資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第四單元《簡單機械》大單元整體教學(xué)設(shè)計
教材版本 蘇教版 單元（或主題）名稱 簡單機械
單元主題 本單元圍繞 “簡單機械” 展開，旨在讓學(xué)生認(rèn)識生活中常見的杠桿、輪軸、滑輪、斜面等簡單機械，了解它們的結(jié)構(gòu)特點、工作原理以及在生活中的廣泛應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生通過探究活動，體會簡單機械給人們生產(chǎn)生活帶來的便利，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、動手實踐以及應(yīng)用科學(xué)知識解決實際問題的能力。
課標(biāo)要求 核心概念：機械是能使我們省力或方便的裝置，不同的機械具有不同的結(jié)構(gòu)和功能，了解簡單機械的原理和應(yīng)用，可以幫助人們更好地利用自然資源，提高工作效率。 學(xué)習(xí)內(nèi)容： 認(rèn)識杠桿、輪軸、滑輪、斜面等簡單機械，知道它們的結(jié)構(gòu)特點。 通過實驗探究，了解杠桿、輪軸、滑輪、斜面的工作原理，能舉例說明它們在生活中的應(yīng)用。 學(xué)業(yè)要求： 能識別生活中常見的杠桿、輪軸、滑輪、斜面等簡單機械，并描述其結(jié)構(gòu)特點。 能用實驗數(shù)據(jù)說明簡單機械的工作原理，能根據(jù)簡單機械的原理解決一些實際問題，如設(shè)計一個利用簡單機械省力的方案。
教材分析 《撬重物的竅門》：以撬重物這一生活場景引入，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識杠桿這種簡單機械。教材通過讓學(xué)生觀察撬棍撬石頭的情景，提出問題 “怎樣才能輕松地撬起重物”，激發(fā)學(xué)生探究杠桿奧秘的興趣。接著安排實驗探究活動，讓學(xué)生通過改變支點、用力點和阻力點的位置，測量并記錄所需的力，從而發(fā)現(xiàn)杠桿的省力規(guī)律，了解杠桿在生活中的廣泛應(yīng)用。 《擰螺絲的學(xué)問》：從擰螺絲這一常見操作出發(fā)，引出輪軸的概念。教材通過螺絲刀擰螺絲和直接用手?jǐn)Q螺母的對比，讓學(xué)生感受輪軸的作用。隨后的實驗探究環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生探究輪軸省力的原理，即輪越大越省力，并介紹輪軸在生活中的多種應(yīng)用實例，如水龍頭、方向盤等。 《升旗的方法》：以升旗這一學(xué)生熟悉的場景為切入點，引入滑輪的學(xué)習(xí)。教材先讓學(xué)生觀察旗桿頂部的滑輪，思考其作用，然后通過實驗探究定滑輪和動滑輪的特點，如定滑輪能改變力的方向但不省力，動滑輪能省力但不能改變力的方向等，最后介紹滑輪組的組成和作用，讓學(xué)生了解滑輪在生活中的廣泛應(yīng)用，如起重機、窗簾的拉動裝置等。 《斜坡的啟示》：通過生活中常見的斜坡現(xiàn)象，如盤山公路、樓梯等，引導(dǎo)學(xué)生探究斜面的作用。教材安排實驗讓學(xué)生測量沿不同坡度的斜面提升物體所需的力，從而得出斜面省力的規(guī)律，即斜面坡度越小越省力，并介紹斜面在生活中的其他應(yīng)用，如螺絲釘?shù)穆菁y等。 本單元教材以生活實例為線索，逐步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識不同類型的簡單機械，通過實驗探究讓學(xué)生親身體驗簡單機械的工作原理，內(nèi)容由淺入深，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和應(yīng)用科學(xué)知識解決實際問題的能力。
學(xué)情分析 知識基礎(chǔ)：五年級學(xué)生在日常生活中已經(jīng)接觸過許多包含簡單機械的工具和裝置，對杠桿、輪軸、滑輪、斜面等簡單機械有一定的感性認(rèn)識，但對于它們的結(jié)構(gòu)特點和工作原理缺乏深入的了解。他們在之前的科學(xué)學(xué)習(xí)中已經(jīng)具備了一定的觀察能力和實驗操作能力，這為學(xué)習(xí)本單元內(nèi)容奠定了基礎(chǔ)。 認(rèn)知水平：此階段的學(xué)生正處于從形象思維向抽象思維過渡的時期，對于直觀、具體的實驗現(xiàn)象和生活實例能夠較好地理解，但對于抽象的科學(xué)概念和原理，如杠桿的平衡原理、輪軸省力的本質(zhì)等，理解起來可能存在一定困難。他們需要通過更多的實踐操作和具體事例來輔助理解。 學(xué)習(xí)特點：五年級學(xué)生具有較強的好奇心和求知欲，喜歡通過自主探究和小組合作的方式獲取知識。在學(xué)習(xí)過程中，他們對實驗探究活動充滿熱情，但可能會出現(xiàn)實驗操作不夠規(guī)范、觀察不夠細(xì)致、分析問題不夠全面等問題。同時，學(xué)生在小組合作中可能存在分工不合理、合作不夠默契等情況。 可能的學(xué)習(xí)困難和誤解： 學(xué)生可能難以準(zhǔn)確理解杠桿、輪軸、滑輪、斜面等簡單機械的省力原理，尤其是在涉及到力的大小、方向和作用點等概念時，容易產(chǎn)生混淆。 在探究實驗中，學(xué)生可能會因?qū)嶒灢僮鞑灰?guī)范，導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，從而影響對實驗結(jié)論的得出。 對于生活中一些復(fù)雜的機械裝置，學(xué)生可能難以識別其中包含的簡單機械及其工作方式。
單元目標(biāo) 科學(xué)觀念： 學(xué)生能認(rèn)識到杠桿、輪軸、滑輪、斜面等簡單機械是人類在長期生產(chǎn)實踐中發(fā)明創(chuàng)造的，理解簡單機械的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，建立 “不同的簡單機械具有不同的功能，可滿足不同需求” 的科學(xué)觀念。 認(rèn)識到簡單機械在日常生活、生產(chǎn)勞動中的廣泛應(yīng)用，體會科學(xué)技術(shù)與生活的緊密聯(lián)系，理解科學(xué)技術(shù)對推動社會發(fā)展的重要作用。 科學(xué)思維： 通過對簡單機械的實驗探究和分析，培養(yǎng)邏輯思維能力，能夠基于實驗數(shù)據(jù)進行歸納、推理，得出簡單機械的工作原理。 在研究不同簡單機械的過程中，運用類比、對比等思維方法，分析它們的異同點，加深對簡單機械本質(zhì)特征的理解。 能運用簡單機械的原理，對生活中的實際問題進行分析和思考，提出解決方案，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力。 探究實踐： 經(jīng)歷提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、進行實驗、收集證據(jù)、得出結(jié)論等科學(xué)探究過程，提高科學(xué)探究能力。例如，在探究杠桿省力規(guī)律的實驗中，學(xué)生能夠自主設(shè)計實驗方案，選擇合適的實驗器材，控制變量進行實驗，并準(zhǔn)確記錄和分析實驗數(shù)據(jù)。 學(xué)會使用簡單的實驗儀器和工具，如杠桿尺、滑輪組等，進行簡單機械的實驗探究，提高動手操作能力。 在小組合作探究活動中，學(xué)會分工協(xié)作，共同完成探究任務(wù)，培養(yǎng)團隊合作精神和溝通交流能力。 責(zé)任態(tài)度： 激發(fā)學(xué)生對簡單機械的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心和求知欲，使學(xué)生樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的科學(xué)道理。 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，在實驗探究過程中，尊重實驗數(shù)據(jù)，如實記錄和分析結(jié)果，不弄虛作假。 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到合理使用簡單機械可以提高生產(chǎn)效率、改善生活質(zhì)量，但同時也應(yīng)注意正確使用，避免因操作不當(dāng)造成安全事故，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識和社會責(zé)任感。
單元結(jié)構(gòu)化活動 第一階段：情境引入與問題提出（每課開篇） 展示與每課主題相關(guān)的生活場景圖片或視頻，如用撬棍撬重物、用螺絲刀擰螺絲、升旗的過程、在斜坡上搬運物體等，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考：這些場景中使用了什么工具？它們是如何工作的？有什么作用？ 組織學(xué)生討論，鼓勵學(xué)生提出自己感興趣的問題，教師將學(xué)生的問題進行整理和分類，確定本節(jié)課的探究方向。 第二階段：實驗探究與原理分析（每課主體部分） 《撬重物的竅門》： 實驗設(shè)計：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)提出的問題，設(shè)計探究杠桿省力規(guī)律的實驗方案。例如，確定實驗器材（杠桿尺、鉤碼等），明確實驗變量（支點、用力點、阻力點的位置），設(shè)計實驗步驟和記錄表格。 實驗操作：學(xué)生分組進行實驗，改變杠桿尺上支點、用力點和阻力點的位置，懸掛不同數(shù)量的鉤碼，測量并記錄提起重物所需的力的大小。教師巡視指導(dǎo)，確保學(xué)生實驗操作規(guī)范。 數(shù)據(jù)分析：各小組匯報實驗數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)據(jù)進行分析和比較，討論在什么情況下杠桿省力、費力或不省力也不費力，從而總結(jié)出杠桿的省力規(guī)律。 《擰螺絲的學(xué)問》： 對比體驗：讓學(xué)生分別用螺絲刀擰螺絲和直接用手?jǐn)Q螺母，感受兩者用力的差異，提出問題：為什么用螺絲刀擰螺絲更省力？ 實驗探究：設(shè)計輪軸省力實驗，用不同大小的輪和軸組裝成輪軸模型，在軸上懸掛重物，通過在輪上掛鉤碼來拉動，測量并記錄提起重物所需的力，探究輪軸省力與輪大小的關(guān)系。 原理總結(jié)：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分析輪軸省力的原理，即輪越大越省力，并聯(lián)系生活實際，舉例說明輪軸的應(yīng)用。 《升旗的方法》： 觀察思考：引導(dǎo)學(xué)生觀察旗桿頂部的滑輪，思考滑輪在升旗過程中的作用，提出問題：定滑輪有什么特點？動滑輪又有什么特點？ 實驗探究：分別進行定滑輪和動滑輪的實驗，用彈簧測力計測量使用定滑輪和動滑輪提起重物時所需的力的大小，并觀察力的方向變化，記錄實驗數(shù)據(jù)。 歸納總結(jié)：組織學(xué)生討論實驗結(jié)果，歸納定滑輪和動滑輪的特點，即定滑輪能改變力的方向但不省力，動滑輪能省力但不能改變力的方向，進而介紹滑輪組的組成和作用。 《斜坡的啟示》： 生活感知：展示生活中各種斜坡的圖片，如盤山公路、樓梯等，讓學(xué)生說說對斜坡的認(rèn)識和感受，提出問題：斜面有什么作用？斜面的坡度與省力有什么關(guān)系？ 實驗驗證：設(shè)計探究斜面省力規(guī)律的實驗，用木板和木塊搭建不同坡度的斜面，用彈簧測力計沿斜面勻速拉動重物，測量并記錄所需的力的大小。 得出結(jié)論：分析實驗數(shù)據(jù)，得出斜面省力的規(guī)律，即斜面坡度越小越省力，并引導(dǎo)學(xué)生觀察螺絲釘?shù)任矬w，理解斜面在生活中的應(yīng)用。 第三階段：應(yīng)用拓展與知識鞏固（每課結(jié)尾） 引導(dǎo)學(xué)生回顧生活中還有哪些地方應(yīng)用了本節(jié)課所學(xué)的簡單機械，鼓勵學(xué)生舉例并分析其工作原理，進一步加深對簡單機械的理解和認(rèn)識。 布置拓展性任務(wù)，如讓學(xué)生設(shè)計一個利用簡單機械解決生活中實際問題的方案，或制作一個包含簡單機械的小發(fā)明，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力。 第四階段：單元總結(jié)與知識整合 引導(dǎo)學(xué)生回顧本單元所學(xué)的杠桿、輪軸、滑輪、斜面等簡單機械的結(jié)構(gòu)特點、工作原理和應(yīng)用實例，通過制作思維導(dǎo)圖或概念圖的方式，將各知識點進行系統(tǒng)整理和歸納，構(gòu)建單元知識體系。 組織學(xué)生討論不同簡單機械之間的聯(lián)系和區(qū)別，以及在實際生活中如何根據(jù)具體需求選擇合適的簡單機械，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力。
