小学科学新课标教科版四年级上册第三单元《运动和力》教案(共8课)(2022新版)

第三单元运动和力1.让小车运动起来【教材简析】学生在三年级是已经发现有时物体是相对静止的，有时是运动的。那么这样让不同类型的车运动起来，本课的研究就是从这个问题开始的。本课共设计了2个主要活动：第一部分，调查不同类型的小车动力来源；第二部分，用垫圈作为动力，探究拉力大小与小车运动的关系，包括用多大的力能使小车运动起来，用不同大小的力小车的运动速度会有什么变化。从而引导学生认识不同类型的小车用不同的动力类型；而力可以使静止的物体运动起来，也可以使运动的物体静止。本课作为单元起始课，需要进行必要的单元导入，基于导语中的力学生活问题进行思考和研讨，进而引出单元教学内容，引出第一课教学内容。第一课教学内容，旨在吸引学生关注让小车运动起来的科学问题，通过思考生活现象，引出问题，激发思考，引导探究和思考归纳作为教学的主要思路。在夯实科学知识和技能的同时激发学生的探究热情和科学兴趣。【学情分析】力存在于生活的各个角落，学生日常生活中自己人力运动，以及生活中各种物体的力学运动等，都是有生活体验的，但是他们对力学原理和知识是模糊的、片面的、零碎的，需要通过科学系统地学习，建构力学原理和概念，进而掌握力学方法和技能，进而学着思考生活中的力学问题。例如本课中学生已经见过并体验过各种各样的运动的车辆，也对这些车如何运动起来有一定的了解。在前面的科学学习中，他们初步认识过“力”，初步知道力可以使物体运动起来，但是他们并没有从科学实验的角度研究小车运动与力大小之间的关系。【教学目标】[科学观念]通过观察、梳理和思辨生活中各类车子的动力方式，知道不同类型的车有不同的动力类型；通过观察、思考、实证和研讨，知道力可以使静止的物体运动，也可以使运动的物体静止，基本认识力的基本作用。[科学思维]用观察、比较、归纳、演绎的方法，能参与和获得本课力学知识。[探究实践]调查了解不同类型的车的不同动力系统；会安装用重力拉动的小车；会研究拉力大小与小车运动快慢之间的关系；能用实验数据证明自己的推测[态度责任]在实验探究中，发展进一步研究运动和力之间的兴趣，意识到要用实验数据作为证据的重要性。体会到生活中车辆类型是丰富多彩的，不同的动力类型满足生活不同的需要。【教学重难点】[重点]通过实验探究拉力大小和小车运动快慢之间的关系[难点]有序地进行合作探究，并用实验数据说明拉力大小和小车运动快慢之间的关系【教学准备】[教师]多媒体课件，小车、垫圈，棉绳、秒表、班级活动记录单[小组]小车、垫圈，棉绳、秒表、计算器、学生活动手册。【教学过程】单元导入：基于教材单元导语，思考生活中存在哪些力的现象，又是怎样存在的，以及力的作用等。旨在调动学生的生活经验素材，引导学生聚焦单元教学内容，激活经验，引出问题，进而进一步引入教学内容。一、激发兴趣、聚焦问题（预设5分钟）材料准备：图片、班级记录表1.出示划艇图片提问：怎样让静止的划艇运动起来？怎样让划艇运动更快？怎样让它停下？（预设：学生关注到是力影响了物体的运动）2.图片一次展示马车、推车、火车、汽车、自行车、太阳能小车。提问：它们都是怎么动起来的？19\n提问：你还知道哪些类型的车？都是怎么动起来的？教师将学生的回答记录在班级记录表中。3.出示小车，设问：你能让它动起来吗？揭示课题：让小车运动起来（板书）[设计意图]通过课件展示照片素材，动员学生思考生活中各类车子的动力方式，通过观察、梳理、归纳的方式思考力学问题，并尝试自己让小车动起来的方法，激趣导入，激活思维，引发兴趣。二、探索小车运动与拉力大小之间的关系（预设20分钟）材料准备：小车、棉绳、垫圈、挂钩、秒表、计算器、学生活动手册1.出示小车、绳子、垫圈，设问：你能用这些材料让小车运动起来吗？2.学生交流想法。教师适时追问：拉小车的绳子多长才合适？（并演示小车的绳子太长或太短会怎样）3.设问：让小车运动起来的拉力是怎么产生的？4.学生交流，教师小结：是垫圈的重力产生了拉力。5.出示重力资料，引导学生认识重力。6.教师引导：拉力的大小我们可以用垫圈的数量来表示。（教师展示小车）你觉得让小车运动起来需要几个垫圈。7.学生进行猜测。8.学生实验探究。9.教师追问：这与你之前的推测一致吗？你有什么发现？10.提出问题：如果用更大的力拉动小车，小车的运动速度有什么变化？怎样用实验验证？11.学生进行实验探究，完成活动手册。[设计意图]科学实证讲究方法。