2018年大象版四年级科学下册《生活中的机械》教案设计(2)

　　教学时，教师可以结合“机械是什么”一课中“抱起老师”、“提起自己”、“撬开巧克力桶”等活动随机安排，也可以将本环节与第二部分的“能把书抬起来吗？”活动整合在一起，让学生大胆猜想，充分思考，想出更多的办法。

　　（2）活动体验，感知杠杆的作用。“能把书抬起来吗？”这个活动，使学生初步体验杠杆的作用。它是对上一环节的延伸巩固，也是下一环节的铺垫。自由移动支点后，则会出现杠杆的支点在重点与力点的正中间，此时不省力也不费力；如支点至重点的距离大于支点至力点的距离，此时会出现费力状况。

　　教学时，教师一定要让每个学生试一试 ，亲自体验。至于实验的工具教师可以利用其他的替代。但一定要注意，支点的移动随学生自行实验而进行，教师可以提示“移动支点”，却不可告诉将支点移到某个位置。这个实验，还要求学生记住自己的各种感受，实验后谈出对杠杆是否省力的看法。

　　（3）实验验证，用实验数据说明杠杆的作用。“杠杆省力吗？”这一活动，引导学生验证自己的看法，在第二部分体验感知杠杆是否省力的基础上，利用杠杆、钩码这些实验仪器，准确记录杠杆省力与否的实验数据，分析找到杠杆省力、不省力也不费力、费力三种规律。表中的记录再次为学生提供了例证。

　　教学这一内容时，因学生已有了杠杆平衡的知识作基础，因此文中用“给你提个醒”的方法提示学生：“杠杆平衡时，左边钩码的重量可看作是提起重物所用的力”这一点是学生不易理解的，教师可以点拨。另需要注意的是，杠杆尺本身这个装置的支点是不可以改变的，但为了研究支点距力点与重点的变化，可以移动重物的位置（如右边第三格处移动到左边第四格处）。“小科学家记录本”中的记录表，不仅要求准确记录实验数据，而且加大了一定的难度，即要让学生在分析数据的基础上自行找出杠杆的规律。教学时，教师要充分放手让学生自己验证。

　　（4）阅读“阿基米德的大话”。在杠杆原理研究的基础上，理解科学家名言的道理，既可加深对杠杆作用的了解，同时对本文引入名言的猜想做了验证。教学时，教师可以将阿基米德大话的故事补充完整，把“一只手推动三桅货船”的故事穿插在其中，也可以让学生来讲述完成。

　　（5）观察思考，拓展交流。为了引导学生进一步了解杠杆在生产生活中的广泛应用，促进知识与生活的横向联系与迁移。文中例举了钳子和起钉锤撬钉子两个省力杠杆；钓鱼竿钓鱼、裁缝剪刀两个费力杠杆和剪刀这个不省力也不费力的杠杆。查找身体中的杠杆、搜集机器人工作的原理是一项拓展活动，意在引导学生了解生活中处处有机械，人体工作、机器工作中都大量运用杠杆的原理。

　　教学时，可引导学生观察上述几种杠杆的不同特点，利用杠杆做一些实际的事情，然后引申到生活中的其它杠杆。关于查找人体中的杠杆，可先安排学生组内活动，让他们在说话或做动作的过程中查找杠杆，最后交流。

　　【应变参考】

　　（1） 教学时应注意，学生对撬起石头（或重物）方法的思考会很多，可能想到支点在重物和力

　　点的一侧，即支点在杠杆的一端，此时用力方向不是向下，而是向上的。另外，探探对杠杆一定省力的看法只是一种表面现象，大部分学生也可能这样认为，但教师不必在此过多追究，必须让学生此刻产生相反的看法，待到第二部分内容进行后，学生自会体验到使用杠杆不一定省力的。

　　（2）“杠杆省力吗？”的实验验证，要求全员参与，特别注意的是：规律的得出是建立在学生研

　　究的基础上，而不是教师强加给予的，学生研究出多少就可总结出多少；如果全体学生研究的比较单一，教师可以适当地引导。

　　（3）教学时注意，生活中的杠杆有一大部分已变了形状，不是学生头脑中的“三点一线”的那一种，如剪子就是由两个简单杠杆组成，两个支点重合在轴上，同样起钉锤也变了形状。另外镊子、钓鱼竿等都属费力杠杆，支点在力点与重点的一侧，运动距离短，但费力。这种杠杆虽然费了力气，但操作方便，在生活中也是必要的。

　　（3） 查找身体中的杠杆、搜集机器人工作的原理是一项拓展活动。如果课上教学时间不足，可

　　放在课下进行。至于机器人工作的原理，有趣的学生可以进行搜集，不必做统一的要求。另外，我们的躯体就像机械一样的工作着，胳膊和腿的骨骼就是杠杆，关节就是支点。同样，人的颌、脚和肘是杠杆的范例。

　　人的手臂是一种杠杆。当它抬起的时候，负重在手上，作用力在肱二头肌上。此块肌肉附在后臂上，离肘不远，肘部的作用相当于一个支点。

　　当肱二头肌收缩时（变短、变粗），将前臂带起，负重也就跟着被带起。我们可以通过用力抱举起很重的东西，因为前臂越短作用力越大。试一试在手上放一些重书，接着把书放在肘部弯曲处，你会发现轻松多了。

　　（4） 教学时，教师可根据本地区本校的教学条件进行。如对杠杆不感兴趣，可直接将钳子、剪

　　子作为研究重点，组织一系列的比赛活动（折段粗铁丝、拔除木版上很结实的钉子等）通过三点的研究，达到训练的目的。

　　【参考询问点】在研究杠杆一定省力吗？这个环节时，如果学生研究的比较单一（只研究出省力情况，或费力情况），教师可引导学生“你很聪明，已经研究出了杠杆省力的情况，能否再找到杠杆使用的其它情况呢？”。或者这样引导“请你改变现在的实验方法再试一试，有什么新的发现吗？”

　　4 我的滑轮教学设计

　　【要点】利用滑轮等简单器材进行滑轮使用原理的研究，体验机械给生活带来的方便。

　　【目标】

　　（1）利用滑轮、钩码、测力计等简单器材进行观察实验，研究使用滑轮的原理，做好并分析实验记录。研究定滑轮、动滑轮、滑轮组是否省力。

　　（2）培养学生重证据，愿意尝试的精神；使学生关注社会生活。

　　【怎样进行】

　　（1）在猜想与验证活动中自制滑轮。游戏比赛“自制滑轮提放重物，看谁方法多”，意在激发学生兴趣，利用身边的材料自制滑轮，进行比赛。此环节较为重要。文中出示的材料有铁架台、曲别针或废旧的线轴，重物可用钩码也可用玩具或文具替代。在学生提升放下的过程中，找到不同的方法，可能是定滑轮，亦或动滑轮。本环节看似游戏，实则让学生在组装过程中自行认识滑轮，初步体验，与下一环节有机衔接。

　　教学时，教师应当充分放手让学生自己组装，自己解决实际问题，初悟滑轮的作用，切忌一步步带着学生实验。活动时提醒学生注意安全，记住自己操作的方法，以便交流和验证活动时的再次利用。

　　（2）观察认识各种滑轮，猜想使用滑轮的意义。认识各种滑轮是建立在交流活动基础上的，其目的是将知识与生活实际紧密结合。文中出示了升旗的滑轮、提重物的两种滑轮，明确了滑轮的含义，引发了学生对滑轮使用的种种猜想。

　　教学时，可将这部分内容与第一部分整合在一起，在学生动手组合后进行汇报，汇报方法的同时认识滑轮，列举生活中的现象，如起重机等处的滑轮。

　　（3）实验验证，使用滑轮省力吗？。“使用滑轮能否真的省力”的实验验证环节，使学生发现定、动滑轮提升物体在方向与用力等方面的各自特点。进一步训练他们利用滑轮、钩码、测力计等简单器材做简单实验，并做出记录的能力。

　　教学时，这个环节是重点，学生已经有了杠杆省力规律研究的经验，又学会了使用测力计，因此教师应充分相信学生，自行设计、解决问题，达到技能训练的目的。教学时注意：学生可能只总结出一点点规律,也可能找不到规律,需教师适时引导,鼓励学生对每种情况多实验几次,多记录几次，便于分析和归纳。

　　（4）拓展活动，滑轮的组合。 拓展活动,安排了定、动滑轮的优点重新组合。绕绳游戏与系鞋带活动分别是定、动滑轮的应用（鞋上的穿带孔就像是动滑轮，当用力拉鞋带时，穿带孔就从鞋的两边向鞋的中间移动）。在学生动手操作中体会滑轮的广泛应用，它给人们的生活带来极大的方便。

　　教学此环节时，滑轮组的组合、绕绳游戏可以分组进行，而系鞋带活动则可单人进行（我们系的鞋带一般是动滑轮的利用, 绕绳游戏是滑轮组的应用）。

　　【应变参考】

　　（1）在“自制滑轮提放重物，看谁方法多”的环节中，有的学生可能组装成定滑轮（将曲别针或线轴固定在某一位置），也可能组成动滑轮（让曲别针或线轴随重物移动）。聪明的孩子也可能组装成滑轮组。教学时注意，这几种组装都可能出现。如果这样，（1）教师应及时将对定滑轮、动滑轮、滑轮组的认识在学生的交流汇报中自然点出，并与下个环节合并，然后讨论“你认为使用定滑轮、动滑轮会怎样呢？”猜想后进入实验验证阶段；（2）也可以让学生边汇报边穿插“在生活中你见到过这种滑轮的使用吗？使用它有什么好处？”待认识与猜想完毕后进入实验验证阶段。

