5.17《撬杠的学问》（教学设计）-2025-2026学年科学五年级下册冀人版

五年级下册科学第五单元《简单机械》 第17课《撬杠的学问》教学设计 一、设计依据 本课严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》理念，紧扣“技术与工程”核心大概念，立足四大科学核心素养目标，以“杠杆”为核心探究对象，通过情境导入、概念建构、实验探究、生活应用、拓展制作层层递进的活动，引导学生从生活现象出发，认识杠杆的结构与原理，通过实验探究杠杆省力的条件，建立杠杆的三种类型概念，体会杠杆在生活中的广泛应用，感受技术与生活的紧密联系，落实科学探究、科学思维、技术应用与创新的全方位育人目标。 二、教材分析 本课是冀人版五年级下册《简单机械》单元的第2课，是学生深入学习杠杆原理的核心课，承接上一课“怎样才省力”中对杠杆的初步体验，系统建构杠杆的科学概念与原理。 教材以“徒手搬巨石vs用撬杠撬巨石”的生活情境导入，引发学生探究杠杆作用的兴趣；核心设置三大递进探究环节：①认识杠杆的基本结构（支点、动力点、阻力点）；②通过杠杆尺对比实验，探究杠杆省力的条件，归纳出省力、费力、既不省力也不费力三类杠杆；③寻找生活中杠杆的应用，识别工具中的杠杆类型；最后拓展杆秤/简易天平制作，深化对杠杆原理的理解。 本课是学生从“直观体验”到“科学原理”的关键跨越，是后续学习轮轴、滑轮等其他简单机械的基础，也是培养学生实验探究、数据分析、模型建构与工程设计能力的重要载体。 三、学情分析 五年级学生在生活中经常接触撬杠、剪刀、跷跷板等杠杆类工具，对“杠杆能省力”有直观体验，但尚未建立“杠杆”的科学概念，对杠杆的结构、省力条件缺乏系统认知。 学生已具备基础的对比实验能力，能通过控制变量开展探究，但对“动力臂、阻力臂”这类抽象概念理解较浅，数据分析与归纳能力仍需引导提升。同时学生对生活中的杠杆工具充满好奇，乐于动手操作、探究原理，适合通过情境体验、实验探究、生活应用、动手制作的系列活动，帮助学生从具象体验上升到抽象原理，建立完整的杠杆认知体系，培养科学探究与技术应用能力。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道杠杆的定义，了解杠杆的三要素：支点、动力点、阻力点； 2. 能通过实验探究，归纳出杠杆省力、费力、既不省力也不费力的条件； 3. 了解杠杆的三种类型，能识别生活中常见工具的杠杆类型； 4. 知道杠杆可以改变力的传递方向和大小，控制物体的运动状态，理解撬杠能撬起重物的原理。 （二）科学思维目标 1. 能通过实验数据对比分析，归纳杠杆省力的条件，发展数据分析与归纳概括的逻辑思维； 2. 能根据动力点、阻力点到支点的距离，对杠杆进行分类，发展分类与模型建构的科学思维； 3. 能将生活中的工具与杠杆类型建立对应联系，发展迁移应用与辩证分析的科学思维。 （三）探究实践目标 1. 能小组合作，规范开展杠杆尺平衡实验，控制变量、记录数据，分析得出实验结论； 2. 能通过观察、分析，识别生活中杠杆类工具的支点、动力点、阻力点，判断其杠杆类型； 3. 能利用身边材料，设计并制作杆秤或简易天平，深化对杠杆原理的理解。 （四）态度责任目标 1. 乐于参与杠杆实验探究，养成严谨求实、细致记录的科学探究态度； 2. 主动与同伴交流实验数据与探究发现，乐于合作、乐于分享，养成尊重证据的科学精神； 3. 感受杠杆原理在生活中的广泛应用，体会技术对人类生产生活的帮助，树立“技术服务生活”的意识； 4. 初步形成利用杠杆原理解决生活问题的创新意识，乐于动手制作简单的杠杆工具。 五、教学重难点 教学重点：认识杠杆的三要素，通过实验探究杠杆省力的条件，了解杠杆的三种类型。 教学难点：理解动力点、阻力点到支点的距离与杠杆省力的关系，能准确判断生活中工具的杠杆类型。 