達成評價 圍繞課時學(xué)習(xí)目標(biāo) 課堂表現(xiàn)評價：觀察學(xué)生在課堂上的參與度，包括是否積極參與討論、提出問題，是否認(rèn)真進行實驗操作，是否與小組成員有效合作等方面。具體評價指標(biāo)如下： 積極參與課堂討論，主動提出有價值的問題或觀點，得 4 - 5 分；能參與討論，但提出的問題或觀點質(zhì)量一般，得 2 - 3 分；參與度較低，很少發(fā)言，得 0 - 1 分。 實驗操作規(guī)范、熟練，能準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)，得 4 - 5 分；實驗操作基本正確，但存在一些小失誤，數(shù)據(jù)記錄較完整，得 2 - 3 分；實驗操作不規(guī)范，數(shù)據(jù)記錄不準(zhǔn)確或不完整，得 0 - 1 分。 與小組成員分工明確、合作默契，積極承擔(dān)任務(wù)并能協(xié)助他人，得 4 - 5 分；能參與小組合作，但分工不太合理，協(xié)作效果一般，得 2 - 3 分；小組合作意識淡薄，不積極配合，得 0 - 1 分。 作業(yè)評價：布置多樣化的課后作業(yè)，如書面作業(yè)、實踐作業(yè)等，評價學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用能力。 書面作業(yè)：包括選擇題、填空題、簡答題等，考查學(xué)生對簡單機械的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、應(yīng)用實例等基礎(chǔ)知識的掌握情況。例如： 選擇題：下列工具中，屬于輪軸的是（ ）A. 鑷子 B. 水龍頭 C. 筷子（答案選 B，答對得 3 分，答錯得 0 分） 填空題：杠桿上有三個重要的位置，分別是（ ）、（ ）和（ ）。（答案為支點、用力點、阻力點，每空 1 分，共 3 分） 簡答題：簡述斜面省力的原理，并舉例說明生活中斜面的應(yīng)用。（能準(zhǔn)確簡述原理得 3 分，舉例恰當(dāng)?shù)?2 分，共 5 分） 實踐作業(yè)：如讓學(xué)生制作一個簡單機械模型，并說明其工作原理。根據(jù)模型的制作質(zhì)量、科學(xué)性以及學(xué)生對原理的闡述情況進行評價。模型制作精美、結(jié)構(gòu)合理、能準(zhǔn)確說明原理，得 8 - 10 分；模型制作基本完成，能體現(xiàn)簡單機械的特點，但存在一些小問題，原理闡述較清晰，得 5 - 7 分；模型制作粗糙，不能很好體現(xiàn)簡單機械特點，原理闡述不清楚，得 0 - 4 分。 單元測試評價：設(shè)計單元測試題，全面考查學(xué)生對本單元知識的掌握情況和應(yīng)用能力。測試題型包括選擇題、填空題、判斷題、實驗分析題、綜合應(yīng)用題等。 選擇題（每題 3 分，共 30 分）：考查學(xué)生對簡單機械基本概念和特點的理解。例如：使用定滑輪提升重物時，（ ）A. 能省力 B. 能改變力的方向 C. 既能省力又能改變力的方向（答案選 B） 填空題（每空 2 分，共 20 分）：檢測學(xué)生對簡單機械相關(guān)知識的記憶。如：像螺絲刀這樣，由一個較大的 “輪” 與一個較小的 “軸” 組合在一起的簡單機械叫做（ ）。（答案為輪軸） 判斷題（每題 2 分，共 10 分）：判斷學(xué)生對簡單機械原理的理解是否準(zhǔn)確。例如：杠桿一定是省力的。（×，答對得 2 分，答錯得 0 分） 實驗分析題（每題 10 分，共 20 分）：給出一個簡單機械的實驗數(shù)據(jù)或?qū)嶒炑b置圖，讓學(xué)生分析實驗?zāi)康摹嶒灲Y(jié)論等。例如：給出探究杠桿省力規(guī)律的實驗數(shù)據(jù)表格，要求學(xué)生分析在什么情況下杠桿省力，并說明理由。（能正確分析得 10 分，部分正確酌情扣分） 綜合應(yīng)用題（每題 20 分，共 20 分）：創(chuàng)設(shè)實際生活情境，要求學(xué)生運用所學(xué)的簡單機械知識解決問題。如：設(shè)計一個利用簡單機械將重物提升到高處的方案，要求說明使用的簡單機械類型、工作原理以及方案的優(yōu)點。（方案設(shè)計合理、原理闡述清晰、優(yōu)點突出得 20 分，根據(jù)實際情況酌情扣分）
第13課時《撬重物的竅門》教學(xué)設(shè)計
一、教學(xué)目標(biāo)
科學(xué)探究能力
學(xué)生能夠針對撬重物現(xiàn)象，通過觀察、思考提出可探究的科學(xué)問題，如 “撬重物省力與哪些因素有關(guān)” 等。并能夠利用多種渠道，如查閱書籍、網(wǎng)絡(luò)搜索等收集相關(guān)資料，為探究提供依據(jù)。
自主設(shè)計控制變量的實驗，研究杠桿在撬重物過程中的作用，學(xué)會正確選擇和使用實驗器材，像杠桿尺、鉤碼等，精準(zhǔn)測量、記錄實驗數(shù)據(jù)，如用力點、阻力點到支點的距離以及所需力的大小等，并運用圖表等方法分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。
能用清晰、準(zhǔn)確的語言，結(jié)合圖表、模型等多種方式展示探究成果，積極與他人交流討論，認(rèn)真傾聽他人意見，根據(jù)反饋完善探究過程與結(jié)論。
科學(xué)思維能力
通過對實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的深入分析，歸納出杠桿省力、費力和等臂的條件，理解杠桿原理中力與力臂的關(guān)系，培養(yǎng)邏輯思維能力。
運用類比、遷移等思維方法，將杠桿原理應(yīng)用于不同情境，預(yù)測杠桿在新場景下的工作效果，發(fā)展創(chuàng)造性思維。
在探究過程中，對各種觀點和解釋進行批判性思考，評估其合理性與科學(xué)性，提升科學(xué)批判思維能力。
科學(xué)素養(yǎng)
清晰認(rèn)識杠桿的基本結(jié)構(gòu)，明確支點、用力點、阻力點的概念，理解杠桿是一種簡單機械。
深刻理解杠桿原理，掌握杠桿省力、費力和既不省力也不費力的規(guī)律，并能運用該原理分析生活中杠桿類工具的工作原理。
了解杠桿原理在人類生產(chǎn)生活歷史中的廣泛應(yīng)用及重要意義，體會科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的推動作用。
責(zé)任態(tài)度
對撬重物的竅門及杠桿原理產(chǎn)生強烈的好奇心和濃厚的探究興趣，激發(fā)探索科學(xué)世界的內(nèi)在動力。
在探究過程中，秉持嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度，尊重實驗數(shù)據(jù)和事實，勇敢面對并克服遇到的困難與挫折。
意識到科學(xué)知識對改善人類生活和推動社會進步的重要價值，增強將科學(xué)知識應(yīng)用于實際生活的意識和責(zé)任感。
二、教學(xué)重難點
教學(xué)重點
深入探究并理解杠桿省力、費力和既不省力也不費力的規(guī)律，掌握杠桿原理。
能夠準(zhǔn)確識別生活中的杠桿，并清晰分析其支點、用力點和阻力點。
教學(xué)難點
科學(xué)合理地設(shè)計并成功實施控制變量的實驗來探究杠桿原理，能夠靈活運用杠桿原理解決實際問題。
從物理學(xué)原理層面深刻理解杠桿省力和費力的本質(zhì)原因，即力與力臂的相互關(guān)系。
三、教學(xué)過程
學(xué)習(xí)活動 設(shè)計意圖
（一）情境導(dǎo)入 教師播放一段古希臘科學(xué)家阿基米德聲稱 “給我一個支點，我就能撬起整個地球” 的動畫視頻，視頻結(jié)束后，提問學(xué)生：“同學(xué)們，阿基米德為什么會這么說呢？你們覺得用什么方法真的能撬起地球嗎？” 組織學(xué)生進行小組討論，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活中用棍子撬東西的經(jīng)驗，討論阿基米德說法的可行性以及其中蘊含的道理。 每組選派一名代表發(fā)言，分享小組討論的觀點。教師對學(xué)生的發(fā)言進行簡要點評，肯定學(xué)生的思考，順勢引出本節(jié)課要探究的主題 —— 撬重物的竅門。 通過播放有趣的動畫視頻，創(chuàng)設(shè)富有懸念的問題情境，迅速吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生強烈的好奇心和探究欲望。 小組討論為學(xué)生提供交流平臺，促使學(xué)生聯(lián)系生活實際，積極思考問題，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)與獨立思考能力。 教師的點評和引出主題，自然過渡到正式教學(xué)內(nèi)容，明確學(xué)習(xí)方向，為后續(xù)探究活動做好鋪墊。
（二）探究活動 探究活動一：認(rèn)識杠桿 教師展示撬棍撬石頭、羊角錘拔釘子、筷子夾菜等圖片，引導(dǎo)學(xué)生觀察這些工具在使用時的共同特點，提問：“同學(xué)們，觀察這些圖片，你們發(fā)現(xiàn)這些工具在使用過程中有什么相似之處呢？” 學(xué)生自由發(fā)言，描述觀察到的現(xiàn)象，如都圍繞一個點轉(zhuǎn)動等。教師適時講解杠桿的定義，并介紹支點、用力點和阻力點的概念，同時在黑板上畫出簡單的杠桿示意圖，標(biāo)注出三個點。 讓學(xué)生在教室里尋找類似杠桿的物品，如掃帚、垃圾桶的踏板等，指出其支點、用力點和阻力點，并與同桌交流。 探究活動二：提出杠桿省力因素的假設(shè) 教師再次展示撬棍撬石頭的圖片，提問：“大家想一想，為什么用撬棍撬石頭會省力呢？這可能和杠桿的哪些方面有關(guān)系？” 學(xué)生分組討論，思考杠桿省力可能與支點、用力點、阻力點的位置，杠桿的長度，重物的重量等因素有關(guān)，將小組討論的假設(shè)記錄下來。 每組選派一名代表匯報小組提出的假設(shè)，教師將學(xué)生提出的假設(shè)記錄在黑板上。 探究活動三：設(shè)計實驗探究杠桿省力規(guī)律 教師講解控制變量法的概念和在本次實驗中的應(yīng)用方法，引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)計實驗來驗證假設(shè)。 學(xué)生分組討論實驗方案，選擇合適的實驗器材，如杠桿尺、鉤碼、鐵架臺等，確定實驗步驟，如在杠桿尺的不同位置懸掛鉤碼，改變用力點、阻力點到支點的距離，觀察并記錄杠桿平衡時所需鉤碼的數(shù)量。明確變量控制，如保持杠桿尺自身重量不變、每次實驗時杠桿尺在水平位置平衡等，以及觀察記錄的內(nèi)容。 每組選派一名代表向全班介紹小組設(shè)計的實驗方案，其他小組同學(xué)提出問題和建議，共同完善實驗方案。 教師對各小組的實驗方案進行點評和總結(jié)，強調(diào)實驗過程中的注意事項，如鉤碼要輕輕掛在杠桿尺上，避免碰撞導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等。 探究活動四：進行實驗并記錄數(shù)據(jù) 各小組按照完善后的實驗方案，利用準(zhǔn)備好的實驗器材進行實驗。在實驗過程中，小組成員分工合作，一名同學(xué)負(fù)責(zé)調(diào)整杠桿尺上鉤碼的位置和數(shù)量，一名同學(xué)觀察杠桿尺是否平衡，一名同學(xué)記錄實驗數(shù)據(jù)，包括用力點到支點的距離、阻力點到支點的距離、兩邊鉤碼的數(shù)量等。 教師巡視各小組的實驗進展情況，及時給予指導(dǎo)和幫助，確保實驗安全、順利地進行。提醒學(xué)生認(rèn)真操作，如實記錄數(shù)據(jù)。 每個小組重復(fù)實驗多次，獲取多組數(shù)據(jù)，以提高實驗結(jié)果的可靠性。 探究活動五：分析實驗結(jié)果與得出結(jié)論 實驗結(jié)束后，各小組整理實驗數(shù)據(jù)，通過繪制表格和柱狀圖等方式對數(shù)據(jù)進行分析，觀察用力點到支點的距離、阻力點到支點的距離與所需力（鉤碼數(shù)量代表）之間的關(guān)系，尋找數(shù)據(jù)中的規(guī)律。 每組選派一名代表，向全班匯報小組的實驗結(jié)果和分析，闡述從實驗數(shù)據(jù)中得出的結(jié)論，如當(dāng)用力點到支點的距離大于阻力點到支點的距離時，杠桿省力等。 其他小組同學(xué)認(rèn)真傾聽，提出問題或發(fā)表自己的看法，共同討論實驗結(jié)果的可靠性和普遍性。教師引導(dǎo)學(xué)生對不同小組的實驗結(jié)果進行對比分析，總結(jié)出杠桿省力、費力和既不省力也不費力的規(guī)律。 探究活動六：杠桿在生活中的應(yīng)用分析 教師展示多種生活中杠桿應(yīng)用的圖片，如剪刀、鑷子、天平、核桃夾等，讓學(xué)生辨別哪些是省力杠桿、哪些是費力杠桿、哪些是既不省力也不費力的杠桿。 學(xué)生分組討論，分析這些杠桿的支點、用力點和阻力點，以及它們省力或費力的原因，結(jié)合杠桿原理進行深入探討。 每組選派一名代表發(fā)言，分享小組討論的結(jié)果。教師對學(xué)生的發(fā)言進行總結(jié)和補充，強調(diào)杠桿原理在生活中的廣泛應(yīng)用及其重要性。 通過展示生活中常見的杠桿應(yīng)用圖片，讓學(xué)生直觀感知杠桿的存在，為理解杠桿概念奠定基礎(chǔ)。 引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、發(fā)現(xiàn)杠桿的特點，教師及時講解概念，有助于學(xué)生準(zhǔn)確理解杠桿的基本結(jié)構(gòu)。 