第二单元《5 妙用滑轮》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学五年级上册

这是一份教科版（2024）五年级上册（2024）5. 妙用滑轮教案，共9页。教案主要包含了学情分析，教材分析，核心素养教学目标，教学重难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。
五年级学生经过《巧用斜面》一课的学习，已经熟练掌握了对比实验、控制变量的科学探究方法，具备独立开展简单机械实验、记录分析数据、总结科学规律的基础能力。在生活认知层面，学生对滑轮装置有直观的视觉认知，见过国旗杆顶端、起重机、电梯、晾衣架上的滑轮结构，但无法区分滑轮的种类，不了解不同滑轮的工作原理和功能差异，对滑轮属于简单机械的科学概念认知空白。
该年龄段学生动手探究欲望强烈，小组合作能力较强，能够主动参与实验操作和课堂互动，但存在思维局限性，容易混淆定滑轮、动滑轮的结构特点和作用，难以理解滑轮组合的工作优势。同时，学生能够观察到滑轮的应用场景，但无法结合场景分析滑轮的选型原理，知识迁移和工程应用思维有待提升。本课通过直观的对比实验、清晰的结构辨析、贴合生活的案例分析，能够精准适配学生的认知水平，帮助学生突破认知难点，构建完整的滑轮知识体系。
二、教材分析
《妙用滑轮》是 2026-2027 学年秋季学期教科版小学科学五年级上册第二单元《工具与技术》的第五课，承接前一课《巧用斜面》的简单机械探究内容，是单元简单机械知识体系的重要延伸，属于新课标“技术与工程”核心领域重点教学内容。
教材内容编排层层递进、逻辑清晰，完全贴合小学生认知规律。开篇通过国旗升旗、工地起重的生活场景，引出滑轮这一简单机械，引导学生观察滑轮的基本结构，初步感知滑轮的工作作用。教材核心内容分为三部分，第一部分区分定滑轮与动滑轮的结构差异，明确两类滑轮的安装方式；第二部分通过两组对比实验，分别探究定滑轮、动滑轮的用力大小、用力方向变化规律，精准得出两类滑轮的核心功能；第三部分拓展滑轮组的组合应用，结合生活实例讲解滑轮组兼顾省力和改变用力方向的双重优势。
教材整体以“认识结构—区分类型—实验探究—总结规律—拓展应用”为核心逻辑，注重实操探究与生活应用结合，既强化了学生的实验探究能力，又培养了学生的工程应用思维。本课知识是简单机械单元的核心重难点，承接斜面知识，为后续轮轴、机械组合应用学习奠定基础，对学生构建完整的简单机械知识体系具有重要作用。
三、核心素养教学目标
科学观念
知道滑轮是重要的简单机械，认识滑轮的基本结构，能够准确区分定滑轮和动滑轮。
通过实验探究掌握定滑轮、动滑轮的不同作用：定滑轮可以改变用力方向，不能省力；动滑轮可以省力，不能改变用力方向。
初步了解滑轮组的组成和优势，知道滑轮组可以同时实现省力和改变用力方向。
科学思维
能基于滑轮的生活应用现象提出探究问题，通过对比实验收集证据，归纳总结定滑轮、动滑轮的工作规律，培养对比分析、逻辑推理的科学思维。
能根据滑轮的结构和功能差异，结合生活场景分析滑轮的选型原理，学会用科学思维解释机械应用现象。
探究实践
能自主组装定滑轮、动滑轮实验装置，规范完成对比实验，精准测量、记录实验数据，独立完成实验分析与结论总结。
能通过小组合作探究，自主发现两类滑轮的功能差异，尝试简单组装滑轮组，提升机械组装、实验探究、合作实践的能力。
态度责任
乐于参与滑轮实验探究活动，养成尊重数据、严谨求实的科学探究态度，敢于主动质疑、验证科学问题。
感受滑轮机械对生产生活的便利作用，体会工具组合、技术优化的科学价值，树立巧用机械、优化技术的工程意识。
四、教学重难点
教学重点
区分定滑轮和动滑轮的结构特点，通过实验掌握定滑轮、动滑轮的核心作用，能识别生活中不同滑轮的应用场景。
教学难点
理解定滑轮、动滑轮功能差异的内在原因，能根据实际需求选择合适的滑轮，初步理解滑轮组的组合原理与应用优势。
五、教学过程
（一）情境导入，初识滑轮
教师展示教材开篇配图：学校升旗仪式、建筑工地起重机吊起重物、家用升降晾衣架三种场景，引导学生观察场景中的核心机械结构，聚焦本课探究对象。
师： 同学们，观察这三幅教材图片，提升重物的装置中都有一个共同的小机械，大家能找到它吗？这个装置有什么特点？
生： 都有一个带凹槽的轮子，绳子绕在轮子上，可以帮助提升重物。
师： 大家观察得非常准确！教材中明确介绍，这种边缘有凹槽、可以绕轴转动、搭配绳索工作的简单机械，叫做滑轮。生活中很多提升重物的场景都会用到滑轮，今天我们就一同探究滑轮的奥秘，学习妙用滑轮解决生活中的各类问题。
设计意图： 依托教材原生生活场景导入，直观呈现滑轮的应用场景，快速让学生认识滑轮的基本形态，通过设问激发学生探究兴趣，自然引出课题，贴合学生生活认知，降低新知学习门槛。
（二）新知探究一：区分定滑轮与动滑轮
