工具和機(jī)械

一、單元概述

二、單元教學(xué)目標(biāo)

一:、分課時(shí)教學(xué)建議（背景和目標(biāo)、教學(xué)準(zhǔn)備、教科書說明、教學(xué)建議）

第1課使用工具

第2課杠桿的科學(xué)

第3課杠桿類工具的研究

第4課輪軸的秘密

第5課定滑輪和動(dòng)滑輪

第6課滑輪組

第7課斜面的作用

第8課自行車上的簡(jiǎn)單機(jī)械

四、評(píng)價(jià)建議

五、參考資料

形狀與結(jié)構(gòu)

一、單元概述

二、單元教學(xué)目標(biāo)

三、分課時(shí)教學(xué)建議（背景利目標(biāo)、教學(xué)準(zhǔn)備、教科書說明、教學(xué)建議）

第1課抵抗彎曲

第2課形狀與抗彎曲能力

第3課拱形的力量

第4課找拱形

第5課做框架

第6課建高塔

第7課橋的形狀和結(jié)構(gòu)

第8課用紙?jiān)煲蛔皹颉?/p>

四、評(píng)價(jià)建議

五、參考資料

能量

一、單元概述

二、單元教學(xué)目標(biāo)

三、分課時(shí)教學(xué)建議（背景和目標(biāo)、教學(xué)準(zhǔn)備、教科書說明、教學(xué)建議）

第1課電和磁

第2課電磁鐵

第3課電磁鐵的磁力（一）

第4課電磁鐵的磁力（二）

第5課神奇的小電動(dòng)機(jī)

第6課電能和能量

第7課電能從哪里來

第8課能量與太陽

四、評(píng)價(jià)建議

五、參考資料

生物的多樣性

一、單元概述

二、單元教學(xué)目標(biāo)

三、分課時(shí)教學(xué)建議（背景和目標(biāo)、教學(xué)準(zhǔn)備、教科書說明、教學(xué)建議）

第1課校園生物大搜索

第2課校園生物分布圖

第3課多種多樣的植物

第4課種類繁多的動(dòng)物

第5課相貌各異的我們

第6課原來是相互關(guān)聯(lián)的

第7課誰選擇了它們

第8課生物多樣性的意義

四、評(píng)價(jià)建議

五、教學(xué)案例

六、參考資料

二、課時(shí)安排建議

修訂后的教科書每?jī)?cè)均安排了4個(gè)教學(xué)單元。3、4年級(jí)每個(gè)單元包含7個(gè)教學(xué)活動(dòng)，5、6年級(jí)為8個(gè)教學(xué)活動(dòng)。原則上每個(gè)教學(xué)活動(dòng)的

時(shí)間為1課時(shí)，這是根據(jù)目前全國(guó)絕大部分地區(qū)小學(xué)科學(xué)課中、高年級(jí)均為每周2課時(shí)的現(xiàn)狀安排的。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們也考慮到個(gè)別省份

科學(xué)課的開設(shè)H經(jīng)實(shí)現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此在活動(dòng)內(nèi)容的安排上保持了彈性。針對(duì)這樣的地區(qū)，我們建議在課時(shí)安排上可以采取下面

的辦法來解決：

（一）對(duì)典型的科學(xué)探究活動(dòng)展開充分的探究，不以1課時(shí)為限制。例如“比較水的多少”“總結(jié)我們的天氣觀察”等：

（二）加強(qiáng)單元后的總結(jié)性教學(xué)，幫助學(xué)生梳理概念、澄清觀點(diǎn)，開展單元性的評(píng)價(jià)活動(dòng)；

（三）實(shí)現(xiàn)教科書中已設(shè)計(jì)的拓展性活動(dòng)，或資料庫中的拓展性活動(dòng)。這些活動(dòng)對(duì)學(xué)生的發(fā)展是十分有意義的。如“小桿秤的制造”“設(shè)

計(jì)制作一個(gè)強(qiáng)磁力電磁鐵”等。為此每個(gè)單元安排3節(jié)左右的機(jī)動(dòng)課時(shí)是適宜的，也是可操作的。

本冊(cè)教科書的教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容概要

本冊(cè)內(nèi)容由“工具和機(jī)械”“形狀與結(jié)構(gòu)”“能量”和“生物的多樣性”四個(gè)單元組成。

在“工具和機(jī)械”單元里，學(xué)生要學(xué)習(xí)選擇使用工具并體會(huì)它們的作用，研究杠桿、輪軸、滑輪、斜面等簡(jiǎn)單機(jī)械和自行車上的簡(jiǎn)單機(jī)械。

通過研究認(rèn)識(shí)工具和機(jī)械的功能和特點(diǎn)。

在“形狀與結(jié)構(gòu)”單元里，學(xué)生要認(rèn)識(shí)身邊常見的梁、拱形、框架等形狀結(jié)構(gòu)，研究物體不容易倒的形狀特點(diǎn)，探究怎樣用紙做一座能承

重的橋。通過研究認(rèn)識(shí)不同的形狀和結(jié)構(gòu)承受力的特點(diǎn)不同，能滿足不同的需要。

在“能量”單元里，學(xué)生要制作和研究電磁鐵，探究玩具小電動(dòng)機(jī)怎么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，研討各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化。通過研究初步建立

起能量的概念，知道電可以生磁，能量可以相互轉(zhuǎn)化，了解太陽能的轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存。

在“生物的多樣性”單元里，學(xué)生耍調(diào)查校園里生物的種類和分布，給動(dòng)植物分類，研究人的相貌差異，探究不同環(huán)境對(duì)生物種類和性狀

的影響。通過研究知道生物種類和差別是多種多樣的，認(rèn)識(shí)生物的多樣性與環(huán)境有密切的關(guān)系，知道生物多樣性的意義。

在本冊(cè)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生要做很多的實(shí)驗(yàn)和制作，要繼續(xù)學(xué)習(xí)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的技能，識(shí)別和控制變量。要進(jìn)行細(xì)致的觀察，要用比較和分類的方

法認(rèn)識(shí)和描述多種多樣的生物。

在木冊(cè)學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)體驗(yàn)到科學(xué)技術(shù)對(duì)我們的生活產(chǎn)生了怎樣巨大的影響，是怎樣推動(dòng)著社會(huì)向前發(fā)展的，形成積極對(duì)待科學(xué)技術(shù)的態(tài)

度。在更高水平上增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)和熱愛生命的意識(shí)。獲得美的體驗(yàn)，感受到建筑的形狀結(jié)構(gòu)之美，地球家園生物多樣性之美。

小學(xué)階段的兒童思維能力處在從形象思維向抽象思維過渡的階段，六年級(jí)學(xué)生的抽象思維雖然仍要借助于直觀形象的支撐，但已經(jīng)有了長(zhǎng)

足的發(fā)展，分析、推理能力有了明顯的提高。他們經(jīng)過三年科學(xué)課的學(xué)習(xí)，已經(jīng)積累了一些基本的探究學(xué)習(xí)的方法，有了初步的科學(xué)探究

意識(shí)和能力。根據(jù)學(xué)生的這些特點(diǎn)，他們?cè)诒緝?cè)的探究學(xué)習(xí)中應(yīng)該更主動(dòng)一些，應(yīng)該有更深入的思維參與。

各單元說明與教學(xué)建議

工具和機(jī)械

一、單元概述

機(jī)械指的是利用力學(xué)原理組成的各種裝置。杠桿、滑輪、斜面等都是機(jī)械。簡(jiǎn)單機(jī)械又被人們習(xí)慣地稱為工具。

到六年級(jí)時(shí)，學(xué)生們已經(jīng)能夠比較獨(dú)立地進(jìn)行一些探究活動(dòng)。他們開始對(duì)一些問題進(jìn)行具有挑戰(zhàn)性的思考，能夠選取自己認(rèn)為可以進(jìn)行的

方式對(duì)一些問題進(jìn)行探究，開始有選擇地利用觀察、實(shí)驗(yàn)所獲取的證據(jù)對(duì)所探究的問題進(jìn)行解釋。

在本單元的整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生們將有機(jī)會(huì)對(duì)各種簡(jiǎn)單機(jī)械進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，包括設(shè)計(jì)和制作一些簡(jiǎn)單裝置，并對(duì)其進(jìn)行觀察和加以解釋，認(rèn)

識(shí)機(jī)械的各個(gè)部件，了解它們各自的功用，嘗試著解決生活中的實(shí)際問題。

在我們的生活中隨處可見各種工具和機(jī)械。人們經(jīng)常使用各種各樣的工具和機(jī)械。很多時(shí)候，工具和機(jī)械為我們贏得了時(shí)間和精力，幫助

我們完成了一些力所不能及的工作。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們發(fā)明了更多的工具和機(jī)械，推動(dòng)著社會(huì)不斷向前發(fā)展。

人們?cè)谏钪惺侨绾问褂霉ぞ吆蜋C(jī)械的？它們到底發(fā)揮了什么作用？是怎樣發(fā)揮作用的？我們應(yīng)該怎樣科學(xué)地使用它們才能發(fā)揮更大的

作用？這些既是本單元所要研究的問題，也是我們的教學(xué)引領(lǐng)學(xué)生們所要經(jīng)歷的科學(xué)認(rèn)識(shí)歷程。

本單元內(nèi)容可以分為三個(gè)部分。

第一部分（第1課）：通過使用工具，發(fā)現(xiàn)關(guān)于工具和機(jī)械的問題，激發(fā)學(xué)生研究工具和機(jī)械的興趣。

第二部分（第2、7課）：通過設(shè)計(jì)、觀察、研究杠桿等不同類型的簡(jiǎn)單機(jī)械，認(rèn)識(shí)這些機(jī)械的構(gòu)成及其功能。

第三部分（第8課）：通過研究自行車這一常見的交通工具（也是一種由簡(jiǎn)單機(jī)械組合成的機(jī)器），總結(jié)和提升有關(guān)工具和機(jī)械的認(rèn)識(shí)。

通過木單元的8個(gè)主題活動(dòng)，我們期望學(xué)生能真正動(dòng)起手來，在實(shí)踐中去體驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)工具和機(jī)械的作用及其運(yùn)用，教師在教學(xué)過程中要重

視器材的準(zhǔn)備，給學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐的機(jī)會(huì)，并做好探究活動(dòng)的組織者和支持者。

二、單元教學(xué)目標(biāo)

科學(xué)概念

?機(jī)械指的是利用力學(xué)原理組成的各種裝置。杠桿、滑輪、斜面等都是機(jī)械。簡(jiǎn)單機(jī)械又被人們習(xí)慣地稱為工具。

?有的機(jī)械可以省力，有的機(jī)械不能省力但能發(fā)揮其他作用。

?不同的機(jī)械具有不同的結(jié)構(gòu)和不同的功能。

?解決生活中的實(shí)際問題需要選擇合適的工具和機(jī)械。

過程與方法

?進(jìn)行研究各種機(jī)械作用的實(shí)驗(yàn)，收集能夠解釋機(jī)械作用的數(shù)據(jù)。

?通過實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題并作出自己的分析解釋。

?用文字、數(shù)據(jù)、圖表等對(duì)所觀察到的內(nèi)容進(jìn)行記錄、整理與分析。

?通過文字、圖畫和討論來表達(dá)自己的想法，井與同學(xué)進(jìn)行交流。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?認(rèn)識(shí)到工具和機(jī)械對(duì)于推動(dòng)社會(huì)發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用的重要性。

