一、教學(xué)背景與目標(biāo)定位：為何要學(xué)"杠桿的省力與費(fèi)力判斷"？演講人目錄教學(xué)背景與目標(biāo)定位：為何要學(xué)"杠桿的省力與費(fèi)力判斷"？01規(guī)律探究：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證"省力與費(fèi)力的判斷依據(jù)"04：直觀感知"力的作用線"03總結(jié)與升華：從知識(shí)到思維的生長(zhǎng)06核心概念建構(gòu)：從"認(rèn)識(shí)杠桿"到"力臂比較"02生活應(yīng)用：從實(shí)驗(yàn)室到真實(shí)場(chǎng)景的遷移052025小學(xué)五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)杠桿的省力與費(fèi)力判斷課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的一線教師，我始終相信：科學(xué)課的魅力在于將抽象的原理轉(zhuǎn)化為可感知的實(shí)踐，讓孩子在動(dòng)手動(dòng)腦中建立對(duì)世界的科學(xué)認(rèn)知。今天，我們要共同探討的"杠桿的省力與費(fèi)力判斷"，正是這樣一個(gè)既貼近生活又蘊(yùn)含科學(xué)思維的主題。這節(jié)課不僅要讓學(xué)生掌握判斷方法，更要引導(dǎo)他們用科學(xué)眼光重新觀察生活，感受"工具改變生活"的智慧。01教學(xué)背景與目標(biāo)定位：為何要學(xué)"杠桿的省力與費(fèi)力判斷"？1課標(biāo)與教材的雙重定位《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在"技術(shù)與工程"領(lǐng)域明確要求："知道簡(jiǎn)單工具的作用，能描述工具如何改變力的大小和方向"。五年級(jí)上冊(cè)"機(jī)械與工具"單元中，"杠桿"作為第一種簡(jiǎn)單機(jī)械，是后續(xù)學(xué)習(xí)滑輪、輪軸等機(jī)械的基礎(chǔ)。教材通過(guò)"怎樣才能省力""杠桿類(lèi)工具的研究"等活動(dòng)，逐步引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象觀察走向規(guī)律總結(jié)，而"省力與費(fèi)力判斷"正是這一單元的核心能力目標(biāo)。2學(xué)生認(rèn)知的銜接點(diǎn)五年級(jí)學(xué)生已具備"用力"的生活經(jīng)驗(yàn)（如用剪刀剪紙、用螺絲刀擰螺絲），但對(duì)"力的大小與作用點(diǎn)的關(guān)系"缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。他們能觀察到"有些工具用起來(lái)輕松，有些費(fèi)勁"，卻難以用科學(xué)語(yǔ)言解釋原因。本節(jié)課需要將"生活經(jīng)驗(yàn)"轉(zhuǎn)化為"科學(xué)概念"，重點(diǎn)突破"力臂"這一抽象概念，建立"動(dòng)力臂與阻力臂比較"的判斷模型。3教學(xué)目標(biāo)的三維設(shè)計(jì)1知識(shí)目標(biāo)：明確杠桿的三要素（支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力），理解動(dòng)力臂與阻力臂的定義；掌握"動(dòng)力臂＞阻力臂→省力；動(dòng)力臂＜阻力臂→費(fèi)力"的判斷規(guī)律。2能力目標(biāo)：能準(zhǔn)確標(biāo)注生活中常見(jiàn)杠桿的三要素，通過(guò)測(cè)量力臂長(zhǎng)度判斷省力或費(fèi)力；初步學(xué)會(huì)用"控制變量法"設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)。3情感目標(biāo)：感受杠桿在生活中的廣泛應(yīng)用，體會(huì)"工具設(shè)計(jì)中蘊(yùn)含的科學(xué)智慧"；培養(yǎng)"用科學(xué)解釋現(xiàn)象"的探究習(xí)慣。02核心概念建構(gòu)：從"認(rèn)識(shí)杠桿"到"力臂比較"1杠桿的"三要素"：從現(xiàn)象到本質(zhì)的第一步要判斷杠桿的省力或費(fèi)力，首先需要明確杠桿的基本結(jié)構(gòu)。我常對(duì)學(xué)生說(shuō)："杠桿就像一個(gè)會(huì)'借力'的小助手，它的秘密藏在三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)里。"支點(diǎn)（O）：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。