方法得当，实验标准，才是有效的实证，才能提供科学的数据作为实证的支撑。实验前的方法思辨和设计是重要内容，继而引出有效的实验活动，并为实验数据的梳理和原理的得出提供有效支持。三、实验发现（预设10分钟）1.学生反馈交流实验结果及发现。2.小结：只有拉力达到一定的程度，小车才会运动起来。拉力越大，小车运动越快。3.设问：实验中，你是怎样让运动的小车停下来的？4.追问：要使静止的小车运动起来，需要给它力；如果要使运动的小车静止呢？5.小结：让运动的小车静止，也需要用力，这个力是阻力。让小车运动起来的力是动力。[设计意图]实验结论的推敲不仅仅停留在实验数据，同时也需要反思整合实验过程，以及实验设计是否科学标准，这样可以更好地得出实验结论。四、拓展（预设5分钟）1.出示踢足球的图片，讨论足球运动员是怎样改变足球的运动状态的？2.学生交流。3.教师小结：如脚踢静止的足球，可以使足球运动起来；脚踩住足球，可以使足球静止；通过脚踢的用力大小控制足球的运动速度等。[设计意图]课堂的作用是调动生活经验，激发科学思维，调动科学实证，有效得出结论，而学习的最终是学以致用。推开“窗户”带着科学认识去发现生活中的相关事实，用发散思维的方式演绎和迁移科学原理，学生就会豁然开朗，心领神会。【疑难解答】1.教学中怎样动员学生进行有效的实验设计？科学讲究实证，实证讲究科学标准，没有科学标准的实验设计是无法为科学实证服务的，或者是南辕北辙的。实验设计能力是学生科学学习的核心内容之一，小学阶段重点通过科学教学活动，落实对比实验的基本方法，即只改变一个条件，其他条件相同。如何落实这是一个潜移默化，不断强化和落实的过程，晓之以理，动之以情。教学中首先要倡导为什么要对比实验的教学探讨，如何实验设计关键是找好改变的条件，以及怎样改变更加有效等问题。实验前的设计活动应该倡导教师引导下的学生设计活动，通过班级师生全员参与的方式设计实验，这是值得倡导的。19\n2.教学中怎样体现学以致用的理念？学富五车，不会应用，头脑中学习的东西就会变成“垃圾”，或者是无效无用的。科学源于生活，用于生活，这是课标所倡导的。课堂上如何实现，作为小学生形象思维比较明显，课堂上需要充分调动学生的生活经验，利用课件图片和生活感受，充分的体验可以夯实科学学习的基础。通过有效的科学实证后得出的科学结论，学生自然会进一步思考生活中的科学现象背后的原理，此时教师需要枚举生活中典型的科学现象，或者有学生发散性思维去迁移和同化。最终的目的是用科学的方法揭示生活问题，应用科学方法解决生活问题，形成生活技能，激发创造生活的能力、勇气和兴趣。【教学后记】2.用气球驱动小车【教材简析】本课的活动，是帮助学生加深对力和运动关系的理解，指向核心概念“力可以改变物体运动的快慢”的建构。学生从感受气球喷气时所产生的气流和气球的推力开始，体会气流方向和气球运动方向之间的关系；再测试组装的气球小车能行驶多远，用更多的办法使小车行驶得更远，体会改变喷气装置会影响小车的运动速度。这样一方面可以认识“反冲力”，另一方面加深对“力可以改变物体运动的快慢”的理解。在生活中还有那些反冲力的例子。课文安排了学生在生活中常玩的气球，把气球吹足气，气球怎样运动中展开，然后让学生动手安装一辆喷气小车，让学生解释气球为什么能推动小车，最后让学生明白了要让静止的物体运动起来，必须对物体用力。要使物体运动得更快必须用更大的力。本课教学除了需要认识反冲力的核心概念，同时需要利用反冲力制作气球小车，并测试气球小车。在学习中思考应用，在应用中获得技能，夯实概念，落实应用，拓展思维。【学情分析】由于本课是关于气球驱动小车的问题，学生在实际生活中经常玩气球，也玩过小车，学生在玩中看到了气球吹足了气以后，会向相反方向运动，部分细心的孩子感受过气球喷出气体的方向和气球运动的方向是相反的，但没有考虑这两者之间的关系，大多数孩子没有注意或考虑过两者之间的关系。在此基础上，提出气球为什么能推动小车的问题，引起学生思考，激发兴趣。还有生活中常见的划船，游泳等。学生会想到这是用力一种相反的力，才使小船前进。作为学习、认知和应用的协同，学生需要基于生活经验基础上的科学思辨、科学实证和科学拓展，以提升认识世界的技能和方法，培养探究生活真相的意识。【教学目标】[科学观念]通过思考生活中反冲力现象，经过实验设计、实验活动和科学研讨，认识以下科学原理；气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力叫反冲力；要使静止的物体运动，就要对物体施加力。