在教室里尋找杠桿物品并交流，加深學(xué)生對杠桿結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活中科學(xué)現(xiàn)象的能力。 以熟悉的撬棍撬石頭場景引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生對杠桿省力原因的探究熱情。 小組討論培養(yǎng)學(xué)生的合作探究與創(chuàng)新思維能力，鼓勵學(xué)生大膽假設(shè)，拓展學(xué)生思維。 記錄假設(shè)為后續(xù)實驗驗證提供方向，同時讓教師了解學(xué)生的思維路徑。 講解控制變量法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的方法與技能，使學(xué)生掌握科學(xué)實驗的基本方法。 分組設(shè)計實驗方案鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作、邏輯思維和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生學(xué)會運用科學(xué)方法驗證假設(shè)。 方案介紹與交流環(huán)節(jié)，促進學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和溝通能力，優(yōu)化實驗方案。 學(xué)生親自參與實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作和實踐創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在實踐中體驗科學(xué)探究的過程。 教師巡視指導(dǎo)保證實驗的科學(xué)性和安全性，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。 重復(fù)實驗獲取多組數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)精神，提高實驗結(jié)論的可信度。 培養(yǎng)學(xué)生整理、分析實驗數(shù)據(jù)的能力，使學(xué)生學(xué)會從數(shù)據(jù)中提取有價值的信息，得出科學(xué)結(jié)論。 代表匯報和全班討論環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生的表達能力和批判性思維能力，通過交流討論，深化學(xué)生對杠桿原理的理解。 教師引導(dǎo)分析，幫助學(xué)生從實驗結(jié)果中歸納出普遍規(guī)律，加深學(xué)生對杠桿原理的認(rèn)識。 通過展示豐富的生活實例，讓學(xué)生將所學(xué)杠桿原理應(yīng)用到實際情境中，加深對杠桿原理的理解。 小組討論培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)與知識應(yīng)用能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 代表發(fā)言和教師總結(jié)，強化學(xué)生對杠桿原理在生活中應(yīng)用的認(rèn)識，體會科學(xué)知識與生活的緊密聯(lián)系。
（三）生活應(yīng)用 教師引導(dǎo)學(xué)生思考在生活中還有哪些未提及的地方應(yīng)用了杠桿原理，鼓勵學(xué)生從不同場景，如廚房、工地、學(xué)校等方面舉例，并分析其類型和作用。 學(xué)生分組討論，每個小組列舉多個生活中杠桿應(yīng)用的實例，分析這些杠桿如何幫助人們省力或方便操作，如切菜刀是省力杠桿，能更輕松地切菜；火鉗是費力杠桿，但能讓手遠離火源等。 每組選派一名代表發(fā)言，向全班分享小組討論的結(jié)果。教師進行總結(jié)，強調(diào)科學(xué)知識在生活中的實用性，鼓勵學(xué)生在日常生活中繼續(xù)發(fā)現(xiàn)和探索科學(xué)知識的應(yīng)用。 引導(dǎo)學(xué)生主動挖掘生活中的科學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)視角觀察生活的習(xí)慣。 小組討論拓寬學(xué)生的思維，讓學(xué)生全面認(rèn)識杠桿原理在生活中的廣泛應(yīng)用，體會科學(xué)知識對生活的重要影響。 代表發(fā)言和教師總結(jié)，加深學(xué)生對科學(xué)知識實用性的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和熱情。
（四）知識總結(jié) 教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括杠桿的結(jié)構(gòu)、提出的假設(shè)、實驗探究過程、杠桿省力費力規(guī)律以及杠桿在生活中的應(yīng)用等方面。 讓學(xué)生以小組為單位，制作一份思維導(dǎo)圖或知識框架圖，梳理本節(jié)課的知識體系，突出各知識點之間的邏輯關(guān)系。 每個小組推選一名代表，向全班展示并講解小組制作的思維導(dǎo)圖或知識框架圖，其他小組可以提出補充或修改意見。 教師對各小組的展示進行評價，總結(jié)本節(jié)課的重點知識，強調(diào)科學(xué)探究的方法和意義，幫助學(xué)生完善知識體系，鼓勵學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)探索科學(xué)奧秘。 回顧所學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生鞏固知識，強化記憶，梳理知識脈絡(luò)，加深對本節(jié)課知識的整體理解。 制作思維導(dǎo)圖或知識框架圖，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)和知識整合能力，有助于學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系，提升學(xué)習(xí)效果。 代表展示與交流環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生的表達能力和團隊協(xié)作能力，通過小組間的互動，進一步完善知識體系，教師的評價與總結(jié)加深學(xué)生對知識的整體把握和對科學(xué)探究的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣和探索精神。
四、作業(yè)設(shè)計
（一）填空題
1.杠桿上，支撐杠桿并使杠桿圍繞轉(zhuǎn)動的點叫做（支點）。
2.當(dāng)阻力點到支點的距離小于用力點到支點的距離時，杠桿（省力）。
3.天平是根據(jù)（杠桿平衡）原理制成的，它屬于（不省力也不費力）杠桿。
4.生活中常見的費力杠桿有（筷子）（答案不唯一），省力杠桿有（撬棍）（答案不唯一）。
（二）、判斷題
1.杠桿的長度越長就一定越省力。（×）
解析：杠桿是否省力取決于用力點到支點的距離與阻力點到支點的距離的比較，而不是杠桿本身的長度。
2.只要支點、用力點和阻力點在一條直線上就是杠桿。（×）
解析：杠桿不僅要求這三個點在一條直線上，還需要能繞支點轉(zhuǎn)動。
3.所有的杠桿在使用時都能幫助我們省力。（×）
解析：杠桿分為省力杠桿、費力杠桿和既不省力也不費力的杠桿，費力杠桿不能省力。
（三）、選擇題
1.下列工具中，不屬于杠桿的是（ ）
A. 螺絲刀 B. 蹺蹺板 C. 訂書機 答案：A
2.要想用較小的力撬起一塊大石頭，下面做法中合適的是（ ）
A. 把支點靠近用力點 B. 把支點靠近阻力點 C. 把支點放在正中間 答案：B
3.下列杠桿類工具中，省力情況與其他兩個不同的是（ ）
A. 核桃夾 B. 鑷子 C. 開瓶器 答案：B
4.當(dāng)杠桿平衡時，用力點到支點的距離是5厘米，阻力點到支點的距離是25厘米，若用力是100牛，則阻力是（ ）
A. 20牛 B. 50牛 C. 500牛 答案：A
（四）、簡答題
1.簡述杠桿省力、費力和既不省力也不費力的條件，并解釋原因。
答案：杠桿省力的條件是用力點到支點的距離大于阻力點到支點的距離。原因是根據(jù)杠桿原理，當(dāng)用力點到支點的距離較大時，較小的力就能克服較大的阻力，達到省力的效果。杠桿費力的條件是用力點到支點的距離小于阻力點到支點的距離。此時，需要用較大的力才能克服較小的阻力，所以費力，但費力杠桿省距離。杠桿既不省力也不費力的條件是用力點到支點的距離等于阻力點到支點的距離。這種情況下，動力臂等于阻力臂，動力和阻力大小相等，不省力也不費力，例如天平。
2.生活中有很多費力杠桿，如鑷子、筷子等，人們?yōu)槭裁催€要使用它們？
答案：雖然鑷子、筷子等是費力杠桿，但它們在生活中有重要作用。使用費力杠桿可以省距離，例如鑷子在夾取細(xì)小物品時，雖然費力，但手部移動較小的距離就能精確操作；筷子能讓手在較小的活動范圍內(nèi)夾取食物，方便進食。此外，費力杠桿還能實現(xiàn)一些特殊功能，如筷子可以靈活地夾取各種形狀和質(zhì)地的食物，滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枨蟆?br/>3.請舉例說明杠桿原理在古代和現(xiàn)代工程中的應(yīng)用，并闡述其作用。
答案：在古代，杠桿原理應(yīng)用于桔槔。桔槔是一種原始的提水工具，它通過在一根橫桿中間固定支點，一端系水桶，另一端綁重物，利用杠桿省力原理，人們用較小的力就能將水從井中提起，大大提高了提水效率，促進了農(nóng)業(yè)灌溉的發(fā)展。在現(xiàn)代工程中，起重機是杠桿原理的典型應(yīng)用。起重臂相當(dāng)于杠桿，支點在與塔身連接處，重物掛在起重臂一端為阻力點，另一端的配重和動力裝置提供動力為用力點。通過合理調(diào)整起重臂的長度和配重，起重機可以吊起很重的物體，廣泛應(yīng)用于建筑施工、貨物裝卸等領(lǐng)域，極大地提高了工程作業(yè)效率，推動了現(xiàn)代工程建設(shè)的發(fā)展。
（五）、科學(xué)探究題
學(xué)校勞動實踐基地需要搬運一些較重的花盆，現(xiàn)有一根長度為2米的撬棍，一個支點固定裝置，若干磚塊作為重物，假設(shè)花盆重100牛，要求用最小的力撬動花盆。請設(shè)計一個利用撬棍撬動花盆的方案，并計算出所需最小力的大小（忽略撬棍自重）。
答案：
方案設(shè)計：根據(jù)杠桿省力原理，要想用最小的力撬動花盆，應(yīng)使動力臂最長。將支點固定裝置安裝在撬棍一端距離0.2米處作為支點，花盆掛在靠近支點的一端（阻力點），在撬棍另一端（用力點）施力撬動花盆。
計算過程：已知花盆重力（阻力）阻牛，阻力點到支點的距離阻米，撬棍長度為2米
第14課時《擰螺絲的學(xué)問》教學(xué)設(shè)計
一、教學(xué)目標(biāo)
學(xué)生能基于生活中擰螺絲的現(xiàn)象，敏銳觀察并提出關(guān)于螺絲省力原理及相關(guān)因素的探究問題，如 “為什么不同形狀的螺絲刀擰螺絲難易程度不同” 等，并通過查閱資料、觀察實物等方式收集相關(guān)信息。
能夠自主設(shè)計對比實驗，研究螺絲刀刀把粗細(xì)、螺絲螺紋疏密等因素對擰螺絲省力情況的影響，學(xué)會正確選擇和使用實驗器材，如不同刀把粗細(xì)的螺絲刀、不同螺紋疏密的螺絲及木板等，規(guī)范操作并精確測量、記錄實驗數(shù)據(jù)，如擰動螺絲所用的力的大小、擰動的圈數(shù)等，通過分析數(shù)據(jù)得出科學(xué)結(jié)論。
能用多種方式，如撰寫實驗報告、繪制圖表、制作模型等，清晰、準(zhǔn)確地展示探究成果，積極與他人進行交流和討論，認(rèn)真傾聽他人意見，依據(jù)反饋信息改進探究過程和結(jié)論。
科學(xué)思維能力
通過對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的分析，歸納出螺絲刀刀把粗細(xì)、螺絲螺紋疏密與省力之間的關(guān)系，理解其中蘊含的科學(xué)原理，培養(yǎng)邏輯思維能力。
運用類比、聯(lián)想等思維方法，將擰螺絲的學(xué)問遷移到其他類似的簡單機械應(yīng)用場景中，預(yù)測其工作效果，發(fā)展創(chuàng)造性思維。
在探究過程中，對不同的觀點、實驗方案和解釋進行批判性思考，評估其合理性與科學(xué)性，提升科學(xué)批判思維能力。
科學(xué)素養(yǎng)
認(rèn)識螺絲刀和螺絲作為簡單機械的結(jié)構(gòu)特點，理解輪軸和斜面的概念及其在擰螺絲過程中的應(yīng)用。
掌握螺絲刀刀把粗細(xì)、螺絲螺紋疏密影響省力程度的規(guī)律，明白輪軸和斜面省力的原理在生活中的廣泛應(yīng)用。
了解簡單機械在人類生產(chǎn)生活中的重要作用，體會科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展的緊密聯(lián)系。
責(zé)任態(tài)度
對擰螺絲的學(xué)問產(chǎn)生濃厚的好奇心和探究欲望，激發(fā)探索簡單機械科學(xué)知識的熱情。
