4.11《杠杆》（教学设计）-2025-2026学年科学五年级下册人教鄂教版

五年级下册科学第四单元《简单机械》 第11课《杠杆》教学设计 一、设计依据 本教学设计严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》的核心理念，以“核心素养为导向，探究实践为载体”为原则，聚焦“科学观念、科学思维、探究实践、态度责任”四大核心素养的落地。教学以学生熟悉的“撬开涂料桶盖”为切入点，引导学生经历“感知杠杆—探究杠杆平衡—分析杠杆省力原理—应用杠杆”的完整科学探究过程，将抽象的杠杆原理转化为可操作、可验证的实验活动，同时渗透“科学源于生活、服务生活”的理念，结合生活中的杠杆应用实例，培养学生用科学知识解释工具工作原理、解决实际问题的能力，落实“物质科学”领域的教学要求。 二、教材分析 本课是人教鄂教版小学科学五年级下册第四单元《简单机械》的第一课，是学生认识简单机械的起始课，旨在帮助学生建立杠杆的概念，理解杠杆的平衡条件和省力原理，为后续学习其他简单机械奠定基础。教材以“哪种工具能帮我们轻松地撬开涂料桶盖？”为核心问题，通过“体验撬棒的作用—探究杠杆尺的平衡规律—研究杠杆省力条件—认识生活中的杠杆”的探究主线，引导学生认识杠杆的组成（支点、动力点、阻力点），通过实验探究杠杆的平衡条件，理解动力臂大于阻力臂时杠杆省力的原理，了解杠杆在生活中的广泛应用。教材设计从生活中的工具入手，层层递进，将抽象的力学知识转化为具象的实验活动，同时融入大量生活实例，体现了科学与生活、科学与技术的融合，符合小学生从具象到抽象的认知发展规律。 三、学情分析 五年级学生已经接触过剪刀、钳子、撬棒等杠杆类工具，也知道这些工具能让工作更省力，但对“这些工具为什么能省力”“它们的工作原理是什么”缺乏系统的科学认识，对杠杆的支点、动力点、阻力点等概念和杠杆平衡条件更是陌生。此外，该阶段学生具备初步的实验操作和观察分析能力，也乐于参与动手实验，但在实验变量控制、数据记录与分析上仍需引导，需要借助杠杆尺等实验器材，帮助他们通过实验探究杠杆的规律，建构完整的科学概念，同时体会科学知识在生活中的应用价值。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道杠杆是一种简单机械，由支点、动力点、阻力点三部分组成，能识别杠杆的这三个组成部分。 2. 理解杠杆的平衡条件，知道当动力×动力臂=阻力×阻力臂时，杠杆保持平衡。 3. 知道动力臂大于阻力臂时，杠杆省力；动力臂小于阻力臂时，杠杆费力；动力臂等于阻力臂时，杠杆不省力也不费力。 4. 了解杠杆在生活中的广泛应用，能区分省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。 （二）科学思维目标 1. 能基于撬棒工作的现象，提出关于杠杆省力原理的合理猜想，分析杠杆各部分的作用。 2. 能通过杠杆尺实验，记录并分析数据，推理得出杠杆的平衡条件和省力规律，发展证据意识和逻辑推理能力。 3. 能运用“杠杆原理”的科学概念，解释生活中杠杆类工具的工作过程，分析其省力或费力的原因，实现知识的迁移应用。 （三）探究实践目标 1. 能体验用撬棒撬开桶盖的过程，感知杠杆的作用，提升体验与观察能力。 2. 能设计并进行杠杆尺平衡实验，记录不同钩码数量和位置下的平衡情况，分析杠杆平衡条件，提升实验操作与数据分析能力。 3. 能利用身边材料探究杠杆省力条件，对比不同阻力臂下的用力情况，提升实验探究与对比分析能力。 4. 能列举生活中的杠杆实例，分析其类型和工作原理，提升观察与应用能力。 （四）态度责任目标 1. 对探究杠杆原理产生浓厚兴趣，乐于主动参与实验探究和生活实例分析。 2. 认识到科学探究需要基于实验数据，培养尊重事实、严谨细致的科学态度，在实验中养成规范操作、注意安全的良好习惯。 3. 体会杠杆等简单机械对人类生活的重要作用，感受科学技术与生活的紧密联系，树立用科学知识改善生活的意识。 五、教学重难点 教学重点 通过实验探究，理解杠杆的平衡条件和省力原理，认识杠杆的三个组成部分。 教学难点 1. 理解杠杆平衡条件中动力、动力臂、阻力、阻力臂的关系，能通过实验数据总结规律。 2. 