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，围绕支点、用力点、阻力点的认识及独轮车省力秘密展开。通过工地、农田独轮车使用场景图片导入，引发认知冲突，承接上一课“结构影响功能”的认识，以阿基米德故事及模型实验搭建学习支架。 此设计亮点在于以科学思维和探究实践为核心，通过直尺、橡皮、石块搭建独轮车模型，完成改变用力点和支点位置的对比实验，引导学生归纳杠杆省力条件。结合核桃夹、筷子等工具分析，实现模型证据向生活应用迁移，培养学生模型建构与推理论证能力，为教师提供结构化教学流程和丰富教具支持，助力学生提升科学探究与知识应用能力。

2.《独轮车省力的秘密》教案 【学习内容及要求】 4.1 能的形式、转移与转化 ②知道杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械及其在生产生活中的应用。 12.2 技术与工程改变了人们的生产和生活 ③知道技术对提高生产效率或工作效率的影响，举例说明应用适当技术可以提高生产效率或工作效率。 【教学目标】 1.科学观念 知道杠杆上有支点、用力点和阻力点三个重要位置；知道改变用力点或支点的位置会改变杠杆的使用效果，独轮车利用杠杆原理帮助人们较省力地搬运重物。 2.科学思维 能够识别杠杆模型和生活工具中的支点、用力点、阻力点；能够依据实验现象概括杠杆省力的条件。 3.探究实践 能够利用直尺、橡皮和石块搭建独轮车搬运重物模型，完成两组对比实验。 4.态度责任 对杠杆及其应用保持探究兴趣，愿意在小组中分工合作、倾听不同观点并依据证据修正解释。 【教学重点、难点】 重点：认识杠杆的三个重要位置，通过改变用力点和支点的位置，发现三者的位置关系会影响杠杆的用力大小。 难点：模型实验的证据迁移到独轮车和生活中的杠杆类工具。 【教学准备】 教师：教学课件；独轮车实物、模型或结构图；杠杆演示材料；核桃夹、老虎钳、筷子、枝剪、食品夹、订书机、开瓶器等典型杠杆类工具。 学生：直尺、石块、橡皮、细橡皮筋、铅笔。 【教学过程】 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 聚焦 【PPT:2—4】 1. 出示工地、农田和花园中使用独轮车的图片，提问：“运输工具越来越多，为什么独轮车今天仍在使用？” 2. 出示装有重物的独轮车，追问：“车里放了很重的物品，人们为什么能较轻松地抬起扶手？” 3. 组织学生交流已有猜想，暂不判断正误，将“独轮车为什么省力”确立为本课研究问题。 观察独轮车的使用场景，联系上节课对独轮车结构的认识。 提出猜想：车轮能滚动、扶手较长、重物靠近车轮、独轮车中可能有杠杆等。 明确本课研究任务。 从真实劳动场景引发认知冲突，承接上一课“结构影响功能”的认识。 保留多种合理猜想，为后续用模型寻找证据提供问题驱动。 探索 探索一、认识杠杆 【PPT:5—6】 1. 讲述阿基米德“给我一个支点，我可以撬动地球”的故事片段，演示在木棍下放支撑物撬起重物。 2. 引出杠杆：像撬杠这样，在力的作用下能绕固定点转动的硬棒，可以看作杠杆。 3. 结合演示标出三个重要位置：支点——杠杆围绕转动的位置；用力点——人施力的位置；阻力点——重物等阻碍杠杆转动的力作用位置。 4. 让学生用手势指出演示装置中的三个位置，并说明判断依据。 观察撬杠工作过程，描述木棍、支撑物和重物的作用。 在演示装置中指出支点、用力点和阻力点。 用“______是支点，因为杠杆绕它转动”等句式表达。 先建立杠杆及三个位置的基本表征，为分析独轮车模型奠定概念基础。 强调位置的功能含义，避免依据外形机械记忆。 探索二、寻找独轮车里的杠杆 【PPT:7—16】 实验：模拟独轮车搬运重物实验（一） 1. 出示直尺、石块和橡皮，组织讨论：“怎样用这些材料模拟独轮车搬运重物？”引导对应：直尺模拟扶手和车身，石块模拟载重，橡皮模拟车轮及支点，手指按压处是用力点。 2. 播放讯飞资源《模拟独轮车搬运重物实验（一）》 3. 组织模拟独轮车搬运重物实验（一）。 4. 巡视检查变量控制和安全操作，用“当______不变，______越______，用力越______”表达发现 实验；模拟独轮车搬运重物实验（二） 【PPT:13—16】 1. 