教师结合教材图示，讲解滑轮的两类基本形态，明确划分标准：根据滑轮工作时的轴是否移动，将滑轮分为定滑轮和动滑轮。教师展示教材结构示意图，逐一讲解核心特征。
定滑轮： 工作时，滑轮的轴固定不动，位置保持不变，仅轮子绕轴转动，如国旗杆顶端的滑轮。
动滑轮： 工作时，滑轮的轴随重物一起上下移动，位置会发生变化，如起重机吊钩上的滑轮。
师： 结合教材定义和图片，谁能说一说定滑轮和动滑轮最核心的区别是什么？
生： 核心区别是工作时滑轮的轴是否移动，轴固定不动的是定滑轮，轴随重物移动的是动滑轮。
师： 请大家判断，家用升降晾衣架顶端的滑轮属于哪一类？为什么？
生： 属于定滑轮，因为工作时滑轮的位置固定不变，不会随衣物上下移动。
教师指导学生结合教材图示，小组合作搭建定滑轮、动滑轮简易装置，直观感受两类滑轮的结构差异，夯实基础认知。
设计意图： 紧扣教材基础知识点，通过图文结合、互动辨析、动手搭建的方式，帮助学生精准区分两类滑轮的结构特点，突破基础认知难点，为后续实验探究做好铺垫。
（三）新知探究二：探究定滑轮的作用（教材核心实验一）
教师讲解教材实验目的与实验方案：为了探究定滑轮的工作作用，我们开展对比实验，保持重物重量、提升高度、实验器材不变，对比“直接提升重物”和“通过定滑轮拉动重物”的用力大小、用力方向差异。教师再次强调测力计的规范使用方法，明确实验变量与不变量。
师生互动猜想与探究
师： 结合升旗的生活经验，请大家猜想，使用定滑轮提升重物，能不能省力？用力方向会发生变化吗？
生： 我觉得定滑轮不省力，但是可以改变用力方向，升旗时我们向下拉绳子，国旗向上运动。
学生分组按照教材步骤开展实验，组装定滑轮装置，分别测量直接提升重物的拉力、通过定滑轮拉动重物的拉力，观察用力方向变化，记录多组实验数据，填写教材实验记录表。
实验结束后，教师引导学生汇总数据、分析规律。
师： 对比实验数据，使用定滑轮前后，拉力大小有明显变化吗？用力方向发生了什么改变？
生： 拉力大小基本不变，说明定滑轮不能省力；直接提升重物需要向上用力，使用定滑轮后可以向下用力，改变了用力方向。
教师结合教材原文精准总结：定滑轮的作用是可以改变用力方向，不能省力，也不费力。教师补充教材案例：升旗仪式中，利用定滑轮改变用力方向，让人们可以在地面向下拉绳轻松升旗，操作更加便捷。
设计意图： 遵循教材实验流程，通过猜想、实操、验证、总结的完整探究过程，让学生自主得出定滑轮的工作规律，培养学生数据分析和科学归纳能力，结合生活案例深化知识理解。
（四）新知探究三：探究动滑轮的作用（教材核心实验二）
教师衔接过渡：我们已经掌握了定滑轮的作用，那动滑轮的工作效果和定滑轮一样吗？接下来我们按照教材实验要求，探究动滑轮的功能特点。教师讲解实验要求：组装动滑轮装置，同样对比直接提升重物与使用动滑轮提升重物的拉力大小、用力方向，严格控制实验变量，保证实验公平性。
师生互动探究问答
师： 请大家观察动滑轮的工作方式，猜想动滑轮能否改变用力方向？能否省力？
生： 使用动滑轮提升重物时，还是需要向上用力，不能改变方向，应该可以省力。
学生分组实验，规范操作、记录数据，教师巡视指导，重点提醒学生匀速拉动测力计，保证数据精准。实验完成后，小组对比分析数据，总结实验规律。
师： 结合实验数据，说一说动滑轮的用力大小、用力方向有什么特点？
生： 使用动滑轮提升重物，拉力明显变小，能够省力，但用力方向依然向上，无法改变用力方向。
教师结合教材知识点总结：动滑轮的作用是可以省力，不能改变用力方向。同时补充教材拓展知识：动滑轮省力但费距离，提升相同高度时，拉动绳子的距离更长。
（五）拓展探究：滑轮组的妙用（教材拓展内容）
教师结合教材拓展内容设问：定滑轮可以改变方向但不省力，动滑轮可以省力但不改变方向，在实际生产中，我们既想省力又想改变用力方向，该如何解决？
生： 可以把定滑轮和动滑轮组合在一起使用！
教师讲解教材滑轮组知识点：将定滑轮和动滑轮组合装配，就形成了滑轮组。滑轮组整合了两类滑轮的优势，既可以省力，又可以改变用力方向，是生活中应用最广泛的滑轮装置。
教师结合教材起重机、塔吊配图案例分析：工地起重机、高空作业塔吊都使用了滑轮组装置，既能大幅省力，降低起重难度，又能灵活改变用力方向，方便操作人员地面作业，极大提升了工作效率。
教师引导学生简单组装简易滑轮组，直观感受滑轮组的工作优势，深化认知。
（六）课堂小结，梳理复盘
教师引导学生系统梳理本课核心知识：本节课我们认识了滑轮这一简单机械，根据轴的移动特点，将滑轮分为定滑轮和动滑轮两类；通过教材两组核心对比实验，明确了两类滑轮的核心功能，定滑轮改方向、不省力，动滑轮省力、不改方向；通过拓展学习，了解了滑轮组的组合方式和双重优势，能够结合生活场景辨析滑轮类型及应用原理。同时，我们进一步熟练了对比实验、控制变量的科学探究方法，体会到工具技术优化对生产生活的重要意义。