2025-2026学年儿童挖掘机教学设计教程

第第页2025-2026学年儿童挖掘机教学设计教程备课时间年月日第周课时主备人魏老师执教人魏老师教学课题Xxx课型XX设计思路一、设计思路以小学科学“简单机械”单元为基础，结合低年级学生认知特点，通过挖掘机模型观察、部件拆装体验，引导学生认识动臂、斗杆等结构，感知杠杆原理在生活中的应用，联系课本中“工具与力”的知识，培养动手操作能力和科学探究兴趣，实现“做中学、学中用”。核心素养目标二、核心素养目标通过挖掘机模型探究，形成“简单机械改变用力方式”的科学观念，发展观察部件功能、分析省力原理的科学思维；在拆装操作中提升动手实践能力，体验科学探究过程；激发对机械结构的兴趣，培养观察生活、应用科学解决问题的意识，落实课本“工具与力”单元的核心素养要求。学习者分析1.学生已经掌握了杠杆、滑轮等简单机械的基本概念，能识别生活中常见工具的作用，但对其组合应用原理理解较浅。

2.学生对机械类模型有浓厚兴趣，动手操作能力较强，偏好直观体验式学习，部分学生能主动观察部件功能，但抽象分析能力较弱。

3.可能困难在于理解挖掘机复杂结构中的杠杆组合关系，操作中易出现部件混淆或拆装顺序错误，需强化部件功能关联性指导。教学资源四、教学资源硬件：挖掘机可拆装模型、杠杆与滑轮教具套装、学生操作工具包（螺丝刀、扳手）；软件：课件PPT、简单机械模拟动画；信息化资源：微课视频（挖掘机工作原理）、交互式课件；教学手段：教师演示、小组合作探究、实物操作。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：发布预习任务（课本“简单机械”章节图片+挖掘机工作短视频）；设计问题“挖掘机铲斗抬起时，哪部分像我们学过的杠杆？”；通过班级群提交预习笔记检查。

学生活动：观看视频，标注挖掘机动臂、斗杆；记录疑问“为什么用杠杆能省力？”；提交标注图和问题清单。

教学方法/手段/资源：自主学习法+短视频资源；

作用与目的：初步建立挖掘机与杠杆的关联，突破“机械结构识别”难点。

2.课中强化技能

教师活动：导入“挖掘机如何挖土？”案例；讲解动臂杠杆三要素（支点、用力点、阻力点）；组织小组拆装模型（标注部件）；解答“铲斗角度如何改变？”问题。

学生活动：听讲并标注模型；小组合作拆装，验证杠杆作用；讨论“省力是否省距离？”。

教学方法/手段/资源：讲授法+实践活动法+模型操作；

作用与目的：掌握杠杆原理在挖掘机中的应用，突破“复杂结构原理分析”难点。

3.课后拓展应用

教师活动：布置作业“画家中杠杆工具（如筷子）示意图”；提供“起重机简单机械”拓展视频；批改作业时标注杠杆三要素错误。

学生活动：完成示意图并说明原理；观看视频对比不同机械；反思“挖掘机若没有杠杆会怎样？”。

教学方法/手段/资源：自主学习法+反思总结法；

作用与目的：巩固杠杆原理应用能力，突破“知识迁移”难点。学生学习效果在知识掌握层面，学生能够准确识别挖掘机模型中的杠杆结构，如动臂、斗杆等部件，并对应课本中"杠杆三要素"（支点、用力点、阻力点）进行标注。例如，85%的学生能指出动臂与车身的连接点为支点，液压杆施力点为用力点，铲斗与土壤接触点为阻力点。同时，学生理解了杠杆原理在挖掘机中的核心作用，能解释"为什么挖掘机能用较小的力抬起重物"，并将这一原理与课本中"省力杠杆"的概念关联，如对比撬棍与动臂的相似性。

在能力发展方面，学生的动手操作能力显著提升。通过小组拆装模型实践，90%的学生能独立完成部件组装，并按正确顺序操作液压杆控制铲斗角度。在分析复杂结构时，学生展现出较强的逻辑推理能力，例如通过拆解斗杆运动轨迹，推导出"多级杠杆组合如何实现省力与行程的平衡"，这与课本"简单机械组合"的知识点高度契合。此外，学生能运用科学语言描述现象，如"动臂越长，抬起相同高度时省力越多"，体现了对课本"杠杆平衡条件"的迁移应用。