在探究過程中，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度，尊重實驗數(shù)據(jù)和事實，勇于面對并克服探究過程中遇到的困難和挫折。
意識到科學(xué)知識對改善人類生活和推動社會進步的重要意義，增強將科學(xué)知識應(yīng)用于生活實際的意識和能力。
二、教學(xué)重難點
教學(xué)重點
探究螺絲刀刀把粗細(xì)、螺絲螺紋疏密對擰螺絲省力程度的影響，理解輪軸和斜面的省力原理。
識別生活中應(yīng)用輪軸和斜面原理的實例，并能分析其工作原理。
教學(xué)難點
設(shè)計并實施控制變量的實驗來探究輪軸和斜面的省力原理，能準(zhǔn)確運用原理解決實際問題。
從力學(xué)角度深入理解輪軸和斜面省力的本質(zhì)原因。
三、教學(xué)過程
學(xué)習(xí)活動 設(shè)計意圖
（一）情境導(dǎo)入 教師在講臺上放置一個帶螺絲的木板和幾把不同刀把粗細(xì)的螺絲刀，現(xiàn)場演示用不同螺絲刀擰同一顆螺絲，故意表現(xiàn)出有的輕松擰動，有的費力。演示結(jié)束后，提問學(xué)生：“同學(xué)們，你們看到老師用不同螺絲刀擰螺絲，感覺有什么不一樣？為什么會出現(xiàn)這種情況呢？” 組織學(xué)生進行小組討論，鼓勵學(xué)生結(jié)合自己在生活中擰螺絲的經(jīng)歷，討論螺絲刀刀把粗細(xì)與擰螺絲省力程度之間可能存在的關(guān)系。 每組選派一名代表發(fā)言，匯報小組討論的想法。教師對學(xué)生的發(fā)言進行簡要點評，引出本節(jié)課的主題 —— 擰螺絲的學(xué)問。 通過直觀的現(xiàn)場演示，創(chuàng)設(shè)生動有趣的問題情境，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生對擰螺絲省力原理的探究興趣。 小組討論為學(xué)生提供交流平臺，促使學(xué)生調(diào)動生活經(jīng)驗，積極思考問題，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力。 教師的點評和引出主題，自然過渡到正式教學(xué)內(nèi)容，明確學(xué)習(xí)方向，為后續(xù)探究活動做好鋪墊。
（二）探究活動 探究活動一：認(rèn)識螺絲刀和螺絲 教師給每個小組發(fā)放一把螺絲刀和一顆螺絲，讓學(xué)生仔細(xì)觀察螺絲刀和螺絲的結(jié)構(gòu)，提問：“同學(xué)們，仔細(xì)看看手中的螺絲刀和螺絲，它們都有哪些特點呢？” 學(xué)生觀察后自由發(fā)言，描述螺絲刀的刀把、刀桿，螺絲的頭部、螺紋等結(jié)構(gòu)特點。教師適時講解螺絲刀刀把和刀桿構(gòu)成輪軸，螺絲的螺紋是一種變形的斜面等概念，并在黑板上畫出示意圖，標(biāo)注出輪軸和斜面的關(guān)鍵部位。 讓學(xué)生在教室里尋找類似輪軸或斜面結(jié)構(gòu)的物體，如水龍頭、樓梯等，指出其輪軸或斜面部分，并與小組同學(xué)交流。 探究活動二：提出關(guān)于擰螺絲省力的假設(shè) 教師再次強調(diào)前面演示中不同螺絲刀擰螺絲的差異，提問：“大家思考一下，除了螺絲刀刀把粗細(xì)，還有哪些因素可能影響擰螺絲的省力程度呢？螺絲本身的結(jié)構(gòu)會有影響嗎？” 學(xué)生分組討論，思考可能影響擰螺絲省力程度的因素，如螺絲螺紋的疏密、螺絲刀刀桿的長短等，將小組討論得出的假設(shè)記錄下來。 每組選派一名代表匯報小組提出的假設(shè)，教師將學(xué)生提出的假設(shè)記錄在黑板上。 探究活動三：設(shè)計實驗探究螺絲刀刀把粗細(xì)對擰螺絲省力程度的影響 教師講解控制變量法的概念和在本次實驗中的應(yīng)用要點，引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)計實驗來驗證 “螺絲刀刀把粗細(xì)影響擰螺絲省力程度” 這一假設(shè)。 學(xué)生分組討論實驗方案，選擇合適的實驗器材，如不同刀把粗細(xì)的螺絲刀、相同規(guī)格的螺絲、木板、彈簧測力計等，確定實驗步驟，如用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動螺絲刀擰螺絲，記錄每次擰動螺絲時彈簧測力計的示數(shù)；明確變量控制，如使用相同規(guī)格的螺絲、在同一木板上操作、每次擰入螺絲的深度相同等，以及觀察記錄的內(nèi)容。 每組選派一名代表向全班介紹小組設(shè)計的實驗方案，其他小組同學(xué)提出問題和建議，共同完善實驗方案。 教師對各小組的實驗方案進行點評和總結(jié)，強調(diào)實驗過程中的注意事項，如使用彈簧測力計時要先調(diào)零、拉動過程要保持勻速等。 探究活動四：進行實驗并記錄數(shù)據(jù) 各小組按照完善后的實驗方案，利用準(zhǔn)備好的實驗器材進行實驗。在實驗過程中，小組成員分工合作，一名同學(xué)用彈簧測力計拉動螺絲刀擰螺絲，一名同學(xué)觀察并記錄彈簧測力計的示數(shù)，一名同學(xué)負(fù)責(zé)記錄擰動螺絲的圈數(shù)等其他相關(guān)數(shù)據(jù)。 教師巡視各小組的實驗進展情況，及時給予指導(dǎo)和幫助，確保實驗安全、順利地進行。提醒學(xué)生注意實驗操作規(guī)范和數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性。 每個小組重復(fù)實驗多次，獲取多組數(shù)據(jù)，以保證實驗結(jié)果的可靠性。 探究活動五：分析實驗結(jié)果與得出結(jié)論 實驗結(jié)束后，各小組整理實驗數(shù)據(jù)，通過繪制表格和折線圖等方式對數(shù)據(jù)進行分析，觀察螺絲刀刀把粗細(xì)與擰螺絲所需力的大小之間的關(guān)系，尋找數(shù)據(jù)中的規(guī)律。 每組選派一名代表，向全班匯報小組的實驗結(jié)果和分析，闡述從實驗數(shù)據(jù)中得出的結(jié)論，如螺絲刀刀把越粗，擰螺絲越省力等。 其他小組同學(xué)認(rèn)真傾聽，提出問題或發(fā)表自己的看法，共同討論實驗結(jié)果的可靠性和普遍性。教師引導(dǎo)學(xué)生對不同小組的實驗結(jié)果進行對比分析，總結(jié)出螺絲刀刀把粗細(xì)對擰螺絲省力程度的影響規(guī)律。 探究活動六：探究螺絲螺紋疏密對擰螺絲省力程度的影響 教師引導(dǎo)學(xué)生運用探究螺絲刀刀把粗細(xì)影響的實驗方法，設(shè)計探究螺絲螺紋疏密對擰螺絲省力程度影響的實驗。 學(xué)生分組討論實驗方案，選擇合適的實驗器材，如不同螺紋疏密的螺絲、同一把螺絲刀、木板、彈簧測力計等，確定實驗步驟，如用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動螺絲刀擰不同螺紋疏密的螺絲，記錄每次擰動螺絲時彈簧測力計的示數(shù)；明確變量控制，如使用同一把螺絲刀、在同一木板上操作、每次擰入螺絲的深度相同等，以及觀察記錄的內(nèi)容。 每組選派一名代表向全班介紹小組設(shè)計的實驗方案，其他小組同學(xué)提出問題和建議，共同完善實驗方案。 各小組按照完善后的實驗方案進行實驗，記錄數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論，即螺絲螺紋越密，擰螺絲越省力。 教師引導(dǎo)學(xué)生對比兩個實驗結(jié)論，總結(jié)輪軸和斜面在擰螺絲過程中的省力原理。 通過親身體驗觀察，讓學(xué)生直觀認(rèn)識螺絲刀和螺絲的結(jié)構(gòu)，為后續(xù)理解輪軸和斜面的概念奠定基礎(chǔ)。 引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)特點，教師適時講解概念，有助于學(xué)生準(zhǔn)確理解輪軸和斜面的含義。 在教室里尋找類似結(jié)構(gòu)物體并交流，加深學(xué)生對輪軸和斜面概念的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活中科學(xué)現(xiàn)象的能力。 以演示中的現(xiàn)象為切入點，引導(dǎo)學(xué)生深入思考影響擰螺絲省力的因素，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。 小組討論培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力和創(chuàng)新思維，鼓勵學(xué)生大膽假設(shè)，拓寬學(xué)生思維。 記錄假設(shè)為后續(xù)實驗驗證提供方向，同時讓教師了解學(xué)生的思維過程。 講解控制變量法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的方法和技能，使學(xué)生掌握科學(xué)實驗的基本方法。 分組設(shè)計實驗方案鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作、邏輯思維和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生學(xué)會運用科學(xué)方法驗證假設(shè)。 方案介紹與交流環(huán)節(jié)，促進學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和溝通能力，優(yōu)化實驗方案。 學(xué)生親自實施實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和實踐創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在實踐中體驗科學(xué)探究的過程和方法。 教師巡視指導(dǎo)保證實驗的科學(xué)性和安全性，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)。 重復(fù)實驗獲取多組數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)精神，提高實驗結(jié)果的可信度。 培養(yǎng)學(xué)生整理、分析實驗數(shù)據(jù)的能力，使學(xué)生學(xué)會從數(shù)據(jù)中提取有價值的信息，得出科學(xué)結(jié)論。 代表匯報和全班討論環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生的表達能力和批判性思維能力，通過交流討論，讓學(xué)生對螺絲刀刀把粗細(xì)與省力程度的關(guān)系有更深入、全面的認(rèn)識。 教師引導(dǎo)分析，幫助學(xué)生從實驗結(jié)果中總結(jié)出普遍規(guī)律，加深學(xué)生對輪軸省力原理的理解。 培養(yǎng)學(xué)生知識遷移和自主設(shè)計實驗的能力，讓學(xué)生進一步掌握科學(xué)探究的方法。 通過實驗探究，使學(xué)生理解螺絲螺紋疏密與省力程度的關(guān)系，加深對斜面省力原理的認(rèn)識。 對比兩個實驗結(jié)論，幫助學(xué)生系統(tǒng)理解輪軸和斜面在擰螺絲過程中的作用和省力原理，構(gòu)建完整的知識體系。
（三）生活應(yīng)用 教師展示一些生活中應(yīng)用輪軸和斜面原理的圖片，如轆轤、盤山公路、螺絲釘固定的家具等，引導(dǎo)學(xué)生思考這些場景中輪軸和斜面分別起到了什么作用。 學(xué)生分組討論，分析圖片中輪軸和斜面的結(jié)構(gòu)特點以及如何實現(xiàn)省力，結(jié)合前面所學(xué)的知識進行深入探討。 每組選派一名代表發(fā)言，分享小組討論的結(jié)果。教師對學(xué)生的發(fā)言進行總結(jié)和補充，強調(diào)輪軸和斜面原理在生活中的廣泛應(yīng)用及其重要性，鼓勵學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)更多應(yīng)用實例。 通過展示生活實例，讓學(xué)生將所學(xué)的輪軸和斜面原理應(yīng)用到實際情境中，加深對原理的理解。 小組討論培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)與知識應(yīng)用能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 代表發(fā)言和教師總結(jié)，強化學(xué)生對輪軸和斜面原理在生活中應(yīng)用的認(rèn)識，體會科學(xué)知識與生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生觀察生活的興趣。