?能夠?qū)⒐ぞ吆蜋C(jī)械的作用、安全與可靠性等與現(xiàn)實(shí)社會(huì)聯(lián)系進(jìn)來。

?獲得對(duì)各種機(jī)械功能的認(rèn)識(shí)，以應(yīng)付各種實(shí)際問題，并意識(shí)到工具和機(jī)械是隨生活的需要而不斷發(fā)展的。

?形成積極對(duì)待科學(xué)技術(shù)的態(tài)度。

?認(rèn)識(shí)到科學(xué)與技術(shù)是相互影響和相互促進(jìn)的。

三、分課時(shí)教學(xué)建議

第1課使用工具

（-）背景和目標(biāo)

在這一課中，學(xué)生將通過對(duì)生活中使用工具經(jīng)驗(yàn)的回顧和用熟悉的工具解決具體問題，感受工具能幫助我們省力或提供方便，形成初步的

工具和機(jī)械的概念。教師可以通過本課的教學(xué)對(duì)學(xué)生進(jìn)行單元前評(píng)價(jià)，了解學(xué)生對(duì)工具的已有認(rèn)識(shí)和鼓勵(lì)學(xué)生提出一些涉及簡(jiǎn)單機(jī)械原理

的問題。

人類很早就開始使用簡(jiǎn)單機(jī)械了。使用各種機(jī)械，就如同延長(zhǎng)了人類的臂膀，增強(qiáng)了人類的工作能力。隨著各種機(jī)械的廣泛使用和進(jìn)步發(fā)

展，人類的本領(lǐng)越來越大，完成了許多宏偉的工程。機(jī)械是神奇的，它是人類的偉大創(chuàng)造，是人類智慧的結(jié)晶。

再復(fù)雜的機(jī)械也是由簡(jiǎn)單的機(jī)械組成的。常用的一些工具就是一些簡(jiǎn)單機(jī)械。學(xué)生都使用過工具，所以，他們對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械并不陌生。但是,

他們可能不知道這些工具的工作原理，甚至不能科學(xué)合理地使用這些工具，或者沒有意識(shí)地去研究這些工具，因此選擇這些學(xué)生熟悉、常

用的工具作為學(xué)習(xí)研究機(jī)械的開端，可以引起學(xué)生的共鳴，降低學(xué)習(xí)的門檻，將機(jī)械單元的研究融入學(xué)生的生活中去。

科學(xué)概念

?機(jī)械指的是利用力學(xué)原理組成的各種裝置。杠桿、滑輪、斜面等都是機(jī)械。簡(jiǎn)單機(jī)械乂被人們習(xí)慣地稱為工具。

過程與方法

?嘗試在實(shí)踐中解決指定的科學(xué)問題（拔圖釘、鐵釘和木螺釘），發(fā)現(xiàn)做同樣的事情，用不同的工具效果是不同的，并從中了解更多的常用

工具。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?意識(shí)到工具和機(jī)械可以幫助我們做些事情，恰當(dāng)?shù)剡x用工具和機(jī)械可以提高我們的工作效率。

（-）教學(xué)準(zhǔn)備

為每位學(xué)生準(zhǔn)備：記錄用的衣格和筆。

為每組學(xué)生準(zhǔn)備：各種常用的工具一套（剪刀、螺絲刀、開瓶器、羊角錘、小刀、鏡子、剝線鉗、鉗工錘等），釘有三個(gè)圖釘、兩顆鐵釘和

兩顆木螺絲釘?shù)哪景?塊。

（三）教科書說明

教科書共兩頁，分為兩個(gè)部分。

第一部分：我們用過什么工具

在生活中，我們常常使用工具來幫助我們做一些事，回憶我們?cè)?jīng)使用過的工具，以填調(diào)查表的形式展示出來。學(xué)生對(duì)生活中各種工具有

觀察和使用的經(jīng)歷，讓學(xué)生統(tǒng)計(jì)工具，可以引發(fā)學(xué)生對(duì)工具的一些思考。觀察后思考是產(chǎn)生科學(xué)問題的前提。

在教學(xué)中要注意激發(fā)引導(dǎo)學(xué)生統(tǒng)計(jì)的積極性，鼓勵(lì)學(xué)生把他們了解的工具全部填寫出來。要重視學(xué)生描述各種工具的作用，期望學(xué)生在描

述中能就工具產(chǎn)生一些問題，為后面的學(xué)習(xí)進(jìn)行準(zhǔn)備。

第二部分：選用什么工具好

面對(duì)身邊種類繁多的工具，我們應(yīng)該怎樣引導(dǎo)學(xué)生來研究呢？教科書選取了一組典型的有結(jié)構(gòu)的材料：釘有三個(gè)圖釘、兩顆鐵釘和兩顆木

螺絲釘?shù)哪景逡粔K；剪刀、螺絲刀、開瓶器、羊角錘、小刀、鐐子、剝線鉗、鉗工錘等工具。讓學(xué)生試一試，要想將木板上的圖釘、鐵釘

和螺絲釘拔出來，選擇什么工具會(huì)更方便、省力，用不同的工具效果會(huì)有什么不同。在研究過程中可以先讓學(xué)生觀察木板上的幾種釘子有

什么不同，然后根據(jù)“生活經(jīng)驗(yàn)”選擇認(rèn)為可以完成任務(wù)的工具。取圖釘比較方便的辦法是用小刀或剪刀來撬；取木螺釘比較省力的工具

是用螺絲刀；取釘子比較省力的工具是用羊角錘來撬。在交流探討中要使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到：不同的工具有不同的用途，完成同樣的事情，

使用恰當(dāng)?shù)墓ぞ吣芙o我們帶來方便和省力。

教科書后面呈現(xiàn)的幾項(xiàng)工作涉及到了滑輪、斜面、杠桿等機(jī)械。油桶通過斜面推上車，比較省力；大石頭用撬棍當(dāng)杠桿去撬動(dòng)比較省力；

利用繩子和輪子組成定滑輪可以很方便地將國(guó)旗掛到旗桿頂上。

通過以上的實(shí)踐研究活動(dòng)，學(xué)生對(duì)工具和機(jī)械進(jìn)行了再一次的觀察和使用，這為科學(xué)問題的提出奠定了基礎(chǔ)，所以教科書在最后安排了讓

學(xué)生提出關(guān)于簡(jiǎn)單機(jī)械的問題這?活動(dòng)。這也是教師了解學(xué)生關(guān)于機(jī)械的已有認(rèn)識(shí)的好時(shí)機(jī)，可以作為教師對(duì)學(xué)生的單元前評(píng)價(jià)內(nèi)容。

（四）教學(xué)建議

引入

出示剪刀：會(huì)用剪刀嗎？用它能做些什么事情？

出示螺絲刀：會(huì)用螺絲刀嗎？用它能做些什么事情？

（通過學(xué)生熟悉的工具的使用問答，開始指向本單元我們將探討的工具問題。）

我們用過什么工具

在我們的學(xué)習(xí)、生活中經(jīng)常要用到各種各樣的工具，我們的生活離不開這些工具。今天我們就來研究我們常用的工具。

說?說我們?cè)?jīng)使用過的工具：我們是怎樣使用這些工具的，這些工具可以幫助我們完成明卜些事情？學(xué)生分組討論，相互介紹相互啟發(fā)。

要求學(xué)生將討論結(jié)果記錄在課本上的表格內(nèi)。

選用什么工具好

1.拔釘子活動(dòng)。

（1）教師出示釘有三種釘子的木板，提出問題：要將這些不同的釘子從木頭里取出來，選擇什么工具比較好？請(qǐng)各小組同學(xué)代表到材料

中心領(lǐng)取材料，要求學(xué)生先開展觀察然后試一試，哪種工具更方便？

（2）請(qǐng)學(xué)生在實(shí)踐后分別選出拔三種釘子最合適的工具，并說說選擇的理由。

2.完成三項(xiàng)任務(wù)的工具選擇。

讓學(xué)生觀看教科書中的三幅圖片，選擇適合的工具完成相應(yīng)的工作，說說選擇工具的理由。

（1）油桶通過斜面推上車，比較省力；

（2）大石頭用撬棍當(dāng)杠桿去撬動(dòng)比較省力；

（3）利用繩子和輪子組成定滑輪可以很方便地將國(guó)旗掛到旗桿頂上。

在學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)后，向?qū)W生揭示“機(jī)械”及“簡(jiǎn)單機(jī)械”的概念。

引導(dǎo)學(xué)生思考：對(duì)于簡(jiǎn)單機(jī)械，我們還有什么問題。

第2課杠桿的科學(xué)

（-）背景和目標(biāo)

在前一課，學(xué)生在使用工具解決問題的實(shí)踐中已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)了什么是簡(jiǎn)單機(jī)械。從本課開始，學(xué)生將通過一系列的探究活動(dòng)，認(rèn)識(shí)杠桿、

輪軸、滑輪及斜面等兒類簡(jiǎn)單機(jī)械。本課將專門引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)杠桿，并通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)杠桿省力與不省力的規(guī)律。

在生活中，使用工具來完成一些事情的經(jīng)歷是很多的，如用剪刀剪紙、用老虎鉗夾斷鐵絲、用螺絲刀擰螺釘、用鑲子夾東西，等等。會(huì)使

用這些工具很大程度上來源于經(jīng)驗(yàn)的積累，學(xué)生們可能并不清楚或者沒有思考過這些工具的工作原理。本課的教學(xué)將結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)歷，

分析使用撬棍的過程，觀察撬棍工作的特點(diǎn)，從而認(rèn)識(shí)杠桿類工具。

杠桿這類簡(jiǎn)單機(jī)械可按省力情況分成三類：省力、費(fèi)力、不省力也不費(fèi)力。省力杠桿的特點(diǎn)是：用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離大于阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的

距離：費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)是：用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離小于阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離：不省力也不費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)是：用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離等于阻力

點(diǎn)到支點(diǎn)的距離。

通過杠桿尺開展實(shí)驗(yàn)研究活動(dòng)，我們要讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到杠桿是省力還是不省力與它的三個(gè)點(diǎn)之間的距離有關(guān)，并在探究中認(rèn)識(shí)到收集數(shù)

據(jù)的重要性，發(fā)展利用數(shù)據(jù)來說明問題的能力。

科學(xué)概念

?杠桿有三個(gè)點(diǎn)：用力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)。

?有的杠桿能省力，有的杠桿不省力，有的杠桿不省力也不費(fèi)力。

過程與方法

?用杠桿尺做實(shí)驗(yàn)、收集并整理數(shù)據(jù)，分析認(rèn)識(shí)杠桿省力、費(fèi)力和不省力也不費(fèi)力的規(guī)律。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?體會(huì)到收集數(shù)據(jù)的重要意義，并且意識(shí)到相互合作的重要性。

（~）教學(xué)準(zhǔn)備

給每組學(xué)生準(zhǔn)備：杠桿尺、鉤碼1盒、記錄單。

給全班學(xué)生準(zhǔn)備：撬棍撬石頭的圖片、杠桿類和非杠桿類工具3~5種。

（三）教科書說明

教科書共3頁，分為兩部分。

第一部分：認(rèn)識(shí)杠桿

教科書選用撬棍撬木箱這個(gè)情景開始這節(jié)課的研究，是因?yàn)檫@是杠桿類工具在生活中運(yùn)用最廣泛、最直觀的表現(xiàn)形式，學(xué)生有類似的生活

經(jīng)歷，利于學(xué)生觀察并引發(fā)思考。通過對(duì)教科書中這張示意圖的研究，學(xué)生對(duì)杠桿的用力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)能有較直觀、清晰的認(rèn)識(shí)。