反冲力越大，小车行驶得越远；[科学思维]用观察、比较、实验、归纳、演绎等方法，能理解和认识反冲力的概念和生活应用。[探究实践]会组装用气球反冲力作动力的小车；会研究小车运动快慢与反冲力大小的关系；能用实验数据证明自己的推测。[态度责任]19\n在科学实验探究活动中培养探知真相的意识和方法，体验合作的重要性，体会用反冲力应用给人们的生活带来的变化，激发利用科学技术改造社会的热情和兴趣。【教学重难点】[重点]研究小车的反冲运动[难点]对小车反冲运动的解释【教学准备】[教师]小车反冲运动实验套材、长线一根、喷气式飞机等图片[小组]小车一套【教学过程】一、揭示课题（预设5分钟）材料准备：气球1.把气球充足气后放开，气球会怎么运动？（1）玩气球，教师把吹足气的气球放开，气球会怎样？（2）请你也来这样玩一玩，想一想气球为什么会飞出去。你观察到什么现象？2.我们能用气球驱动小车吗？[设计意图]利用学生习以为常的气球导入，教师演示学生观察思考，激发学生的探究热情，为后续学习有效导入。二、探究活动材料准备：气球、教学课件、小车、实验记录单活动一：感受认识反冲力（预设10分钟）结合学生手册中的记录单，记录反冲力的方向。1.学生一起尝试气球游戏，并提出要求：把气球吹足气再松开口部，观察并画出气球喷气方向和运动方向，试着做出自己的解释。（操作方法，见PPT：释放气球原理运行路线）2.尝试固定气球的运动方向（拓展尝试：气球口夹回形针，气球固定到细线上吸管等）3.反思、研讨反冲力基本原理，研讨中图文并茂展示。3.科学词汇教学——推力和反冲力气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力叫反冲力。活动二：组装气球车（预设10分钟）1.交流讨论安装方法。2.出示小车安装示意图3.调试小车。4.试着让你的小车能行驶更远。5.思考，为什么充气的气球可以驱动小车呢？活动三：如何让小车跑得更远（预设15分钟）1.你认为可能影响小车行驶距离的因素有哪些？如果想要行驶更远，可以怎么改进？2.现在你们小组打算采取什么措施，让你的小车快速行驶；3.怎么比较他们的远近呢？交流探讨后得出车头开始车头结束为距离测量基本方法。4.记录实验数据后，整理数据探讨科学规律[设计意图]感受反冲力认识反冲力→组装小车动起来→如何让小车跑得更远，三步进阶从认识到应用，学生经历了充实的学习过程。经过充分的实验体验，学生对反冲力的探究性学习有了进阶式发展，积累经验和技能，培养探究意识。三、教学研讨（预设5分钟）材料准备：教学课件1.气球是怎样使小车向前运动的？通过实验推敲反冲力导致小车前进的原因，并用图文展示其中原理。19\n小车气球吹气后会产生相反动力反冲力，使小车反方向运动。2.怎样改进可以使小车行驶得更远？力能使物体运动发生改变，力越大运动越远。[设计意图]经过三个实验活动，学生的体验得到有效充盈，体验越深，感悟越多，从明理到应用中学生的科学概念、学以致用理念都得到了发展。四、拓展：（预设5分钟）材料准备：教学课件生活中的反冲力1.你还知道哪些地方用到了反冲力？（1）联系生活，思考反冲力是怎样存在的？（2）出示喷气式飞机、火箭的图片，学生交流探讨。（3）图文并茂展示和分析反冲力原理。[设计意图]反冲力作为力的一种，体现在是力相互作用原理，反冲力在日常生活中应用广泛，飞机、火箭等就是典型事例。在领悟反冲力原理后，放眼生活寻找生活中的反冲力，这是学以致用的一种方式，对于培养学生的解决问题能力具有很好的引导作用。【疑难解答】1.气球小车前进距离怎么测量比较合适？关于这个问题，首先要考虑实验的测试的公平性。小学数学中有列车前后距离测量，如果列车有长短，那么开始的车头开始，记最后的车尾，就会发现车尾越长的有效距离越有短，反之越长；但是如果车头开始车头结尾，或者车尾开始车尾结束，这样所测距离就是一致的公平。再如跑步必要也是如此，因此一般来实说建议车头开始结尾最便捷。2.气球嘴大小与气球小车运动快慢实验该怎么做好？气球嘴大小与气球小车运动远近这是实验，首先受气球嘴材料所限，一般都比较难开展。如果有大小不同的气球嘴，此时就会发现不是气球嘴越大跑得越远，也不是气球嘴越小跑得越近，而是一个合适气球嘴大小。气球嘴太大，气体很快吹出，所产生的反冲力有限；气球嘴太细，虽然吹的时间长，但是反冲力太小，可能小车无法前进。