2025-2026学年纸杯翻翻乐教案

2025-2026学年纸杯翻翻乐教案课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容一、教学内容以2025版小学科学三年级上册“动手做”单元“有趣的简单结构”章节为核心，结合教材中“重心与平衡”“杠杆原理简单应用”知识点，设计纸杯翻翻乐制作与探究活动。内容包括：材料准备（纸杯2个、棉线1米、硬卡纸1张）、制作步骤（杯身对称打孔、连线固定、装饰平衡翼）、探究重点（观察翻翻乐翻转时的重心变化，感受杠杆省力作用，记录不同杯重对翻转效果的影响）。二、核心素养目标二、核心素养目标通过纸杯翻翻乐制作与探究，形成“重心位置影响物体平衡”的科学观念；在分析杯重与翻转效果关系中，培养比较、归纳的科学思维能力；经历设计、制作、测试、改进的实践过程，提升动手操作与实证探究能力；感受简单结构在生活中的应用，激发对科学设计与生活联系的思考。三、学习者分析三、学习者分析学生已掌握简单工具使用方法，了解常见材料特性（如纸杯轻便、棉线柔韧），对“平衡”有初步感性认识（如跷跷板两端轻重变化）。三年级学生好奇心强，对动手制作类活动兴趣浓厚，具备基本剪贴、打孔等动手能力，但精细动作操作尚不熟练，学习风格偏向直观形象，喜欢通过观察、尝试获取知识。制作中可能出现打孔位置不对称导致翻转不顺畅、杯重调整时难以控制变量（如重物添加位置）、对“重心与翻转效果”的抽象关系理解不足、实验记录不全面等困难。四、教学资源硬件资源：投影仪、实物展台、学生实验桌、剪刀、打孔器、透明胶带、小重物（如回形针）、实验记录单。

软件资源：PPT课件（含重心平衡原理示意图、制作步骤图示）、实验记录单电子版。

信息化资源：重心与平衡原理动画演示视频、纸杯翻翻乐翻转效果对比视频。

教学手段：小组合作探究、教师演示指导、实物观察与记录、成果展示与互评。五、教学过程设计（一）导入环节（5分钟）

教师手持纸杯翻翻乐成品，在讲台演示翻转现象：纸杯从斜面滚下后自动翻转180度站立。提问：“同学们，这个纸杯为什么会自己站起来？它和我们之前学的‘平衡’有什么关系？”学生观察并自由回答，教师引导回忆“跷跷板两端轻重变化”的生活经验，引出“重心位置影响平衡”的主题，板书课题“纸杯翻翻乐——探究重心与平衡”。

（二）讲授新课（15分钟）

1.知识讲解（5分钟）

教师播放重心与平衡原理动画：展示物体重心位置变化时，平衡状态的改变（如铅笔倒立、不倒翁原理）。提问：“如果纸杯的重心在支点下方，它会怎样？如果在支点上方呢？”学生思考后回答，教师总结“重心低于支点时稳定，高于支点时易翻转”。结合杠杆原理，用PPT图示说明纸杯翻转时，杯身相当于杠杆，棉线为支点，重物使杠杆转动。

2.制作指导（10分钟）

教师分步演示制作步骤，边操作边提问互动：①对称打孔：用打孔器在纸杯两侧相同高度打孔（提问“为什么要在同一高度？不对称会怎样？”学生回答“会导致倾斜，翻转不顺畅”）；②连线固定：将棉线穿过两孔并系紧（提问“棉线松紧对翻转有影响吗？”学生猜测“松了可能翻转无力”）；③添加重物：在杯底用胶带固定回形针（提问“重物加在杯底还是杯口？为什么？”学生讨论“杯底降低重心，更易翻转”）。教师强调“制作时要保持对称，这是平衡的关键”。

（三）巩固练习（20分钟）

1.小组制作（10分钟）

学生4人一组合作制作，发放材料包（纸杯2个、棉线1米、硬卡纸1张、回形针10个、剪刀、胶带）。教师巡回指导，重点关注：①打孔是否对称（用直尺辅助测量）；②棉线是否紧绷（提醒“过松会影响翻转力度”）；③重物数量是否合适（提示“先加2个回形针，测试后调整”）。针对学生“打孔偏斜”问题，引导“用铅笔先画标记再打孔”；对“重物脱落”问题，建议“用胶带多缠绕几圈”。

