资源简介

大象版科学五年级上册 第一单元《简单机械》 2 杠杆 教学设计
单元 《简单机械》 课题 2 杠杆 课时 1
核心 概念 4．能的转化与能量守恒 学习内容 4.1 能的形式、转移与转化
内容要求 4.1中②知道简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面）及其在生产生活中的应用。
教学分析 教材分析杠杆一课，在小学科学课上，可以说是一篇经典课文了。对于五年级的学生来讲，他们具有较丰富的使用杠杆类工具的生活经历，但是他们不知道这是一种简单机械，不具备杠杆的作用与分类方面的明确认识。本课中学生将通过实验探究的方法经归纳概括发现杠杆的作用规律，并结合生活实际的应用深入理解各类杠杆与生活的关系。改进跷跷板的活动贯穿本课教学始终，具有明确的学习目标的导向作用。学情分析五年级的学生已经具备了一定的科学基础知识和实验操作能力。他们喜欢动手实践，对科学实验充满好奇心和探究欲望。然而，部分学生的实验操作能力和科学探究能力还有待提高。因此，在教学过程中，需要注重培养学生的实验操作技能，激发他们的科学探究兴趣，引导他们主动思考和解决问题。教学环境和支持条件分析本节课将在配备有多媒体教学设备和实验器材的科学教室进行。教学过程中将充分利用多媒体教学设备展示实验过程和结果，帮助学生直观理解杠杆原理。同时，实验器材的充足准备将为学生的实验操作提供有力支持。
教学目标 科学观念（对客观事物的总体认识） 科学思维（对客观事物的认识方式） 探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任）
科学观念：知道杠杆是常见的简单机械。了解杠杆的类型及其各自因结构不同而形成的不同作用。能根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务。科学思维：提高解决生活中实际问题的能力，阅读资料收集信息提出关于杠杆作用的问题与假设，通过实验收集证据，运用比较与分类、归纳推理等思维方法分析数据得出结论，并通过演绎推理分析生活中的杠杆工具。探究实践：学生将会对事物的结构、功能、变化及相互关系产生科学探究的兴趣，能接受别人的批评意见，反思、调整自己的探究；在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。态度责任：了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。
教学 重点 认识杠杆的原理、分类及应用
教学 难点 分析杠杆尺的模拟实验结果，概括出杠杆的原理。
教学 准备 教师：理想模型法板贴、三种能让跷跷板平衡的假设板贴。学生：杠杆尺、垫圈、实验记录表。
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图 教学提醒与备注
一、问题与假设（10~15分） 师：同学们，你们都玩过跷跷板吗？妙妙和妈妈在公园里玩跷跷板，妙妙怎么也翘不起妈妈，你能帮着出个主意，妙妙怎样才能把妈妈翘起来？生1：我觉得可以再找一个小朋友和妙妙一起就能翘起妈妈。师：你们为什么这么想？生2：因为小朋友没有妈妈重呀，只要他们一样重不就可以玩跷跷板了吗？生3：可以让妈妈往前移一移，妙妙就能省力一些。师：这样也可以吗？你们为什么这么想？生4：我们在公园玩跷跷板时，发现越靠近中间，越不好翘。生：……师：大家有这么多的想法，总之让跷跷板一上一下地保持平衡，妙妙就能翘起妈妈，就能跟妈妈愉快地玩跷跷板了。 【设计意图】本环节通过学生熟悉的玩跷跷板游戏进行引入，激发学生的学习兴趣和探究欲望。通过提出“妙妙怎样才能把妈妈翘起来”的问题，引导学生运用生活经验进行假设，培养学生的问题意识和假设能力。 教学时教师要借助语言、动作让学生意识到玩跷跷板是需要一上一下保持平衡才能玩起来。在学生说再加一个人坐在妙妙这边时，教师可以追问：加多重的人才可以让跷跷板保持平衡？让学生意识到不是翘起来就行了，而是要让跷跷板一上一下地玩起来才行。