总体看，气球嘴大小实验有研究的价值，可以作为拓展活动，全班活动选用，不做掌握要求。3.在影响小车行驶距离的众多因素有哪些？这是实验中需要了解清楚的问题，影响的因素有：小车大小、轻重，轮胎大小、宽窄、光滑度，以及接触面光滑度、倾斜度，气球大小、弹力角度，气球嘴大小等因素，不需要学生全部了解，但是总体来看了解越多说明学生的实验水平越高。【教学后记】3.用橡皮筋驱动小车【教材简析】生活中，不同的车辆可能具有不同的动力驱动方式。在第2课我们学习了用气球喷气产生的反冲力作为动力，本课要学习另一种动力驱动方式，即用橡皮筋作为动力驱动小车轮子转动，轮子再带动整个小车前进。导入板块，教材用一组图片，唤醒学生玩橡皮筋的生活经验，让学生思考“把橡皮筋拉伸后，有什么感觉”，然后提出驱动性问题“我们能用橡皮筋驱动小车吗”，激发学生的学习兴趣。19\n实践板块有两个活动，第一个活动是引导学生用橡皮筋组装小车，这是为第二个活动作准备的。第二个活动是本课的重点，主要研究小车运动距离与橡皮筋缠绕圈数的关系，实际上，也是研究小车运动状态与橡皮筋产生的弹力之间的关系，是对“运动和力”概念的进一步构建和理解。研讨板块有两个问题，第一个问题指向了小车动力的来源，第二个问题指向小车行驶远近与其动力大小的关系。通过研讨，学生会认识到橡皮筋缠绕后被拉伸产生的力为小车动物提供了动力，缠绕的圈数越多，产生的弹力越大，小车行驶得越远。拓展板块，教材呈现了一幅橡皮筋拉长时的照片，引导学生发现，被挂的钩码越多，橡皮筋拉得越长，橡皮筋产生的力越大。本课基于橡皮筋的长度与弹力之间的关系，利用制作和测试橡皮筋小车活动，让学生在做中学，做中研的方式探究橡皮筋弹性动力原理。【学情分析】橡皮筋是学生所熟悉的物品，在生活中已经玩过橡皮筋，知道它的一些用途比如发射小球、栓系袋子、制作模型时的连接……，也知道橡皮筋拉伸后会恢复到原来状态，而且橡皮筋拉伸得越长，产生的力会越大。但是，学生的橡皮筋弹力原理是不确定的，或者是模糊的，少有知道：橡皮筋拉伸后恢复到原来状态的力叫作弹力，以及如何将橡皮筋作为动力驱动小车。通过本课学习，学生将认识橡皮筋动力小车的驱动特点，通过探究实验活动和有效的研讨归纳，有利于学生建构科学的弹力原理概念和技能体系。【教学目标】[科学观念]通过制作、测试和研讨橡皮筋小车活动，知道和理解以下科学原理：橡皮筋产生的动力大小会影响小车的运动距离。橡皮筋在外力的作用下会产生形变。当物体形状改变时会产生一个要恢复原来形状的力，这个力就是弹力。[科学思维]利用分析、归纳和演绎的方法，能够理解和应用橡皮筋小车基本原理。[探究实践]会安装用橡皮筋做动力的小车；探究橡皮筋缠绕的圈数与小车运动距离的关系。[态度责任]1.发展进一步研究运动和力的兴趣。2.认同收集数据作为证据、进行解释的重要性。3.需要科学严谨的作风才能确保科学有效的制作活动。【教学重难点】[重点]探究橡皮筋缠绕圈数与小车运动距离的关系。[难点]探究橡皮筋缠绕圈数与小车运动距离的关系；并对数据进行收集、处理和分析。【教学准备】[学生]每组实验用玩具小车1辆、橡皮筋几根、测量距离的皮尺1根、学生活动手册。[教师]学生实验材料1套、钩码、班级记录单、教学课件。【教学过程】一、揭示课题（预设3分钟）材料准备：橡皮筋、小车1.出示橡皮筋，让学生拉一拉，说说发现。（预设：橡皮筋有弹性，橡皮筋会被拉长，松手后被拉长的橡皮筋会被弹回来，变回原来样子。）2.[教师]是的，像橡皮筋这样的物体在受到外力作用时，形状很容易改变，在形状改变时它们会产生一个要恢复原来形状的力，这个力叫弹力。3.教师出示相关图片，学生判断哪些物体产生了弹力。4.那你能用橡皮筋的弹力驱动小车，让小车动起来吗？揭示课题：用橡皮筋驱动小车（板书）[设计意图]橡皮筋的弹力是制作小车的核心部件，皮筋弹力作为动力源教学伊始体验、感知和认识皮筋的基本特点，激发探究兴趣的同时为后续的制作活动做好有效铺垫。二、用橡皮筋驱动小车活动一：如何用橡皮筋驱动小车（预计8分钟）材料准备：橡皮筋、小车19\n1.学生讨论组装方法。2.橡皮筋应该绕在小车的哪个部位才能让小车动起来？（重点强调橡皮筋一端固定在车尾车身上，一端要绕在前轮车轴上）3.出示2组动图，教师介绍两种方向的橡皮筋缠绕方法。4.学生分组活动，用橡皮筋让小车动起来。5.你成功让小车动起来了吗？橡皮筋两种方向缠绕下，小车运动方向一样吗？（不一样）所以想要让小车向前运动我们应该采用第一种方法，橡皮筋从车轴上方勾在车轴上，向后转动车轮。