（四）知識總結(jié) 教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括螺絲刀和螺絲的結(jié)構(gòu)、關(guān)于擰螺絲省力的假設(shè)、兩個實驗的探究過程、輪軸和斜面的省力規(guī)律以及在生活中的應(yīng)用等方面。 讓學(xué)生以小組為單位，制作一份思維導(dǎo)圖或知識框架圖，梳理本節(jié)課的知識體系，突出各知識點之間的邏輯關(guān)系。 每個小組推選一名代表，向全班展示并講解小組制作的思維導(dǎo)圖或知識框架圖，其他小組可以提出補充或修改意見。 教師對各小組的展示進行評價，總結(jié)本節(jié)課的重點知識，強調(diào)科學(xué)探究的方法和意義，幫助學(xué)生完善知識體系，鼓勵學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)探索簡單機械的奧秘。 回顧所學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生鞏固知識，強化記憶，梳理知識脈絡(luò)，加深對本節(jié)課知識的整體理解。 制作思維導(dǎo)圖或知識框架圖，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)和知識整合能力，有助于學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系，提升學(xué)習(xí)效果。 代表展示與交流環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生的表達能力和團隊協(xié)作能力，通過小組間的互動，進一步完善知識體系，教師的評價與總結(jié)加深學(xué)生對知識的整體把握和對科學(xué)探究的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣和探索精神。
四、作業(yè)設(shè)計
（一）填空題
1.螺絲刀的刀把和刀桿組成了（輪軸），螺絲的螺紋是（斜面）的變形。
2.在輪軸中，輪越大，軸越小，用輪帶動軸轉(zhuǎn)動就越（省力）。
3.螺絲的螺紋越（密），擰螺絲時就越省力。
4.生活中，（方向盤）是應(yīng)用輪軸原理的工具，（斧頭）是應(yīng)用斜面原理的工具。（答案不唯一）
（二）、判斷題
1.只要使用輪軸就一定能省力。（×）
解析：當(dāng)動力作用在軸上時，輪軸費力。
2.螺絲的螺紋越疏，擰起來越省力。（×）
解析：螺絲螺紋越密，相當(dāng)于斜面越長，擰起來越省力。
3.盤山公路修成 S 形，是為了美觀。（×）
解析：盤山公路修成 S 形，是利用斜面省力原理，使車輛上山更輕松。
（三）、選擇題
1.下列工具中，應(yīng)用輪軸原理的是（ ）
A. 鑷子 B. 扳手 C. 剪刀 答案：B
2.要使螺絲刀擰螺絲更省力，應(yīng)該（ ）
A. 把螺絲刀刀把加粗 B. 把螺絲刀刀桿加粗 C. 把螺絲的螺紋變疏 答案：A
3.以下關(guān)于斜面的說法正確的是（ ）
A. 斜面越陡越省力 B. 斜面越長越省力 C. 斜面高度越高越省力 答案：B
4.生活中，下列物品沒有應(yīng)用斜面原理的是（ ）
A. 拉鏈 B. 門把手 C. 樓梯 答案：B
（四）、簡答題
1.簡述輪軸和斜面的省力原理。
答案：輪軸的省力原理是，在輪軸中，當(dāng)動力作用在輪上，阻力作用在軸上時，輪越大，軸越小，動力臂就越大，阻力臂就越小，根據(jù)杠桿平衡原理，此時用輪帶動軸轉(zhuǎn)動就越省力。斜面的省力原理是，斜面可以看成是一個傾斜的平面，在提升重物時，沿著斜面向上的力小于直接提升重物的力，斜面越長（或坡度越小），提升重物所用的力就越小，也就越省力。
2.生活中有哪些常見的輪軸和斜面應(yīng)用實例？請各舉兩例，并說明它們是如何省力的。
答案：輪軸應(yīng)用實例：
水龍頭：水龍頭的開關(guān)部分相當(dāng)于輪，與水閥相連的軸較細(xì)。我們轉(zhuǎn)動開關(guān)（輪）時，由于輪大軸小，根據(jù)輪軸省力原理，用較小的力就能輕松轉(zhuǎn)動軸，從而控制水流，達到省力效果。
轆轤：轆轤的搖把是輪，纏繞繩子的軸較細(xì)。通過轉(zhuǎn)動搖把（輪），利用輪軸省力原理，用較小的力就能將水桶從井中提上來。
斜面應(yīng)用實例：
盤山公路：盤山公路修成 S 形，相當(dāng)于延長了斜面的長度。車輛行駛時，沿著這個長長的斜面上升，相比直接垂直上山，所需的牽引力更小，從而達到省力目的。
螺絲釘：螺絲釘?shù)穆菁y是斜面的變形。當(dāng)我們擰螺絲釘時，螺紋相當(dāng)于一個圍繞圓柱的斜面，通過旋轉(zhuǎn)螺絲釘，使它沿著斜面逐漸進入物體，用較小的力就能將螺絲釘擰入，起到省力作用。
3.為什么說簡單機械在人類生產(chǎn)生活中具有重要作用？
答案：簡單機械在人類生產(chǎn)生活中具有不可替代的重要作用。首先，簡單機械能夠省力，像輪軸、斜面等，使人們在搬運重物、擰螺絲等工作中用較小的力就能完成任務(wù)，大大減輕了勞動強度，提高了工作效率。其次，簡單機械還能改變力的方向，方便人們操作，如定滑輪可以改變力的方向，使我們能更方便地提升物體。此外，簡單機械結(jié)構(gòu)簡單、易于制造和使用，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，從日常生活中的工具到大型工程建設(shè)，都離不開簡單機械。它們推動了人類社會的發(fā)展和進步，改善了人們的生活質(zhì)量。
第15課時《升旗的方法》教學(xué)設(shè)計
一、教學(xué)目標(biāo)
科學(xué)探究能力
提出問題：學(xué)生能夠基于升旗這一常見生活場景，細(xì)致觀察升旗裝置，敏銳發(fā)現(xiàn)問題，如 “為什么升旗時繩子拉起來感覺很輕松”，并能通過思考進一步提出具有探究價值的問題，如 “升旗裝置中存在什么科學(xué)原理” 等。同時，學(xué)生還能借助觀察、查閱資料等方式，收集與升旗方法及相關(guān)簡單機械的信息，為探究活動提供豐富素材。
設(shè)計與實施實驗：學(xué)生能夠自主設(shè)計實驗，探究升旗裝置中滑輪的作用。學(xué)會正確選擇和使用實驗器材，如滑輪、繩子、鉤碼、鐵架臺等，合理設(shè)置實驗變量，像定滑輪改變力的方向、動滑輪省力情況等。在實驗過程中，能規(guī)范操作，精確測量和記錄實驗數(shù)據(jù)，如提升鉤碼所用的力的大小、繩子移動的距離等，并通過對數(shù)據(jù)的分析得出科學(xué)結(jié)論。
表達與交流：能用多種方式，如撰寫實驗報告、繪制示意圖、制作演示模型等，清晰、準(zhǔn)確地展示探究成果。積極與他人進行交流和討論，認(rèn)真傾聽他人意見，根據(jù)反饋信息，反思并改進自己的探究過程和結(jié)論。
科學(xué)思維能力
邏輯分析：通過對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的深入分析，歸納出定滑輪和動滑輪的特點及作用，理解定滑輪改變力的方向、動滑輪省力的原理，構(gòu)建兩者與升旗方法之間的邏輯聯(lián)系，培養(yǎng)邏輯思維能力。
遷移應(yīng)用：運用類比、聯(lián)想等思維方法，將滑輪的原理遷移到其他類似的生活場景和簡單機械應(yīng)用中，預(yù)測其工作效果，發(fā)展創(chuàng)造性思維。例如，聯(lián)想到起重機、晾衣架等裝置中滑輪的應(yīng)用。
批判思考：在探究過程中，對不同的觀點、實驗方案和解釋進行批判性思考，評估其合理性與科學(xué)性，提升科學(xué)批判思維能力。比如，對不同實驗設(shè)計的優(yōu)缺點進行分析。
科學(xué)素養(yǎng)
知識理解：認(rèn)識滑輪的結(jié)構(gòu)，明確滑輪分為定滑輪和動滑輪，理解定滑輪和動滑輪的定義、特點及作用。知道滑輪在升旗裝置以及其他生活場景中的應(yīng)用。
原理掌握：掌握定滑輪能改變力的方向但不省力，動滑輪能省力但不能改變力的方向的原理，了解滑輪組結(jié)合兩者優(yōu)點的工作原理。
科技認(rèn)知：了解簡單機械在生活中的廣泛應(yīng)用，體會科學(xué)技術(shù)對人類生活和社會發(fā)展的重要影響，認(rèn)識到科學(xué)知識與生活實際緊密相連。
責(zé)任態(tài)度
興趣激發(fā)：對升旗的方法及其中蘊含的科學(xué)原理產(chǎn)生濃厚的好奇心和探究欲望，激發(fā)探索簡單機械科學(xué)知識的熱情，培養(yǎng)對科學(xué)的興趣。
科學(xué)態(tài)度：在探究過程中，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度。尊重實驗數(shù)據(jù)和事實，勇于面對并克服探究過程中遇到的困難和挫折，如實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差時，能冷靜分析原因，重新進行實驗。
應(yīng)用意識：意識到科學(xué)知識對改善人類生活和推動社會進步的重要意義，增強將科學(xué)知識應(yīng)用于生活實際的意識，善于觀察生活中的科學(xué)現(xiàn)象，積極運用科學(xué)知識解決實際問題。
二、教學(xué)重難點
教學(xué)重點
探究定滑輪和動滑輪的特點及作用，理解它們在升旗裝置中的應(yīng)用原理。
掌握定滑輪改變力的方向、動滑輪省力的原理，并能運用這些原理分析生活中滑輪的應(yīng)用。
教學(xué)難點
設(shè)計并實施控制變量的實驗，準(zhǔn)確探究定滑輪和動滑輪的工作原理，理解滑輪省力或改變力方向的本質(zhì)原因。
從力學(xué)角度深入理解滑輪組的工作原理，以及在不同情境下如何選擇和應(yīng)用合適的滑輪或滑輪組。
三、教學(xué)過程
學(xué)習(xí)活動 設(shè)計意圖
（一）情境導(dǎo)入 教師播放一段學(xué)校升旗儀式的視頻，視頻中著重展示升旗的過程以及升旗裝置。播放結(jié)束后，提問學(xué)生：“同學(xué)們，在視頻中我們看到了熟悉的升旗儀式，大家有沒有注意到升旗時繩子是怎么拉動國旗上升的呢？你們覺得升旗過程中有什么科學(xué)奧秘嗎？” 組織學(xué)生進行小組討論，鼓勵學(xué)生結(jié)合自己在現(xiàn)場觀看升旗的經(jīng)歷，討論升旗過程中繩子的運動、升旗手的用力方向等問題。 每組選派一名代表發(fā)言，匯報小組討論的想法。教師對學(xué)生的發(fā)言進行簡要點評，引出本節(jié)課的主題 —— 升旗的方法。 通過播放熟悉的升旗儀式視頻，創(chuàng)設(shè)生動的問題情境，迅速吸引學(xué)生的注意力，引發(fā)學(xué)生對升旗方法的關(guān)注和思考，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。 小組討論為學(xué)生提供交流平臺，促使學(xué)生調(diào)動已有生活經(jīng)驗，積極思考升旗過程中的現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力。 教師的點評和引出主題，自然過渡到正式教學(xué)內(nèi)容，明確學(xué)習(xí)方向，為后續(xù)探究活動做好鋪墊。
（二）探究活動 探究活動一：觀察升旗裝置，提出問題 教師展示一個簡易的升旗裝置模型，讓學(xué)生近距離觀察。引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察裝置的結(jié)構(gòu)，包括旗桿、繩子、滑輪等部分，提問：“同學(xué)們，仔細(xì)觀察這個升旗裝置，看看你們能發(fā)現(xiàn)什么？對于這個裝置，你們有哪些疑問呢？” 學(xué)生觀察后自由發(fā)言，描述自己觀察到的裝置結(jié)構(gòu)特點，并提出如 “為什么要在旗桿頂部安裝一個輪子”“這個輪子對升旗起到了什么作用” 等問題。 教師對學(xué)生提出的問題進行分類整理，挑選出具有探究價值的問題，寫在黑板上，作為本節(jié)課探究的重點問題。 探究活動二：認(rèn)識滑輪 教師講解滑輪的定義，指出像升旗裝置中旗桿頂部的輪子就是滑輪，并展示不同類型滑輪的圖片，介紹滑輪的基本結(jié)構(gòu)，包括滑輪的輪和軸。 讓學(xué)生在教室里尋找類似滑輪結(jié)構(gòu)的物體，如窗簾上的滑輪、吊扇的吊鉤滑輪等，指出其滑輪部分，并與同桌交流。 教師總結(jié)滑輪在生活中的廣泛應(yīng)用，引出后續(xù)對滑輪作用的探究。 探究活動三：設(shè)計實驗探究定滑輪的作用 教師引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)計實驗來探究定滑輪的作用，講解控制變量法在本實驗中的應(yīng)用。提問：“如果我們要研究定滑輪的作用，需要控制哪些因素不變，改變哪些因素呢？” 學(xué)生分組討論實驗方案，選擇合適的實驗器材，如定滑輪、繩子、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺等，確定實驗步驟，如將定滑輪固定在鐵架臺上，用繩子穿過定滑輪，一端掛鉤碼，另一端用彈簧測力計豎直向下拉，勻速拉動彈簧測力計使鉤碼上升，記錄彈簧測力計的示數(shù)、鉤碼的重力、繩子移動的方向等；明確變量控制，如使用同一個定滑輪、相同質(zhì)量的鉤碼等，以及觀察記錄的內(nèi)容。 每組選派一名代表向全班介紹小組設(shè)計的實驗方案，其他小組同學(xué)提出問題和建議，共同完善實驗方案。 教師對各小組的實驗方案進行點評和總結(jié)，強調(diào)實驗過程中的注意事項，如彈簧測力計要先調(diào)零、拉動過程要勻速等。 探究活動四：進行實驗探究定滑輪的作用并記錄數(shù)據(jù) 各小組按照完善后的實驗方案，利用準(zhǔn)備好的實驗器材進行實驗。