作者:頭家國小 李金生
日常生活中我們利用簡單機械的原理，可以完成許多事情，像螺絲起子加上握柄，就可以方便我們省力將螺絲轉入木板中，利用吊車內的滑輪，可以將重物吊起。本單元從槓桿原理，在日常生活中的應用，引導學生理解槓桿原理，並學會操作使用機械，並與生活中的各項工具連結。並透過阿基米德的介紹，從科學史的角度介紹槓桿原理，加深學生對槓桿的理解。接著從日常生活中引導討論滑輪與輪軸的應用，並設計實驗了解滑輪與輪軸的功能，及如何應用在日常生活中。在日常的生活經驗中，騎腳踏車是一種很常見的運動，了解腳踏車動力是如何傳送的，並將之應用於生活中。了解齒輪轉動的原理並知道齒輪轉動時，齒輪與齒輪間咬合轉動，兩個齒輪轉動的方向會不同。但齒輪也可以藉由鏈條傳動動力，此時兩齒輪間轉動的方向是相同的。
學生的先備知識，在三上第二單元生活中有趣的力當中，學生已經了解物體受力之後，會產生形狀改變或是運動狀態改變，並學習如何分辨生活中各種力的大小跟方向性。在五下第四單元裡，力與運動中，發現重力的存在，並了解物體的重量是物體受到地球的引力的影響。利用彈簧秤測量力的大小，及摩擦力在生活中的應用，並知道力的大小，會影響物體的運動速度。
學生的生活經驗中，從小在公園裡面的玩蹺蹺板遊戲，小朋友該如何坐才能讓蹺蹺板玩得起來，在家裡使用螺絲起子，及各式工具，如門把、水龍頭、擀麵棍、電風扇……等工具的原理。
本單元的學習核心，除了學會這些基本概念外，更重要的是如何應用這些知識，來解決生活中的問題，因此設計一場有趣的考古與盜墓之旅，讓學生設計如何破解這些歷朝皇帝的陵寢，並運用課程中所學得的知識，來解決古墓中的各種機關，寫作引導如下：
1.請先說一下自己的姓名﹐從事什麼樣的工作(考古學家與盜墓者)？你如何發現古代帝王的墓葬地點呢？(從土中挖出的物品,或是一張年代久遠的地圖，抑或是一個傳說？
2.你組織了一群人，開始進行墓穴的挖掘，你怎麼進入墓穴的，碰到了什麼問題(如斷龍石)？接著進入陵寢後，又遇到了那些生物與非生物的機關呢？這些機關是運用了那些原理呢？遇到這些問
題你又是怎麼解決的呢？ (最少寫五種，運用槓桿、滑輪、輪軸、齒輪及動力傳送工具)
3.在到達墓穴的中心，你看到了棺槨，棺槨內有那些東西？有什麼物品(墓誌石)，可以證明墓穴主人的身分？對於這位只從歷史上認識的人，從這整個陵寢的設計與陪葬之物，與歷史的紀載，有什麼不同呢？對於這些資料，你又有什麼感覺呢？
4.對於這次探險，在當中你歷盡千辛萬苦，及生死一瞬間的情況，你會選擇將這些陪葬物建成博物館供人欣賞，抑或自己留下保存呢？為什麼？
學生作品:
(1)考古之旅 昤君:
我叫玄允，我從事的工作是考古學家，有一天，我在中國旅遊時，看到土裡面，似乎有一個東西也掩埋在地底下，好奇心作祟，使我忍不住伸手去抓，拿出來一張看起來很舊的紙，仔細看了一下，竟然是一則傳說。「在成都惠陵，有疑似三國人物的古墓。」，這麼重大的消息，當然要組織一群人去探勘一下啊！
在我的團隊裡，有醫生和鑑識人員各一名，還有一位同是考古學家的穎德得，到達目的地後，果真有一個疑似古墓的地方，正準備進入時，卻有一個大石頭擋住路口，在我身旁的穎德說：「這是斷龍石時．是要避免有盜墓者闖入而設計的。」「那就利用滑輪組把它移走唄！」我說，後來我們四人同心協力把大石頭移走，進入了墓穴。
進入墓穴後：「等一下，由齒輪在運作的聲音！」穎德說，我思考了一下，該不會…「所有人！找掩護物躲起來！」，才剛講完沒多久，就有一支箭朝我們射來，不過我們躲的也很快，才沒被射中。「這是什麼機關啊！」那名鑑識人員不解的問，「看來你真是什麼都不懂啊！」穎德冷靜的說：「那是古墓機弩，一次發射一支箭，據我推論，應該還會繼續發射幾支箭。」，我記得機弩是靠齒輪運作的，所以我撿了石頭後說：「我想到方法了。」我將石頭放置在機弩的齒輪之間，「這樣機弩應該暫時不能運作了，我們快走吧！」，齒輪受到石頭阻擋，應該是不能動了吧！
現在是我走在前頭，穎德在我後面，自從機弩過後，我們也走了不少路了吧？我問：「嗯！對啊。」穎德冷漠的回答我，「那怎麼機關這麼…哇呀！」「咦！小心！」 穎德邊說邊將跌入坑洞的我拉緊 。「看來應該是連環翻版。」他說：「玄允那邊有一塊板子，你用那塊板子，讓我和對面的距離拉近，我跳過去，你受傷而且帶很多東西不好跳，所以我們在兩邊，各別架設定滑輪，這樣比較容易讓所有人通過。」我這時懷疑了一下：「可是定滑輪哪裡來的啊！」穎德笑了一下：「那裡有之前建古墓的人，遺漏下來的，也太粗心了。」，「真是令人三條線」，費盡千辛萬苦，我們終於讓所有人通過了，經過醫生檢查後，確認我的腳沒事，後便繼續走下去「嗚… 嗚」，此時忽然聽見女子的哭泣，嚇了我們一跳，率先提出疑問的是緊張的鑑識人員：「是誰在哭？這裡不是只有我們四位男生嗎？」，我輕聲地說「你…你問中所有人想問的問題了！」再往前走，看到的是一位長髮女子，我仔細思考，古墓裡的長髮女子，等等！：「該不會是——禁婆？」，不對啊！那不是一個傳說而已嗎？說時遲那時快，禁婆就用他的長髮束縛住了穎德了，「啊！」他慘叫了一聲，此時「喂！」那位醫生拿起了一把手術刀，「放開他！」，醫生用那把刀，將束縛著穎德的頭髮割掉，只是被割掉的部分不長，她又往我們這裡衝過來了，啪！有手電筒打開的聲音，光線照在禁婆的臉上，沒想到他竟然逃走了，「禁婆我知道，怕光和火，手電筒光線沒很強，玄允，你看有什麼辦法呢？」我回答：「那就…利用動力傳送工具，把帶來的油，傳一點在她面前，再用火柴點火，等她跑到很遠的地方再趕緊滅火，其實，一般考古學家都不太願意用火，但我真的想不出其他辦法了。」我注意到穎德的眼神，不願意中又帶有一點無奈，看來他是不想要這麼作，但也想不出其他辦法，我們大家分工合作，點火後把禁婆驅走並滅火後，穎德露出微笑說：「看來傳說是真的呢！」，緊繃的氣氛才緩緩的緩和下來：「接下來，究竟還有什麼機關啊！」我問，「我倒是希望，不要在有任何機關或生物了。」穎德說，的確如此，與其遇到，倒不如祈禱不要遇到，但那是不可能的，「玄允，等一下！」「嗯！」回頭看，是其他人叫住我，「後退」一道指示從後傳來，是穎德「你果然很粗心，這麼明顯的機關，你沒有看到？」什麼！我抬頭一看，一個巨石，疑似用好幾個金屬滑輪吊起來，「墓道鐵鎖巨石……」我有點傻眼，因為這個機關的觸發範圍很大，用跳的根本跳不過去，也不能用連環翻版的方法，板子一碰到地面，等於觸發機關「這該怎麼辦呢？」。
投石器加上以輪帶軸的概念如何？說話的人不是我，也不是穎德，而是那位鑑識人員「我只是隨便說說而已，請不要當真。」他似乎有些害怕，我和穎德互看一眼「不，這可能是個好方法。」先說這句話是我，「這個距離，應該可行，找材料吧！」穎德也給予肯定的說，利用繩索簡易固定，套上橡皮筋，運用以輪帶軸省力的概念，使投石器可以省力操作，「好了，開始吧！」，一道指示下去，每個人都遠離機關觸發處，雖然每個人都受了點傷。
終於到了墓穴中心，我們四處探勘，確認沒有其它機關後，開始尋找可以證明此墓穴主人身分的東西「喂！這裡有疑似墓誌銘的東西。」「為什麼是疑似？」我不解的問，「因為……」鑑識人員嘆了一口氣說，「這個墓誌銘是說，這個墓是假的，真的墓在其它地方。」「什麼！」，其他三個人驚訝的大叫，「那…我們來這裡是幹嘛的啊？」穎德有些不爽的問？
穎德說的話，使我們四個人心灰意冷，我嘗試轉念，「怎麼會沒意義呢，經過這場考古之旅，和生死一瞬間的情況，我們的友誼不是更好了嗎？」，那位醫生向我說：「你說的沒錯，以後我們四個人，再一起去考古吧！」，其餘兩人也給予相同的微笑，這場考古之旅，就在四個人的微笑忠告一個段落了。
(2)考古學家盜墓記 鈺成
您好！我是A博士，我是一位考古學家。我現在要跟一個考古隊一起去挖掘，傳說中過五關斬六將關羽的墓穴，到了墓穴門口的地方。有一個大石柱躺在面前，於是，我找到了一根長長的竹子，然後再找一個大石頭，當支點一邊是施力點，一邊是抗力點，就成了一個槓桿了！讓我們輕鬆了不少！
之後我們到了斷龍石的門口，我又利用了槓桿輪軸的原理，也省了不少的力氣，通過門口後，在門後面有個水潭，因為不能用走的，所以要利用動滑輪渡過，先把繩子一端綁著三角鈎，再把另一端綁好，用動滑輪滑過去，這也是槓桿原理之一，讓我輕輕鬆鬆就過去了人呢！
走著走著發現了一個大門，我利用鐵撬把門給敲開了，這也是利用了其中一種，槓桿原理來完成的，進到裡面看到了一個大大的棺槨。
一打開就讓我們大家嘆為觀止，因為我們所見到的，正是傳說中的青龍偃月刀，青龍偃月刀生鏽的非常嚴重(可以利用第二單元所學防鏽的概念,建議該如何幫青龍偃月刀防鏽或是補充除鏽的方法)，於是我用定滑輪把東西刀送到地面上，我們也把這次探險所得到的一些古文物，送去北京故宮博物院（包括青龍偃月刀），得到了上司許多賞賜呢！
(3)考古學家 均瑋
我是考古學家朱氏西維爾，在今天早上，我接到一通電話說：「我在福建省南邊的大草原下，發現了一個很大的墳墓！」，知道這個消息後，我馬上找了幾個人，帶著兩條長繩子，很多滑輪、一個大石頭、一個長竿和一些必備用品就出發了．到達目的地之後，我們發現門前，有兩個很大的石頭阻擋了我們的去路，於是我和夥伴們一起架了很多組滑輪組，把大石頭移開，進去後我發現有一條繩子，我用力拉，突然有兩個巨大的石頭，掉下來把路口和出路都擋住了，而且糊塗的我們，忘了拆掉掛在路口處的滑輪，背包裡也只剩下一條繩子，兩個滑輪、長竿子和一個大石頭，我們把背包裡的石頭，放在大石頭旁邊，再把竿子放在石頭上面，利用槓桿原理，所以我們輕鬆的把大石頭移開了。
走了一段路後，我們看到了前面有一條硫酸河，我拿出兩個齒輪，和繩子，並把繩子打結，把齒輪架在上面，如此一來，我們就可以輕鬆的過河了。我們找到了棺槨，我發現我們無法打開棺槨的蓋子，因為蓋得太緊了，所以我把石頭先放在棺材旁，再把竿子用力一翹，棺蓋就打開了。
我知道這是曹操的墳墓，因為棺材裡面有個關羽的頭。接著我們走了一段路，走著走著，其中一個成員，不小心踩到了一小塊顏色不同的地板，突然天花板掉下來，還好沒有人受傷，我抬頭一看，天哪！竟然是天空，我架了兩組滑輪組，利用滑輪組，我們就成功地回到地面了。我們討論了一下之後，決定將挖掘到的寶物，送到博物館供人欣賞，因為，我們不想要墓穴裡面的東西。
盜墓者的祕密 ~ 懿芹
我叫許玟倩，是個盜墓者，我最近聽到我的夥伴在說，關於古代帝王的葬墓地點，我想去看看一定有很多的珠寶，讓我發大財。進到墓穴，前面只有一半的斷龍石，看來是有人來過了，進到放棺材的地方，更奇妙的是棺材跟本沒人碰過啊...
忽然有人講，剛才我们進來的時候，上頭隱隱約有出現一點點的光，而且還有一條粉色毛巾。我们用千斤頂把棺材抬起來，很輕耶，我们打開，裡面什麼東西都沒有，突然聽到很大聲的腳步聲，不可能是我的夥伴，因為我千交代萬交代絕對不可以發出很大的聲響，我们馬上快速的跑出墓穴，結果那是滴水的聲音。
這次我们走到最裡面，才看到真正的棺材，有許多的陪葬品，上面寫的名字是曹操！這不是古代帝王的葬墓地點嗎？大家都覺得疑惑，唉 ~我们走吧，沒什麼好拿的。對於這次探險，我會選擇將陪葬物公諸於世，讓大家知道真正的證據，這才是屬於盜墓者的祕密。
我是考古學家朱氏西維爾，在今天早上，我接到一通電話說：「我在福建省南邊的大草原下，發現了一個很大的墳墓！」，知道這個消息後，我馬上找了幾個人，帶著兩條長繩子，很多滑輪、一個大石頭、一個長竿和一些必備用品就出發了．到達目的地之後，我們發現門前，有兩個很大的石頭阻擋了我們的去路，於是我和夥伴們一起架了很多組滑輪組，把大石頭移開，進去後我發現有一條繩子，我用力拉，突然有兩個巨大的石頭，掉下來把路口和出路都擋住了，而且糊塗的我們，忘了拆掉掛在路口處的滑輪，背包裡也只剩下一條繩子，兩個滑輪、長竿子和一個大石頭，我們把背包裡的石頭，放在大石頭旁邊，再把竿子放在石頭上面，利用槓桿原理，所以我們輕鬆的把大石頭移開了。
走了一段路後，我們看到了前面有一條硫酸河，我拿出兩個齒輪，和繩子，並把繩子打結，把齒輪架在上面，如此一來，我們就可以輕鬆的過河了。我們找到了棺槨，我發現我們無法打開棺槨的蓋子，因為蓋得太緊了，所以我把石頭先放在棺材旁，再把竿子用力一翹，棺蓋就打開了。
我知道這是曹操的墳墓，因為棺材裡面有個關羽的頭。接著我們走了一段路，走著走著，其中一個成員，不小心踩到了一小塊顏色不同的地板，突然天花板掉下來，還好沒有人受傷，我抬頭一看，天哪！竟然是天空，我架了兩組滑輪組，利用滑輪組，我們就成功地回到地面了。我們討論了一下之後，決定將挖掘到的寶物，送到博物館供人欣賞，因為，我們不想要墓穴裡面的東西。
盜墓者的祕密 ~ 懿芹
我叫許玟倩，是個盜墓者，我最近聽到我的夥伴在說，關於古代帝王的葬墓地點，我想去看看一定有很多的珠寶，讓我發大財。進到墓穴，前面只有一半的斷龍石，看來是有人來過了，進到放棺材的地方，更奇妙的是棺材跟本沒人碰過啊...
忽然有人講，剛才我们進來的時候，上頭隱隱約有出現一點點的光，而且還有一條粉色毛巾。我们用千斤頂把棺材抬起來，很輕耶，我们打開，裡面什麼東西都沒有，突然聽到很大聲的腳步聲，不可能是我的夥伴，因為我千交代萬交代絕對不可以發出很大的聲響，我们馬上快速的跑出墓穴，結果那是滴水的聲音。
這次我们走到最裡面，才看到真正的棺材，有許多的陪葬品，上面寫的名字是曹操！這不是古代帝王的葬墓地點嗎？大家都覺得疑惑，唉 ~我们走吧，沒什麼好拿的。對於這次探險，我會選擇將陪葬物公諸於世，讓大家知道真正的證據，這才是屬於盜墓者的祕密。
教師省思：
阿基米德的名言:「給我一個支點﹐我可以舉起整個地球」。他運用了槓桿原理﹐製作出許多的武器﹐幫助希臘抵禦羅馬人的侵略。並在解決皇冠一事上﹐發現了浮力原理﹐這些的發現與發明﹐影響後世至為深遠。
本單元的教學內容﹐希望學生除了藉由實作，了解簡單機械的科學原理外﹐更希望培養孩子具有探究的科學精神。讓學生知道學科學是拿來用的﹐而非應付考試。在現今學習的現況下﹐一般學生大都在安親班﹐都已學過這些課程﹐並不斷經由填鴨式的練習﹐因此通常會在制式的考試中﹐ 容易考取高分 透過讀寫讓孩子想像力任意飛揚，並將課程概念透過讀寫的過程中，寫出如何運用簡單機械來解決生活中的問題。
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