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三要素及独轮车省力原理，通过独轮车情境导入，引导学生从已知杠杆工具（如剪刀、筷子）过渡到认识支点、用力点、阻力点，再迁移到独轮车结构分析，构建知识支架。 以模拟实验为核心亮点，用直尺、石块、橡皮控制变量探究用力位置与省力关系，培养科学思维，结合生活杠杆工具（开瓶器、筷子）辩证认识省力与费力价值，深化科学观念，助力学生提升探究实践能力，教师可依托丰富教具优化教学流程。

2.2 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 · 第2课 一、教学基本信息 课题 2.2 独轮车省力的秘密 课型 实验探究型 课时 1课时 教材 教科版五年级上册 年级 五年级 学科 科学 教具 独轮车实物或图片、杠杆三要素示意图、撬棍图、直尺/石块/橡皮（模拟实验）、动力臂阻力臂图、生活中的杠杆类工具图（筷子/开瓶器/订书机/剪刀/钳子/夹子）、人体手臂杠杆资料图 教法 情境聚焦、概念建构、模拟实验、归纳发现、研讨迁移、拓展延伸 二、核心素养目标 素养维度 目标描述 科学观念 知道独轮车能省力搬运重物，是因为运用了杠杆技术（车轮为支点、扶手为用力点、车载重物为阻力点），同时车轮滚动也减少摩擦更省力；认识杠杆三要素（支点、用力点、阻力点），杠杆类工具种类丰富、结构多样，用力点/支点/阻力点位置不同，功能也不同（有的省力、有的费力、有的既不省力也不费力）。 科学思维 通过模拟实验控制变量（变换用力位置/橡皮位置）比较用力感受，归纳出"用力点离支点越远越省力"；建立"动力臂>阻力臂则省力杠杆"的判断方法；运用杠杆原理解释独轮车及生活中各类工具。 探究实践 认识杠杆三要素；在独轮车里找出支点/用力点/阻力点；用直尺、石块、橡皮模拟独轮车搬运重物，完成"用力的位置""橡皮的位置"两次实验记录；寻找并比较生活中的杠杆类工具（筷子、开瓶器、订书机、剪刀、钳子、夹子）。 态度责任 体验技术与生活的关系，感受古人运用杠杆的智慧；养成用"动力臂/阻力臂"分析工具的意识，认识到省力与费力各有价值（如筷子、镊子虽费力但精准灵活）。 三、教学重难点 教学重点 杠杆三要素（支点、用力点、阻力点）及在独轮车中的对应位置；通过模拟实验发现"用力点离支点越远越省力"；动力臂与阻力臂的概念及省力杠杆特征（动力臂>阻力臂）；独轮车省力的秘密（杠杆+车轮滚动）。 教学难点 准确判断独轮车与生活中各类工具的支点/用力点/阻力点；理解"动力臂>阻力臂"的定量关系并能解释省力；辩证认识杠杆类工具（省力杠杆与费力杠杆各有用途，支点不一定在中间）。 四、教学过程 环节一【聚焦】杠杆与杠杆类工具（3~4分钟，教材第38页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵独轮车可以帮助我们更省力地搬运重物，是因为独轮车运用了杠杆技术。我们使用过杠杆类工具吗？杠杆有什么作用？↵【教师活动】↵教师出示独轮车/杠杆图片，引导学生回忆用过的杠杆类工具（如起子、剪刀、筷子），引出核心问题。 观察：聚焦——独轮车运用了杠杆技术，能更省力地搬运重物 【学生活动】↵生1：剪刀是杠杆。↵生2：筷子也是。↵预设：有的学生把"直接用力"当杠杆，教师提示"有支点"。 【知识点】↵聚焦：独轮车可以帮助我们更省力地搬运重物，是因为独轮车运用了杠杆技术。我们使用过杠杆类工具吗？杠杆有什么作用？↵【设计意图】↵从已学独轮车切入，提出省力原理问题。 环节二【探索1】认识杠杆三要素（6~7分钟，教材第39页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵什么是杠杆？杠杆上有哪些重要位置？↵【教师活动】↵教师讲解：在一根棍子下放一个支撑物，就能用它撬起重物，这样的工具叫撬棍，撬棍是一种杠杆类工具。