1、我们常用的工具
教学目标：
1. 科学探究：尝试在实践中更方便地解决科学问题（拔钉子和螺丝钉），提出更多的问题，并有计划地开展进一步研究。
2. 情感态度和价值观：对工具的研究感兴趣，很乐意与同学合作交流，从而启发自己对工具更多的认识。
3. 科学知识：能向别人介绍常用工具的一些基本特点、使用方法和优势用途。
【教学重点】
通过拔钉子和螺丝钉的探究活动，引导发现提出以及进一步有计划地研究问题。
【教学难点】
小组合作制定一个切实可行的研究计划。
【器材准备】
学生：活动手册（调查表、计划表）、各种常用的工具（螺丝刀、剪刀、钉锤、老虎钳等）。
教师：精心制作一套组合工具、在同一木块上钉一颗铁钉和拧上一颗螺丝钉。【教学过程】
一、引入
（出示精心制作的教具，可以组合成尺子、筷子、起子甚至剪刀的组合工具：两根标有刻度，中间打孔，一边有斜口的正方体小铁棒）
1．让学生说说，用这一根小铁棒能做些什么？再加点什么又能干什么？（尺子、起子、加块小铁块又可变小榔头等）（回忆：生活中的每一项工具，可以帮助我们做些什么事？）如果用两根小铁棒能当什么？还能干什么？ （这部分要让学生意想不到两根小铁棒能干这么多事，而且组成的工具又是那么熟悉，让学生马上联想起生活中的常用工具。所以教具的制作要精心一点，组合要灵活一点，关注学生的回答，突出回答中所提到的工具。把回忆与创造性的思维同步推进）
2. 揭示课题：我们常用的工具。
二、说说常用的工具
1. 说一说曾经还使用过哪些工具，我们是怎样使用这些工具的，这些工具可以帮助我们完成哪些事情？学生围绕上述问题分组讨论，互相介绍、互相启发。
2. 全班交流，完善活动手册的记录表。
3. 全班交流中对学生发现的以下一些问题应该给予明确的肯定：
（ 1 ）一种工具能干好多事情。（比如榔头能拔钉子又能钉钉子）
（ 2 ）同一工具不同的用法起到不同的作用。（比如一字螺丝刀能拧螺丝，又能打开奶粉盖）
（ 3 ）不同的工具能干同一件事。（比如老虎钳能夹小东西，镊子也能夹东西，剪刀有时也行）
（ 4 ）一种工具做某件事特别专业。（比如剪刀剪指甲不如指甲钳夹指甲来得容易）
小结：通过同学们的介绍，我们发现生活中竟然有这么多常用的工具，那么用不同的工具去完成同一件工作，是不是都一样的省力快捷呢？
三、选择合适工具
1. 要将一颗铁钉和一颗螺丝钉从木头中取出来，你想到几种工具，选择哪种工具更加方便，更加省力？（组内交流）说说分别做这两件事你所选择工具的理由。
2. 观察木块中的螺丝钉与铁钉，逐一试用自己的工具，同时体会感受，并选出最适合的工具。观察工具，想一想有什么问题要提？要告诫学生，在试用工具的过程中注意安全。
3. 尝试、交流体会，发现有哪些工具最容易起出螺丝和铁钉，并作解释。
4. 对刚才的尝试感受你有问题吗？
（上述交流过程中，教师要时刻注意引导提炼出值得学生进一步研究的、有价值的问题，注重课堂生成为主）
四、制定研究计划
师：刚才同学们提出了这么多问题，你觉得哪些问题值得我们进一步去研究？我们一起来筛选。
1. 哪些问题值得我们去研究？怎么研究？与同学交流。
2. 选择自己感兴趣的问题制定研究计划，教师作适当的指导。（可以向学生提供可供参考的研究计划。） （ 1 ） 你想要研究什么问题？
（ 2 ） 这一工具能这么轻松地完成这项工作，你的猜想是什么？
（ 3 ） 你用什么方法验证你的猜想？
（ 4 ）可能会用到哪些材料？
3. 讨论交流研究计划，并作进一步完善。
2、打开盖子的工具
教学目标】
科学探究：在活动过程中培养学生的探究能力和综合分析能力，能在打开盖子的过程中发现问题并做出自己的分析。
情感态度和价值观：喜欢进行持续的科学探究活动，进行细致的观察，并从中体验和感受乐趣。
科学知识：认识杠杆这种简单的机械，知道杠杆上有三个点：重点、支点和力点，能够收集生活中应用杠杆的事例，说说杠杆的作用。
【教学重点】
认识掌握杠杆上的三个点。
【教学难点】
找到杠杆的支点。
【器材准备】
学生器材：生活中常用的各种工具（剪刀、钳子、镊子等）。
教师器材：空油漆桶或胶桶，铁片（或钢尺），玻璃饮料瓶及开瓶器等。【教学过程】
一、创设情景、导入新课
1．请你想一想，怎么把一块大石头搬到一旁去？
2．教师小结：在日常生活中，我们有许多工作要借助一些工具来完成。今天我们来研究“打开盖子的工具”。（板书）
二、实验观察、探究新知
1．打开油漆桶
（1）实物展示：一个空的油漆桶。
提问：如果要打开油漆桶，用什么工具最简单、方便？
（2）①学生讨论。
②小结：用铁条这种工具最简单、方便。
（3）①分组实验。
用铁条打开油漆桶，并仔细观察记录盖子及铁条各部分位置的变化。
②学生汇报实验结果。
③教师点拨：向下压铁条的一端时，插入盖子底下的另一端为什么会向上翘起来？
（4）演示后揭示：像打开油漆桶的铁条那样，能绕着一个固定的支点把物体撬起的这种简单的机械叫做杠杆，铁条上人用力的点叫力点，承受重物的点叫重点，起支撑作用的点叫支点。
（5）再次实验并找出杠杆上的三个点，F（力点）、L（重点）、E（支点）。
（6）画一画示意图，并在图上用字母标出三个点。
2.打开玻璃瓶饮料
（1）教师提问：你观察过用开瓶器开饮料瓶的过程吗？
（2）①简单讨论实验要求
②学生实验：仔细观察开瓶器和盖子的运动过程并记录下来。
③汇报实验结果。
④教师提问：▲开瓶器是杠杆吗？
▲如果是，你知道它的重点和力点在哪里吗？能把它画下来吗？
（3）讨论：打开油漆桶的铁条和打开饮料瓶的开瓶器在工作中有哪些相同和不同？（学生结合画的示意图找出它们之间的异同）
（4）小结：相同的是都有三点和能节省力量，不同的是支点位置不同。
三、杠杆在生活中的运用
1．师生谈话：杠杆在生产和生活中应用得很广泛，想一想哪些地方应用了杠杆？
2．你能说出这些杠杆的三个点的位置吗？
3．请同学们继续观察分析这些杠杆，你还能发现一些新的问题吗
3、杠杆的研究
【教学目标】
1. 科学探究：会做杠杆尺的探索性实验，能够观察记录杠杆尺的状态，学习使用图示法简化问题。能够从众多看似杂乱的数据中，分析整理出杠杆省力的规律。
2. 情感态度和价值观：在科学探究过程中，培养乐于探究、注重科学事实、敢于提出不同见解、乐于合作与交流的意识。
3. 科学知识：能合理解释身边的杠杆工具的工作原理。
【教学重点】能够 使用图示法简化问题。
【教学难点】能够从众多看似杂乱的数据中，分析整理出杠杆省力的规律。
【器材准备】
学生材料：白纸、杠杆尺、钩码一盒、实验记录表。（每组一份）
老师材料： 学生材料一份、各种杠杆图片。
【教学过程】
一、记录杠杆尺的不同时候的状态
1. 让学生画一幅跷跷板草图，让学生指出这其实是个杠杆。
2. （出示杠杆尺）让学生观察。问：这是杠杆吗？跟我们平时的杠杆相比，它有什么特点？
3. 老师在杠杆尺的两端各挂 2 个钩码，并讲解使用方法：首先应将杠杆尺调到平衡状态，可以把挂在杠杆尺左边的钩码当成重物，把挂在杠杆尺右边的钩码当成使用的力，支架就是支点。
4. 学生根据杠杆尺的状态，让学生画出草图。
6. 老师出示表格，请大家根据这张表格上的要求，在杠杆尺的两边挂上钩码，并把观察到的现象用草图的形式画在“杠杆尺的状态”这一栏中。
7. 实验后，老师问：你观察到什么现象？
8. 师生交流得出：左边的钩码数是 2 ，格数也都是 2 ，右边的钩码数也是 2 ，但格数不同，就出现了不同的现象；当两边的钩码数、格数都相同时杠杆平衡。
二、改变钩码的位置和数量，记录杠杆尺的状态
1. 在这里我们发现在左右两边的格数、钩码数相同时，杠杆尺出现了平衡的状态，这说明这时杠杆尺两边的力是相等的。那么，如果在左右两边不同的格数，挂不同的钩码数，他们会平衡吗？
2. 想试一下吗？
3. 老师出示表格提要求：
（ 1 ）小组每试一次就记录一次。即使出现了不平衡的情况也要记录下来。
（ 2 ）仍然用图示的方法进行记录。
4. 学生实验。
5. 师生交流。老师从中归纳出左边的格数乘以钩码数，等于右边的格数乘以钩码数，杠杆就会平衡。
6. 验证。老师出题，让学生算一算要使杠杆尺平衡应放多少钩码，老师演示验证。
左边的钩码情况 右边的钩码情况 杠杆尺的状态
（图示） 我们的发现
格数 钩码数 格数 钩码数
2 4 1 8 2 4 4 2
8 1 0.5 16
学生会发现右边的格数比左边的格数小的话，钩码数就要比左边的大。如果我们右边的钩码要挂得少的话，右边的格数就要多。那么格数就是用力点到支点的距离。钩码数就是我们用的力，就是说用力点离支点越远的话，用的力就越少。
7. 在这些情况中，哪些时候我们可以用少的钩码撬起多的钩码？为什么？
引出如果把左边当成重物，即力点（右边的钩码）距支点远，重点（左边的钩码）距支点近，这种杠杆可以省力。如果把右边当成重物，即力点（右边的钩码）距支点近，重点（左边的钩码）距支点远，这种杠杆是不省力的。老师借此引出格数越大表示距离支点越远，用的力越少，就越省力。
8. 得出结论，老师顺势点拨，怎样的杠杆是省力的？怎样的杠杆是不省力的？
三、给常用的杠杆工具分类
1. 说说生活中看见过或使用过的哪些杠杆是省力的和不省力的，画出那些杠杆的示意图，并标出重点、力点和支点。
3 ．既然有的杠杆在使用中并不省力（而是费力），为什么我们还要使用这样的杠杆呢？联系生活实际进行分析。
4 ．课后，老师可以要求学生找找生活中还有哪些工具是省力杠杆，哪些不是省力杠杆。
4、螺丝刀里的科学
【教学目标】
1．科学探究：能运用观察、实验的方法发现轮轴能省力的原理。
2．情感态度和价值观：在科学研究活动中能够与同学合作，积极参与实验、分析和调查。
3．科学知识：通过科学实验，认识到使用螺丝刀比较省力，知道轮轴在生活中的运用。
【教学重点】
经历探究轮轴省力的规律过程。
【教学难点】
引导学生在活动中发现轮轴省力原理。
【教学准备】
学生材料：每组螺丝刀 2把、细绳2根、钩码6个、矿泉水2瓶、支架台1个、不同大小的轮2个。
老师材料：学生材料一份、组合形螺丝刀、演示文稿。
【教学过程】
（课前谈话：你在生活中使用过哪些工具？这些工具帮你解决了哪些问题？）
一、引入
1. （投影出示一块有螺丝钉的木板）老师这里有一块木板，这块板上有一个螺丝钉，你们认为可以用哪些工具把它取下来？（学生回答各种工具）
2. （出示螺丝刀，把刀柄去掉）老师这里有一样东西，它的头是与螺丝钉相配套，你能把它取出来吗？
3. 看来我们很难把它取出来？（给刀杆加个柄）那我们给它加一个柄试试吧！
4. （学生演示）哟！很容易就起出来了！看来螺丝刀里的学问还真不少哪！那今天我们就来研究“螺丝刀里的科学”。
二、看一看
1. 要研究螺丝刀，我们应了解一下螺丝刀的构造。
2. （课前每小组两把螺丝刀放在抽屉）老师已经为每组准备了两把螺丝刀放在抽屉里，请大家把它们拿出来，看一看螺丝刀是由哪几部分组成的？每个部分有什么特点？
3. 学生讨论交流。
4. 归纳：像螺丝刀这样由一个较大的粗柄和一个较小的细杆组合在一起的简单机械叫做轮轴。
5. 你能说出螺丝刀这个轮轴哪部分是轮？哪部分是轴吗？（粗柄是一个较大的轮，细杆是一个较小的轴）
三、玩一玩
1. 下面我们就先来玩玩螺丝刀吧！
2. 我们用螺丝刀这个轮轴来吊起这瓶水，怎么吊呢？老师向大家介绍三种吊法！（边讲边演示）：
第一种吊法是把矿泉水系在轴上，用手转动轮，将矿泉水吊起；
第二种吊法是把矿泉水系在轮上，转动轴，将矿泉水吊起。
第三种吊法用毛巾裹住轮，还是把矿泉水系在轴上，用手转动轮，将矿泉水吊起；
3. 你觉得玩的时候应注意哪些问题？
4. 学生小组合作玩游戏；
5. 玩的过程中你有什么发现吗？（引导得出：转动轮省力，转动轴费力；轮越大就越省力。）
