資源簡介

《不簡單的杠桿》教學設計
一、教學背景
在我們的日常生活中，杠桿是一種常見的簡單機械，它能夠幫助我們輕松地完成許多看似困難的任務。從撬動重物到各種工具的使用，杠桿的原理無處不在。通過本節課的學習，學生將深入了解杠桿的原理和作用，掌握杠桿的三個重要位置，以及如何通過改變支點和用力點的位置來影響杠桿的作用效果。同時，學生還將通過實驗探究和實際應用，培養科學探究能力和解決問題的能力。
二、教學目標
深刻理解利用杠桿可以幫助我們撬起一些重物的原理。
明確改變支點的位置、支點的高度會對杠桿的作用效果產生影響。
了解不同類型杠桿（省力杠桿、費力杠桿、既不省力也不費力杠桿）的特點和應用。
三、教學重難點
（一）教學重點
用石塊、木板進行模擬實驗，深入認識杠桿的作用效果，掌握杠桿的三個重要位置。
整理、分析實驗數據，發現杠桿的省力規律，理解用力點、支點和阻力點之間的關系。
引導學生通過實驗探究和實際應用，掌握不同類型杠桿的特點和應用。
（二）教學難點
準確分析實驗數據，理解杠桿省力和費力的原理，以及既不省力也不費力的情況。
幫助學生在實際問題中正確判斷杠桿的類型，靈活運用杠桿原理解決實際問題。
培養學生的科學思維能力和創新能力，引導學生在實驗探究中發現問題、提出問題、解決問題。
四、教學方法
講授法、實驗探究法、小組討論法、案例分析法、多媒體演示法
五、教學準備
學生準備：木尺、一大一小兩塊石塊、有格子且標明起點 A 終點 B 的寬紙帶、作為杠桿支點的方木塊、筆記本、鉛筆、彩色筆、學生活動手冊。
教師準備：教學課件、學生實驗材料一套（包括不同大小的木尺、石塊、方木塊等）、杠桿模型、生活中常見杠桿工具實物（如羊角錘、鐵鍬、指甲剪、打撈網、蹺蹺板、塔吊、挖掘機、核桃夾等）、獎品（如小貼紙、獎章等）。
六、教學過程
（一）情境導入
教師播放一段關于建筑工地工人使用杠桿工具撬起重物的視頻，展示杠桿在實際生活中的強大作用。
視頻播放結束后，教師提問：“同學們，在剛才的視頻中，我們看到了工人用一根小小的撬棍就能輕松撬動很重的水泥板。大家知道這位工人在做什么嗎？水泥板非常重，如果直接搬動需要非常大的力，但是工人用撬棍就能輕松撬動，說明撬棍有什么作用呢？上節課我們學過的省力工具叫什么？” 引導學生回憶上節課的內容，思考撬棍的作用。
學生回答：“工人在撬水泥板。撬棍可以省力。上節課學過的省力工具是斜面。”
教師講解：“像撬棍這樣的工具叫作杠桿。杠桿和斜面一樣，都是一種簡單機械，即能改變力的基本機械設備。你們在生活中使用過杠桿類的工具嗎？” 引出本節課的課題：“不簡單的杠桿”。
（二）知識鋪墊
復習簡單機械的概念
教師提問：“在前面的學習中，我們已經了解了一些簡單機械，誰能說一說什么是簡單機械？”
學生回答：“簡單機械是能改變力的基本機械設備，如斜面、杠桿等。”
教師對學生的回答進行肯定和鼓勵，讓學生明確簡單機械的概念。
教師可以用圖片或實例展示不同種類的簡單機械，幫助學生復習簡單機械的特征。
介紹杠桿的歷史
教師提問：“同學們，你們知道人類對杠桿的認識和了解有多久的歷史嗎？”
學生可能會回答：“不知道。”
教師解釋：“人類對杠桿的認識和了解有著悠久的歷史。阿基米德最早提出了杠桿原理，并依據此原理研究出了許多發明，影響深遠。今天杠桿工具在生活中的應用也非常普遍。”
教師可以用圖片或故事講述阿基米德與杠桿的故事，激發學生對杠桿的興趣。
（三）實驗探究一：認識杠桿
觀察圖片
教師出示教材 P47 小石頭撬大石頭的圖片，引導學生觀察圖片中的杠桿裝置。
教師提問：“同學們，仔細觀察這幅圖片，你們看到了什么？圖片中的杠桿是由哪些部分組成的？”
交流討論
學生觀察圖片后，在小組內交流、討論使撬棍發揮作用的三個重要位置。