杠杆上有三个重要位置——支点：支撑着杠杆、能围绕转动的固定点；用力点：在杠杆上用力使杠杆转动的位置（通常是扶手位置）；阻力点：杠杆中阻碍杠杆转动的位置。 观察：撬棍——棍子下加支撑物即杠杆类工具 【学生活动】↵生1：支点是不动的点。↵生2：手放的地方是力点。↵操作：指认三要素。↵预设：有的学生混淆用力点与阻力点，教师用撬棍图对比。 【知识点】↵探索1：认识杠杆。在一根棍子下放一个支撑物，就能用它撬起重物，这样的工具叫撬棍，撬棍是一种杠杆类工具。杠杆三要素——支点：支撑着杠杆、能围绕上下转动的固定点；用力点：在杠杆上用力使杠杆转动的位置（通常是扶手位置）；阻力点：杠杆中阻碍杠杆转动的位置。↵【设计意图】↵建立杠杆三要素概念，为后续定位奠基。 环节三【探索2】寻找独轮车里的杠杆三要素（4~5分钟，教材第39页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵独轮车里哪里是支点、用力点、阻力点？↵【教师活动】↵教师引导学生观察独轮车：车轮——支点；扶手——用力点；车载重物——阻力点。组织做模拟独轮车搬运重物实验，体验杠杆作用。 观察：独轮车里的杠杆——车轮(支点)、扶手(用力点)、车载重物(阻力点) 【学生活动】↵生1：车轮是支点。↵生2：扶手是力点。↵操作：在图上标三要素。↵预设：有的学生把车身当支点，教师提示"转动的固定点=车轮轴"。 【知识点】↵探索2：寻找独轮车里的杠杆。支点——车轮；用力点——扶手；阻力点——车载重物。模拟独轮车搬运重物实验，体验杠杆的作用。↵【设计意图】↵把杠杆三要素迁移到独轮车结构。 环节四【探索3】模拟实验——寻找省力的秘密（10~12分钟，教材第39–40页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵怎样让独轮车更省力？用力位置/重物位置对用力有什么影响？↵【教师活动】↵教师组织学生用直尺、石块、橡皮模拟（直尺=杠杆、石块=支点、橡皮=重物/阻力点）。方法1：保持橡皮和石块位置不变，变换手指用力位置（靠近/中间/远离石块），记录感受——位置3（远离石块/支点）最省力，位置1（靠近）最费力。方法2：保持石块和手指位置不变，调整橡皮位置（靠近石块/中间/靠近手指），记录感受——位置①（靠近石块）最省力，位置③（靠近手指）最费力。得出结论：用力点离支点越远，越省力。 【学生活动】↵生1：手往后移更轻。↵生2：货往前放更省。↵操作：两次实验填记录单。↵预设：有的学生变量控制不当，教师强调"只变一个条件"。 【知识点】↵探索3：模拟实验。用直尺(杠杆)、石块(支点)、橡皮(重物)模拟。方法1：变换用力位置→远离支点最省力；方法2：调整橡皮(重物)位置→重物靠近支点最省力。结论：用力点离支点越远，越省力。↵【设计意图】↵通过控制变量实验，亲历"省力秘密"的探究。 环节五【探索4】动力臂与阻力臂——省力的共同特征（7~8分钟，教材第40–41页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵省力杠杆有什么共同特征？↵【教师活动】↵教师引出臂的概念：动力臂=支点到用力点的距离；阻力臂=支点到阻力点的距离。引导学生对比跷跷板等，发现省力杠杆的共同特征：动力臂>阻力臂。并指导更省力的用法：手握远端、物放近端、身往后靠，使动力臂尽量长、阻力臂尽量短。 观察：动力臂与阻力臂——动力臂>阻力臂则省力 观察：手握远端、物放近端——动力臂长、阻力臂短最省力 【学生活动】↵生1：动力臂长就省力。↵生2：货靠车轮放。↵操作：比划两臂长短。↵预设：有的学生分不清"臂"是距离，教师用线段图说明。 【知识点】↵探索4：动力臂=支点到用力点的距离，阻力臂=支点到阻力点的距离。省力杠杆的共同特征：动力臂>阻力臂（用力点离支点越远越省力）。更省力用法：手握远端、物放近端、身往后靠——动力臂尽量长、阻力臂尽量短。