4.13《撬重物的窍门》教学设计

教学内容《撬重物的窍门》课时2课时预计上课时间教学理念本课以2022版科学课程标准为指导，聚焦“科学观念、科学思维、探究实践、态度责任”四大核心素养。通过桔槔取水情境导入，引导学生观察杠杆结构；借助平衡尺实验探究杠杆平衡条件，培养数据分析与推理能力；结合生活工具分类和杆秤制作，深化知识应用；融入阿基米德典故，增强科学使命感。以“做中学”为主线，将物理原理与生活实践紧密结合，全面提升学生科学素养。教材分析本节课为该单元的第一节，以“撬动重物”的问题为引导展开本节课，这一问题的设计既联系学生的生活实际，又能以此为依据展开“杠杆”这一简单机械的学习。本节课可分为两个课时，本节课将围绕前三部分内容进行第一课时的学习，让学生认识杠杆，并通过平衡尺了解杠杆的类型，最终达到能分析生活实际的目的。学情分析对于学生而言，他们对机械的认识基本上集中于一些大型的机器，而生活中的门把手、撬棍等他们并不认为是机械。在低段的学习中，他们虽然已经了解了一些工具在生活中各个场合使用的方法，但是不知道其中的原理。尤其是对生活中的现象背后的原因缺少认知和思考能力。本单元的内容是对低年级学习内容的深化。本节课作为简单机械的第一节，除了注重杠杆相关知识的学习以外，更重要的是要培养学生研究简单机械的思路和方法，提高其科学素养和能力。教学目标1.认识杠杆的结构，能区分省力杠杆和费力杠杆，了解杠杆省力的原因。2.利用平衡尺建构杠杆模型，通过分析数据，抽象概括出平衡尺平衡的秘诀，总结出杠杆省力的原因，并能结合模型分析解释生活中的杠杆。3.学会根据猜想进行探究实验，能从实验现象与数据中分析推理出杠杆省力的原因是动力臂大于阻力臂。4.学会与他人合作交流，能基于证据和逻辑发表自己的观点，乐于探究，严谨求实。教学重点用平衡尺研究杠杆。教学难点将平衡尺的秘密与用杠杆撬起重物建立对应关系。教学方法与策略教法：讲授法、演示法学法：实验探究法、小组合作法教学评价教师评价、学生自评、生生互评教学资源与工具教师材料：ppt和视频图片材料。学生材料：平衡尺、钩码、杆秤制作材料。教学过程教学步骤学生活动教师活动设计意图任务（一）：情境导入激发兴趣学生观看桔槔取水。学生思考后回答：一根木棒、支点、动力、阻力学生尝试取水，发现两种省力方式:第一种，动力点在木棒最尾端。第二种，支点向阻力点移动。古代劳动人民发明创造了很多农耕工具，今天我们来认识一种叫“桔槔”的取水工具。教师模拟桔槔原理试一试取水。提问：桔槔上主要由哪些结构和元素构成？学生用桔槔试一试，怎样更省力？引出课题《撬重物的窍门》通过桔槔取水的历史背景，联系生活实际，激发探究兴趣。引导学生初步观察杠杆结构（支点、动力、阻力），建立感性认知。任务（二）：探究实验发现规律1.认识平衡尺2.齐读实验步骤3.了解注意事项4.小组进行探究5.全班分享数据6.小组内讨论数据的规律7.发现平衡尺平衡的秘密动力臂越长，动力越小。杠杆分类：阻力臂＞动力臂，费力杠杆阻力臂＝动力臂，等力杠杆阻力臂＜动力臂，省力杠杆3.第一种，动力点在木棒最尾端。第二种，支点向阻力点移动。内容的歌词过渡：我们今天选择杠杆的模型—平衡尺来进行研究。探究一：平衡尺在什么情况下能够保持平衡？认识平衡尺支点刻度螺母明确：哪高向哪移动。即右边高了就让平衡螺母向右移，动左边高了就让平衡螺母向左移动。实验步骤（1）调节平衡尺，使其在水平位置平衡。（2）在支点左侧10厘米处挂两个相同的钩码。（3）分别在支点右侧5厘米、10厘米、20厘米处挂钩码，观察需要多少个钩码才能使平衡尺平衡。注意事项使用平衡尺前先调平衡。探究实验，记录数据汇报数据发现数学规律认识阻力臂与动力臂平衡尺平衡的秘密：阻力x阻力臂=动力x动力臂过渡：我们现在将左边的钩码翘起来了，并找到了平衡的秘诀，那这与省不省力有什么关系？我们继续来观察这些数据。探究二：杠杆省力的秘密提问1：数据还有什么规律？通过阻力臂和动力臂来分析一下杠杆的特征。提问2:想让杠杆省力，有什么办法？通过平衡尺实验，让学生自主发现杠杆平衡条件，培养实验探究能力。在数据分析环节渗透科学思维，理解“省力”与力臂的关系。任务（三）拓展提升应用实际1.扫地-费力杠杆筷子-费力杠杆园艺剪刀-省力杠杆撬罐头-省力杠杆2.学生说一说分析这些工具分别是哪种杠杆？2.生活中还有哪些地方应用了杠杆？结合生活工具（剪刀、撬棍）分类，深化杠杆原理的应用。-通过跷跷板案例分析，引导学生用科学知识解决实际问题。任务（四）归纳总结课后实践学生说一说师：今天我们认识了杠杆，也明白杠杆在生活中因用途不同分为了三类，有费力杠杆、等力杠杆和省力杠杆。请你再课后至少找到三种杠杆的应用，并思考一个问题：阿基米德曾说，给他一个支点，他将撬动整个地球。你认为能实现吗？课后思考一下。梳理杠杆分类（省力/费力/等力），构建系统化知识框