《制造平衡》教学设计

《制造平衡》教学设计许昌市文化街小学周安军【教学内容】本节课是义务教育课程标准实验教科书大象版小学《科学》四年级下册第五单元《生活中的机械》的第二课《制造平衡》。【学习目标】1、知识与能力：认识杠杆尺及支架、钩码等实验器材，了解杠杆尺各重要组成部分。认知平衡，能准确判断平衡状态和不平衡状态。2、过程与方法：探究杠杆尺平衡的条件，并准确记录实验数据。根据探究过程和记录的实验数据，分析、归纳出杠杆尺平衡的规律。3、情感态度与价值观：联系生活，说说自己知道的平衡实例。运用所学的知识解决相应问题。教学重点：能有目的地用杠杆做简单的观察实验，并做实验记录。教学难点：分析、整理数据，发现等臂、不等臂平衡的条件。【教材分析】《制造平衡》是综合探究单元，二级目标是“能用实验器材做简单的观察实验，并做实验记录。”本节课是在《机械是什么》这一整体感知机械的基础上，具体感知杠杆的平衡。本课的目的不仅是利用杠杆研究发现等臂平衡和不等臂平衡的条件，还为《我能撬起地球》中杠杆省力的实验研究做了有效的铺垫。【学生分析】平衡现象对于四年级的学生来说并不陌生，但学生很少对其进行过理性分析，他们更多的是感性的生活经验，而未曾上升到科学层面。【教学准备】杠杆尺及支架、钩码、科学实验记录表、多媒体课件等。【教学过程】一、1情境导入同学们，你们玩过翘翘板吗？你能给大家说说怎么个玩法吗？（出示视频）因为两只猴子能够在跷跷板两端保持平衡，所以它们才能玩得尽兴。（出示视频）谁能说说怎么让它们也玩得开心呢?2、游戏：尺子能不掉下去吗？同学们，下面我们再玩个游戏，好吗？（出示游戏规则）拿出一把尺子，伸出一根手指，你能让尺子平放在手指上，不掉下来吗？（老师演示）成功了。此时，尺子与手指构成了一种平衡的状态。那么，我们是怎样做到的呢？保持平衡，手指充当了支点，尺子两端距离手指的长度相等。在此基础上，如果我们在尺子的一端放上一块橡皮或硬币，尺子还能保持平衡吗？橡皮这端太重了，可能会掉下来。如果想保持平衡，必须移动尺子的位置，使手指距重物一端的距离小于手指与尺子另一端的距离，这样尺子才不会掉下来。（老师演示）你做到了吗?让尺子再次保持平衡，你们都做到了吗？今天，我们将利用手中的实验材料也来制造平衡，好吗？（板书：制造平衡）二、猜想假设，实验探究（一）认识实验器材，了解杠杆尺和钩码的用法。同学们请看杠杆尺，它是一种简单的杠杆，由杠杆尺和支架、底座组成。现在杠杆尺平衡了吗？请利用杠杆尺两端的调节螺母，把它调整到平衡状态。你做到了吗？学生展示，老师巡视评价指导。仔细观察杠杆尺，说说杠杆尺有什么特点？(学生发言：有一个一个的格子，每个格子之间的距离是相等的；杠杆尺左右两边下面分别有6个孔，是用来挂钩码的，孔与孔之间的距离是相等的。）（出示视频）学生观看视频，听老师介绍杠杆尺的特点。这是我们今天实验课上要用的钩码，实验时将钩码挂在杠杆尺的小孔处，用来探究平衡。（二）使用杠杆尺，实验探究等臂平衡实验（板书）（1）提问：我首先在杠杆尺左边第一格处挂1个钩码，大家认真观察会有什么现象发生？还平衡吗？（左边沉下去了)同学们想一想，在右边第一格处挂几个钩码才能使杠杆尺平衡呢？教师做相应演示（杠杆尺处于不平衡状态）学生猜测结果：看到这里，你有什么猜想呢?你想怎样做呢？其他同学和他一样吗？指导学生对实验数据进行记录：请看挑战一（出示实验数据记录表）教师向学生简单介绍记录表的各部分组成及其内容实质；学生先猜想，然后按表格内容要求做平衡实验......老师巡视指导，督促学生作好记录，问是怎么想的，为什么平衡？两边比较，两边钩码不一样多时会怎样？两边钩码一样多时会怎样？（3）小组汇报记录结果（出示实验数据记录表）。其他小组的实验数据记录结果和他们一样吗？老师演示验证，分析概括。你的发现是什么呢？......