這是最容易被忽略卻最關(guān)鍵的要素。例如用羊角錘拔釘子時(shí)，錘柄與桌面接觸的點(diǎn)就是支點(diǎn)——它像一個(gè)"轉(zhuǎn)軸"，讓杠桿能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。動(dòng)力（F?）：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，通常是我們施加的力。如用手壓蹺蹺板一端時(shí)，手對(duì)蹺蹺板的壓力就是動(dòng)力。阻力（F?）：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，通常是被撬動(dòng)的物體的重力或摩擦力。如用筷子夾菜時(shí)，菜對(duì)筷子的反作用力就是阻力。為了幫學(xué)生準(zhǔn)確找到三要素，我會(huì)讓他們用"三步定位法"：①找"不動(dòng)點(diǎn)"（支點(diǎn)）；②找"施力點(diǎn)"（動(dòng)力作用點(diǎn)）；③找"受力點(diǎn)"（阻力作用點(diǎn)）。例如觀察學(xué)生常用的剪刀時(shí)，支點(diǎn)是中間的螺絲，動(dòng)力是手對(duì)剪刀柄的壓力，阻力是剪刀刃對(duì)紙張的摩擦力。1杠桿的"三要素"：從現(xiàn)象到本質(zhì)的第一步2.2力臂的測(cè)量：從"點(diǎn)"到"距離"的思維跨越學(xué)生最難理解的是"力臂"——它不是兩點(diǎn)間的直線距離，而是"支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離"。為突破這一難點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了"三階段認(rèn)知進(jìn)階"：03：直觀感知"力的作用線"：直觀感知"力的作用線"用激光筆模擬"動(dòng)力的方向"，在杠桿（直尺）上標(biāo)出動(dòng)力作用點(diǎn)，畫(huà)出動(dòng)力的方向線（直線）。學(xué)生發(fā)現(xiàn)：力的作用線是"沿著力的方向無(wú)限延伸的直線"，比如用手向下壓杠桿時(shí)，作用線是豎直向下的直線。第二階段：理解"垂直距離"的含義用三角尺演示：從支點(diǎn)向動(dòng)力作用線作垂線，這條垂線段的長(zhǎng)度就是動(dòng)力臂（L?）；同理測(cè)量阻力臂（L?）。學(xué)生通過(guò)動(dòng)手測(cè)量發(fā)現(xiàn)：力臂可能在杠桿上（如撬棍），也可能不在杠桿上（如釣魚(yú)竿——阻力臂是從支點(diǎn)到魚(yú)線拉力作用線的垂直距離，可能超出竿體）。第三階段：對(duì)比實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化認(rèn)知設(shè)計(jì)兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)：①用相同大小的力，分別沿水平、斜向下、豎直向下方向壓杠桿，觀察哪次能更輕松撬動(dòng)重物；②保持動(dòng)力作用點(diǎn)不變，改變動(dòng)力方向，測(cè)量力臂變化與省力效果的關(guān)系。學(xué)生通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：力臂越長(zhǎng)，越省力——這為后續(xù)總結(jié)規(guī)律埋下伏筆。04規(guī)律探究：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證"省力與費(fèi)力的判斷依據(jù)"1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：控制變量，聚焦核心為了讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)規(guī)律，我設(shè)計(jì)了"杠桿平衡實(shí)驗(yàn)"（參照教材但增加變量控制）。實(shí)驗(yàn)器材包括：杠桿尺（帶刻度）、鉤碼（每個(gè)50g）、支架。實(shí)驗(yàn)步驟如下：組裝器材：將杠桿尺調(diào)至水平平衡（避免自身重力干擾），支架固定在中間刻度（作為支點(diǎn)）。設(shè)置變量：固定阻力（左側(cè)掛2個(gè)鉤碼，F(xiàn)?=1N），改變動(dòng)力作用點(diǎn)（右側(cè)不同刻度）和動(dòng)力大?。ㄔ鰷p鉤碼），記錄每次的L?（支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離）、L?（支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離）。