教師巡視指導，參與學生的討論，了解學生的想法。
教師可以提醒學生從撬棍的形狀、作用等方面進行討論。
上臺圈出
請一名學生上臺在示意圖中圈出杠桿的三個重要位置：支點、用力點和阻力點。
教師講解：“支點是支撐著杠桿、杠桿圍繞其轉動的位置；用力點是在杠桿上用力的位置；阻力點是杠桿克服阻力的位置。”
教師可以用圖片或實物演示杠桿的三個重要位置，幫助學生理解杠桿的結構。
（四）實驗探究二：用力點對杠桿作用的影響
提出問題
教師提問：“使用撬棍能夠撬起很重的石頭，讓我們感覺很省力，那是不是所有情況下撬棍都可以撬動重物，都可以省力呢？你們認為什么會影響杠桿的作用？它會有怎樣的影響呢？” 引導學生思考用力點對杠桿作用的影響。
假設猜想
學生獨立思考，對用力點對杠桿作用的影響提出自己的假設。
教師巡視指導，了解學生的假設。
教師可以提醒學生從用力點的位置、大小等方面進行假設。
分組實驗
教師布置任務：指導學生分組實驗并完成實驗幫助卡。
實驗幫助卡：
（1）實驗目的：探究用力點對杠桿作用的影響。
（2）實驗器材：木尺、一大一小兩塊石塊、有格子且標明起點 A 終點 B 的寬紙帶、作為杠桿支點的方木塊。
（3）實驗步驟：
① 將大石塊放在起點 A 處，小石塊放在木尺的一端作為用力點。
② 調整小石塊的位置，觀察大石塊的移動情況。
③ 記錄小石塊不同位置時大石塊的移動距離。
（4）實驗注意事項：
① 操作時要小心，避免石塊砸到手。
② 記錄數據要準確。
③ 小組內分工合作，共同完成實驗。
分析數據
學生完成實驗后，在小組內分析實驗數據，討論用力點對杠桿作用的影響。
教師巡視指導，參與學生的討論，了解學生的分析結果。
教師可以提醒學生從大石塊的移動距離、用力的大小等方面進行分析。
得出結論
教師提問：“改變小石塊的位置，你們有什么發現？” 引導學生總結實驗結論。
學生可能會回答：“小石塊離方木塊太近，就不能撬動大石塊；小石塊離方木塊越遠，大石塊被撬動的距離越遠。”
教師總結：“用力點離支點越遠，杠桿越省力。”
（五）實驗探究三：支點對杠桿作用的影響
提出問題
教師提問：“杠桿的作用除了與用力點有關，還可能與什么有關？” 引導學生思考支點對杠桿作用的影響。
假設猜想
學生獨立思考，對支點對杠桿作用的影響提出自己的假設。
教師巡視指導，了解學生的假設。
教師可以提醒學生從支點的位置、高度等方面進行假設。
設計實驗
教師引導學生研討、設計實驗方案，確定實驗步驟和所需器材。
學生在小組內討論實驗方案，提出自己的想法和建議。
教師巡視指導，參與學生的討論，幫助學生完善實驗方案。
實驗方案：
（1）實驗目的：探究支點對杠桿作用的影響。
（2）實驗器材：木尺、一大一小兩塊石塊、有格子且標明起點 A 終點 B 的寬紙帶、作為杠桿支點的方木塊。
（3）實驗步驟：
① 將大石塊放在起點 A 處，小石塊放在木尺的一端作為用力點。
② 調整方木塊的位置，改變支點的位置。
③ 觀察大石塊的移動情況，記錄大石塊被撬動的距離。
（4）實驗注意事項：
① 操作時要小心，避免石塊砸到手。
② 記錄數據要準確。
③ 小組內分工合作，共同完成實驗。
分組實驗
學生按照實驗方案進行分組實驗，教師巡視指導，及時解決學生在實驗過程中遇到的問題。
分析數據
學生完成實驗后，在小組內分析實驗數據，討論支點對杠桿作用的影響。
教師巡視指導，參與學生的討論，了解學生的分析結果。
教師可以提醒學生從大石塊的移動距離、用力的大小等方面進行分析。
得出結論
教師提問：“改變方木塊的位置，你們有什么發現？” 引導學生總結實驗結論。
學生可能會回答：“方木塊離大石塊越近，大石塊被撬動的距離越遠。”
教師總結：“阻力點離支點越近，杠桿越省力。”
綜合分析