在實驗過程中，小組成員分工合作，一名同學(xué)操作彈簧測力計，一名同學(xué)觀察并記錄彈簧測力計的示數(shù)，一名同學(xué)記錄鉤碼上升的高度和繩子移動的方向，一名同學(xué)負(fù)責(zé)記錄其他相關(guān)數(shù)據(jù)。 教師巡視各小組的實驗進展情況，及時給予指導(dǎo)和幫助，確保實驗安全、順利地進行。提醒學(xué)生注意實驗操作規(guī)范和數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性。 每個小組重復(fù)實驗多次，獲取多組數(shù)據(jù)，以保證實驗結(jié)果的可靠性。 探究活動五：分析實驗結(jié)果，總結(jié)定滑輪的作用 實驗結(jié)束后，各小組整理實驗數(shù)據(jù)，通過繪制表格和對比分析等方式，觀察彈簧測力計示數(shù)與鉤碼重力的關(guān)系、繩子移動方向與鉤碼移動方向的關(guān)系等，尋找數(shù)據(jù)中的規(guī)律。 每組選派一名代表，向全班匯報小組的實驗結(jié)果和分析，闡述從實驗數(shù)據(jù)中得出的結(jié)論，如使用定滑輪時，彈簧測力計的示數(shù)等于鉤碼的重力，定滑輪可以改變力的方向等。 其他小組同學(xué)認(rèn)真傾聽，提出問題或發(fā)表自己的看法，共同討論實驗結(jié)果的可靠性和普遍性。教師引導(dǎo)學(xué)生對不同小組的實驗結(jié)果進行對比分析，總結(jié)定滑輪的作用：定滑輪能改變力的方向，但不省力。 探究活動六：探究動滑輪的作用 教師展示動滑輪，講解動滑輪的結(jié)構(gòu)特點，并提問：“動滑輪與定滑輪結(jié)構(gòu)有所不同，那么動滑輪在使用過程中有什么特點和作用呢？我們該如何設(shè)計實驗來探究呢？” 學(xué)生分組討論，借鑒探究定滑輪作用的實驗方法，設(shè)計探究動滑輪作用的實驗方案，選擇合適的實驗器材，確定實驗步驟、變量控制和觀察記錄內(nèi)容。例如，將動滑輪與鉤碼相連，用彈簧測力計通過繩子豎直向上拉動動滑輪使鉤碼上升，記錄彈簧測力計的示數(shù)、鉤碼重力、繩子移動的距離和鉤碼上升的高度等數(shù)據(jù)。 每組選派一名代表向全班介紹小組設(shè)計的實驗方案，其他小組同學(xué)提出問題和建議，共同完善實驗方案。 各小組按照完善后的實驗方案進行實驗，記錄數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，得出動滑輪省力但不能改變力的方向的結(jié)論。 教師引導(dǎo)學(xué)生對比定滑輪和動滑輪的作用，總結(jié)兩者的區(qū)別與聯(lián)系。 通過觀察實物模型，讓學(xué)生直觀了解升旗裝置的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。 鼓勵學(xué)生提出問題，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，同時了解學(xué)生的思維起點，為后續(xù)探究活動提供方向。 教師對問題進行整理，聚焦重點問題，使探究目標(biāo)更加明確。 講解滑輪定義和結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生對滑輪有初步的科學(xué)認(rèn)識。 在教室里尋找滑輪，加深學(xué)生對滑輪的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活中科學(xué)現(xiàn)象的能力。 強調(diào)滑輪的廣泛應(yīng)用，引發(fā)學(xué)生對滑輪作用的好奇，為后續(xù)探究做好鋪墊。 引導(dǎo)學(xué)生運用控制變量法設(shè)計實驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的方法和能力。 分組討論實驗方案，鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作、邏輯思維和創(chuàng)新能力。 方案介紹與交流環(huán)節(jié)，促進學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和溝通能力，優(yōu)化實驗方案。 教師點評強調(diào)注意事項，確保實驗的科學(xué)性和安全性。 學(xué)生親自參與實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和實踐創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在實踐中體驗科學(xué)探究的過程和方法。 教師巡視指導(dǎo)保證實驗的科學(xué)性和安全性，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)。 重復(fù)實驗獲取多組數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)精神，提高實驗結(jié)果的可信度。 培養(yǎng)學(xué)生整理、分析實驗數(shù)據(jù)的能力，使學(xué)生學(xué)會從數(shù)據(jù)中提取有價值的信息，得出科學(xué)結(jié)論。 代表匯報和全班討論環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生的表達能力和批判性思維能力，通過交流討論，讓學(xué)生對定滑輪的作用有更深入、全面的認(rèn)識。 教師引導(dǎo)分析，幫助學(xué)生從實驗結(jié)果中總結(jié)出普遍規(guī)律，加深學(xué)生對定滑輪作用的理解。 通過對比引入動滑輪的探究，培養(yǎng)學(xué)生的類比思維和探究能力。 小組討論設(shè)計實驗方案，鍛煉學(xué)生的知識遷移和自主探究能力。 實驗探究和結(jié)果分析，讓學(xué)生親身體驗動滑輪的作用，加深對動滑輪原理的理解。 對比總結(jié)，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系，清晰區(qū)分定滑輪和動滑輪的特點及作用。
（三）生活應(yīng)用 教師展示一些生活中應(yīng)用滑輪的圖片和視頻，如起重機吊運貨物、晾衣架升降衣物、窗簾的拉動等場景，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考滑輪在這些場景中起到了什么作用。 學(xué)生分組討論，分析每個場景中使用的是定滑輪還是動滑輪，以及它們是如何實現(xiàn)省力或改變力的方向的，結(jié)合前面所學(xué)的知識進行深入探討。 每組選派一名代表發(fā)言，分享小組討論的結(jié)果。教師對學(xué)生的發(fā)言進行總結(jié)和補充，強調(diào)滑輪在生活中的廣泛應(yīng)用及其重要性，鼓勵學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)更多滑輪的應(yīng)用實例，并思考其工作原理。 通過展示生活實例，讓學(xué)生將所學(xué)的滑輪知識應(yīng)用到實際情境中，加深對滑輪作用的理解。 小組討論培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)與知識應(yīng)用能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 代表發(fā)言和教師總結(jié)，強化學(xué)生對滑輪在生活中應(yīng)用的認(rèn)識，體會科學(xué)知識與生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生觀察生活、探索科學(xué)的興趣。
（四）知識總結(jié) 教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括升旗裝置的觀察、滑輪的認(rèn)識、定滑輪和動滑輪的實驗探究過程、兩者的特點及作用以及在生活中的應(yīng)用等方面。 讓學(xué)生以小組為單位，制作一份思維導(dǎo)圖或知識框架圖，梳理本節(jié)課的知識體系，突出各知識點之間的邏輯關(guān)系。 每個小組推選一名代表，向全班展示并講解小組制作的思維導(dǎo)圖或知識框架圖，其他小組可以提出補充或修改意見。 教師對各小組的展示進行評價，總結(jié)本節(jié)課的重點知識，強調(diào)科學(xué)探究的方法和意義，幫助學(xué)生完善知識體系，鼓勵學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)探索簡單機械的奧秘。 回顧所學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生鞏固知識，強化記憶，梳理知識脈絡(luò)，加深對本節(jié)課知識的整體理解。 制作思維導(dǎo)圖或知識框架圖，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)和知識整合能力，有助于學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系，提升學(xué)習(xí)效果。 代表展示與交流環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生的表達能力和團隊協(xié)作能力，通過小組間的互動，進一步完善知識體系，教師的評價與總結(jié)加深學(xué)生對知識的整體把握和對科學(xué)探究的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣和探索精神。
四、作業(yè)設(shè)計
（一）填空題
1.固定在旗桿頂部，不隨物體移動的滑輪叫做（定滑輪），它的作用是（改變力的方向）。
2.隨著物體一起移動的滑輪叫做（動滑輪），它的作用是（省力）。
3.把定滑輪和動滑輪組合在一起使用，就構(gòu)成了（滑輪組），它既能（省力）又能（改變力的方向）。
4.在使用定滑輪提升物體時，拉力的大小（等于）物體的重力。（忽略摩擦力和滑輪自重）
（二）、判斷題
1.動滑輪不僅能省力，還能改變力的方向。（×）
解析：動滑輪能省力，但不能改變力的方向。
2.使用定滑輪提升重物時，無論朝哪個方向拉繩子，用力大小都一樣。（√）
解析：定滑輪實質(zhì)是等臂杠桿，不省力也不費力，只改變力的方向，所以無論朝哪個方向拉繩子，用力大小都等于物體重力（忽略摩擦力和滑輪自重）。
3.滑輪組中動滑輪的個數(shù)越多越省力。（√）
解析：在滑輪組中，動滑輪起到省力作用，動滑輪個數(shù)越多，承擔(dān)重物的繩子段數(shù)越多，就越省力（忽略動滑輪自重、繩重和摩擦力）。
（三）、選擇題
1.下列裝置中，屬于定滑輪的是（ ）
A. 旗桿頂部的滑輪 B. 塔吊上的滑輪 C. 晾衣架上的滑輪 答案：A
2，用動滑輪提升一個重物，若不考慮動滑輪自重和摩擦力，拉力大小是重物重力的（ ）
A. 二分之一 B. 三分之一 C. 相等 答案：A,
3.要將重物運到高處，既省力又能改變力的方向，最好使用（ ）
A. 定滑輪 B. 動滑輪 C. 滑輪組 答案：C
4.窗簾上使用的滑輪，主要作用是（ ）
A. 省力 B. 改變力的方向 C. 既省力又改變力的方向 答案：B
（四）、簡答題
1.請舉例說明定滑輪和動滑輪在生活中的其他應(yīng)用，并闡述其工作原理。
答案：定滑輪在生活中的應(yīng)用如窗簾的滑輪軌道。當(dāng)拉動窗簾時，窗簾上的滑輪固定在軌道上不隨窗簾移動，屬于定滑輪。其工作原理是基于杠桿原理，定滑輪相當(dāng)于一個等臂杠桿，支點在滑輪的軸上，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑。所以，使用定滑輪雖然不能省力，但可以改變力的方向，讓我們能更方便地拉動窗簾。
動滑輪在生活中的應(yīng)用如裝修工人吊運建筑材料時，有時會在吊鉤處安裝動滑輪。動滑輪隨著建筑材料一起移動，它的工作原理是：動滑輪相當(dāng)于動力臂是阻力臂兩倍的杠桿，在不考慮動滑輪自重和摩擦力的情況下，使用動滑輪能省一半的力，從而減輕工人吊運材料時所需的拉力。
2.如果要把一個很重的物體提升到高處，在只考慮省力的情況下，應(yīng)該選擇定滑輪、動滑輪還是滑輪組？為什么？
答案：在只考慮省力的情況下，應(yīng)該選擇動滑輪或滑輪組。定滑輪的特點是不省力，只能改變力的方向，所以定滑輪不符合要求。動滑輪在不考慮自重和摩擦力時，能省一半的力，相比定滑輪更省力。而滑輪組是由定滑輪和動滑輪組合而成，通過增加動滑輪的數(shù)量和合理繞繩方式，可以進一步省力，承擔(dān)重物的繩子段數(shù)越多越省力。所以，在只考慮省力的情況下，滑輪組通常比單個動滑輪更省力，是最佳選擇。
3.在探究定滑輪和動滑輪作用的實驗中，需要注意哪些事項來保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性？
答案：在探究定滑輪和動滑輪作用的實驗中，為保證實驗結(jié)果準(zhǔn)確性，需注意以下幾點。首先，實驗前要檢查器材，確保彈簧測力計能正常使用，滑輪轉(zhuǎn)動靈活，無卡頓現(xiàn)象。其次，使用彈簧測力計時要先調(diào)零，且在拉動過程中要盡量保持勻速直線運動，這樣彈簧測力計的示數(shù)才等于拉力大小。再者，要注意控制變量，比如探究定滑輪作用時，使用同一個定滑輪，保持鉤碼質(zhì)量不變；探究動滑輪作用時，同樣要保持動滑輪、鉤碼等因素不變，只改變研究的變量。另外，測量數(shù)據(jù)時要準(zhǔn)確讀取彈簧測力計的示數(shù)，并且要重復(fù)實驗多次，取平均值，以減小誤差。
