2.2《独轮车省力的秘密》教学设计-2026-2027学年科学五年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦杠杆原理，通过认识支点、用力点、阻力点三要素及省力条件，以独轮车图片和撬棍演示导入，建立生活经验与科学概念的联系，搭建从现象到原理的学习支架。 特色在于采用控制变量模拟实验（改变用力点和支点位置），引导学生归纳规律，结合生活杠杆（剪刀、核桃夹）和人体杠杆（手臂）拓展，培养科学思维与探究实践能力，帮助学生直观理解原理，教师易操作，提升教学效率。

课 题 2.2《独轮车省力的秘密》 总第 课时 教材分析 本课是教科版五年级上册“工具与技术”单元的第2课。在认识各种工具的基础上，本课聚焦独轮车，探究其省力的原理——杠杆。教材编排认识杠杆三要素（支点、用力点、阻力点）、模拟独轮车实验（改变用力点和支点位置）和寻找生活中的杠杆三个活动，引导学生发现杠杆省力的条件，体会杠杆原理在工具设计中的重要作用。 学情分析 学生对“撬重物”有生活经验（如用棍子撬石头），但缺乏杠杆的科学概念。通过直尺、橡皮、石块模拟实验，能直观感受用力点、支点位置变化对省力程度的影响。对“身体中的杠杆”感到新奇，可激发兴趣。部分学生在控制变量操作上需要教师强调和引导。 教学目标 科学观念：知道杠杆由支点、用力点、阻力点三部分组成；理解用力点离支点越远越省力，阻力点离支点越近越省力。 科学思维：能运用控制变量的思维方法，在模拟实验中分别改变用力点位置和支点位置，通过比较分析归纳杠杆省力的条件；能运用类比迁移，将杠杆模型应用于解释独轮车及生活工具的原理。 探究实践：能用直尺、橡皮、石块模拟杠杆实验，感受用力大小变化并记录；能列举3种以上生活中的杠杆类工具并说明其特点。 态度责任：体会杠杆原理在工具设计中的重要作用，关注人体中的杠杆，形成“科学原理服务生活”的工程意识。 教学重点与难点 重点：认识杠杆的三个重要位置，探究省力的条件。 难点：理解“用力点离支点越远越省力，阻力点离支点越近越省力”的规律。 教学方法 模拟实验法、控制变量法、小组合作法、讨论归纳法 教学准备 教师：课件（杠杆示意图、独轮车构造图、人体杠杆图）；撬杠模型（长棍+支撑物）。 分组材料：直尺（杠杆）、橡皮（支点）、石块（重物）、记录单。 学生活动设计 导入：展示独轮车图→问“为什么省力”→演示撬棍撬重物→引出杠杆概念→揭题。 认识杠杆：讲解支点/用力点/阻力点→在撬棍图上标三点→举例剪刀/钳子也是杠杆。 模拟实验一（改变用力点）：直尺+橡皮支点+石块阻力→手从近支点向远移动→感受用力变化→记录“远→省力”。 模拟实验二（改变支点）：保持石块和手指位置→移动橡皮支点→感受用力变化→记录“支点靠阻力点→省力”。 归纳结论：用力点离支点越远越省力；阻力点离支点越近越省力→回到独轮车（车轮为支点，扶手长用力点远）→标注三要素。 生活杠杆：列举剪刀/钳子/镊子/核桃夹/钓鱼竿→区分省力/费力杠杆→讨论费力杠杆的价值（方便操作）。 人体杠杆：展示手臂杠杆图（肘关节为支点，肱二头肌用力，重物阻力）→判断为费力杠杆→拓展踮脚尖。 作业：分层布置。 教 学 过 程 设计意图 一、聚焦导入——从独轮车到杠杆（约3分钟） （一）创设情境，引出原理 教师展示独轮车图片，提问：“独轮车为什么能省力？它运用了什么原理？” 学生猜测，教师不急于纠正。 教师演示用棍子撬起重物，提问：“这跟独轮车省力有什么共同之处？” 引出杠杆概念，揭示课题：《独轮车省力的秘密》。 二、探究活动一：认识杠杆——建立三要素（约6分钟） （一）学习杠杆三要素 教师讲解杠杆的三个重要位置： 支点：支撑杠杆的点（如撬棍下的支撑物，独轮车的车轮） 用力点：用力的位置（如手扶撬棍的位置，独轮车的扶手） 阻力点：重物所在的位置（如撬棍下的石头，独轮车上的货物） 学生在撬棍示意图上标出三点。 举例：剪刀、钳子也是杠杆。 三、探究活动二：模拟独轮车实验——控制变量发现规律（约15分钟） （一）实验一：改变用力点位置 教师介绍模拟材料：直尺（杠杆）、橡皮（支点）、石块（阻力）。 