资源简介

《不简单的杠杆》教学设计
一、教学背景
在我们的日常生活中，杠杆是一种常见的简单机械，它能够帮助我们轻松地完成许多看似困难的任务。从撬动重物到各种工具的使用，杠杆的原理无处不在。通过本节课的学习，学生将深入了解杠杆的原理和作用，掌握杠杆的三个重要位置，以及如何通过改变支点和用力点的位置来影响杠杆的作用效果。同时，学生还将通过实验探究和实际应用，培养科学探究能力和解决问题的能力。
二、教学目标
深刻理解利用杠杆可以帮助我们撬起一些重物的原理。
明确改变支点的位置、支点的高度会对杠杆的作用效果产生影响。
了解不同类型杠杆（省力杠杆、费力杠杆、既不省力也不费力杠杆）的特点和应用。
三、教学重难点
（一）教学重点
用石块、木板进行模拟实验，深入认识杠杆的作用效果，掌握杠杆的三个重要位置。
整理、分析实验数据，发现杠杆的省力规律，理解用力点、支点和阻力点之间的关系。
引导学生通过实验探究和实际应用，掌握不同类型杠杆的特点和应用。
（二）教学难点
准确分析实验数据，理解杠杆省力和费力的原理，以及既不省力也不费力的情况。
帮助学生在实际问题中正确判断杠杆的类型，灵活运用杠杆原理解决实际问题。
培养学生的科学思维能力和创新能力，引导学生在实验探究中发现问题、提出问题、解决问题。
四、教学方法
讲授法、实验探究法、小组讨论法、案例分析法、多媒体演示法
五、教学准备
学生准备：木尺、一大一小两块石块、有格子且标明起点 A 终点 B 的宽纸带、作为杠杆支点的方木块、笔记本、铅笔、彩色笔、学生活动手册。
教师准备：教学课件、学生实验材料一套（包括不同大小的木尺、石块、方木块等）、杠杆模型、生活中常见杠杆工具实物（如羊角锤、铁锹、指甲剪、打捞网、跷跷板、塔吊、挖掘机、核桃夹等）、奖品（如小贴纸、奖章等）。
六、教学过程
（一）情境导入
教师播放一段关于建筑工地工人使用杠杆工具撬起重物的视频，展示杠杆在实际生活中的强大作用。
视频播放结束后，教师提问：“同学们，在刚才的视频中，我们看到了工人用一根小小的撬棍就能轻松撬动很重的水泥板。大家知道这位工人在做什么吗？水泥板非常重，如果直接搬动需要非常大的力，但是工人用撬棍就能轻松撬动，说明撬棍有什么作用呢？上节课我们学过的省力工具叫什么？” 引导学生回忆上节课的内容，思考撬棍的作用。
学生回答：“工人在撬水泥板。撬棍可以省力。上节课学过的省力工具是斜面。”
教师讲解：“像撬棍这样的工具叫作杠杆。杠杆和斜面一样，都是一种简单机械，即能改变力的基本机械设备。你们在生活中使用过杠杆类的工具吗？” 引出本节课的课题：“不简单的杠杆”。
（二）知识铺垫
复习简单机械的概念
教师提问：“在前面的学习中，我们已经了解了一些简单机械，谁能说一说什么是简单机械？”
学生回答：“简单机械是能改变力的基本机械设备，如斜面、杠杆等。”
教师对学生的回答进行肯定和鼓励，让学生明确简单机械的概念。
教师可以用图片或实例展示不同种类的简单机械，帮助学生复习简单机械的特征。
介绍杠杆的历史
教师提问：“同学们，你们知道人类对杠杆的认识和了解有多久的历史吗？”
学生可能会回答：“不知道。”
教师解释：“人类对杠杆的认识和了解有着悠久的历史。阿基米德最早提出了杠杆原理，并依据此原理研究出了许多发明，影响深远。今天杠杆工具在生活中的应用也非常普遍。”
教师可以用图片或故事讲述阿基米德与杠杆的故事，激发学生对杠杆的兴趣。
（三）实验探究一：认识杠杆
观察图片
教师出示教材 P47 小石头撬大石头的图片，引导学生观察图片中的杠杆装置。
教师提问：“同学们，仔细观察这幅图片，你们看到了什么？图片中的杠杆是由哪些部分组成的？”
交流讨论
学生观察图片后，在小组内交流、讨论使撬棍发挥作用的三个重要位置。
教师巡视指导，参与学生的讨论，了解学生的想法。
教师可以提醒学生从撬棍的形状、作用等方面进行讨论。
