《杠杆的科学》教学设计
萧山区朝晖小学 金亚军
【教学目标】
科学概念:
1、杠杆有三个点:用力点、支点和阻力点。
2、用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时省力;
用力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离时不省力也不费力;
用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离时费力。
3、杠杆原理在生活中广泛使用,给人们的生活带来更多省力和方便。
过程与方法:
1、科学小游戏:提供一根金属撬棍和金属支点,由学生上台分别用食指按压撬棍两端,激发全体学生的探究热情。
2、学生用自己的文具摆一摆杠杆,揭示杠杆的三个基本点,引出杠杆尺的研究。
3、杠杆尺的探究实验:教师说明和演示杠杆尺的实验探究方法,学生进行杠杆尺实验探究并填写实验记录,最后进行杠杆尺实验的数据分析得出杠杆原理。
4、换位实验:数字化撬棍原理器的实验探究,分析数据,进一步理清杠杆原理。
5、找一找生活中杠杆类工具的杠杆原理。包括:井水抽水机、羊角榔头拔钉子。
情感态度价值观:
1、体会有效体验,认真实验,获取证据,用证据来检验推测的重要性。
2、体验科学探究的乐趣,在科学学习中尊重他人意见,敢于提出不同见解,乐于合作与交流。
3、体会科技提升生活质量,热爱科技创新的科学意识。
【教学重难点】
教学重点:通过实验,体会和理解杠杆原理,找出生活中的杠杆原理。
教学难点:用实验探究的方法理解杠杆原理。
【教学准备】
△ 学生实验:
1、游戏实验材料:一根金属棒、一个金属支点。
2、学生分组实验材料:每组准备杠杆尺(机械实验盒)、两盒砝码。
3、学生实验材料:数字化撬棍原理器(教师自制教具)
△ 教师演示实验:井水抽水机视频演示和照片(多媒体),羊角榔头拔钉子(实验演示)。
【教学过程】
一、游戏激趣导入:
1、教师:“同学们,今天老师在讲台上放了两件物品,它们是一根金属棒和一个金属块,我们要进行一次课堂游戏。游戏规则是这样的:由老师将金属棒放到金属块上,然后请一位男生和一位女生各自上台用食指用力按金属棒两端,看谁能获胜?”
2、学生上台操作,结果男生以失败告终。
3、教师:“感谢两位同学的上台,但是奇怪的是男生会失败,不过今天我们的目的不是为了获得输赢,我们要探究的是为什么会产生这样的结果?”
学生会说出铁棒两端长度不一样,是铁棒和金属块在作怪,老师顺势导出:像铁棒这样的物品在科学的殿堂里叫做杠杆,今天我们就要来探究杠杆的科学。(教师板书:杠杆的科学)
4、老师板书板画,和学生一起探讨杠杆的三个基本点。
二、学生摆一摆杠杆,引出杠杆尺的研究。
1、教师:“同学们,通过刚才的学习我们已经知道了杠杆的基本结构,如果老师要求你们用最简易的方法摆一个杠杆你们能够做到吗?大家试一试!”学生用文具摆出各种杠杆。
2、教师:“今天我们如果要通过实验来探究,大家有没有好的实验方法?”学生会说出一些方法后,教师利用课件导出杠杆尺的研究。
三、杠杆尺的实验探究:
1、教师说明和演示杠杆尺的实验探究方法。教师导出今天我们将用杠杆尺来研究杠杆的原理,介绍学生小组中的杠杆尺的基本结构。确定杠杆尺的中间关节为支点,左端为阻力点挂点,右端为用力点挂点。左侧挂点分别是左1、左2、左3、左4,右侧挂点分别是右1、右2、右3、右4。
实验方法:在杠杆尺的左右两端各选择一个挂点,分别挂上不同多少的砝码,最后达到杠杆尺的平衡,看哪一组最先完成6种平衡效果?实验数据及时记录到实验表格中后,小组合作整理你们的发现,看哪一组发现最多?注意1:每组组长上台登记一种平衡效果,不能重复!注意2:钩码数相同的只能填写一种。
2、学生进行杠杆尺实验探究,小组合作填写实验记录,教师进行分组指导。
杠杆尺探究实验记录表 |
左边(阻力点)情况 |
右边(用力点)情况 |
钩码数(个) |
阻力点到支点
的距离(格) |
钩码数(个) |
用力点到支点
的距离(格) |
( )个 |
左( )格 |
( )个 |
右( )格 |
( )个 |
左( )格 |
( )个 |
右( )格 |
( )个 |
左( )格 |
( )个 |
右( )格 |
( )个 |
左( )格 |
( )个 |
右( )格 |
( )个 |
左( )格 |
( )个 |
右( )格 |
( )个 |
左( )格 |
( )个 |
右( )格 |
我们的发现1:
用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时 力;
用力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离时 力;
用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离时 力。 |
我们的发现2: |
我们的发现3:
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3、进行杠杆尺实验的数据分析得出杠杆原理。
学生实验结束后,师生一起分析实验记录表。教师将实验表格复制成两份,然后师生进行逐份分析。主要过程包括数据分类和逐类分析,分析得出实验结论。同时结合学生的实验汇报进行相应分析。
四、换位实验:
1、教师引导:同学们,刚才通过对杠杆尺的探究,我们发现了杠杆原理。但是实验有很多方法,方法多了就更加有利于我们去发现更多原理,今天老师带来了理解杠杆原理更加直接的实验教具——数字化撬棍原理器。
2、教师简要介绍教具的设计原理。
3、 在学生杠杆尺实验的同时,请个别小组进行数字化撬棍原理器的实验。
4、老师个别指导小组人员进行数据的收集,并由学生及时记录数字化撬棍原理器实验数据记录单。
5、交流实验成果,完成数据分析,得出实验结果,进一步明晰杠杆原理的理解。
五、找一找生活中杠杆类工具的杠杆原理。包括:井水抽水机、羊角榔头拔钉子。
1、探究井水抽水机:用多媒体放井水抽水机的操作视频,同时提出要求学生找一找井水抽水机工作原理,同时教师用简笔画画在黑板上。
观看后,教师由学生上台找一找井水抽水机的三个杠杆基本点。
接着老师又接着提问:“如果要你去抽水,你的手握在手柄哪一部位最省力?为什么?”
2、探究羊角榔头拔钉子:教师出示一段木料,然后老师用榔头将铁钉钉到木料上。接着老师提问:“谁能用手将铁钉拔出?”同学们纷纷表示不能。
老师又问:“那老师给你一个工具——羊角榔头,你能将铁钉拔出来吧?”此时,如果学生能就由学生亲自拔,如果学生不能就有老师进行现场演示。
接着,再次提问:“羊角榔头拔铁钉是根据什么原理实现的?同学们不妨讨论一下!”
学生讨论的同时,教师用简笔画将榔头拔铁钉画到黑板上,再有学生上台找一找三个杠杆基本点,并将杠杆部分用彩色笔勾勒。
问:从抽水机、羊角榔头的杠杆原理来看,你发现杠杆不一定要直的,也可以是弯的。
六、拓展延伸:
趣味思考:在两千多年前的古希腊,又一位科学家叫阿基米德,他是一位大科学家。他对杠杆原理有很深的研究,他曾经向国王夸口说:“只要宇宙中给我一个支点,我能用一根长长的棍子把地球撬起来。”你们觉利用杠杆原理是否能够实现?现实又真的能实现吗?
趣味拓展:老师的设想,假如我们有一根无比坚硬的铅笔和一个无比坚硬橡皮,它又能撬起多重的物体呢?
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