2.4 撬棍的学问（教学设计）科学冀人版五年级上册（新教材）

该小学科学教学设计聚焦杠杆的三要素（支点、动力点、阻力点）及平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂），通过“大力士也无奈”情境（撬棍撬石、羊角锤拔钉）导入，结合跷跷板等实例抽象概念，搭建从具体工具到杠杆模型的学习支架。 以探究实践为特色，引导学生用杠杆尺、钩码设计实验，记录数据归纳平衡规律，培养科学思维中的模型建构与证据意识。通过分析核桃夹、镊子等工具，联系阿基米德故事，提升学生应用能力与探究热情，为教师提供清晰实验指导与生活化案例，助力高效教学。

冀人版（2024）科学五年级上册 《撬棍的学问》教学设计 课题 2.4 撬棍的学问 课型 新授课 教学目标 科学观念： 1.能结合实例说明杠杆的基本构造（支点、动力点、阻力点），知道杠杆是一种简单机械。 2.通过实验探究，理解杠杆的平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂），能解释杠杆省力或费力的原因。 3.能识别生活中常见的杠杆工具，并判断其属于省力杠杆还是费力杠杆。 科学思维： 1.通过类比、抽象的方法，从撬棍等具体工具中提炼出杠杆的共同特征，发展抽象概括能力。 2.能基于实验数据进行逻辑推理，归纳出杠杆平衡的规律，培养证据意识和模型建构思维。 探究实践： 1.能利用杠杆尺、钩码等器材设计并完成“探究杠杆平衡条件”的实验，准确记录数据。 2.能运用杠杆原理解释生活中的杠杆现象，分析核桃夹等工具的省力原理。 3.能动手制作或改进简单杠杆工具（如核桃夹），体验工程技术实践。 态度责任： 1.对杠杆原理的探究保持好奇心和求知欲，乐于动手实验与合作交流。 2.体会科学原理在生活中的广泛应用，增强利用科学改善生活的意识，感受科学家的创新精神（如阿基米德）。 教学重难点 重点： 1.认识杠杆的三要素（支点、动力点、阻力点）。 2.通过实验探究杠杆的平衡条件（动力×动力臂 = 阻力×阻力臂）。 难点： 1.准确理解“力臂”的概念（支点到力的作用线的垂直距离），并在实验中正确测量。 2.运用杠杆平衡条件分析、解释生活中的杠杆工具是否省力。 教学环节 教学过程 课堂导入 活动1：情境创设——“大力士也无奈” 教师出示图片或视频：工人用撬棍撬动巨石，或用羊角锤拔钉子。 “同学们，一块大石头，人直接搬不动，但用一根棍子（撬棍）就能轻松撬动；一颗钉子，用手拔不出来，但用锤子一撬就出来了。这根神奇的棍子背后藏着什么科学道理呢？” 活动2：初识杠杆，抽象概念 教师出示撬棍、跷跷板、剪刀等图片： “像撬棍这样，在力的作用下绕着固定点转动的直杆或曲杆，我们叫它杠杆。请大家观察跷跷板，思考：它绕着哪个点转动？谁在用力？谁在承受重量？” 引导学生指出“固定点”（支点）、“用力点”（动力点）、“承受重量的点”（阻力点），教师板书关键词。 过渡：“今天我们就来深入研究——撬棍的学问，揭开杠杆的奥秘。” 课 程 学 习 环节一：探究杠杆的奥秘（构建模型） 1. 认识杠杆三要素 教师演示：用撬棍撬石头，标出支点、动力点、阻力点。 学生活动：观察跷跷板示意图，小组合作画出支点、动力点、阻力点，并用箭头标出动力和阻力方向。 教师总结： 支点：杠杆绕着转动的固定点。 动力点：施加动力的点。 阻力点：承受阻力的点。 2. 提出问题，引发猜想 教师出示杠杆尺和钩码： “杠杆在什么条件下能保持平衡？是不是只要两边挂的钩码一样多就能平衡？还是和距离有关？” 学生猜想：可能与钩码数量、距离支点的远近有关。 3. 设计实验，验证假设 教师引导学生阅读课本实验方法，明确： 实验材料：杠杆尺、钩码、支架。 实验步骤： 在杠杆尺右侧（阻力点）固定一个位置，挂一定数量的钩码（如2个），观察杠杆是否平衡。 在左侧（动力点）尝试在不同位置挂钩码，使杠杆保持水平平衡。 记录每次的动力点距离、动力钩码数、阻力点距离、阻力钩码数。 