數(shù)據(jù)記錄：要求學(xué)生填寫(xiě)表格（如表1），重點(diǎn)觀察"當(dāng)L?＞L?時(shí)，動(dòng)力F?與阻力F?的關(guān)系"。表1：杠桿平衡實(shí)驗(yàn)記錄表1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：控制變量，聚焦核心|實(shí)驗(yàn)次數(shù)|阻力F?（N）|阻力臂L?（cm）|動(dòng)力F?（N）|動(dòng)力臂L?（cm）|F?×L?（Ncm）|F?×L?（Ncm）|省力/費(fèi)力||----------|-------------|----------------|-------------|----------------|---------------|---------------|------------||1|1|10|0.5|20|10|10|省力||2|1|15|0.75|20|15|15|省力||3|1|20|1|20|20|20|不省力|1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：控制變量，聚焦核心|4|1|25|1.25|20|25|25|費(fèi)力|2數(shù)據(jù)解讀：從現(xiàn)象到規(guī)律的歸納學(xué)生通過(guò)分析數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)關(guān)鍵結(jié)論：定量關(guān)系：F?×L?=F?×L?（杠桿平衡條件）；省力判斷：當(dāng)L?＞L?時(shí)，F(xiàn)?＜F?（省力）；當(dāng)L?＜L?時(shí)，F(xiàn)?＞F?（費(fèi)力）；當(dāng)L?=L?時(shí)，F(xiàn)?=F?（既不省力也不費(fèi)力）。這時(shí)我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生用"比較力臂長(zhǎng)度"的簡(jiǎn)化思路：不用計(jì)算具體力的大小，只需看動(dòng)力臂和阻力臂誰(shuí)更長(zhǎng)——?jiǎng)恿Ρ坶L(zhǎng)則省力，阻力臂長(zhǎng)則費(fèi)力。這一結(jié)論的得出，讓學(xué)生從"感性觀察"上升到"理性分析"，真正掌握了判斷方法。3誤區(qū)辨析：常見(jiàn)錯(cuò)誤的針對(duì)性突破教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)學(xué)生容易出現(xiàn)兩個(gè)誤區(qū)，需要重點(diǎn)澄清：誤區(qū)一："杠桿越長(zhǎng)越省力"。例如有學(xué)生認(rèn)為"用更長(zhǎng)的撬棍一定更省力"，但忽略了支點(diǎn)位置——若支點(diǎn)靠近阻力點(diǎn)（如用撬棍撬動(dòng)大石頭時(shí)，支點(diǎn)離石頭越近，動(dòng)力臂越長(zhǎng)），才會(huì)更省力；若支點(diǎn)在中間，長(zhǎng)杠桿反而可能費(fèi)力。誤區(qū)二："動(dòng)力作用點(diǎn)離支點(diǎn)越遠(yuǎn)越省力"。這忽略了力的方向——如果動(dòng)力是斜著施加的，動(dòng)力臂可能比作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離短（因?yàn)榱Ρ凼谴怪本嚯x）。例如用扳手?jǐn)Q螺絲時(shí)，垂直于扳手施力最省力，若斜著施力，即使手離支點(diǎn)更遠(yuǎn)，力臂也會(huì)變短，導(dǎo)致更費(fèi)力。05生活應(yīng)用：從實(shí)驗(yàn)室到真實(shí)場(chǎng)景的遷移1典型案例解析：三類(lèi)杠桿的生活圖景掌握了判斷方法后，我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生用"找三要素→測(cè)力臂→比長(zhǎng)短"的步驟分析生活中的杠桿，重點(diǎn)關(guān)注三類(lèi)典型：省力杠桿（L?＞L?）：如撬棍、開(kāi)瓶器、羊角錘。以撬棍為例，支點(diǎn)靠近阻力點(diǎn)（石頭），動(dòng)力臂（手到支點(diǎn)的距離）遠(yuǎn)大于阻力臂（石頭到支點(diǎn)的距離），所以用很小的力就能撬動(dòng)重物。學(xué)生常說(shuō)："原來(lái)修桌椅時(shí)用的撬棍，秘密在支點(diǎn)位置！"費(fèi)力杠桿（L?＜L?）：如鑷子、釣魚(yú)竿、筷子。以筷子為例，支點(diǎn)在手指捏的位置，阻力臂（夾菜處到支點(diǎn)的距離）比動(dòng)力臂（手捏處到支點(diǎn)的距離）長(zhǎng)，所以需要用更大的力，但好處是"能精確控制夾菜的位置"。學(xué)生感慨："原來(lái)媽媽用筷子看似輕松，其實(shí)手要花更多力，只是為了夾得準(zhǔn)！"1典型案例解析：三類(lèi)杠桿的生活圖景等臂杠桿（L?=L?）：如天平、定滑輪。天平的支點(diǎn)在中間，左右盤(pán)到支點(diǎn)的距離相等，所以?xún)蛇呝|(zhì)量相等時(shí)平衡，這是"公平測(cè)量"的科學(xué)原理。學(xué)生通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)："原來(lái)超市的電子秤雖然高級(jí)，原理和古代的桿秤是一樣的！"2實(shí)踐任務(wù)："身邊的杠桿大搜索"為了讓知識(shí)活起來(lái)，我會(huì)布置課堂實(shí)踐任務(wù)：以小組為單位，用手機(jī)拍攝教室或校園中的杠桿工具（如剪刀、掃帚、訂書(shū)機(jī)），現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)注三要素，判斷省力或費(fèi)力，并嘗試解釋設(shè)計(jì)原因。例如：教室的門(mén)：支點(diǎn)是合頁(yè)，動(dòng)力是手推門(mén)的力（作用在門(mén)把手上），阻力是門(mén)的重力和摩擦力。動(dòng)力臂（門(mén)把手到合頁(yè)的距離）遠(yuǎn)大于阻力臂（門(mén)的重心到合頁(yè)的距離），所以推門(mén)省力。掃帚：當(dāng)用掃帚掃地時(shí)，手靠近掃帚頂部的點(diǎn)是支點(diǎn)，上面的手向下壓是動(dòng)力，下面的手向上抬是阻力？不，這里需要重新分析——其實(shí)掃帚的支點(diǎn)是下面的手（固定點(diǎn)），上面的手施加的力是動(dòng)力，掃帚頭與地面的摩擦力是阻力。此時(shí)動(dòng)力臂（上面手到支點(diǎn)的距離）小于阻力臂（掃帚頭到支點(diǎn)的距離），所以掃帚是費(fèi)力杠桿，但能增大清掃范圍。2實(shí)踐任務(wù)："身邊的杠桿大搜索"這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生常因"找錯(cuò)支點(diǎn)"鬧笑話（比如認(rèn)為掃帚的支點(diǎn)在頂部），但通過(guò)互相討論和教師引導(dǎo)，他們逐漸學(xué)會(huì)用"轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)哪個(gè)點(diǎn)不動(dòng)"來(lái)確定支點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)了"在做中學(xué)"。06總結(jié)與升華：從知識(shí)到思維的生長(zhǎng)1核心知識(shí)的結(jié)構(gòu)化總結(jié)省力與費(fèi)力的判斷依據(jù)：比較動(dòng)力臂（L?）與阻力臂（L?）的長(zhǎng)度——L?＞L?則省力，L?＜L?則費(fèi)力；03生活中的杠桿分類(lèi)：省力杠桿（省人力，費(fèi)距離）、費(fèi)力杠桿（省距離，費(fèi)人力）、等臂杠桿（不省不費(fèi)）。04回顧本節(jié)課，我們沿著"認(rèn)識(shí)杠桿→探究規(guī)律→應(yīng)用實(shí)踐"的路徑，掌握了三個(gè)關(guān)鍵：01杠桿的三要素：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力；022科學(xué)思維的深層滲透這節(jié)課不僅教給學(xué)生判斷方法，更重要的是培養(yǎng)了"從現(xiàn)象到本質(zhì)"的科學(xué)思維：探究規(guī)律時(shí)，掌握"控制變量"的實(shí)驗(yàn)方法；觀察現(xiàn)象時(shí)，學(xué)會(huì)"找關(guān)鍵要素"（如支點(diǎn)）；解釋生活時(shí)，建立"結(jié)構(gòu)決定功能"的因果思維（如杠桿的力臂結(jié)構(gòu)決定了省力或費(fèi)力的功能）。3情感價(jià)值的自然升華最后我會(huì)對(duì)學(xué)生說(shuō)："科學(xué)家牛頓說(shuō)'給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球'，這不僅是對(duì)杠桿力量的贊美，更是對(duì)人類(lèi)智慧的禮贊。今天我們學(xué)會(huì)的不僅是判斷杠桿的省力與費(fèi)力，更是用科學(xué)眼光重新看待身邊的工具——每一把剪刀、每一支筷子，都是人類(lèi)為了更好地生活而創(chuàng)造的智慧結(jié)晶。希望同學(xué)們今后能繼續(xù)用科學(xué)的眼睛觀察世界，用科學(xué)的思維解決