↵【设计意图】↵从定性感受上升到"动力臂/阻力臂"的定量认识。 环节六【探索5】寻找生活中的杠杆类工具（5~6分钟，教材第41页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵生活中哪些工具是杠杆？它们有什么好处？↵【教师活动】↵教师引导学生观察筷子、开瓶器、订书机、剪刀、钳子、夹子，思考它们使用起来有什么好处，追问"它们都是省力杠杆吗？" 观察：筷子——费力杠杆，但夹取灵活 观察：开瓶器——省力杠杆 观察：订书机——杠杆应用 观察：剪刀——省力杠杆(动力臂>阻力臂) 观察：钳子——省力杠杆 观察：夹子——杠杆应用 【学生活动】↵生1：开瓶器省力。↵生2：筷子费力但灵活。↵操作：判断省力/费力。↵预设：有的学生以为都省力，教师点出筷子、镊子是费力杠杆。 【知识点】↵探索5：寻找生活中的杠杆类工具——筷子、开瓶器、订书机、剪刀、钳子、夹子等。杠杆不只有省力一种，结构多样，三要素位置不同、功能不同（省力/费力/既不省力也不费力）。↵【设计意图】↵拓展对杠杆类工具的辩证认识。 环节七【研讨】省力秘密与生活杠杆作用（6~7分钟，教材第41页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵①独轮车省力的秘密是什么？②生活中的杠杆类工具有哪些作用？↵【教师活动】↵教师组织研讨：①独轮车省力秘密——有车轮靠滚动前进比滑动省力很多；运用杠杆原理，车轮是支点，手在扶手(用力点)用力，撬动更靠近支点的重物(阻力点)所以省力。②生活杠杆作用——省力(撬棍、羊角锤，小力撬起重物)；省距离/方便操作(镊子、筷子，费力但精准灵活)；改变用力方向(跷跷板、剪刀)；精准控制(钓鱼竿，控制位置)。 【学生活动】↵生1：轮子滚着走省。↵生2：镊子夹东西巧。↵操作：两问讨论归纳。↵预设：有的学生漏"滚动也省力"，教师补充。 【知识点】↵研讨：①独轮车省力秘密——车轮滚动比滑动省力；杠杆原理(车轮支点、扶手用力点、车载重物阻力点)。②生活杠杆作用——省力(撬棍、羊角锤)、省距离/方便(镊子、筷子，费力但灵活)、改变用力方向(跷跷板、剪刀)、精准控制(钓鱼竿)。↵【设计意图】↵整合概念并迁移到生活。 环节八【拓展】我们的身体也有杠杆（4~5分钟，教材第41页） 教师活动 学生活动 知识点与设计意图 【关键问题】↵我们的身体里有没有杠杆？↵【教师活动】↵教师出示资料：人的手臂绕肘关节运动，可看作由手臂肌肉和骨骼组成的杠杆在转动——肘关节是支点，肱二头肌提供动力，重物对手施加阻力。课后摸一摸自己的手臂，感受杠杆怎么工作。 观察：拓展——人体手臂杠杆(肘关节支点、肱二头肌动力、重物阻力) 【学生活动】↵生1：弯胳膊像杠杆。↵生2：回家摸手臂。↵操作：现场弯臂感受。↵预设：有的学生找不到支点，教师指出肘关节。 【知识点】↵拓展：我们的身体也有杠杆。人的手臂绕肘关节运动，可看作由手臂肌肉和骨骼组成的杠杆在转动；肘关节是支点，肱二头肌提供动力，重物对手施加阻力。课后摸一摸自己的手臂，感受杠杆怎么工作。↵【设计意图】↵将杠杆延伸至人体，体现"事物相互作用"。 五、板书设计 2.2 独轮车省力的秘密（工具与技术） 聚焦：独轮车更省力，因为运用了杠杆技术 杠杆三要素：支点（转动固定点）/用力点（施力位置）/阻力点（阻碍转动） 独轮车里的杠杆：车轮=支点、扶手=用力点、车载重物=阻力点 模拟实验：用力点离支点越远越省力；重物越靠近支点越省力 动力臂>阻力臂 → 省力杠杆（手握远端、物放近端、身往后靠最省力） 生活杠杆：省力(撬棍/羊角锤/开瓶器/剪刀/钳子)、费力但灵活(筷子/镊子)、改变方向(跷跷板/剪刀)、精准(钓鱼竿) 研讨：①车轮滚动省力+杠杆撬动 ②杠杆作用多样 拓展：人体手臂也是杠杆（肘关节支点、肱二头肌动力、重物阻力） 学科网（北京）股份有限公司 $