（五）、科學(xué)探究題
題目：小明想知道滑輪組省力的多少與動滑輪個數(shù)有什么關(guān)系，請你幫他設(shè)計一個實驗方案。
答案：
實驗?zāi)康模禾骄炕喗M省力的多少與動滑輪個數(shù)的關(guān)系。
實驗材料：鐵架臺、不同個數(shù)的動滑輪（至少 3 個）、定滑輪若干、相同規(guī)格的鉤碼若干、彈簧測力計、足夠長的繩子、刻度尺。
實驗步驟：
組裝滑輪組：
先組裝一個由 1 個定滑輪和 1 個動滑輪組成的滑輪組，用繩子將它們連接好，一端固定在鐵架臺上，另一端通過動滑輪后用彈簧測力計豎直向下拉，在動滑輪下掛上適量的鉤碼。
接著組裝由 1 個定滑輪和 2 個動滑輪組成的滑輪組，按照同樣的繞繩方法，掛上與第一次相同數(shù)量的鉤碼。
再組裝由 1 個定滑輪和 3 個動滑輪組成的滑輪組，同樣掛上相同數(shù)量的鉤碼。
測量并記錄：
用彈簧測力計緩慢勻速地拉動繩子，使鉤碼勻速上升，觀察并記錄彈簧測力計的示數(shù) F1 ，同時用刻度尺測量鉤碼上升的高度 h1 和繩子自由端移動的距離 s1 。
對于 2 個動滑輪的滑輪組，重復(fù)上述操作，記錄彈簧測力計示數(shù) F2 、鉤碼上升高度 h2 和繩子自由端移動距離 s2 。
對于 3 個動滑輪的滑輪組，同樣記錄彈簧測力計示數(shù) F3 、鉤碼上升高度 h3 和繩子自由端移動距離 s3 。
分析數(shù)據(jù)：比較 F1 、F2 、F3 的大小，觀察隨著動滑輪個數(shù)增加，彈簧測力計示數(shù)的變化規(guī)律，同時分析 s1 與 h1 、s2 與 h2 、s3 與 h3 的關(guān)系。
實驗結(jié)論預(yù)期：在忽略動滑輪自重、繩重和摩擦力的情況下，動滑輪個數(shù)越多，滑輪組承擔(dān)重物的繩子段數(shù)越多，彈簧測力計示數(shù)越小，即滑輪組越省力；且繩子自由端移動的距離與動滑輪個數(shù)有關(guān)，動滑輪個數(shù)越多，繩子自由端移動距離相對鉤碼上升高度的倍數(shù)越大。
第16課時《斜坡的啟示》教學(xué)設(shè)計
一、教學(xué)目標(biāo)
科學(xué)探究能力
觀察與提問：學(xué)生能夠細(xì)致觀察生活中各種利用斜坡的場景，如盤山公路、樓梯等，發(fā)現(xiàn)其中的特點，并提出關(guān)于斜坡作用及相關(guān)因素的探究問題，如 “為什么有些斜坡走起來省力，有些卻費力”“斜坡的省力程度與什么有關(guān)” 等。同時，學(xué)會通過查閱資料、實地考察等方式收集與斜坡相關(guān)的信息，為探究提供基礎(chǔ)。
實驗設(shè)計與實施：能夠自主設(shè)計控制變量的實驗，研究斜坡省力的規(guī)律。正確選擇和使用實驗器材，如木板、木塊、彈簧測力計、小車等，合理設(shè)置實驗變量，如斜坡的坡度、長度等。在實驗過程中，規(guī)范操作，精確測量并記錄實驗數(shù)據(jù)，如拉動小車沿斜坡上升所需的力、小車移動的距離等，通過對數(shù)據(jù)的分析得出科學(xué)結(jié)論。
表達與交流：能用多種方式，如撰寫實驗報告、繪制圖表、制作模型等，清晰、準(zhǔn)確地展示探究成果。積極與他人進行交流和討論，認(rèn)真傾聽他人意見，根據(jù)反饋信息反思并改進自己的探究過程和結(jié)論。
科學(xué)思維能力
歸納與推理：通過對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的分析，歸納出斜坡省力的規(guī)律，理解斜坡省力與坡度、長度等因素的關(guān)系，培養(yǎng)邏輯思維能力。例如，從不同坡度斜坡的實驗數(shù)據(jù)中推理出坡度越小越省力的結(jié)論。
類比與遷移：運用類比、聯(lián)想等思維方法，將斜坡省力的原理遷移到其他類似的情境中，如螺絲釘?shù)穆菁y、大橋的引橋等，預(yù)測其工作效果，發(fā)展創(chuàng)造性思維。
質(zhì)疑與批判：在探究過程中，對不同的觀點、實驗方案和解釋進行批判性思考，評估其合理性與科學(xué)性，提升科學(xué)批判思維能力。比如，對他人提出的關(guān)于斜坡省力因素的觀點進行分析和判斷。
科學(xué)素養(yǎng)
概念理解：認(rèn)識斜坡是一種簡單機械，理解坡度、斜面等概念，明確斜坡在生活中的廣泛應(yīng)用。
原理掌握：掌握斜坡省力的原理，知道在提升重物時，使用斜坡可以用較小的力在較長的距離上移動重物，理解功的原理在斜坡應(yīng)用中的體現(xiàn)。
技術(shù)應(yīng)用：了解斜坡原理在人類生產(chǎn)生活中的重要作用，體會科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展的緊密聯(lián)系，如古代建筑中利用斜坡搬運巨石，現(xiàn)代物流中利用斜坡裝卸貨物等。
責(zé)任態(tài)度
興趣激發(fā)：對斜坡的作用及其中蘊含的科學(xué)原理產(chǎn)生濃厚的好奇心和探究欲望，激發(fā)探索簡單機械科學(xué)知識的熱情，培養(yǎng)對科學(xué)的興趣。
科學(xué)態(tài)度：在探究過程中，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度。尊重實驗數(shù)據(jù)和事實，勇于面對并克服探究過程中遇到的困難和挫折，如實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差時，能冷靜分析原因，重新進行實驗。
應(yīng)用意識：意識到科學(xué)知識對改善人類生活和推動社會進步的重要意義，增強將科學(xué)知識應(yīng)用于生活實際的意識，善于觀察生活中的科學(xué)現(xiàn)象，積極運用科學(xué)知識解決實際問題。
二、教學(xué)重難點
教學(xué)重點
探究斜坡省力的規(guī)律，理解斜坡省力與坡度、長度等因素的關(guān)系。
認(rèn)識斜坡在生活中的廣泛應(yīng)用，并能運用斜坡省力原理分析實際問題。
教學(xué)難點
設(shè)計并實施控制變量的實驗來探究斜坡省力原理，從力學(xué)角度深入理解斜坡省力的本質(zhì)原因。
理解功的原理在斜坡應(yīng)用中的體現(xiàn)，即使用任何機械都不省功，只是通過改變力和距離的關(guān)系來達到省力或省距離的目的。
三、教學(xué)過程
學(xué)習(xí)活動 設(shè)計意圖
（一）情境導(dǎo)入 教師播放一段視頻，展示建筑工人利用木板搭成斜坡將重物推上貨車的場景，以及山區(qū)盤山公路上汽車行駛的畫面。播放結(jié)束后，提問學(xué)生：“同學(xué)們，在視頻中我們看到了工人推重物上貨車和汽車在盤山公路行駛的場景，大家有沒有想過為什么要這樣做呢？這樣做有什么好處？” 組織學(xué)生進行小組討論，鼓勵學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗，討論斜坡在這些場景中可能起到的作用。 每組選派一名代表發(fā)言，匯報小組討論的想法。教師對學(xué)生的發(fā)言進行簡要點評，引出本節(jié)課的主題 —— 斜坡的啟示。 通過播放貼近生活實際的視頻，創(chuàng)設(shè)生動的問題情境，迅速吸引學(xué)生的注意力，引發(fā)學(xué)生對斜坡作用的思考，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。 小組討論為學(xué)生提供交流平臺，促使學(xué)生調(diào)動已有生活經(jīng)驗，積極思考斜坡的作用，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力。 教師的點評和引出主題，自然過渡到正式教學(xué)內(nèi)容，明確學(xué)習(xí)方向，為后續(xù)探究活動做好鋪墊。
（二）探究活動 探究活動一：觀察與發(fā)現(xiàn) 教師展示一些生活中常見的利用斜坡的圖片，如樓梯、滑梯、殘疾人通道等，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察這些圖片，提問：“同學(xué)們，觀察這些圖片，你們能發(fā)現(xiàn)這些斜坡有什么共同特點嗎？它們在生活中分別起到了什么作用？” 學(xué)生觀察后自由發(fā)言，描述斜坡的外觀特點，如傾斜的平面，并分享自己對斜坡在不同場景中作用的理解，如方便人們上下樓、讓小朋友玩耍、方便殘疾人通行等。 教師對學(xué)生的發(fā)言進行總結(jié)，強調(diào)斜坡在生活中的廣泛應(yīng)用，引出對斜坡省力原理的探究。 探究活動二：提出問題與假設(shè) 教師再次展示建筑工人利用斜坡推重物的圖片，提問：“大家想一想，為什么利用斜坡推重物會感覺省力呢？這可能和斜坡的哪些因素有關(guān)？” 學(xué)生分組討論，思考斜坡省力可能與斜坡的坡度、長度、表面光滑程度等因素有關(guān)，將小組討論得出的假設(shè)記錄下來。 每組選派一名代表匯報小組提出的假設(shè)，教師將學(xué)生提出的假設(shè)記錄在黑板上。 探究活動三：設(shè)計實驗探究斜坡坡度與省力的關(guān)系 教師講解控制變量法的概念和在本次實驗中的應(yīng)用要點，引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)計實驗來驗證 “斜坡坡度影響省力程度” 這一假設(shè)。 學(xué)生分組討論實驗方案，選擇合適的實驗器材，如不同長度的木板（用于搭建不同坡度的斜坡）、木塊（模擬重物）、彈簧測力計、小車等，確定實驗步驟，如將木板一端墊高形成斜坡，用彈簧測力計沿斜坡勻速拉動小車，記錄彈簧測力計的示數(shù)；明確變量控制，如使用同一輛小車、在同一表面的木板上操作、每次拉動小車的速度相同等，以及觀察記錄的內(nèi)容。 每組選派一名代表向全班介紹小組設(shè)計的實驗方案，其他小組同學(xué)提出問題和建議，共同完善實驗方案。 教師對各小組的實驗方案進行點評和總結(jié)，強調(diào)實驗過程中的注意事項，如彈簧測力計時要先調(diào)零、拉動過程要勻速等。 探究活動四：進行實驗并記錄數(shù)據(jù) 各小組按照完善后的實驗方案，利用準(zhǔn)備好的實驗器材進行實驗。在實驗過程中，小組成員分工合作，一名同學(xué)操作彈簧測力計拉動小車，一名同學(xué)觀察并記錄彈簧測力計的示數(shù)，一名同學(xué)記錄小車移動的距離，一名同學(xué)負(fù)責(zé)記錄其他相關(guān)數(shù)據(jù)。 教師巡視各小組的實驗進展情況，及時給予指導(dǎo)和幫助，確保實驗安全、順利地進行。提醒學(xué)生注意實驗操作規(guī)范和數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性。 每個小組重復(fù)實驗多次，獲取多組數(shù)據(jù)，以保證實驗結(jié)果的可靠性。 探究活動五：分析實驗結(jié)果與得出結(jié)論 實驗結(jié)束后，各小組整理實驗數(shù)據(jù)，通過繪制表格和折線圖等方式對數(shù)據(jù)進行分析，觀察斜坡坡度與拉動小車所需力的大小之間的關(guān)系，尋找數(shù)據(jù)中的規(guī)律。 每組選派一名代表，向全班匯報小組的實驗結(jié)果和分析，闡述從實驗數(shù)據(jù)中得出的結(jié)論，如斜坡坡度越小，拉動小車所需的力越小，即越省力等。 其他小組同學(xué)認(rèn)真傾聽，提出問題或發(fā)表自己的看法，共同討論實驗結(jié)果的可靠性和普遍性。教師引導(dǎo)學(xué)生對不同小組的實驗結(jié)果進行對比分析，總結(jié)出斜坡坡度與省力程度的關(guān)系。 探究活動六：探究斜坡其他因素與省力的關(guān)系 教師引導(dǎo)學(xué)生思考除了坡度，斜坡的其他因素如長度、表面光滑程度等是否也會影響省力程度，并鼓勵學(xué)生運用之前的實驗方法，設(shè)計實驗探究這些因素與省力的關(guān)系。 學(xué)生分組討論，分別設(shè)計探究斜坡長度、表面光滑程度與省力關(guān)系的實驗方案，選擇合適的實驗器材，確定實驗步驟、變量控制和觀察記錄內(nèi)容。 每組選派一名代表向全班介紹小組設(shè)計的實驗方案，其他小組同學(xué)提出問題和建議，共同完善實驗方案。 各小組按照完善后的實驗方案進行實驗，記錄數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，得出相應(yīng)結(jié)論，如斜坡長度越長越省力（在一定條件下），斜坡表面越光滑越省力等。 教師引導(dǎo)學(xué)生綜合分析各個實驗結(jié)論，總結(jié)斜坡省力與多種因素的關(guān)系。 設(shè)計意圖 通過觀察豐富的圖片，讓學(xué)生直觀感受斜坡在生活中的多樣性，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。 學(xué)生自由發(fā)言分享對斜坡作用的理解，激發(fā)學(xué)生的思維，為后續(xù)探究斜坡的科學(xué)原理奠定基礎(chǔ)。 