组织学生分析实验（一）哪些条件保持不变、哪一条件发生改变。 2. 播放讯飞资源《模拟独轮车搬运重物实验（二）》 3.组织学生模拟独轮车搬运重物实验（二） 4. 组织组内先整理记录，再用“当______不变，______越______，用力越______”表达发现。 小组搭建模型，确定直尺、石块、橡皮和手指分别对应独轮车的什么部分。 预测用力点位置改变后用力大小的变化。 按统一高度完成三种用力位置的实验，比较并记录。 预设发现：用力点离支点越远，抬起同一石块时感觉越省力。 说出实验（二）的自变量是橡皮（支点）的位置，石块和手指位置保持不变。 预测橡皮（支点）位置改变后用力大小的变化。 轮换角色，完成实验并记录。 预设发现：支点越靠近石块（阻力点），抬起石块时感觉越省力。 利用结构化材料把真实独轮车转化为可控制的模型。 通过只改变用力点位置的对比实验，发展控制变量和重复验证意识。 统一抬升高度，减少主观用力感受带来的比较误差。 完善对杠杆位置关系的认识。 让学生显性说明变量与不变量，提升实验设计意识。 重视异常结果分析，避免只追求与预设一致的“标准答案”。 探索三：寻找生活中的杠杆类工具 【PPT:18—23】 1. 分发或呈现核桃夹、老虎钳、筷子、枝剪、食品夹、订书机和开瓶器，要求先判断工具转动的位置，再找用力点和阻力点。 2. 提供分析步骤：确定工具完成的任务；观察哪一部分绕固定位置转动；标出三个位置；说明使用好处。 3. 组织小组选择2—3种工具填写记录表，交流时要求用结构证据说明。 4. 针对筷子、食品夹等“费力但便于控制”的工具追问：“它们不省力，为什么仍是好工具？” 观察并操作安全工具，在图片或实物旁标出三个位置。 交流预设：核桃夹、老虎钳、枝剪和开瓶器较省力；筷子和部分夹子虽然不省力，但能增大移动距离、提高操作速度和控制精度；订书机能把力集中传递到订书钉。 归纳：三个位置不同，杠杆功能也不同。 把杠杆概念迁移到结构多样的生活工具，检验学生是否真正理解三个位置。 通过费力杠杆的反例，建立“工具是否合适取决于任务需要”的技术观。 研讨 解释独轮车省力的秘密 【PPT:17】 1. 汇总各组实验结果，提问：“哪种用力点位置更省力？哪种支点位置更省力？两组证据能否共同解释独轮车？” 2. 回到独轮车结构图，组织标注：车轮轴心附近是支点，货物重力作用位置是阻力点，手握扶手的位置是用力点。 3. 引导归纳：独轮车的用力点离支点较远，载重位置通常靠近支点，因此人抬扶手时比较省力。 4. 强调条件：杠杆的作用与三个位置的相对关系有关，并非所有杠杆都省力。 引用两组实验记录回答问题。 在独轮车图中标出三个重要位置，并用实验发现解释独轮车省力的原因。 形成结论：用力点远离支点、阻力点靠近支点时，通常更省力。 修正“有杠杆就一定省力”的片面认识。 把模型证据迁移回真实工具，完成“现象—实验—解释”的证据链。 在形成结论的同时建立条件意识，为比较不同杠杆工具做准备。 你还知道生活中的哪些杠杆类工具？它们都有哪些作用？【PPT:24-26】 1.组织学生自由发言。 2. 小结：杠杆类工具种类丰富，结构多样。用力点、支点和阻力点位置不同，功能也不同。 3.讲解杠杆的分类：用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时，杠杆省力但费距离；用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离时，杠杆费力但省距离；两段距离相等时，既不省力也不费力。 尝试说自己了解的杠杆。 进一步让学生理解杠杆的分类，及不同杠杆的作用。 拓展 【PPT:27—31】 1. 补充独轮车的其他设计：车轮滚动减小阻碍，轴承使转动更灵活，斜坡形车斗便于卸料等。 2. 出示人体杠杆图片或布置课后任务：寻找生活中的工具，画出三个位置并判断其主要作用。 比较省力、费力和等臂杠杆示意图，联系本课工具实例。 认识独轮车不仅运用了杠杆，还综合利用轮、轴承和斜面等设计。 完成自我评价，提出仍想研究的问题。 形成“产品功能由多种结构和技术协同实现”的综合认识 【板书设计】 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $