湘教版五年级下册科学第五单元《简单机械》教学设计

湘教版五年级下册科学
第五单元《简单机械》教学设计
一、单元解析
科学技术的发展使能够供人们使用的工具越来越先进，人们不仅可以利用工具(如机器人)帮助人类做各种复杂的工作，还可以乘坐宇宙飞船到太空去进行科学研究，但是无论怎样复杂的工具都是在简单机械的基础上组合起来的。

因此理解简单机械的作用是进一步认识创造各种复杂机械的基础。

基于上述原因教材设计了《简单机械》这一单元。

本单元，按先总后分的结构编排内容，其中，总：第1课生活中的“好帮手”，引领学生观察、体验各类工具的作用，尝试认识了解这些“好帮手”的结构和用途，提出想要进一步探究的问题。

分：第2—5课，引领学生探究杠杆、轮轴、滑轮、斜面等4种简单机械，认识这些机械的结构和功能，发现它们在工作时能省力或提供方便，让学生经历“情境提问→猜想与假设→设计研究方案→搜集实验数据→得出结论→表达交流→迁移应用”比较完整的科学探究过程。

让学生认识到科学与技术是相互影响和相互促进的，机械和工具对于推动社会进步和技术应用的重要性。

重点训练学生制订实验计划、搜集整理实验数据等方面的探究技能。

二、单元目标
本单元包括“生活中的‘好帮手’”、“杠杆”、“轮轴”、“滑轮”、“斜面”等5课，共11个活动。

旨在引领学生探究杠杆、轮轴、滑轮、斜面等4种简单机械，认识工具是人类生产生活中不断被需要、被改进、不断变化而来的用品，是人类自身能力的一种延伸和增强。

人们通过使
用工具促进生产、提高工作效率、减轻我们的躯体劳动负荷、改造环境，以满足自身和社会发展的需求。

四维目标如下：
（一）科学知识
1.知道完成某些任务需要特定的工具。

2.知道杠杆、滑轮、轮轴、斜面等是常见的简单机械。

3.使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械解决生活中的实际问题。

（二）科学探究
制订实验计划、搜集整理实验数据。

（三）科学态度
对简单机械的结构与功能产生探究欲望，能多方法设计实验检验自己的猜想，尊重事实、尊重证据、大胆猜想、小心求证。

（四）STSE
认识到科学与技术是相互影响和相互促进的，机械和工具对于推动社会发展和技术应用的重要性。

第一课生活中的“好帮手”
一、本课浅析
本课是单元的重点课，通过本课教学应激发学生关注生活中的简单机械的兴趣，为后继研究各种简单机械打下良好的兴趣基础。

教材设计了“回想‘好帮手’”的导入活动和“寻找生活中的‘好帮手’”的活动。

二、四维目标
（一）科学知识
1.认识生活中常见的简单工具，知道利用工具能够帮助人们完成好
工作。

2.知道完成某些任务需要特定的工具。

（二）科学探究
1.针对生活中的工作难题（如拔钉子），尝试用不同的工具帮助解决，在比较中发现使用不同工具做同样的事情，效果是不同的。

2.对生活中简单工具的作用能提出自己的问题。

（三）科学态度
积极参与用不同工具拔钉子的体验活动，敢于尝试，乐于交流。

（四）科学、技术、社会与环境（STSE）
初步认识到工具作为技术的物化成果，可以给我们的生活带来便捷。

三、教学准备
教师准备：装满水的纯净水桶、钉入钉子的木板、拧紧的螺丝钉、未开瓶的汽水、木板、羊角锤、扳手、螺丝刀，教学课件。

学生准备：记录笔、活动手册。

四、教学时间
1课时
五、教学过程
（一）情境导入，聚集任务
（1）看单元页画面，读小诗：井中汲水用辘轳，给个支点撬重物，上山公路盘山修，滑轮组合增力度。

（2）提问：根据画面和小诗，你得到了哪些信息？
（3）学生自由发言。

（4）引入并思考：从本节课开始，我们将进入《简单机械》的学习。

首先，我们来看看生活中的“好帮手”。

（5）展示并交流：课件展示或实物展示。

你在生活中遇到过与下图类似的难题吗？你是怎样解决的？
a.出示汽水瓶，如何将它打开？
b.出示钉有钉子的木板，怎样取出钉子？钉有螺丝钉的木板呢？
c.出示两个人搬运大油桶，该怎么办？
（6）学生自由发言。

（二）合作探究，完成任务
1. 寻找生活中的“好帮手”
（1）讲述：我们在生活中经常遇到类似难题，为了克服这些难题，提高工作效率，人们发明了很多工具，这些工具成为了人们的“好帮手”。

（2）课件展示教材P56下方四幅图。

（3）交流：根据图片说一说，人们是使用了哪些“好帮手”来解决难题的？
（4）小结：第一幅图，借用木板搭成斜面，使大油桶滚动起来，省力；第二幅图，用开瓶器开汽水瓶，省力。

第三幅图，用扳手拧开螺帽，省力。

第四幅图，用羊角锤取出钉子，省力。

（5）思考：想一想，你还知道哪些“好帮手”？它们能发挥什么作用？原因是什么？请把你想出来的“好帮手”记录在活动手册上。

（6）学生汇报。

比一比，看谁列举的又准确又多。

（7）明确任务：出示钉有钉子的木板，试一试，怎样能既方便又
省力地拔出木板上的钉子？
（8）小组交流并尝试。

（9）汇报做法和感受。

（10）小结：用钳子拔不出来，很费力气。

用钉锤直接向上拔，也很费力气。

用钉锤撬时，要把钉锤顶住了向后拔，握住钉锤把的顶端比握下面更容易把钉子撬出来。

（11）交流：对拔钉子的实验，你有什么疑问吗？还能提出什么问题？
（12）学生汇报：
a.用钉锤是否省力和钉锤顶住的地方可能有关系？
b.用钉锤是否省力和握把的位置有关系？
（13）继续探究：试一试其他“好帮手”，提出你的问题，记录在活动手册中。

（14）交流汇报：与同学交流你使用“好帮手”的心得和问题。

（三）课后任务，拓展延伸。

试一试其他“好帮手”，提出你的问题，与同学交流你使用“好帮手”的心得和问题。

六、课程资源
常见的简单机械
简单机械，是机械最简单最基本的单位，是人运用力的基本机械元件。

在人类最早期的发明与发现中，对工具、火与语言的掌握，使得人类最终从一般动物中脱离出来。

而简单机械，则是人在改造自然中运用
机械工具的智慧结晶，是牛顿力学（向量力学）研究的重要对象。

生活中常见的简单机械有：
开瓶器钳子扳手
镊子剪刀铁棍
卷笔刀木棍滑轮教学反思：
第二课杠杆
一、本课浅析
前一课学生在寻找生活中的“好帮手”，体会“好帮手”作用的活动中，会使用一些工具完成一些工作，初步认识了工具的作用，但是学生可能并不清楚或没有仔细思考过这些工具的工作原理。

因此从本课开始分别研究杠杆、轮轴、滑轮、斜面等简单机械。

本课从生活中怎样移动大石头的场景引出要认识的简单机械一杠
杆。

教材首先安排了“认识杠杆”、“探究杠杆的秘密”两个活动。

通过对这两个活动的研究，认识生活中一种常见的简单机械—杠杆，并且发现杠杆省力的秘密，教材最后设计了“杠杆变形记”这一活动，通过体验人们对杠杆在具体的工作中的变化的改进历程，进一步巩固对杠杆结构的认识，同时渗透技术是人们在对自然的利用和改造过程发明的思想。

二、教学目标
（一）科学知识
1.知道人们用来撬动石头的木棍是一种简单机械，叫作杠杆。

知道杠杆工作时总围绕一个点转动，这个点叫支点。

撬重物时对杠杆用力的那个点叫动力点，承载重物的那个点叫阻力点。

2.知道当动力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时，杠杆省力，且距离越远，越省力。

反之则费力。

当动力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离时，杠杆既不省力也不费力。

3.知道人们使用杠杆有时是为了省力，有时是为了省距离。

（二）科学探究
1.针对使用撬棍的情境，能利用杠杆尺设计并完成探究实验，做好数据的收集、整理及分析，总结出怎样使杠杆省力、费力或既不省力也不费力的特点。

2.能找出不同外形杠杆类工具的支点，分析不同类型杠杆类工具的作用。

（三）科学态度
1.对于探究让杠杆省力的活动有兴趣，尊重数据，分工合作。

2.乐于用杠杆解决生活中的实际问题。

（四）科学、技术、社会与环境（STSE）
初步认识到杠杆类工具可以帮助人们提高工作效率，意识到科学、技术、社会和生活是密切联系的。

三、教学准备
教师准备：词典、橡皮擦、木板、杠杆尺、钩码、铁棍、钉有钉子的木板、羊角锤、镊子、剪刀、教学课件。

学生准备：记录笔、活动手册。

四、教学时间
1课时
五、教学过程
（一）激趣导入，引入新课
（1）导入：古希腊数学家、物理学家阿基米德说过一句话“给我一个支点，我就能撬起整个地球”，这句话表达了什么意思？
（2）学生交流发言。

（杠杆）
（3）讲述：这句话用夸张的方式说明了杠杆原理。

今天，我们将一起来探究杠杆的秘密。

（二）互动探究，了解杠杆
1. 活动1：认识杠杆
（1）交流：课件出示教材P58的上方图片。

说一说，人们是怎样移动大石头的？
（2）小结：人们用木棍能轻松地撬起大石头。

撬动石头的木棍就
是一种简单机械，叫作杠杆。

（3）讲述：课件出示教材P58的下方图片。

木棍始终围绕着固定的点在转动，这个点称为支点。

对着木棍用力的位置称为动力点。

石头压住木棍的位置称为阻力点。

（4）思考：说一说杠杆可能有什么作用。

（5）学生自由发言。

2. 活动2：探究杠杆的秘密
（1）介绍器材：杠杆尺、钩码
（2）组装杠杆并初步体验：课件展示教材P59上方图，学生分组搭建一个如图所示的杠杆。

改变用力的位置，初步体验。

（3）确定支点、动力点和阻力点：杠杆尺的固定轴就是支点，左边挂钩处假定为阻力点，在右边某处挂钩码，则是动力点。

杠杆平衡时，这个钩码的重力就是“撬起”重物的力。

省力多少与支点到动力点的距离有关系。

（4）提出问题：怎样做，杠杆才省力？
（5）讨论并制订实验计划：怎样利用杠杆尺实验检验自己的初步想法？
（6）示例讲解：第3小组实验设计
a. 研究问题：杠杆省力多少与支点到动力点的距离有什么关系？
b. 实验方法：
1.将杠杆的A设定为阻力点，B设为动力点，杠杆尺固定轴就是支点，设定为O。

2.在A点上挂4个钩码。

3.在B点挂若干钩码，让杠杆平衡。

4.变动B点的位置，挂若干钩码，让杠杆平衡。

（7）各组完善实验计划。

（8）动手实验并做好记录：将实验数据记录在学生活动手册中。

（9）交流：分析实验数据，我们有哪些发现？
（10）小结：当动力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时，杠杆省力，且距离越远，越省力；反之杠杆费力。

如果两者距离相等，那么杠杆既不省力也不费力。

3. 杠杆变形记
（1）展示：出示一块钉有钉子的木板。

（2）动手体验并交流：用铁棍可以撬动钉子吗？这个杠杆有什么不足？
（3）汇报：铁棍头卡不住钉子帽。

每次还要挪动支点。

往下压时，有时会挤着手……
（4）思考：用什么工具可以既方便又省力的将钉子拔出来呢？
（5）讲述：出示教材P61上方两幅图，人们在实践中常用变形后的杠杆。

试一试，这两个工具能将钉子方便的拔出来吗？
（6）学生动手操作并汇报。

（7）交流：说一说这两种工具是怎样把杠杆变形的？动力点、阻力点和支点各在哪里？这样变形后有什么好处？
（8）学生边演示边回答。

（9）讨论：课件出示教材P61下方图。

生活中有很多的变形杠杆，说一说它们的作用。

（10）学生汇报：比一比，看谁说的又多又准确。

（三）收拾整理，准备下课。

六、课程资源
杠杆
杠杆是一种简单机械。

在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。

在生活中根据需要，杠杆可以是任意形状。

例如，跷跷板、剪刀、扳子、撬棒、钓鱼竿等，都是杠杆。

杠杆五要素
支点：杠杆绕着转动的点。

动力：使杠杆转动的力。

阻力：阻碍杠杆转动的力。

动力臂：从支点到动力作用线的距离。

阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

杠杆的原理
在使用杠杆时，如为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆；如为了省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。

因此，使用杠杆可以省力，也可以省距离。

但是，要想省力，就必须多移动距离；要想省距离，就必须多费些力。

要想既省力又省距离，是不可能实现的。

正是从这些公理出发，在“重心”理论的基础上，阿基米德发现了杠杆原理，即“两重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。

”他
曾讲：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。

”讲的就是这个道理，但是我们找不到那个支点，也找不到那么长而坚固的杠杆，所以撬动地球只是阿基米德的一个假想。

教学反思：
第三课轮轴
一、教学目标
1.科学知识
(1)认识轮轴的结构。

知道利用轮带动轴转动可以省力。

(2)能够识别生活中应用轮轴的实例，会分析它是怎样帮助人们提高工作效率的。

2.科学探究
(1)能够根据自己的原认知对问题大胆地提出猜想。

(2)能够利用观察、实验、制作等方法探究轮轴的秘密。

3.情感态度价值观
(1)愿意合作与交流，积极参与有关轮轴话题的讨论，激发学生对轮轴的探究兴趣。

(2)乐于用学到的科学知识改善生活。

能够想到利用轮轴解决生活中的实际问题。

4.科学、技术、社会、环境
感受到利用科学技术制造出的工具可以改善生活，提高工作效率。

二、教学重难点
重点：建构轮轴的模型。

难点解释生活中各式各样的轮轴工具是如何运用了轮轴原理。

三、教学准备
演示实验材料：生活中应用轮轴工作的物品(实物、图片、课件)。

分组实验材料：塑料瓶、粗铁丝、筷子、钩码、铁架台、重物、线绳、锥子、钳子、测力计。

四、课时安排：1课时
五、教学过程
（一）联系生活，聚焦任务
1.在教学导入环节出示深井图片。

2.询问学生：人们怎样从深井中提起一桶水？
3.介绍指南车信箱的内容，重点了解辘轳的结构，为后面制作简易辘轳做好准备。

4.通过询问辘轳可能有什么作用，怎样方便提水的，引发学生猜测,激发学生兴趣，由此让学生带着猜想和研究任务进入下一个活动—让我们制作一个辘轳来研究。

活动1探究辘轳的秘密
此活动包括制作辘轳、研究辘轳2个小环节
1.制作辘轳
教师出示制作材料，问学生这些材料可以制作成辘轳的哪些部分？帮助学生建立瓶身与圆硬木、筷子与摇柄、粗铁丝、铁架台与辘轳支架
的对应关系，然后出示简易辘轳的成品。

让学生模仿制作完成。

提示学生注意安全，教师准备一些创可贴。

在制作和探究时，学生戴上护目镜。

2.研究辘轳
制作辘轳后让学生用手直接提“水桶”和用辘轳提起“水桶”进行比较，说一说有什么不同的感觉？再追问学生怎样做才能更准确地说明轮轴是否省力，省力多少呢？从而建议学生使用测力计进行科学研究。

在使用测力计探究时分为2步。

第一步学生用测力计直接提“水桶”测出数值，然后用测力计挂在摇柄上测出数值，并把这两个数值记录在活动手册中，然后进行比较，发现用辘轳提水可以省力。

注意：摇柄从下往上转到水平时，再把测力计的挂钩挂在摇柄上测数值。

第二步：引导学生观察各组的数值有什么不同，可能是什么原因，从而引导学生猜测，摇柄越长可能越省力。

这时再根据自己的研究需要，把辘轳的摇柄换成长一些的筷子，探究如何利用辘轳更省力。

用测力计测出不同长度的摇柄的数值，记录在活动手册中。

通过数值与摇柄的长度的对应关系，得出摇柄越长越省力的规律。

再问学生，如果要更省力，是否可以用更长的筷子呢？使学生体会到，摇柄长度要和支架的高度、人的高度相匹配，才能方便提水。

最后引导学生观察摇柄的运行轨迹，总结辘轳的结构、省力规律，概括出“轮轴”的概念。

活动2寻找生活中的轮轴
本活动将引导学生进一步了解轮轴在生活中的应用，对轮轴的作用有更深步的理解。

在认识其他轮轴时，可以把生活中其他轮轴与辘轳做
比较，进行认识。

如认识扳手时，可以把扳手卡在瓶子口处转动扳手提“水桶”，从而使学生认识到扳手的手柄相当于摇柄，要拧的螺母等相当于圆硬木。

如果时间允许教师还可以设计几个生活中的问题，请学生应用轮轴的工作原理解决问题。

（二）课后任务
认真观察生活中哪些地方应用了各种轮轴？
六、课程资源
一、辘轳
辘轳也是从杠杆演变来的汲水工具。

据《物原》记载：“史佚始作辘轳。

”史佚是周代初期的史官。

早在公元前1100多年前中国已经发明了辘轳。

到春秋时期，辘轳就已经流行。

辘轳的制造和应用，在古代是和农业的发展緊密结合的，它广泛地应用在农业灌溉上。

辘轳的应用在我国时间较长，虽经改进，但大体持了原形，说明在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳。

新中国成前在我国的北方缺水地区，仍在使用辘轳提水灌溉小片土地。

二、轮轴是一种变形的杠杆
使用轮轴时，动力作用在轮上省力，动力作用在轴上费力。

若用R、r分别表示轮半径、轴半径，动力F1作用在轮上，阻力F2作用在轴上，则轮轴的平衡条件为：F1·R=F2·r，所以轮和轴的比例越大越省力。

轮轴的作用除了省力还可以省距离。

教材提供的三幅图都是省力轮轴，教师可以适当添加一些省距离的轮轴（如：自行车的后轮、电风扇）指
导学生分析它是如何帮助人们提高工作效率的。

教学反思：
第四课滑轮
一、本课分析
滑轮经常出现在生活中的各种机器或装置上，实际上它也是一种变形的杠杆。

定滑轮可以理解成支点在中间、阻力点和动力点分别在两侧且阻力臂与动力臂相等的杠杆；动滑轮可以理解成支点在滑轮的一个边缘，阻力点在滑轮中心，动力点在滑轮另一边缘，且动力臂是阻力臂的二倍的杠杆。

定滑轮不省力也不费力但是可以改变力的方向，动滑轮可以省力但不可以改变力的方向，日常生活中定滑轮与动滑轮常结合使用，组成滑轮组。

课文从生活中的具体事例出发引导学生通过“观察、体验、猜想与假设、实验验证”等活动探究滑轮的秘密。

同时引导学生应用滑轮组解决生活中的实际问题。

活动1 认识滑轮
教材安排了起重机吊起重物和升旗两个场景图，一是引导学生认识一种新的机械滑轮，这种机械的结构是由框架和轮子组成的。

轮子上有凹槽，轮子围绕中间的轴转动。

框架上有挂钩。

二是认识根据滑轮的安装方式不同，滑轮分为动滑轮和定滑轮两种。

活动2 探究滑轮的作用
教材首先安排用两种不同的安装方式提重物，初步体会动滑轮和定滑轮的作用，旨在让学生有亲身的感受，激发学生的探究兴趣，又为学生的猜想提供依据，为有目的的研究做好铺垫。

然后教材安排了学生用测力计(钩码)测量用动滑轮和定滑轮提起同样重物的数值，并且观察比较重物提起的方向和用力方向的不同，旨在发现动滑轮和定滑轮的作用。

动滑轮可以省力，但是不能改变用力方向；定滑轮不能省力，但是可以改变用力方向。

活动3 拓展活动：滑轮兄弟大联合
安排把动滑轮和定滑轮结合在一起使用的探究活动，旨在引导学生认识滑轮组。

二、教学目标
1.科学知识
认识定滑轮、动滑轮，知道定滑轮可以改变力的方向但不改变力的大小，动滑轮不能改变力的方向但能改变力的大小。

滑轮组可以根据需要改变力的方向和力的大小。

2.科学探究
(1)能够针对问题大胆提出猜想。

(2)能够利用观察、实验等方法探究滑轮的秘密。

(3)能够想到利用滑轮解决生活中的实际问题。

3.科学态度
(1)激发学生对滑轮的探究兴趣。

(2)乐于用学到的滑轮知识，改善提高我们的生活水平
4.科学、技术、社会、环境
通过滑轮的应用体验，进一步感受到利用科学技术制造出的工具可以改善生活，提高工作效率。

三、教学重难点
重点：探究滑轮的秘密是本课的重点。

难点：利用滑轮的工作原理开展发明设计的活动是教学的难点。

四、教学准备
教师演示实验材料：课件(利用滑轮工作的生活实例)、演示用滑轮实验套材。

分组实验材料：动滑轮、定滑轮、支架、测力计、钩码。

五、课时安排：1课时
六、教学过程
（一）教学导入
本环节可以继续采用“实物观察→体验→猜想”这样的步骤展开教学。

活动1 认识滑轮
1.实物观察
教材展示了两个生活中应用滑轮工作的例子—起重机、旗杆。

虽然起重机在生活中比比皆是，但是很少有同学仔细观察过起重机工作的秘密。

教师可以借助视频、课件让学生更加直观地了解滑轮是怎样工作的。

与此同时指导学生认识定滑轮与动滑轮。

2.体验
出示定滑轮与动滑轮，请同学分组操作滑轮，体验它们的作用。

在学生体验的时候教师要指导学生观察拉力的方向、物体运动的方向,为后继探究活动做好铺垫。

根据学生的实际情况教师也可以从滑轮与杠杆的关系引入教学，引导学生对滑轮的作用提出猜想。

活动2 探究滑轮的作用
本活动通过比较、分析实验记录来验证学生的猜想，进而发现滑轮的作用引导学生把结论与猜想进行比较，使学生知道猜想可能与事实存在区别，我们应该尊重科学事实。

指导学生实验的过程中应该注意以下几点：
1、定滑轮实验时，弹簧秤上端与拉绳连接，下端用手拉，读出静止时的示数，弹簧秤示数是手和绳之间的张力，反映出绳的拉力。

弹簧秤不能倒用。

手施加向下拉力，通过定滑轮的绳子对钩码产生向上的拉力，则判断改变了力的方向。

2.动滑轮实验时，弹簧秤竖直向上拉绳子的一端，弹簧秤静止时的示数是向上的拉力。

弹簧秤竖直使用的要求，是弹簧秤能准确测量的规范要求，不是拉力必需的要求。

拉力是向上的，作为重物的钩码受到的拉力也是向上的，即所谓的不改变方向。

注意，拉力的大小应该是钩码重量与动滑轮本身重量和的一半，实际测量拉力小于钩码重量，但大于钩码一半重量。

活动3 滑轮兄弟大联合
本活动的目的有二：其一是让学生知道生活中人们常常把两种滑轮。