教科版（2017秋）科学六年级上册-3.3 不简单的杠杆 教案

3.3《不简单的杠杆》教案
在日常生活和生产劳动中，杠杆是一种常见且重要的简单机械。六年级的学生对于杠杆有一定的感性认识，但对于其原理和作用规律的理解还不够深入。通过本节课的学习，学生将通过实验探究和理论分析，深入理解杠杆的工作原理和特点，为后续学习更复杂的机械原理打下基础。
理解杠杆的定义和组成要素，包括支点、用力点和阻力点。
掌握杠杆的平衡条件，即动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂。
了解杠杆在不同情况下的分类，如省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
能够通过实验操作，探究杠杆在不同条件下的作用效果。
（一）教学重点
探究杠杆的平衡条件，理解杠杆省力和费力的原理。
学会识别生活中的不同类型的杠杆，并能解释其工作原理。
（二）教学难点
理解杠杆平衡条件的数学表达式，并能运用其进行简单的计算和分析。
培养学生运用科学原理解决实际问题的能力，将理论知识与实际应用相结合。
一、情境导入
教师精心挑选并播放一段清晰、生动的建筑工人使用撬棍撬起大石头的视频。在播放视频的过程中，教师提醒学生特别留意工人的操作动作、撬棍与大石头的接触方式以及撬棍在整个过程中的运动轨迹。
视频播放结束后，教师向学生提出一连串富有启发性的问题：“同学们，刚才在视频中，大家仔细观察到工人是怎样轻松撬起那块大石头的了吗？撬棍在这个过程中又是如何发挥作用的呢？大家可以回想一下那些关键的细节，然后和小组内的同学交流一下你们的想法。”
学生们开始热烈地讨论起来，纷纷分享自己的观察所得。有的学生说：“我看到工人把撬棍的一端放在大石头下面，然后在另一端用力往下压，石头就被撬起来了。” 有的学生补充道：“我觉得撬棍好像一个神奇的魔法棒，让工人用很小的力气就能搬动那么大的石头。”
讨论结束后，教师邀请几位学生代表上台分享他们的观察和思考。学生们用生动的语言描述着自己所看到的情景，并尝试解释撬棍发挥作用的原理。
最后，教师总结学生们的发言，并顺势引出本节课的主题 —— 杠杆：“同学们的观察都非常仔细，分析也很有道理。其实，工人使用的撬棍就是一个典型的杠杆。今天，我们就一起来深入探究这看似简单却又不简单的杠杆，揭开它背后的神秘面纱。”
二、知识讲解
教师巧妙地运用多媒体技术，在大屏幕上展示出一个色彩鲜艳、清晰明了的杠杆示意图。示意图中，杠杆的支点、用力点和阻力点被用醒目的颜色和符号标注出来。
教师站在示意图前，开始详细地讲解：“同学们，看这个示意图，杠杆有三个非常重要的组成部分。首先是支点，它就像是杠杆的‘轴心’，是杠杆围绕其转动的固定点。比如我们刚才看到的撬棍撬石头的例子，撬棍与地面接触的那个点就是支点。然后是用力点，这是我们施加力量让杠杆转动的地方。在撬棍的例子中，工人用力下压撬棍的那一端就是用力点。最后是阻力点，也就是杠杆克服阻力的位置。对于撬棍来说，大石头压住撬棍的位置就是阻力点。”
为了帮助学生更好地理解这三个部分的作用和关系，教师接着举例说明。教师拿出一个跷跷板的模型，向学生们展示：“大家看这个跷跷板，中间的支撑点就是支点，两端坐人的位置，轻的一端小朋友要用力压下去，这就是用力点；重的一端小朋友被撬起来，这里就是阻力点。”
然后，教师又拿出一把剪刀，继续讲解：“再看看这把剪刀，剪刀的轴就是支点，我们手指按压的地方是用力点，刀刃剪东西的地方就是阻力点。”
在讲解完这些常见工具的例子后，教师引入杠杆的平衡条件：“同学们，杠杆的工作原理其实可以用一个简单的数学公式来表示，那就是动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂。为了让大家更好地理解，我们来看一个例子。假设我们有一个杠杆，支点在中间，左边挂了一个 2 千克的重物，距离支点 2 米；右边我们用一个 4 千克的重物来平衡它，大家想一想，这个 4 千克的重物应该挂在距离支点多远的地方才能让杠杆保持平衡呢？”
学生们开始思考和计算，教师在一旁引导和提示。通过这个简单的例子，学生们对杠杆的平衡条件有了初步的认识和理解。
三、实验探究
教师在讲台上摆放出一系列实验器材，包括杠杆尺、不同重量的钩码、支架等，并向学生们一一介绍这些器材的名称和用途。
教师提出问题，引发学生的思考：“同学们，我们都知道杠杆在生活中有很多的应用，但是杠杆在什么情况下会省力？在什么情况下又会费力？还有在什么情况下既不省力也不费力呢？现在，请大家根据自己的生活经验和刚刚学到的知识，大胆地提出你们的假设。”
学生们开始积极思考，纷纷举手发言。有的学生说：“我觉得当支点离用力点比较近，离阻力点比较远的时候，杠杆会省力。” 有的学生则认为：“如果支点在中间，用力点和阻力点到支点的距离差不多，可能就既不省力也不费力。”
