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。
【教学重点难点】对杠杆尺进行研究
【教学准备】
杠杆尺、钩码、记录纸（学生）；杠杆类和非杠杆类工具3~5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。…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？
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）
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？
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 ？还有其他方法吗 ？
4、 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？
5、 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。
【教学重点难点】对不同杠杆的比较和分析
【教学准备】
杆秤、螺丝刀、开瓶器、镊子、油漆桶、啤酒、粉笔、镊子夹粉笔、开瓶器开啤酒瓶的图片。
【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？
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？
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？
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？
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。
2、今天老师就带大家来做一杆小杆秤。小杆秤制作过程指导。
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。
【教学重点难点】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？
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）。
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？
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3~5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。了解定滑轮和动滑轮的作用不相同。
过程与方法：通过设计实验方案来研究定滑轮是否省力、定滑轮和动滑轮的不同作用。 情感、态度、价值观：意识到定滑轮和动滑轮的不同作用，发展探究简单机械的兴趣。
【教学重点难点】认识滑轮的工作原理。
【教学准备】铁架台、滑轮、钩码、线、测力计、实验计划表
【教学过程】
一、激趣导入新课
1、播放学校早晨升国旗的过程，并提问：“升旗的时候，我们的队员是往下拉绳子，为什么国旗就往上升上去了呢？”
2、引入：像旗杆顶部的滑轮那样，固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫做定滑轮。
二、研究旗杆顶部的滑轮
1、 请同学们小组合作做一个定滑轮，模拟升旗的情形，并思考：当我们利用定滑轮提升重物时，需要向什么方向用力？这说明定滑轮有什么作用？
2）教师示范用测力计测量将重物不通过动滑轮提升时的重力度数；示范用测力计测量将重物通过动滑轮提升时的重力度数。
3）请学生小组合作用测力计按顺序分别测量不同个数（1~5个）的钩码直接提升的重力读数和用动滑轮提升重物的重力读数，并把实验结果填写在P13的表格内。并比较表内数据，发现了什么？
4）全班内进行交流动滑轮能否省力？能省多少力 ？
四、比较定滑轮和动滑轮的作用的不同
五、想一想：
定滑轮和动滑轮的作用有这么大的不同，那么我们在什么情况下使用定滑轮，什么情况下使用动滑轮？
第六课 滑轮组
【教学目标】
科学知识：认识定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组，滑轮组能够改变力的方向，而且可以成倍地省力。
过程与方法：结合对滑轮组的研究，解释起重机的工作原理。
情感态度价值观：能积极参与科学实验和游戏活动并与同学友好地合作研究。
【教学重点难点】用实验研究探究定、动滑轮的作用。
【教学准备】铁架台、线、滑轮、钩码
【教学过程】
一、导入新课
提问导入：不管是在城市还是在家村，都有许许多多的建筑工地，参观这些忙碌的建筑工地，我们会有很多的发现。起重机是怎样把那么重的物体送到高空去的呢？
二、 研究滑轮组的作用
1、 滑轮组的定义引入
原来，起重机内发挥作用的是滑轮组，那么什么是滑轮组呢？（把动滑轮和定滑轮组合在一起使用，就构成了滑轮组。）
2、 实验探讨简单滑轮组的作用。
a) 小组合作组装一个最简单的滑轮组。
b) 试用这个最简单滑轮组吊起一个1000克的重物需要多在的力？
请学生猜想，
c) 学生分组实验，分别用这个滑轮组吊起不同重量（学生自己定）的重物，并和直接吊起该重物的力比较，能发现什么？
（实验要求：1、明确分工。2、拟定实验计划草案后实行。3、进行实验并作好实验记录。）
d ）汇报交流，说说有一个动滑轮的滑轮组的作用。（在这里可能会出现重物比较轻的时候省力效果不明显，但随着重物的增加，省力效果越明显，越趋向于省一半的力）
3、实验探讨有2个动滑轮的滑轮组的作用。
（1）提出疑问：如果增加滑轮组的数量，用力大小会怎么变化？
（2）用与前面实验相同的方法进行实验，记录实验情况，并分析实验数据，得出结论。
三、游戏体验
小个子战胜大力士：游戏规则见教材P15
1）出示游戏器材，找2个大个子学生和一个小个子学生参加游戏。
2）要求没有直接参加游戏的同学对数据进行记录，寻找其中的规律。
3）、说出自己的发现
学生自由表述自己的发现并从这个游戏中明白了什么？
从我们的研究中明白为什么起重机能够吊起那么重的物体。
第七课 斜面的作用
【教学目标】
情感、态度、价值观： 能够大胆假设又能在实验中小心求证。
教学准备
为小组准备：长度、宽度相同、厚度不同的纸条（相同的卡纸粘贴而成），长度、厚度相同、宽度不同的纸条；铁垫圈、竹片或尺子。
教师自己准备：有关的建筑图片。
【教学过程】
教学过程：
一、 质疑导入新课
在三年级时，我们研究过纸承受拉伸和弯曲的性能。说说纸承受弯曲的性能如何？
（1）图片导入了解：房子和桥梁都是依靠柱和梁支撑的。这要通过观察、比较最简单的房子和最简单的桥的结构特点来认识。
（2）通过对比让学生认识到，柱子承受的压力是要把柱子压短、压碎，这当然是很不容易的。横梁承受的压力要把横梁压弯、压断，这就比较容易了。所以，研究横梁抗弯曲能力就很重要了。
二、 纸的厚度与抗弯曲能力的大小。
在同学们的学习生活中用得最多的就是纸，那么你们在学习中特意去留心纸的特性了吗？今天我们就一起来研究一下纸抗弯曲的能力与什么有关。
1. 、教师提出问题：
薄的纸连自身重量都不能承受就弯曲了。那厚的纸呢？
同学们猜想一下如果加大纸的厚度，纸的抗变曲能力会怎样呢？
2、通过同学的猜想会提出问题，引导学生的注意力集中到：影响弯曲的因素上
3、针对学生的疑问教师指导学生制定实验计划与实施中注意的问题。
（1） 注意实验应控制哪些量不变。
（2） 怎样表示纸的抗弯曲能力的大小？
（3） 表格设计：表1
通过学习我们证明了：哪些结构和情况下材料的抗弯曲能力可以得到明显的增强。
3、拱形的力量
【教学目标】
科学概念：拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。 过程与方法： 根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。
情感、态度、价值观： 认识到边实验边思考，对不断深入研究的重要性。
教学准备
为小组准备：做拱形的纸，铁垫圈若干。
教师自己准备：相关的图片资料。学生自己准备：搭瓜皮拱的瓜皮、小刀。
教学过程：
一、 激趣导入
让学生看一些拱桥的图片。问为什么桥要做成拱形，特别是在古代，材料还不是很多，强度也不是很好的年代。其原因在那里？同学们原意和老师一起来解开这个千古之謎吗？
二、 拱形承受压测试。
1、实验：做一个纸拱，试试它能承受压力吗？
2、学生分组进行实验
3、要求：测试纸拱能承受多大压力。观察纸拱随着压力的增强，形状有什么变化。
4、 分组表述自己的实验结果。
三、 让拱形承受更大的压力。
提出问题让学生自主解决：
1、怎样使纸拱能承受更大的压力。
2、提示：根据拱形受压变形的现象，寻找克服变形的方法。
3、学生组实验：要求学生做好工，并注意哪些量是要求不变的。
四、 长寿的石拱桥
通过资料让学生感受我国历史上丰富多彩和发达的造桥工艺。
4、找拱形
【教学目标】
科学概念：圆顶形、球形等有和拱形相似的特点，可以承受很大的压力。
过程与方法：用已有知识对常见弧形结构承受力的特点作解释。发展观察、联想和逻辑推理能力。
情感、态度、价值观：感受科学技术对我们生活的影响。
教学准备
为小组准备：完整的和对半剖开的乒乓球，完整的和剪开的塑料饮料瓶。
教师自己准备：类似拱形、圆顶形和球形的物品或相关图片，若干根相同的硬纸条（演示拱形拼成圆顶形和球形）。
教学过程：
一、引入。我们周围有许多圆弧形的东西。它们和拱形有没有关系？
二、认识圆顶形、球形，研究它们承受压力的特点。
1、观察：观察课本中圆顶形建筑和物品的插图，或观察教师提供的图片。
2、这些物体的形状可以叫做什么形状？
3、演示：圆顶形与拱形有联系吗？演示几个相同的拱形可以拼成一个半圆形。
4、提问：我们看到的这些物体为什么做成圆顶形？圆顶形承受压力的能力如何？
5、观察、实验、分析：观察剖成两半的乒乓球，看球壳的厚薄，捏一捏塑料皮的软硬。你们估计一下，把半个乒乓球扣在桌上，向下压它，它能承受多大的压力？
实验演示：现在我们在三个这样的半个乒乓球上摞书，看能摞多少本？你们认为圆顶形承受压力的能力如何？试着解释一下，为什么半个乒乓球能承受这么重的书？
（适时提示：拱形的拱脚是要用力抵住的，圆顶形为什么不需要抵住？想一想，如果几个人手牵手围成一个圆，每个人都努力向外退，能走开吗？为什么？）
6、教师讲述：两个半球形可以组合成一个球形，球形也可以看成是若干个拱形的组合，球形硌个方向上都是拱形的。球形的任何一个地方受力，力都可以向四周均匀地分散开来，所以球形比任何形状都更坚固。巨大的贮油罐做成球形就是这个道理。电灯泡为了更透光，玻璃壳很薄，但做成球形，它就比较坚固了。
三、塑料瓶形状的分析
1、谈话：在我们周围利用拱形增加材料强度的例子很多。我们来做一个“关于塑料瓶形状的研究报告”。你们可以先观察塑料瓶的各部分的形状，看哪些部位包含了拱形，与剖开的塑料瓶对比，试一试强度上的差别，写出发现。
2、小组研究，教师巡视。汇报交流。
四、认识生物体结构中的拱形结构
1、谈话：我们研究了人工设计的物体。我们自己身体中存在着拱形结构吗？人的肋骨是什么形状的？有什么好处？头骨是什么形状的？有什么好处？人的脚骨也是拱形的吗？它能使人的脚承受更大的重量且有弹性。
2、提问：
观察龟壳、贝壳、蛋壳等，说说这些形状对它们自身有什么意义？
3、小结：研究了拱形后，你们有什么感想？
5、做框架
【教学目标】
科学概念：三角形框架具有稳定性，利用三角形框架可以加固框架结构。
过程与方法：用三角形框架来加固框架结构。设计制作一个可以支承重物的框架结构。 情感、态度、价值观：体验动脑、动手合作做框架的必要，获得成功的喜悦。
教学准备
为小组准备：筷子或塑料吸管、橡皮筋、剪子。
教师自己准备：框架结构建筑的图片或影像。
一、 导入新课
现示各种框架结构的图片(可选视频材料)
二、 研究简单框架
1、 实践体会
利用筷子捆一三角形框架和长方形框架。观察到力的作用时有什么不同？哪一个容易变形？可以把长方形框架加固吗？
2、 根据要求分组操作，并作好各种形状的记录。
主要思考增加斜杆起什么作用？并说说三角形框架有什么特点。
3、 做一个坚固的正方体框架
1) 请同不思考如何制作一个坚固的方体框架。
2) 制作一个较复杂的结构，应当先画草图，计算材料。
3) 做一个坚固的正方体框架要多少根横杆？多少根竖杆？多少根斜杆？它们的长短一样吗？
4) 每根斜杆起什么作用？框架中有多少个三角形？
5) 考验我们的正方体的承受能力。
在我们的正方体框架上一本一本地放书，它能承载多少本？
a) 小结
6、建高塔
【教学目标】
科学概念： 上小下大、上轻下重的物体稳定性好。
过程与方法： 用简单材料独立地探究物体不容易倒的秘密。 应用知识和经验制作不容易倒的“高塔”。 把探究的结果与最初的假设相比较。
情感、态度、价值观： 体验合作与交流，尊重自己和他人的制作成果。
为小组准备：几个大小不同的塑料瓶、沙、吸管、胶带、水。
教学过程：
一、 导入新课
出示关于塔的图片资料，让学生感受到塔的神奇与生活中的具大作用。
提出问题：这样高大的塔要承受哪些方面力的作用呢？
观察这些铁塔，它们在形状和结构上有什么相同的地方？
二、 物体不容易倾倒的秘密。
1、 猜想是哪些结构特点使铁塔高耸入云又不容易倾倒？把我们的猜想写下来。
2、 实验证明
利用塑料瓶怎样放最容易倾倒？塑料瓶怎样放最不容易倾倒？怎样做，使塑料瓶最不容易倾倒？
3、 学生分组解决问题。
4、 要想使物体不容易倾倒，可以用些什么方法？
三、 制作不容易倒的高塔
1、 利用老师要求准备的材料做一个塔，并尽量使它不容易倾倒。
2、 分组操作
测量高度，哪组的塔最高？并测试叧组的塔最不容易倒。
如果这是一座真正的高塔，它的搞风能力与框架结构的高塔有什么不同？
四、 铁塔形状和结构的再思考。
塔为什么不容易倒？看看我们先前的猜想，哪些得到了证实？哪些需要修正补充？
7、桥的形状和结构
【教学目标】
科学概念： 桥梁有多种不同结构，有的桥梁把多种结构合为一体。 桥的形状和结构与它的功能是相适应的。
过程与方法： 提高观察、比较、描述和评价的能力。
情感、态度、价值观：体会科学技术对社会进步的作用。感受和欣赏桥梁的形状结构之美。
教学准备
为小组准备：吸管或竹片、粗线。为全班准备：木板或瓦楞纸板、绳子。
教师自己准备：各种桥梁的图片或影像资料。
教学过程：
一、导入新课
我国著名桥梁专家茅以升说过：“桥梁是一种自古有之，最普遍而又最特殊的建筑物。”
二、美丽的彩虹桥－拱桥。
出示图片，观察比较这些拱桥，它们有什么相同和不同？各有什么优点？
实验：用木棍做一个拱，然后两个做对比，看是那一个面的受力更大。
1、 （桥面在拱下方的拱桥，桥面可以拉住拱足，抵消拱产生的向外的推力。桥面被水平方向的力拉紧，还增加了桥面的抗弯曲能力。）
三、拉索桥
1、观察拉索桥，它们的受力部分主要是哪些？
2、以实际例子说明。观察这些桥的结构是怎样的。拉索桥究竟有什么优点？
3、实验：模拟做一个拉索桥。在实难中学生边观察边思考问题，当演示完成后回答。
（1） 两人同时用力拉绳把“桥”吊起来。我们朝什么方向用力？
（2） 把绳子拉平直些，再拉平直些，感觉用力有什么变化？
四、结合我们的生活自己来制作桥
利用课余时间进行，让学生分组完成也要以独立完成，再上交作品，由老师和同学们一起来评定其水平。让学生说出自己设计和制作桥的想法和原理是什么？
自己设计的桥有什么特点，请做得好的学生演示讲解，从而进一步体会本单元的知识。
8、用纸造一座桥。
【教学目标】
科学概念：设计和建造桥需要综合考虑许多因素，如造桥的要求，材料的特性和数量、形状和结构等。
过程与方法：经历设计、制作、介绍交流的过程，体会设计的重要性。应用形状结构的知识及经验设计和制作。
情感、态度、价值观：发展乐于动手、善于合作、不怕困难的品质。发展尊重他人、认真倾听、敢于发表意见的品质。
教学准备
为小组准备：旧报纸一张、胶带、剪子、尺子。
教学过程：
一、检查学生合作带来的各种桥模型，请学生按照展览要求先报名，再统一在讲台前参展。
二、请各在座的评委检查制作的材料是否统一，然后讨论分别从几个方面去评价这些不同形状的桥模型？教师提出要求，板书如下：我们的桥展示评奖大会——最佳作品奖，最佳评委奖。最佳作品：描述分、比较分、承重分，总评分。单项奖：省料奖、美观奖、实用奖、参与奖。
三、准备怎样介绍自己的桥？下面的内容可供参考：
设计的想法是怎样形成的，出示设计图或设计过程。
应用了哪些形状方面的知识。
应用了哪些结构方面的知识。
我们的桥哪里受压力，哪里受拉力……
制作过程中遇到了什么困难，怎么解决的。
哪些地方限于技术，做得不够好。
哪些地方是具有明显的优势的。
预计能承多少重量。
第三单元 能 量
第1课 电和磁
【教学目标】
科学概念：电流可以产生磁性。
过程与方法：做通电直导线和通电线圈使指南针偏转的实验，能够通过分析建立解释。
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。
【教学重点难点】对杠杆尺进行研究
【教学准备】
杠杆尺、钩码、记录纸（学生）；杠杆类和非杠杆类工具3~5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。…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？
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）
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？
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 ？还有其他方法吗 ？
4、 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？
5、 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。
【教学重点难点】对不同杠杆的比较和分析
【教学准备】
杆秤、螺丝刀、开瓶器、镊子、油漆桶、啤酒、粉笔、镊子夹粉笔、开瓶器开啤酒瓶的图片。
【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？
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？
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？
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？
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。
2、今天老师就带大家来做一杆小杆秤。小杆秤制作过程指导。
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。
【教学重点难点】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？
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）。
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？
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3~5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。了解定滑轮和动滑轮的作用不相同。
过程与方法：通过设计实验方案来研究定滑轮是否省力、定滑轮和动滑轮的不同作用。 情感、态度、价值观：意识到定滑轮和动滑轮的不同作用，发展探究简单机械的兴趣。
【教学重点难点】认识滑轮的工作原理。
【教学准备】铁架台、滑轮、钩码、线、测力计、实验计划表
【教学过程】
一、激趣导入新课
1、播放学校早晨升国旗的过程，并提问：“升旗的时候，我们的队员是往下拉绳子，为什么国旗就往上升上去了呢？”
2、引入：像旗杆顶部的滑轮那样，固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫做定滑轮。
二、研究旗杆顶部的滑轮
1、 请同学们小组合作做一个定滑轮，模拟升旗的情形，并思考：当我们利用定滑轮提升重物时，需要向什么方向用力？这说明定滑轮有什么作用？
2）教师示范用测力计测量将重物不通过动滑轮提升时的重力度数；示范用测力计测量将重物通过动滑轮提升时的重力度数。
3）请学生小组合作用测力计按顺序分别测量不同个数（1~5个）的钩码直接提升的重力读数和用动滑轮提升重物的重力读数，并把实验结果填写在P13的表格内。并比较表内数据，发现了什么？
4）全班内进行交流动滑轮能否省力？能省多少力 ？
四、比较定滑轮和动滑轮的作用的不同
五、想一想：
定滑轮和动滑轮的作用有这么大的不同，那么我们在什么情况下使用定滑轮，什么情况下使用动滑轮？
第六课 滑轮组
【教学目标】
科学知识：认识定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组，滑轮组能够改变力的方向，而且可以成倍地省力。
过程与方法：结合对滑轮组的研究，解释起重机的工作原理。
情感态度价值观：能积极参与科学实验和游戏活动并与同学友好地合作研究。
【教学重点难点】用实验研究探究定、动滑轮的作用。
【教学准备】铁架台、线、滑轮、钩码
【教学过程】
一、导入新课
提问导入：不管是在城市还是在家村，都有许许多多的建筑工地，参观这些忙碌的建筑工地，我们会有很多的发现。起重机是怎样把那么重的物体送到高空去的呢？
二、 研究滑轮组的作用
1、 滑轮组的定义引入
原来，起重机内发挥作用的是滑轮组，那么什么是滑轮组呢？（把动滑轮和定滑轮组合在一起使用，就构成了滑轮组。）
2、 实验探讨简单滑轮组的作用。
a) 小组合作组装一个最简单的滑轮组。
b) 试用这个最简单滑轮组吊起一个1000克的重物需要多在的力？
请学生猜想，
c) 学生分组实验，分别用这个滑轮组吊起不同重量（学生自己定）的重物，并和直接吊起该重物的力比较，能发现什么？
（实验要求：1、明确分工。2、拟定实验计划草案后实行。3、进行实验并作好实验记录。）
d ）汇报交流，说说有一个动滑轮的滑轮组的作用。（在这里可能会出现重物比较轻的时候省力效果不明显，但随着重物的增加，省力效果越明显，越趋向于省一半的力）
3、实验探讨有2个动滑轮的滑轮组的作用。
（1）提出疑问：如果增加滑轮组的数量，用力大小会怎么变化？
（2）用与前面实验相同的方法进行实验，记录实验情况，并分析实验数据，得出结论。
三、游戏体验
小个子战胜大力士：游戏规则见教材P15
1）出示游戏器材，找2个大个子学生和一个小个子学生参加游戏。
2）要求没有直接参加游戏的同学对数据进行记录，寻找其中的规律。
3）、说出自己的发现
学生自由表述自己的发现并从这个游戏中明白了什么？
从我们的研究中明白为什么起重机能够吊起那么重的物体。
第七课 斜面的作用
【教学目标】
情感、态度、价值观： 能够大胆假设又能在实验中小心求证。
教学准备
为小组准备：长度、宽度相同、厚度不同的纸条（相同的卡纸粘贴而成），长度、厚度相同、宽度不同的纸条；铁垫圈、竹片或尺子。
教师自己准备：有关的建筑图片。
【教学过程】
教学过程：
一、 质疑导入新课
在三年级时，我们研究过纸承受拉伸和弯曲的性能。说说纸承受弯曲的性能如何？
（1）图片导入了解：房子和桥梁都是依靠柱和梁支撑的。这要通过观察、比较最简单的房子和最简单的桥的结构特点来认识。
（2）通过对比让学生认识到，柱子承受的压力是要把柱子压短、压碎，这当然是很不容易的。横梁承受的压力要把横梁压弯、压断，这就比较容易了。所以，研究横梁抗弯曲能力就很重要了。
二、 纸的厚度与抗弯曲能力的大小。
在同学们的学习生活中用得最多的就是纸，那么你们在学习中特意去留心纸的特性了吗？今天我们就一起来研究一下纸抗弯曲的能力与什么有关。
1. 、教师提出问题：
薄的纸连自身重量都不能承受就弯曲了。那厚的纸呢？
同学们猜想一下如果加大纸的厚度，纸的抗变曲能力会怎样呢？
2、通过同学的猜想会提出问题，引导学生的注意力集中到：影响弯曲的因素上
3、针对学生的疑问教师指导学生制定实验计划与实施中注意的问题。
（1） 注意实验应控制哪些量不变。
（2） 怎样表示纸的抗弯曲能力的大小？
（3） 表格设计：表1
通过学习我们证明了：哪些结构和情况下材料的抗弯曲能力可以得到明显的增强。
3、拱形的力量
【教学目标】
科学概念：拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。 过程与方法： 根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。
情感、态度、价值观： 认识到边实验边思考，对不断深入研究的重要性。
教学准备
为小组准备：做拱形的纸，铁垫圈若干。
教师自己准备：相关的图片资料。学生自己准备：搭瓜皮拱的瓜皮、小刀。
教学过程：
一、 激趣导入
让学生看一些拱桥的图片。问为什么桥要做成拱形，特别是在古代，材料还不是很多，强度也不是很好的年代。其原因在那里？同学们原意和老师一起来解开这个千古之謎吗？
二、 拱形承受压测试。
1、实验：做一个纸拱，试试它能承受压力吗？
2、学生分组进行实验
3、要求：测试纸拱能承受多大压力。观察纸拱随着压力的增强，形状有什么变化。
4、 分组表述自己的实验结果。
三、 让拱形承受更大的压力。
提出问题让学生自主解决：
1、怎样使纸拱能承受更大的压力。
2、提示：根据拱形受压变形的现象，寻找克服变形的方法。
3、学生组实验：要求学生做好工，并注意哪些量是要求不变的。
四、 长寿的石拱桥
通过资料让学生感受我国历史上丰富多彩和发达的造桥工艺。
4、找拱形
【教学目标】
科学概念：圆顶形、球形等有和拱形相似的特点，可以承受很大的压力。
过程与方法：用已有知识对常见弧形结构承受力的特点作解释。发展观察、联想和逻辑推理能力。
情感、态度、价值观：感受科学技术对我们生活的影响。
教学准备
为小组准备：完整的和对半剖开的乒乓球，完整的和剪开的塑料饮料瓶。
教师自己准备：类似拱形、圆顶形和球形的物品或相关图片，若干根相同的硬纸条（演示拱形拼成圆顶形和球形）。
教学过程：
一、引入。我们周围有许多圆弧形的东西。它们和拱形有没有关系？
二、认识圆顶形、球形，研究它们承受压力的特点。
1、观察：观察课本中圆顶形建筑和物品的插图，或观察教师提供的图片。
2、这些物体的形状可以叫做什么形状？
3、演示：圆顶形与拱形有联系吗？演示几个相同的拱形可以拼成一个半圆形。
4、提问：我们看到的这些物体为什么做成圆顶形？圆顶形承受压力的能力如何？
5、观察、实验、分析：观察剖成两半的乒乓球，看球壳的厚薄，捏一捏塑料皮的软硬。你们估计一下，把半个乒乓球扣在桌上，向下压它，它能承受多大的压力？
实验演示：现在我们在三个这样的半个乒乓球上摞书，看能摞多少本？你们认为圆顶形承受压力的能力如何？试着解释一下，为什么半个乒乓球能承受这么重的书？
（适时提示：拱形的拱脚是要用力抵住的，圆顶形为什么不需要抵住？想一想，如果几个人手牵手围成一个圆，每个人都努力向外退，能走开吗？为什么？）
6、教师讲述：两个半球形可以组合成一个球形，球形也可以看成是若干个拱形的组合，球形硌个方向上都是拱形的。球形的任何一个地方受力，力都可以向四周均匀地分散开来，所以球形比任何形状都更坚固。巨大的贮油罐做成球形就是这个道理。电灯泡为了更透光，玻璃壳很薄，但做成球形，它就比较坚固了。
三、塑料瓶形状的分析
1、谈话：在我们周围利用拱形增加材料强度的例子很多。我们来做一个“关于塑料瓶形状的研究报告”。你们可以先观察塑料瓶的各部分的形状，看哪些部位包含了拱形，与剖开的塑料瓶对比，试一试强度上的差别，写出发现。
2、小组研究，教师巡视。汇报交流。
四、认识生物体结构中的拱形结构
1、谈话：我们研究了人工设计的物体。我们自己身体中存在着拱形结构吗？人的肋骨是什么形状的？有什么好处？头骨是什么形状的？有什么好处？人的脚骨也是拱形的吗？它能使人的脚承受更大的重量且有弹性。
2、提问：
观察龟壳、贝壳、蛋壳等，说说这些形状对它们自身有什么意义？
3、小结：研究了拱形后，你们有什么感想？
5、做框架
【教学目标】
科学概念：三角形框架具有稳定性，利用三角形框架可以加固框架结构。
过程与方法：用三角形框架来加固框架结构。设计制作一个可以支承重物的框架结构。 情感、态度、价值观：体验动脑、动手合作做框架的必要，获得成功的喜悦。
教学准备
为小组准备：筷子或塑料吸管、橡皮筋、剪子。
教师自己准备：框架结构建筑的图片或影像。
一、 导入新课
现示各种框架结构的图片(可选视频材料)
二、 研究简单框架
1、 实践体会
利用筷子捆一三角形框架和长方形框架。观察到力的作用时有什么不同？哪一个容易变形？可以把长方形框架加固吗？
2、 根据要求分组操作，并作好各种形状的记录。
主要思考增加斜杆起什么作用？并说说三角形框架有什么特点。
3、 做一个坚固的正方体框架
1) 请同不思考如何制作一个坚固的方体框架。
2) 制作一个较复杂的结构，应当先画草图，计算材料。
3) 做一个坚固的正方体框架要多少根横杆？多少根竖杆？多少根斜杆？它们的长短一样吗？
4) 每根斜杆起什么作用？框架中有多少个三角形？
5) 考验我们的正方体的承受能力。
在我们的正方体框架上一本一本地放书，它能承载多少本？
a) 小结
6、建高塔
【教学目标】
科学概念： 上小下大、上轻下重的物体稳定性好。
过程与方法： 用简单材料独立地探究物体不容易倒的秘密。 应用知识和经验制作不容易倒的“高塔”。 把探究的结果与最初的假设相比较。
情感、态度、价值观： 体验合作与交流，尊重自己和他人的制作成果。
为小组准备：几个大小不同的塑料瓶、沙、吸管、胶带、水。
教学过程：
一、 导入新课
出示关于塔的图片资料，让学生感受到塔的神奇与生活中的具大作用。
提出问题：这样高大的塔要承受哪些方面力的作用呢？
观察这些铁塔，它们在形状和结构上有什么相同的地方？
二、 物体不容易倾倒的秘密。
1、 猜想是哪些结构特点使铁塔高耸入云又不容易倾倒？把我们的猜想写下来。
2、 实验证明
利用塑料瓶怎样放最容易倾倒？塑料瓶怎样放最不容易倾倒？怎样做，使塑料瓶最不容易倾倒？
3、 学生分组解决问题。
4、 要想使物体不容易倾倒，可以用些什么方法？
三、 制作不容易倒的高塔
1、 利用老师要求准备的材料做一个塔，并尽量使它不容易倾倒。
2、 分组操作
测量高度，哪组的塔最高？并测试叧组的塔最不容易倒。
如果这是一座真正的高塔，它的搞风能力与框架结构的高塔有什么不同？
四、 铁塔形状和结构的再思考。
塔为什么不容易倒？看看我们先前的猜想，哪些得到了证实？哪些需要修正补充？
7、桥的形状和结构
【教学目标】
科学概念： 桥梁有多种不同结构，有的桥梁把多种结构合为一体。 桥的形状和结构与它的功能是相适应的。
过程与方法： 提高观察、比较、描述和评价的能力。
情感、态度、价值观：体会科学技术对社会进步的作用。感受和欣赏桥梁的形状结构之美。
教学准备
为小组准备：吸管或竹片、粗线。为全班准备：木板或瓦楞纸板、绳子。
教师自己准备：各种桥梁的图片或影像资料。
教学过程：
一、导入新课
我国著名桥梁专家茅以升说过：“桥梁是一种自古有之，最普遍而又最特殊的建筑物。”
二、美丽的彩虹桥－拱桥。
出示图片，观察比较这些拱桥，它们有什么相同和不同？各有什么优点？
实验：用木棍做一个拱，然后两个做对比，看是那一个面的受力更大。
1、 （桥面在拱下方的拱桥，桥面可以拉住拱足，抵消拱产生的向外的推力。桥面被水平方向的力拉紧，还增加了桥面的抗弯曲能力。）
三、拉索桥
1、观察拉索桥，它们的受力部分主要是哪些？
2、以实际例子说明。观察这些桥的结构是怎样的。拉索桥究竟有什么优点？
3、实验：模拟做一个拉索桥。在实难中学生边观察边思考问题，当演示完成后回答。
（1） 两人同时用力拉绳把“桥”吊起来。我们朝什么方向用力？
（2） 把绳子拉平直些，再拉平直些，感觉用力有什么变化？
四、结合我们的生活自己来制作桥
利用课余时间进行，让学生分组完成也要以独立完成，再上交作品，由老师和同学们一起来评定其水平。让学生说出自己设计和制作桥的想法和原理是什么？
自己设计的桥有什么特点，请做得好的学生演示讲解，从而进一步体会本单元的知识。
8、用纸造一座桥。
【教学目标】
科学概念：设计和建造桥需要综合考虑许多因素，如造桥的要求，材料的特性和数量、形状和结构等。
过程与方法：经历设计、制作、介绍交流的过程，体会设计的重要性。应用形状结构的知识及经验设计和制作。
情感、态度、价值观：发展乐于动手、善于合作、不怕困难的品质。发展尊重他人、认真倾听、敢于发表意见的品质。
教学准备
为小组准备：旧报纸一张、胶带、剪子、尺子。
教学过程：
一、检查学生合作带来的各种桥模型，请学生按照展览要求先报名，再统一在讲台前参展。
二、请各在座的评委检查制作的材料是否统一，然后讨论分别从几个方面去评价这些不同形状的桥模型？教师提出要求，板书如下：我们的桥展示评奖大会——最佳作品奖，最佳评委奖。最佳作品：描述分、比较分、承重分，总评分。单项奖：省料奖、美观奖、实用奖、参与奖。
三、准备怎样介绍自己的桥？下面的内容可供参考：
设计的想法是怎样形成的，出示设计图或设计过程。
应用了哪些形状方面的知识。
应用了哪些结构方面的知识。
我们的桥哪里受压力，哪里受拉力……
制作过程中遇到了什么困难，怎么解决的。
哪些地方限于技术，做得不够好。
哪些地方是具有明显的优势的。
预计能承多少重量。
第三单元 能 量
第1课 电和磁
【教学目标】
科学概念：电流可以产生磁性。
过程与方法：做通电直导线和通电线圈使指南针偏转的实验，能够通过分析建立解释。