像撬棍那樣的簡(jiǎn)單機(jī)械叫做“杠桿”，這是“杠桿”的描述性概念，是適于小學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平的。工作的杠桿都有三個(gè)重要位置：支撐杠

桿，使杠桿能繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的位置叫支點(diǎn)。

杠桿上用力的位置叫用力點(diǎn)。杠桿克服阻力的位置叫阻力點(diǎn)。

卜.面是將杠桿這一概念進(jìn)行推廣應(yīng)用。壓水井的壓桿、蹺蹺板是學(xué)生們熟悉的事物，引導(dǎo)學(xué)生分析它們工作時(shí)發(fā)揮作用的位置，并標(biāo)出它

們作為杠桿的三個(gè)點(diǎn)的位置。

不同的杠桿類工具，三個(gè)點(diǎn)的位置也常常不同。找一找身邊的常用工具，觀察分析羊角錘、鉗子、剪刀、天平、錐子、搟面棍等是不是杠

桿工具

（只有錐子和搟面棍不是杠桿工具，其他4個(gè)均是杠桿類工具），說一說理由（不一定非要學(xué)生標(biāo)出這些杠桿工具的三個(gè)點(diǎn)），是為了使

學(xué)生對(duì)杠桿類工具有初步的識(shí)別能力。

第二部分：研究杠桿的秘密

學(xué)生對(duì)杠桿類工具的作用進(jìn)行思考，會(huì)產(chǎn)生一系列問題：用撬棍撬起重物一定能省力嗎？怎樣做才能省力，怎樣做就不能省力？

教科書向?qū)W生介紹研究杠桿的好工具一杠桿尺，可以把左邊掛上的鉤碼當(dāng)作被撬動(dòng)的重物，把右邊掛上的鉤碼當(dāng)作撬動(dòng)時(shí)我們用的力。

學(xué)生可先在兩端相同的位置掛兩個(gè)鉤碼試用一下杠桿，然后分組討論什么樣的情況能說明用杠桿做事情能省力，什么樣的情況不能省力。

要學(xué)生充分討論并思考在此過程中應(yīng)收集哪些數(shù)據(jù)來說明問題。

在學(xué)生研究杠桿尺的活動(dòng)中，要由學(xué)生自主決定兩端掛鉤碼的位置和數(shù)量（只在左右各選一個(gè)位置掛鉤碼）。當(dāng)杠桿尺睜止不動(dòng)時(shí)，要把

杠桿尺掛鉤碼的位置和數(shù)量記錄在書上或活動(dòng)手冊(cè)上。

取得一系列的數(shù)據(jù)后可以對(duì)記錄進(jìn)行分析。

（四）教學(xué)建議

引入

教師出示撬棍撬木箱的活動(dòng)圖，演示并介紹新工具一木棍完成工作的情況。告訴學(xué)生像撬棍這樣的簡(jiǎn)單機(jī)械叫做杠桿。今天大家將要來

研究杠桿的科學(xué)。

認(rèn)識(shí)杠桿

1.讓學(xué)生結(jié)合生活中的經(jīng)歷，仔細(xì)觀察撬棍撬木箱的情況，找出撬木箱過程中發(fā)揮重要作用的三個(gè)位置。要求學(xué)生認(rèn)識(shí)杠桿的用力點(diǎn)、支

點(diǎn)和阻力點(diǎn)，并簡(jiǎn)單描述完成工作時(shí)各個(gè)位置承擔(dān)的作用。

2.讓學(xué)生嘗試對(duì)生活中其他杠桿類工具：壓水井的壓桿和蹺蹺板進(jìn)行分析，找出它們作為杠桿類工具的三個(gè)點(diǎn)。

3.結(jié)合教科書圖片，識(shí)別圖中的羊角錘、鉗子、剪刀、天平、螺絲刀、搟面棍等常用工具是不是杠桿，說一說理由（不一定非要學(xué)生標(biāo)出

這些杠桿工具的三個(gè)點(diǎn)，重在識(shí)別），培養(yǎng)學(xué)生對(duì)杠桿工具有初步的識(shí)別能力。

研究杠桿的秘密

1.杠桿工具有什么作用呢？它省力嗎？向?qū)W生提出杠桿與力的科學(xué)問題。

2.向?qū)W生介紹可以研究杠桿的好工具一杠桿尺。杠桿尺上有均勻的刻度，很方便在需要的位置掛上重物，是科學(xué)研究的好材料。使用時(shí)，

教師首先應(yīng)提醒學(xué)生將杠桿尺調(diào)到平衡狀態(tài)，通過對(duì)比，可以把掛在杠桿尺左邊的鉤碼當(dāng)成阻力，把掛在杠桿尺右邊的鉤碼當(dāng)成使用的力，

支架中部的軸就是支點(diǎn)。這里要求在杠桿尺左右只選?個(gè)位置掛鉤碼，便于學(xué)生掌握也利于交流討論。

學(xué)生可先在兩端相同的位置掛兩個(gè)鉤碼試用一下杠桿，然后分組討論怎樣用杠桿尺做實(shí)驗(yàn)，并計(jì)劃一個(gè)合理的方法步驟收集數(shù)據(jù)。建議學(xué)

生多做兒次實(shí)驗(yàn)收集更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將各小組收集的數(shù)據(jù)匯總在?起來進(jìn)行研究分析。

3.在實(shí)踐活動(dòng)中，應(yīng)由學(xué)生自主決定兩端掛鉤碼的位置和數(shù)量（要求只在左右各選一個(gè)位置掛鉤碼），當(dāng)杠桿尺靜止不動(dòng)時(shí)，把杠桿尺掛

鉤碼的位置和數(shù)量記錄在書或活動(dòng)手冊(cè)上（可用斜線或橫線記錄杠桿尺的狀態(tài)）。

4.這里采用的是隨機(jī)組合收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，取得一系列的數(shù)據(jù)后學(xué)生就可以對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析討論了。

（1）在什么情況下杠桿省力？

即用力點(diǎn)距支點(diǎn)遠(yuǎn)，阻力點(diǎn)距支點(diǎn)近，這種杠桿是省力杠桿。

（2）在什么情況下杠桿費(fèi)力？

即用力點(diǎn)距支點(diǎn)近，阻力點(diǎn)距支點(diǎn)遠(yuǎn)，這種杠桿是費(fèi)力杠桿。

（3）在什么情況下杠桿不省力也不費(fèi)力？

即用力點(diǎn)距支點(diǎn)的距離等于阻力點(diǎn)距支點(diǎn)的距離，這種杠桿是不省力也不費(fèi)力的杠桿。

5.學(xué)生圍繞書上提出的問題對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析整理和反思：用什么樣的方法步驟收集數(shù)據(jù)是更為合理的。

第3課杠桿類工具的研究

（-）背景和目標(biāo)

在前一課，學(xué)生初步認(rèn)識(shí)了杠桿類工具，并通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析研究，發(fā)現(xiàn)杠桿省力、費(fèi)力和不省力也不費(fèi)力的規(guī)律。本課學(xué)生將通過

對(duì)生活中杠桿類工具的省力情況進(jìn)行分析、識(shí)別和分類，認(rèn)識(shí)各類杠桿的作用。這一探究，能讓學(xué)生對(duì)杠桿類工具的認(rèn)識(shí)向生活遷移，幫

助學(xué)生理解生活中熟悉的各種杠桿類工具的科學(xué)原理。

生活中的杠桿并不像杠桿尺那樣簡(jiǎn)單直觀，不同杠桿的用力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)的位置是不相同的，即使是同一個(gè)工具，由于使用方法的不

同，它的三個(gè)重要位置也會(huì)發(fā)生變化。

學(xué)生對(duì)杠桿類工具的認(rèn)識(shí)是需要一個(gè)過程的。本課的探究將把學(xué)生對(duì)杠桿類工具的認(rèn)識(shí)引向生活實(shí)際。學(xué)生將經(jīng)歷省力、費(fèi)力和不省力也

不費(fèi)力杠桿的分析，既能找到各類杠桿工具的三個(gè)重要位置，也能根據(jù)省力情況進(jìn)行分類。

科學(xué)概念

?杠桿可以分為省力杠桿、費(fèi)力杠桿、不省力也不費(fèi)力的杠桿。

過程與方法

?通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到杠桿是否省力是由它的三個(gè)點(diǎn)的位置決定的。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?意識(shí)到不同種類的杠桿有不同的用途，在不同條件下需要使用不同類型的杠桿。

（二）教學(xué)準(zhǔn)備

為每位學(xué)生準(zhǔn)備：1支長(zhǎng)竹筷（秤桿）、螺絲帽或鉤碼（秤蛇）、粗棉線或釣魚線、小塑料圓盤（秤盤）、記錄單。

為每組學(xué)生準(zhǔn)備：撬蓋的鐵片、開瓶器和夾子。

為全班學(xué)生準(zhǔn)備：鐵片撬蓋子、開瓶器開瓶子和夾子夾東西放大的情景圖，傳統(tǒng)桿秤。

（三）教科書說明

教科書分為兩部分。

第一部分：杠桿類工具的比較

為幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)生活中的杠桿也和杠桿尺一樣有省力、費(fèi)力和不省力也不費(fèi)力三種情況。教科書選擇了代表省力杠桿的打開油漆桶的鐵片、

打開飲料瓶的開瓶器和代表費(fèi)力杠桿的夾東西的夾子。這些杠桿都是學(xué)生較熟悉的工具，生活中應(yīng)該有使用類似工具的經(jīng)歷。教學(xué)中從杠

桿工具的三個(gè)重要位置著手進(jìn)行比較，這是學(xué)生比較容易做到的。

教科書呈現(xiàn)了10種工具，依次是偏口鉗、園林剪、攝子、切刀、剝線鉗、剪刀、核桃夾、尖嘴鉗、訂書器、筷子。分析這些常用的杠桿

類工具，按是不是省力的標(biāo)準(zhǔn)給它們分類：用比較分析的辦法去判斷哪些杠桿工具像開瓶器一樣是省力的，哪些杠桿和夾子一樣是費(fèi)力的。

夾子等杠桿工具用起來不省力，為什么還要設(shè)計(jì)這樣的杠桿工具呢？學(xué)生在這里可能很自然地提出這樣的科學(xué)問題，所以有必要討論，省

力只是工具的一個(gè)作用，工具還有給人們帶來方便的作用，如：延長(zhǎng)手臂（指）、方便拿取等。

第二部分：小桿秤的研究

“秤旎雖小，能壓千斤”，這是杠桿類工具運(yùn)用的一個(gè)典型現(xiàn)象。學(xué)生在生活中也許沒有很多機(jī)會(huì)見到桿秤，所以這里先通過實(shí)際的生活

場(chǎng)景讓學(xué)生了解桿秤：在中藥房、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等地方都有可能見到桿秤的身影。如仍不容易見到桿秤，建議教師準(zhǔn)備?把桿秤，讓學(xué)生進(jìn)行

觀察。

在學(xué)生仔細(xì)觀察桿秤實(shí)物后，要讓學(xué)生親自動(dòng)手制作?個(gè)桿秤，這樣能很容易地分析桿稗這個(gè)杠桿工具的三個(gè)重要位置及其關(guān)系，讓學(xué)生