活动二：橡皮筋缠绕圈数与小车行驶距离的关系（预计18分钟）[材料准备：橡皮筋、小车、皮尺、微视频、学生活动手册]1.通过刚才的活动，你觉得什么情况下，小车会行驶得远一点？（预设：橡皮筋多绕几圈）2.是不是如你们所说橡皮筋缠绕圈数越多，小车行驶距离越远呢？我们可以设计一个对比实验来验证一下。3.学生思考讨论下列问题，师生共同归纳实验方法。问题①：橡皮筋缠绕时，怎样算一圈？问题②：如何测量小车行驶距离？问题③：为了让现象更加明显，我们可以设计分别缠绕几圈橡皮筋？问题④：每组实验测几次为宜？如何取平均值？4.通过刚才的讨论，相信大家已经对接下来的探究活动有所了解了，老师这还有一段完整的实验方法介绍视频，让我们通过这段视频在做一次梳理。（播放微视频）5.学生分组活动，10分钟。[设计意图]首先制作并试跑一辆小车，然后明确要求掌握技巧来实验探究皮筋圈数和小车行驶距离之间的关系。这符合制作类活动的基本要求和基本方法，尝试到熟悉的过程中，学生的体验增加了，经验增加了，为后续的标准实验夯实基础，积累经验。三、实验数据的处理与分析（预计7分钟）材料准备：班级记录单1.汇报数据，说一说橡皮筋缠绕圈数与小车行驶距离的关系。（预设达成共识：橡皮筋缠绕圈数越多，小车行驶距离越远。）2.橡皮筋缠绕一圈时和橡皮筋缠绕多圈时，橡皮筋产生的弹力大小一样吗？（预设：橡皮筋缠绕圈数越多，产生的弹力越大）3.橡皮筋缠绕一圈时和橡皮筋缠绕多圈时，橡皮筋产生的弹力作用在小车上的时间一样吗？（预设：橡皮筋缠绕圈数越多，作用在小车上的时间越长）4.现在你能解释为什么橡皮筋缠绕圈数越多，小车行驶距离越远？（预设：在一定限度内，橡皮筋缠绕的圈数多，产生的弹力大，作用在小车上的时间长，小车行驶得远；橡皮筋缠绕的圈数少，产生的弹力小，作用在小车上的时间短，小车行驶得近。）[设计意图]在充分的实验体验活动后，学生的经验感知积累的同时也在梳理和提炼中。此时，需要充分调动学生的实验经验和实验数据，在思辨和研讨中，梳理和整理实验规律，以得出有效的结论，并尝试用合理的方法表述出来。四、拓展：让橡皮筋产生不同大小的力（预计4分钟）材料准备：橡皮筋、钩码1.出示橡皮筋和钩码，如果老师将钩码挂在这根橡皮筋上，你觉得会出现什么现象？（预设：橡皮筋会被拉长）2.教师演示将一个钩码挂在橡皮筋上，随即提问：将一个钩码挂在这根橡皮筋上，橡皮筋会被拉长这么多，那如果再挂一个钩码，你觉得橡皮筋会被拉长那什么程度？（预设：拉长一倍……）3.教师演示在橡皮筋上分别挂两个、三个钩码、四个钩码的现象，随即提问：如果一直往橡皮筋上加钩码会如何？这个问题留给我们下节课继续研究。[设计意图]19\n橡皮筋是小车动力的一种方式，也是本课小车的核心技术，这是橡皮筋弹力原理的应用实践。橡皮筋小车制作以后，学生对橡皮筋动力富有好奇，此时单独就橡皮筋承重变长进行探究是必要的。经过实验探究，学生对橡皮筋的弹性原理，在制作测试小车后有了理性的认识。【疑难解答】1.拓展环节：尝试让橡皮筋产生不同大小的力，是否可以前置？橡皮筋的弹力原理是制作橡皮筋小车动力源。按教材教先制作和测试小车，此时学生对橡皮筋的弹性原理还属于不确定阶段，但是通过边摸索边制作测试的方式，学生也能完成橡皮筋小车的制作测试活动。在有一定体验基础后，拓展部分再来探究橡皮筋的承重变长活动，学生对橡皮筋的弹力原理豁然开朗，也是值得提倡的。但是就用教材教的角度看，如果拓展环节：尝试让橡皮筋产生不同大小的力，前置是否可以，其实也有其价值所在。首先研究橡皮筋的承重变长弹力原理，学生在先知原理的基础上，提出怎样做一样橡皮筋小车，学生关于橡皮筋圈数越多小车跑得越远实验会更加得心应手，也可以说是水到渠成的，感觉这样的教学方式教学过程更加顺畅，也可以提高课堂的教学效率，学生对橡皮筋弹力原理的应用会更加深入透彻。【教学后记】4.弹簧测力计【教材简析】本节课《弹簧测力计》位于四年级上册第三单元《运动和力》单元的第4课，本节课的前3课主要研究了小车动力大小与小车运动的关系，也着重了解了重力、反冲力、弹力等类型的力。本节课安排了两个活动：第一是认识弹簧测力计，学生通过观察、认读和实际感受来认识弹簧测力计的结构、计量单位、刻度标识及如何读数，这是使用弹簧测力计的前提；第二是用弹簧测力计测量力的大小，一方面引导学生亲身感受不同力的大小，另一方面先估测、后测量实际的物体，这是本课的重点内容。