第一单元机械和工具教学设计第一课 使用工具【教学目标】科学概念：认识机械指的是利用力学原理组成的各种装置。杠杆、滑轮、斜面等都是机械。简单机械又被人们习惯地称为工具。过程与方法：常识在实践中解决指定的科学问题（如拔图钉、铁钉和木螺钉），发现做同样的事情，用不同的工具效果是不同的，并从中了解更多的常用工具。情感、态度、价值观：意识到工具和机械可以帮助我们做一些事情，恰当地选用工具和机械可以提高我们的工作效率。【教学重点】选用不同工具解决问题【教学难点】选择不同工具解决问题的原因讨论。【教学准备】记录表（学生）；常用工具，剪刀、螺丝刀、开瓶器、羊角锤、小刀、镊子、老虎钳（教师）；钉有三个图钉、2个铁钉、两个木螺丝钉的木板一块。【教学过程】一、谈话导入新课同学们，这个漂亮的窗花剪纸是用什么工具整理出来的？（出示窗花剪纸）。剪刀除了能剪窗花之外还能做些什么事？（剪绳、剪指甲） 那么锤子能帮助我们做哪些事情？（出示锤子）二、我们用过什么工具1、在生活中，我们常常用工具来帮助我们做事情，今天我们就来研究我们常用的工具（板书课题：使用工具）2、你还知道哪些工具？他们能帮助我们做什么事？请大家在小组内讨论一下，然后把工具名称和能做的事情填在书本P2表格内。比一比，哪些同学想地更多。3、小组讨论填表工具名称可以做哪些事情工具名称可以做哪些事情4、小组汇报： 请一个小组上台来介绍，并且可以使用老师讲台上的工具做示范（提供工具）。5、教师小结：看来同学们对工具的使用已经比较熟悉，并且能运用到现实生活中去了。那么下面就请大家来帮我解决一个问题。（启后）三、选用什么工具好1、老师这里有钉有一些钉子的木板（出示木板），1）如果要把钉子冲木板中取出来，请问我该选择什么样的工具比较合适？2）请小组内的同学先观察一下钉在木板上的钉子，思考你需要哪些工具？ 3）说说你选择这些工具的理由 2、小组长领材料，组织小组成员开展实验 3、全班交流：说说你们刚才选择的工具是最合适的吗？分组发言共同评论。四、完成三项任务的工具选择 1、请大家观察P3的三幅图，请你在右边选择最恰当的工具来完成这3项工作。并且说说你选择的理由。 2、油桶通过斜面推上车，比较省力；大石头用撬棍当赶感去撬动比较省力；利用绳子和滑轮组成定滑轮可以很方面地将国旗挂到旗杆顶上。 3、教师小结：有一些很费力、很难做的事情，如果我们使用了工具就可以省力、方便地完成了。巧妙地使用工具，能让我们做的更好。 4、 请大家看P3工具的定义，深入理解。五、全课总结：对于简单机械，我们还有什么问题想研究？第二课 杠杆的研究【教学目标】科学概念：认识理解杠杆有3个点：用力点、支点、阻力点。有的杠杆能省力，有的杠杆不省力，有的杠杆不省力也不费力。过程与方法：用杠杆尺做实验、收集并整理数据，分析认识杠杆省力、费力和不省力不费力的规律。情感态度价值观：体会到收集数据的重要意义，并意识到互相合作的重要性。【教学重点】对杠杆尺进行研究【教学难点】对数据的整理和分析【教学准备】杠杆尺、钩码、记录纸（学生）；杠杆类和非杠杆类工具35种。【教学过程】一、导入新课活动：请问我们班有没有“大力士”，谁能帮我把讲台抬起来，我的一枝笔掉到桌子地下去了。（请同学们推荐“大力士”上来抬讲台）哎，讲台实在太重了，搬不动，能不能利用工具来帮助我们做这件事？用吊机吊、把桌子撬翻、用滑轮吊（请学生出谋划策）二、认识杠杆1、今天，老师介绍给大家一种非常简单的却能很轻松地完成工作的工具杠杆。什么是杠杆？在一根棍子的下面放一个支撑的物体，就可以用它撬起重物，人们常把这样的棍子叫撬棍。而今天我们科学地把像撬棍这样的简单机械称为“杠杆”。2、示范用杠杆撬讲台。3、板书分析杠杆的各个部分名称和定义。阻力点用力点支点 杠杆上有三个重要的位置：支撑着杠杆，使杠杆能围绕着转动的位置叫支点；在杠杆上用力的位置叫用力点；杠杆克服阻力的位置叫阻力点。4、出示P4的两张图片：压水井、跷跷板。请大家在上面画一画，他们的三个点分别在什么位置5、在展台底下进行反馈交流。6、分辨杠杆观察P4 P5的这些工具，说说哪些是杠杆，哪些不是杠杆？并说明理由（找一找三点）学生自己体验杠杆尺的组成及变化。三、研究杠杆的秘密1、 刚才我们用杠杆轻松地撬起了讲台，那是不是所有的杠杆都是省力的呢？（学生一般认为都是省力的，教师在课堂上举例费力的事件）让我们用杠杆尺这个工具，来帮助我们更好地进行研究。2、 对杠杆尺的构造进行介绍和使用方法3、 教师问题的提出：如果我在杠杆尺的左边第四格挂上一个钩码，要使杠杆尺保持平衡，我应该在杠杆尺的右边什么位置挂上几个钩码 ？（请同学上台来试一试，并说说你是怎么想的）4、 还有其他方法吗 ？5、 老师刚才是在左边第四格挂了一个钩码，还可以怎么挂？那么右边又应该在什么位置挂几个钩码才能使杠杆尺平衡呢？请大家在小组内合作开展实验，并且把数据记录在P6上的表格内。完成实验之后再把实验数据进行统计：省力情况有（ ）种，费力情况有（ ）种；不省力也不费力情况有（ ）种。6、 对所有的数据进行观察和分析。1） 在什么情况下，杠杆省力？2） 在什么情况下，杠杆费力？3） 在什么情况下杠杆不省力也不费力？7、 教师进行总结：省力、费力、不省力不费力各情况的比较和分析。四、收集数据步骤的反思我们是按怎样的方法步骤收集数据的？哪种方法更合理？五、全课小结第三课 杠杆类工具的研究【教学目标】科学概念：知道杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆、不省力也不费力杠杆。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。【教学重点】对不同杠杆的比较和分析【教学难点】找出不同杠杆的三个点和是否省力情况。【教学准备】长竹筷、螺丝帽或其他重物、棉线或钓鱼线、塑料盘（学生）。杆秤、螺丝刀、开瓶器、镊子、油漆桶、啤酒、粉笔；画有螺丝刀撬油漆桶、镊子夹粉笔、开瓶器开啤酒瓶的图片（教师）。【教学过程】一、趣味引入游戏：出示油漆桶一个、啤酒一瓶、粉笔5支；镊子、一字螺丝刀、开瓶器。1、用工具把油漆桶撬开，然后在里面倒一杯水；2、用工具打开啤酒瓶，倒一杯啤酒；3、用工具用夹5支粉笔到一个空杯子里。比一比，哪个同学完成地快，请其他同学为他们加油。二、杠杆类工具的比较 1、刚才三位同学的表演非常精彩，首先让我们思考一下，他们使用的工具合适吗？（合适）2、思考一下，他们所使用的三种工具哪种是省力的？哪种是费力的？或者不省力也不费力的？（请几位同学进行判断，并说说理由）3、判断他们是否是省力工具最好的方法是什么？（找出三个点，然后进行比较）4、请同学们在老师为你们准备的图片上画出每件工具的三个点。5、然后在小组内讨论一下这些工具是否省力？为什么 ？6、在全班内进行交流反馈；并对学生的画图进行展示交流。（重点分析镊子和开瓶器的三点位置的变化。开瓶器支点在前端，阻力点在中间；镊子支点在末端，用力点在中间）7、小结：怎么样的工具是省力的？怎么样的工具是费力的？（请同学找出其中规律）三、给各种杠杆类工具分类1、请同学们在书本P8页的10种工具上画一画，找出每样工具的三个点。然后判断一下它是省力的还是费力的或不省力也不费力。2、学生各自作图、填表。3、汇报交流（请学生到展台下进行展示交流）4、思考：我们都知道杠杆能省力，能帮助我们抬起自己无法徒手搬动的东西；但是为什么刚才我们看到的这些工具他们有的是费力的呢？为什么这样设计呢？教师小结。四、小杆秤的研究1、俗话说：“称砣虽小，能压千斤”，今天老师就带了一把杆秤来，请大家来说一说，为什么杆秤的称砣这么小，却可以“压住”这么重的重物。（请学生从杠杆的三点之间的关系说一说）2、今天老师就带大家来做一杆小杆秤。小杆秤整理过程指导。（祥见教参P1718）3、指导学生用逐个放砝码的方法在杆上画出50克、100克、150克、200克的刻度。（在称盘内放一个50克砝码，然后使杆秤平衡，在杆上刻下刻度，放2个）4、玩一玩自己整理的杆秤。（称一称自己的铅笔盒、书本等物体的重量）五、课后思考题出示教师用的杆秤进行示范，用不同的2跟提绳分别进行称重时，杆秤会发生什么变化？第四课 轮轴的秘密【教学目标】科学概念：认识在轮轴的轮上用力能够省力，轮越大越省力；在轴上用力费力。过程与方法：通过在大小差别更大的轮轴上挂重物的实验分析，认识轮越大越省力。情感、态度、价值观：积极了解轮轴在生活中的应用，发展研究简单机械的兴趣。【教学重点】通过实验了解轮轴作用和轮的大小对轮轴作用的影响【教学难点】轮的大小对轮轴作用的影响。【教学准备】大螺丝刀1把、阀门式水龙头一个；每组钩码1盒、2段棉线、1个铁架台、1个大轮、1个小轮、一个轴（简易机械盒） 【教学过程】一、导入新课水龙头是我们每家每户都有的一种工具，他能有效控制水的流量。我请一位同学来拧开这个水龙头；（出示阀门式水龙头） 出示水龙头图片，并指出轴、轮所在位置；像水龙头这样，轮子和轴固定在一起，可以转动的机械，叫做轮轴。二、轮轴作用的研究1、设计家在设计水龙头的时候都是有一定目的的，那么水龙头上的轮有什么作用呢？（学生尝试回答）2、请学生尝试拧开去掉轮的水龙头，然后说一说轮的作用。3、用一个轮轴装置来研究轮轴的作用。实验操作：（1）把一些大小不同的轮和轴分别固定在一起，安装在支架上，在轮和轴的凹槽内装上棉线，把钩码分别挂在轮和轴上，试试看，能发现什么？（2）学生分组实验并做好实验记录（书本P10），这里主要培养学生的协同分工能力。4、 小组成员汇报数据，并进行交流和思考，发现了什么规律？（挂在轮上的钩码更少，证明在轮上用力能省力）5、 轮轴作用的运用（小游戏）：猜猜胜者是谁？请几对同学上台来进行游戏。一个同学握住螺丝刀柄，一个同学握住螺丝刀轴，2人按不同方向转。三、轮的大小对轮轴作用的影响。1、 刚才我们通过实验和游戏了解了在轮轴的轮上用力是比较省力，那么如果轴固定不变，把轮换大些会怎么样呢？（请学生进行大胆推测）2、 示范操作实验：把更大的轮和轴（不变）固定在一起，先在轴的棉线上挂35个钩码，然后请学生尝试在轮上加钩码，使轮上的钩码刚好能拉起轴上的重物。3、 在小组内开展实验活动，用不同大小的轮和轴进行实验，并请学生记录实验数据，填入书本（P11）的表格内。4、 交流讨论数据表，说说你是按什么顺序进行收集数据的？你发现了什么规律？（按轮从小到大或从大到小的顺序进行实验，然后进行对比；发现轮越大，越省力，轮越小，越费力的规律）四、巩固与应用1、找一找，说一说在我们的生活中还有哪些地方应用轮轴？说说它们给我们的工作和生活带来了那些方便。2、这些轮轴的作用是什么？他们是省力的还是费力的？（方向盘、轱辘、门把手、扳手、牛顿盘）其中牛顿盘在旋转时是拧轴，属于费力的轮轴。第五课 定滑轮和动滑轮【教学目标】科学概念：知道定滑轮固定在一个地方，不能随着物体的移动而移动。 知道动滑轮不固定，可以随着重物的移动而移动。