小学科学苏教版 (2017)五年级下册13 撬重物的窍门教案设计

1.撬重物的窍门

【教材分析】

杠杆是简单机械中最基本的一种，杠杆知识是学习其他简单机械知识的基础。本课围绕“撬重物”这一核心主题，遵循“发现问题——分析问题——解决问题”的逻辑规律，逐步揭开杠杆的秘密，并递进式地安排了五个部分的学习内容。

第一部分，认识杠杆的结构特点。首先创设抬讲台的问题情境，从比较讨论搬动重物的不同方法中，发现借助支撑物垫着的木棍更容易撬动重物，引导学生认识杠杆的结构特征，知道什么是杠杆。然后，教材采用描述性的语言“像这种……装置叫作杠杆”“它包括……”，以及直观的图画来介绍杠杆特点，让学生获得直观的认识。

第二部分，用平衡尺研究杠杆的秘密。用平衡尺来代表生活中常用的杠杆，通过研究平衡尺在什么情况下能够保持平衡，发现支点的位置对所需用力大小的影响，从而找到杠杆省力或费力的秘密。

第三部分，了解杠杆在生活中的应用。此部分包括两个主要活动：一是解释现象，二是解决问题。解释现象的内容为辨析哪些是省力杠杆，哪些是费力杠杆。解决问题的内容为分析玩跷跷板时的具体情况，找出可行的平衡方法。

第四部分，动手做一杆小秤。教材出示了小杆秤的组成部分和怎样用小杆秤称重的图片，指导学生模仿样品进行制作，并能够利用所学的杠杆知识解释其中的原理。

第五部分，阅读介绍“阿基米德与杠杆”的资料，了解阿基米德在利用和说明杠杆原理方面所作的贡献。

【教学目标】

1.通过比较辨别和阅读，认识杠杆的结构，发现用杠杆撬起重物可以省力。

2.能够利用平衡尺研究杠杆，借助对比实验，发现杠杆省力或费力的秘密。

3.通过辨析生活中的杠杆，了解不同作用的杠杆。能够结合生活实际，利用杠杆知识解决实际问题。

4.会制作小杆秤并知道小杆秤称重物的原理。

5.体会技术进步给生活带来的改善意义。

【重点与难点】

[重点]用平衡尺研究杠杆省力或费力的秘密。

[难点]用杠杆知识解释生活现象，解决生活问题。   

【教学准备】

[教师]杠杆有关的PPT，一根坚实的木棍，一块垫木。

[学生]每组一套平衡尺、一盒钩码、小杆秤制作材料、实验记录单

【教学过程】

（一）创设情境，认识杠杆

1.创设问题情境：班级准备搞活动需要将大讲台移走，你们想到了什么办法呢？

（1）请3个学生上台尝试抬讲台，有什么感觉？（讲台太重，抬不动，费力气）

（2）有一个学生想到了一人就能移动讲台的绝妙办法，想知道吗？出示课本中的两幅图画，比较一下，他的方法和你们抬重物的方法有何不同？(他采用的是“撬”的方法，要用到木棍、垫木。)

（3）提供木棍、垫木，请一个学生上台尝试这种方法移走讲台。说说有什么感觉？

2.认识杠杆结构特点。

（1）揭示概念和杠杆结构图：像这种用来撬动重物的装置叫作杠杆，它包括一个支点和一根能绕支点转动的硬棒。

（2）根据杠杆结构图，分析：杠杆撬动重物时，除了支点外，还有两个力的作用点你能找到吗？重物与杠杆的接触点，我们称之为阻力点，还一个是手的施力点。

（3）提出疑问：杠杆为什么能轻松地撬动重物呢？

[设计意图]从学生的认知特点出发，以学生的生活经验为基础，创设问题情境，借助让学生通过难度适中的挑战活动，让学生体验杠杆的价值，认识杠杆的结构特征，符合学生的认知特点。这也是建立在他们生活经验基础上习得的科学概念。

（二）用平衡尺研究杠杆的秘密

1.认识平衡尺。想要揭开杠杆的秘密，我们需要借助这个实验仪器——平衡尺。请同学们仔细观察平衡尺，它与普通尺子有什么不同？

（平衡尺的0刻度在最中间，往两端分别标有5、10、15、20的刻度。每一小格子长度为1厘米；平衡尺的两端各有一个调节螺母，使用前可以通过它让平衡尺保持水平；平衡尺下方距离支点每隔5厘米有一个挂钩，可用来挂钩码。）

2.研究杠杆的秘密。

（1）提出问题：老师在平衡尺的左侧10厘米处挂上两个钩码，平衡尺一下子失去了平衡，向左侧倾斜，那么你有什么办法让平衡尺重新保持平衡？我在平衡尺的左侧15厘米处挂上两个钩码，你又该怎样让平衡尺平衡？