　　（2）关于滑轮、定滑轮、动滑轮、滑轮组的概念不要求学生掌握，了解即可。

　　（3）注意对学生进行安全教育；研究活动开始前要让学生明确研究问题，有计划进行。

　　（5） 教学时，教师可根据本地区本校的教学条件进行。如对滑轮不感兴趣，可自编轮轴、齿轮或斜面的内容进行教学。只要能达到技能训练目的，使学生充分认识利用机械可以提高工作效率即可。

　　简单机械

　　由人类最早使用的一些古老的简单工具经演变而成的机械，一般将简单机械按其特性划分为两类：一类是由杠杆原理发展而成的杠杆类简单机械，包括杠杆、滑轮、轮轴等。一类是由斜面原理发展而成的斜面类简单机械，包括斜面、螺旋和劈等。利用简单机械可以改变力的大小，达到省力、省时的目的。此外，还能够改变用力的方向或作用点的位置，以满足某些要求。但从作功的角度看，作为工具使用的简单机械所作的功，都等于人力所作的功，就是说，任何机械，只能将功能转移，而不能省功。简单机械在现代的各种机械或仪器中仍被广泛采用，如打字机的按键、钢琴的琴键、汽车的刹车踏板等都是由杠杆演变而来的。在物资运输，提升设备中，滑轮、斜面和螺旋的应用更为普遍。

　　2．杠杆

　　在外力作用下能绕杆上一个固定点转动的简单机械。在杠杆上，使杠杆转动的力叫做动力，阻碍杠杆转动的力叫做阻力。动力的作用点叫做力点，阻力的作用点叫做重点，杠杆绕着转动的点叫做支点。从支点到动力作用线的垂直距离叫做力臂，从支点到阻力作用线的垂直距离叫做重臂。当力臂大于重臂时，省力，但费距离；当力臂小于重臂时，费力，但省距离；当力臂等于重臂时，不省力也不费力。

　　3．杠杆的变化

　　剪子、钳子、起钉锤等工具在外形上与撬棍相比有了一定的变化。但它们都是根据杠杆的原理设计的。起钉锤的支点、力点、重点不在一条直线上，镊子的支点不在中间，剪子、钳子的支点在轴上。镊子是费力的，其余的都是省力的。有些杠杆类的工具设计成费力的是为了省距离，使工作方便，如镊子，在力点（手指捏的那个地方）按下一个很小的距离，重点（镊子尖）就能移动较大的距离，很快把物体夹住，很灵活，很方便。同样，钓鱼竿的道理也是如此。

　　4．定滑轮

　　滑轮是一种简单机械，是杠杆的变形，有定滑轮和动滑轮两种。转轴位置固定不动的滑轮，叫定滑轮。定滑轮实际上是一个等臂杠杆，支点O在滑轮中心，半径OA、OB分别为动力臂和阻力臂，根据杠杆原理，动力F与重力G的大小相等，F=G。因此，使用定滑轮不能省力，但能改变用力方向，使工作方便。

　　5．动滑轮

　　转轴的位置随起吊重物一起移动的叫动滑轮。动滑轮可看成是不等臂的杠杆，绳索与滑轮边沿的接触点O为支点，OA为动力臂,OB为阻力臂，根据杠杆原理，F·OA=G·OB,或F=1/2G ，即动力F等于重力G的一半，由此可见，使用动滑轮可以省一半的力，但不能改变作用力的方向。

　　6．滑轮组

　　动滑轮和定滑轮在一起可以组合成各种形状的滑轮组。滑轮组不但省力，又能改变作用力方向。例如起重机的起重臂到钓钩间通常用滑轮组。

　　7．定滑轮和动滑轮的组合

　　8．子贡推广桔槔的故事

　　孔夫子有个学生叫子贡，他对有用的技术比较关心。有一次，他经过晋国，见到一个老头在浇菜。老头采用的是老办法：从地面开一条隧道通到井下，一次次由隧道下井，用瓦罐打满水抱上去浇水，既费劲，效率又低。子贡忍不住向老头推广起桔槔来。

　　桔槔是一种用来从井里打水的杠杆装置：在井边立一根直柱，上面悬一根杠杆；杠杆前端挂水桶，后端绑上石头或树段。不打水的时候，后边的力矩大于前边的力矩，使它的前端翘起挺高。打水的时候，将挂水桶的绳索往下拽。水桶一打满水，又变成前边的力矩大于后边的力矩，这时往上提水，人花的力气就小于一桶水的重量，相当省力。

　　子贡向老人推荐桔槔的好处，一天能浇100畦菜，用力小，效率高。这个故事说明，早在两千多年前的春秋时代，我国已经有了桔槔了。

 

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