从每组平衡实验数据记录可以看到，天平尺两边的钩码数一样，距离支点的格数也一样。这样的平衡就是等臂平衡，这样的杠杆叫做等臂杠杆。教师引导学生小结：两边的重量一样，到支点的距离一样，就会平衡。（课件显示）不等臂平衡实验（板书）（1）提问：同学们，我们再来看，将2个钩码固定挂在左边第二格处，除了在右边对应位置挂相同数量钩码外，我们还可以在哪一个位置悬挂钩码使它平衡呢？教师做相应演示（杠杆尺处于不平衡状态）。请看挑战二（出示实验数据记录表）。（2）学生猜测结果。你的发现是什么呢？看到这里，你有什么猜想呢?你想怎样做呢？（3）学生分组进行探究活动......教师巡视指导，观察学生探究情况，提醒学生及时做数据记录。（4）小组汇报记录结果（出示实验数据记录表）。针对学生估计：可能探究出以下情况：1、右一格处挂4个；2、右4格处挂1个。其他小组的实验数据记录结果和他们一样吗？老师演示验证，分析概括。你的发现是什么呢？......从每组平衡实验数据记录可以看到，天平尺两边的钩码数不一样，距离支点的格数也不一样。这样的平衡就是不等臂平衡，这样的杠杆也叫做不等臂杠杆。引导学生小结：两边的重量不一样，到支点的距离不一样，也可以平衡。重的离支点近，轻的离支点远。（课件展示）三、分析数据，总结结论同学们，通过刚才的实验探究，对于杠杆尺的平衡我们有了初步的认识，那么杠杆尺的平衡有没有什么规律呢？下面就请同学们对这些实验数据进行分析，看你能不能发现什么规律？学生讨论、发言......老师帮助分析、概括。（我们总共获得了5组实验平衡数据，请你观察一下这5组数据，你能找到平衡的规律吗？老师给一个小提示：我们可以这样来划分，“左边的格数和钩码数”和“右边的格数和钩码数”有什么关系呢?再给一个小提示：你可以运用数学的运算规律来算一算，比如加法或者乘法，看看能不能发现什么规律。我们是不是能用左边的数据相加等于右边的数据相加呢？验证一下......看第四、五组数据:看来两边数据相加，不是我们要找的平衡规律。再想一想，两边相乘呢？......我们从这几组数据中找到的平衡规律是左边的格数乘以钩码数等于右边的格数乘以钩码数。）教师引导学生对实验数据进行分析、研究、讨论，探寻杠杆尺平衡的规律。（出示课件）杠杆平衡规律：格数×钩码数=格数×钩码数（左边）（右边）那么这个规律是不是咱们要找的平衡规律呢？我们需要检验一下。如何检验，咱们出个题，（出示课件）比如说，老师在左边的第6格挂两个钩码，那么在右边的第4格挂几个钩码呢？咱们来运算一下，左边6×2=12，右边4×几=12呢？咱们来试一试是不是3个？老师演示验证。瞧，咱们的检验成功了。你也可以多做几组数据检验一下，看看咱们的平衡规律。四、活动拓展：谁能行来一次挑战!掌握了这样的的规律之后，你能不能运用呢？（出示实验数据记录表）在左边第三格挂2个钩码，你能找到多少种方法让杠杆尺平衡呢？运用咱们刚才学到的杠杆尺平衡规律，我们来运算一下。左边3x2=6，在右边是不是会出现这四种方法呢？3x2，1x6，2x3，6x1。好，我们来对数据进行一个检验。谁能说说怎么检验呢？......（比如说，左边3x2，在右边咱们来验证哪一组呢？左边第三格挂2个，比如在右边第6格挂一个，能不能平衡呢？.....瞧，咱们的数据是正确的。当然，其它三组数据，你也可以用同样的方法来检验。）学生以小组为单位进行探究。教师巡视指导，提醒学生检验后及时做记录。学生汇报，老师评价总结。（出示实验数据记录表）通过数据检验，我们找到了四种方法可以让杠杆尺平衡，验证了杠杆尺的平衡规律是正确的。五、联系生活，学以致用1、生活中，很多地方都能见到平衡，能举例说明吗？学生自由交流，如生活中的挑担，体育运动项目的平衡木，小朋友喜欢的跷跷板；还有如平衡电动车，杂技演员走钢丝，独