（2）实验设计：猜测在右侧什么位置，挂多少个钩码能让平衡尺平衡，说出你的想法。

钩码 支点左侧 支点右侧

位置(厘米) 10 5 10 15 20

数量（个） 2    

钩码 支点左侧 支点右侧

位置(厘米) 15 5 10 15 20

数量（个） 2    

（3）动手实验，做好实验记录，小组讨论实验结论。

（4）分析实验记录，说出你的发现。

发现一：离支点越远，所需的钩码越少，越省力。反之，离支点越近，所需的钩码越多，越费力。（对于个别位置无论怎么挂钩码都无法保持平衡的原因也可以展开讨论，但最终也能说明这个杠杆原理。）

发现二：当平衡尺平衡时，哪些情况下右侧的钩码少于左侧？哪些情况左右钩码数相等、哪些情况下右侧的钩码多于左侧？

当右侧钩码与支点距离大于左侧钩码与支点距离时，右侧钩码少一些，则省力；

当右侧钩码与支点距离等于左侧钩码与支点距离时，左右钩码数相等，则不省力不费力；

当右侧钩码与支点距离小于左侧钩码与支点距离时，右侧钩码多一些，则费力。

（5）小结：平衡尺其实就是一根平衡状态下的杠杆，左侧的钩码就是重物，与平衡尺的接触点就是阻力点，0刻度处是支点，右侧钩码处就是施力点，当施力点到支点距离大于阻力点到支点距离则省力，反之则费力。

[设计意图]平衡尺其实是平衡状态下的杠杆，是研究杠杆原理的模型。借助平衡尺来做平衡实验，并通过对比探究，帮助学生有效地建立起对杠杆原理的认识，从中发现杠杆省力的奥秘。

（三）了解杠杆在生活中的应用

1.生活中这样的杠杆类工具其实很多，（出示图片）你能判断出哪些是省力的？哪些是费力的？为什么？

扫帚（费力杠杆）；开罐螺丝刀（省力杠杆）；镊子（费力杠杆）

比较花剪（省力杠杆）和理发剪刀（费力杠杆）外形有何不同？分别起着怎样的作用？

2.费力杠杆在生活中也发挥着它的作用，你还知道哪些省力的杠杆或者费力的杠杆？

3.（出示跷跷板图片）你一定和爸爸妈妈一起玩过跷跷板，小时候也常常因为撬不动爸爸妈妈而生气烦恼，学习了本课的知识，你现在能帮助小朋友撬起他的爸爸吗？说说你的理由。

[意图解析:科学发现源于生活，最终也应用于生活。利用所学的杠杆知识来分析判断生活的中杠杆现象，并解决杠杆问题，可以促进学生运用知识的能力。不过生活中的杠杆很多是变形的杠杆，需要引导学生分析杠杆的三个点从而做出正确思维判断。

（四）动手做一杆小秤

1.（出示杆秤图片）同学们见过这样的杆秤吗？它是用来称重的工具，在电子秤普及之前，它可是风靡一时，家喻户晓的称重工具。它有哪些部分组成的呢？（秤杆、秤盘、提纽、秤砣，秤杆上刻有秤星）

2.（教师演示杆秤的使用）你能说说杆秤和杠杆有什么样的联系吗？提纽与秤杆的接触点就是支点，秤盘线与秤杆的接触点是阻力点，秤砣线与秤杆的接触点时施力点，当施力点与支点距离大于阻力点与支点距离时，杆秤就是省力杠杆。

3.你想制作一杆这样的小秤吗？播放视频。

4.发放杆秤制作材料（预先完成秤盘和提纽的固定），按照图片模型和视频介绍完成秤星的标记，并尝试用自制的杆秤称重，体验杠杆原理。

[设计意图]让学生将习得的杠杆原理运用到实际生活中，通过亲自动手制作杆秤，体验中国传统用具的妙处，增进对杠杆的认识，体会创造产品、服务生活的快乐。本环节制作的是简易小秤，旨在体会杠杆原理的生活应用，如果要作为STEM项目来学习，建议用完整的一课时进行研究。

（五）阅读介绍“阿基米德与杠杆”的资料

1.阅读材料，说说你知道了什么？

2.阿基米德发明的投石器（出示投石器图片），是个什么杠杆呢？你能分析一下吗？

3.讨论：阿基米德说给他一个支点，他能撬动地球，你觉得有道理吗？

[设计意图]渗透科学史教育，让学生了解阿基米德在利用杠杆原理方面所作的贡献。并通过介绍阿基米德的名言：“假如给我一个支点，我就能推动地球。”凸显杠杆的价值，激发学生探索科学与技术的积极性。

【教学后记】