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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