研讨部分引导学生深入思考和总结归纳，以进一步认识弹力概念的内涵和实例。【学情分析】弹簧测力计是实验教学中测量力的重要工具，因其构造、原理、使用方法都比较简单，一直是小学实验器材的必备材料。学生已经知道弹力有大小，本课安排用弹簧测力计去测量力的大小以及对比研究橡皮筋测力计，符合学生的认识规律，通过做中学的方式更利于学生的科学进阶。【教学目标】[科学观念]通过对弹簧测力计的探究性学习，知道并理解其基本原理：力有大小和方向，力的大小是可以测量的；弹簧测力计是利用弹簧“受力大，伸长长”的特征制作的，弹簧的伸长特征与橡皮筋相似；力的单位是牛顿。[科学思维]用观察、比较、归纳、演绎的方法，能够领悟和掌握测力计的基本结构原理和使用方法。[探究实践]认识弹簧测力计的基本结构；使用弹簧测力计测量力的大小。[态度责任]在实验探究中进一步培养研究的兴趣，树立细致、严谨、有序的研究态度，体会到不同测量工具可以解决不同的现实问题。【教学重难点】[重点]能正确使用弹簧测力计来测量力的大小。[难点]能正确使用弹簧测力计来测量力的大小。【教学准备】19\n[教师]学生实验材料1套、班级记录表、弹簧测力计刻度板的纸板模型、教学课件。[小组]弹簧测力计、钩码、用于测量重力的小物体。【教学过程】一、揭示主题（预设5分钟）材料准备：拉力器、弹簧测力计1.出示拉力器，并简单介绍拉力器后，请两位学生上来比一比谁的力气大。2.请学生说说怎么判断出谁的力气大，引导学生关注力气大的同学会将拉力器的弹簧拉得更长。3.出示弹簧测力计，介绍：弹簧测力计也叫弹簧秤，是一种测量力大小的工具。这节课，我们来一起学习怎么使用弹簧测力计。（板书：4.弹簧测力计）[设计意图]拉力器是弹簧弹力原理的直观呈现，利用学生上台拉一拉，可以调动学生的探究热情，进而引出教学内容。二、探究发现（预设20分钟）材料准备：弹簧测力计、学生身边物体、学生活动手册（一）认识弹簧测力计1.教师出示图片，让学生了解弹簧测力计的构造、使用方法等内容。（板书：构造：提环、弹簧、指针、刻度板、挂钩）2.发放弹簧测力计，小组观察、交流视频中提供的信息。3.小组汇报、交流弹簧测力计的信息。汇报要求：（1）能清楚指出提环、弹簧、指针、刻度板、挂钩等部分的名称。（2）能大致说出弹簧测力计各部分结构的作用。（3）能完整说出弹簧测力计的使用步骤，以及“调零”、“平视”、“量程”等注意事项。（板书：构造：提环、弹簧、指针、刻度板、挂钩）（二）用弹簧测力计测量力的大小1.体验：用手慢慢拉动挂钩，分别使指针指向1N、2N、5N等，感受不同大小的力。2.请同学们说说大小不同的力有什么不同的感受，弹簧的长度和指针的位置有什么不同？3.我们要用弹簧测力计来测量一些物体的重力大小，你们想测那些东西？4.有些物体可以用弹簧测力计测量重力，比如笔、橡皮、书本等，但是有些物体超过了弹簧测力计的最大测量范围（量程），比如书包、椅子等，就不能用弹簧测力计来测量重力了。所以，测量前要先估计一下物体的重力大小。5.使用弹簧测力计的注意事项：（1）拿起测力计，先检查指针是否指向“0”位置。（2）读数时，视线与指针平视。（3）测量的力不能超过测力计刻度标出的最大数量。（板书：使用注意：调零、平视、量程）6.学生小组使用弹簧测力计测量钩码、笔、橡皮、书包、剪刀等物体的重力大小，并记录在活动手册P10《用弹簧测力计测量物体拉力大小的记录表》中。7.学生汇报交流使用弹簧测力计过程中碰到的问题和测量的结果。[设计意图]认识弹簧测力计和使用弹簧测力计是有先后逻辑关系的，有效认识弹簧测力计的结构特征和使用方法，可以为后续的测量使用打好基础，因此认识环节要引以重视。三、交流探讨（预设10分钟）1.弹簧测力计的弹力是怎样产生的？为什么弹簧测力计能测量力的大小？2.学生说出由于弹簧被拉伸产生了弹力，在一定范围内弹簧受到的力越大伸长越长。3.生活中哪些地方还有弹力？这些弹力是怎么产生的？4.学生举例说明，要求明确是什么物体产生的弹力。[设计意图]实验后的交流环节是收集信息，梳理规律的时候，基于问题的提出，动员学生积极研讨，调用经验感知和思维加工来梳理归纳其科学原理。四、拓展（预设5分钟）19\n材料准备：橡皮筋、硬纸板、回形针、钩码、笔、直尺等1.介绍制作方法：（1）用回形针把橡皮筋一端固定在硬纸板上，另一端用回形针当挂钩，用笔标出橡皮筋静止时最下端的刻度。（2）用钩码等已知重量的物体作重物，在硬纸板上标出1N、2N、3N等一大格刻度，然后在每一大格间平均划分10份或5份，标出数值。注意刻度的划分应该在橡皮筋可承受的拉伸范围内。2.要求学生回家制作一个橡皮筋测力计。[设计意图]弹簧和橡皮筋都具有弹力作用，但又有区别，材料不同、性能不同。制作橡皮筋弹力秤的基本方法和弹簧秤相似，重点是引导学生基于弹簧秤基本结构迁移同化设计制作。【疑难解答】1.主体部分：弹簧测力计弹簧弹力原理，拓展部分：橡皮筋弹力原理，两部分怎样权衡，怎样协同？弹簧和橡皮筋都具有弹力作用，但是材质和性能的不同，就会有不同的弹力性质。如果按教材的方式先弹簧秤后橡皮筋秤有其逻辑结构，也可以达到教学基本要求但是，也可以拓展部分通过演示的方式对弹簧和橡皮筋进行对比测试（如下表教学实践），学生在逐个挂钩码的过程中，可以看到弹簧和橡皮筋的间隔刻度大小不一，弹簧间隔刻度相对均匀，而橡皮筋呈现的是两头密，中间疏的特点。学生看到对比后，就会思考为什么要用弹簧做测力计了。至于再拓展，如果不断加钩码会怎样，随后的弹簧拉长回不去，橡皮筋会拉断等现象就会出现，这里就渗透弹簧秤最大承重量的原理教学了。科学教学倡导用教材教的理念，教师可以在夯实课标基本要求的基础上，进行创造性教学，以升华科学教学的内涵意义。【教学后记】5.运动与摩擦力【教材简析】通过前面4节课的学习，学生已经建构起“力可以改变物体运动的快慢，也可以让物体启动或停止”这一概念，认识了反冲力和弹力，还通过弹簧测力计认识到力是有大小和方向的。本节课要研究摩擦力在什么情况下产生，摩擦力大小的测量以及减小摩擦力的方法。通过呈现古人用滚木搬运重物的场景，引出研究物体在运动中产生并受到摩擦力，以及如何减小摩擦力的问题。通过模拟生活中的真实情境，引导学生通过模拟搬运重物来体验，并用垫圈的个数来表示摩擦力的大小，比较不同运动方式下摩擦力大小的不同。通过研讨活动，学生通过实验数据判断哪种运动方式最省力，并利用所学科学原理来解释现实中的问题。在拓展板块，通过介绍气垫船和磁悬浮列车减小摩擦力的原理，以及气垫船模型和磁悬浮陀螺的制作，进一步引导学生认识摩擦力，将视野拓宽到现代各种交通工具上。基于问题，探究真相，拓展应用是本课的基本设计思路，通过对现象的思考和研讨，到科学实证科学问题和得出科学规律，再到思考生活应用。学生有自主探究的空间，有学以致用加深理解，也有提升生活能力的益处，整体设计流畅自然，符合小学生的认知需求和特点。【学情分析】在学生的生活经验中，他们对摩擦这个词已经比较熟悉了，对物体运动会受到摩擦力的现象也是熟悉的，但是，对“摩擦力是在什么情况下产生的？摩擦力的大小怎样知道？如何能减小摩擦力？”等问题并没有进行过太多的思考，这也成为本课学习的起点。19\n作为学习，小学生需要直观、生动、自主的学习方式，基于问题的实验探究是符合学生的认知心理特征的。【教学目标】[科学观念]通过研讨、实验、探究摩擦力的学习过程，知道摩擦力的相关科学原理：.一个物体在另一个物体表面运动时，接触面会发生摩擦，产生摩擦力；摩擦力是有大小的，物体由静止变成运动时需要克服摩擦力；摩擦力的大小与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。[科学思维]用观察、比较、分析、归纳、演绎的方法，能探究摩擦力的内在原理和应用空间。[探究实践]会用垫圈数表示摩擦力的大小，并对比不同运动方式下的测量结果；摩擦力是有大小的，物体由静止变成运动时需要克服摩擦力；摩擦力的大小与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。[态度责任]通过探究性学习，知道用不同方法科学标准的科学实证才能得出有效的科学结论，领悟生活中摩擦力原理无处不在的，科学技术与生活紧密相连。【教学重难点】[重点]了解摩擦力，以及知道摩擦力是有大小的。[难点]通过实验探究摩擦力的大小与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。【教学准备】[教师]多媒体课件、皮球、学生实验材料一套、班级记录表。[小组]实验用纸盒、粗线一根、托盘、铁垫圈若干、圆铅笔、四个小车轮、两根车轴、学生活动手册。【教学过程】一、揭示课题（预设5分钟）材料准备：皮球1.教师出示皮球，皮球在桌面滚动，最后停止。提问：你观察到了什么现象？（预设：皮球慢慢减速，最后停下来。）提问：谁能解释？（预设：皮球受到摩擦力。）板书摩擦力2.感受摩擦力。提问：我们有什么办法感受到摩擦力呢？