接着，学生们分成小组，围绕实验主题展开热烈的讨论，共同设计实验方案。教师穿梭于各个小组之间，认真倾听他们的讨论，适时给予指导和建议，帮助学生们完善实验方案，确保方案的科学性和可行性。
在充分讨论的基础上，学生们确定了详细的实验方案：
实验一：探究杠杆在不同支点位置时的省力情况。
操作步骤：将杠杆尺的支点放在不同的位置，一端挂上一定重量的钩码作为阻力，在另一端尝试挂上不同数量的钩码作为动力，使杠杆平衡，记录下支点位置、动力和阻力的大小以及动力臂和阻力臂的长度。
预期结果：当支点靠近阻力点时，需要较大的动力才能使杠杆平衡，可能费力；当支点靠近动力点时，较小的动力就能使杠杆平衡，可能省力。
实验二：探究杠杆在不同用力点位置时的省力情况。
操作步骤：保持支点和阻力点位置不变，改变用力点的位置，同样通过调整动力和阻力的大小使杠杆平衡，并记录相关数据。
预期结果：用力点离支点越远，可能越省力；用力点离支点越近，可能越费力。
实验三：探究杠杆在不同阻力点位置时的省力情况。
操作步骤：固定支点和用力点，改变阻力点的位置，使杠杆达到平衡，记录数据。
预期结果：阻力点离支点越近，可能越省力；阻力点离支点越远，可能越费力。
确定好实验方案后，学生们分组开始进行实验。每个小组的成员分工明确，有的同学负责小心地调整杠杆尺的位置和角度，有的同学专注地放置钩码，确保其位置准确，还有的同学认真地记录实验过程中的每一个数据。
在学生们进行实验的过程中，教师不停地在各小组之间巡回指导。一方面，提醒学生们严格按照实验步骤进行操作，注意保持实验台面的整洁和实验器材的完好；另一方面，及时纠正学生们在实验操作中出现的错误，如钩码放置不稳、读数不准确等，确保实验的安全性和数据的可靠性。
实验过程中，学生们认真地将测量到的数据详细地记录在专门设计的实验表格中，包括支点位置、用力点位置、阻力点位置、钩码数量、动力臂长度、阻力臂长度等。
四、实验结果分析与讨论
各个小组在完成实验后，立即投入到紧张而有序的数据整理和分析工作中。他们运用所学的数学知识，对记录下来的实验数据进行仔细的计算和处理，绘制出直观的图表，以便更清晰地展示数据之间的关系。
在数据整理和分析完成后，小组之间展开了热烈的交流。每个小组都选派一名代表，走上讲台向全班同学展示本小组的实验数据和绘制的图表，并详细地阐述实验结果和分析过程。代表们清晰地讲述着小组的发现，比如：“我们小组在实验一中发现，当支点靠近阻力点时，需要挂很多的钩码才能平衡，说明这种情况下杠杆比较费力；而当支点靠近动力点时，只需要挂很少的钩码就能平衡，说明杠杆比较省力。”
其他小组的同学们认真倾听着汇报，不时提出自己的疑问和见解。例如：“你们小组的实验数据有没有误差？是怎么处理的？” 或者 “你们的实验结果和我们小组不太一样，是不是实验条件有差别？” 汇报小组的成员则沉着冷静地回答这些问题，通过充分的交流和讨论，进一步完善和优化实验结论。
教师认真倾听着每个小组的汇报和同学们之间的交流与质疑，对各小组的实验结果进行全面而深入的总结和评价。教师充分肯定了学生们在实验过程中表现出的严谨态度和团队合作精神，同时也针对实验中存在的一些普遍问题和不足之处提出了建设性的改进意见。在教师的引导下，全体学生共同探讨，根据实验数据和图表，总结出了杠杆的省力、费力和等臂的规律。
教师在黑板上画出简单的示意图，结合学生们的实验结果，清晰地解释道：“同学们，当动力臂大于阻力臂时，杠杆省力，就像我们刚才实验中支点靠近阻力点的情况；当动力臂小于阻力臂时，杠杆费力，比如支点靠近动力点的时候；而当动力臂等于阻力臂时，杠杆既不省力也不费力，就像支点在杠杆中间的情况。”
五、生活中的杠杆应用
教师通过多媒体设备，展示出一系列生活中常见杠杆工具的高清图片和实物模型，如撬棍、鱼竿、扫帚、核桃夹等。每展示一个工具，教师都会详细地介绍其用途和特点。
学生们分成小组，围绕这些工具展开热烈的讨论。在讨论过程中，小组成员们纷纷发表自己的看法。有的同学说：“撬棍是省力杠杆，因为用力点离支点比较远，阻力点离支点比较近。” 有的同学则分析道：“鱼竿是费力杠杆，虽然钓鱼的时候比较费力，但是可以让鱼线甩得更远，也能更灵敏地感觉到鱼的动静。”
讨论结束后，每个小组选派一名代表，走上讲台向全班同学分享小组讨论的结果。代表们用生动的语言和形象的手势，详细地解释每个工具属于哪种类型的杠杆以及原因。
教师认真倾听着学生们的发言，不时点头表示赞同，并对学生们的分析进行点评和补充。教师通过进一步的讲解和实例展示，帮助学生们更加深入地理解生活中杠杆的应用原理，使他们能够更加敏锐地观察和分析周围的事物。
板书设计；
在教学过程中，要注重引导学生自主探究和思考，充分调动学生的积极性和主动性。对于实验探究环节，要给予学生足够的时间和空间，让他们在实践中发现问题、解决问题。同时，要加强与生活实际的联系，让学生切实感受到科学知识的实用性和趣味性。此外，还应关注学生的个体差异，提供有针对性的指导和帮助，确保每个学生都能在本节课中有所收获。