布置实验：保持橡皮（支点）和石块（阻力点）位置不变，手指从靠近支点逐渐向远处移动，感受用力大小变化。 分组操作并记录： 用力点位置 感受（用力大小） 靠近支点 费力 中间 一般 远离支点 省力 发现：用力点离支点越远，越省力。 （二）实验二：改变支点位置 布置实验：保持石块（阻力点）和手指（用力点）位置不变，移动橡皮（支点），感受用力变化。 分组操作并记录： 支点位置 感受（用力大小） 靠近用力点 费力 中间 一般 靠近阻力点 省力 发现：支点离阻力点越近，越省力。 （三）归纳结论，联系独轮车 师生共同归纳： 用力点离支点越远 → 越省力 阻力点离支点越近 → 越省力 回到独轮车：独轮车的车轮是支点，扶手是用力点（扶手长→用力点远离支点→省力）。 学生在独轮车图上标出三点。 四、探究活动三：寻找生活中的杠杆——从理论到应用（约6分钟） （一）识别杠杆，区分省力与费力 教师提问：“生活中还有哪些杠杆类工具？” 学生列举：剪刀、钳子、镊子、核桃夹、钓鱼竿、指甲刀。 教师展示图片，引导学生判断省力还是费力： 工具 用力臂与阻力臂比较 类型 核桃夹 用力臂 > 阻力臂 省力杠杆 钳子 用力臂 > 阻力臂 省力杠杆 镊子 用力臂 < 阻力臂 费力杠杆 钓鱼竿 用力臂 < 阻力臂 费力杠杆 讨论：“费力杠杆有什么存在价值？”（如镊子能夹细小物品，钓鱼竿能钓远——方便操作） 五、研讨与拓展——人体中的杠杆（约6分钟） （一）联系生理，拓展认知 教师组织研讨： “独轮车省力的秘密是什么？” “生活中的杠杆类工具分别有什么好处？” 拓展：人体中的杠杆 展示手臂杠杆图：肘关节是支点，肱二头肌提供动力（用力点），手中重物是阻力点。 提问：“这是省力杠杆还是费力杠杆？”（费力杠杆——有利于速度和灵活性） 拓展其他：踮脚尖时，足部也是杠杆（脚趾为支点，小腿肌肉用力）。 总结：杠杆原理广泛应用于工具和人体，理解它有助于改进设计。 六、作业布置（约2分钟） 分层布置作业（见作业设计）。 从独轮车和撬棍导入，激发对“省力原理”的探究兴趣。体现课标“从现象到原理的探究路径”。 建立杠杆的基本概念框架，为后续模拟实验提供术语支撑。体现课标“能用科学术语描述结构”。 1. 1. 通过控制变量实验定量感受杠杆省力规律，培养控制变量和归纳推理能力。体现课标“能通过控制变量的实验获取证据”。 1. 1. 从理论到应用，体会杠杆的多样性，理解“费力杠杆也有价值”的工程观念。体现课标“能运用所学分析生活中的工具”。 1. 将杠杆知识延伸到人体，体会“科学原理无处不在”。体现课标“关注科学与人体健康的联系”。 作业设计： 基础层：画出一个杠杆的示意图，标出支点、用力点、阻力点。写出独轮车省力的秘密（一句话）。 提升层（选做）：①观察家中的一种杠杆类工具（如剪刀、核桃夹），判断它是省力还是费力，说明理由；②查阅资料：为什么钓鱼竿要做成费力杠杆？ 拓展层：研究人体中的另一个杠杆（如踮脚尖、抬头），画出简图并标出三点，写出它是省力还是费力杠杆。 板书设计： 2.2独轮车省力的秘密 1、 杠杆的三要素 支点：杠杆转动的固定点（车轮、支撑物） 用力点：用力的位置（扶手、手） 阻力点：阻力的位置（货物、重物） 2、 模拟实验发现 用力点离支点越远 → 越省力 ✅ 阻力点离支点越近 → 越省力 ✅ （控制变量：每次只改变一个条件） 3、 生活中的杠杆 省力杠杆：核桃夹、钳子（用力臂>阻力臂） 费力杠杆：镊子、钓鱼竿（用力臂<阻力臂） → 费力杠杆的价值：方便操作 4、 拓展：人体杠杆 手臂：肘关节（支点）+ 肱二头肌（用力）+ 重物（阻力） → 费力杠杆（有利于速度和灵活性） 课后反思： 优点：模拟实验设计巧妙，学生通过改变用力点和支点位置直观感受省力规律，控制变量意识强；从工具到人体的拓展有效激发了探究兴趣。 不足：部分学生未严格控制变量（同时移动多处），影响数据可靠性；费力杠杆的存在价值讨论不够深入。 改进：实验前明确“每次只改一个条件”的控制变量要求，分步指导；增加“镊子实物体验”，让学生感受费力杠杆夹细小物品的便利，深化“费力≠无用”的工程观念。 学科网（北京）股份有限公司 $