2.测试与改进（7分钟）

学生将纸杯放在斜面（课本倾斜30度）上测试翻转效果，记录“是否成功翻转”“翻转速度是否稳定”。小组讨论问题原因并改进：如“翻转不成功”→检查孔距是否过大（缩小孔距）；“翻转后倒下”→增加重物数量（加至4个回形针）。教师提问“你们调整了什么？为什么这样调整？”小组代表回答：“我们缩小了孔距，因为支点靠近重心，翻转更灵活。”

3.成果展示与讨论（3分钟）

小组代表展示作品，演示翻转过程，说明设计思路（如“我们在杯身加了硬卡纸平衡翼，让翻转更平稳”）。其他小组提问：“你们的翻转速度很快，是怎么做到的？”展示组回答：“我们减少了重物，让重心变化更明显。”教师引导总结“影响翻转效果的因素：孔距大小、重物数量、杯身对称性”。

（四）课堂总结（5分钟）

教师提问“通过今天的学习，你知道重心与翻转有什么关系？杠杆原理在生活中有哪些应用？”学生结合翻翻乐制作回答“重心低于支点时稳定，高于支点时翻转；如开瓶器、跷跷板都是杠杆原理”。教师强调“科学探究需要‘观察-制作-测试-改进’的过程，生活中很多玩具都藏着科学知识”。布置课后任务：观察家里或小区里的自动翻转玩具（如垃圾桶盖），分析其结构原理，下节课分享。六、知识点梳理1.重心的概念与特性

重心是物体各部分所受重力的等效作用点，三年级学生需通过具体现象理解：物体在重心位置受到的合力可视为一个集中力。纸杯的重心位置由杯身材料和内部重物决定，未加回形针时，纸杯重心位于杯身中部；添加杯底重物后，重心下移。重心位置直接影响物体的平衡状态：重心低于支点时，物体稳定（如不倒翁）；重心高于支点时，物体易翻转（如翻翻乐站立状态）。

2.重心与平衡的关系

平衡状态分为稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡。翻翻乐利用重心变化实现翻转：斜面滚动时，重心升高至支点上方（不稳定平衡），越过最高点后重心迅速降低至支点下方（稳定平衡），从而自动站立。实验中需观察：纸杯翻转成功的关键是重心能从支点上方顺利过渡到下方，若孔距过大或重物不足，重心无法有效变化，翻转失败。

3.杠杆原理的简单应用

杠杆是能绕固定点转动的硬棒，翻翻乐中杯身为杠杆，棉线与斜面的接触点为支点，杯身重物为动力，杯身自身重力为阻力。三年级学生需理解支点位置对杠杆作用的影响：支点靠近重心时，动力臂短，翻转灵活；支点远离重心时，动力臂长，翻转力度大但速度慢。制作中调整孔距（支点位置）可改变翻转效果，体现杠杆的省力或省距离特性。

4.材料特性与结构设计

纸杯：轻便、易打孔，但杯身较软，需通过硬卡纸平衡翼增强稳定性，防止翻转过程中倾斜。棉线：柔韧、抗拉，用于连接两杯形成支点，需保持紧绷以减少摩擦力，确保翻转顺畅。硬卡纸：硬挺、可塑，剪成平衡翼后增大杯身受力面积，使重心变化更平稳，避免翻转后倾倒。材料选择需结合功能需求：轻质材料减少整体重量，便于滚动；刚性结构保证形状稳定，不影响重心位置。

5.对称结构的重要性

对称结构是平衡的基础，翻翻乐需保证两侧打孔位置、孔距大小、重物数量完全对称。若孔位偏斜，会导致棉线支点不在重心正下方，翻转时产生侧向力，使纸杯偏离轨道或倾倒。实验中可用直尺测量打孔高度，用铅笔标记对称点，确保结构对称性，这是实现稳定翻转的前提条件。