教師提問：“在模擬測試中，你們是否成功地將重物撬動到了指定地點？杠桿在撬動中有什么作用？在測試過程中，你們做了哪些嘗試，有什么發現？” 引導學生綜合分析用力點和支點對杠桿作用的影響。
學生在小組內討論，總結實驗過程中的發現和體會。
教師巡視指導，參與學生的討論，了解學生的綜合分析結果。
教師可以提醒學生從用力點和支點的位置關系、杠桿的省力規律等方面進行分析。
教師總結：“科學家通過大量的實驗總結出了杠桿的三條作用規律：用力點到支點的距離＞阻力點到支點的距離，杠桿省力；用力點到支點的距離＜阻力點到支點的距離，杠桿費力；用力點到支點的距離＝阻力點到支點的距離，杠桿既不省力也不費力。”
（六）研討與交流
展示實驗結果
教師組織學生展示實驗結果，包括畫出的杠桿裝置圖和記錄的實驗數據。
學生在小組內推選代表，上臺展示本小組的實驗結果。
教師可以將各小組的實驗結果展示在黑板上，進行比較和分析。
分析實驗結果
教師引導學生分析實驗結果，討論以下問題：
（1）在實驗過程中，你們是如何確定杠桿的三個重要位置的？
（2）用力點和支點的位置變化對杠桿的作用效果有哪些影響？
（3）根據實驗結果，如何判斷一個杠桿是省力杠桿、費力杠桿還是既不省力也不費力杠桿？
學生在小組內討論，發表自己的觀點和看法。
教師巡視指導，參與學生的討論，了解學生的分析結果。
教師可以提醒學生從杠桿的原理、作用規律等方面進行分析。
分享實驗體會
教師提問：“在實驗過程中，你們遇到了哪些問題？是如何解決的？有什么收獲和體會？” 引導學生分享實驗過程中的經驗和體會。
學生在小組內交流，分享自己的實驗體會。
教師巡視指導，參與學生的討論，了解學生的實驗體會。
教師可以對學生的實驗體會進行總結和評價，鼓勵學生在實驗中積極思考、勇于探索。
（七）拓展與應用
認識生活中的杠桿
教師出示打撈網、蹺蹺板、塔吊、挖掘機、核桃夾、羊角錘的圖片，提問：“它們分別屬于什么杠桿呢？你們是如何判斷的？” 引導學生分析生活中常見杠桿工具的類型。
學生觀察圖片，在小組內討論這些杠桿工具的類型和判斷依據。
教師巡視指導，參與學生的討論，了解學生的分析結果。
教師可以提醒學生從用力點、支點和阻力點的位置關系，以及杠桿的省力規律等方面進行判斷。
教師總結：“打撈網、塔吊和挖掘機是費力杠桿，因為用力點到支點的距離小于阻力點到支點的距離；核桃夾和羊角錘是省力杠桿，因為用力點到支點的距離大于阻力點到支點的距離；蹺蹺板是既不省力也不費力的杠桿，因為用力點到支點的距離等于阻力點到支點的距離。”
（八）課堂總結
教師與學生一起回顧本節課的主要內容。
提問：“同學們，今天我們學習了《不簡單的杠桿》，誰能說一說我們都學到了哪些知識呢？”
學生回答：“我們認識了杠桿的三個重要位置：支點、用力點和阻力點。我們通過實驗探究了用力點和支點對杠桿作用的影響，發現了杠桿的省力規律。我們還了解了不同類型杠桿的特點和應用，以及杠桿在生活和工程技術中的廣泛應用。”
教師對學生的回答進行肯定和鼓勵，強調本節課的重點知識。
強調科學探究的方法和重要性。
教師引導學生體會科學探究的過程，強調提出問題、假設、設計實驗、進行實驗、分析數據、得出結論等方法在科學研究中的重要性。
提問：“在今天的學習中，我們是如何進行科學探究的呢？我們是如何通過實驗和分析來解決問題的呢？”
學生回答：“我們首先提出了問題，然后進行了假設猜想，接著設計了實驗方案，進行了分組實驗，分析了實驗數據，得出了實驗結論。在實驗過程中，我們還遇到了一些問題，通過小組討論和老師的指導，我們解決了這些問題。”
教師對學生的回答進行肯定和鼓勵，讓學生認識到科學探究是一個不斷探索和發現的過程。

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