教學時，教師可以結(jié)合“機械是什么”一課中“抱起老師”、“提起自己”、“撬開巧克力桶”等活動隨機安排，也可以將本環(huán)節(jié)與第二部分的“能把書抬起來嗎？”活動整合在一起，讓學生大膽猜想，充分思考，想出更多的辦法。

　　（2）活動體驗，感知杠桿的作用。“能把書抬起來嗎？”這個活動，使學生初步體驗杠桿的作用。它是對上一環(huán)節(jié)的延伸鞏固，也是下一環(huán)節(jié)的鋪墊。自由移動支點后，則會出現(xiàn)杠桿的支點在重點與力點的正中間，此時不省力也不費力；如支點至重點的距離大于支點至力點的距離，此時會出現(xiàn)費力狀況。

　　教學時，教師一定要讓每個學生試一試 ，親自體驗。至于實驗的工具教師可以利用其他的替代。但一定要注意，支點的移動隨學生自行實驗而進行，教師可以提示“移動支點”，卻不可告訴將支點移到某個位置。這個實驗，還要求學生記住自己的各種感受，實驗后談出對杠桿是否省力的看法。

　�。�3）實驗驗證，用實驗數(shù)據(jù)說明杠桿的作用。“杠桿省力嗎？”這一活動，引導學生驗證自己的看法，在第二部分體驗感知杠桿是否省力的基礎上，利用杠桿、鉤碼這些實驗儀器，準確記錄杠桿省力與否的實驗數(shù)據(jù)，分析找到杠桿省力、不省力也不費力、費力三種規(guī)律。表中的記錄再次為學生提供了例證。

　　教學這一內(nèi)容時，因?qū)W生已有了杠桿平衡的知識作基礎，因此文中用“給你提個醒”的方法提示學生：“杠桿平衡時，左邊鉤碼的重量可看作是提起重物所用的力”這一點是學生不易理解的，教師可以點撥。另需要注意的是，杠桿尺本身這個裝置的支點是不可以改變的，但為了研究支點距力點與重點的變化，可以移動重物的位置（如右邊第三格處移動到左邊第四格處）。“小科學家記錄本”中的記錄表，不僅要求準確記錄實驗數(shù)據(jù)，而且加大了一定的難度，即要讓學生在分析數(shù)據(jù)的基礎上自行找出杠桿的規(guī)律。教學時，教師要充分放手讓學生自己驗證。

　�。�4）閱讀“阿基米德的大話”。在杠桿原理研究的基礎上，理解科學家名言的道理，既可加深對杠桿作用的了解，同時對本文引入名言的猜想做了驗證。教學時，教師可以將阿基米德大話的故事補充完整，把“一只手推動三桅貨船”的故事穿插在其中，也可以讓學生來講述完成。

　　（5）觀察思考，拓展交流。為了引導學生進一步了解杠桿在生產(chǎn)生活中的廣泛應用，促進知識與生活的橫向聯(lián)系與遷移。文中例舉了鉗子和起釘錘撬釘子兩個省力杠桿；釣魚竿釣魚、裁縫剪刀兩個費力杠桿和剪刀這個不省力也不費力的杠桿。查找身體中的杠桿、搜集機器人工作的原理是一項拓展活動，意在引導學生了解生活中處處有機械，人體工作、機器工作中都大量運用杠桿的原理。

　　教學時，可引導學生觀察上述幾種杠桿的不同特點，利用杠桿做一些實際的事情，然后引申到生活中的其它杠桿。關于查找人體中的杠桿，可先安排學生組內(nèi)活動，讓他們在說話或做動作的過程中查找杠桿，最后交流。

　　【應變參考】

　�。�1） 教學時應注意，學生對撬起石頭（或重物）方法的思考會很多，可能想到支點在重物和力

　　點的一側(cè)，即支點在杠桿的一端，此時用力方向不是向下，而是向上的。另外，探探對杠桿一定省力的看法只是一種表面現(xiàn)象，大部分學生也可能這樣認為，但教師不必在此過多追究，必須讓學生此刻產(chǎn)生相反的看法，待到第二部分內(nèi)容進行后，學生自會體驗到使用杠桿不一定省力的。

　�。�2）“杠桿省力嗎？”的實驗驗證，要求全員參與，特別注意的是：規(guī)律的得出是建立在學生研

　　究的基礎上，而不是教師強加給予的，學生研究出多少就可總結(jié)出多少；如果全體學生研究的比較單一，教師可以適當?shù)匾龑А?br />
　�。�3）教學時注意，生活中的杠桿有一大部分已變了形狀，不是學生頭腦中的“三點一線”的那一種，如剪子就是由兩個簡單杠桿組成，兩個支點重合在軸上，同樣起釘錘也變了形狀。另外鑷子、釣魚竿等都屬費力杠桿，支點在力點與重點的一側(cè)，運動距離短，但費力。這種杠桿雖然費了力氣，但操作方便，在生活中也是必要的。

　�。�3） 查找身體中的杠桿、搜集機器人工作的原理是一項拓展活動。如果課上教學時間不足，可

　　放在課下進行。至于機器人工作的原理，有趣的學生可以進行搜集，不必做統(tǒng)一的要求。另外，我們的軀體就像機械一樣的工作著，胳膊和腿的骨骼就是杠桿，關節(jié)就是支點。同樣，人的頜、腳和肘是杠桿的范例。

　　人的手臂是一種杠桿。當它抬起的時候，負重在手上，作用力在肱二頭肌上。此塊肌肉附在后臂上，離肘不遠，肘部的作用相當于一個支點。

　　當肱二頭肌收縮時（變短、變粗），將前臂帶起，負重也就跟著被帶起。我們可以通過用力抱舉起很重的東西，因為前臂越短作用力越大。試一試在手上放一些重書，接著把書放在肘部彎曲處，你會發(fā)現(xiàn)輕松多了。

　�。�4） 教學時，教師可根據(jù)本地區(qū)本校的教學條件進行。如對杠桿不感興趣，可直接將鉗子、剪

　　子作為研究重點，組織一系列的比賽活動（折段粗鐵絲、拔除木版上很結(jié)實的釘子等）通過三點的研究，達到訓練的目的。

　　【參考詢問點】在研究杠桿一定省力嗎？這個環(huán)節(jié)時，如果學生研究的比較單一（只研究出省力情況，或費力情況），教師可引導學生“你很聰明，已經(jīng)研究出了杠桿省力的情況，能否再找到杠桿使用的其它情況呢？”。或者這樣引導“請你改變現(xiàn)在的實驗方法再試一試，有什么新的發(fā)現(xiàn)嗎？”

　　4 我的滑輪教學設計

　　【要點】利用滑輪等簡單器材進行滑輪使用原理的研究，體驗機械給生活帶來的方便。

　　【目標】

　�。�1）利用滑輪、鉤碼、測力計等簡單器材進行觀察實驗，研究使用滑輪的原理，做好并分析實驗記錄。研究定滑輪、動滑輪、滑輪組是否省力。

　�。�2）培養(yǎng)學生重證據(jù)，愿意嘗試的精神；使學生關注社會生活。

　　【怎樣進行】

　�。�1）在猜想與驗證活動中自制滑輪。游戲比賽“自制滑輪提放重物，看誰方法多”，意在激發(fā)學生興趣，利用身邊的材料自制滑輪，進行比賽。此環(huán)節(jié)較為重要。文中出示的材料有鐵架臺、曲別針或廢舊的線軸，重物可用鉤碼也可用玩具或文具替代。在學生提升放下的過程中，找到不同的方法，可能是定滑輪，亦或動滑輪。本環(huán)節(jié)看似游戲，實則讓學生在組裝過程中自行認識滑輪，初步體驗，與下一環(huán)節(jié)有機銜接。

　　教學時，教師應當充分放手讓學生自己組裝，自己解決實際問題，初悟滑輪的作用，切忌一步步帶著學生實驗。活動時提醒學生注意安全，記住自己操作的方法，以便交流和驗證活動時的再次利用。

　�。�2）觀察認識各種滑輪，猜想使用滑輪的意義。認識各種滑輪是建立在交流活動基礎上的，其目的是將知識與生活實際緊密結(jié)合。文中出示了升旗的滑輪、提重物的兩種滑輪，明確了滑輪的含義，引發(fā)了學生對滑輪使用的種種猜想。

　　教學時，可將這部分內(nèi)容與第一部分整合在一起，在學生動手組合后進行匯報，匯報方法的同時認識滑輪，列舉生活中的現(xiàn)象，如起重機等處的滑輪。

　�。�3）實驗驗證，使用滑輪省力嗎？。“使用滑輪能否真的省力”的實驗驗證環(huán)節(jié)，使學生發(fā)現(xiàn)定、動滑輪提升物體在方向與用力等方面的各自特點。進一步訓練他們利用滑輪、鉤碼、測力計等簡單器材做簡單實驗，并做出記錄的能力。

　　教學時，這個環(huán)節(jié)是重點，學生已經(jīng)有了杠桿省力規(guī)律研究的經(jīng)驗，又學會了使用測力計，因此教師應充分相信學生，自行設計、解決問題，達到技能訓練的目的。教學時注意：學生可能只總結(jié)出一點點規(guī)律,也可能找不到規(guī)律,需教師適時引導,鼓勵學生對每種情況多實驗幾次,多記錄幾次，便于分析和歸納。

　　（4）拓展活動，滑輪的組合。 拓展活動,安排了定、動滑輪的優(yōu)點重新組合。繞繩游戲與系鞋帶活動分別是定、動滑輪的應用（鞋上的穿帶孔就像是動滑輪，當用力拉鞋帶時，穿帶孔就從鞋的兩邊向鞋的中間移動）。在學生動手操作中體會滑輪的廣泛應用，它給人們的生活帶來極大的方便。

　　教學此環(huán)節(jié)時，滑輪組的組合、繞繩游戲可以分組進行，而系鞋帶活動則可單人進行（我們系的鞋帶一般是動滑輪的利用, 繞繩游戲是滑輪組的應用）。

　　【應變參考】

　�。�1）在“自制滑輪提放重物，看誰方法多”的環(huán)節(jié)中，有的學生可能組裝成定滑輪（將曲別針或線軸固定在某一位置），也可能組成動滑輪（讓曲別針或線軸隨重物移動）。聰明的孩子也可能組裝成滑輪組。教學時注意，這幾種組裝都可能出現(xiàn)。如果這樣，（1）教師應及時將對定滑輪、動滑輪、滑輪組的認識在學生的交流匯報中自然點出，并與下個環(huán)節(jié)合并，然后討論“你認為使用定滑輪、動滑輪會怎樣呢？”猜想后進入實驗驗證階段；（2）也可以讓學生邊匯報邊穿插“在生活中你見到過這種滑輪的使用嗎？使用它有什么好處？”待認識與猜想完畢后進入實驗驗證階段。

　�。�2）關于滑輪、定滑輪、動滑輪、滑輪組的概念不要求學生掌握，了解即可。

　�。�3）注意對學生進行安全教育；研究活動開始前要讓學生明確研究問題，有計劃進行。

　　（5） 教學時，教師可根據(jù)本地區(qū)本校的教學條件進行。如對滑輪不感興趣，可自編輪軸、齒輪或斜面的內(nèi)容進行教學。只要能達到技能訓練目的，使學生充分認識利用機械可以提高工作效率即可。

　　簡單機械

　　由人類最早使用的一些古老的簡單工具經(jīng)演變而成的機械，一般將簡單機械按其特性劃分為兩類：一類是由杠桿原理發(fā)展而成的杠桿類簡單機械，包括杠桿、滑輪、輪軸等。一類是由斜面原理發(fā)展而成的斜面類簡單機械，包括斜面、螺旋和劈等。利用簡單機械可以改變力的大小，達到省力、省時的目的。此外，還能夠改變用力的方向或作用點的位置，以滿足某些要求。但從作功的角度看，作為工具使用的簡單機械所作的功，都等于人力所作的功，就是說，任何機械，只能將功能轉(zhuǎn)移，而不能省功。簡單機械在現(xiàn)代的各種機械或儀器中仍被廣泛采用，如打字機的按鍵、鋼琴的琴鍵、汽車的剎車踏板等都是由杠桿演變而來的。在物資運輸，提升設備中，滑輪、斜面和螺旋的應用更為普遍。

　　2．杠桿

　　在外力作用下能繞桿上一個固定點轉(zhuǎn)動的簡單機械。在杠桿上，使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫做動力，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫做阻力。動力的作用點叫做力點，阻力的作用點叫做重點，杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點叫做支點。從支點到動力作用線的垂直距離叫做力臂，從支點到阻力作用線的垂直距離叫做重臂。當力臂大于重臂時，省力，但費距離；當力臂小于重臂時，費力，但省距離；當力臂等于重臂時，不省力也不費力。

　　3．杠桿的變化

　　剪子、鉗子、起釘錘等工具在外形上與撬棍相比有了一定的變化。但它們都是根據(jù)杠桿的原理設計的。起釘錘的支點、力點、重點不在一條直線上，鑷子的支點不在中間，剪子、鉗子的支點在軸上。鑷子是費力的，其余的都是省力的。有些杠桿類的工具設計成費力的是為了省距離，使工作方便，如鑷子，在力點（手指捏的那個地方）按下一個很小的距離，重點（鑷子尖）就能移動較大的距離，很快把物體夾住，很靈活，很方便。同樣，釣魚竿的道理也是如此。

　　4．定滑輪

　　滑輪是一種簡單機械，是杠桿的變形，有定滑輪和動滑輪兩種。轉(zhuǎn)軸位置固定不動的滑輪，叫定滑輪。定滑輪實際上是一個等臂杠桿，支點O在滑輪中心，半徑OA、OB分別為動力臂和阻力臂，根據(jù)杠桿原理，動力F與重力G的大小相等，F(xiàn)=G。因此，使用定滑輪不能省力，但能改變用力方向，使工作方便。

　　5．動滑輪

　　轉(zhuǎn)軸的位置隨起吊重物一起移動的叫動滑輪。動滑輪可看成是不等臂的杠桿，繩索與滑輪邊沿的接觸點O為支點，OA為動力臂,OB為阻力臂，根據(jù)杠桿原理，F(xiàn)·OA=G·OB,或F=1/2G ，即動力F等于重力G的一半，由此可見，使用動滑輪可以省一半的力，但不能改變作用力的方向。

　　6．滑輪組

　　動滑輪和定滑輪在一起可以組合成各種形狀的滑輪組�；�輪組不但省力，又能改變作用力方向。例如起重機的起重臂到釣鉤間通常用滑輪組。

　　7．定滑輪和動滑輪的組合

　　8．子貢推廣桔槔的故事

　　孔夫子有個學生叫子貢，他對有用的技術比較關心。有一次，他經(jīng)過晉國，見到一個老頭在澆菜。老頭采用的是老辦法：從地面開一條隧道通到井下，一次次由隧道下井，用瓦罐打滿水抱上去澆水，既費勁，效率又低。子貢忍不住向老頭推廣起桔槔來。

　　桔槔是一種用來從井里打水的杠桿裝置：在井邊立一根直柱，上面懸一根杠桿；杠桿前端掛水桶，后端綁上石頭或樹段。不打水的時候，后邊的力矩大于前邊的力矩，使它的前端翹起挺高。打水的時候，將掛水桶的繩索往下拽。水桶一打滿水，又變成前邊的力矩大于后邊的力矩，這時往上提水，人花的力氣就小于一桶水的重量，相當省力。

　　子貢向老人推薦桔槔的好處，一天能澆100畦菜，用力小，效率高。這個故事說明，早在兩千多年前的春秋時代，我國已經(jīng)有了桔槔了。

 

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