二、探究与结论（10~15分钟） 师：老师觉得你们提的想法特别好，其实你们玩的跷跷板就是一种简单机械，它叫杠杆。杠杆有三个要素：支点、动力和阻力。起支撑作用的是支点，妙妙试图压下杠杆的点是动力点，而妈妈阻碍杠杆被翘起的点是阻力点。动力点上轻的物体真的能翘动阻力点上重的物体吗？今天我们就借助这些材料模拟跷跷板进行实验，验证我们的观点。师：哪位同学说一说这些分别材料模拟跷跷板游戏中的什么？生：我们可以用支架来支撑跷跷板，杠杆尺来模拟跷跷板，然后用垫圈来模拟妈妈的重量和妙妙的重量。师：你们同意吗？生：同意。师：好，我们来规定一下，把左侧放四个垫圈表示妈妈的重量，也就是阻力点上的用力，把右侧放两个垫圈表示妙妙的重量，也就是动力的大小。你们发现了吗？杠杆尺上还有格数，这可以表示阻力或动力到支点的距离。以支点为起点，这是向阻力点方向的第一个格，这是第2个格，这是第4个格；这边是向动力点的第2个格，这是第几个格？生：第4个格。师：我们刚才说的让妈妈向前移动，就可以直接把垫圈向支点移动，当杠杆尺平衡时就表示刚好能翘起妈妈。师：像你们所说妈妈和妙妙的位置不变，相当于阻力点和动力点位置不变，再找一位小朋友来加大动力，就是可以给动力点上增加垫圈的个数，你们觉得加几个垫圈，就能让杠杆尺平衡了呢？生：2个师：如果是妙妙也就是动力点的位置不变，妈妈向右移，你觉得阻力点向右移动几个格能平衡呢？生1：可以将阻力点向右移动两个格，妙妙就能翘起妈妈。生2：可以将阻力点向右移动三个格，妙妙就能翘起妈妈。师：你们提到给妙妙这边的跷跷板加长，但是那杠杆尺一共就这么长，在保证动力点和阻力点的位置都不变的情况下，怎么做能让妙妙这一边的跷跷板变长呢？生：可以移动支点。师：如何移动呢？生：可以将支点向左移两个格。生：我认为将支点向左移一个格就可以。师：你们提了这么多观点，到底谁的观点是正确的？请通过实验来验证。温馨提示，同学们在实验过程中，将你观察到的现象记录下来。（学生实验活动，教师巡视辅导）师：哪个组愿意到前边介绍你们实验的情况？生1：我们发现第一个实验给杠杆尺的动力点增加两个垫圈后，杠杆尺保持平衡，妙妙就能翘起妈妈了。生2：第二个实验我们把阻力点的垫圈向支点方向移动了两个格，此时杠杆尺保持了平衡，妙妙就能翘起妈妈了。生3：第三个实验，我们把支点向左移动了两个格，此时杠杆尺保持平衡，妙妙也能翘起妈妈。师：你们真棒！看来是能用轻的物体翘起重的物体。同学们，请你再仔细观察实验情况，看有什么新的发现吗？生1：我发现当跷跷板的支点到妙妙的距离大于支点到妈妈的距离时，妙妙这边动力点上2个垫圈的力就能翘起妈妈阻力点上4个垫圈的力，说明支点到动力点的距离大于支点到阻力点的距离是省力的。生2：我发现当跷跷板的支点到妙妙的距离小于或等于跷跷板的支点到妈妈的距离时，想要翘起妈妈，我用的垫圈数就多，说明支点到动力点的距离小于支点到阻力点的距离是费力的。生3：我发现当跷跷板的支点到动力点的距离等于支点到阻力点距离时，不省力也不费力。师：你们真棒！通过刚才的实验，大家已经发现杠杆的一个重要原理：如果支点到动力点的距离等于支点到阻力点的距离，那么所用的动力就会等于阻力，此时的杠杆不省力也不费力；如果支点到动力点的距离大于支点到阻力点的距离，那么所用的动力就会小于阻力，也就是省力；反之，就会费力。 【设计意图】本环节旨在让学生根据假设情况进行实验验证，证实了较轻的物体能翘起重的物体，并通过比较分析实验情况，得出杠杆的省力、费力和不省力也不费力的实验结论。 在实验设计时，教师一定要强调杠杆尺的格数是支点到阻力点及动力点的距离，也可举例说明：以支点为起点向阻力点方向数，这是第一个格、第二个格；支点向动力点方向数，这是第一个格……引导学生关注支点到阻力点及动力点的距离和所用的垫圈数量之间的关系。