感受到杠桿是怎樣省力的以及桿秤設(shè)計(jì)的巧妙。

附：小桿秤制作步驟

?把一根小手指粗的竹筷或直木棍（長(zhǎng)約30~50厘米）打磨光滑；50克鉤碼;10個(gè)，其中一個(gè)用釣魚線系好做秤坨。

?自制個(gè)秤盤，系好三條?樣長(zhǎng)的細(xì)繩并固定在秤桿上。

?在秤花與秤盤間選擇適當(dāng)?shù)奈恢孟瞪弦粋€(gè)繩套，作為初次實(shí)驗(yàn)的平衡點(diǎn)。

?利用平衡原理制作托盤小桿秤刻度，在稱盤內(nèi)每次加?個(gè)袪碼（50克），移動(dòng)秤泥使稗平衡，并在秤桿的掛秤坨的位置做好標(biāo)記，直到

秤桿用完為止。

（四）教學(xué)建議

導(dǎo)入

回顧上節(jié)課對(duì)杠桿尺的研究，杠桿可以根據(jù)省力情況被分成哪幾類？告訴學(xué)生：生活中我們使用的很多工具都是應(yīng)用了杠桿原理，今天我

們一起來研究生活中多種多樣的杠桿類工具。

杠桿類工具的比較

呈現(xiàn)用鐵片打開油漆桶蓋、用開瓶器打開飲料瓶和用夾子夾菜的情景圖，讓學(xué)生判別一下它們是不是使用了杠桿類工具，然后比較這三種

工具有什么相同和不同的地方。學(xué)生可以在小組內(nèi)作簡(jiǎn)單的討論，然后提出比較的建議。如：分別找出各種工具的三個(gè)重要位置進(jìn)行對(duì)比

觀察；比較分析三種杠桿的省力情況，看看分別屬于哪一類杠桿。

1.每個(gè)學(xué)生根據(jù)圖片并結(jié)合生活體驗(yàn)，找出三種工具的支點(diǎn)、用力點(diǎn)和阻力點(diǎn)，在圖片中標(biāo)注出來。然后請(qǐng)小組同學(xué)進(jìn)行三個(gè)位置的比較,

找出三種工具的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，再全班交流探討：這三個(gè)杠桿，哪個(gè)省力，哪個(gè)費(fèi)力？為什么？

2.給學(xué)生幾分鐘時(shí)間觀察圖片中更多的杠桿類工具，把圖中的工具與前面的三種杠桿類工具進(jìn)行比較?？梢韵穹治銮叭N工具一樣，用筆

標(biāo)注出每??個(gè)工具的支點(diǎn)、用力點(diǎn)和阻力點(diǎn)。然后比較出每一個(gè)工具與前三個(gè)杠桿類工具中的哪個(gè)更相似。

3.鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)另一組常用杠桿類工具進(jìn)行獨(dú)立分析，按省力不省力的標(biāo)準(zhǔn)判斷它們分別是哪一類杠桿。

4.給學(xué)生幾分鐘時(shí)間思考，尋找并整理生活中的杠桿類工具，根據(jù)是否省力情況分別寫出一些省力、費(fèi)力和不省力也不費(fèi)力杠桿的工具名

稱來。提出問題：機(jī)械是能幫助人們省力、方便做事情的工具，為什么有些杠桿類工具設(shè)計(jì)成費(fèi)力的？學(xué)生進(jìn)行探討交流。

小桿秤的研究

1.向?qū)W生介紹中國(guó)傳統(tǒng)的桿秤，桿秤也是一種杠桿。呈現(xiàn)桿秤結(jié)構(gòu)圖和生活中使用桿秤的圖，讓學(xué)生觀察桿秤的構(gòu)造，了解桿秤的使用。

讓學(xué)生嘗試對(duì)“秤花雖小，能壓千斤”這句話作簡(jiǎn)單的解釋。

2.讓學(xué)生明確將通過制作一個(gè)小桿秤，研究它是怎樣稱量出物體重量的，桿秤運(yùn)用的是哪一類杠桿原理。學(xué)生觀察做一個(gè)小桿秤所需要的

材料，然后領(lǐng)取一份制作小桿秤的材料，通過制作活動(dòng)研究小桿秤作為杠桿類工具的特點(diǎn)，了解小桿秤省力的情況。解釋“秤坨雖小，能

壓千斤”的道理。

3.拓展思考：提繩的位置對(duì)秤有什么影響？秤蛇的輕重對(duì)秤有什么影響？學(xué)生可以帶走自制的小桿秤。

第4課輪軸的秘密

（-）背景和目標(biāo)

在這一課中，學(xué)生將探索另一種簡(jiǎn)單機(jī)械一輪軸。當(dāng)學(xué)生面對(duì)一個(gè)新機(jī)械——輪軸時(shí)，可能會(huì)主動(dòng)推測(cè)它的作用，是不是可以省力呢。

用實(shí)驗(yàn)的方法是研究解決問題的一個(gè)好途徑。當(dāng)在輪和軸1:分別掛上不同數(shù)量的鉤碼并使之保持平衡時(shí)，學(xué)生會(huì)意識(shí)到輪比軸省力。當(dāng)他

們討論并對(duì)直徑差別更大的輪軸進(jìn)行測(cè)量后，學(xué)生會(huì)更肯定地認(rèn)識(shí)到輪的大小對(duì)輪軸作用是有影響的，并對(duì)自己的生活經(jīng)歷進(jìn)行整理，去

找尋那些屬于輪軸的簡(jiǎn)單機(jī)械。

科學(xué)概念

?在輪軸的輪上用力能夠省力，輪越大越省力。

過程與方法

?通過在大小差別更大的輪軸上掛重物的實(shí)驗(yàn)分析，認(rèn)識(shí)輪越大越省力。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?積極了解輪軸在生活中的應(yīng)用，發(fā)展研究簡(jiǎn)單機(jī)械的興趣。

（-）教學(xué)準(zhǔn)備

為每位學(xué)生準(zhǔn)備：記錄單兩份。

為每組學(xué)生準(zhǔn)備：1盒鉤碼、2段粗線繩、1個(gè)鐵架臺(tái)、1個(gè)大輪、1個(gè)小輪、1個(gè)軸。

為全班學(xué)生準(zhǔn)備：大號(hào)十字螺絲刀。

（三）教科書說明

教科書共兩頁，分為兩個(gè)部分。

從回憶使用水龍頭的經(jīng)歷開始，將學(xué)生的注意力吸引到觀察水龍頭的構(gòu)造上來，認(rèn)識(shí)像水龍頭這樣由輪子和軸固定在?起，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)

械被稱為輪軸。

第--部分：輪釉有什么作用

回憶、交流打開水龍頭的經(jīng)歷，觀察水龍頭的構(gòu)造，試想如果取下水龍頭上的輪子，直接去擰軸，還容易打開水龍頭嗎？進(jìn)而可能產(chǎn)生“輪

軸為什么能省力”的科學(xué)問題，促成開展研究輪軸作用的活動(dòng)。

通過組裝一個(gè)輪軸實(shí)驗(yàn)裝置，來研究輪軸的作用。把?定數(shù)據(jù)的鉤碼掛在軸上，看成要克服的阻力。在輪上也掛上鉤碼，看成是我們用力

的大小。要學(xué)生記錄下每次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，在小組內(nèi)通過反復(fù)比較輪上鉤碼和軸上鉤碼的數(shù)量，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)在輪上用

力比較省力，軸上用力比較費(fèi)力。

通過玩一玩“小個(gè)子戰(zhàn)勝大力士”的游戲，讓學(xué)生進(jìn)一步感受在輪上用力比在軸上用力要省力。

在游戲中應(yīng)盡量選擇大一點(diǎn)的螺絲刀，甚至可以制作一個(gè)像手榴彈一樣的木棒來進(jìn)行游戲，還可以找一些類似的輪軸來進(jìn)行游戲。先讓全

班力量懸殊的學(xué)生進(jìn)行游戲，再讓同桌的學(xué)生試?試，讓大家都來當(dāng)回“大力士”。

第二部分：輪的大小對(duì)輪軸作用的影響

組織學(xué)生在游戲活動(dòng)后進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)話討論，期望學(xué)生們能提出螺絲刀能省力是因?yàn)檩啽容S大，再進(jìn)?步提出猜測(cè)，如果輪換成更大的，

否會(huì)更省力呢？

學(xué)生分組改變輪軸裝置，將輪換成更大的，研究輪的大小對(duì)輪軸作用的影響。保持軸上的鉤碼數(shù)量不變，輪上的鉤碼進(jìn)行數(shù)量調(diào)整，記錄

下實(shí)驗(yàn)使用鉤碼數(shù)量的情況，分析使用更大輪的輪軸與前一次輪軸實(shí)驗(yàn)中鉤碼數(shù)量的不同。這里期望學(xué)生發(fā)現(xiàn)：輪越大，需要的鉤碼數(shù)越

少，即：輪越大，輪軸越省力（比如小扳手扳?顆螺絲扳不動(dòng)，換個(gè)大扳手就可能扳動(dòng)，這就是在更大的“輪”上用力，所以輪越大越

省力）。

發(fā)動(dòng)學(xué)生們找?找在我們身邊應(yīng)用了輪軸原理的地方。如汽車的方向盤、水龍頭開關(guān)、門鎖把手、扳手，等等，在我的過程中鞏固對(duì)輪軸

的認(rèn)識(shí)。

（四）教學(xué)建議

引入

呈現(xiàn)打開水龍頭的圖片，學(xué)生觀察水龍頭的構(gòu)造。告訴學(xué)生：像水龍頭這樣，輪子和軸固定在一起，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械叫輪軸。

輪軸有什么作用

1.與學(xué)生談話：如果取下水龍頭上的輪子，直接去擰軸，還容易打開水龍頭嗎？推想輪軸機(jī)械的作用。學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)歷作出自己的推測(cè)。

2.用一個(gè)輪軸實(shí)驗(yàn)裝置來研究輪軸的作用。

出示輪軸裝置，讓學(xué)生簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)輪軸機(jī)械是否省力的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的操作：可以用一個(gè)輪軸實(shí)驗(yàn)裝置來研究輪軸的作用，把一定數(shù)

量的鉤碼掛在軸上，看成要克服的阻力，在輪上掛鉤碼，看成是我們用力的大小，觀察什么樣的力量可以使輪軸兩端達(dá)到平衡。（這時(shí)的

平衡不一定是兩邊的位置一樣高，可以是一邊高一邊低，但是兩邊的鉤碼在不用外力的情況下在空中應(yīng)該是靜止不動(dòng)的。所以老師在選用

材料的時(shí)候也要注意不能讓輪軸本身的摩擦力太大）。要學(xué)生把每次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄下來。

學(xué)生領(lǐng)取實(shí)驗(yàn)材料，分組開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，注意記錄實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和整理出自己小組的發(fā)現(xiàn)。

各小組交流匯報(bào)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和發(fā)現(xiàn)，共同認(rèn)識(shí)輪軸可以省力的現(xiàn)象。

3.“小個(gè)子戰(zhàn)勝大力士”的游戲。

玩一玩“小個(gè)子戰(zhàn)勝大力士”的游戲，選幾名力氣小的同學(xué)握螺絲刀的刀柄旋轉(zhuǎn)，力氣大的同學(xué)握住螺絲刀的刀桿向相反的方向用力旋轉(zhuǎn),

看誰能取得勝利。

先讓全班力量懸殊的學(xué)生進(jìn)行游戲，再讓同桌的學(xué)生試一試，讓大家都來當(dāng)一回“大力士”。通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)和游戲活動(dòng)認(rèn)識(shí)到，對(duì)螺絲刀