四、做一做
1. 通过刚才的实验我们感受到了在应用轮轴时，把力用在 轮上会省力一些，把力用在轴上会费力一些，如果我们把轮轴的轮扩大，我们就会感到更省力！下面我们进一步来研究轮轴！
2. 老师这里有一个轮轴，你知道哪部分是它的轮？哪部分是它的轴吗？
3. 请同学们注意观察！演示：教师先出示一个装好轮轴的装置，在轮上挂一个钩码，在轴上也挂一个钩码。
4. 猜测：如果现在老师把手放掉，你认为会怎么样？说说你的理由！（让学生猜一猜）——根据学生猜测，教师渗透平衡概念。
5. 那我们就来观察一下！（教师放手）为什么会这样呢？
6. 同学们想不想也来做一做？老师这里有个要求：大家在做这个实验的时候，必须把轮轴左右两边调平衡！并思考：你是怎样把它调平衡的？为什么这样调会平衡？
7. 学生自主实验。
8. 交流汇报：
你是怎样把它调平衡的？（轮上挂一个，轴上挂两个）
面对这个现象，你有什么问题？（它们挂在不同的位置，一边挂在轮上一边挂在轴上，说明轮上能省力，轴上比较费力）
9. 现在老师在这个轮轴的轮上再套上一个轮，与刚才的轮轴比较，你发现这个新轮轴有什么相同的地方和不
同的地方吗？（轮变大了，轴是一样的）
10. 现在如果老师在轮上还是挂一个钩码，同学们还能把这个轮轴调平衡吗？
（小组实验）
11. 交流得出：轮上挂一个，轴上挂三个。追问：为什么会出现这样的结果？
（轮越大越省力）
12. 如果老师再将这个轮轴的轮扩大，你能猜一下这个轴上需要挂几个钩码才能保持两边的平衡？（学生猜测，教师演示）
五、整理：
1. 老师有一个问题：我看驾驶员在开车的时候，能很轻松的转动汽车的轮子，这是为什么呢？出示方向盘图片。
2. 在我们周围还有哪些地方应用了轮轴？它给我们带来了哪些方便？
3. 穿插进行分析：圆轮的自来水龙头、一字型的自来水龙头、门锁把手。
5、 动滑轮和定滑轮
教学目标】
1．科学探究：通过实验研究定滑轮的作用，能够制定一个合理的动滑轮作用研究计划，并按照计划步骤进行研究。
2．情感态度和价值观：在科学探究过程中，培养乐于探究、注重科学事实、敢于提出不同见解、乐于合作与交流的意识。
3．科学知识：认识定滑轮和动滑轮的作用，通过对比分析，认识定滑轮和动滑轮作用的不同。知道定滑轮和动滑轮在实际中的应用。
【教学重点】
认识定滑轮和动滑轮的作用。
【教学难点】试着用杠杆原理来解释定滑轮和动滑轮作用的不同。
【器材准备】
学生材料：定滑轮和动滑轮各一个，铁架台、线、便签纸、钩码、测力计等。（每组一份）
老师材料：相关图片或课件、学生材料一份、实验汇报表。【教学过程】
一、导入新课
1.教师演示升旗仪式。
2.旗杆上有什么装置能帮助我们比较容易地把旗子升上去？
学生观察描述：旗帜是怎样升到旗杆顶上的？（有轮子）
3.教师出示轮子，并介绍：安装在旗杆顶上的这种边缘有槽、能围绕轴转动的轮子叫做滑轮。这节课我们就来研究滑轮。这种固定在支架上不随重物移动的滑轮叫做定滑轮。
二、旗杆顶部的轮子
1.让我们模拟旗的装置，来研究旗杆顶部的轮子。研究旗杆顶部的轮子模拟升旗你需要哪些材料？
2.学生根据教师提供的材料进行实验探究（材料：定滑轮、铁架台、线、便签纸），试一试，当我们向下拉动绳子时，挂有旗子的那部分绳子会怎样运动？要求小组内每位学生拉一次，体会定滑轮的作用。
3.要把旗子升上去，却把拴着旗子的绳子往下拉。这说明定滑轮有什么作用？这有什么好处？（定滑轮可以改变用力方向，使工作方便）
4.使用定滑轮升旗或提起其他重物省不省力呢？为了弄清使用定滑轮省不省力，我们怎样来研究？
（1）学生讨论。
（2）将滑轮挂在支架上，使其成为一个定滑轮。把细绳套在定滑轮的槽内。
（3）在绳的一端挂2个钩码当作重物。试一试，在绳的另一端挂几个钩码能够平衡。
5.分组实验。
6.汇报实验结果。讨论：以上实验说明定滑轮有什么作用？（省力，费力，还是不省力也不费力？）
7.现在请你总结一下，定滑轮有哪些作用？
三、会移动的轮子
1.其实，并不是所有的滑轮都是固定在某个地方不动的。在搬运货物时，常使用一种随重物一起移动的滑轮，像这样随重物一起移动的滑轮叫做动滑轮。
2.猜测：动滑轮的作用与定滑轮的作用是否相同？你认为会有什么不同？
3.研究动滑轮的作用时，我们需要用到哪些材料？我们准备按照什么样的步骤来研究？
4.根据小组的讨论，制定一个简单的研究计划。（具体见表格设计示例）
5.预测的学生研究过程
（1）用测力计测量1个钩码的重量。
（2）将细线套在滑轮的槽里，左端挂在支架上，右端用手拉着，将钩码挂在滑轮架的钩上，使滑轮成为一个能与重物同时升降的动滑轮。
（3）将绳的右端挂在测力计上，通过测力计将重物向上提起，稳定在一定高度，观察用多少力？
6.交流研究的发现：用了多少力？与不用动滑轮、直接把重物提起时用的力相比，是省力还是费力？
7.讨论：现在你知道动滑轮有什么作用了吗？
8.教师小结：通过以上研究可以知道，使用动滑轮能省力，但不能改变用力方向。
四、用杠杆原理解释定滑轮和动滑轮的作用
1.引导学生思考：如果说滑轮也是一种杠杆，你能找到它的三个点的位置吗？
2.试一试，画出示意图，用杠杆的原理来解释定滑轮和动滑轮的不同作用。
3.根据学生交流研究结果，教师总结：从图上可以直观地看出定滑轮不能省力而动滑轮能省力；定滑轮能改变力的方向而动滑轮却没有改变力的方向。
五、滑轮在生产和生活中的应用
1.谈话：滑轮在生产和生活中应用很广泛，谁知道哪些地方应用了滑轮？是定滑轮还是动滑轮，它们分别有什么作用？
2. 讨论：在一间房里，电灯的开关是拉线开关，在一进门的南墙处，床在北墙处。如果想在床上控制电灯的开关，又不使房子的布置很乱，可以怎么办？需要安装几个定滑轮？
6、起重机
【教学目标】
1.科学技能：在探究滑轮组作用的活动过程中，培养学生实验操作能力和分析数据的能力。
2.情感态度和价值观：在探究滑轮组作用的过程中，培养学生积极参与滑轮组实验和游戏活动的兴趣，让学生乐于探究、注重事实、尊重数据、敢于提问，与同学能友好合作、交流。
3.科学知识：通过“滑轮组”实验探究，认识滑轮组的作用，并通过对实验数据的分析，尝试解释起重机能吊起重物的原理。
【教学重点】
认识滑轮组的作用。
【教学难点】
滑轮组的组装、定动滑轮的搭配及与省力的关系。
【器材准备】
学生器材：铁架台、滑轮组、重物（钩码）、线、测力计（可选）、光滑的木棒、牢固的长绳等。 教师器材：学生器材和相关视频、图片资料。
教学过程】
一、玩小个子战胜大力士的游戏
1.说明游戏规则。
2.按课文的介绍准备好材料，请班上两位公认力气较大的同学和一位力气较小的同学上台（也可在室外）进行游戏。
3.质疑、存疑：你有什么发现？有什么问题？
二、参观建筑工地
1.提问导入：不管是在城市还是在农村，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。（展示有关建筑工地起重机工作的图片或视频资料）
2.交流活动中的发现。
起重机是怎样把那么重的物体送到高空去的呢？
三、研究滑轮组的作用
1.滑轮组的作用。
观察结构图 P12.
2.实验探讨滑轮的作用。
（1）试用一个定滑轮和一个动滑轮按图示组合在一起，挂上一个1000克的重物，试一试需要多大的力才能把重物吊起来？
（2）生猜想（结合图）：增加滑轮的数量，试试吊起同样的重物需要的力的大小有什么变化？
（3）学生分组实验：
实验要求： ① 明确分工。
② 拟定实验计划、交流。
③ 进行实验并作好实验记录。
重物 定滑轮数 动滑轮数 吊起物体的绳子圈数 提起重物所需力
我们的发现：
3．交流实验结果，说说你有什么发现？
四、说出自己的发现
说说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。
说说从我们的研究中明白为什么小个子能战胜大力士。
7、在斜坡上
教学目标】
1．科学技能：培养学生设计实验，操作实验的能力。
2．情感态度和价值观：培养学生积极参与科学试验，注重科学事实、敢于提出不同见解、乐于合作与交流的意识，激发研究生活中科学现象的兴趣。
3．科学知识：经历“斜面省力”研究活动，知道从斜面拉上去的力都小于直接把物体垂直提上去用的力和斜面坡度越小越省力，越大越不省力的原理，了解生活中斜面原理的多种多样的运用。
【教学重点】
能在自主式的探究活动中认识斜面的一些科学知识。
【教学难点】
研究斜面原理在生活中的运用。
【器材准备】
学生材料：搭斜面的材料（表面同样平整光滑，长度分别为 20厘米、40厘米、60厘米、80厘米、100厘米的木板和高10厘米的木块等），重物（重1000克的重物和小滚筒、大木块、小木块等，要有钩子），测力计（平
板和圆筒）、平头和尖头铁钉、螺丝钉等各四枚、螺丝刀、铁锤、毛巾、实验记录表等每组一份。
老师材料：相关图片或者视频材料和学生材料一份、实验汇报表；重 40公斤左右的木箱一个，大而结实的木凳一条，厚实的大木板一块。
【教学过程】
一、 创设情景，导入新课
1.学生以四人小组的形式组合，全班成马蹄形组织；在中间放置重40公斤的木箱一个，大而结实的板凳一个。问学生：同学们，你们已经认识了不少机械工具，如果现在要你把这个大箱子搬到那条板凳上，你会用什么方法？
2.学生反馈交流，教师尽量满足学生的需求，并让学生去操作，在困难中，教师提供帮助，搭一块木板，再让学生搬，搬后问学生感觉如何？
3.此时你的脑海中是不是出现了一个个小问号？
二、自主实验，随时指导
1.交流学生的疑问之处，有选择地进行板书。
（真的能省力吗？为什么会省力？怎样的斜面更省力？……）注：第一个问题必须有，因为课始的游戏只是感知而已，并无具体科学证据，因此在说后几个问题时也应引导学生用上“假如省力”这样的话 。
2.为了方便同学们研究，老师今天带来了一些材料，请同学们看看这些材料，讨论一下你们组将怎样利用这些材料去研究自己想研究的问题。
3.小组讨论，形成书面实验方案。
4.小组上台运用实物投影仪进行汇报,集体交流评议，使各小组的实验方案更具可行性（方案中至少具备实验目的、实验器材、实验方法、实验结论这样四个内容）。
5.交流后，教师可追问：还需注意些什么？（拉力器的正确使用）
6.小组实验，师巡回指导。
7.小组汇报实验结果，组织交流，启发引导，得出结论（其他条件一样的情况下，运用斜面一定省力，而且坡度越小越省力，越大越不省力）
（1）在这一环节中，可让各小组派代表上台汇报他们实验的经过及结果，接受其他同学的质疑。
（2）对交流过程中出现的错误除了共同讨论之外，还可以用师生共同实验的方法来验证真伪。
8.说说在这个实验过程中你还有什么新的发现没有？
三、联系应用，扩大认知
1.斜面果然能够省力，在日常生活中你们看到过利用斜面的地方吗？
2.老师也有一些照片请同学们看看，想想其中的奥妙。出示生活中人们应用斜面的照片，让学生说说其中的斜面原理。
四、小结延伸，巩固联系
1.学了今天的课，你有什么新的想法？
2.完成作业本作业
8、 我的自行车
【教学目标】
1． 科学探究： 在发现自行车众多机械原理的基础上能够选择适合自己的问题进行研究，能制定简单的研究计划，并展开有目的有计划的研究，写出研究报告。
2． 情感态度和价值观：在科学探究过程中，培养乐于探究、 培养合作研究的习惯。
3． 科学知识： 能够发现自行车上应用的机械原理。
【教学重点】
发现自行车上应用的机械原理。
【教学难点】
会选择适合自己的问题进行研究。
【器材准备】
第一、二课时教学准备：
学生材料： 教室外选择好场地一块并为每一小组准备一辆自行车。（必用）