六、教学准备 （一）教师准备 1. 多媒体课件：杠杆原理动画、撬杠搬巨石视频、杠杆尺实验操作指导、生活中杠杆工具图片； 2. 实验器材：杠杆尺、支架、钩码、记录表、不同类型的杠杆工具（剪刀、钳子、镊子、天平、指甲钳等）； 3. 拓展材料：杆秤/简易天平制作材料（木棍、纸杯、绳子、硬币等）、制作步骤视频； 4. 安全提示：实验操作安全须知、工具使用安全规范。 （二）学生准备 1. 课前观察生活中常见的杠杆类工具，记录它们的用途； 2. 预习课本内容，初步了解杠杆的基本结构； 3. 准备制作杆秤、简易天平的材料（木棍、纸杯、绳子、硬币等）。 七、教学过程 （一）情境激趣导入，提出核心问题（6分钟） 师：同学们，在生活中，想要移动一块又大又重的石头，你能想到什么办法呢？ 生1：很多人一起推！ 生2：用撬杠撬！ 师：大家说得都很贴近生活！老师这里有两段视频，大家来看一看，徒手搬巨石和用撬杠撬巨石，有什么不一样？（播放徒手搬石头与用撬杠撬石头的对比视频） 师：看完视频，大家发现了什么？ 生：用撬杠的人，没费多大劲，就把很重的石头撬起来了！徒手搬的人，用了很大的力气，石头也没动多少。 师：说得非常对！同样一块大石头，徒手搬非常费力，用撬杠却能轻松撬起。那大家有没有想过，使用撬杠为什么能撬起重物？它有什么神奇的作用呢？今天，我们就一起走进《撬杠的学问》，揭开杠杆的秘密。（板书课题：撬杠的学问） （二）探究活动一：认识杠杆的基本结构（10分钟） 师：像撬杠这样，在力的作用下绕着固定点转动的硬棒，我们就把它叫做杠杆。（出示跷跷板示意图）大家看，跷跷板也是一种杠杆，我们来找找它的组成部分。 师：杠杆上有三个重要的点，大家对照课本，找一找这三个点分别叫什么？ 生：支点、动力点、阻力点！ 师：非常棒！我们来逐一认识：在杠杆上起支撑作用的固定点，叫做支点；使杠杆转动的用力点，叫做动力点；阻碍杠杆转动的施力点，叫做阻力点。（板书：杠杆三要素：支点、动力点、阻力点） 师：我们再回到撬杠搬石头的场景，谁能说一说，撬杠的支点、动力点、阻力点分别在哪里？ 生：撬杠垫在石头下面的地方是支点，手用力往下压的地方是动力点，石头压着撬杠的地方是阻力点！ 师：说得太准确了！大家再来看跷跷板，谁能标出它的三个点？ 生：跷跷板中间的转轴是支点，小朋友坐的地方，如果往下压，就是动力点，另一边的小朋友坐的地方就是阻力点！ 师：完全正确！大家现在已经认识了杠杆的三个点，那是不是所有的杠杆都能省力呢？我们接下来通过实验来探究。 （三）探究活动二：杠杆尺实验，探究杠杆省力的条件（18分钟） 师：老师给每个小组准备了杠杆尺、支架和钩码，我们用杠杆尺来做实验，探究杠杆在什么情况下省力，什么情况下费力，什么情况下既不省力也不费力。首先，老师给大家讲一下实验步骤和注意事项： 1. 实验前，要先调整杠杆尺，让它保持水平平衡，这样实验才更准确； 2. 在杠杆尺的左侧，确定一个阻力点，挂一定数量的钩码，观察杠杆尺的变化； 3. 在杠杆尺的右侧，确定一个动力点，试一试需要挂几个钩码，才能让杠杆尺重新保持平衡； 4. 改变动力点的位置，重复第二步，注意：阻力点不变，动力点到支点的距离，要分别大于、等于、小于阻力点到支点的距离，每种情况至少做两次，这样实验结果才更可靠； 5. 把每次实验的钩码数量、动力点和阻力点到支点的距离，都记录在《杠杆实验记录单》上。 师：大家都听清楚实验要求了吗？实验过程中，小组要分工合作，一人挂钩码，一人调整位置，一人观察记录，人人参与，有序操作。现在，请小组长领取实验器材，开始实验！ （学生小组合作，开展杠杆尺平衡实验，教师全场巡视指导，纠正不规范操作，引导学生控制变量、如实记录数据） 师：实验时间到，请各小组放下器材，整理好实验桌面。现在，我们来讨论几个问题： 6. 在什么情况下，杠杆省力？ 