而言，在刀柄（輪）上用力比在刀桿（軸）上用力省力。

輪的大小對(duì)輪軸作用的影響

與學(xué)生談話：我們發(fā)現(xiàn)在輪軸的輪上用力比較省力，如果軸不變，把輪換大些會(huì)怎樣呢？學(xué)生根據(jù)已有的直接經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推測(cè)。

教師在演示用的輪軸上更換更大的輪，明確實(shí)驗(yàn)的操作方法：同前一個(gè)實(shí)驗(yàn)一樣，只是更換更大的輪，記錄下更大的輪用多少鉤碼可以使

輪軸達(dá)到平衡。

小組開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，注意記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后分析整理，形成自己的新發(fā)現(xiàn)。

鞏固應(yīng)用

1.教師組織實(shí)驗(yàn)后的交流匯報(bào)活動(dòng)，各組學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：輪的大小對(duì)輪軸作用的影響。

2.與學(xué)生探討生活中的輪軸工具。請(qǐng)學(xué)生找一找，在我們的周圍哪些地方應(yīng)用了簡(jiǎn)單機(jī)械——輪軸，它們的哪一部分相當(dāng)于輪，哪一部分

相當(dāng)于軸。輪軸給我們的工作帶來了什么方便。

3.學(xué)生課后觀察生活中更多的輪軸工具并分析它們的工作原理。

第5課定滑輪和動(dòng)滑輪

（-）背景和目標(biāo)

前面一課研究了輪軸機(jī)械，研究了輪軸省力的工作原理。在這一課中，學(xué)生將認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪這兩種簡(jiǎn)單機(jī)械，并將分別通過觀察鉤

碼的數(shù)量和用測(cè)力計(jì)測(cè)量這兩種方法研究滑輪的省力情況。旗桿的頂部有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子，在塔吊或吊車的吊鉤上有一個(gè)一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一

邊隨重物移動(dòng)的輪子……在生活中這些現(xiàn)象不太常見，但只要留心也可能觀察到。從生活中的實(shí)際事例出發(fā)，可以讓學(xué)生感受到機(jī)械對(duì)生

產(chǎn)生活的影響。在課堂上通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)希望幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪的機(jī)械原理，也將把學(xué)生引向滑輪組的探索中。

科學(xué)概念

?定滑輪固定在?個(gè)地方，不能隨著重物的移動(dòng)而移動(dòng)。

?動(dòng)滑輪不固定，可以隨著重物的移動(dòng)而移動(dòng)。

?定滑輪和動(dòng)滑輪的作用不相同。

過程與方法

?通過自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來研究定滑輪是否省力、定滑輪和動(dòng)滑輪的不同作用。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?意識(shí)到定滑輪和動(dòng)滑輪的不同作用，發(fā)展探究簡(jiǎn)單機(jī)械的興趣。

（二）教學(xué)準(zhǔn)備

為每組學(xué)生準(zhǔn)備：1個(gè)鐵架臺(tái)、35厘米長(zhǎng)的線、1個(gè)滑輪、1盒鉤碼、1個(gè)測(cè)力計(jì)。

為全班學(xué)生準(zhǔn)備：1個(gè)鐵架臺(tái)、50厘米長(zhǎng)的線、2個(gè)鉤碼、1個(gè)測(cè)力計(jì)、1個(gè)滑輪。

（三）教科書分析

教科書共兩頁，分為兩個(gè)部分。

第一部分：旗桿頂部的滑輪

做一個(gè)模擬升旗的裝置。

可以用鐵架臺(tái)做支架，用一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子固定在支架頂部，用一根細(xì)線當(dāng)升旗繩，用紙做一面旗幟固定在細(xì)線上，當(dāng)向下拉動(dòng)繩子時(shí),

旗幟就會(huì)隨著繩子上升。這里強(qiáng)調(diào)通過演示讓學(xué)生觀察、體驗(yàn)這種向下拉繩子而旗幟能夠向上升的現(xiàn)象，初步認(rèn)識(shí)定滑輪的作用。

定滑輪能不能省力呢？鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自主研究定滑輪是否省力。用鐵架臺(tái)做支架，安好定滑輪，在定滑輪上掛一根繩子，在繩

子的兩端任意掛上一些鉤碼，當(dāng)繩子平衡時(shí)，兩端的鉤碼數(shù)相同，由此可以說明定滑輪不能省力（請(qǐng)注意滑輪受到的摩擦力不能太大，否

則會(huì)產(chǎn)生不同數(shù)量的鉤碼也平衡的現(xiàn)象）。學(xué)生還可能發(fā)現(xiàn)用輪子比不用輪子要省力，這是另一個(gè)單元要解決的問題。

第二部分：會(huì)移動(dòng)的輪子

學(xué)生們已經(jīng)清楚了定滑輪不能省力，但是可以改變力的方向。人們?cè)诎徇\(yùn)貨物時(shí)，常使用一種隨重物一起移動(dòng)的滑輪來搬運(yùn)。這種隨重物

移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。

動(dòng)滑輪有什么作用？它和定滑輪有什么不同？這里可以參照研究定滑輪的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，如用鐵架臺(tái)做支架，把繩子的一端固定在支架上，繞

過動(dòng)滑輪向上提（這里可用橡筋或測(cè)力計(jì)），動(dòng)滑輪卜掛重物。

（四）教學(xué)建議

引入

老師出示升旗的圖片，和學(xué)生談?wù)撋龂?guó)旗的情況。

指出旗桿頂部有個(gè)幫助升旗用的機(jī)械裝置一滑輪。

研究旗桿頂部的輪子一定滑輪

1.模擬升旗的裝置，研究旗桿頂部的滑輪。

首先來做一個(gè)模擬升旗的裝置，請(qǐng)一名學(xué)生當(dāng)升旅手，大家一起觀察、體驗(yàn)升旗的過程。

旗桿頂部的輪子是怎么運(yùn)動(dòng)的？

像旗桿頂部的滑輪那樣，固定在一個(gè)位置轉(zhuǎn)動(dòng)而不移動(dòng)的滑輪叫做定滑輪。

讓旗手再次拉動(dòng)線繩，讓學(xué)生觀察升旗的過程。向?qū)W生提出思考問題：當(dāng)我們向下拉動(dòng)繩子時(shí)，掛有旅幟的那部分繩子是怎樣運(yùn)動(dòng)的。

2.做定滑輪有什么作用的實(shí)驗(yàn)

作進(jìn)一步的推測(cè)，定滑輪還會(huì)有什么作用，定滑輪能不能省力呢。學(xué)生小組作簡(jiǎn)單交流，設(shè)計(jì)?個(gè)有關(guān)“定滑輪是否省力”的研究方案，

形成一個(gè)共同的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。如：用鐵架臺(tái)做支架，安裝一個(gè)定滑輪，把一根繩子放到定滑輪上，在繩子的兩端任意掛上一些鉤碼，直到平

衡。（老師要注意選擇轉(zhuǎn)動(dòng)自如、摩擦力小的滑輪。）

學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，注意在記錄單上記錄數(shù)據(jù)并在小組內(nèi)分析整理自己的發(fā)現(xiàn)。

交流“關(guān)于定滑輪是否省力”實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及發(fā)現(xiàn)。小結(jié)形成共識(shí)：定滑輪可以改變力的方向，但是并不省力。

研究會(huì)移動(dòng)的滑輪——?jiǎng)踊?/p>

出示圖片或視頻資料（可以是描述吊車吊運(yùn)重物的情境），告訴學(xué)生在生活中常?？梢钥吹竭@種隨重物移動(dòng)的滑輪，這種滑輪叫動(dòng)滑輪。

L動(dòng)滑輪有什么作用？參照定滑輪的實(shí)驗(yàn)，老師演示組裝一個(gè)動(dòng)滑輪實(shí)驗(yàn)裝置，用它提起重物，測(cè)量用了多大的力。在這里復(fù)習(xí)測(cè)力計(jì)及

使用方法以及力的單位：牛頓（N）。

2.學(xué)生到材料中心領(lǐng)取測(cè)力計(jì)，開展研究動(dòng)滑輪是否省力的實(shí)驗(yàn)。注意讓學(xué)生記錄下實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)分析整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲

得新發(fā)現(xiàn)。

3.學(xué)生整理歸還所有實(shí)驗(yàn)用的材料到材料中心。各小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及獲得的發(fā)現(xiàn)，比較定滑輪與動(dòng)滑輪的作用有什么不同。

拓展

想想我們?cè)谑裁辞闆r下使用定滑輪，在什么情況下使用動(dòng)滑輪。

第6課滑輪組

（-）背景和目標(biāo)

前?課學(xué)生認(rèn)識(shí)并研究了定滑輪和動(dòng)滑輪的作用。這?課學(xué)生將通過生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象認(rèn)識(shí)滑輪組，并親手組裝滑輪組，進(jìn)行滑輪組作用

的研究實(shí)驗(yàn)。將滑輪組合起來使用是生活中常用的省力機(jī)械。學(xué)生在前一課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上也可能己經(jīng)作出滑輪組更省力的推測(cè)，組裝一個(gè)

滑輪組并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，感受機(jī)械給人們帶來的方便是有基礎(chǔ)的。

科學(xué)概念

?定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起構(gòu)成滑輪組，滑輪組能夠改變力的方向，而且可以成倍地省力。

過程與方法

?結(jié)合對(duì)滑輪組的研究，解釋起重機(jī)的工作原理。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?能積極參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)和游戲活動(dòng)并與同學(xué)友好地合作研究。

（二）教學(xué)準(zhǔn)備

為每組學(xué)生準(zhǔn)備：1個(gè)鐵架臺(tái)、2個(gè)滑輪、約50厘米長(zhǎng)的線、1盒鉤碼、測(cè)力計(jì)。

為全班學(xué)生準(zhǔn)備：光滑的木棒（能有穿在木棒上的輪子更好）、約20米長(zhǎng)的繩子、與起重機(jī)相關(guān)的圖片或視頻資料。

（三）教科書說明

教科書共兩頁，分為兩部分。

第一部分：觀察起重機(jī)上的滑輪

這部分是本課研究的前奏和“導(dǎo)火線”。有條件的（如附近有建筑工地、吊車、起重車等）可以組織學(xué)生在保隙安全的前提下，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀

察，也可以收集一些圖片或視頻資料，展示出來讓學(xué)生觀察，還可以課前布置學(xué)生自行進(jìn)行觀察，但要特別強(qiáng)調(diào)安全。

觀察之后要讓學(xué)生進(jìn)行充分的交流，觀察的目的是讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)起重機(jī)上有許多定滑輪和動(dòng)滑輪在組合起來使用。把動(dòng)滑輪和定滑輪組合在

一起，就構(gòu)成了滑輪組。要思考這些滑輪組有什么作用。

第二部分：滑輪組的作用

需要在課堂上組裝一些滑輪組，來模擬研究滑輪組的作用。

組裝滑輪是一個(gè)比較困難的事，要激勵(lì)學(xué)生與同伴合作，耐心細(xì)致地組裝。滑輪的組

裝有兩種方法，這里不強(qiáng)調(diào)方法的不同，也不需要讓學(xué)生比較兩種方法哪種更省力。為避免出現(xiàn)用力方向與重物上升方向一致而不便學(xué)生

解釋的現(xiàn)象，老師可以示范在定滑輪上固定線的方法組裝滑輪組。

當(dāng)學(xué)生組裝好滑輪組后，首先測(cè)試用一個(gè)鉤碼作為重物，直接提起需要多大的力，然后再測(cè)試用滑輪組提起需要多大的力，并記錄下來。