上台圈出
请一名学生上台在示意图中圈出杠杆的三个重要位置：支点、用力点和阻力点。
教师讲解：“支点是支撑着杠杆、杠杆围绕其转动的位置；用力点是在杠杆上用力的位置；阻力点是杠杆克服阻力的位置。”
教师可以用图片或实物演示杠杆的三个重要位置，帮助学生理解杠杆的结构。
（四）实验探究二：用力点对杠杆作用的影响
提出问题
教师提问：“使用撬棍能够撬起很重的石头，让我们感觉很省力，那是不是所有情况下撬棍都可以撬动重物，都可以省力呢？你们认为什么会影响杠杆的作用？它会有怎样的影响呢？” 引导学生思考用力点对杠杆作用的影响。
假设猜想
学生独立思考，对用力点对杠杆作用的影响提出自己的假设。
教师巡视指导，了解学生的假设。
教师可以提醒学生从用力点的位置、大小等方面进行假设。
分组实验
教师布置任务：指导学生分组实验并完成实验帮助卡。
实验帮助卡：
（1）实验目的：探究用力点对杠杆作用的影响。
（2）实验器材：木尺、一大一小两块石块、有格子且标明起点 A 终点 B 的宽纸带、作为杠杆支点的方木块。
（3）实验步骤：
① 将大石块放在起点 A 处，小石块放在木尺的一端作为用力点。
② 调整小石块的位置，观察大石块的移动情况。
③ 记录小石块不同位置时大石块的移动距离。
（4）实验注意事项：
① 操作时要小心，避免石块砸到手。
② 记录数据要准确。
③ 小组内分工合作，共同完成实验。
分析数据
学生完成实验后，在小组内分析实验数据，讨论用力点对杠杆作用的影响。
教师巡视指导，参与学生的讨论，了解学生的分析结果。
教师可以提醒学生从大石块的移动距离、用力的大小等方面进行分析。
得出结论
教师提问：“改变小石块的位置，你们有什么发现？” 引导学生总结实验结论。
学生可能会回答：“小石块离方木块太近，就不能撬动大石块；小石块离方木块越远，大石块被撬动的距离越远。”
教师总结：“用力点离支点越远，杠杆越省力。”
（五）实验探究三：支点对杠杆作用的影响
提出问题
教师提问：“杠杆的作用除了与用力点有关，还可能与什么有关？” 引导学生思考支点对杠杆作用的影响。
假设猜想
学生独立思考，对支点对杠杆作用的影响提出自己的假设。
教师巡视指导，了解学生的假设。
教师可以提醒学生从支点的位置、高度等方面进行假设。
设计实验
教师引导学生研讨、设计实验方案，确定实验步骤和所需器材。
学生在小组内讨论实验方案，提出自己的想法和建议。
教师巡视指导，参与学生的讨论，帮助学生完善实验方案。
实验方案：
（1）实验目的：探究支点对杠杆作用的影响。
（2）实验器材：木尺、一大一小两块石块、有格子且标明起点 A 终点 B 的宽纸带、作为杠杆支点的方木块。
（3）实验步骤：
① 将大石块放在起点 A 处，小石块放在木尺的一端作为用力点。
② 调整方木块的位置，改变支点的位置。
③ 观察大石块的移动情况，记录大石块被撬动的距离。
（4）实验注意事项：
① 操作时要小心，避免石块砸到手。
② 记录数据要准确。
③ 小组内分工合作，共同完成实验。
分组实验
学生按照实验方案进行分组实验，教师巡视指导，及时解决学生在实验过程中遇到的问题。
分析数据
学生完成实验后，在小组内分析实验数据，讨论支点对杠杆作用的影响。
教师巡视指导，参与学生的讨论，了解学生的分析结果。
教师可以提醒学生从大石块的移动距离、用力的大小等方面进行分析。
得出结论
教师提问：“改变方木块的位置，你们有什么发现？” 引导学生总结实验结论。
学生可能会回答：“方木块离大石块越近，大石块被撬动的距离越远。”
教师总结：“阻力点离支点越近，杠杆越省力。”
综合分析
教师提问：“在模拟测试中，你们是否成功地将重物撬动到了指定地点？杠杆在撬动中有什么作用？在测试过程中，你们做了哪些尝试，有什么发现？” 引导学生综合分析用力点和支点对杠杆作用的影响。
