小学科学杠杆实验课程教学活动设计

小学科学杠杆实验课程教学活动设计一、课程背景与设计理念小学科学课程以培养学生科学素养为核心，强调通过探究式学习建构科学概念。杠杆作为简单机械的重要组成，蕴含“力的作用与平衡”的核心原理。本活动设计基于新课标“做中学、用中学”的理念，通过情境体验、实验探究、生活迁移三个维度，引导学生在动手实践中发现杠杆平衡规律，建立“结构—功能—应用”的科学认知逻辑。二、教学目标（一）知识与技能1.认识杠杆的基本结构（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂），能辨别生活中杠杆类工具；2.理解杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂），并能用其解释简单现象。（二）过程与方法1.通过“预测—实验—分析”的探究流程，提升科学探究能力；2.学会设计实验记录表，规范记录、分析实验数据，培养逻辑思维。（三）情感态度与价值观1.激发对机械原理的探究兴趣，体会科学与生活的联系；2.培养小组合作意识、严谨求实的科学态度，体验探究成功的喜悦。三、教学准备1.实验器材：杠杆尺（带支架、刻度清晰）、相同质量钩码（若干）、平衡螺母（部分杠杆尺配备）、镊子（取钩码用）；2.辅助材料：多媒体课件（含杠杆应用视频、实验操作微课）、实验记录表（附后）、生活杠杆工具实物（如镊子、剪刀、羊角锤）；3.安全提示：钩码轻拿轻放，避免掉落砸伤；实验后及时整理器材，保持桌面整洁。四、教学过程（40分钟）（一）情境启思：杠杆在哪里？（5分钟）活动1：生活现象观察播放“小朋友玩跷跷板”“工人用撬棍撬石头”的视频片段，提问：“这些工具（跷跷板、撬棍）有什么共同特点？如果想让跷跷板平衡，两边的人需要怎么调整？”引导学生发现“支点”“力的作用”“平衡需求”的核心要素，顺势引出“杠杆”概念。活动2：概念初建构结合实物（如羊角锤），板书标注杠杆的三要素：支点（杠杆绕着转动的点，如跷跷板的支架、撬棍的支撑点）、动力（使杠杆转动的力，如人压跷跷板的力）、阻力（阻碍杠杆转动的力，如石头对撬棍的压力）。通过“找一找”游戏，让学生在镊子、剪刀等工具上标记支点、动力点、阻力点，初步感知杠杆结构。（二）探究建构：杠杆怎么平衡？（20分钟）环节1：猜想与假设出示杠杆尺（已调平，支点在中点），提问：“如果在杠杆尺左侧第2格挂2个钩码，右侧怎样挂才能让杠杆平衡？”鼓励学生大胆猜想（如“右侧第2格挂2个”“第4格挂1个”），并说明理由（如“两边重量一样”“距离支点远的挂得少”）。环节2：实验探究实验规则：1.小组分工：1人操作杠杆尺，2人挂取钩码，1人记录数据；2.操作要求：先在左侧固定位置（如第3格）挂不同数量钩码，右侧尝试不同格数、不同数量钩码，使杠杆水平平衡；3.数据记录：将“左侧钩码数、左侧格数、右侧钩码数、右侧格数”填入实验表（表1），至少完成3组有效实验。*表1：杠杆平衡实验记录表*实验次数左侧钩码数（个）左侧格数（格）右侧钩码数（个）右侧格数（格）我的发现（算式）------------------------------------------------------------------------------------------------123教师引导：巡视中提示学生“格数代表力臂长度”，引导观察“钩码数×格数”的乘积关系，如“2个×3格=3个×2格”，初步发现平衡规律。环节3：结论推导小组汇报实验数据，全班共同分析：“哪些组的实验符合‘左侧钩码数×左侧格数=右侧钩码数×右侧格数’？这个规律能解释所有平衡现象吗？”结合反例（如“3个×2格≠2个×2格”），验证“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的杠杆平衡条件，明确“力臂是支点到力的作用线的垂直距离”（结合课件动画辅助理解）。（三）实践拓展：杠杆怎么用？（10分钟）活动1：杠杆类型辨析出示三类杠杆工具（镊子、剪刀、羊角锤），小组讨论：“它们的支点、动力臂、阻力臂有什么特点？使用时是省力还是费力？”引导学生根据“动力臂与阻力臂的长短关系”分类：省力杠杆（动力臂＞阻力臂，如羊角锤）；费力杠杆（动力臂＜阻力臂，如镊子）；等臂杠杆（动力臂=阻力臂，如天平）。活动2：生活挑战任务创设情境：“班级要搬运重物（模拟物：装满书的箱子），但没有撬棍，如何用课桌（模拟支点）、扫帚（模拟杠杆）设计省力方案？”小组合作设计并演示，用杠杆平衡条件解释“为什么把箱子放近支点、人在远端用力更省力”，深化原理应用。（四）总结升华：杠杆的秘密（5分钟）活动1：知识梳理引导学生用思维导图回顾“杠杆结构—平衡条件—应用类型”，教师补充：“杠杆原理早在2000多年前被阿基米德发现，他说‘给我一个支点，我能撬动地球’，这体现了科学原理的巨大力量！”活动2：课后延伸布置实践任务：“寻找家里的3种杠杆工具，分析其类型和原理，用照片+文字的形式记录，下节课分享。”五、教学评价设计（一）过程性评价实验操作：观察学生是否能规范挂取钩码、调整杠杆平衡，记录数据是否真实；小组合作：评价分工合理性、交流有效性（如是否倾听他人意见、提出建设性建议）。（二）成果性评价实验报告：分析数据是否准确，结论推导是否符合逻辑；应用任务：评价生活工具辨析的准确性、挑战任务设计的创新性（如是否灵活运用杠杆原理）。（三）学生自评与互评通过“科学探究星”评价表（表2），学生自评实验表现，小组互评合作能力，教师综合反馈。*表2：科学探究星评价表（示例）*评价维度自评（☆）互评（☆）教师评（☆）---------------------------------------------------实验操作规范数据记录真实小组合作积极原理应用灵活六、教学反思与改进1.难点突破：学生对“力臂是垂直距离”的理解易模糊，可在实验前用激光笔模拟“力的作用线”，直观展示力臂测量方法；2.分层指导：对操作能力弱的小组，可提供“阶梯式任务卡”（如先固定一侧钩码数，只调整另一侧格数）；3.拓展深度：可增加“不等臂杠杆（支点非中点）”的探究，延伸理解杠杆原理的普适性。附：实验记录表（简化版）左侧