三、反思与评价（5~7分钟） 师：刚刚我们通过用杠杆尺代表跷跷板，用垫圈代表妈妈和妙妙这种模拟实验的方法发现了杠杆的原理，其实科学家们在研究问题时也会通过建立简化模型来研究复杂系统，这种方法就是理想模型法。师：请你利用理想模型法得出的结论，看怎样给小区的跷跷板设计改进方案，才能让不同的人都能一起玩跷跷板呢？生1：我想把两端的座椅改成能移动的，这样当体重不同的两个人在玩的时候可以通过调节动力点到支点的距离，实现玩耍的乐趣。生2：我觉得还可以在跷跷板的两端安装多个座椅，重的人坐在离支点近的地方，轻的人坐在离支点远的地方，也可以一起玩跷跷板。生3：……师：“大家的想法都非常好！我们可以把这些想法记录下来，然后试着去实现它们。 【设计意图】通过介绍理想模型法，引导学生理解科学研究的方法，并鼓励学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的创新意识和实践能力。
四、应用与迁移 师：在我们的生活中还有很多物体也借用了杠杆原理，剪刀是否也应用了杠杆原理呢？生：是。师：它是支点重合的两根杠杆，请你利用我们的结论分析下列各种剪刀是省力还是费力，为什么要制作这样的剪刀呢？这是理发剪、剪枝剪和裁衣剪。生：第一个理发剪刀，刀片和把手的距离一样长，也就是支点到动力点的距离和支点到阻力点的距离一样长，所以理发剪刀既不省力也不费力，是等力杠杆。生：第二个修枝剪是省力杠杆，因为刀片短把手长，也就是支点到动力点的距离大于支点到阻力点的距离，这样才能比较轻松的剪掉树枝，所以是省力。生：第三个裁衣剪是费力杠杆，因为刀片的长度比把手的长度长，也就是支点到动力点的距离小于支点到阻力点的距离，但是它能一下剪很长的布料，这样能提高工作效率，再有剪布料也不费力气。师：非常棒！解释得很完整。今天我们了解了杠杆的基本原理以及应用，通过实验验证了我们的假设，还思考了如何利用杠杆原理来改进日常的用品。关于简单机械还有很多种，下节课我们继续研究。 【设计意图】运用所学知识解释生活中为什么制作不一样的剪刀，学生在说明理由的过程中，进一步理解杠杆原理在生活中的应用，也清楚费力的杠杆它虽然费力，但是有方便人们生活的好处。 学生在解释时引导学生从杠杆的原理这方面进行具体分析。
五、板书设计
教学反思 本节课通过学生熟悉的情境引出“轻的物体能把重的物体翘起来吗”的核心问题，引导学生形成假设，依据假设设计实验，再借助实验材料进行实验验证，在汇报交流的过程中得出实验结论。最后学生运用所学知识解决生活中实际问题，解释不同剪刀的省力情况，达到深入理解杠杆原理的目的。
指导点评 众所周知，简单机械在生产和生活中有着广泛的应用。它既可以单独使用，也可以出现在复杂的机械中，简单机械的知识是理解复杂机械的基础。教材通过巧玩跷跷板的导入活动，引起了学生对学习杠杆的兴趣，通过学生的探究实验研究杠杆的规律得出了杠杆的三要素，从杠杆的平衡条件出发，讨论了杠杆可分为三种以及每种杠杆的特点。这节课，有着如下的特点：转变观念，把课堂还给学生；更新方法，把快乐带给学生；运用评价，把信心传给学生。整堂课学生都是在一种创造的、愉悦的、不断成功的课堂氛围中进行。这一堂课很好地体现了新课程理念，是真正意义上实现了教师教学方式转变促进学生学习方式改变的一个课例。我们知道，提出问题是科学探究的前提，而情景创设则是前提的铺垫，在这堂课中我非常欣赏的是情景的创设。教师出示自制的跷跷板，请学生观察，大家说说自己的想法，充分体现了从生活走向学习，为进入下一个环节作了很好的铺垫。

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