《 杠杆的科学 》的教学设计

一、           教材内容分析

前置基础：学生在生活中都玩过跷跷板，甚至有部分同学还知道通过改变距离的方式轻松撬起爸爸妈妈。杠杆这个词在一些科普书籍、影视作品、工地……都会出现。而且孩子们知道用杠杆是为了省力。基于孩子对省力的理解，他们认为只要用的力气比物体的重量小就是省力。

后继地位：通过学习，孩子们发现使用杠杆并一定都会省力，有时使用工具是为了方便。这为后续预测轮轴、斜面、滑轮类工具的作用拓开了思路：使用它们有可能省力，有可能为了方便。知道了杠杆类工具形态各异，只要它具有三个点：支点、用力点、阻力点，它就属于杠杆类工具，缺少一个点都不能称之为杠杆，这为第三课《杠杆类工具的研究》奠定了基础。

二、     经历目标分析（经历目标与学科目标有机整合）

1.  已有经历分析：

知识经验：一根棍子下面垫一个小物体，用它来撬东西可以省力。有一小部分课外知识丰富的同学甚至也知道像撬棍一样的机械就是杠杆，但大部分同学因为没有进行过深入探究，对于杠杆结构以及杠杆原理的认识还是很浅层次，很模糊的。

生活经验：玩跷跷板时，有部分同学还知道通过改变距离的方式轻松撬起爸爸妈妈。杠杆这个词在一些科普书籍、影视作品、工地……都频繁出现。

学习方式：经过三年的科学学习，学生基本上已经会进行小组合作，会跟同桌，小组内交流自己的想法，在动手操作方面能按照老师的要求有序地进行，在时间充足时做到组内同学人人动手，动手能力强的小组能够自发在完成已有实验任务后进行自主探究。

 

2.  建构的经历目标分析

本课通过一个情景——想办法把很重的材料箱搬进实验室，由此引发一系列思考，孩子们会想出办法解决这个问题，而且也知道只要利用了撬棍就可以省力。那么为什么利用了撬棍就可以省力呢？由此展开杠杆的研究。杠杆到底有什么秘密呢？利用杠杆尺这一载体，可以帮助孩子建构杠杆省力和平衡的秘密。

 

3.

 

学习前经历

学习中

学习后应建构经历

亲历

玩过跷跷板，可以调节两人的位置使跷跷板平衡

杠杆尺两边物体重量不一样，会不平衡，只要调节物体的位置杠杆尺会平衡。

杠杆尺平衡原理：阻力点钩码数x阻力点到支点距离=用力点钩码数x用力点到支点距离

阅历

在书本上看过利用撬棍撬起大石头

利用撬棍把很重的科学材料箱搬进实验室

撬棍可以使我们轻松搬起较重的物品

听历

在影视作品中听过杠杆的介绍

对撬棍起作用的三个位置命名：支点、阻力点、用力点

像撬棍这样的一根硬棒，能围绕一个固定点转动，就称之为杠杆

 

三、用经历建构经历预案

建构过程要素

学习过程

载体设计

经历的应用和分析

再现经历

 

 

 

1.诱发

    出示任务：帮老师把材料箱搬进实验室。根据学生需要适时提供撬棍和支撑物。

2.建构：杠杆概念

    为什么用了撬棍，就能顺利完成任务，这是什么原因呢？

    认识杠杆：呈现撬棍撬大箱子的示意图，认识杠杆所具有的三个点。

    学生认识杠杆的三个点：用力点（力点）、阻力点（重点）、支点

    归纳：像撬棍一样的一根硬棒，能围绕一个固定点转动，通过用力点和阻力点起作用，这样的机械科学上有个名称，叫做杠杆。

    学生搬运很重的材料箱，发现很难完成任务，给他们提供材料后迅速解决问题。

学生对于撬棍并不陌生，但是却很少有机会使用。给学生创造机会使用，他们对于杠杆的省力一定有更加深刻的理解。同时也为后续杠杆研究提供了一个思维冲突点——杠杆并不都是省力的。

 

 

 

 

 

 

 

 

伴随经历

 

 

 

1．诱发：

出示之前学生用到的杠杆：看到这样一个杠杆，你有哪些想研究的问题？你还有哪些疑问？

学生提出问题：为什么用杠杆能把这么重的东西撬起来？支点在哪里这个杠杆才省力？这个杠杆到底最多能承受多少大的力量？

2．践行：

    出示杠杆尺：这是一把杠杆尺，用它可以帮助我们来研究杠杆的秘密。

了解杠杆尺结构。

    要求：左侧为阻力点，右侧为用力点，左侧和右侧均只能使用一个挂钩，六个钩码不一定每次都要全部使用，只要杠杆尺达到平衡就分别记录阻力点钩码数、用力点钩码数、距离

    示范挂两组：阻力点第二格挂两个钩码，用力点第二格挂一个钩码，这时数据能记录吗？阻力点第二格挂两个钩码，用力点第四格挂一个钩码，这时数据能记录吗？

引导学生看作业本第2页的表格，并把刚才的平衡数据记录下来。

杠杆没有平衡时数据无效；杠杆平衡，在表格中记下：2、2、1、4

 

3.思考

   这个杠杆省力了吗？

   没有，用力点代表我们使用的力气，阻力点代表物体的重力，使用的力气大于物体的重力，是费力的。

    是不是所有的杠杆都是省力的呢？

4.践行：杠杆的秘密

请你们利用杠杆尺继续研究杠杆的秘密同时思考当杠杆省力时，杠杆具有怎样的特点？当杠杆费力时，杠杆具有怎样的特点？当杠杆不省力不费力时，杠杆具有怎样的特点？

学生活动并分析数据。

汇报：用力点钩码数少于阻力点钩码数，杠杆省力；用力点钩码数多于阻力点钩码数，  杠杆费力；用力点钩码数等于阻力点钩码数，杠杆不省力不费力。（分层概念：用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离，杠杆省力；用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离，杠杆费力；用力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离，杠杆不省力不费力；）

4.建构：

    杠杆是否省力，可以比较用力点和阻力点的钩码数多少，也可以比较用力点到支点的距离与阻力点到支点距离的大小。

 

 

 

 

 

 

 

 

   杠杆尺就像一个跷跷板，虽然在课上没有明确说出，但很多孩子都会利用他们曾经玩跷跷板的经历去解决现有的问题。

   学生不断改变两边的钩码数调节杠杆尺的平衡。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    通过老师的示范规范了孩子的实验，同时四个数据的记录很容易记反，让他们在老师的指导下再记录一次，可以让他们更加关注表头。只有正确地数据才会有有效的分析。强调数据记录的重

要性。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    课堂时间有限，在前面老师示范的基础上，老师通过巡视，及时发现学生数据中可能存在的问题，为后面的汇报打下铺垫。同时学生们通过实验及分类整理，通过手与脑的配合，提升了孩子对杠杆的认识。

提升经历

 

 

 

1.诱发

    你发现杠杆平衡的秘密了吗？

大部分学生发现：阻力点钩码数x阻力点到支点距离=用力点钩码数x用力点到支点距离

2.思考

    如果左右挂钩不再限制只使用一个，你还能使杠杆尺平衡吗？你还能够找到它平衡的秘密吗？

3.课后践行

    分层教学：问题虽然在最后抛出，但是有些动作块的小组已经在老师的提示下利用杠杆尺进行了实践，并且找到了杠杆平衡的原理。

    在研究杠杆秘密时，其实有些孩子已经发现了杠杆平衡的秘密，在此基础上再适时提升，同时提出更高的挑战要求，会让孩子们对杠杆产生更加浓厚的兴趣。教师将实验材料放在指定位置，孩子们利用课前课后的时间再进行研究，使探究不仅仅局限于课中这短短的35分钟。