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《杠杆》教学案例
安吉县外国语学校 叶 军
一、课前设想：
（一）教材分析：
《杠杆》是浙江省义务教育六年制小学《常识》第九册第28篇课文，是简单机械单元的起始课文。教材的编排思路是：先通过羊角榔头拔铁钉和撬棍撬动大石块两幅实验插图引出本课的研究课题，再通过尺撬铅笔盒的学生动手实验研究杠杆的作用，最后通过具体的实例拓展认识杠杆在人们日常生活中的应用。
《科学课程标准》指出：科学学习要以探究为核心。探究一方面是科学学习的目标，同时又是科学学习的方式，科学探究要求学生亲身经历。
因此，我在课型的定位上把这节课定为科学探究课。在教学设计时，把重点确定在引导学生通过亲身经历的尺撬铅笔盒的探究实验，层层推进，认识了解杠杆的具体作用，同时，使学生逐步把握如何正确地去认识和分析杠杆，得到科学方法的感受与体验。
（二）学生分析：
学生对研究活动兴趣浓厚。《科学课程标准》指出：学生是科学学习的主体，学习科学应该是他们主动参与和能动的过程。教材中安排的尺撬铅笔盒的实验，对于五年级的学生来讲，仿做是没有难度的。但如何运用科学的方法，有层次地，有重点地，有目的地去进行探究实验，得到结论，还需要教师给予一定的指导。同时，对杠杆的认识延伸拓展到对运用杠杆原理认识变形的杠杆工具，存在着一定的思维跳跃，需要在教师的提示和发挥学生小组合作探究来解决。
因此，本课的教学难点确定为：运用杠杆原理认识变形的杠杆工具。
（三）教学目标，重、难点：
1、指导学生从生活中发现问题、作出猜想，通过实验研究，发现杠杆原理，并能运用杠杆原理认识一些变形杠杆工具。
2、使学生体会到自然事物是有规律的，人只有了解了这些规律，才能更好地利用自然和改造自然。
3、培养学生的实验能力、分析推理能力。
重点：用实验的方法研究杠杆的作用。
难点：运用杠杆原理认识变形的杠杆工具。
（四）教学策略：
本课的教学策略采取探究式教学法。
教学程序是：激趣导入（4分钟）——>实验探究（16分钟）——>延伸拓展（15分钟）——>应用小结（5分钟）
其中“实验探究”分两个层次进行：1、研究支点的移动引起手指用力大小的变化；2、研究手指用力的方向与铅笔盒运动的方向，分层落实教学重点。
“延伸拓展”以小组为单位，具体研究一件物品，解决运用杠杆原理认识变形的杠杆工具的难点。
教学思路是：在“实验探究”阶段，更多的是教师的引导使学生一步一步通过实验认识杠杆的支点概念、三种类型和两个作用，为后来的自主研究打下基础；在“延伸拓展”阶段，通过教师的研究提示和小组的合作研究，达到对杠杆由感性到理性的认识。
在教学中，教师给学生提供充足的考虑、讨论和动手实验的时间，给学生充分的展示研究成果的机会，有意识地促进学生进行深入研究和组织学生展开探究活动。
（五）教学器材准备：
1、演示器材：钉有铁钉的大木块、羊角榔头、一编织袋沙石、竹杠、方凳
2、学生实验器材：小木尺（塑料尺）、铅笔、铅笔盒
3、学生分组实验器材（8组）：剪刀、火钳、老虎钳、裁纸刀、镊子、杆秤、天平、玩具跷跷板等（每样至少准备2件）
4、媒体：视频展示台、投影仪
二、课堂实录：
师：老师的讲台前有一大袋沙石，课前老师就听见有同学在小声议论，老师干嘛要搬一大袋沙石到教室里来呀。是啊，我听说502班有不少大力士，今天我就想来试试大力士们的力气究竟有多大。看谁能把这一大袋沙石搬离地面？
生纷纷举手：我来、我来……
（4名男生上讲台前搬沙石袋，但谁也没有搬起沙石袋。）
男生1：沙石袋太沉了，起码有100斤，根本搬不动。
男生2：两个人抬，或许能抬起来。
师：谁有其他办法吗？
女生：老师，如果能利用工具，可以把沙石袋搬起来。
老师：你的想法很好，你来试试。
（女生利用一根竹杠和一只凳子，把沙石袋撬离了地面。）
师：成功了。是这位女生的力气比刚才的4位男生都大吗？
生：不是。
师：谁帮了她的忙？
生1：竹杠和凳子。
生2：杠杆。
师：你怎么知道的？
生2：我已经预习过书本了。
师：能课前去预习，这个习惯很好。但知识的获取，还要靠自己的亲身实践和体验，那样能发现更多在书本上所没有的知识。
（师板书课题：杠杆）
师：杠杆是人们在生产实践中创造的一种简单机械，像刚才这位女同学撬沙石袋的竹杠就是杠杆。别看它简单，里面蕴含着的科学道理还不少呢！这节课，我们就一起来研究杠杆，看谁能发现更多的科学道理。
师：请同学们拿出一只铅笔盒、一根尺和一支铅笔，按刚才这位女同学撬沙石袋的方法，用尺撬一撬铅笔盒。
（生用尺撬铅笔盒活动）
师：好。谁能上讲台，通过视频展示台把自己的初步研究成果向大家汇报一下。
生1：（边演示边说）把尺垫在铅笔盒下，再把铅笔垫在尺下，在尺的另一端往下按，就能把铅笔盒撬起来。
师：有什么新发现吗？
生2：老师，我发现铅笔放在不同的位置，要撬起铅笔盒，用力的大小不一样。
师：你很有研究精神，上来给大家演示一下。
（生2演示）
师：还有什么不同发现吗？
生3：铅笔位置不动，手指在不同的地方按，用力的大小也不一样。
师：很好，你也来给大家演示一下。
（生3演示）
师：刚才通过大家的初步研究，就发现了铅笔放在不同的位置，要撬起铅笔盒，手指用力的大小就不一样。在杠杆中，我们把铅笔叫做支点，它是支撑尺撬起铅笔盒的支撑点，这是判断一个简单机械是否是杠杆的重要依据。手指用力的地方叫用力点，放铅笔盒的地方就叫物体。（师边说边画如下简笔画）
支点
用力点
物体

师：刚才我们发现，支点的移动，用力点不动会引起手指用力大小的变化；支点不动，用力点移动，也会引起手指用力大小的变化。接下来，我们再来做一做这个实验，仔细观察以下，在什么情况下，手指用力比较省力？在什么情况下，手指用力比较费力？
（生再次做尺撬铅笔盒实验）
师：发现了吗？
生1：手指离支点越远越省力。
师：能说得具体点吗？
生1：在支点不动的情况下，手指离支点越远越省力。
师：非常不错。那么，支点与物体之间得距离呢？
生2：在用力点不动的情况下，支点离物体越近，离用力点越远，越省力。
师：说得真好！反过来说呢？
生3：在用力点不动的情况下，支点离物体越远，离用力点越近，越费力。
师：思路真清晰。
支点
用力点
物体
省力
费力
（师在简笔画板书上添加如下）

师：当支点离物体和用力点之间的距离相等时，是省力还是费力？
生4：我想应该是不省力也不费力。
师：不是你想，真的是那样。像天平（师出示天平），它中间的刀口是支点，两边两个托盘，只有当两边的重量一样时，天平才会平衡。天平就是一种不省力也不费力的杠杆。你还见过这种类型的其他杠杆吗？
生：公园里的撬撬板。
师：真会观察。从刚才的研究中，我们知道了杠杆有几种类型？
生：3种。省力的杠杆，不省力也不费力的杠杆和费力的杠杆。
师：有什么疑问吗？
生：有没有费力的杠杆啊？
师：有啊！
生：那为什么还要用呢？
师：很有钻研精神，下课之前你肯定会明白的。
师：刚才我们通过尺撬铅笔盒的实验，发现了很多科学道理，接下来，我们再来做一做这个实验，看还能发现什么科学道理？
（生再做尺撬铅笔盒实验）
生1：尺要硬一点，塑料尺太软，会弯的。
生2：手指一按下去，铅笔盒就撬起来了。
师：很好！手指用力的方向和铅笔盒运动的方向……
生2：刚好相反！
师：对！本来我们要提起铅笔盒，手要向哪儿用力？
生2：向上。
师：现在，我们用杠杆，也就是尺来撬铅笔盒，手要向哪儿用力？
生2：向下。
师：那么，用杠杆来撬铅笔盒，什么改变了？
生2：用力的方向。
师：非常正确！从这里我们又了解到了杠杆不仅能？还能改变？
生：不仅能省力，还能改变用力的方向。
（师板书学生的话：杠杆不仅能省力，还能改变用力的方向。）
师：好！对于尺撬铅笔盒的实验，我们研究出了很多科学道理，现在我们来回顾一下，通过自己的动手研究，你对杠杆认识了多少？
生1：杠杆不仅能省力，还能改变用力的方向。
生2：杠杆必须有一个支点。
生3：杠杆有3种：省力的杠杆，不省力也不费力的杠杆和费力的杠杆。
生4：杠杆支点的移动会引起用力大小的变化。
生5：支点离物体越近，离用力点越远，越省力。
师：杠杆的科学道理我们已经研究得很清楚了。古希腊有位科学家叫阿基米德，他曾经说过这样一句话：在宇宙中，如果给我一个支点和一根足够长的杆子，我能把整个地球给撬起来。这说明杠杆的用处是很大的。老师给大家准备了一些生活中常用的物品，请同学们以四人小组为单位，用刚才研究尺撬铅笔盒的方法，研究一下。研究中，注意老师的几个要求：（投影出示）
（1）你们组是怎样研究的？
（2）研究的是不是杠杆？如果是，支点在哪儿？
（3）是省力杠杆还是费力杠杆？或者怎样使用省力（费力）？
（4）如果是费力杠杆，人们为什么还要制造和使用它？举出一个例子说明。
（5）研究中，有什么新问题产生或有新的发现或建议？
（教师给学生提供剪刀、火钳、老虎钳（铁丝）、裁纸刀、镊子、杆称、天平、玩具跷跷板；每组研究一种物品，学生分组研究，教师巡回指导，听取学生反馈）
师：好。刚才每组同学都针对自己组里的物品进行了研究，现在我们请每组派一位代表来汇报一下组里的研究成果。
剪刀组：我们研究的是剪刀。它是杠杆。我们拿剪刀剪纸，我们发现把一张纸折4折以后，放在剪刀尖上很难把它剪破，放在剪刀口里面，就很容易把纸剪破了。
师：为什么放在剪刀口不容易剪破纸，而放在剪刀口里就很容易剪破呢？
剪刀组补充：剪刀交叉的地方是支点，纸放在尖刀口纸离支点远，就比较费力，放在尖刀口里，纸离支点近，就比较省力了。
师：那么，你们组认为你们组研究的剪刀是省力还是费力？
剪刀组：省力。
师：好，研究得很出色。有没有研究得和他们不一样的？
火钳组：有，我们组。
师：派一位代表上来说说。
火钳组：我们组研究的火钳，样子和剪刀差不多，但是用火钳去夹东西，很费力，是一种费力的杠杆。
师：对呀。既然用它很费力，为什么还要用它呢？
火钳组：用它夹煤饼很方便，如果用剪刀去夹煤饼，夹不起来而且会烫坏手（学生大笑）。
师：非常正确。生活中，有些杠杆虽然是费力的，但是在使用中却很方便，人们为了使用方便而制造和使用它们。
老虎钳组：我们组研究的是老虎钳。它也是一种可以省力的杠杆，它能把铁丝给剪断。（示范剪断铁丝）
师：如果给你一根粗一点的铁丝，凭你现在的力气，剪不断，怎么办？
老虎钳组讨论一会儿补充：找两根铁管，套在握手的地方，就可以了。
师：哦，这么聪明的办法，你们怎么想到的？
生：我家里有一把钢丝钳，可以剪断很粗的钢丝，它握手的地方很长。
师：其实，刚才同学们用的方法，是延长了什么距离？
生：延长了支点与用力点的距离。
师：很多机械，人们在使用中，为了更省力或更方便，经常对它们进行改造，这也是一种创造、发明。
……
师：刚才同学们的研究和汇报都非常不错！在日常生活中，你还见过哪些杠杆或运用杠杆的地方？
生1：河边打鱼的鱼网。
生2：开啤酒瓶盖的工具。
生3：指甲钳。
生4：羊角榔头拔铁钉。
师：你拔过铁钉吗？
生4：拔过。
师：好。今天老师也带来了一把羊角榔头，你拔给大家看一看。
（师提供羊角榔头和一块钉有铁钉的木板）。
师：你认为这是杠杆，支点在哪儿？
生4：（指给大家看）
师：对不对？
生：对！
师：怎样拔才省力？
生4：手握上面一点。
（生示范拔出铁钉）
师：时间过得真快，不知不觉一节课马上就要下课了。在生活中，人们为了使工作更省力或方便，发明创造了很多简单机械，杠杆只是其中得一种。只要我们留心去观察，一定还会发现更多得科学道理。接下来请你说说通过今天的学习，你学到了什么或得到了什么启发？
生1：我知道了什么叫杠杆，以及杠杆有省力、方便和改变用力方向的作用。
生2：我知道了生活中很多用品的使用都有一定的科学道理。
生3：我知道了剪刀、火钳、老虎钳、裁纸刀、天平等都是应用杠杆原理制成的简单机械。
师：同学们的研究精神非常可贵，希望能一直保持下去。如果你在课后的研究中，碰到什么问题或有什么新发现，欢迎你及时告诉老师。
三、课后反思：
为了充分挖掘研究课的价值，我们科学教研组对本节课进行了教学观摩，课后，教研组的老师进行了深入的分析与探讨，达成了一致的共识。
（一）教学成功处：
1、教学层次清晰，重点、难点突出，通过重点环节“实验探究”和难点环节“延伸拓展”的教学，在螺旋上升的探究过程中自然而然地解决了。
2、体现了学生学习的主体地位。学生的探究积极性高，每个人都投入了亲自动手的实验操作，在实验中，不仅掌握了如何去进行实验，还知道了为什么要进行实验，从实验中去感受其中的科学道理。
3、体现了新课标的“用教材”思想。不局限于教材，从对学生认识、探究有利的角度，合理地设计了教材，把教材的学习与学生的生活实际紧密结合。
4、加强了小组合作探究精神。在“延伸拓展”阶段，很好地发挥了学生的合作精神，如剪刀组剪一层纸到剪5层纸的合作，火钳组对省力、费力的争论和应用争论等。
（二）教学探讨处：
1、基于教材、回归教材的问题。整节课里，教师与学生都沉浸在实验探究与结论探讨的问题上，教师没有安排时间与指导学生利用教材加深对获得的知识进行巩固（如教材中对支点的概念与手指用力大小的表述）。
2、学生活动“度”的把握。在尺撬铅笔盒的实验中，个别学生故意用很大的力，把铅笔盒从桌上撬到地上，影响了课堂纪律与氛围。
3、学生分组探究材料的提供与探究记录。应准备更多的材料，让学生有更多的探究机会，同时，对探究过程应设计记录纸，以便于学生进行整理和汇报。
（三）个人教学感受：
1、引导学生自己提出研究问题是形成科学素养的重要环节，教师尽可能不直接提出。问题是学生学习的起点，培养学生的问题意识，是有效进行探究学习的前提。通过对学生问题的了解，特别是基于学生经验的真实问题的了解，可以使教师把握正确的探究方向。
2、在学生自主探究实验的过程中，教师要注重学生知识的构建过程。学生是学习的主体，教师是学生学习活动的组织者，是学生学习的服务者。
3、教学流程要灵活，随机应变。教学中教师要依据学生思维发展、兴趣特点、探究进度及时调整教学流程、教学方法，在不冲淡教学重点、难点的前提下，顺应学生开展教学，以取得最佳教学效果。
4、教师要细心观察学生的学习过程和在学习中的表现，尽可能做到扬褒不抑，耐心听取每一个学生的发言和观点，使学生敢于提问、敢于质疑。
5、《科学课程标准》是科学教学的纲领，我们只有不断地解读它，在教学中实践运用它，才能不断地领会标准的精髓，使科学课真正成为学生培养科学素养、理解科学本质、学会探究解决问题的策略的课程，为学生的终身学习和生活打好基础。