基 本 信 息 学科 小学科学 版本 大象版 年级 五年级上册 单元名称 第5单元《小小机械师》 单元主题 机械工程师训练营———解密简单机械的智慧 课时安排 6课时 一、单元主题 “机械工程师训练营———解密简单机械的智慧” 围绕杠杆、滑轮、轮轴、斜面四种简单机械的原理与应用，引导学生理解机械如何优化人力，培养工程思维与创新能力。 二、单元大情景 “古机械博物馆的修复挑战” 学生化身“机械修复工程师”，接受馆长任务———修复古埃及金字塔建造模型中的机械装置。通过五关挑战： 1.工具库探秘（《工具的妙用》）→ 2. 杠杆机关（《杠杆》）→ 3. 滑轮吊桥（《滑轮》）→ 4. 轮轴水车（《轮轴》）→ 5. 斜面运石（《斜面》） 最终设计“金字塔运输系统”模型，参加“古机械博览会”。 三、课程标准分析 依据 《义务教育科学课程标准（2022年版）》 核心概念 13. 工程设计与物化 学习内容 13.2 简单机械的原理与应用 13.3 设计与制作简单机械模型 学段目标 （3-4年级） ① 描述杠杆、滑轮等机械的作用； ② 设计实验验证机械省力原理； ③ 制作模型解决实际问题。 四、单元教材分析 本单元包括《工具的妙用》、《杠杆》、《滑轮》、《轮轴》和《斜面》这5课。 《工具的妙用》通过生活场景（如拧螺丝、折铁丝）引导学生认识工具的价值，探究“特定任务需特定工具”的核心概念。通过观察工具结构（如钳子、扳手）分析其工作原理，并迁移解决实际问题（如古埃及金字塔建造中的机械猜想）。 《杠杆》以跷跷板为切入点，学习杠杆的三要素（支点、动力点、阻力点）。通过实验探究杠杆省力条件（动力臂 > 阻力臂），分析生活中杠杆应用（如撬棍、指甲剪）。 《滑轮》对比定滑轮（改变方向）与动滑轮（省力）的功能差异，通过实验验证滑轮作用（如旗杆定滑轮改变方向，起重机动滑轮省力），并引入滑轮组（如升降机）的复合应用。 《轮轴》通过方向盘、水龙头等实物，揭示轮轴本质（轮带动轴省力，轴带动轮不省力）。实验探究轮大小与省力关系（大轮更省力），解释自行车踏板、门把手等设计原理。 《斜面》验证斜面省力作用（如斜坡推车），探究坡度与省力关系（坡度越小越省力）。分析斜面变形应用（如螺丝、盘山公路），强调机械组合提升效率（如斜面和轮轴组合的螺旋千斤顶）。 五课之间按照知识的递进关系排列。《工具的妙用》作为总起课，引入“机械优化人力”的核心思想；后续四课分别深入四种简单机械原理（杠杆→滑轮→轮轴→斜面），形成“分项探究→综合应用”的知识脉络。 单元终局指向“机械组合设计”（如自行车=轮轴+杠杆+滑轮），呼应课标“技术工程与社会”核心概念，引导学生理解简单机械如何通过组合解决复杂问题。 五、教学目标 维度 目标内容 科学观念 解释杠杆、滑轮等机械的省力原理，列举生活应用（如起重机含滑轮+杠杆）。 科学思维 通过实验数据归纳“轮大小与省力关系”等规律，用类比推理说明机械组合优势（如自行车=轮轴+杠杆）。 探究实践 设计控制变量的斜面坡度实验，制作“金字塔运输系统”模型（含杠杆+斜面）。 态度责任 遵守工具安全操作规范（如戴护目镜），树立“机械优化人力”的工程价值观。 六、学情分析 1.认知基础：五年级学生已知“推拉产生力”，但对“力臂”“机械效率”等抽象概念需借助实验理解。 2.学习难点：理解动滑轮省力原理（易混淆“省力”与“省距离”）。 3.兴趣点：角色扮演（工程师）、动手制作（杠杆模型）、解决历史谜题（金字塔建造）。 七、活动设置 课时 活动主题 活动目标 达成方式（含跨学科融合） 1 工具侦探社 分析工具结构与功能匹配性 拆解核桃夹/瓶起子，绘制结构图（美术+工程制图）。 2 杠杆挑战赛 验证杠杆省力条件 用杠杆尺+钩码测力，记录“动力 ... ...
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