区分生活中不同类型的杠杆，理解省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的应用场景。 六、教学准备 教师准备 教学课件、撬棒、涂料桶（模拟）、杠杆尺、钩码、直尺、重物、实验记录单、板书贴。 学生准备 每组一套实验器材（杠杆尺、钩码、直尺、重物）、实验记录单、笔。 七、教学过程 （一）情境导入，感知杠杆的作用（5分钟） 师：同学们，上课！大家看课本第42页的图片，学校的墙壁要粉刷，涂料桶的盖子很难打开，哪种工具能帮我们轻松地撬开涂料桶盖？ 生：用撬棒！ 师：说得非常对！大家看，用撬棒就能轻松地撬开桶盖，这是为什么呢？今天，我们就一起来探究《杠杆》的秘密，看看撬棒这种工具藏着怎样的科学道理。（板书课题：杠杆） （二）体验活动，建立杠杆的概念（8分钟） 师：大家看课本里的演示，用撬棒撬开桶盖时，撬棒在桶盖上有一个支撑点，我们把这个固定不动的点叫做支点；我们用力的地方叫做动力点；桶盖对撬棒的阻力作用点叫做阻力点。像撬棒这样，能围绕一个固定支点转动的硬杆，就可以看作一种杠杆。大家现在可以用老师提供的撬棒和模拟涂料桶，亲自体验一下用撬棒撬开桶盖的过程，找一找杠杆的支点、动力点和阻力点。 （学生分组体验撬棒工作过程，教师巡视指导，提醒学生注意安全） 师：谁来说说，你找到的支点、动力点和阻力点分别在哪里？ 生：支点是撬棒靠在桶盖上的那个点，动力点是我手用力的地方，阻力点是撬棒和桶盖边缘接触的地方！ 师：说得非常准确！我们来总结一下杠杆的三个组成部分： 支点：杠杆绕着转动的固定点 动力点：我们施加力的点 阻力点：阻碍杠杆转动的力的作用点 （三）实验探究，发现杠杆的平衡条件（15分钟） 师：接下来，我们用杠杆尺来研究杠杆的特点，看看杠杆在什么条件下能保持平衡。大家看课本第43页的实验，杠杆尺上有均匀的刻度，中间的点就是支点，我们可以在支点两侧挂钩码，来模拟动力和阻力。 实验一：探究杠杆尺的平衡方法 师：实验步骤是这样的：在杠杆尺的支点两侧各找一点悬挂钩码，位置和数量自定，想办法使杠杆尺平衡，看看全班一共能发现几种做法，这些做法有什么规律。大家以小组为单位进行实验，把你们的做法记录在实验记录单上，注意钩码要挂在刻度线处，杠杆尺要保持水平平衡。 （学生分组实验，教师巡视指导，提醒学生记录钩码数量和到支点的距离） 师：时间到！哪个小组来分享你们的实验结果？ 生：我们组有两种做法：第一种是支点左边挂2个钩码，在距离支点3格的位置，支点右边挂3个钩码，在距离支点2格的位置，杠杆尺平衡了；第二种是支点左边挂4个钩码，在距离支点1格的位置，支点右边挂2个钩码，在距离支点2格的位置，杠杆尺也平衡了！ 师：大家看看这两种做法，钩码数量和到支点的距离有什么关系？ 生：2×3=3×2，4×1=2×2，两边钩码数乘格数的乘积相等！ 师：说得非常对！我们来验证一下其他小组的实验结果，是不是也符合这个规律？ （其他小组分享实验结果，验证规律） 师：通过实验，我们发现杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，这里的动力臂就是动力点到支点的距离，阻力臂就是阻力点到支点的距离。 实验二：改变钩码位置，观察杠杆的变化 师：现在，我们让杠杆尺保持平衡，然后改变一侧钩码到支点的距离，看看会发生什么现象？怎样才能让杠杆尺重新平衡？大家继续实验，记录你们的做法。 （学生分组实验，教师巡视指导） 师：谁来说说你们的发现？ 生：我们把支点右边的钩码向支点移动，杠杆尺右边就下沉了，要想重新平衡，要么增加右边的钩码数量，要么把左边的钩码向远离支点的方向移动！ 师：这说明动力臂和阻力臂的长度会影响杠杆的平衡，动力臂越长，需要的动力就越小；阻力臂越长，需要的阻力就越大。 （四）实验探究，研究杠杆的省力条件（10分钟） 师：接下来，我们用身边的材料继续实验，探究怎样使用杠杆能省力。大家看课本第43页的对比实验，用直尺当杠杆，一端放一个重物，支点可以移动，大家分别把支点放在离重物近的位置和离重物远的位置，用手在另一端压直尺，感受一下用力的大小有什么不同。 （学生分组实验，教师巡视指导） 师：谁来说说你的感受？ 生：当支点离重物近的时候，我用很小的力就能把重物压起来；当支点离重物远的时候，我要用很大的力才能压起来！ 师：这说明什么？