7. 在什么情况下，杠杆费力？ 8. 在什么情况下，杠杆既不省力也不费力？ 师：哪个小组愿意结合你们的实验数据，分享你们的发现？ 生1：我们组发现，当动力点到支点的距离，比阻力点到支点的距离远的时候，用的钩码数量比阻力点少，杠杆省力。比如阻力点在离支点2格的位置，挂2个钩码，动力点在离支点4格的位置，挂1个钩码就能平衡，省力了！ 师：非常好！动力臂（动力点到支点的距离）大于阻力臂（阻力点到支点的距离）时，杠杆省力。 生2：我们组发现，当动力点到支点的距离，比阻力点到支点的距离近的时候，用的钩码数量比阻力点多，杠杆费力。比如阻力点在离支点4格的位置，挂2个钩码，动力点在离支点2格的位置，需要挂4个钩码才能平衡，费力了！ 师：没错！动力臂小于阻力臂时，杠杆费力。 生3：我们组发现，当动力点和阻力点到支点的距离一样远的时候，用的钩码数量也一样多，杠杆既不省力也不费力。比如阻力点和动力点都在离支点3格的位置，都挂2个钩码就能平衡。 师：总结得太到位了！动力臂等于阻力臂时，杠杆不省力也不费力。 师：现在，我们可以得出结论了：杠杆可以改变力的传递方向和大小，根据是否省力，杠杆可以分为三种类型： 省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力但费距离； 费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力但省距离； 等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力。（板书：杠杆的三种类型） 师：大家再回到一开始的问题，撬杠为什么能撬起重物？ 生：因为撬杠的动力点到支点的距离，比阻力点到支点的距离远，是省力杠杆，所以能轻松撬起重物！ 师：完全正确！ （四）探究活动三：寻找生活中杠杆的应用（10分钟） 师：杠杆在我们的生活中应用非常广泛，大家看，这些工具都是杠杆吗？（出示指甲钳、夹子、核桃夹、天平、剪刀等工具图片）我们来逐一分析，它们的支点、动力点、阻力点在哪里？属于哪种类型的杠杆？ （学生小组讨论，分析工具的杠杆结构与类型，教师巡视指导） 师：哪个小组先来分享？ 生1：核桃夹是杠杆，支点在转轴那里，手用力捏的地方是动力点，夹核桃的地方是阻力点，动力臂比阻力臂长，是省力杠杆。 生2：夹子是杠杆，支点在尾部，手捏的地方是动力点，夹东西的地方是阻力点，动力臂比阻力臂短，是费力杠杆。 生3：天平是杠杆，支点在中间，两边放砝码和物体的地方，动力点和阻力点到支点的距离一样远，是等臂杠杆。 生4：指甲钳是由几种类型的杠杆构成的，压杆是省力杠杆，下面的刀口部分是费力杠杆，组合起来用起来很方便。 师：大家分析得都非常准确！省力杠杆虽然省力，但费距离；费力杠杆虽然费力，但能省距离，让我们的动作更精准；等臂杠杆可以用来测量重量，比如天平。 师：大家再想一想，生活中还有哪些地方用到了杠杆？是什么类型的杠杆？ 生1：剪刀，有的剪刀是省力的，有的是费力的，比如园艺剪刀是省力杠杆，裁缝剪刀是费力杠杆。 生2：跷跷板，是等臂杠杆。 生3：开瓶器，是省力杠杆。 师：大家的生活经验都很丰富！杠杆在我们的生活中无处不在，不同类型的杠杆，有不同的作用，帮我们解决了很多问题。 （五）探究活动四：拓展制作——杆秤或简易天平（6分钟） 师：等臂杠杆在生活中还有一个很重要的应用，就是杆秤和天平。杆秤是我国古代就发明的称量工具，利用杠杆原理来称重；简易天平也是利用等臂杠杆的原理来比较物体的重量。接下来，请大家利用身边的材料，制作一个杆秤或者简易天平，比一比，谁制作的结构合理、精美准确。 （学生小组合作，利用木棍、纸杯、绳子、硬币等材料制作杆秤或简易天平，教师巡视指导，帮助学生解决制作中的问题） 师：哪个小组愿意展示你们的作品？ 