《杠杆类工具的研究》教案设计
(一)背景和目标
在前一课,学生初步认识了杠杆类工具,并通过对实验数据的分析研究,发现杠杆省力、费力和不省力也不费力的规律。本课学生将通过对生活中杠杆类工具的省力情况进行分析、识别和分类,认识各类杠杆的作用。这一探究,能让学生对杠杆类工具的认识向生活迁移,帮助学生理解生活中熟悉的各种杠杆类工具的科学原理。
生活中的杠杆并不像杠杆尺那样简单直观,不同杠杆的用力点、支点和阻力点的位置是不相同的',即使是同一个工具,由于使用方法的不同,它的三个重要位置也会发生变化。
学生对杠杆类工具的认识是需要一个过程的。本课的探究将把学生对杠杆类工具的认识引向生活实际。学生将经历省力、费力和不省力也不费力杠杆的分析,既能找到各类杠杆工具的三个重要位置,也能根据省力情况进行分类。
科学概念
●杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆、不省力也不费力的杠杆。
过程与方法
●通过实验认识到杠杆是否省力是由它的三个点的位置决定的。
情感、态度、价值观
●意识到不同种类的杠杆有不同的用途,在不同条件下需要使用不同类型的杠杆。
(二)教学准备
为每位学生准备:1支长竹筷(秤杆)、螺丝帽或钩码(秤砣)、粗棉线或钓鱼线、小塑料圆盘(秤盘)、记录单。
为每组学生准备:撬盖的铁片、开瓶器和夹子。
为全班学生准备:铁片撬盖子、开瓶器开瓶子和夹子夹东西放大的情景图,传统杆秤。
(三)教科书说明
教科书分为两部分。
第一部分:杠杆类工具的比较
为帮助学生认识生活中的杠杆也和杠杆尺一样有省力、费力和不省力也不费力三种情况。教科书选择了代表省力杠杆的打开油漆桶的铁片、打开饮料瓶的开瓶器和代表费力杠杆的夹东西的夹子。这些杠杆都是学生较熟悉的工具,生活中应该有使用类似工具的经历。教学中从杠杆工具的三个重要位置着手进行比较,这是学生比较容易做到的。
教科书呈现了10种工具,依次是偏口钳、园林剪、镊子、切刀、剥线钳、剪刀、核桃夹、尖嘴钳、订书器、筷子。分析这些常用的杠杆类工具,按是不是省力的标准给它们分类:用比较分析的办法去判断哪些杠杆工具像开瓶器一样是省力的,哪些杠杆和夹子一样是费力的。
夹子等杠杆工具用起来不省力,为什么还要设计这样的杠杆工具呢?学生在这里可能很自然地提出这样的科学问题,所以有必要讨论,省力只是工具的一个作用,工具还有给人们带来方便的作用,如:延长手臂(指)、方便拿取等。
第二部分:小杆秤的研究
“秤砣虽小,能压千斤”,这是杠杆类工具运用的一个典型现象。学生在生活中也许没有很多机会见到杆秤,所以这里先通过实际的生活场景让学生了解杆秤:在中药房、农贸市场等地方都有可能见到杆秤的身影。如仍不容易见到杆秤,建议教师准备一把杆秤,让学生进行观察。
在学生仔细观察杆秤实物后,要让学生亲自动手制作一个杆秤,这样能很容易地分析杆秤这个杠杆工具的三个重要位置及其关系,让学生感受到杠杆是怎样省力的以及杆秤设计的巧妙。
附:小杆秤制作步骤
●把一根小手指粗的竹筷或直木棍(长约30~50厘米)打磨光滑;50克钩码1~10个,其中一个用钓鱼线系好做秤砣。
●自制一个秤盘,系好三条一样长的细绳并固定在秤杆上。
●在秤砣与秤盘间选择适当的位置系上一个绳套,作为初次实验的平衡点。
●利用平衡原理制作托盘小杆秤刻度,在称盘内每次加一个砝码(50克),移动秤砣使秤平衡,并在秤杆的挂秤砣的位置做好标记,直到秤杆用完为止。
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