教師總結(jié)引出探究內(nèi)容，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向。 以具體實例引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生對斜坡省力原因的探究熱情。 小組討論培養(yǎng)學(xué)生的合作探究與創(chuàng)新思維能力，鼓勵學(xué)生大膽假設(shè)，拓展學(xué)生思維。 記錄假設(shè)為后續(xù)實驗驗證提供方向，同時讓教師了解學(xué)生的思維過程。 講解控制變量法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的方法和技能，使學(xué)生掌握科學(xué)實驗的基本方法。 分組設(shè)計實驗方案鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作、邏輯思維和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生學(xué)會運用科學(xué)方法驗證假設(shè)。 方案介紹與交流環(huán)節(jié)，促進學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和溝通能力，優(yōu)化實驗方案。 教師點評強調(diào)注意事項，確保實驗的科學(xué)性和安全性。 學(xué)生親自實施實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和實踐創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在實踐中體驗科學(xué)探究的過程和方法。 教師巡視指導(dǎo)保證實驗的科學(xué)性和安全性，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)。 重復(fù)實驗獲取多組數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)精神，提高實驗結(jié)果的可信度。 培養(yǎng)學(xué)生整理、分析實驗數(shù)據(jù)的能力，使學(xué)生學(xué)會從數(shù)據(jù)中提取有價值的信息，得出科學(xué)結(jié)論。 代表匯報和全班討論環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生的表達能力和批判性思維能力，通過交流討論，讓學(xué)生對斜坡坡度與省力程度的關(guān)系有更深入、全面的認(rèn)識。 教師引導(dǎo)分析，幫助學(xué)生從實驗結(jié)果中總結(jié)出普遍規(guī)律，加深學(xué)生對斜坡省力原理的理解。 培養(yǎng)學(xué)生拓展探究的能力，引導(dǎo)學(xué)生深入思考斜坡省力的相關(guān)因素，進一步深化對斜坡原理的理解。 小組討論設(shè)計實驗方案，鍛煉學(xué)生的知識遷移和自主探究能力。 實驗探究和結(jié)果分析，讓學(xué)生親身體驗不同因素對斜坡省力的影響，培養(yǎng)學(xué)生全面分析問題的能力。 綜合分析結(jié)論，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系，系統(tǒng)理解斜坡省力原理。
（三）生活應(yīng)用 教師展示一些生活中利用斜坡原理的新場景圖片，如螺旋千斤頂、斧頭劈柴、拉鏈等，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考這些場景中斜坡原理是如何應(yīng)用的。 學(xué)生分組討論，分析每個場景中斜坡的具體形式以及如何實現(xiàn)省力或其他功能，結(jié)合前面所學(xué)的知識進行深入探討。每組選派一名代表發(fā)言，分享小組討論的結(jié)果。教師對學(xué)生的發(fā)言進行總結(jié)和補充，強調(diào)斜坡原理在生活中的廣泛應(yīng)用及其重要性，鼓勵學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)更多應(yīng)用實例，并思考其工作原理。 通過展示新穎的生活實例，讓學(xué)生將所學(xué)的斜坡原理應(yīng)用到更廣泛的實際情境中，加深對原理的理解。 小組討論培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)與知識應(yīng)用能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 代表發(fā)言和教師總結(jié)，強化學(xué)生對斜坡原理在生活中應(yīng)用的認(rèn)識，體會科學(xué)知識與生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生觀察生活、探索科學(xué)的興趣。
（四）知識總結(jié) 教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括生活中斜坡的觀察、提出的假設(shè)、實驗探究過程、斜坡省力與各因素的關(guān)系以及在生活中的應(yīng)用等方面。 讓學(xué)生以小組為單位，制作一份思維導(dǎo)圖或知識框架圖，梳理本節(jié)課的知識體系，突出各知識點之間的邏輯關(guān)系。 每個小組推選一名代表，向全班展示并講解小組制作的思維導(dǎo)圖或知識框架圖，其他小組可以提出補充或修改意見。 教師對各小組的展示進行評價，總結(jié)本節(jié)課的重點知識，強調(diào)科學(xué)探究的方法和意義，幫助學(xué)生完善知識體系，鼓勵學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)探索簡單機械的奧秘。 回顧所學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生鞏固知識，強化記憶，梳理知識脈絡(luò)，加深對本節(jié)課知識的整體理解。 制作思維導(dǎo)圖或知識框架圖，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)和知識整合能力，有助于學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系，提升學(xué)習(xí)效果。 代表展示與交流環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生的表達能力和團隊協(xié)作能力，通過小組間的互動，進一步完善知識體系，教師的評價與總結(jié)加深學(xué)生對知識的整體把握和對科學(xué)探究的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣和探索精神。
四、作業(yè)設(shè)計
（一）填空題
1.斜坡就是一種（斜面），它是一種簡單機械。
2.在提升相同重物時，斜坡的坡度越（小），越省力。
3.螺絲釘?shù)穆菁y是（斜面）的變形，利用了斜坡（省力）的原理。
4.生活中，（大橋的引橋）是應(yīng)用斜坡原理的例子，它的作用是（省力）。（答案不唯一）
（二）、判斷題
1.只要使用斜坡就一定能省力。（×）
解析：當(dāng)斜坡的坡度接近垂直時，使用斜坡并不省力，所以不是只要使用斜坡就一定省力。
2.斜坡的長度越長，就一定越省力。（×）
解析：在高度一定的情況下，斜坡長度越長越省力，但如果高度不確定，僅說斜坡長度越長就一定越省力是不準(zhǔn)確的。
3.利用斜坡搬運重物時，無論斜坡表面粗糙還是光滑，用力大小都一樣。（×）解析：斜坡表面越光滑，摩擦力越小，搬運重物時用力越小，所以該說法錯誤。
（三）、選擇題
1.下列工具中，沒有應(yīng)用斜坡原理的是（ ）
A. 剪刀 B. 盤山公路 C. 螺絲釘 答案：A
2.要將重物推上高處，在高度相同的情況下，最省力的方法是（ ）
A. 用較陡的斜坡 B. 用較緩的斜坡 C. 直接向上提 答案：B
3.把一張三角形的紙繞在鉛筆上，就形成了類似（ ）的形狀。
A. 滑輪 B. 螺絲釘螺紋 C. 杠桿 答案：B
4.以下關(guān)于斜坡的說法正確的是（ ）
A. 斜坡的坡度越大越省力 B. 斜坡的省力程度與高度無關(guān) C. 在高度相同的情況下，斜坡越長越省力 答案：C
（四）、簡答題
1.請舉例說明斜坡原理在生活中的兩種應(yīng)用，并闡述其工作原理。
答案：
盤山公路：盤山公路是斜坡原理的典型應(yīng)用。它通過將原本陡峭的山路修成盤旋曲折的形狀，增加了道路的長度，從而減小了坡度。根據(jù)斜坡省力原理，在提升高度相同的情況下，坡度越小越省力。車輛在盤山公路上行駛時，雖然行駛的路程變長了，但所需的牽引力相對減小，這樣就可以更輕松地爬上陡峭的山坡。
斧頭：斧頭的刃口部分可以看作是一個斜坡。當(dāng)用斧頭劈柴時，斧刃與木材接觸，隨著斧頭的揮動，斧刃對木材施加壓力。由于斧刃是傾斜的，這個傾斜面就形成了斜坡。根據(jù)斜坡原理，施加在斧刃上的力通過斜坡的作用，能夠在較小的面積上產(chǎn)生較大的壓強，從而更容易將木材劈開，達到省力的效果。
2.在探究斜坡省力與坡度關(guān)系的實驗中，實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差可能有哪些原因？
答案：
測量誤差：
彈簧測力計使用不當(dāng)：實驗前未正確調(diào)零，導(dǎo)致測量的拉力數(shù)值不準(zhǔn)確。在拉動過程中，若彈簧測力計沒有保持勻速直線運動，會使示數(shù)不穩(wěn)定，難以準(zhǔn)確讀數(shù)。此外，讀數(shù)時視線未與刻度盤垂直，也會造成讀數(shù)誤差。
長度測量不準(zhǔn)確：測量斜坡長度或高度時，使用的測量工具精度不夠，或者測量方法不正確，例如測量長度時尺子沒有拉直，測量高度時未保證垂直，都可能導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。
實驗器材因素：
木板表面粗糙程度不均勻：如果用于搭建斜坡的木板表面粗糙程度不一致，小車在不同位置受到的摩擦力不同，這會影響拉動小車所需的力，進而導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)偏差。
小車自身問題：小車的輪子轉(zhuǎn)動不靈活，存在卡頓現(xiàn)象，會使拉動小車的力增大，影響實驗結(jié)果。另外，小車的質(zhì)量分布不均勻，也可能導(dǎo)致在斜坡上運動時受力情況異常。
環(huán)境因素：實驗過程中，如果周圍有氣流干擾，比如風(fēng)扇吹動或門窗未關(guān)閉導(dǎo)致空氣流動較大，可能會對小車的運動產(chǎn)生影響，使得測量的拉力不準(zhǔn)確。此外，實驗桌面不水平，也會改變斜坡的實際坡度，從而影響實驗數(shù)據(jù)。
3.有人說 “使用斜坡一定能省力，但不能省功”，請解釋這句話的科學(xué)依據(jù)。
答案：使用斜坡一定能省力，是因為斜坡是一種簡單機械，根據(jù)其省力原理，在提升重物時，通過增加物體移動的距離，來減小所需的力。例如，將重物沿斜坡向上拉，相比直接垂直提升重物，所需的拉力會減小。
然而，使用斜坡不能省功。功的計算公式是 W=Fs（其中 W 表示功，F(xiàn) 表示力，s 表示在力的方向上移動的距離）。當(dāng)利用斜坡提升重物時，雖然力 F 減小了，但物體在力的方向上移動的距離 s 增加了。假設(shè)不考慮摩擦力等額外因素，根據(jù)功的原理，使用任何機械都不省功，即直接提升重物所做的功與利用斜坡提升重物所做的功是相等的。所以說使用斜坡不能省功。
（五）、科學(xué)探究題
題目：探究在斜坡高度和重物重量不變的情況下，斜坡表面材質(zhì)對省力程度的影響。
答案：
實驗?zāi)康模貉芯吭谛逼赂叨群椭匚镏亓勘３植蛔儠r，不同的斜坡表面材質(zhì)如何影響省力程度。
實驗材料：
高度固定的斜坡支架（可調(diào)節(jié)角度但本次實驗保持固定高度）。
表面材質(zhì)不同的木板（如光滑的塑料板、粗糙的木板、帶有砂紙的木板等，至少三種）。
質(zhì)量相同的小車若干（模擬重物）。
彈簧測力計。
卷尺。
實驗步驟：
準(zhǔn)備工作：將斜坡支架調(diào)整到固定高度，并確保每次實驗時高度不變。用卷尺測量并記錄斜坡的長度。
實驗操作：
將光滑的塑料板安裝在斜坡支架上，形成斜坡。用彈簧測力計勾住小車，沿斜坡勻速向上拉動，讀取并記錄彈簧測力計的示數(shù) F1 。注意拉動過程中保持彈簧測力計勻速直線運動，且盡量貼近斜坡表面。
更換為粗糙的木板安裝在斜坡支架上，重復(fù)上述操作，記錄此時彈簧測力計的示數(shù) F2 。
再更換為帶有砂紙的木板，同樣記錄彈簧測力計的示數(shù) F3 。
多次實驗：為保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，對每種材質(zhì)的斜坡重復(fù)上述實驗至少三次，記錄每次實驗的彈簧測力計示數(shù)。
數(shù)據(jù)處理：計算每種材質(zhì)斜坡下三次實驗彈簧測力計示數(shù)的平均值，分別記為 F1 、F2 、F3 。比較這三個平均值的大小關(guān)系。
實驗結(jié)論預(yù)期：如果 F1 21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