隨后多次改變鉤碼的數(shù)量，使用測(cè)力計(jì)進(jìn)行測(cè)量，記錄下每次的測(cè)量數(shù)據(jù)。

通過分析實(shí)驗(yàn)獲得的幾組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)用力大小與滑輪組的結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

如果增加滑輪組的滑輪數(shù)量，用力大小會(huì)怎么變化呢？這一問題將學(xué)生對(duì)滑輪組作用的研究引向深入，也是本課內(nèi)容的擴(kuò)展和高潮。采用

游戲的方式是為了增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并從游戲中進(jìn)行體驗(yàn)。

這個(gè)游戲?qū)嶋H上是有關(guān)滑輪組的實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)大個(gè)子學(xué)生分別相當(dāng)于重物和固定定滑輪的支架，小個(gè)子相當(dāng)于使用滑輪組后施加的拉力。隨

著繩子繞的圈數(shù)越多，小個(gè)子處需要的拉力就越小。

這個(gè)游戲是本課的高潮，學(xué)生非常喜歡這樣的活動(dòng)，建議老師進(jìn)行充分的準(zhǔn)備，特別是器材的選擇上要精心，實(shí)驗(yàn)效果要明顯，還可以根

據(jù)木棒大小找兩個(gè)輪子以減少繩子與木棒之間的摩擦，效果會(huì)更好。

分析游戲和滑輪組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到滑輪組的組數(shù)（1個(gè)定滑輪和1個(gè)動(dòng)滑輪組合在一起為1組）越多，就越省力。這也是起重機(jī)能夠

吊起很重的物體的原因。

（四）教學(xué)建議

引入一觀察起重機(jī)上的滑輪

在建筑工地上，總少不了高大的起重機(jī)。觀察起重機(jī)的工作，我們有什么發(fā)現(xiàn)？教師出示有關(guān)起重機(jī)的圖片或視頻資料，學(xué)生仔細(xì)觀察，

并結(jié)合自己的了解交流對(duì)起重機(jī)的認(rèn)識(shí)。

研究滑輪組的作用

向?qū)W生介紹，把動(dòng)滑輪和定滑輪組合在一起使用，就構(gòu)成了滑輪組。

滑輪組有什么作用？通過參與組裝滑輪組和提升重物的對(duì)比測(cè)量來研究這個(gè)問題。

1.組裝最簡(jiǎn)單的滑輪組。

出示組裝滑輪組的材料并向?qū)W生介紹，演示組裝一個(gè)滑輪組的方法：將一個(gè)滑輪固定在鐵架臺(tái)的上端，作為定滑輪；在定滑輪的固定鉤上

系上一根線，繞過另一個(gè)滑輪后再繞過已固定的定滑輪，組成一個(gè)簡(jiǎn)單的滑輪組。

學(xué)生分組組裝簡(jiǎn)單滑輪組，這里可能需要花一定的時(shí)間。然后對(duì)滑輪組的作用開展實(shí)驗(yàn)研究，并記錄好相關(guān)數(shù)據(jù)、

實(shí)驗(yàn)后，小組學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，寫出對(duì)滑輪組作用研究的發(fā)現(xiàn)。這里可能會(huì)出現(xiàn)第一次實(shí)驗(yàn)的省力效果并不明顯，要引導(dǎo)學(xué)

生通過觀察發(fā)現(xiàn)，此時(shí)動(dòng)滑輪本身也是重物的一部分，但是隨著鉤碼重量的增加（滑輪本身的重量沒增加），省力的效果就明顯了。

2.組裝由多個(gè)定滑輪和多個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組。

提出如果增加滑輪組的滑輪數(shù)量，用力大小會(huì)怎么變化？用與前面實(shí)驗(yàn)相同的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)情況，并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

3.有趣的游戲一小個(gè)子戰(zhàn)勝大力士。

教師介紹游戲的方式，學(xué)生學(xué)習(xí)教科書上的游戲方法與規(guī)則。出示游戲器材，找兩個(gè)大個(gè)子學(xué)生和一個(gè)小個(gè)子學(xué)生參加游戲（受器材影響,

當(dāng)摩擦力較大時(shí)，大個(gè)子與小個(gè)子的力量懸殊不要大太）。要求沒有宜接參加游戲的學(xué)生對(duì)游戲的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，尋找其中的規(guī)律。

最后組織學(xué)生根據(jù)本課的實(shí)驗(yàn)研究解釋為什么塔式起重機(jī)能夠吊起那么重的物體。

第7課斜面的作用

（-）背景和目標(biāo)

這一課中，學(xué)生將通過觀察生活現(xiàn)象認(rèn)識(shí)一種新的簡(jiǎn)單機(jī)械一斜面。他們還將在實(shí)驗(yàn)中對(duì)比測(cè)最直接提升重物與用斜面提升重物所用力

量的大小，也將在實(shí)驗(yàn)中更深入地對(duì)比研究同?重物在不同坡度斜面提升時(shí)的用力情況。在前面-系列簡(jiǎn)單機(jī)械原理及作用研究的幫助下，

通過認(rèn)識(shí)斜面，提出“斜面是否能夠省力”的科學(xué)問題，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的對(duì)比實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，學(xué)生可以獲得對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械斜面的作用及

省力原理的認(rèn)識(shí)。

在漫長(zhǎng)盤旋的公路上，汽車都能正常行駛，而在特別陡峭的山路上，馬力小的車就感到吃力了；我們?cè)谧咂侣窌r(shí)，走坡度大的斜坡明顯比

走平緩的斜坡吃力。但是怎樣用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)來說明斜面的作用及坡度的大小與用力大小的關(guān)系呢，這就是本課要探究和解決的問題。

科學(xué)概念

?像搭在汽車車廂上的木板那樣的簡(jiǎn)單機(jī)械叫斜面，斜面可以省力。

過程與方法

?制訂一個(gè)簡(jiǎn)單的研究計(jì)劃并用實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來說明斜面的省力規(guī)律。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?積極參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)，愿意與同學(xué)進(jìn)行合作交流。

（-）教學(xué)準(zhǔn)備

為每組學(xué)生準(zhǔn)備：1塊搭斜面的平面板狀材料、4個(gè)不同高度的小物品、1盒鉤碼、1個(gè)測(cè)力計(jì)。

為全班學(xué)生準(zhǔn)備：有關(guān)斜面機(jī)械使用情境的圖片或視頻資料。

（三）教科書說明

教科書共兩頁，分為兩部分。包括研究斜面有什么作用和不同坡度的斜面有什么不同兩個(gè)主要活動(dòng)。

第一部分：斜面有什么作用

本課的學(xué)習(xí)從生活現(xiàn)象引入，讓學(xué)生形象地認(rèn)識(shí)“斜面”這一新的簡(jiǎn)單機(jī)械。斜面概念的呈現(xiàn)也是描述性的?！靶泵婺苁×帷薄＝炭茣?/p>

中四個(gè)學(xué)生的對(duì)話提示至少要做好四個(gè)方面的準(zhǔn)備或研究：搭個(gè)斜面進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)；自己擬訂科學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃：對(duì)比研究直接和用斜面提升

重物的用力情況；用不同重量的物體在同一個(gè)斜面上對(duì)比研究。

在這個(gè)研究中學(xué)生們會(huì)發(fā)現(xiàn)同一物體從斜面拉上去用的力都小于直接把物體垂直提上去用的力。所以斜面可以省力。

第二部分：不同坡度的斜面有什么不同

斜面能省力是對(duì)斜面作用研究的發(fā)現(xiàn)?？茖W(xué)研究往往是在有了研究發(fā)現(xiàn)后又提出新問題，使研究更深入。那么斜面省力大小與斜面坡度大

小有什么關(guān)系嗎？按照教科書中的設(shè)計(jì)組織學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)并記下相關(guān)數(shù)據(jù)。

對(duì)比表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生們可以清楚地看到坡度越小用力越小，坡度越大用力越大，直接垂直向上提重物相當(dāng)于坡度為90。，用力最

大。由此可以得出結(jié)論：斜面都能省力，坡度越小越省力，坡度越大越不省力。

生活中應(yīng)用斜面的地方是很多的，這里讓學(xué)生在生活經(jīng)歷中去發(fā)現(xiàn)。教科書中呈現(xiàn)的立交橋的引橋和螺絲釘，可以幫助學(xué)生從大的設(shè)施到

很小的工具各方面去尋找斜面。比如文具盒里的剪刀、卷筆刀等刀具的刀口；生活中的斧頭、菜刀、樓梯、盤旋的山路、高速公路立交橋

的引道、螺絲釘?shù)取?/p>

一條直的上山的公路的坡度很大，而“S”形的盤山公路由于路程的延長(zhǎng)而坡度變小。螺絲釘?shù)穆菁y相當(dāng)于盤山路，延長(zhǎng)了路程，坡度變

得很小，因此用螺絲刀轉(zhuǎn)?轉(zhuǎn)就能輕松地將螺絲釘推進(jìn)木頭里。在前面取出釘子和螺絲釘?shù)膶?shí)驗(yàn)中，由于釘子沒有螺紋，相當(dāng)于坡度很大,

用羊角錘使勁才能取出釘子；而螺絲釘有螺紋，坡度變得很小，用螺絲刀就能輕松地將螺絲釘取出。

（四）教學(xué)建議

引入

呈現(xiàn)有坡度山路的圖片或視頻。

我們走過盤山公路嗎？

讓學(xué)生描述他們的經(jīng)歷和感受（可以出示相關(guān)的圖片或視頻幫助學(xué)生回憶）。并說說還有哪些接觸斜坡的經(jīng)歷。

斜面有什么作用

出示在人行天橋上推自行車或沿木板推貨物上車的情景圖，提示：人行天橋的斜坡、搭在汽車車廂上的木板也是?種簡(jiǎn)單機(jī)械，叫斜面。

學(xué)生進(jìn)行關(guān)于斜面機(jī)械的簡(jiǎn)單探討，提出問題：斜面能省力嗎？

1.制訂一個(gè)研究計(jì)劃。

首先需要建造一個(gè)斜面組織學(xué)生交流自己的研究方法和步驟。

不同物體在用斜面和不同斜面的情況下提升，它們的用力情況會(huì)怎樣？我們可以作個(gè)比較。

2.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，并記錄每一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，整理小組的發(fā)現(xiàn)并集中交流，認(rèn)識(shí)斜面的作用。

研究不同坡度的斜面

幫助學(xué)生深入思考：不同坡度的斜面省力情況有什么不同。

學(xué)生交流、完善計(jì)劃，并開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：坡度越小用力越小，坡度越大用力越大，直接垂直向上提重物相當(dāng)于坡度為90。，用力最大。所以得出結(jié)論：斜面都能省

力，坡度越小越省力，坡度越大越費(fèi)力。

斜面在生活中的應(yīng)用

找一找我們的教室里哪些地方應(yīng)用了斜面的原理。

找一找教室以外的環(huán)境中應(yīng)用斜面的地方。

解釋用螺絲刀比用釘錘能輕松地將螺絲釘釘入或取出的原因。

解釋盤山公路為什么要修成“S”形。

第8課自行車上的簡(jiǎn)單機(jī)械

（-）背景和目標(biāo)

最后一課，是讓學(xué)生通過觀察，研究他們所熟悉的自行車這個(gè)綜合運(yùn)用簡(jiǎn)單機(jī)械的交通工具，將自己前幾課所學(xué)的原理運(yùn)用到實(shí)際生活中