6.变量控制与科学探究

探究影响翻转效果的因素时，需控制单一变量：

-孔距变量：固定重物数量（3个回形针），测试孔距2cm、3cm、4cm的翻转成功率，得出孔距3cm时效果最佳（支点位置合理）。

-重物变量：固定孔距3cm，测试重物1-5个的翻转情况，发现重物少于2个时重心变化不足，多于4个时滚动阻力大，翻转速度慢。

-结构变量：对比有无平衡翼的纸杯，发现平衡翼能减少翻转后的晃动，提高站立稳定性。

7.科学探究的全过程

翻翻乐制作完整经历“观察现象→提出问题→设计方案→动手制作→测试改进→得出结论”的科学探究流程：

-观察现象：教师演示纸杯翻转，学生观察“滚动→翻转→站立”的过程。

-提出问题：纸杯为什么会自动翻转？重心和支点如何影响结果？

-设计方案：小组讨论材料选择、打孔位置、重物数量等。

-动手制作：按步骤打孔、连线、加重物，确保结构对称。

-测试改进：斜面测试翻转效果，记录问题（如翻转不成功）并调整孔距或重物。

-得出结论：重心低于支点时稳定，高于支点时易翻转；支点位置和重物数量是关键影响因素。

8.生活中的科学应用

重心与杠杆原理广泛应用于生活：不倒翁通过底部重物降低重心实现稳定；垃圾桶盖利用杠杆原理实现自动关闭；跷跷板通过调节支点位置平衡体重。翻翻乐的设计原理与这些物品一致，体现了“科学源于生活，用于生活”的理念，引导学生关注日常用品中的科学结构。

9.实验记录与数据分析

学生需用实验记录单定量数据：记录不同孔距、重物数量下的“翻转成功率”“翻转时间”“站立稳定性”等指标。例如：孔距3cm、重物3个时，翻转成功率100%，平均翻转时间2秒，站立后晃动幅度小。通过数据分析，学生学会归纳“孔距适中、重物适量”的规律，培养数据处理能力。

10.安全与规范操作

制作过程中需注意安全：使用打孔器时握紧纸杯，避免戳伤；剪刀尖端朝外，防止划伤；重物用胶带固定牢固，防止脱落。实验规范：斜面角度统一用课本垫高30度，确保测试条件一致；小组分工明确（记录员、操作员、观察员），提高探究效率。七、教学反思与总结这节课下来，整体氛围挺活跃，学生动手制作的积极性很高，尤其是看到纸杯自己站起来时，那种兴奋劲儿让我觉得教学方向是对的。导入环节用实物演示翻翻乐翻转现象，一下子抓住了他们的注意力，结合之前学过的“跷跷板平衡”经验，自然引出重心主题，这个过渡还算顺畅。新课讲解时，重心与平衡的动画演示直观易懂，学生能很快理解“重心低就稳定，高就翻转”，但杠杆原理部分，部分学生对“支点、动力、阻力”的关系还是有点模糊，下次可能需要用更生活化的例子，比如跷跷板两边坐人时支点位置怎么影响起落。

小组制作时，大部分学生能按步骤完成，但打孔不对称的问题比较突出，有个组因为孔位偏了，怎么调整都翻不好，后来我用直尺现场演示标记方法，他们才明白对称的重要性。测试环节学生特别投入，小组讨论很热烈，能主动分析“为什么翻转不成功”，比如有的发现重物太少重心下移不够，有的觉得孔距太大翻转无力，这说明他们开始思考变量关系了。不过实验记录还是有点潦草，下次得设计更简单的记录表，让他们重点记“调整了什么，结果怎样”。

学生收获方面，知识上基本掌握了重心对平衡的影响，技能上提升了动手和合作能力，还有几个课后主动去观察家里的垃圾桶盖，说想看看是不是也用了杠杆原理，这种迁移应用让我挺欣慰的。不足的地方是时间有点紧，成果展示环节仓促了点，下次可以压缩制作时间，多留几分钟分享。另外，对动手能力弱的学生指导不够，下次得提前准备半成品材料包，帮他们降低难度，确保每个学生都能体验到成功的乐趣。八、教学评价课堂评价中，通过导入环节的提问“纸杯为什么会自己站起来”，观察学生对重心与平衡的联想能力；制作环节巡视时重点检查打孔对称性、棉线紧绷度和重物固定情况，对操作不规范的学生现场指导；测试环节要求小组记录“翻转成功率”和“调整参数”，随机抽取3组记录单分析变量控制能力。发现