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“独轮车省力的秘密”探究，帮助学生认识支点、用力点、阻力点三要素及省力规律。课堂导入衔接上一课独轮车结构知识，展示图片回顾用途并提问杠杆作用，搭建从结构认知到原理探究的学习支架。 资料特色在于以直尺、橡皮等简易材料构建模拟实验，通过改变用力点和支点位置的两组控制变量实验，引导学生直观感受省力规律，体现科学思维中的证据推理和探究实践中的动手能力。同时结合生活工具及人体手臂杠杆拓展，帮助学生建立“结构—原理”对应逻辑，提升科学观念，教师可直接借鉴实验设计与教学流程，有效突破重难点。

2 独轮车省力的秘密 课型 实验探究课 课时 1 学情分析 上一课学生已经认识独轮车的整体结构，知道它是省力运输工具，但不清楚背后的杠杆原理。五年级学生能动手完成简单模拟实验，但对支点、用力点、阻力点三个专业概念陌生；自主归纳 “力臂长短与省力的关系” 存在困难，容易混淆三个点的位置，同时难以把模拟直尺实验和真实独轮车结构对应起来。 核心素养目标 科学观念 1. 认识杠杆三要素：支点、用力点、阻力点；知道独轮车省力是利用了省力杠杆的原理。 2. 明白杠杆省力规律：阻力点到支点距离越近、用力点到支点距离越远，杠杆越省力。 3. 能识别生活中的各类杠杆工具，了解人体关节也运用了杠杆原理。 科学思维 1. 能通过两组对照模拟实验，对比用力大小变化，归纳杠杆省力的规律，建立证据推理思维。 2. 能把直尺模拟模型迁移到真实独轮车，建立“结构—原理”对应逻辑。 探究实践 1. 能够分组完成两组独轮车模拟杠杆实验，发现杠杆省力的秘密。 2. 能够识别生活中的杠杆工具，梳理不同杠杆工具的使用优势。 态度责任 1. 体会杠杆原理在工具、人体中的广泛应用，感受古人发明独轮车的智慧。 2. 养成规范操作实验、如实记录实验感受的严谨探究习惯。 教学重难点 重点 认识杠杆三要素，通过模拟实验发现杠杆省力的规律，解释独轮车省力的秘密。 难点 区分支点、用力点、阻力点，将直尺模拟实验结论对应到真实独轮车结构上。 教学准备 教师准备 教学课件、分组实验材料（直尺、橡皮、石块）。 学生准备 课前回忆独轮车的结构。 教学过程 师生活动指导 设计意图 一、聚焦 （3分钟） 1. 课件展示独轮车图片，引导学生回顾上节课学习的独轮车的用途，提问：独轮车可以帮助我们更省力地搬运重物，课本上提示它运用了杠杆技术，什么是杠杆？杠杆有什么作用呢？（板书课题） 2. 出示要探究的核心问题：杠杆是什么？独轮车靠杠杆怎样实现省力？ 衔接前一课独轮车知识，抛出原理类探究问题，锁定本课核心。 二、探索 （22分钟） 活动一：认识杠杆 1. 课件展示撬石头的示意图，讲解杠杆定义：在力的作用下能够绕固定点转动的坚硬物体，如撬棍、跷跷板等。 2. 讲解杠杆的三个重要位置：支点、用力点、阻力点。 3. 对照独轮车，找到独轮车上的杠杆及其三个作用点。 活动二：改变用力点位置，感受用力大小 1. 展示实验模型，提问：直尺、橡皮、石头分别模拟了什么？ 预设：直尺模拟独轮车车架，橡皮模拟车轮支点，石块模拟车上重物。 2. 教师讲解实验要点：控制变量。保持不变的条件：橡皮（支点）、石块（阻力点）位置；改变的条件：手指用力位置。 3. 学生分三次操作：用力点离支点近距离、中等距离、远距离，感受用力大小，填写《模拟实验（一）》记录单。 4. 发现规律：支点和阻力点位置不变，手指离支点越远，抬石块越省力。 活动三：改变支点位置，感受用力大小 1. 教师讲解实验要点：用力位置、石头位置不变，改变橡皮位置。 2. 学生分三次实验，改变橡皮的位置，感受用力的变化，填写《模拟实验（二）》记录单。 3. 汇总规律：阻力点离支点越近，越省力。 4. 小结：用力点离支点越远、阻力点离支点越近，越省力。 活动四：寻找生活中的杠杆工具 1. 课件展示筷子、镊子、老虎钳、订书机、园艺剪等工具的图片。 2. 分组讨论每种工具的优势，填写《生活中的杠杆类工具》记录单，区分省力杠杆、费力杠杆、不省力也不费力杠杆。 从概念认知→两组对照实验→生活拓展，层层递进，通过控制变量实验直观得出杠杆省力的秘密，化解抽象原理难点。 三、研讨 （10分钟） 1. 独轮车省力的秘密是什么？ （小结：独轮车是省力杠杆，用力点（扶手）到支点（车轮）距离远，阻力点（货物）离支点近，因此搬运重物省力） 2. 生活中的杠杆类工具还有哪些作用？ （引导总结：老虎钳、园艺剪省力；筷子、镊子费力但扩展力的作用范围） 依托实验数据梳理核心结论，区分不同杠杆的功能差异，完善认知体系。 四、拓展 （5分钟） 1. 课件展示人体手臂示意图，讲解：手臂杠杆的三个作用点。让学生屈展手臂，感受手臂中杠杆的作用。 2. 让学生找找身体还有哪些部位也运用了杠杆原理。 2. 课后任务：记录3种生活中的杠杆工具并标注三要素。 将杠杆原理延伸到人体结构，打通工具与生命科学的联系，拓宽探究视野。 板书设计 独轮车省力的秘密 杠杆三要素：支点、用力点、阻力点 杠杆省力规律：用力点离支点越远+阻力点离支点越近→越省力 独轮车原理：省力杠杆 【教学反思】 本课以“认识杠杆三要素→两组控制变量模拟实验→归纳省力规律→生活中的杠杆”为探究主线，用直尺、橡皮简易模型把抽象的杠杆原理具象化，贴合五年级学生具象思维特点，课堂动手参与度高。教学中仍存在三处不足：第一，部分学生分不清独轮车三个点的对应位置，无法把直尺模型和真实独轮车对应，后续可左右并列展示模型与独轮车，直观匹配三要素；第二，部分小组实验时移动支点、用力点幅度没有统一标准，感受差异不明显，后续课前规定固定间隔距离，统一操作标准，保证实验现象清晰；第三，学生对费力杠杆的作用理解片面，误以为费力工具不好用，后续增加筷子夹物实操，让学生直观感受“费力但精细灵活”的优势，辩证认识杠杆。 学科网（北京）股份有限公司 $