我们结合杠杆平衡条件来分析一下，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力就越小，杠杆就越省力。大家再想想，用撬棒撬开桶盖时，怎样使用撬棒更省力？ 生：把支点尽量靠近桶盖（阻力点），手尽量往撬棒的末端（动力点）握，这样动力臂长，阻力臂短，就更省力！ 师：说得非常对！我们来总结一下杠杆的省力规律： 省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，省力但费距离，比如撬棒、钳子 费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，费力但省距离，比如镊子、食品夹 等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，不省力也不费力，比如天平、杆秤（平衡时） （五）拓展应用，认识生活中的杠杆（7分钟） 师：大家看课本第44页的图片，生活中有很多工具都用到了杠杆的工作原理，比如剪刀、指甲刀、起子、镊子、钳子、杆秤、订书机等。请大家以小组为单位，讨论一下这些工具分别是省力杠杆、费力杠杆还是等臂杠杆，它们的支点、动力点、阻力点分别在哪里？ （学生小组讨论，教师巡视指导） 师：时间到！哪个小组来分享你们的分析结果？ 生：剪刀、钳子、起子、指甲刀、切纸机都是省力杠杆，因为它们的动力臂比阻力臂长；镊子、食品夹是费力杠杆，动力臂比阻力臂短；杆秤和订书机有的是省力的，有的是费力的，要看支点的位置！ 师：说得非常好！不同的杠杆有不同的用途，省力杠杆能让我们用更小的力完成工作，费力杠杆虽然费力，但能让我们的操作更灵活、更精准，它们都是为了方便我们的生活。大家还能举出生活中其他的杠杆例子吗？ 生：跷跷板是等臂杠杆，筷子是费力杠杆，羊角锤是省力杠杆！ （六）全课小结，梳理收获（5分钟） 师：今天这节课，我们一起探究了杠杆的秘密，认识了杠杆的组成，发现了杠杆的平衡条件和省力规律，还了解了生活中的各种杠杆。谁来说说，你有哪些收获？ 生：我知道了杠杆由支点、动力点、阻力点组成，能围绕支点转动。 生：我知道了杠杆平衡的条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂。 生：我知道了动力臂大于阻力臂时杠杆省力，小于时费力，等于时不省力也不费力。 生：我知道了生活中很多工具都是杠杆，比如剪刀、钳子、镊子，它们有的省力有的费力，各有各的用处。 师：大家的收获都很丰富！杠杆是一种非常重要的简单机械，它在我们的生活中应用非常广泛，帮助我们解决了很多难题。希望大家以后能带着今天学到的知识，去发现生活中更多的杠杆，了解它们的工作原理，感受科学技术的魅力。 八、板书设计 杠杆 1. 杠杆的组成：支点、动力点、阻力点 2. 杠杆平衡条件：动力×动力臂 = 阻力×阻力臂 3. 杠杆的类型： 省力杠杆：动力臂＞阻力臂（撬棒、钳子、起子） 费力杠杆：动力臂＜阻力臂（镊子、食品夹、筷子） 等臂杠杆：动力臂=阻力臂（天平、跷跷板） 4. 生活中的杠杆：各种剪刀、指甲刀、杆秤、订书机等 九、教学反思 本节课以学生熟悉的撬棒为切入点，通过“体验感知—实验探究—拓展应用”的探究主线，落实了科学核心素养的培养目标。教学中，通过杠杆尺实验和直尺对比实验，让学生亲身探究杠杆的平衡条件和省力规律，有效建构了杠杆的科学概念；小组讨论和生活实例分析活动，充分调动了学生的参与积极性，培养了学生的合作交流能力和知识应用能力。同时，教学过程中融入大量生活实例，引导学生体会杠杆在生活中的应用价值，体现了科学与生活的融合。 但教学中也存在一些不足：部分学生在杠杆尺实验中数据记录不够准确，影响了规律的总结，后续可以加强对实验操作和数据记录的指导，增加重复实验的机会；在区分省力杠杆和费力杠杆时，个别学生对动力臂和阻力臂的判断不够清晰，后续可以增加更多生活工具的拆解和分析活动，帮助学生更直观地理解；对于杠杆平衡条件的推导，部分学生理解不够深入，后续可以通过更多实例和动画演示，帮助学生深化理解。此外，课堂中对学生的生成性问题回应不够充分，后续教学中应更加关注学生的疑问，鼓励学生大胆提问，培养学生的探究精神和创新思维。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $