學生在交流時經常會出現只談結論或只談發現的情況，無論是哪一種情況，教師都應當及時提示學生把實驗的'發現與所思考的結論間的聯系講出來，以便了解他們的思維過程，并發現其中的精彩與不足。有的小組在交流時，可能還會提到本組實驗發現的其他情況，對于這樣的小組教師要肯定。
如果實驗只做了相互咬合這樣一種情況，則還需要簡要地幫助學生分析如果采用鏈條傳動又會是怎樣的情形。相互咬合的情形，可以很方便地計數兩個齒輪轉動的齒數。鏈條傳動則不再是直接計數，而是通過鏈條這一中介，間接地推算出兩個齒輪轉動的齒數。如大齒輪轉動一圈，通過鏈條經過了30個齒，這30個齒的變化體現在小齒輪上，也應該經過30個齒，如果小齒輪只有20個齒，則說明小齒輪要轉動1.5圈。從而很好地理解兩個齒輪轉速間的關系。
四、分析自行車的齒輪及其他簡單機械
有了實驗中對齒輪原理的認識，再回到自行車的情形當中，引導學生分析隱藏在自行車的其他零部件所涉及的機械原理，如自行車的踏腳用到了杠桿原理。以飛輪的輪軸為支點，用較長的鐵桿來轉動鏈條上的飛輪，可以省力。踏腳飛輪上用到了齒輪，以防止鏈條打滑。
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