第2课 独轮车省力的秘密（教学设计）-2026-2027学年五年级上册科学教科版

该小学科学教学设计聚焦杠杆原理，核心知识点为支点、用力点、阻力点及独轮车省力原理。课堂导入通过回顾上节课工具认识，引出独轮车省力秘密，作为单元第2课，承接第1课并为后续制作与简单机械学习铺垫。 特色在于以模拟实验（直尺、橡皮、石块）引导学生通过改变用力点和支点位置的对比实验探究规律，体现科学思维与探究实践。跨学科融合物理、数学等知识，附学生疑难解答与评价表，帮助学生联系生活，提升教师教学效率与针对性。

第2课 独轮车省力的秘密 教科版五年级上册第二单元《工具与技术》 一、课程标准依据 本课属于《义务教育科学课程标准（2022年版）》中"技术与工程"领域，核心概念为"独轮车运用了杠杆技术，杠杆可以省力"。通过模拟实验探索杠杆的支点、用力点和阻力点之间的关系，理解独轮车省力的科学原理，认识生活中的杠杆类工具。 二、单元分析 本课是单元第2课，承接第1课对工具的认识，聚焦于独轮车这一经典工具。学生通过模拟实验探索杠杆原理，认识支点、用力点、阻力点三个重要位置，理解独轮车之所以省力是因为运用了杠杆技术。实验一中变换用力位置，实验二中调整支点（橡皮）位置，引导学生从两个维度感受杠杆的作用，为第3课"制作独轮车"和第4-6课探究其他简单机械做好原理铺垫。 三、教学目标 （一）科学观念 1. 知道杠杆上有三个重要位置：支点、用力点、阻力点。 2. 知道独轮车运用了杠杆技术，使用杠杆可以省力。 3. 了解生活中常见的杠杆类工具（撬杠、剪刀、钳子等）。 （二）科学思维 1. 能通过模拟实验（改变用力点或支点位置）发现杠杆省力的规律。 2. 能分析独轮车中杠杆的支点、用力点和阻力点位置。 3. 能运用杠杆原理分析生活中的杠杆类工具。 （三）探究实践 1. 能用直尺、石块、橡皮等模拟独轮车搬运重物的实验，体验杠杆的作用。 2. 能保持部分条件不变，改变用力位置或支点位置进行对比实验。 3. 能记录实验中的用力感受，比较不同情况下用力大小的差异。 4. 能寻找并记录生活中的杠杆类工具。 （四）态度责任 1. 乐于通过动手实验探索杠杆省力的秘密。 2. 体会到科学原理在工具设计中的重要作用。 3. 能够将杠杆原理与生活实际联系起来。 【教学重点】通过模拟实验探索杠杆的作用，认识支点、用力点、阻力点，理解独轮车省力的原理。 【教学难点】理解杠杆三点的含义，以及用力点离支点越远越省力、支点离阻力点越近越省力的规律。 四、课前准备 （一）学生准备 1. 直尺每组1把 2. 小石块每组1块 3. 橡皮每组1块 4. 记录单每人1份 （二）教师准备 1. 撬杠模型或图片 2. 杠杆三点示意图（黑板用） 3. 独轮车结构图（标注杠杆三点） 4. 生活中杠杆类工具的图片（剪刀、钳子、压水井、跷跷板等） 五、教学过程（40分钟） 环节一：聚焦问题（5分钟） 【教师活动】 1. 回顾上节课："独轮车有哪些部分？为什么独轮车能省力地搬运重物？" 2. 切入："独轮车帮助我们更省力地搬运重物，是因为它运用了杠杆技术。什么是杠杆？杠杆有什么作用？" 3. 板书课题：独轮车省力的秘密。 【学生活动】 1. 观察情境，思考并讨论问题。 2. 提出自己的猜测和假设。 3. 产生探究兴趣。 【设计意图】通过情境激趣，激活学生已有经验，引出核心问题，激发探究欲望。 环节二：探索实验（18分钟） 【教师活动】 1. 活动一：认识杠杆。用撬杠模型演示——在一根棍子下面放一个支撑物，就能用它撬起重物。撬杠是一种杠杆类工具。 2. 讲解杠杆的三个重要位置：支点（支撑着杠杆，是杠杆能围绕着转动的固定点，用橡皮模拟）、用力点（在杠杆上用力使杠杆转动的位置，通常是扶手位置，用手指模拟）、阻力点（杠杆中阻碍杠杆转动的力的位置，用石块模拟）。 3. 活动二：模拟实验（一）——用直尺抬起石块，保持橡皮和石块的位置不变，变换手指用力的位置，感受用力大小的不同。 4. 活动三：模拟实验（二）——保持石块和手指用力的位置不变，调整橡皮的位置（改变支点位置），感受用力大小发生的变化。 5. 活动四：寻找生活中的杠杆类工具。展示图片，引导学生分析它们的三点位置和功能。 6. 巡视指导，帮助学生正确操作实验。 【学生活动】 1. 观察撬杠模型，理解杠杆的三点位置。 2. 模拟实验（一）：用直尺抬起石块，保持橡皮和石块位置不变，变换手指用力位置，感受用力变化并记录。 3. 模拟实验（二）：保持石块和手指用力位置不变，调整橡皮位置，感受用力变化并记录。 4. 填写记录单，总结用力大小与支点、用力点位置的关系。 5. 寻找并记录生活中的杠杆类工具。 【设计意图】通过层层递进的探究活动，让学生从多个角度收集证据，发展科学探究能力。 环节三：研讨交流（10分钟） 【教师活动】 1. 组织学生汇报实验发现。 2. 提问引导："独轮车省力的秘密是什么？""