生1：我们制作的是简易天平，用一根木棍当杠杆，中间用绳子吊起来当支点，两边挂纸杯当托盘，放上硬币当砝码，就能比较物体的重量了！ 生2：我们制作的是杆秤，用一根木棍当秤杆，一端挂纸杯当秤盘，另一端用绳子当提纽，挂上硬币当秤砣，根据杠杆平衡的原理，就能称出物体的重量了！ 师：大家制作的杆秤和简易天平都非常棒！通过制作，大家是不是更理解杠杆的原理了？ 生：是的！原来杠杆平衡的原理，就是动力×动力臂=阻力×阻力臂，我们的杆秤就是利用这个原理来称重的！ （六）全课小结，拓展延伸（5分钟） 师：同学们，今天这节课，我们一起揭开了杠杆的秘密，谁来说说，你有哪些收获？ 生1：我知道了杠杆的三要素：支点、动力点、阻力点，也知道了杠杆的三种类型：省力、费力、等臂杠杆。 生2：我通过实验知道了杠杆省力的条件，动力臂大于阻力臂时省力，小于的时候费力，等于的时候不省力也不费力。 生3：我学会了分析生活中工具的杠杆类型，知道了指甲钳、剪刀、天平都是杠杆类工具。 生4：我还制作了简易天平，理解了杠杆原理在生活中的应用。 师：大家的收获真不少！杠杆是一种非常重要的简单机械，它的发明和使用，让很多原本费力的工作变得轻松高效，推动了人类技术的进步。课后，大家可以继续观察生活中的杠杆工具，分析它们的类型和作用；也可以改进我们制作的杆秤或简易天平，让它更准确、更美观。下节课，我们将继续探索其他简单机械的奥秘。 八、板书设计 撬杠的学问 1. 杠杆的定义：在力的作用下绕固定点转动的硬棒 2. 杠杆三要素： 支点（支撑点）、动力点（用力点）、阻力点（受力点） 3. 杠杆的三种类型： 省力杠杆：动力臂＞阻力臂，省力费距离（撬杠、核桃夹） 费力杠杆：动力臂＜阻力臂，费力省距离（夹子、镊子） 等臂杠杆：动力臂=阻力臂，不省力也不费力（天平、跷跷板） 4. 杠杆的作用：改变力的方向和大小，控制物体运动状态 九、教学反思 （一）亮点 1. 实验探究贯穿课堂，层层递进落实核心素养。从认识杠杆结构，到杠杆尺实验探究省力条件，再到生活应用分析、动手制作，活动设计由浅入深，符合学生认知规律，既让学生通过实验数据归纳出科学结论，又通过生活应用和制作深化理解，有效落实科学观念、探究实践、科学思维目标。 2. 充分凸显学生主体地位，强化生生互动与合作探究。课堂中通过小组实验、数据分享、工具分析、作品展示等环节，让学生全程参与，在合作中探究，在交流中建构知识，养成严谨求实、尊重证据的科学态度。 3. 紧密联系生活实际，体现科学与生活的深度融合。课堂中选用的工具、案例都是学生生活中常见的，让学生感受到杠杆原理就在身边，体会技术对生活的改善，同时通过杆秤/简易天平的制作，培养学生的工程设计与创新能力。 （二）不足 1. 部分学生对“动力臂、阻力臂”的概念理解不够深入，在实验中容易混淆“钩码数量”和“力的大小”的关系，对实验数据的分析归纳能力仍需引导。 2. 生活中杠杆工具的分析环节，部分学生难以准确找到支点、动力点和阻力点，对复合杠杆（如指甲钳）的分析存在困难。 3. 课堂时间分配上，实验环节耗时较长，导致制作环节的分享交流不够充分，部分学生的作品没有得到展示的机会。 （三）改进方向 1. 针对“动力臂、阻力臂”的概念，用更直观的动画或示意图进行讲解，帮助学生建立清晰的认知；在实验中增加“动力臂、阻力臂标注”的环节，让学生边实验边标注，加深理解。 2. 补充更多杠杆工具的拆解视频，帮助学生分析支点、动力点和阻力点；先从简单的杠杆（如撬杠、剪刀）入手，再过渡到复合杠杆的分析，由易到难，逐步引导。 3. 优化课堂时间分配，精简教师讲解，给实验环节预留充足时间，同时将制作环节的分享交流延伸到课后，组织“杠杆作品展示会”，让每个学生都能展示自己的作品，分享制作心得。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $