趣味科学平衡现象教学活动方案

趣味科学平衡现象教学活动方案一、活动背景与设计理念平衡现象贯穿自然与生活的角角落落——高空走钢丝的惊险姿态、古建筑“不倒”的力学智慧、天平的精准称量、不倒翁的俏皮摆动……平衡既是物理世界的基本规律，也是培养学生科学思维的绝佳载体。小学中高年级学生正处于具象思维向抽象思维过渡的阶段，通过趣味化、生活化的探究活动，能帮助他们在动手实践中感知“平衡”的核心要素（如重心、力臂、力矩等），建立“现象—假设—验证—结论”的科学探究逻辑，同时激发对科学现象的好奇心与探索欲。二、活动目标（一）知识目标1.感知“平衡”的两种核心类型：静态平衡（如天平、不倒翁）与动态平衡（如走钢丝、旋转陀螺）；2.初步理解平衡的关键条件：物体重心的位置、作用力与力臂的乘积（力矩）关系。（二）能力目标1.通过观察、实验、记录，提升科学观察能力与数据整理能力；2.能基于实验现象提出假设（如“硬币数量越多，离支点越近？”），并通过控制变量法验证假设，培养逻辑推理能力。（三）情感目标1.体验科学探究的乐趣，破除“物理枯燥”的刻板印象；2.感受科学与生活的紧密联系，培养“用科学视角解释生活现象”的意识。三、活动准备（一）材料准备（每组学生配备）基础实验材料：木质直尺（或塑料杆）1根、圆柱形铅笔（作支点）1支、一元硬币（或螺母）10枚、长方形硬卡片（如银行卡）1张、橡皮泥（不同颜色）若干；趣味探究材料：平衡鸟（或自制平衡鹰）1个、不倒翁（可拆卸底部）2个、自制简易天平（吸管+纸杯+支点）1套；记录工具：实验记录单（含“实验步骤—现象—我的发现”三栏）、彩色笔、A4纸。（二）环境与资源准备多媒体设备：播放“高空走钢丝”“埃菲尔铁塔结构”等视频片段；安全提示：提前强调“轻拿轻放材料”“避免将小物件放入口中”等规则。四、活动流程（总时长：45分钟）（一）情境导入：从“生活疑惑”到“科学问题”（5分钟）1.现象呈现：播放杂技演员走钢丝的视频（或展示不倒翁实物），提问：“为什么演员能在细钢丝上站稳？不倒翁怎么推都不会倒？这里藏着什么科学秘密？”2.概念聚焦：引导学生用“平衡”描述现象，明确本次探究主题——“找一找，生活中的平衡密码”。（二）分层探究：从“玩中学”到“悟规律”（30分钟）实验1：杠杆的“平衡游戏”——力与距离的秘密操作步骤：①将直尺放在铅笔（支点）上，调整位置使直尺水平平衡（感知“支点”的作用）；②在直尺左侧距支点5cm处放2枚硬币，尝试在右侧不同距离（3cm、5cm、8cm）处放硬币，使直尺重新平衡，记录“右侧硬币数”与“距离”；③改变左侧硬币数量（如3枚、4枚），重复实验，观察规律。引导问题：“当左侧硬币变多，右侧要怎么调整才能平衡？距离和数量有什么关联？”核心发现：学生将发现“硬币数量×距离”的乘积越接近，杠杆越容易平衡（初步感知“力矩”概念）。实验2：平衡鸟的“魔法重心”——隐藏的平衡术操作步骤：①手持平衡鸟，观察它的姿态（鸟头下垂、鸟尾上翘），尝试用手指顶在鸟嘴、鸟身、鸟尾的位置，看是否能让它平衡；②用橡皮泥在鸟嘴处加重，观察平衡是否被打破；再将橡皮泥粘在鸟尾，看能否恢复平衡；③拆解平衡鸟（若为可拆卸款），发现其内部“重物”的位置，用硬卡片和橡皮泥模仿制作“平衡卡片”（将橡皮泥粘在卡片某点，使卡片能平衡在手指上）。引导问题：“平衡鸟的重心在哪里？为什么粘橡皮泥的位置会影响平衡？”核心发现：物体的重心越低、越靠近支点，越容易平衡（如平衡鸟的重心在鸟嘴下方，卡片的重心在橡皮泥粘贴处）。实验3：不倒翁的“倔强秘密”——结构与重心的博弈操作步骤：①玩不倒翁，观察：“无论怎么推，它都会回到直立状态，为什么？”；②拆开不倒翁（底部有开口），倒出内部的重物（如铅块、沙子），尝试推它，观察现象（容易倒）；③用橡皮泥和空蛋壳（或纸杯）自制不倒翁：将橡皮泥粘在蛋壳底部，调整位置，测试是否“推不倒”。引导问题：“内部重物的位置如何影响不倒翁的平衡？自制时怎么调整才能让它更‘倔强’？”核心发现：重心越低、支撑面越大，物体越稳定（不倒翁的重物在底部，使重心低于支点）。（三）深入探究：从“规律总结”到“跨学科联系”（5分钟）1.规律提炼：引导学生对比三个实验的发现，用自己的语言总结“平衡的关键”：杠杆平衡：力×力臂的平衡（力矩相等）；物体平衡：重心在支点正下方（或支撑面内），且重心越低越稳定。2.跨学科延伸：展示埃菲尔铁塔的图片，提问：“它又高又细，为什么不会倒？”（结合“重心低+结构对称”的原理）；播放体操运动员平衡木表演视频，分析“动态平衡”的技巧（调整重心、控制力矩）。（四）拓展延伸：从“课堂探究”到“生活实践”（5分钟）1.家庭任务：寻找家中的“平衡现象”（如台灯的底座、爸爸的钓鱼竿、妈妈的厨房秤），用本节课的知识解释其原理，拍照或画图记录；2.创意挑战：用吸管、绳子、螺母设计一个“悬挂平衡装置”（如风铃式平衡器），下节课展示。五、活动评价与反馈（一）过程性评价观察学生在实验中的参与度（是否主动尝试、提问）；查看实验记录单的完整性（现象描述是否清晰、发现是否合理）。（二）成果性评价展示自制的“平衡卡片”“不倒翁”，评价实用性+创意性；小组汇报“生活中的平衡现象解释”，评价逻辑清晰度+知识迁移能力。（三）反思性评价课后发放问卷：“本次活动中，你最感兴趣的实验是？你觉得平衡现象还能用来解决什么问题？”，收集学生的兴趣点与疑问，为后续教学优化提供依据。六、注意事项1.安全第一：小硬币、橡皮泥等材料需提醒学生“不入口、不抛洒”；拆解不倒翁时注意边缘锋利处；2.差异化指导：对能力较弱的学生，可提供“实验步骤提示卡”；对能力较强的学生，鼓励探索“非对称杠杆”（如左侧2枚硬币×5cm，右侧3枚硬币×？cm）的平衡；3.时间把控：三个实验各分配10分钟，预留5分钟总结与延