用力点离支点越近还是越远越省力？""支点离阻力点越近还是越远越省力？" 3. 追问："生活中的杠杆类工具还有哪些作用？" 4. 引导学生归纳：独轮车运用了杠杆技术。用力点离支点越远越省力，支点离阻力点越近越省力。杠杆类工具种类丰富，功能多样。 【学生活动】 1. 各小组汇报探究发现。 2. 参与班级研讨，补充观点。 3. 根据证据得出结论。 【设计意图】通过研讨环节，将分散的探究发现整合起来，引导学生从证据走向结论，发展归纳推理能力。 环节四：拓展应用（5分钟） 【教师活动】 1. 展示人体中的杠杆：人的手臂绕肘关节运动，可以看作由手臂肌肉和骨骼组成的杠杆。 2. 讲解：肘关节是支点，肱二头肌提供动力，重物对手施加阻力。 3. 鼓励学生举出更多人体中运用杠杆原理的例子。 【学生活动】 1. 尝试完成拓展任务。 2. 联系生活，举例说明。 【设计意图】将本课知识延伸到新的情境，激发学生持续探究的兴趣。 环节五：课堂小结（2分钟） 【教师活动】 1. 回顾本课核心问题：独轮车省力的秘密是什么？ 2. 总结：独轮车运用了杠杆技术。杠杆上有支点、用力点、阻力点三个重要位置。合理调整这些位置可以省力。 3. 布置课后任务：在生活中寻找更多的杠杆类工具，分析它们的三点位置。 【学生活动】 1. 回顾探究过程，总结发现。 2. 明确课后探究任务。 【设计意图】帮助学生梳理知识要点，巩固本课核心概念。 六、板书设计 七、教学反思 1. 学生是否理解了杠杆三点的概念？ 2. 学生是否能通过模拟实验发现用力大小与位置的关系？ 3. 学生是否能将杠杆原理与独轮车联系起来？ 4. 学生是否能举出生活中杠杆类工具的例子？ 5. 学生对人体中杠杆的拓展内容是否感兴趣？ 6. 模拟实验中是否做到了控制变量？ 八、跨学科融合设计说明 （一）关联的物理学科：了解杠杆原理（支点、用力点、阻力点），为中学物理学习奠定基础。 （二）关联的数学学科：体验"距离与省力程度"的定量关系。 （三）关联的生物学科：认识人体骨骼肌肉系统中的杠杆原理。 （四）关联的工程技术：理解杠杆技术在工具设计中的应用。 九、学生疑难解答（附常见问题的应对策略） 疑难问题 解答策略 学生混淆支点、用力点和阻力点的位置。 引导：用撬杠撬石头的场景来记忆——支点就是垫在下面的支撑物（石头），用力点是手往下压的地方，阻力点就是重物（石头）的位置。独轮车中，轮轴是支点，扶手是用力点，车斗里的货物是阻力点。 学生认为"只要用了杠杆就能省力"。 纠正：杠杆不一定都省力，省力还是费力取决于支点、用力点和阻力点的位置关系。当用力点离支点远、阻力点离支点近时省力；反之则费力。有些杠杆（如镊子）是费力杠杆，但可以让我们操作更精准。 学生模拟实验时感受差异不明显。 指导：用力点离支点近和远两种情况下对比，效果会更明显。建议先试最远端和最远端。将石块重量适当加大也能让差异更清晰。 十、附件 附件一：第2课 独轮车省力的秘密 · 活动记录单 一、独轮车搬运重物模拟实验（一） 日期：______　姓名：______ 我的发现：用力点离支点越________，越省力。 用力的位置 感受到的用力大小 靠近支点（近） 中间位置 远离支点（远） 二、独轮车搬运重物模拟实验（二） 日期：______ 保持石块和手指用力的位置不变，调整橡皮的位置。 我的发现：支点离阻力点越________，越省力。 橡皮的位置 感受到的用力大小 离石块近 中间位置 离石块远 三、生活中的杠杆类工具 工具名称 支点 用力点 阻力点 使用起来的好处 撬杠 剪刀 （自己填写） 附件二：班级记录单（黑板用） 独轮车省力的秘密 日期：__________ 省力规律： 用力点离支点越远 → 越省力 支点离阻力点越近 → 越省力 杠杆三点 独轮车中对应部位 支点（支撑点） 轮轴 用力点 扶手（人手用力处） 阻力点 车斗（货物） 附件三：学习评价表 评价内容 自评 师评 我能说出杠杆的三个重要位置 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能通过模拟实验发现省力规律 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能说出独轮车省力的秘密 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能举出生活中的杠杆类工具 ☆☆☆ ☆☆☆ 我对杠杆原理产生了探究兴趣 ☆☆☆ ☆☆☆ 附件四：学习评价表（对照学习目标） 评价维度 合格 良好 优秀 能准确描述实验现象 能说出 能详细描述 能描述并解释 能运用证据进行推理 能简单推理 能合理推理 能完整推理 能与同伴合作交流 能参与 能主动交流 能积极合作 对本课知识点掌握程度 基本了解 理解并能应用 深入理解并能迁移 学科网（北京）股份有限公司 $