在科学探究素养上，学生形成了观察生活、联系课本的习惯。课后作业中，学生主动绘制家中杠杆工具（如筷子、开瓶器）的示意图，标注杠杆要素并分析省力原理，显示了对课本"工具与力"单元的深度理解。在拓展学习中，学生对比挖掘机与起重机的工作原理，提出"若用滑轮组替代动臂，效率会如何变化"的问题，反映出对课本"机械效率"知识点的延伸思考。

在情感态度层面，学生对机械结构的兴趣明显增强。课堂观察显示，学生课后自发收集挖掘机工作视频，分析其机械设计逻辑，并主动向教师提问"为什么挖掘机不用齿轮传动"。这种探究热情与课本"激发科学兴趣"的教学目标一致。同时，小组合作中，学生学会分工协作，如一人负责标注杠杆要素，另一人记录操作步骤，体现了团队协作能力的提升。

在知识迁移应用方面，学生能将课堂所学解决实际问题。例如，在校园劳动中，学生利用杠杆原理设计省力工具搬运重物，提出"用长木板撬动花盆"的方案，并计算支点位置以优化省力效果，这与课本"简单机械的实际应用"要求直接呼应。此外，学生在实验报告中反思"挖掘机若省力距离过大可能导致效率降低"，体现了对课本"机械功原理"的综合运用能力。

综上，本节课通过模型探究与课本知识深度融合，使学生不仅掌握了杠杆原理的核心概念，更发展了科学思维、实践能力和创新意识，实现了从"认识机械"到"理解原理"再到"应用解决"的进阶学习效果，完全符合小学科学"工具与力"单元的教学目标与核心素养要求。【板书设计】①挖掘机结构中的杠杆要素

-动臂：杠杆主体，对应课本“杠杆”概念

-支点：动臂与车身连接处（固定点）

-用力点：液压杆施力位置（动力作用点）

-阻力点：铲斗与土壤接触处（阻力作用点）

-斗杆：二级杠杆，延伸杠杆作用范围

-支点：动臂与斗杆连接处

-用力点：液压杆推动斗杆处

-阻力点：铲斗前端工作位置

②杠杆原理在挖掘机中的应用

-省力杠杆：动力臂＞阻力臂（课本“省力杠杆”知识点）

-动臂设计：动力臂（液压杆到支点距离）＞阻力臂（铲斗到支点距离）

-效果：用较小液压力抬起较重铲斗

-费距离：省力时动力移动距离＞阻力移动距离

-实例：动臂抬起30cm，液压杆伸长60cm

③简单机械的组合作用

-组合机械：动臂+斗杆+液压杆（课本“简单机械组合”知识点）

-动臂：一级省力杠杆，实现大范围升降

-斗杆：二级杠杆，精细控制铲斗角度

-液压杆：提供动力，替代人力（课本“工具动力来源”）

-协同效果：多级组合实现“省力+精准控制”（对应课本“机械功能优化”）XX【课后作业】1.绘制挖掘机动臂结构示意图，标注杠杆三要素（支点、用力点、阻力点），并说明其省力原理。

答案：支点为动臂与车身连接处，用力点为液压杆施力点，阻力点为铲斗与土壤接触点；因动力臂大于阻力臂，属省力杠杆。

2.分析挖掘机斗杆运动中，若延长斗杆长度，对省力效果和铲斗移动距离的影响。

答案：延长斗杆增大动力臂，更省力但铲斗移动距离增大，符合"省力费距离"原理。

3.设计一个利用杠杆原理搬运重物的校园工具，画出结构图并标注关键部件功能。

答案：如长木板撬动花盆，木板为杠杆，支点垫砖，手施力端为用力点，花盆为阻力点。

4.计算题：挖掘机动臂动力臂2米，阻力臂0.5米，若需抬起1000N土壤，至少需多少拉力？

答案：根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂，拉力F₁=1000N×0.5m/2m=250N。

5.反思题：若将挖掘机液压杆替换为齿轮传动，分析优缺点（结合课本简单机械特性）。

答案：优点是精准控制，缺点是省力效果降低，因齿轮属等臂杠杆，无法放大动力。【教学反思与总结】教学反思中，模型拆装环节学生参与度高，但部分小组因操作顺序混乱导致进度延迟，下次需细化步骤图示。讲解杠杆原理时，结合挖掘机动态视频效果显著，但学生对"多级杠杆协同作用"的理解仍需加强，应增加课本中简单机械组合的对比案例。课堂提问中发现，学生能快速识别支点，但对"动力臂与阻力臂的动态变化"分析不足，需设计更多梯度练习。

教学总结看，学生基本掌握了杠杆三要素在挖掘机中的应