老师材料： 准备螺丝刀、钳子、锤子、扳手等若干。（供学生选用）
第三课时教学准备：
学生材料： 研究报告。
【教学过程】
第一课时
一、引入
1 ．说说我们已经学习了哪些简单的机械类型，它们各自有什么特点？
学生讨论交流后，教师归纳总结并板书。
轮轴 由轮和轴组成，转动轮就可以轻松地带动轴。
斜面 省力。
杠杆 通过支点位置的变化，可以达到省力和费力的效果。
2 ．对自行车初步认识。
统计：我们班会骑自行车的同学有哪些？
认识自行车各个部分的名称（请学生上台结合实物介绍，其他学生补充）。
讲一讲你知道的有关自行车的知识。
我国是全球自行车最多的国家。
自行车是城乡使用最广泛的工具。
自行车不需要能源，没有污染。
自行车上有许多简单机械原理的应用。
3 ．观察简单机械在自行车上的具体运用。
师：自行车上面究竟有哪些简单机械原理的应用呢？今天我们就来对自行车进行观察研究。
二、观察自行车上应用了哪些简单机械原理。
1 ．讨论：如何观察研究自行车？观察时要注意哪些问题？
A ．组内要分工
B ．观察要有顺序
C ．可以动手操作
D ．要有观察记录
E ． 要注意安全
2 ．将全班学生分成若干小组，以小组为单位进行研究。师下发记录表格。
应用机械的位置
应用机械的类型
应用的机械起什么作用
我的其他发现龙头（车把）轮轴
轻松地控制方向
3 ．学生到指定场地对自行车进行观察研究，并把发现记录下来。
教师现场巡回指导。
4 ．交流、整理观察结果。
每组派一个代表发言，投影出示记录表格。
其他各小组补充记录别人发现而本组没有发现的内容。
三、小结延伸
1 ．谈谈自己研究的收获。
2 ．教师小结，并引导学生课外继续研究自行车上自己感兴趣的机械问题，为下节课做好准备。
8、我的自行车（二）
【教学目标】
1． 科学探究： 在发现自行车众多机械原理的基础上能够选择适合自己的问题进行研究，能制定简单的研究计划，并展开有目的有计划的研究，写出研究报告。
2． 情感态度和价值观：在科学探究过程中，培养乐于探究、 培养合作研究的习惯。
3． 科学知识： 能够发现自行车上应用的机械原理。
【教学重点】
发现自行车上应用的机械原理。
【教学难点】
会选择适合自己的问题进行研究。
【器材准备】
第一、二课时教学准备：
学生材料： 教室外选择好场地一块并为每一小组准备一辆自行车。（必用）
老师材料： 准备螺丝刀、钳子、锤子、扳手等若干。（供学生选用）
第三课时教学准备：
学生材料： 研究报告。【教学过程】
一、引入
1 ．回顾上节课发现的自行车上简单机械原理的应用及所起的作用。
应用机械的位置 应用机械的类型 应用的机械起什么作用
龙头（把手） 轮轴 轻松地控制方向
踏脚板与齿轮 轮轴 省力
刹车 杠杆 省力
大车轮与小车轴 轮轴 加快速度
大齿轮与小齿轮 轮轴 提高转速
螺丝与螺帽 斜面 省力
2 ．师：那么，这些自行车上的机械是如何工作的？为什么会省力或加快速度？要回答这些问题，我们就要进一步研究自行车上的机械问题。
二、重点研究自己感兴趣的机械问题
a ．选择自己感兴趣的研究问题。
小组讨论：选择一个感兴趣的适合自己小组的研究问题。
师提示可以参考课本 P17 三个同学的发言。
全班交流各组选择的研究问题。
b ．制定研究计划。
让我们来写个研究计划吧！你觉得研究计划应该包含哪些部分内容？
在学生交流的基础上师引导明确研究计划应包括研究的问题、研究的目的、研究的方法，等等，并出示一份研究计划，供学生参考。
我们的研究计划
我们想研究的问题：车把与“羊角”轴组成的轮轴。
研究的目的：车把带动“羊角”轴是省力还是费力？谁是轮？谁是轴？
研究的方法：在自行车上实验、观察。
研究的数据记录：
研究的成果：
小组讨论制定研究计划。
c. 实践研究并写出研究报告。
制定好研究计划后，由小组长带领到指定的场地进行实践研究并完成研究报告。
（先制定好先去）
师参与学生活动，并提供材料上的帮助。
三、研究活动情况反馈
交流各组的研究结果，包括研究问题的介绍、研究方法的介绍、研究成果的说明等。
四、小结延伸
课后继续研究有关的机械问题，并进一步收集相关资料，完善研究报告。
准备下节课的研究成果交流
2．1 抵抗弯曲
【教学目标】
1．通过亲历“纸的厚度与抗弯曲能力大小”的探究活动，认识增加纸条厚度可以大大增加纸条的抗弯曲能力，并用推理的方法认识横梁立着安放的道理。
2．巩固并学会相关的探究技能：控制变量实验，采集数据和记录数据，制作曲线图，运用数据进行分析得出结论，对现象作出合理解释。
3．能根据已获得的信息对所观察的现象作出大胆而合理的预测。意识到科学探究要实事求是，重视科学证据。
【教学准备】
1．小组实验用：分别把两张卡纸、三张卡纸、四张卡纸用极少量液体胶水粘在一起，使之形成四张长、宽相同、厚度不同的纸条，分别标上 1 号、 2 号、 3 号和 4 号，并在纸条上做上记号，如图。
实验记录表，统计图。相同大小的铁垫圈，放钩码的盒子，橡皮擦。
教师用：小组用的实验材料一份，课件。
【教学过程】
一、谈话导入
1．（出示纸条）这是一张纸条，把它放在两个盒子上面，如果在上面放一个重物会怎样？
2．师演示，在纸条上放一个垫圈，纸条怎么样了？（纸条弯曲了）
3．纸条承受不住垫圈的重量就弯曲了，有什么办法可以让它不弯曲呢？也就是说让它抵抗住弯曲呢？（学生说抵抗弯曲的方法：拉近盒子的距离、加支撑物等。）
二、探究“纸的厚度与抗弯曲能力的大小”
活动一：探究增加纸的厚度，会不会增加它的抗弯曲能力。
1．推测增加纸的厚度，会不会增加它的抗弯曲能力。
2．出示 1 号、 2 号纸条，研讨实验方法。实验应控制哪些条件不变？
3．学生分组实验。
4．汇报交流，并谈谈做了这个实验后有何感想。
活动二：探究纸的厚度与抗弯曲能力大小的关系。
5．引导预测 3 号纸可以放几个垫圈。交流如何预测。
6．实测 3 号、 4 号纸的抗弯曲能力。
7．汇报交流。
三、绘制折线图并分析
1．出示统计图，看得懂吗？横向表示纸的厚度，纵向表示垫圈的个数。请同学们把纸的厚度与抗弯曲能力的关系用折线的形式画下来。
2. 学生绘图。
3. 展示，交流。（学生介绍折线图，有什么发现。）
4. 小结：纸的厚度与抗弯曲能力的大小有什么关系。增加纸的厚度能显著提高纸的抵抗弯曲能力。
四、联系生活
1．像纸这样的薄形材料抵抗弯曲的性能都较差，增加厚度能明显提高材料的抗弯曲能力，所以在建筑中广泛采用厚度很大的横梁来承受巨大的重力。
2．欣赏图片。你们有没有发现这些横梁大多是立着放，而不是横着放的，能不能也用今天学的知识来解释一下这又是为什么呢？（课件演示）
3．交流。
五、小结、延伸
1．通过今天的学习，你们有什么收获？
2．通过这节课的学习我们知道了，增加材料的厚度可以明显提高材料抵抗弯曲的能力，可是这种办法就需要增加材料的用量，我们不是提倡“全民节约”吗？那有没有两全其美的办法，既增加材料的抵抗弯曲能力，又不用过多地增加材料用量，请同学们课后继续研究
2．2 增强抗弯曲能力
【教学目标】
科学概念
薄形材料改变形状后抗弯曲能力是可以增强的， 我们通过改变物体的形状结构可以改变物体抗弯曲能力的大小。
过程与方法
情感态度与价值观
通过关注实验过程的公平性，培养学生养成一丝不苟、尊重事实的科学态度和科学精神 。
【教学重点】
知道通过改变物体的形状结构能改变物体抗弯曲能力的大小。
【教学难点】控制不变的量的确定。
【教学用具】瓦楞纸、A4纸、双面胶、铅笔、橡皮、尺子、垫圈
【教学过程】
一、课前交流
1．“超级女生”比赛吸引了众多人的眼球，今天，我们科学教研组也不甘寂寞，组织了一场“超级大力士争霸赛”，参赛双方是项老师和黄老师，猜猜看，谁会赢？为什么？你们觉得这样的比赛公平吗？
2．两张同样的A4纸进行抵抗弯曲的比赛，怎么做才公平？我们应该控制哪些量不变？
预设 ：纸离地面的高度不变、两个盒子之间的距离一定、放垫圈的盒子摆放的位置一定、所加垫圈的型号一定、纸的长度不变。
二、提出问题
如果只给你一张纸，同时控制了这些量不变，想要增加这张纸的抗弯曲能力，有什么办法？
预设：
1．改变纸的形状就可以改变纸的抗弯曲能力吗？
（指导小组开展实验）
2．我们来看一些钢铁构造图片，看看是否能对我们的学习有所帮助。
3．研究瓦楞纸的构造，你有什么发现？
三、瓦楞纸的研究
出示瓦楞纸包装箱：我们平时看到的很多物品的包装都用到这种包装箱，同学们知道制造这种包装箱的纸叫什么名字吗？
1.感知瓦楞纸的特性
同学们平时应该接触过这种纸，现在老师也为大家准备了这种纸。每个小组一张，请同学们从工具箱里拿出瓦楞纸，拿到手上感受一下：折一折，感觉一下它有多硬，抗弯曲能力如何？
(分组感知纸的特性)
2.解剖、观察瓦楞纸结构
（1）我们利用解剖的方法（用手剥开或借助小刀），观察瓦楞纸的结构是怎样的，看看各组成部分的厚薄和软硬。仔细看看老师提供的瓦楞纸一共有几层？每层的厚薄、软硬一样吗？形状是怎样的？
（2）经过研究，我们产生了什么问题或想法？准备怎样继续研究？你能分析瓦楞纸抗弯曲能力增强的原因吗？
四、形状与抗弯曲能力
1．通过上面的实验，我们分析得出：形状与抗弯曲能力是息息相关的。猜测一下，什么样的形状有较好的抗弯曲能力？
2．改变一张纸的形状，也可以改变纸的抗弯曲能力吗？有哪些更多的改变形状的设计可以增强物体的抗弯曲能力？老师给每个同学提供一张纸：根据你们的猜想开始实验。要求：不改变纸的长度，每个小组成员都动手把自己设计的纸的形状折出来，然后组内讨论，选择最佳方案把纸折成一定的形状，再来测试改变形状后纸的抗弯曲能力有什么变化？
五、探讨与交流
（1）与实验前的纸比较，改变形状后的纸的抗弯曲能力增强了吗？
（2）比较这些形状的纸抗弯曲能力的大小，试作出自己的解释。
（3）哪个小组的设计方案最好？能分析原因吗？
六、课后延伸
通过本堂课的学习，我们用实验的方法证明了通过改变物体的形状后物体抗弯曲能力可以得到明显的增强。课后请同学们继续关注一些改变物体形状的结构并分析其抗弯曲能力增加的原因
2． 3拱形的力量
教学目标】
1．认识拱形结构和拱形受力的特点，了解拱形结构在建筑上的应用；
2．能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据拱形结构的形变，分析受力的状况；
3．通过赵州桥了解我国古代工程技术的成就，增强自豪感。
【教学准备】
小组实验用：做拱形的纸，铁垫圈。
教师用：相关的图片资料。
【教学活动过程】
1．引入
(出示拱形建筑图片，认识图片上的建筑)
这样的形状叫什么形状 ?猜想一下为什么要做成这样的形状?(形状好看也是一个方面)
(出示一张纸)这张纸平着放，它连自身的重量都不能承受就塌下去了。把它做成拱形呢？它还能承受压力吗?今天我们来研究“拱形的力量”。
2.拱形承受压力的测试
(1)实验一
自己想办法，用纸做一个拱形，用铁垫圈测试一下它能承受多大的压力?这个拱不能借助其他物体帮助。 (学生分组实验，教师巡视指导)
你们在实验中发现了什么问题?准备怎样解决这些问题?
(2)实验二
按同学们的办法，用书抵住拱脚使纸拱不塌下来。
这样的拱形能承受多大的压力?
(学生分组实验，教师巡视指导)
(3)讨论
你们观察到随着压力增加，纸拱有什么变化?
要使纸拱承受更多的垫圈，要解决什么问题?怎样解决?
3．让拱形承受更大的压力
(1)实验三：
多用几本书抵挡住拱形，测试它的承重能力，汇报实验结果。
(2)研讨：
与横梁相比较，拱形结构承受压力性能怎样?为什么拱形能承受那么大的压力？
(3)阅读教材上的资料。
4．了解赵州桥及其他拱形建筑
你们知道哪些拱形建筑?它们用的是什么材料?
关于赵州桥，你们知道些什么?
阅读课本中关于赵州桥的介绍。
教师补充介绍赵州桥石拱的构造和特点。(
我国石拱桥有着悠久的历史，早在东汉中期就开始修建石拱桥。石拱桥的主要优点是能充分做到就地取材，耐久性好，外形美观，桥下行船容易。石拱桥用雕凿成楔形的一块块小石块 ( 拱石 ) 拼砌而成，桥洞呈半圆形或弧形，拱石间的所有缝隙都对准拱的中心 ( 即圆弧的中心 ) 。为了使拱的正中间排列的不是缝隙而是一块拱石，所以拱石总是单数。中间这块拱石叫龙门石，龙门石比其他拱石厚。在拱石受压时，必然会将力传递给相邻的拱石，各部分拱石彼此挤推，彼此支撑，全部的拱推力，最后都集中在了拱脚上。每一块拱石受到的只是压力，而这正是石料最能胜任的，所以没有断裂之虑。
赵州桥，又名安济桥，坐落在石家庄东南约 40 公里的赵县城南皎河之上，当地俗称大 石桥，建于隋代大业元年至十一年 (605 — 616) ，由匠师李春监造。它以高超的科学艺术价值驰名中外，是中国现存最著名的一座古代石拱桥。
赵州桥全长 64.4 米，拱顶宽 9 米，结构坚固，雄伟壮观。它的设计完全合乎科学原理，施工技术堪称巧妙绝伦。古人说它“制造奇特，人不知其所为”。从整体来看，是一座单拱桥，拱长达 37.4 米，在当时可算是世界上最长的石拱。赵州桥桥洞不是普通半圆形，而采用了极其平缓的圆弧形式，桥面坡度约为 1 ：12 ，像一张弓，这种形式被称为“坦拱”。桥面平坦宽阔，兼顾了水陆交通，方便了车船运行，又和一马平川的环境高度统一。宋代诗人杜德源在“安济桥诗”中写道： “坦平简直千人过，驿使驰驱万国通。”是很有见地、很恰当的。
石拱由 28 道拱圈并列砌成，每道拱圈可独立站稳，自成一体，既便于施工，又便于单独修补。这样大跨
度的坦拱，对桥台水平推力很大，建造难度高。而桥台却是既浅又小的普通矩形，厚度仅 1.529 米，由五层排石垒成。其地基是承载力较小的亚黏土。在这样的地基上，用这样的小桥台，建这样大跨度的石拱桥，在世界上是罕见的。
赵州桥最大的科学贡献，则在于它的“敞肩拱”的创造。在大拱的两肩，砌了四个并列的小拱，既增大流水通道，节省石料，减轻桥身重量，又利于小拱对大拱的被动压力，增强了桥身的稳定性。据测算，这四个小桥洞就可以减轻桥重 500 吨，节省石料约 180 立方米。这就有力地保证了安济桥在 1400 多年的历史中，经受住无数次洪水冲击， 8 次大地震摇撼，以及车辆重压，至今仍巍然挺立在皎河之上。
赵州桥又是一件建筑艺术的珍品。它横跨皎河，宛如一道长虹，气势雄伟。弧形平坦的主拱线上，对称地轻伏着四个小拱，仿佛四个巨型玉环，装饰在桥身两肩。巨身空灵，线条明快，在恢弘之中，透出矫健、轻盈的美感。大桥顶部，塑造出想像中的吸水兽，寄托了人们祝福大桥不受水害、长存无疆的良好愿望；栏板上和望柱上雕刻着各式蛟龙、兽面、花饰、竹节等，其中尤以蛟龙最为精美。蛟龙或盘踞游戏，或登陆入水，变幻多端，神态极为动人。雕作刀法遒劲有力，艺术风格新颖豪放。 1991 年，美国土木工程师学会选定中国赵州桥作为第十二个国际历史土木工程的里程碑，为中国石拱桥增添了新的光彩。 拱桥
主要受力构件是主拱圈，它主要承受压力，同时在拱脚处存在巨大的水平推力，这是拱桥的典型力学特点。桥墩除承受垂直于地面的压力外，还需要承受拱传来的水平推力。所以，拱桥桥墩要建在坚固的岩石地基上。拱桥是外观形式最为多姿、活泼的桥型。桥面可在拱形以下、以上或穿过其中
2．4 找拱形
教学目标】
科学概念：圆顶形、球形等弧形结构与拱形有紧密联系，生物体构造中存在着拱形结构。
过程与方法：能识别生活中的拱形、圆顶形和球形等弧形结构的物体，并通过联想、推理与实验对弧形结构的物体作合理的解释。
情感态度与价值观：关注生物体构造与其生活的联系和科学技术在生产生活中的应用；体验科学与技术结合的乐趣。
【教学准备】
完整的和剖成对半的乒乓球若干个；完整的和剪开的塑料瓶若干个；安全帽、贝壳、锅盖、灯泡等；课件、录像。
【教学过程】
一、导入
上节课，我们在讨论拱形建筑时，关于这一类物品（出示圆顶形物品、建筑）是否属于拱形有了争议。接下来，我们就来研究一下这类物品。要想了解它们与拱形是否有联系，我们要从哪些方面去研究？（形状、承受压力的性能）课件演示拱形的形状与承受压力的示意图。
二、研究圆顶形、球形承受压力的特点
1. 观察圆顶形物品（图片）的形状有什么特点。
2. 提问：这些物体为什么做成圆顶形，它们承受压力的能力如何？我们用什么方法可以了解？
3. 观察实验分析：
（ 1 ）观察剖成两半的乒乓球，看球壳的厚薄，捏一捏乒乓球的软硬。
（ 2 ）估计一下，把半个乒乓球扣在桌上向下压它，能承受多大的压力？（实验）
（ 3 ）你们认为圆顶形承受压力的能力如何？它与拱形有联系吗？试着解释一下圆顶形承受压力的特点。学生各抒己见后演示课件说明圆顶形可以看成是若干拱形的结合。
（ 4 ）提问：拱形的拱脚是要用力抵住的，圆顶形为什么不需要？
4. 出示整个乒乓球：两个半球形可以组合成一个球形，球形与拱形会有什么联系？
（ 1 ）学生推理，演示课件。
（ 2 ）演示握鸡蛋，说明：球形也可以看成是若干个拱形的组合，球形在各个方向上都是拱形。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。这就是我们平时捏不破鸡蛋的道理。另外比如电灯泡，为了更透亮，玻璃壳很薄，但做成球形，就比较坚固了。
5. 我们还能列举出哪些类似拱形受力特点的形状？
（注：这个环节学生可能举出身体结构中的例子，如头、肩等。如果出现这种情况，后面“塑料瓶形状的分析”与“生物体中的拱形”的活动顺序可以灵活调动）
四、塑料瓶形状的分析
1. 谈话。
看来我们周围利用拱形增加材料强度的例子很多。（出示塑料瓶）这是生活中非常常见的塑料瓶，它的形状设计包含了哪些科学道理？
2. 指导研究。
（ 1 ）观察：塑料瓶上部、中部、底部是什么形状，表面还有哪些形状？
（ 2 ）推理：（以底部为例）塑料饮料瓶底部大多做成圆顶形，为什么？
（ 3 ）验证：比较平底瓶与圆顶形底瓶的承受压力能力。
（ 4 ）你从中发现了什么？
3 ．小组自主研究其他部位的形状。
4 ．汇报交流。
五、生物体中的拱形
1 ．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？（板书：找）
2 ．观察乌龟、贝壳、蛋壳，这些形状对它们自身有什么意义？
3. 还有哪些生物体中存在着拱形结构？
六、小结：研究了拱形之后，你有什么感想
2.5 框架结构
目标定位】
理解作用在框架结构上的力所产生的效果。了解斜杠的“推”和“拉”的作用。
认识生活中的框架结构，了解框架结构的特点。
掌握用三角形加固框架的方法，设计、制作一个可以支撑重物的框架结构，发展动手动脑能力。 能对框架的系统设计情况进行评估，并找到为提高效率而采取的改进措施。
【教学准备】
教师：教学课件，三角形、长方形、立方体的模型等。
学生：橡皮筋、筷子。
【教学过程设计与分析】
教学过程预设
（一）框架式结构的认识
出示埃非尔铁塔的图片。
1. 介绍：巴黎铁塔是法国最著名的建筑，该塔高 320.75 米，是当时世界上最高的建筑，并且保持了世界记录 40 多年。
巴黎铁塔铁塔是谁建造的呢？著名建筑大师埃非尔，所以这座塔又叫埃非尔铁塔。据说铁塔开始动工时，曾遭到一些文化艺术界名流的反对。铁塔工地附近的居民也被吓坏了，有人居然还跑到法院起诉埃非尔。原因何在？因为该塔全身都是一根根的钢铁构成，用的是框架式结构。
2. 什么叫框架式结构？我们再来看几组图片。（出示其他的框架式结构的图片：塔吊、电塔、游乐场翻滚列车支架等）
你能用自己的语言来说说什么是框架式结构吗？（学生无法理解时，用“骨架式”来帮助理解）
3．你对框架式结构有哪些认识？框架式结构好不好？它有哪些作用？（学生无法理解时可以让他们比较框架式与实体建筑的区别） 学生并不是空着脑袋走进科学学习殿堂的，科学教学必须了解学生的学习基础和知识储备，调动学生的初始想法和已有经验，让每个学生在“原有基础”上有所提高，有所收获。 （框架式结构不仅节省材料，在很高的建筑物中还可以减少风对它的影响。）
4．让我们再回到 100 多年前，当时的文化艺术界名流以及铁塔工地附近的居民为什么反对埃非尔的设计？最主要的原因是因为他们认为这种框架式结构不牢固。
框架式结构牢固吗？怎么向世人解释框架式结构的牢固性？
（二）做一个稳固的正方体框架
明确任务：用最少的筷子搭一个牢固的正方体框架，比一比哪组的作品承重能力最强。
学生制作，教师巡视指导。
以一根斜杆为例，说说它是防止正方体框架往哪边垮塌？
比一比哪组的框架承重最多，用的材料最少。
（二）三角形稳定性的研究
观察思考，我们是怎样把框架变稳固的，稳固的框架式结构中最小的格子大都是什么形状的？为什么大都做成三角形呢？
出示三角形和长方形的模型，学生个别上台体验三角形的稳定性。
思考三角形和长方形再受到力的作用时有什么不同？
小组讨论，解释三角形的稳定性。
结合课件演示，分析三角形稳定性的力学原理：当三角架顶端受重力作用时，两边斜杆受压力，下面的水平杆受拉力。由于三角形边长不变，角度也不变，是唯一不会变化的形状，所以框架结构以三角架为基本构造。
想办法加固长方形框架。
增加的斜杆起了什么作用？（“推”“拉”的 对初始想法的反思，改变有些根深蒂固的“成见”，实实在在落实学生科学概念的发展。
解释的目的是为了促进理解，靠死记硬背得来的知识很少能被迁移，学习者只有在知道并理解知识背后隐含的原理时迁移才能发生。
2．6 塔的研究
【教学目标】
科学探究：引导学生经历一个“推测——实验、制作和探索——将探索结果与假设相比较”的科学探究过程。 科学知识：通过经历塔的稳定性的探究过程，认识框架铁塔和其他物体稳固不倒的前提因素是上小下大、上轻下重。
情感态度与价值观：在探究活动中培养合作意识，体验把探究结果与猜测相比较的重要性。
【教学准备】
相关图片、每组若干大小相同和不同的塑料瓶、砂子、杯子和水、吸管、铁垫圈、线、胶带等。
【教学过程】
（一）引入课题
1．课件出示数张铁塔图片，观察这些图片，它们形状与结构上有什么相同的地方？
2. 生观察，汇报交流。
3．根据学生的汇报，板书要点：塔、高、稳固不倒……
4．揭题：这节课我们就对这些高耸入云且稳固不倒的塔进行研究。（板书课题：塔的研究）
（二）猜测高塔不倒的原因
1．你们认为是什么原因才得以让这些高塔稳固不倒？
2．小组讨论，作出猜想，并在自己的科学记录本上及时记录自己的猜测。
3．让学生讨论交流，汇报时要求说说为什么这样想的。
（三）研究物体不容易倾倒的秘密
1．要知道自己的想法是否正确，该怎么办？
2．提供材料：两个相同的塑料瓶和沙子。
3．利用这些材料验证自己的猜测：怎样放最容易倒？怎样放不容易倒？怎样放最不容易倒？
4. 学生分小组实验，填写实验报告单。
塑料瓶的放置方式 稳定性表现
5. 汇报交流：说说你们比较了哪些放置方式？各种放置方式的稳定性能各有什么差异
6．找出小组内“放的最稳”的好办法，然后再找出全班中“放得最稳”的好办法。分析这些好办法的共同点。
（四）制作不容易倒的高塔
1．提供材料：大小不同的塑料瓶若干、水、垫圈、胶带纸。
2．利用这些材料你们能做一个又高又稳的塔吗？
3．利用前面所研究的成果：使“塔”最稳的方法——上轻下重、上小下大。小组合作制作一个既高又稳的“塔”。用画简图的方式记录自己的制作方法。
4．交流成果，比一比哪一小组的“塔”最高？哪一组的“塔”最稳？（要公平合理地比较哪组的“塔”最稳，该怎么办？讨论采用合理的办法，建议采用调节木板做成的斜面倾角的大小来评价“塔”的稳定性。）
（五）关于铁塔形状和结构的再思考
1．现在把我们研究的结果与先前的猜想比较一下，哪些猜想得到证实，哪些猜想证明是不对的？当时是怎么想的？
2．延伸：我们研究了框架式铁塔的稳定性因素，我们古代劳动人民也留下许多古塔，又是什么因素使它们千百年不倒？（出示古塔图片）
3．总结本课。
板书： 塔的研究 高 稳固不倒
更高 更稳
2．7 桥的研究
【 教学目标 】
1．理解作用在拱桥、斜拉桥上的力所产生的效果。
2．设计并制作拱桥、斜拉桥，探究它们的受力情况。
3．在探究过程中形成良好的科学态度和科学体验。
【 教学准备 】
桥梁图片，制作拱桥、斜拉桥的相关材料。
【 教学过程预设 】
（一）提出研究问题
1．学习导入。
(1) 多媒体展示各式各样的桥梁图片，相互说说，你看了桥梁图片后有什么感想?
(2) 你对桥可以提出哪些问题呢?小组之间先相互讨论一下。
2．学生问题归类
(1) 桥有哪些种类?
(2) 赵州桥为什么要设计成拱形?
(3) 世界上有哪些著名的桥?
(4) 桥的建造演变历史?
(5) 什么样的桥最牢固?
(6) 斜拉索桥承受重量能力为什么会大大增加?
(7) 立交桥是怎么产生的?与普通的桥相比有什么优点?
(8) 为什么拱桥没有桥墩反而能承受更大重量?
……
3．组织人员，选定研究问题：
学生根据自己的兴趣、条件组织人员，选定一个研究问题，（鉴于课堂的条件限制，重点突出对拱桥、斜拉桥的探究），以小组合作研究或个人独立研究，或个人与全班集体讨论相结合的形式，进行研究，并写好研究方案。
研究主题：关于桥的研究
小课题
课题组名 组长及成员
研究分工
研究过程
研究记录
研究结论
（二）展开实验探究
根据研究需要，学生上台领取相应的材料，开始实验研究。
1．拱形桥的实验指导：用竹棍做一个拱，然后两个做对比，看是那一个面的受力更大。（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）
2．拉索桥的实验指导：
（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？
（三）交流研讨汇报
1．整理分析：
请同学们把实验的发现先在小组中进行整理、分析。
2．研讨交流：
整个过程要突出平等民主。
3．教师总结：
你听了同学们刚才的汇报，有什么新的发现?你还有什么新的收获吗
2．8 设计建造我们的桥
教学目标 】
1．会尝试用材料做桥的模型，会做模拟桥的承重能力的实验。
2．培养学生的观察、动手能力。
3．愿意研究桥，体会科学探究的乐趣。
【 教学过程 】
1．谈话导入：
看来要建造一座合格的桥梁真不是件容易的事，要想成为一名称职的桥梁工程师更难！今天老师也想给你们一个挑战，看你们是否有成为桥梁工程师的潜力。
要求：一是桥梁能承受 15枚以上硬币（包括15枚）；二是桥面适合人和车辆的行走。完成以上两个要求，你就是称职的桥梁工程师！
2．计划的制定：
你们准备怎样设计桥梁？为什么要这样设计？设计的时候需要考虑哪些问题？
小组设计交流，老师巡视。
汇报交流计划：现在我请已经设计好的小组到讲台上来，说说：你们是怎样设计的，为什么要这样设计。（你们是怎么想的？）下面的同学做参谋，可以帮他们出些点子。
3．制作的过程：
同学们的设计真不错，刚才听了大家的意见，每个小组肯定有了新的想法，可以继续改进你们小组的设计方案然后根据方案，动手制作你们的桥 。
4．介绍并评价我们的桥：
设计的想法是怎样形成的？
应用了哪些形状和结构方面的知识？
遇到了哪些困难，我们是怎么解决的？
自我评价优点和缺点
1、我们常用的工具
教学目标：
1. 科学探究：尝试在实践中更方便地解决科学问题（拔钉子和螺丝钉），提出更多的问题，并有计划地开展进一步研究。
2. 情感态度和价值观：对工具的研究感兴趣，很乐意与同学合作交流，从而启发自己对工具更多的认识。
3. 科学知识：能向别人介绍常用工具的一些基本特点、使用方法和优势用途。
【教学重点】
通过拔钉子和螺丝钉的探究活动，引导发现提出以及进一步有计划地研究问题。
【教学难点】
小组合作制定一个切实可行的研究计划。
【器材准备】
学生：活动手册（调查表、计划表）、各种常用的工具（螺丝刀、剪刀、钉锤、老虎钳等）。
教师：精心制作一套组合工具、在同一木块上钉一颗铁钉和拧上一颗螺丝钉。【教学过程】
一、引入
（出示精心制作的教具，可以组合成尺子、筷子、起子甚至剪刀的组合工具：两根标有刻度，中间打孔，一边有斜口的正方体小铁棒）
1．让学生说说，用这一根小铁棒能做些什么？再加点什么又能干什么？（尺子、起子、加块小铁块又可变小榔头等）（回忆：生活中的每一项工具，可以帮助我们做些什么事？）如果用两根小铁棒能当什么？还能干什么？ （这部分要让学生意想不到两根小铁棒能干这么多事，而且组成的工具又是那么熟悉，让学生马上联想起生活中的常用工具。所以教具的制作要精心一点，组合要灵活一点，关注学生的回答，突出回答中所提到的工具。把回忆与创造性的思维同步推进）
2. 揭示课题：我们常用的工具。
二、说说常用的工具
1. 说一说曾经还使用过哪些工具，我们是怎样使用这些工具的，这些工具可以帮助我们完成哪些事情？学生围绕上述问题分组讨论，互相介绍、互相启发。
2. 全班交流，完善活动手册的记录表。
3. 全班交流中对学生发现的以下一些问题应该给予明确的肯定：
（ 1 ）一种工具能干好多事情。（比如榔头能拔钉子又能钉钉子）
（ 2 ）同一工具不同的用法起到不同的作用。（比如一字螺丝刀能拧螺丝，又能打开奶粉盖）
（ 3 ）不同的工具能干同一件事。（比如老虎钳能夹小东西，镊子也能夹东西，剪刀有时也行）
（ 4 ）一种工具做某件事特别专业。（比如剪刀剪指甲不如指甲钳夹指甲来得容易）
小结：通过同学们的介绍，我们发现生活中竟然有这么多常用的工具，那么用不同的工具去完成同一件工作，是不是都一样的省力快捷呢？
三、选择合适工具
1. 要将一颗铁钉和一颗螺丝钉从木头中取出来，你想到几种工具，选择哪种工具更加方便，更加省力？（组内交流）说说分别做这两件事你所选择工具的理由。
2. 观察木块中的螺丝钉与铁钉，逐一试用自己的工具，同时体会感受，并选出最适合的工具。观察工具，想一想有什么问题要提？要告诫学生，在试用工具的过程中注意安全。
3. 尝试、交流体会，发现有哪些工具最容易起出螺丝和铁钉，并作解释。
4. 对刚才的尝试感受你有问题吗？
（上述交流过程中，教师要时刻注意引导提炼出值得学生进一步研究的、有价值的问题，注重课堂生成为主）
四、制定研究计划
师：刚才同学们提出了这么多问题，你觉得哪些问题值得我们进一步去研究？我们一起来筛选。
1. 哪些问题值得我们去研究？怎么研究？与同学交流。
2. 选择自己感兴趣的问题制定研究计划，教师作适当的指导。（可以向学生提供可供参考的研究计划。） （ 1 ） 你想要研究什么问题？
（ 2 ） 这一工具能这么轻松地完成这项工作，你的猜想是什么？
（ 3 ） 你用什么方法验证你的猜想？
（ 4 ）可能会用到哪些材料？
3. 讨论交流研究计划，并作进一步完善。
2、打开盖子的工具
教学目标】
科学探究：在活动过程中培养学生的探究能力和综合分析能力，能在打开盖子的过程中发现问题并做出自己的分析。
情感态度和价值观：喜欢进行持续的科学探究活动，进行细致的观察，并从中体验和感受乐趣。
科学知识：认识杠杆这种简单的机械，知道杠杆上有三个点：重点、支点和力点，能够收集生活中应用杠杆的事例，说说杠杆的作用。
【教学重点】
认识掌握杠杆上的三个点。
【教学难点】
找到杠杆的支点。
【器材准备】
学生器材：生活中常用的各种工具（剪刀、钳子、镊子等）。
教师器材：空油漆桶或胶桶，铁片（或钢尺），玻璃饮料瓶及开瓶器等。【教学过程】
一、创设情景、导入新课
1．请你想一想，怎么把一块大石头搬到一旁去？
2．教师小结：在日常生活中，我们有许多工作要借助一些工具来完成。今天我们来研究“打开盖子的工具”。（板书）
二、实验观察、探究新知
1．打开油漆桶
（1）实物展示：一个空的油漆桶。
提问：如果要打开油漆桶，用什么工具最简单、方便？
（2）①学生讨论。
②小结：用铁条这种工具最简单、方便。
（3）①分组实验。
用铁条打开油漆桶，并仔细观察记录盖子及铁条各部分位置的变化。
②学生汇报实验结果。
③教师点拨：向下压铁条的一端时，插入盖子底下的另一端为什么会向上翘起来？
（4）演示后揭示：像打开油漆桶的铁条那样，能绕着一个固定的支点把物体撬起的这种简单的机械叫做杠杆，铁条上人用力的点叫力点，承受重物的点叫重点，起支撑作用的点叫支点。
（5）再次实验并找出杠杆上的三个点，F（力点）、L（重点）、E（支点）。
（6）画一画示意图，并在图上用字母标出三个点。
2.打开玻璃瓶饮料
（1）教师提问：你观察过用开瓶器开饮料瓶的过程吗？
（2）①简单讨论实验要求
②学生实验：仔细观察开瓶器和盖子的运动过程并记录下来。
③汇报实验结果。
④教师提问：▲开瓶器是杠杆吗？
▲如果是，你知道它的重点和力点在哪里吗？能把它画下来吗？
（3）讨论：打开油漆桶的铁条和打开饮料瓶的开瓶器在工作中有哪些相同和不同？（学生结合画的示意图找出它们之间的异同）
（4）小结：相同的是都有三点和能节省力量，不同的是支点位置不同。
三、杠杆在生活中的运用
1．师生谈话：杠杆在生产和生活中应用得很广泛，想一想哪些地方应用了杠杆？
2．你能说出这些杠杆的三个点的位置吗？
3．请同学们继续观察分析这些杠杆，你还能发现一些新的问题吗
3、杠杆的研究
【教学目标】
1. 科学探究：会做杠杆尺的探索性实验，能够观察记录杠杆尺的状态，学习使用图示法简化问题。能够从众多看似杂乱的数据中，分析整理出杠杆省力的规律。
2. 情感态度和价值观：在科学探究过程中，培养乐于探究、注重科学事实、敢于提出不同见解、乐于合作与交流的意识。
3. 科学知识：能合理解释身边的杠杆工具的工作原理。
【教学重点】能够 使用图示法简化问题。
【教学难点】能够从众多看似杂乱的数据中，分析整理出杠杆省力的规律。
【器材准备】
学生材料：白纸、杠杆尺、钩码一盒、实验记录表。（每组一份）
老师材料： 学生材料一份、各种杠杆图片。
【教学过程】
一、记录杠杆尺的不同时候的状态
1. 让学生画一幅跷跷板草图，让学生指出这其实是个杠杆。
2. （出示杠杆尺）让学生观察。问：这是杠杆吗？跟我们平时的杠杆相比，它有什么特点？
3. 老师在杠杆尺的两端各挂 2 个钩码，并讲解使用方法：首先应将杠杆尺调到平衡状态，可以把挂在杠杆尺左边的钩码当成重物，把挂在杠杆尺右边的钩码当成使用的力，支架就是支点。
4. 学生根据杠杆尺的状态，让学生画出草图。
6. 老师出示表格，请大家根据这张表格上的要求，在杠杆尺的两边挂上钩码，并把观察到的现象用草图的形式画在“杠杆尺的状态”这一栏中。
7. 实验后，老师问：你观察到什么现象？
8. 师生交流得出：左边的钩码数是 2 ，格数也都是 2 ，右边的钩码数也是 2 ，但格数不同，就出现了不同的现象；当两边的钩码数、格数都相同时杠杆平衡。
二、改变钩码的位置和数量，记录杠杆尺的状态
1. 在这里我们发现在左右两边的格数、钩码数相同时，杠杆尺出现了平衡的状态，这说明这时杠杆尺两边的力是相等的。那么，如果在左右两边不同的格数，挂不同的钩码数，他们会平衡吗？
2. 想试一下吗？
3. 老师出示表格提要求：
（ 1 ）小组每试一次就记录一次。即使出现了不平衡的情况也要记录下来。
（ 2 ）仍然用图示的方法进行记录。
4. 学生实验。
5. 师生交流。老师从中归纳出左边的格数乘以钩码数，等于右边的格数乘以钩码数，杠杆就会平衡。
6. 验证。老师出题，让学生算一算要使杠杆尺平衡应放多少钩码，老师演示验证。
左边的钩码情况 右边的钩码情况 杠杆尺的状态
（图示） 我们的发现
格数 钩码数 格数 钩码数
2 4 1 8 2 4 4 2
8 1 0.5 16
学生会发现右边的格数比左边的格数小的话，钩码数就要比左边的大。如果我们右边的钩码要挂得少的话，右边的格数就要多。那么格数就是用力点到支点的距离。钩码数就是我们用的力，就是说用力点离支点越远的话，用的力就越少。
7. 在这些情况中，哪些时候我们可以用少的钩码撬起多的钩码？为什么？
引出如果把左边当成重物，即力点（右边的钩码）距支点远，重点（左边的钩码）距支点近，这种杠杆可以省力。如果把右边当成重物，即力点（右边的钩码）距支点近，重点（左边的钩码）距支点远，这种杠杆是不省力的。老师借此引出格数越大表示距离支点越远，用的力越少，就越省力。
8. 得出结论，老师顺势点拨，怎样的杠杆是省力的？怎样的杠杆是不省力的？
三、给常用的杠杆工具分类
1. 说说生活中看见过或使用过的哪些杠杆是省力的和不省力的，画出那些杠杆的示意图，并标出重点、力点和支点。
3 ．既然有的杠杆在使用中并不省力（而是费力），为什么我们还要使用这样的杠杆呢？联系生活实际进行分析。
4 ．课后，老师可以要求学生找找生活中还有哪些工具是省力杠杆，哪些不是省力杠杆。
4、螺丝刀里的科学
【教学目标】
1．科学探究：能运用观察、实验的方法发现轮轴能省力的原理。
2．情感态度和价值观：在科学研究活动中能够与同学合作，积极参与实验、分析和调查。
3．科学知识：通过科学实验，认识到使用螺丝刀比较省力，知道轮轴在生活中的运用。
【教学重点】
经历探究轮轴省力的规律过程。
【教学难点】
引导学生在活动中发现轮轴省力原理。
【教学准备】
学生材料：每组螺丝刀 2把、细绳2根、钩码6个、矿泉水2瓶、支架台1个、不同大小的轮2个。
老师材料：学生材料一份、组合形螺丝刀、演示文稿。
【教学过程】
（课前谈话：你在生活中使用过哪些工具？这些工具帮你解决了哪些问题？）
一、引入
1. （投影出示一块有螺丝钉的木板）老师这里有一块木板，这块板上有一个螺丝钉，你们认为可以用哪些工具把它取下来？（学生回答各种工具）
2. （出示螺丝刀，把刀柄去掉）老师这里有一样东西，它的头是与螺丝钉相配套，你能把它取出来吗？
3. 看来我们很难把它取出来？（给刀杆加个柄）那我们给它加一个柄试试吧！
4. （学生演示）哟！很容易就起出来了！看来螺丝刀里的学问还真不少哪！那今天我们就来研究“螺丝刀里的科学”。
二、看一看
1. 要研究螺丝刀，我们应了解一下螺丝刀的构造。
2. （课前每小组两把螺丝刀放在抽屉）老师已经为每组准备了两把螺丝刀放在抽屉里，请大家把它们拿出来，看一看螺丝刀是由哪几部分组成的？每个部分有什么特点？
3. 学生讨论交流。
4. 归纳：像螺丝刀这样由一个较大的粗柄和一个较小的细杆组合在一起的简单机械叫做轮轴。
5. 你能说出螺丝刀这个轮轴哪部分是轮？哪部分是轴吗？（粗柄是一个较大的轮，细杆是一个较小的轴）
三、玩一玩
1. 下面我们就先来玩玩螺丝刀吧！
2. 我们用螺丝刀这个轮轴来吊起这瓶水，怎么吊呢？老师向大家介绍三种吊法！（边讲边演示）：
第一种吊法是把矿泉水系在轴上，用手转动轮，将矿泉水吊起；
第二种吊法是把矿泉水系在轮上，转动轴，将矿泉水吊起。
第三种吊法用毛巾裹住轮，还是把矿泉水系在轴上，用手转动轮，将矿泉水吊起；
3. 你觉得玩的时候应注意哪些问题？
4. 学生小组合作玩游戏；
5. 玩的过程中你有什么发现吗？（引导得出：转动轮省力，转动轴费力；轮越大就越省力。）
四、做一做
1. 通过刚才的实验我们感受到了在应用轮轴时，把力用在 轮上会省力一些，把力用在轴上会费力一些，如果我们把轮轴的轮扩大，我们就会感到更省力！下面我们进一步来研究轮轴！
2. 老师这里有一个轮轴，你知道哪部分是它的轮？哪部分是它的轴吗？
3. 请同学们注意观察！演示：教师先出示一个装好轮轴的装置，在轮上挂一个钩码，在轴上也挂一个钩码。
4. 猜测：如果现在老师把手放掉，你认为会怎么样？说说你的理由！（让学生猜一猜）——根据学生猜测，教师渗透平衡概念。
5. 那我们就来观察一下！（教师放手）为什么会这样呢？
6. 同学们想不想也来做一做？老师这里有个要求：大家在做这个实验的时候，必须把轮轴左右两边调平衡！并思考：你是怎样把它调平衡的？为什么这样调会平衡？
7. 学生自主实验。
8. 交流汇报：
你是怎样把它调平衡的？（轮上挂一个，轴上挂两个）
面对这个现象，你有什么问题？（它们挂在不同的位置，一边挂在轮上一边挂在轴上，说明轮上能省力，轴上比较费力）
9. 现在老师在这个轮轴的轮上再套上一个轮，与刚才的轮轴比较，你发现这个新轮轴有什么相同的地方和不
同的地方吗？（轮变大了，轴是一样的）
10. 现在如果老师在轮上还是挂一个钩码，同学们还能把这个轮轴调平衡吗？
（小组实验）
11. 交流得出：轮上挂一个，轴上挂三个。追问：为什么会出现这样的结果？
（轮越大越省力）
12. 如果老师再将这个轮轴的轮扩大，你能猜一下这个轴上需要挂几个钩码才能保持两边的平衡？（学生猜测，教师演示）
五、整理：
1. 老师有一个问题：我看驾驶员在开车的时候，能很轻松的转动汽车的轮子，这是为什么呢？出示方向盘图片。
2. 在我们周围还有哪些地方应用了轮轴？它给我们带来了哪些方便？
3. 穿插进行分析：圆轮的自来水龙头、一字型的自来水龙头、门锁把手。
5、 动滑轮和定滑轮
教学目标】
1．科学探究：通过实验研究定滑轮的作用，能够制定一个合理的动滑轮作用研究计划，并按照计划步骤进行研究。
2．情感态度和价值观：在科学探究过程中，培养乐于探究、注重科学事实、敢于提出不同见解、乐于合作与交流的意识。
3．科学知识：认识定滑轮和动滑轮的作用，通过对比分析，认识定滑轮和动滑轮作用的不同。知道定滑轮和动滑轮在实际中的应用。
【教学重点】
认识定滑轮和动滑轮的作用。
【教学难点】试着用杠杆原理来解释定滑轮和动滑轮作用的不同。
【器材准备】
学生材料：定滑轮和动滑轮各一个，铁架台、线、便签纸、钩码、测力计等。（每组一份）
老师材料：相关图片或课件、学生材料一份、实验汇报表。【教学过程】
一、导入新课
1.教师演示升旗仪式。
2.旗杆上有什么装置能帮助我们比较容易地把旗子升上去？
学生观察描述：旗帜是怎样升到旗杆顶上的？（有轮子）
3.教师出示轮子，并介绍：安装在旗杆顶上的这种边缘有槽、能围绕轴转动的轮子叫做滑轮。这节课我们就来研究滑轮。这种固定在支架上不随重物移动的滑轮叫做定滑轮。
二、旗杆顶部的轮子
1.让我们模拟旗的装置，来研究旗杆顶部的轮子。研究旗杆顶部的轮子模拟升旗你需要哪些材料？
2.学生根据教师提供的材料进行实验探究（材料：定滑轮、铁架台、线、便签纸），试一试，当我们向下拉动绳子时，挂有旗子的那部分绳子会怎样运动？要求小组内每位学生拉一次，体会定滑轮的作用。
3.要把旗子升上去，却把拴着旗子的绳子往下拉。这说明定滑轮有什么作用？这有什么好处？（定滑轮可以改变用力方向，使工作方便）
4.使用定滑轮升旗或提起其他重物省不省力呢？为了弄清使用定滑轮省不省力，我们怎样来研究？
（1）学生讨论。
（2）将滑轮挂在支架上，使其成为一个定滑轮。把细绳套在定滑轮的槽内。
（3）在绳的一端挂2个钩码当作重物。试一试，在绳的另一端挂几个钩码能够平衡。
5.分组实验。
6.汇报实验结果。讨论：以上实验说明定滑轮有什么作用？（省力，费力，还是不省力也不费力？）
7.现在请你总结一下，定滑轮有哪些作用？
三、会移动的轮子
1.其实，并不是所有的滑轮都是固定在某个地方不动的。在搬运货物时，常使用一种随重物一起移动的滑轮，像这样随重物一起移动的滑轮叫做动滑轮。
2.猜测：动滑轮的作用与定滑轮的作用是否相同？你认为会有什么不同？
3.研究动滑轮的作用时，我们需要用到哪些材料？我们准备按照什么样的步骤来研究？
4.根据小组的讨论，制定一个简单的研究计划。（具体见表格设计示例）
5.预测的学生研究过程
（1）用测力计测量1个钩码的重量。
（2）将细线套在滑轮的槽里，左端挂在支架上，右端用手拉着，将钩码挂在滑轮架的钩上，使滑轮成为一个能与重物同时升降的动滑轮。
（3）将绳的右端挂在测力计上，通过测力计将重物向上提起，稳定在一定高度，观察用多少力？
6.交流研究的发现：用了多少力？与不用动滑轮、直接把重物提起时用的力相比，是省力还是费力？
7.讨论：现在你知道动滑轮有什么作用了吗？
8.教师小结：通过以上研究可以知道，使用动滑轮能省力，但不能改变用力方向。
四、用杠杆原理解释定滑轮和动滑轮的作用
1.引导学生思考：如果说滑轮也是一种杠杆，你能找到它的三个点的位置吗？
2.试一试，画出示意图，用杠杆的原理来解释定滑轮和动滑轮的不同作用。
3.根据学生交流研究结果，教师总结：从图上可以直观地看出定滑轮不能省力而动滑轮能省力；定滑轮能改变力的方向而动滑轮却没有改变力的方向。
五、滑轮在生产和生活中的应用
1.谈话：滑轮在生产和生活中应用很广泛，谁知道哪些地方应用了滑轮？是定滑轮还是动滑轮，它们分别有什么作用？
2. 讨论：在一间房里，电灯的开关是拉线开关，在一进门的南墙处，床在北墙处。如果想在床上控制电灯的开关，又不使房子的布置很乱，可以怎么办？需要安装几个定滑轮？
6、起重机
【教学目标】
1.科学技能：在探究滑轮组作用的活动过程中，培养学生实验操作能力和分析数据的能力。
2.情感态度和价值观：在探究滑轮组作用的过程中，培养学生积极参与滑轮组实验和游戏活动的兴趣，让学生乐于探究、注重事实、尊重数据、敢于提问，与同学能友好合作、交流。
3.科学知识：通过“滑轮组”实验探究，认识滑轮组的作用，并通过对实验数据的分析，尝试解释起重机能吊起重物的原理。
【教学重点】
认识滑轮组的作用。
【教学难点】
滑轮组的组装、定动滑轮的搭配及与省力的关系。
【器材准备】
学生器材：铁架台、滑轮组、重物（钩码）、线、测力计（可选）、光滑的木棒、牢固的长绳等。 教师器材：学生器材和相关视频、图片资料。
教学过程】
一、玩小个子战胜大力士的游戏
1.说明游戏规则。
2.按课文的介绍准备好材料，请班上两位公认力气较大的同学和一位力气较小的同学上台（也可在室外）进行游戏。
3.质疑、存疑：你有什么发现？有什么问题？
二、参观建筑工地
1.提问导入：不管是在城市还是在农村，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。（展示有关建筑工地起重机工作的图片或视频资料）
2.交流活动中的发现。
起重机是怎样把那么重的物体送到高空去的呢？
三、研究滑轮组的作用
1.滑轮组的作用。
观察结构图 P12.
2.实验探讨滑轮的作用。
（1）试用一个定滑轮和一个动滑轮按图示组合在一起，挂上一个1000克的重物，试一试需要多大的力才能把重物吊起来？
（2）生猜想（结合图）：增加滑轮的数量，试试吊起同样的重物需要的力的大小有什么变化？
（3）学生分组实验：
实验要求： ① 明确分工。
② 拟定实验计划、交流。
③ 进行实验并作好实验记录。
重物 定滑轮数 动滑轮数 吊起物体的绳子圈数 提起重物所需力
我们的发现：
3．交流实验结果，说说你有什么发现？
四、说出自己的发现
说说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。
说说从我们的研究中明白为什么小个子能战胜大力士。
7、在斜坡上
教学目标】
1．科学技能：培养学生设计实验，操作实验的能力。
2．情感态度和价值观：培养学生积极参与科学试验，注重科学事实、敢于提出不同见解、乐于合作与交流的意识，激发研究生活中科学现象的兴趣。
3．科学知识：经历“斜面省力”研究活动，知道从斜面拉上去的力都小于直接把物体垂直提上去用的力和斜面坡度越小越省力，越大越不省力的原理，了解生活中斜面原理的多种多样的运用。
【教学重点】
能在自主式的探究活动中认识斜面的一些科学知识。
【教学难点】
研究斜面原理在生活中的运用。
【器材准备】
学生材料：搭斜面的材料（表面同样平整光滑，长度分别为 20厘米、40厘米、60厘米、80厘米、100厘米的木板和高10厘米的木块等），重物（重1000克的重物和小滚筒、大木块、小木块等，要有钩子），测力计（平
板和圆筒）、平头和尖头铁钉、螺丝钉等各四枚、螺丝刀、铁锤、毛巾、实验记录表等每组一份。
老师材料：相关图片或者视频材料和学生材料一份、实验汇报表；重 40公斤左右的木箱一个，大而结实的木凳一条，厚实的大木板一块。
【教学过程】
一、 创设情景，导入新课
1.学生以四人小组的形式组合，全班成马蹄形组织；在中间放置重40公斤的木箱一个，大而结实的板凳一个。问学生：同学们，你们已经认识了不少机械工具，如果现在要你把这个大箱子搬到那条板凳上，你会用什么方法？
2.学生反馈交流，教师尽量满足学生的需求，并让学生去操作，在困难中，教师提供帮助，搭一块木板，再让学生搬，搬后问学生感觉如何？
3.此时你的脑海中是不是出现了一个个小问号？
二、自主实验，随时指导
1.交流学生的疑问之处，有选择地进行板书。
（真的能省力吗？为什么会省力？怎样的斜面更省力？……）注：第一个问题必须有，因为课始的游戏只是感知而已，并无具体科学证据，因此在说后几个问题时也应引导学生用上“假如省力”这样的话 。
2.为了方便同学们研究，老师今天带来了一些材料，请同学们看看这些材料，讨论一下你们组将怎样利用这些材料去研究自己想研究的问题。
3.小组讨论，形成书面实验方案。
4.小组上台运用实物投影仪进行汇报,集体交流评议，使各小组的实验方案更具可行性（方案中至少具备实验目的、实验器材、实验方法、实验结论这样四个内容）。
5.交流后，教师可追问：还需注意些什么？（拉力器的正确使用）
6.小组实验，师巡回指导。
7.小组汇报实验结果，组织交流，启发引导，得出结论（其他条件一样的情况下，运用斜面一定省力，而且坡度越小越省力，越大越不省力）
（1）在这一环节中，可让各小组派代表上台汇报他们实验的经过及结果，接受其他同学的质疑。
（2）对交流过程中出现的错误除了共同讨论之外，还可以用师生共同实验的方法来验证真伪。
8.说说在这个实验过程中你还有什么新的发现没有？
三、联系应用，扩大认知
1.斜面果然能够省力，在日常生活中你们看到过利用斜面的地方吗？
2.老师也有一些照片请同学们看看，想想其中的奥妙。出示生活中人们应用斜面的照片，让学生说说其中的斜面原理。
四、小结延伸，巩固联系
1.学了今天的课，你有什么新的想法？
2.完成作业本作业
8、 我的自行车
【教学目标】
1． 科学探究： 在发现自行车众多机械原理的基础上能够选择适合自己的问题进行研究，能制定简单的研究计划，并展开有目的有计划的研究，写出研究报告。
2． 情感态度和价值观：在科学探究过程中，培养乐于探究、 培养合作研究的习惯。
3． 科学知识： 能够发现自行车上应用的机械原理。
【教学重点】
发现自行车上应用的机械原理。
【教学难点】
会选择适合自己的问题进行研究。
【器材准备】
第一、二课时教学准备：
学生材料： 教室外选择好场地一块并为每一小组准备一辆自行车。（必用）
老师材料： 准备螺丝刀、钳子、锤子、扳手等若干。（供学生选用）
第三课时教学准备：
学生材料： 研究报告。
【教学过程】
第一课时
一、引入
1 ．说说我们已经学习了哪些简单的机械类型，它们各自有什么特点？
学生讨论交流后，教师归纳总结并板书。
轮轴 由轮和轴组成，转动轮就可以轻松地带动轴。
斜面 省力。
杠杆 通过支点位置的变化，可以达到省力和费力的效果。
2 ．对自行车初步认识。
统计：我们班会骑自行车的同学有哪些？
认识自行车各个部分的名称（请学生上台结合实物介绍，其他学生补充）。
讲一讲你知道的有关自行车的知识。
我国是全球自行车最多的国家。
自行车是城乡使用最广泛的工具。
自行车不需要能源，没有污染。
自行车上有许多简单机械原理的应用。
3 ．观察简单机械在自行车上的具体运用。
师：自行车上面究竟有哪些简单机械原理的应用呢？今天我们就来对自行车进行观察研究。
二、观察自行车上应用了哪些简单机械原理。
1 ．讨论：如何观察研究自行车？观察时要注意哪些问题？
A ．组内要分工
B ．观察要有顺序
C ．可以动手操作
D ．要有观察记录
E ． 要注意安全
2 ．将全班学生分成若干小组，以小组为单位进行研究。师下发记录表格。
应用机械的位置
应用机械的类型
应用的机械起什么作用
我的其他发现龙头（车把）轮轴
轻松地控制方向
3 ．学生到指定场地对自行车进行观察研究，并把发现记录下来。
教师现场巡回指导。
4 ．交流、整理观察结果。
每组派一个代表发言，投影出示记录表格。
其他各小组补充记录别人发现而本组没有发现的内容。
三、小结延伸
1 ．谈谈自己研究的收获。
2 ．教师小结，并引导学生课外继续研究自行车上自己感兴趣的机械问题，为下节课做好准备。
8、我的自行车（二）
【教学目标】
1． 科学探究： 在发现自行车众多机械原理的基础上能够选择适合自己的问题进行研究，能制定简单的研究计划，并展开有目的有计划的研究，写出研究报告。
2． 情感态度和价值观：在科学探究过程中，培养乐于探究、 培养合作研究的习惯。
3． 科学知识： 能够发现自行车上应用的机械原理。
【教学重点】
发现自行车上应用的机械原理。
【教学难点】
会选择适合自己的问题进行研究。
【器材准备】
第一、二课时教学准备：
学生材料： 教室外选择好场地一块并为每一小组准备一辆自行车。（必用）
老师材料： 准备螺丝刀、钳子、锤子、扳手等若干。（供学生选用）
第三课时教学准备：
学生材料： 研究报告。【教学过程】
一、引入
1 ．回顾上节课发现的自行车上简单机械原理的应用及所起的作用。
应用机械的位置 应用机械的类型 应用的机械起什么作用
龙头（把手） 轮轴 轻松地控制方向
踏脚板与齿轮 轮轴 省力
刹车 杠杆 省力
大车轮与小车轴 轮轴 加快速度
大齿轮与小齿轮 轮轴 提高转速
螺丝与螺帽 斜面 省力
2 ．师：那么，这些自行车上的机械是如何工作的？为什么会省力或加快速度？要回答这些问题，我们就要进一步研究自行车上的机械问题。
二、重点研究自己感兴趣的机械问题
a ．选择自己感兴趣的研究问题。
小组讨论：选择一个感兴趣的适合自己小组的研究问题。
师提示可以参考课本 P17 三个同学的发言。
全班交流各组选择的研究问题。
b ．制定研究计划。
让我们来写个研究计划吧！你觉得研究计划应该包含哪些部分内容？
在学生交流的基础上师引导明确研究计划应包括研究的问题、研究的目的、研究的方法，等等，并出示一份研究计划，供学生参考。
我们的研究计划
我们想研究的问题：车把与“羊角”轴组成的轮轴。
研究的目的：车把带动“羊角”轴是省力还是费力？谁是轮？谁是轴？
研究的方法：在自行车上实验、观察。
研究的数据记录：
研究的成果：
小组讨论制定研究计划。
c. 实践研究并写出研究报告。
制定好研究计划后，由小组长带领到指定的场地进行实践研究并完成研究报告。
（先制定好先去）
师参与学生活动，并提供材料上的帮助。
三、研究活动情况反馈
交流各组的研究结果，包括研究问题的介绍、研究方法的介绍、研究成果的说明等。
四、小结延伸
课后继续研究有关的机械问题，并进一步收集相关资料，完善研究报告。
准备下节课的研究成果交流
2．1 抵抗弯曲
【教学目标】
1．通过亲历“纸的厚度与抗弯曲能力大小”的探究活动，认识增加纸条厚度可以大大增加纸条的抗弯曲能力，并用推理的方法认识横梁立着安放的道理。
2．巩固并学会相关的探究技能：控制变量实验，采集数据和记录数据，制作曲线图，运用数据进行分析得出结论，对现象作出合理解释。
3．能根据已获得的信息对所观察的现象作出大胆而合理的预测。意识到科学探究要实事求是，重视科学证据。
【教学准备】
1．小组实验用：分别把两张卡纸、三张卡纸、四张卡纸用极少量液体胶水粘在一起，使之形成四张长、宽相同、厚度不同的纸条，分别标上 1 号、 2 号、 3 号和 4 号，并在纸条上做上记号，如图。
实验记录表，统计图。相同大小的铁垫圈，放钩码的盒子，橡皮擦。
教师用：小组用的实验材料一份，课件。
【教学过程】
一、谈话导入
1．（出示纸条）这是一张纸条，把它放在两个盒子上面，如果在上面放一个重物会怎样？
2．师演示，在纸条上放一个垫圈，纸条怎么样了？（纸条弯曲了）
3．纸条承受不住垫圈的重量就弯曲了，有什么办法可以让它不弯曲呢？也就是说让它抵抗住弯曲呢？（学生说抵抗弯曲的方法：拉近盒子的距离、加支撑物等。）
二、探究“纸的厚度与抗弯曲能力的大小”
活动一：探究增加纸的厚度，会不会增加它的抗弯曲能力。
1．推测增加纸的厚度，会不会增加它的抗弯曲能力。
2．出示 1 号、 2 号纸条，研讨实验方法。实验应控制哪些条件不变？
3．学生分组实验。
4．汇报交流，并谈谈做了这个实验后有何感想。
活动二：探究纸的厚度与抗弯曲能力大小的关系。
5．引导预测 3 号纸可以放几个垫圈。交流如何预测。
6．实测 3 号、 4 号纸的抗弯曲能力。
7．汇报交流。
三、绘制折线图并分析
1．出示统计图，看得懂吗？横向表示纸的厚度，纵向表示垫圈的个数。请同学们把纸的厚度与抗弯曲能力的关系用折线的形式画下来。
2. 学生绘图。
3. 展示，交流。（学生介绍折线图，有什么发现。）
4. 小结：纸的厚度与抗弯曲能力的大小有什么关系。增加纸的厚度能显著提高纸的抵抗弯曲能力。
四、联系生活
1．像纸这样的薄形材料抵抗弯曲的性能都较差，增加厚度能明显提高材料的抗弯曲能力，所以在建筑中广泛采用厚度很大的横梁来承受巨大的重力。
2．欣赏图片。你们有没有发现这些横梁大多是立着放，而不是横着放的，能不能也用今天学的知识来解释一下这又是为什么呢？（课件演示）
3．交流。
五、小结、延伸
1．通过今天的学习，你们有什么收获？
2．通过这节课的学习我们知道了，增加材料的厚度可以明显提高材料抵抗弯曲的能力，可是这种办法就需要增加材料的用量，我们不是提倡“全民节约”吗？那有没有两全其美的办法，既增加材料的抵抗弯曲能力，又不用过多地增加材料用量，请同学们课后继续研究
2．2 增强抗弯曲能力
【教学目标】
科学概念
薄形材料改变形状后抗弯曲能力是可以增强的， 我们通过改变物体的形状结构可以改变物体抗弯曲能力的大小。
过程与方法
情感态度与价值观
通过关注实验过程的公平性，培养学生养成一丝不苟、尊重事实的科学态度和科学精神 。
【教学重点】
知道通过改变物体的形状结构能改变物体抗弯曲能力的大小。
【教学难点】控制不变的量的确定。
【教学用具】瓦楞纸、A4纸、双面胶、铅笔、橡皮、尺子、垫圈
【教学过程】
一、课前交流
1．“超级女生”比赛吸引了众多人的眼球，今天，我们科学教研组也不甘寂寞，组织了一场“超级大力士争霸赛”，参赛双方是项老师和黄老师，猜猜看，谁会赢？为什么？你们觉得这样的比赛公平吗？
2．两张同样的A4纸进行抵抗弯曲的比赛，怎么做才公平？我们应该控制哪些量不变？
预设 ：纸离地面的高度不变、两个盒子之间的距离一定、放垫圈的盒子摆放的位置一定、所加垫圈的型号一定、纸的长度不变。
二、提出问题
如果只给你一张纸，同时控制了这些量不变，想要增加这张纸的抗弯曲能力，有什么办法？
预设：
1．改变纸的形状就可以改变纸的抗弯曲能力吗？
（指导小组开展实验）
2．我们来看一些钢铁构造图片，看看是否能对我们的学习有所帮助。
3．研究瓦楞纸的构造，你有什么发现？
三、瓦楞纸的研究
出示瓦楞纸包装箱：我们平时看到的很多物品的包装都用到这种包装箱，同学们知道制造这种包装箱的纸叫什么名字吗？
1.感知瓦楞纸的特性
同学们平时应该接触过这种纸，现在老师也为大家准备了这种纸。每个小组一张，请同学们从工具箱里拿出瓦楞纸，拿到手上感受一下：折一折，感觉一下它有多硬，抗弯曲能力如何？
(分组感知纸的特性)
2.解剖、观察瓦楞纸结构
（1）我们利用解剖的方法（用手剥开或借助小刀），观察瓦楞纸的结构是怎样的，看看各组成部分的厚薄和软硬。仔细看看老师提供的瓦楞纸一共有几层？每层的厚薄、软硬一样吗？形状是怎样的？
（2）经过研究，我们产生了什么问题或想法？准备怎样继续研究？你能分析瓦楞纸抗弯曲能力增强的原因吗？
四、形状与抗弯曲能力
1．通过上面的实验，我们分析得出：形状与抗弯曲能力是息息相关的。猜测一下，什么样的形状有较好的抗弯曲能力？
2．改变一张纸的形状，也可以改变纸的抗弯曲能力吗？有哪些更多的改变形状的设计可以增强物体的抗弯曲能力？老师给每个同学提供一张纸：根据你们的猜想开始实验。要求：不改变纸的长度，每个小组成员都动手把自己设计的纸的形状折出来，然后组内讨论，选择最佳方案把纸折成一定的形状，再来测试改变形状后纸的抗弯曲能力有什么变化？
五、探讨与交流
（1）与实验前的纸比较，改变形状后的纸的抗弯曲能力增强了吗？
（2）比较这些形状的纸抗弯曲能力的大小，试作出自己的解释。
（3）哪个小组的设计方案最好？能分析原因吗？
六、课后延伸
通过本堂课的学习，我们用实验的方法证明了通过改变物体的形状后物体抗弯曲能力可以得到明显的增强。课后请同学们继续关注一些改变物体形状的结构并分析其抗弯曲能力增加的原因
2． 3拱形的力量
教学目标】
1．认识拱形结构和拱形受力的特点，了解拱形结构在建筑上的应用；
2．能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据拱形结构的形变，分析受力的状况；
3．通过赵州桥了解我国古代工程技术的成就，增强自豪感。
【教学准备】
小组实验用：做拱形的纸，铁垫圈。
教师用：相关的图片资料。
【教学活动过程】
1．引入
(出示拱形建筑图片，认识图片上的建筑)
这样的形状叫什么形状 ?猜想一下为什么要做成这样的形状?(形状好看也是一个方面)
(出示一张纸)这张纸平着放，它连自身的重量都不能承受就塌下去了。把它做成拱形呢？它还能承受压力吗?今天我们来研究“拱形的力量”。
2.拱形承受压力的测试
(1)实验一
自己想办法，用纸做一个拱形，用铁垫圈测试一下它能承受多大的压力?这个拱不能借助其他物体帮助。 (学生分组实验，教师巡视指导)
你们在实验中发现了什么问题?准备怎样解决这些问题?
(2)实验二
按同学们的办法，用书抵住拱脚使纸拱不塌下来。
这样的拱形能承受多大的压力?
(学生分组实验，教师巡视指导)
(3)讨论
你们观察到随着压力增加，纸拱有什么变化?
要使纸拱承受更多的垫圈，要解决什么问题?怎样解决?
3．让拱形承受更大的压力
(1)实验三：
多用几本书抵挡住拱形，测试它的承重能力，汇报实验结果。
(2)研讨：
与横梁相比较，拱形结构承受压力性能怎样?为什么拱形能承受那么大的压力？
(3)阅读教材上的资料。
4．了解赵州桥及其他拱形建筑
你们知道哪些拱形建筑?它们用的是什么材料?
关于赵州桥，你们知道些什么?
阅读课本中关于赵州桥的介绍。
教师补充介绍赵州桥石拱的构造和特点。(
我国石拱桥有着悠久的历史，早在东汉中期就开始修建石拱桥。石拱桥的主要优点是能充分做到就地取材，耐久性好，外形美观，桥下行船容易。石拱桥用雕凿成楔形的一块块小石块 ( 拱石 ) 拼砌而成，桥洞呈半圆形或弧形，拱石间的所有缝隙都对准拱的中心 ( 即圆弧的中心 ) 。为了使拱的正中间排列的不是缝隙而是一块拱石，所以拱石总是单数。中间这块拱石叫龙门石，龙门石比其他拱石厚。在拱石受压时，必然会将力传递给相邻的拱石，各部分拱石彼此挤推，彼此支撑，全部的拱推力，最后都集中在了拱脚上。每一块拱石受到的只是压力，而这正是石料最能胜任的，所以没有断裂之虑。
赵州桥，又名安济桥，坐落在石家庄东南约 40 公里的赵县城南皎河之上，当地俗称大 石桥，建于隋代大业元年至十一年 (605 — 616) ，由匠师李春监造。它以高超的科学艺术价值驰名中外，是中国现存最著名的一座古代石拱桥。
赵州桥全长 64.4 米，拱顶宽 9 米，结构坚固，雄伟壮观。它的设计完全合乎科学原理，施工技术堪称巧妙绝伦。古人说它“制造奇特，人不知其所为”。从整体来看，是一座单拱桥，拱长达 37.4 米，在当时可算是世界上最长的石拱。赵州桥桥洞不是普通半圆形，而采用了极其平缓的圆弧形式，桥面坡度约为 1 ：12 ，像一张弓，这种形式被称为“坦拱”。桥面平坦宽阔，兼顾了水陆交通，方便了车船运行，又和一马平川的环境高度统一。宋代诗人杜德源在“安济桥诗”中写道： “坦平简直千人过，驿使驰驱万国通。”是很有见地、很恰当的。
石拱由 28 道拱圈并列砌成，每道拱圈可独立站稳，自成一体，既便于施工，又便于单独修补。这样大跨
度的坦拱，对桥台水平推力很大，建造难度高。而桥台却是既浅又小的普通矩形，厚度仅 1.529 米，由五层排石垒成。其地基是承载力较小的亚黏土。在这样的地基上，用这样的小桥台，建这样大跨度的石拱桥，在世界上是罕见的。
赵州桥最大的科学贡献，则在于它的“敞肩拱”的创造。在大拱的两肩，砌了四个并列的小拱，既增大流水通道，节省石料，减轻桥身重量，又利于小拱对大拱的被动压力，增强了桥身的稳定性。据测算，这四个小桥洞就可以减轻桥重 500 吨，节省石料约 180 立方米。这就有力地保证了安济桥在 1400 多年的历史中，经受住无数次洪水冲击， 8 次大地震摇撼，以及车辆重压，至今仍巍然挺立在皎河之上。
赵州桥又是一件建筑艺术的珍品。它横跨皎河，宛如一道长虹，气势雄伟。弧形平坦的主拱线上，对称地轻伏着四个小拱，仿佛四个巨型玉环，装饰在桥身两肩。巨身空灵，线条明快，在恢弘之中，透出矫健、轻盈的美感。大桥顶部，塑造出想像中的吸水兽，寄托了人们祝福大桥不受水害、长存无疆的良好愿望；栏板上和望柱上雕刻着各式蛟龙、兽面、花饰、竹节等，其中尤以蛟龙最为精美。蛟龙或盘踞游戏，或登陆入水，变幻多端，神态极为动人。雕作刀法遒劲有力，艺术风格新颖豪放。 1991 年，美国土木工程师学会选定中国赵州桥作为第十二个国际历史土木工程的里程碑，为中国石拱桥增添了新的光彩。 拱桥
主要受力构件是主拱圈，它主要承受压力，同时在拱脚处存在巨大的水平推力，这是拱桥的典型力学特点。桥墩除承受垂直于地面的压力外，还需要承受拱传来的水平推力。所以，拱桥桥墩要建在坚固的岩石地基上。拱桥是外观形式最为多姿、活泼的桥型。桥面可在拱形以下、以上或穿过其中
2．4 找拱形
教学目标】
科学概念：圆顶形、球形等弧形结构与拱形有紧密联系，生物体构造中存在着拱形结构。
过程与方法：能识别生活中的拱形、圆顶形和球形等弧形结构的物体，并通过联想、推理与实验对弧形结构的物体作合理的解释。
情感态度与价值观：关注生物体构造与其生活的联系和科学技术在生产生活中的应用；体验科学与技术结合的乐趣。
【教学准备】
完整的和剖成对半的乒乓球若干个；完整的和剪开的塑料瓶若干个；安全帽、贝壳、锅盖、灯泡等；课件、录像。
【教学过程】
一、导入
上节课，我们在讨论拱形建筑时，关于这一类物品（出示圆顶形物品、建筑）是否属于拱形有了争议。接下来，我们就来研究一下这类物品。要想了解它们与拱形是否有联系，我们要从哪些方面去研究？（形状、承受压力的性能）课件演示拱形的形状与承受压力的示意图。
二、研究圆顶形、球形承受压力的特点
1. 观察圆顶形物品（图片）的形状有什么特点。
2. 提问：这些物体为什么做成圆顶形，它们承受压力的能力如何？我们用什么方法可以了解？
3. 观察实验分析：
（ 1 ）观察剖成两半的乒乓球，看球壳的厚薄，捏一捏乒乓球的软硬。
（ 2 ）估计一下，把半个乒乓球扣在桌上向下压它，能承受多大的压力？（实验）
（ 3 ）你们认为圆顶形承受压力的能力如何？它与拱形有联系吗？试着解释一下圆顶形承受压力的特点。学生各抒己见后演示课件说明圆顶形可以看成是若干拱形的结合。
（ 4 ）提问：拱形的拱脚是要用力抵住的，圆顶形为什么不需要？
4. 出示整个乒乓球：两个半球形可以组合成一个球形，球形与拱形会有什么联系？
（ 1 ）学生推理，演示课件。
（ 2 ）演示握鸡蛋，说明：球形也可以看成是若干个拱形的组合，球形在各个方向上都是拱形。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。这就是我们平时捏不破鸡蛋的道理。另外比如电灯泡，为了更透亮，玻璃壳很薄，但做成球形，就比较坚固了。
5. 我们还能列举出哪些类似拱形受力特点的形状？
（注：这个环节学生可能举出身体结构中的例子，如头、肩等。如果出现这种情况，后面“塑料瓶形状的分析”与“生物体中的拱形”的活动顺序可以灵活调动）
四、塑料瓶形状的分析
1. 谈话。
看来我们周围利用拱形增加材料强度的例子很多。（出示塑料瓶）这是生活中非常常见的塑料瓶，它的形状设计包含了哪些科学道理？
2. 指导研究。
（ 1 ）观察：塑料瓶上部、中部、底部是什么形状，表面还有哪些形状？
（ 2 ）推理：（以底部为例）塑料饮料瓶底部大多做成圆顶形，为什么？
（ 3 ）验证：比较平底瓶与圆顶形底瓶的承受压力能力。
（ 4 ）你从中发现了什么？
3 ．小组自主研究其他部位的形状。
4 ．汇报交流。
五、生物体中的拱形
1 ．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？（板书：找）
2 ．观察乌龟、贝壳、蛋壳，这些形状对它们自身有什么意义？
3. 还有哪些生物体中存在着拱形结构？
六、小结：研究了拱形之后，你有什么感想
2.5 框架结构
目标定位】
理解作用在框架结构上的力所产生的效果。了解斜杠的“推”和“拉”的作用。
认识生活中的框架结构，了解框架结构的特点。
掌握用三角形加固框架的方法，设计、制作一个可以支撑重物的框架结构，发展动手动脑能力。 能对框架的系统设计情况进行评估，并找到为提高效率而采取的改进措施。
【教学准备】
教师：教学课件，三角形、长方形、立方体的模型等。
学生：橡皮筋、筷子。
【教学过程设计与分析】
教学过程预设
（一）框架式结构的认识
出示埃非尔铁塔的图片。
1. 介绍：巴黎铁塔是法国最著名的建筑，该塔高 320.75 米，是当时世界上最高的建筑，并且保持了世界记录 40 多年。
巴黎铁塔铁塔是谁建造的呢？著名建筑大师埃非尔，所以这座塔又叫埃非尔铁塔。据说铁塔开始动工时，曾遭到一些文化艺术界名流的反对。铁塔工地附近的居民也被吓坏了，有人居然还跑到法院起诉埃非尔。原因何在？因为该塔全身都是一根根的钢铁构成，用的是框架式结构。
2. 什么叫框架式结构？我们再来看几组图片。（出示其他的框架式结构的图片：塔吊、电塔、游乐场翻滚列车支架等）
你能用自己的语言来说说什么是框架式结构吗？（学生无法理解时，用“骨架式”来帮助理解）
3．你对框架式结构有哪些认识？框架式结构好不好？它有哪些作用？（学生无法理解时可以让他们比较框架式与实体建筑的区别） 学生并不是空着脑袋走进科学学习殿堂的，科学教学必须了解学生的学习基础和知识储备，调动学生的初始想法和已有经验，让每个学生在“原有基础”上有所提高，有所收获。 （框架式结构不仅节省材料，在很高的建筑物中还可以减少风对它的影响。）
4．让我们再回到 100 多年前，当时的文化艺术界名流以及铁塔工地附近的居民为什么反对埃非尔的设计？最主要的原因是因为他们认为这种框架式结构不牢固。
框架式结构牢固吗？怎么向世人解释框架式结构的牢固性？
（二）做一个稳固的正方体框架
明确任务：用最少的筷子搭一个牢固的正方体框架，比一比哪组的作品承重能力最强。
学生制作，教师巡视指导。
以一根斜杆为例，说说它是防止正方体框架往哪边垮塌？
比一比哪组的框架承重最多，用的材料最少。
（二）三角形稳定性的研究
观察思考，我们是怎样把框架变稳固的，稳固的框架式结构中最小的格子大都是什么形状的？为什么大都做成三角形呢？
出示三角形和长方形的模型，学生个别上台体验三角形的稳定性。
思考三角形和长方形再受到力的作用时有什么不同？
小组讨论，解释三角形的稳定性。
结合课件演示，分析三角形稳定性的力学原理：当三角架顶端受重力作用时，两边斜杆受压力，下面的水平杆受拉力。由于三角形边长不变，角度也不变，是唯一不会变化的形状，所以框架结构以三角架为基本构造。
想办法加固长方形框架。
增加的斜杆起了什么作用？（“推”“拉”的 对初始想法的反思，改变有些根深蒂固的“成见”，实实在在落实学生科学概念的发展。
解释的目的是为了促进理解，靠死记硬背得来的知识很少能被迁移，学习者只有在知道并理解知识背后隐含的原理时迁移才能发生。
2．6 塔的研究
【教学目标】
科学探究：引导学生经历一个“推测——实验、制作和探索——将探索结果与假设相比较”的科学探究过程。 科学知识：通过经历塔的稳定性的探究过程，认识框架铁塔和其他物体稳固不倒的前提因素是上小下大、上轻下重。
情感态度与价值观：在探究活动中培养合作意识，体验把探究结果与猜测相比较的重要性。
【教学准备】
相关图片、每组若干大小相同和不同的塑料瓶、砂子、杯子和水、吸管、铁垫圈、线、胶带等。
【教学过程】
（一）引入课题
1．课件出示数张铁塔图片，观察这些图片，它们形状与结构上有什么相同的地方？
2. 生观察，汇报交流。
3．根据学生的汇报，板书要点：塔、高、稳固不倒……
4．揭题：这节课我们就对这些高耸入云且稳固不倒的塔进行研究。（板书课题：塔的研究）
（二）猜测高塔不倒的原因
1．你们认为是什么原因才得以让这些高塔稳固不倒？
2．小组讨论，作出猜想，并在自己的科学记录本上及时记录自己的猜测。
3．让学生讨论交流，汇报时要求说说为什么这样想的。
（三）研究物体不容易倾倒的秘密
1．要知道自己的想法是否正确，该怎么办？
2．提供材料：两个相同的塑料瓶和沙子。
3．利用这些材料验证自己的猜测：怎样放最容易倒？怎样放不容易倒？怎样放最不容易倒？
4. 学生分小组实验，填写实验报告单。
塑料瓶的放置方式 稳定性表现
5. 汇报交流：说说你们比较了哪些放置方式？各种放置方式的稳定性能各有什么差异
6．找出小组内“放的最稳”的好办法，然后再找出全班中“放得最稳”的好办法。分析这些好办法的共同点。
（四）制作不容易倒的高塔
1．提供材料：大小不同的塑料瓶若干、水、垫圈、胶带纸。
2．利用这些材料你们能做一个又高又稳的塔吗？
3．利用前面所研究的成果：使“塔”最稳的方法——上轻下重、上小下大。小组合作制作一个既高又稳的“塔”。用画简图的方式记录自己的制作方法。
4．交流成果，比一比哪一小组的“塔”最高？哪一组的“塔”最稳？（要公平合理地比较哪组的“塔”最稳，该怎么办？讨论采用合理的办法，建议采用调节木板做成的斜面倾角的大小来评价“塔”的稳定性。）
（五）关于铁塔形状和结构的再思考
1．现在把我们研究的结果与先前的猜想比较一下，哪些猜想得到证实，哪些猜想证明是不对的？当时是怎么想的？
2．延伸：我们研究了框架式铁塔的稳定性因素，我们古代劳动人民也留下许多古塔，又是什么因素使它们千百年不倒？（出示古塔图片）
3．总结本课。
板书： 塔的研究 高 稳固不倒
更高 更稳
2．7 桥的研究
【 教学目标 】
1．理解作用在拱桥、斜拉桥上的力所产生的效果。
2．设计并制作拱桥、斜拉桥，探究它们的受力情况。
3．在探究过程中形成良好的科学态度和科学体验。
【 教学准备 】
桥梁图片，制作拱桥、斜拉桥的相关材料。
【 教学过程预设 】
（一）提出研究问题
1．学习导入。
(1) 多媒体展示各式各样的桥梁图片，相互说说，你看了桥梁图片后有什么感想?
(2) 你对桥可以提出哪些问题呢?小组之间先相互讨论一下。
2．学生问题归类
(1) 桥有哪些种类?
(2) 赵州桥为什么要设计成拱形?
(3) 世界上有哪些著名的桥?
(4) 桥的建造演变历史?
(5) 什么样的桥最牢固?
(6) 斜拉索桥承受重量能力为什么会大大增加?
(7) 立交桥是怎么产生的?与普通的桥相比有什么优点?
(8) 为什么拱桥没有桥墩反而能承受更大重量?
……
3．组织人员，选定研究问题：
学生根据自己的兴趣、条件组织人员，选定一个研究问题，（鉴于课堂的条件限制，重点突出对拱桥、斜拉桥的探究），以小组合作研究或个人独立研究，或个人与全班集体讨论相结合的形式，进行研究，并写好研究方案。
研究主题：关于桥的研究
小课题
课题组名 组长及成员
研究分工
研究过程
研究记录
研究结论
（二）展开实验探究
根据研究需要，学生上台领取相应的材料，开始实验研究。
1．拱形桥的实验指导：用竹棍做一个拱，然后两个做对比，看是那一个面的受力更大。（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）
2．拉索桥的实验指导：
（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？
（三）交流研讨汇报
1．整理分析：
请同学们把实验的发现先在小组中进行整理、分析。
2．研讨交流：
整个过程要突出平等民主。
3．教师总结：
你听了同学们刚才的汇报，有什么新的发现?你还有什么新的收获吗
2．8 设计建造我们的桥
教学目标 】
1．会尝试用材料做桥的模型，会做模拟桥的承重能力的实验。
2．培养学生的观察、动手能力。
3．愿意研究桥，体会科学探究的乐趣。
【 教学过程 】
1．谈话导入：
看来要建造一座合格的桥梁真不是件容易的事，要想成为一名称职的桥梁工程师更难！今天老师也想给你们一个挑战，看你们是否有成为桥梁工程师的潜力。
要求：一是桥梁能承受 15枚以上硬币（包括15枚）；二是桥面适合人和车辆的行走。完成以上两个要求，你就是称职的桥梁工程师！
2．计划的制定：
你们准备怎样设计桥梁？为什么要这样设计？设计的时候需要考虑哪些问题？
小组设计交流，老师巡视。
汇报交流计划：现在我请已经设计好的小组到讲台上来，说说：你们是怎样设计的，为什么要这样设计。（你们是怎么想的？）下面的同学做参谋，可以帮他们出些点子。
3．制作的过程：
同学们的设计真不错，刚才听了大家的意见，每个小组肯定有了新的想法，可以继续改进你们小组的设计方案然后根据方案，动手制作你们的桥 。
4．介绍并评价我们的桥：
设计的想法是怎样形成的？
应用了哪些形状和结构方面的知识？
遇到了哪些困难，我们是怎么解决的？
自我评价优点和缺点