学生在小组内讨论，总结实验过程中的发现和体会。
教师巡视指导，参与学生的讨论，了解学生的综合分析结果。
教师可以提醒学生从用力点和支点的位置关系、杠杆的省力规律等方面进行分析。
教师总结：“科学家通过大量的实验总结出了杠杆的三条作用规律：用力点到支点的距离＞阻力点到支点的距离，杠杆省力；用力点到支点的距离＜阻力点到支点的距离，杠杆费力；用力点到支点的距离＝阻力点到支点的距离，杠杆既不省力也不费力。”
（六）研讨与交流
展示实验结果
教师组织学生展示实验结果，包括画出的杠杆装置图和记录的实验数据。
学生在小组内推选代表，上台展示本小组的实验结果。
教师可以将各小组的实验结果展示在黑板上，进行比较和分析。
分析实验结果
教师引导学生分析实验结果，讨论以下问题：
（1）在实验过程中，你们是如何确定杠杆的三个重要位置的？
（2）用力点和支点的位置变化对杠杆的作用效果有哪些影响？
（3）根据实验结果，如何判断一个杠杆是省力杠杆、费力杠杆还是既不省力也不费力杠杆？
学生在小组内讨论，发表自己的观点和看法。
教师巡视指导，参与学生的讨论，了解学生的分析结果。
教师可以提醒学生从杠杆的原理、作用规律等方面进行分析。
分享实验体会
教师提问：“在实验过程中，你们遇到了哪些问题？是如何解决的？有什么收获和体会？” 引导学生分享实验过程中的经验和体会。
学生在小组内交流，分享自己的实验体会。
教师巡视指导，参与学生的讨论，了解学生的实验体会。
教师可以对学生的实验体会进行总结和评价，鼓励学生在实验中积极思考、勇于探索。
（七）拓展与应用
认识生活中的杠杆
教师出示打捞网、跷跷板、塔吊、挖掘机、核桃夹、羊角锤的图片，提问：“它们分别属于什么杠杆呢？你们是如何判断的？” 引导学生分析生活中常见杠杆工具的类型。
学生观察图片，在小组内讨论这些杠杆工具的类型和判断依据。
教师巡视指导，参与学生的讨论，了解学生的分析结果。
教师可以提醒学生从用力点、支点和阻力点的位置关系，以及杠杆的省力规律等方面进行判断。
教师总结：“打捞网、塔吊和挖掘机是费力杠杆，因为用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离；核桃夹和羊角锤是省力杠杆，因为用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离；跷跷板是既不省力也不费力的杠杆，因为用力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离。”
（八）课堂总结
教师与学生一起回顾本节课的主要内容。
提问：“同学们，今天我们学习了《不简单的杠杆》，谁能说一说我们都学到了哪些知识呢？”
学生回答：“我们认识了杠杆的三个重要位置：支点、用力点和阻力点。我们通过实验探究了用力点和支点对杠杆作用的影响，发现了杠杆的省力规律。我们还了解了不同类型杠杆的特点和应用，以及杠杆在生活和工程技术中的广泛应用。”
教师对学生的回答进行肯定和鼓励，强调本节课的重点知识。
强调科学探究的方法和重要性。
教师引导学生体会科学探究的过程，强调提出问题、假设、设计实验、进行实验、分析数据、得出结论等方法在科学研究中的重要性。
提问：“在今天的学习中，我们是如何进行科学探究的呢？我们是如何通过实验和分析来解决问题的呢？”
学生回答：“我们首先提出了问题，然后进行了假设猜想，接着设计了实验方案，进行了分组实验，分析了实验数据，得出了实验结论。在实验过程中，我们还遇到了一些问题，通过小组讨论和老师的指导，我们解决了这些问题。”
教师对学生的回答进行肯定和鼓励，让学生认识到科学探究是一个不断探索和发现的过程。

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