去。通過本課的活動(dòng)，可以評(píng)價(jià)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)到的有關(guān)簡(jiǎn)單機(jī)械原理的能力。每一個(gè)學(xué)生將分析自行車上的鏈條和齒輪兩個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)，然

后尋找自行車上更多的簡(jiǎn)單機(jī)械，最后集中探討本單元所認(rèn)識(shí)過的簡(jiǎn)單機(jī)械的種類和它們的作用，形成對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的總體認(rèn)識(shí)。

科學(xué)概念

?自行車運(yùn)用了輪軸、斜面、杠桿等簡(jiǎn)單機(jī)械的原理，是應(yīng)用廣泛的交通工具。

過程與方法

?發(fā)現(xiàn)并分析自行車上更多的機(jī)械種類和作用。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?通過整理已認(rèn)識(shí)的各類機(jī)械和機(jī)械的作用，意識(shí)到機(jī)械與我們的生活密切相關(guān)。

（二）教學(xué)準(zhǔn)備

為每組學(xué)生準(zhǔn)備：1輛自行車或完整的自行車結(jié)構(gòu)圖。

為全班學(xué)生準(zhǔn)備：至少1輛變速自行車。

（三）教科書說明

教科書共3頁，分為三部分。

教科書首先介紹了自行車是一種簡(jiǎn)單、方便、環(huán)保的交通工具，很多人都喜歡使用它。老師可以讓學(xué)生觀察自行車，告訴學(xué)生自行車是簡(jiǎn)

單機(jī)械的巧妙結(jié)合，從而激發(fā)學(xué)生了解自行車機(jī)械原理的興趣。

第一部分：自行車上的鏈條和齒輪

讓學(xué)生自行組合，組成兒個(gè)自行車研究小組（根據(jù)情況，若不能備齊每組輛自行車，可為全班學(xué)生找到一輛變速自行車，各小組研究自

行車結(jié)構(gòu)圖）。老師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“人的力量是怎樣傳到車輪上去的”，讓學(xué)生分組對(duì)自行車進(jìn)行細(xì)致的觀察，找出要分析的各個(gè)部位，

探討自行車上鏈條和齒輪的作用。

通過觀察思考兩個(gè)齒輪的大小對(duì)改變輪子轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的作用，促進(jìn)學(xué)生展開比較測(cè)量的實(shí)驗(yàn)研究活動(dòng)。在具體的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，輪軸機(jī)械

原理在自行車上的應(yīng)用（以三擋變速自行車為例）：自行車腳踏板的大齒輪帶動(dòng)最小的驅(qū)動(dòng)輪齒輪，轉(zhuǎn)速最快，但是用力最多；自行車腳

踏板的大齒輪帶動(dòng)中驅(qū)動(dòng)輪齒輪，轉(zhuǎn)速變慢，但是比較省力：自行車腳踏板的大齒輪帶動(dòng)最大的驅(qū)動(dòng)輪齒輪，轉(zhuǎn)速最慢，但是省力最多。

在學(xué)生對(duì)齒輪有所認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，老師和學(xué)生共同觀察研究變速自行車多個(gè)齒輪的作用，即大小齒輪間輪換的作用及機(jī)械原理，感受到簡(jiǎn)

單機(jī)械的巧妙作用。

第二部分：尋找自行車上的簡(jiǎn)單機(jī)械

在對(duì)自行車鏈條和齒輪研究的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生尋找觀察自行車上其他部位更多的機(jī)械。

第一步，分小組在自行車上尋找運(yùn)用簡(jiǎn)單機(jī)械的部位，選擇?個(gè)本組感興趣的機(jī)械問題，教科書上3個(gè)學(xué)生的發(fā)言是?些提示。

第二步，根據(jù)選擇的機(jī)械種類，小組開展實(shí)驗(yàn)研究。教科書上呈現(xiàn)的三幅圖中車把是輪軸、剎車是杠桿、腳蹬子是輪軸。學(xué)生可以觀察分

析更多的機(jī)械部位，并整理記錄下來。

第三步，對(duì)觀察研究進(jìn)行交流。學(xué)生可能會(huì)發(fā)生一些爭(zhēng)論。通過交流，可以對(duì)各小組的觀察分析進(jìn)行評(píng)價(jià)。

第三部分：討論

這里再進(jìn)行一次對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的討論，可以幫助學(xué)生對(duì)獲得的相關(guān)信息進(jìn)行整理，教師也可以通過這一活動(dòng)，評(píng)價(jià)學(xué)生在經(jīng)歷了一單元的學(xué)

習(xí)后對(duì)機(jī)械的認(rèn)識(shí)是否得到了發(fā)展。

（四）教學(xué)建議

引入：出示一輛自行車

自行車是簡(jiǎn)單、方便、環(huán)保的交通工具，很多人都喜歡使用它。我國(guó)就是一個(gè)自行車大國(guó)。今天我們就來對(duì)自行車進(jìn)行觀察研究。

研究自行車上的鏈條和齒輪

我們知道自行車是簡(jiǎn)單機(jī)械巧妙的組合，可以依靠人的力量前進(jìn)。人的力量是怎樣傳到車輪上去的？

1.將全班學(xué)生分成小組，以組為單位進(jìn)行研究。學(xué)生觀察自行車上的鏈條和齒輪，分析它們的作用和原理。教師可以用以下問題幫助學(xué)生

研究：（注：兩齒輪是指腳踏板大齒輪和驅(qū)動(dòng)輪小齒輪）

兩齒輪的大小對(duì)改變轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢有什么作用？

自行車大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)多少圈？

小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)多少圈？

2.學(xué)生進(jìn)行細(xì)致的觀察實(shí)驗(yàn)。討論齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢與齒輪的大小是怎樣的關(guān)系？

3.出示自行車實(shí)物，研究變速自行車上多個(gè)齒輪的作用，嘗試總結(jié)自行車變速過程中輪軸機(jī)械原理的運(yùn)用。

尋找自行車上的簡(jiǎn)單機(jī)械

鼓勵(lì)學(xué)生在自行車上尋找更多的簡(jiǎn)單機(jī)械進(jìn)行研究。

1.學(xué)生分組開展觀察研究活動(dòng)，注意記錄下簡(jiǎn)單機(jī)械的位置、機(jī)械的類型和機(jī)械發(fā)揮的作用。這里可能需要給學(xué)生更多自主的時(shí)間和空間，

老師要參與到學(xué)生的探討中去，了解學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的認(rèn)識(shí)情況和可能出現(xiàn)的問題。

2.全班進(jìn)行交流，討論各種類型簡(jiǎn)單機(jī)械在自行車上的運(yùn)用，補(bǔ)充記錄本組沒有發(fā)現(xiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用。

拓展研究

引導(dǎo)學(xué)生討論在本單元研究過的簡(jiǎn)單機(jī)械及它們的作用，學(xué)生對(duì)自己的認(rèn)識(shí)進(jìn)行記錄整理。鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械提出新的問題，促進(jìn)學(xué)生

繼續(xù)對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械進(jìn)行課外研究。

四、評(píng)價(jià)建議

在單元教學(xué)結(jié)束的時(shí)候，建議對(duì)學(xué)生們的學(xué)習(xí)作一次單元評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)可以是多元的，學(xué)生們可以自己評(píng)價(jià)，同學(xué)間也可以相互評(píng)價(jià)，但這

些評(píng)價(jià)都要在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行。評(píng)價(jià)內(nèi)容建議從以下這些方面去考慮：

1.“機(jī)械”及“簡(jiǎn)單機(jī)械”的概念，包括杠桿、輪軸、定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組、斜面這幾類簡(jiǎn)單機(jī)械的描述性概念。

2.杠桿的原理、分類及運(yùn)用。

3.輪軸的原理及運(yùn)用。

4.定滑輪、動(dòng)滑輪的原理及運(yùn)用。

5.滑輪組的原理及運(yùn)用。

6.斜面的原理及運(yùn)用。

7.觀察分析自行車上一些簡(jiǎn)單機(jī)械的運(yùn)用及原理。

8.設(shè)計(jì)并開展測(cè)量實(shí)驗(yàn)、對(duì)比實(shí)驗(yàn)的情況，整理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并形成解釋的能力。

五、參考資料

關(guān)于機(jī)械

使用機(jī)械的目的:省力或加快速度（省時(shí)）或操作方便（改變力的方向），使用機(jī)械絕對(duì)不能省功，也不會(huì)產(chǎn)生功，而只能傳遞或轉(zhuǎn)換功和能。

簡(jiǎn)單機(jī)械：常用的機(jī)械大都是由杠桿、輪軸、滑輪以及斜面等幾種基本組件組合而成的。上述的幾種組件，可稱之為簡(jiǎn)單機(jī)械。

杠桿的種類及作用

杠桿是一種簡(jiǎn)單機(jī)械；一根結(jié)實(shí)的棍子（最好不會(huì)彎又非常輕），就能當(dāng)作一根杠桿了。

上圖中，方形代表重物、圓形代表支點(diǎn)、箭頭代表用力點(diǎn)，這樣，你看出來了吧？在（圖1）中，在杠桿右邊向下用力，就可以把左方的重

物抬起來了；在（圖2）中，在杠桿右邊向上用力，也能把重物抬起來；在（圖3）中，支點(diǎn)在左邊、重物在右邊，力點(diǎn)在中間，向上用力，

也能把重物抬起來。

請(qǐng)注意，在（圖1）中，支點(diǎn)在杠桿中間，在物理學(xué)里，把這類杠桿叫做笫一類杠桿；（圖2）是阻力點(diǎn)在中間，叫做第二類杠桿；（圖3）是用

力點(diǎn)在中間，叫做第三類杠桿。

第?類杠桿，例如：撬棍、剪刀、釘錘、拔釘器……這類杠桿可能省力可能費(fèi)力，也可能既不省力也不費(fèi)力。這要看用力點(diǎn)和支點(diǎn)的距離,

用力點(diǎn)離支點(diǎn)愈遠(yuǎn)則愈省力，愈近就愈費(fèi)力；如果阻力點(diǎn)、用力點(diǎn)距離支點(diǎn)一樣遠(yuǎn)，就不省力也不費(fèi)力，只是改變了用力的方向。

第二類杠桿，例如：開瓶器、榨汁器、核桃夾、獨(dú)輪手推車……這類杠桿的用力點(diǎn)一定比阻力點(diǎn)距離支點(diǎn)遠(yuǎn)，所以永遠(yuǎn)是省力的。

第三類杠桿，例如：鐐子、烤肉夾子、筷子……這類杠桿的用力點(diǎn)一定比阻力點(diǎn)距離支點(diǎn)近，所以永遠(yuǎn)是費(fèi)力的。

輪軸

輪軸：由兩個(gè)半徑不等的圓輪，固定在同一軸心上，這種機(jī)械稱為輪軸。

輪軸事實(shí)上是杠桿的變體，若把軸心當(dāng)作支點(diǎn)，則輪半徑R是輪上作用力的力臂，而軸半徑r是軸上作用力的力臂，此時(shí)的輪軸恰為支點(diǎn)

在中間的杠桿。

輪軸的應(yīng)用：

1.若動(dòng)力在輪上時(shí)，由于動(dòng)力臂較大，因此動(dòng)力會(huì)小于阻力，此時(shí)的輪軸必省力，而代價(jià)則是動(dòng)力移動(dòng)距離加長(zhǎng)。

2.若動(dòng)力在軸上時(shí)，由于動(dòng)力臂較小，因此動(dòng)力會(huì)大于阻力，此時(shí)的輪軸必費(fèi)力，但動(dòng)力的移動(dòng)距離較短。