变量控制：阻力点和阻力大小不变，改变动力点位置和动力大小。 4. 进行实验，收集数据 学生分组实验，填写表格： 次数 阻力点距离（格） 阻力钩码（个） 动力点距离（格） 动力钩码（个） 1 2 2 1 4 2 2 2 2 2 3 2 2 4 1 5. 分析数据，得出结论 教师引导学生观察数据： “大家看看，当阻力点和阻力不变时，动力点距离越大，需要的动力钩码数是越多还是越少？动力×动力距离 和 阻力×阻力距离 有什么关系？” 学生发现：动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂（动力臂=动力点到支点距离，阻力臂=阻力点到支点距离）。 6. 拓展思考 教师提问： “如果动力臂大于阻力臂，是省力还是费力？反过来呢？” 学生推理：动力臂 > 阻力臂 → 省力；动力臂 < 阻力臂 → 费力；动力臂 = 阻力臂 → 不省力不费力。 环节二：寻找生活中杠杆的应用 1. 识别工具中的杠杆 教师出示图片：指甲剪、开瓶器、天平、镊子、核桃夹等。 “这些工具是杠杆吗？它们的支点、动力点、阻力点在哪里？是省力还是费力杠杆？” 学生小组讨论，填写表格： 工具名称 是否省力 理由（动力臂与阻力臂比较） 指甲剪 是 动力臂 > 阻力臂 镊子 否 动力臂 < 阻力臂 开瓶器 是 动力臂 > 阻力臂 天平 否（等臂） 动力臂 = 阻力臂 2. 重点分析：核桃夹 教师出示核桃夹： “为什么核桃夹能轻松夹碎坚硬的核桃？它的支点、动力点、阻力点在哪里？如何让它更省力？” 学生观察并讨论： 支点：中间的轴。 动力点：手柄末端。 阻力点：夹核桃的齿。 省力原因：动力臂远大于阻力臂。 改进方案：缩短阻力点到支点的距离（把齿做更靠近轴），或延长动力点到支点的距离（把手柄做更长）。 3. 动手体验 学生分组使用核桃夹，感受其省力效果，并尝试调整（如加长手柄），交流体会。 环节三：科技在线——阿基米德与杠杆 教师讲述阿基米德的故事： “公元前3世纪，古希腊科学家阿基米德在前人经验基础上，提出了杠杆原理。他曾说：‘假如给我一个支点，我就能撬动地球’这句话说明了杠杆的什么特点？” 学生体会：杠杆可以省力，且动力臂越长、阻力臂越短，越省力。 课堂 小结与课后作业 课堂小结（思维导图式回顾） 教师引导学生回顾： 杠杆三要素：支点、动力点、阻力点。 杠杆平衡条件：动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂。 杠杆分类：省力（动力臂〉阻力臂）、费力（动力臂〈阻力臂）等臂（动力臂=阻力臂）。 生活中的应用：指甲剪、开瓶器、核桃夹等。 课后作业 实践作业：在家中找一个杠杆工具（如剪刀、筷子、扫帚），画出它的支点、动力点、阻力点，并判断是省力还是费力杠杆。 探究作业：查阅资料，了解“阿基米德撬动地球”的科学原理，写一篇小短文。 拓展作业：设计一个“超级省力杠杆”，画出草图，标注三要素和力臂，下节课分享。 板书设计 撬棍的学问 杠杆三要素： 支点、动力点、阻力点 杠杆平衡条件 杠杆分类 动力 × 动力臂 阻力 × 阻力臂 (F₁ × L₁) = (F₂ × L₂) 生活应用 实验结论 分类判断 指甲剪（省力） 动力臂 > 阻力臂 → 省力 省力杠杆 镊子（费力） 动力臂 < 阻力臂 → 费力 费力杠杆 核桃夹（省力） 动力臂 = 阻力臂 → 等臂 等臂杠杆 天平（等臂） 阿基米德名言：“给我一个支点，我能撬动地球！” 教学反思 成功之处： 通过生活情境导入，激发学生兴趣，自然抽象出杠杆概念。 实验设计层次清晰，学生动手参与度高，数据记录真实有效。 不足之处： 部分学生在“力臂”概念理解上仍有困难，可能需借助动画或实物演示辅助。 实验数据中，个别组因操作误差导致结论偏差，需加强实验指导和数据验证。 改进方向： 增加“力臂”可视化教具（如用激光笔标出力的作用线，测量垂直距离）。 优化实验分组，确保每组都有明确的操作记录和汇报分工。 1 学科网（北京）股份有限公司 $