3.門的球形鎖是輪與軸的例子。圓形把手的半徑較穿過門的心軸為大，使我們能以較小作用力來旋轉(zhuǎn)心軸。若是取掉圓形把手只靠心軸本

身來旋轉(zhuǎn)，將發(fā)現(xiàn)沒有輪軸機(jī)械的幫助，旋轉(zhuǎn)心軸非常困難。其他如：方向盤、螺絲刀、絞盤等也是輪軸的應(yīng)用。

滑輪

滑輪：邊緣有凹槽，能繞中心軸自由旋轉(zhuǎn)的輪，稱為滑輪，可分為定滑輪與動(dòng)滑輪兩利，。

定滑輪：滑輪的軸固定不動(dòng)的，稱為定滑輪。

1.定滑輪可視為支點(diǎn)在中間，且兩臂等長(zhǎng)的杠桿應(yīng)用。以定滑輪吊起重物時(shí)，繩上作用力與負(fù)荷相等，即不會(huì)省力。

2.使用定滑輪吊起物體時(shí)，只是為了改變力的作用方向，達(dá)到操作方便的目的。

3.使用定滑輪時(shí)，繩子拉力的方向和拉力的大小無關(guān)，此時(shí)因拉力的方向總是和臂垂直，故物體被拉升的方向與拉繩子的方向無關(guān)。

動(dòng)滑輪：滑輪的軸可隨物體上下移動(dòng)，稱為動(dòng)滑輪。

1.動(dòng)滑輪可視為阻力點(diǎn)在中間，且動(dòng)力臂為阻力臂兩倍長(zhǎng)的杠桿的應(yīng)用。

2.以動(dòng)滑輪吊升物體時(shí)，繩上作用力的大小約為負(fù)荷的一半，可以達(dá)到省力的效果。

3.使用動(dòng)滑輪時(shí)，拉力的大小和拉繩的方向有關(guān)。拉力的大小視拉繩方向和垂直方向之夾角的增加而增大。

滑輪組：定滑輪和動(dòng)滑輪可用許多不同組合方式得到滑輪組，不同的滑輪組有不同的機(jī)械利益比。換個(gè)說法，滑輪系統(tǒng)中機(jī)械利益比是由

滑輪的數(shù)目與組成位置而決定的。

斜面

斜面：與水平面成傾斜的光滑平面，稱為斜面。

1.以斜面裝置拉動(dòng)滑車至高處的作用力，比直接吊起滑車至高處的作用力要小，也就是說，斜面可以用較小的力將物體抬至高處。

2.斜面越長(zhǎng)或斜面高越短即斜角越小，則越省力。

3.斜面的應(yīng)用。

(1)日常生活中有很多事物應(yīng)用斜面的原理而達(dá)到省力的目的，如樓梯、蜿蜒而上的山路等。

(2)若將兩個(gè)斜面結(jié)合在?起，則形成?種稱為楔(或稱為劈)的簡(jiǎn)單機(jī)器。楔在切割并分裂東西時(shí)非常有用。刀、斧及人類門牙均為

楔的例子。

(3)若將斜面圍繞在圓柱上，則形成稱為螺旋的簡(jiǎn)單機(jī)器。常用來固定物體的螺絲、附螺紋的瓶蓋、螺旋式汽車千斤頂?shù)榷际菓?yīng)用螺旋

的裝置。

斜面雖然已被人類使用數(shù)世紀(jì)之久，但直到1586年，斯蒂文才提出理論上的說明，當(dāng)一物體沿一光滑斜面向上推時(shí)，將其提高到斜面頂

端所需的力是F=wh/d,其中F是平行于斜面方向施加于物體的外力，W是物重，h是斜面的高度，d是斜面長(zhǎng)度。斜面減少了提高物體所

需之外力，是因斜面具有機(jī)械利益，即d/h比值。斜面越平緩，機(jī)械利益越大。

拉鏈也是斜面應(yīng)用的?種，斜面使拉拉鏈的微小力量轉(zhuǎn)換成足以分合鏈齒的強(qiáng)大力量。

形狀與結(jié)構(gòu)

一、單元概述

物體，不管是天然存在的還是人工制造的，大多具有可見的形狀和結(jié)構(gòu)，它們以其形而顯其身，千姿百態(tài)。它們?yōu)槭裁淳哂羞@樣的形狀和

結(jié)構(gòu)呢？這其中蘊(yùn)涵著大自然的客觀規(guī)律，也反映了人類的聰明才智和科技發(fā)展的水平。

本單元所說的形狀結(jié)構(gòu)，是指能夠承受■定外力作用，不會(huì)發(fā)生形狀和大小改變的構(gòu)造。學(xué)生在學(xué)習(xí)中要了解身邊幾種常見的結(jié)構(gòu)，知道

結(jié)構(gòu)具有不同特點(diǎn)能滿足不同的需要：發(fā)現(xiàn)改變物體的形狀結(jié)構(gòu)可以改變其承受力的大小；體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)對(duì)社會(huì)進(jìn)步的巨大影響；提高

探究興趣，發(fā)展探究能力。

學(xué)生在五年級(jí)時(shí)探究了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，知道了力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。其實(shí)，靜止的物體也無不受到力的作用。本單元引領(lǐng)學(xué)生探

究物體的形狀結(jié)構(gòu)，可以發(fā)展他們對(duì)力的認(rèn)識(shí)，知道力還有使物體形變甚至破壞的作用。

本單元選取了幾種最常見的形狀結(jié)構(gòu)，聯(lián)系學(xué)生身邊熟悉的事物，由淺入深地進(jìn)行探究，最后進(jìn)行綜合和應(yīng)用。內(nèi)容可以分為兩大部分。

第一部分（第1'7課）是探究形狀結(jié)構(gòu)的科學(xué)道理。其中，第廣6課是分別研究條形、拱形、框架等結(jié)構(gòu)，第7課是認(rèn)識(shí)橋梁的結(jié)構(gòu)。

第二部分（第8課）是設(shè)計(jì)科學(xué)合理的形狀結(jié)構(gòu)。

各課具體內(nèi)容是：

第1課“抵抗彎曲”、第2課“形狀與抗彎曲能力”研究條形材料抗彎曲能力與形狀的關(guān)系。

第3課“拱形的力量”、第4課“找拱形”研究拱形承受力的特點(diǎn)，并從認(rèn)識(shí)拱形拓展到認(rèn)識(shí)圓頂形、球形、各種弧形；從對(duì)人造物體的

研究擴(kuò)展到生物體的研究。

第5課“做框架”、第6課“建高塔”認(rèn)識(shí)框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，研究加固框架結(jié)構(gòu)的方法和物體穩(wěn)定性問題。

第7課“橋的形狀和結(jié)構(gòu)”是認(rèn)識(shí)橋多姿多彩的形狀和結(jié)構(gòu)，這課匯集和拓寬了前面兒種結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，并為下?課學(xué)生造“橋”作了鋪墊。

第8課”用紙?jiān)煲蛔畼?”安排了一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)制作活動(dòng)，是對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)和評(píng)價(jià)。

本單元學(xué)習(xí)的內(nèi)容與生活的聯(lián)系十分密切，教學(xué)材料簡(jiǎn)單易得，動(dòng)手操作特點(diǎn)突出。我們要充分利用這些優(yōu)勢(shì)，把制作和探究相結(jié)合，把

科學(xué)教育和技術(shù)教育相結(jié)合，以取得最佳的教學(xué)效果。

二、單元教學(xué)目標(biāo)

科學(xué)概念

?柱、梁、拱形、框架等形狀結(jié)構(gòu)各有不同特點(diǎn)，能滿足人們的不同需要。

?增加梁的厚度可以增加抗彎曲能力。改變材料的形狀，可以改變材料的某些性能。

?知道拱形承受力的特點(diǎn)是可以向下和向外傳遞承受的壓力。了解圓頂形、球形等有與拱形相似的特點(diǎn)。

?三角形框架具有穩(wěn)定性，利用三角形可以加固框架結(jié)構(gòu)。

?上小下大、上輕下重的物體穩(wěn)定性好。

?形狀和結(jié)構(gòu)與它的功能是相適應(yīng)的。

過程與方法

?制作、預(yù)測(cè)和測(cè)試結(jié)構(gòu)的承受力。

?用簡(jiǎn)單材料獨(dú)立探究物體不容易倒的秘密。

?識(shí)別和控制變量，記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論。

?用不同方式進(jìn)行解釋。

?把探究的結(jié)果與最初的假設(shè)相比較。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?發(fā)展樂于動(dòng)手、善于合作、不怕困難的品質(zhì)，體驗(yàn)獲得成功的喜悅。

?在探究中既能大膽假設(shè)，又能小心求證。

?尊重自己和他人的制作成果。

?發(fā)展尊重他人、認(rèn)真傾聽、敢于發(fā)表意見的品質(zhì)。

?感受科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)的作用，對(duì)生活的影響。

?懂得欣賞橋梁建筑形狀和結(jié)構(gòu)的美。

三、分課時(shí)教學(xué)建議

第1課抵抗彎曲

（-）背景和目標(biāo)

從形狀和結(jié)構(gòu)的角度看建筑物，幾乎所有的建筑物都有柱子和橫梁或類似柱子和橫梁的結(jié)構(gòu)。從承受壓力的特征上看橫梁，它的抗彎曲能

力與其寬度成正比，與高度（厚度）的平方成正比，增加材料的厚度可以非常明顯地增大抗彎曲能力。把材料做成“T”“工”“O”等

異型形狀也利用了抗彎曲能力與材料“厚度”的特殊關(guān)系。作為本單元第一課首先引導(dǎo)學(xué)生研究紙的厚度與抗彎曲能力的關(guān)系，為后面的

研究奠定認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)。本課有兩個(gè)活動(dòng)。

第一，研究梁的抗彎曲能力與什么有關(guān)。在有關(guān)的因素中實(shí)驗(yàn)研究抗彎曲能力分別與梁的寬度、厚度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)厚度增加，梁的抗彎曲

能力大大增加。

第二，研究橫截面是長(zhǎng)方形的橫梁平著放好，還是立著放好。讓學(xué)生用前面研究的結(jié)果進(jìn)行解釋，并用做簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的方法來證明?；顒?dòng)由

教師指導(dǎo)下的研究變?yōu)閷W(xué)生獨(dú)立的操作和研究。

科學(xué)概念

?房屋、橋梁結(jié)構(gòu)中有“柱”和“梁”，梁比柱容易彎曲。

?增加梁的寬度可以增加抗彎曲能力，增加梁的厚度可以大大增加抗彎曲能力。

過程與方法

?識(shí)別和控制變量，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)并得出合理結(jié)論。

?用簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)說明橫橫面為長(zhǎng)方形的橫梁為什么都是立著安放的。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀

?能夠大膽假設(shè)乂能在實(shí)驗(yàn)中小心求證。

（二）教學(xué)準(zhǔn)備

為小組準(zhǔn)備：長(zhǎng)度、寬度相同、厚度不同的紙條（相同的卡紙粘貼而成），長(zhǎng)度、厚度相同、寬度不同的紙條；鐵墊圈、竹片或尺子。

教師自己準(zhǔn)備：有關(guān)的建筑圖片。

（三）教科書說明

本課通過兩段文字和四幅圖引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)房子、橋梁都有柱子和橫梁，是靠柱子和橫梁支撐的，橫梁比柱子容易彎曲。由此引入本課研究

的內(nèi)容。

第一部分：橫梁