（预设：把手放在桌面上往前推。）提问：有什么感受？（预设：有一个阻碍手掌向前运动的力。）3.出示摩擦力的概念。4.出示古人搬运巨石的图片。提问：古人是如何搬运巨石等重物的？（预设：使用滚木。）提问：人们在搬运巨石等重物的过程中会产生巨大的摩擦力，如何减小摩擦力呢？（预设：减少接触面积、改变运动方式等）5.揭示课题：运动与摩擦力（板书）[设计意图]利用身边可及的常见摩擦力为学习素材，有利于激活学生的生活经验，调动学生的探究热情，摩擦力概念认知的过程更加顺畅。借用金字塔搬石头搬运石头的情景，因金字塔建造是未解之谜，搬运巨型石头就是学生好奇的。用金字塔搬运石头的情景作为摩擦力探究导入，可以调动学生的探究热情。二、一探究竟：（预设25分钟）材料准备：硬纸盒、重物、木板、滑轮、棉线、托盘、垫圈、剪刀、铅笔5只、轮子四个、车轴两根、学生活动手册活动一：直接拉动重物1.讨论：我们直接拉动重物，可能需要多大的力？2.学生说说可能要用哪些实验材料，以及如何进行实验。3.学生说说实验中还要注意什么，出示温馨提示，明确实验要求。4.学生实验，记录实验现象，并说说发现了什么？5.提问：纸盒装载重物是如何前进的？垫圈很少时，纸盒为什么不滑动呢？19\n小结：像这样的运动方式，我们称之为滑动。（板书滑动）活动二：使用滚木拉动重物1.讨论：古人有什么好方法拉动重物？2.学生说说可能要用哪些实验材料，以及如何进行实验。3.学生说说实验中还要注意什么，明确实验要求。4.学生实验，记录实验现象，并说说发现了什么？5.提问：滚木是如何带着重物前进的？用“滚木”移动重物有什么优点和缺点？小结：像这样的运动方式，我们称之为滚动。（板书滚动）活动三：改进滚木，使用轮子拉动重物1.讨论：我们有比使用滚木更好的办法搬运重物吗？2.学生说说可能要用哪些实验材料，以及如何进行实验。3.学生说说实验中还要注意什么，明确实验要求。4.学生实验，记录实验现象，并说说发现了什么？5.提问：轮子是如何运动的？用轮子和滚木相比有什么好处？（预设：像滚木一样滚动。）[设计意图]三个进阶实验设计，包含了滑动摩擦力和滚动摩擦力（木棍和轮子）的对比实验，最终得出用轮子的滚动摩擦力最小。虽然，探究的深度不够完全，但是已符合基于生活的摩擦力原理基本需要。实验中只改变运动方式，其他条件不变，以渗透对比实验的基本理念。三、探究发现（预设5分钟）材料准备：学生活动记录、班级记录表1.学生根据活动记录的数据，反馈交流：哪种方式搬运重物比较省力？（预设：使用滚木或轮子。）2.为什么？（预设：根据拉动重物的垫圈个数，知道滑动比滚动受到的摩擦力大。）（板书滚动摩擦力小，滑动摩擦力大。）3.提问：三种方式中，你认为哪种搬运重物的方法最好？为什么？（预设：轮子）4.提问：生活中哪些地方需要增大摩擦力？哪些地方需要减小摩擦力？[设计意图]有效的实验探究为了更好地整理数据得出结论，此时需要学生充分回忆实验的过程、现象和数据，利用标准的数据来说话，培养学生实证意识，利于养成科学的研究方法和探究精神。四、拓展：交通工具是怎样减小摩擦力的？（预设5分钟）1.出示气垫船和磁悬浮列车图片。讨论：气垫船和磁悬浮列车是怎样减小摩擦力，行驶得更快？2.生活中减小摩擦力的后果会怎样？学生思考交流后，播放视频：车辆雪地打滑大汇总。[设计意图]科学原理有其简约性，但是生活应用就会根据不同需要对科学原理进行变式细化应用。通过生活实例的研讨，思考科学原理怎样存在的，有利于学生的深度学习，最终可以掌握更多的生活能力和技术设计素养，并更好地服务学生的生活需求。【疑难解答】如何在科学教学中渗透对比实验的科学原理？对比实验是科学研究的基本方法和基本路径，因为只改变一个条件，其他条件不变，因此实验中出现的现象变化，可以直接和改变的条件变化进行对应，对比实验是科学研究获取科学奥秘的核心技术。对比实验是科学实证的利器，小学科学教学中也应该经历由扶到放的过程，最终让学生晓之以理，动之以行。摩擦力实验探究中，只改变运动方式（滑动、木棍和轮子滚动），其条件不变。实验前、中、后三个阶段中都可以落实对比实验的教学活动。设计阶段思考怎样设计可靠的对比实验，实验中怎样操作符合对比实验，实验后思考数据和现象是否符合对比实验要求。这就意味着教学中需要有意识地引导学生，以规范的实验方法来科学实证科学猜想，这是必要的，也是可行的。19\n【教学后记】6.运动的小车【教材简析】通过前面5节课的学习，学生已经知道运动和力之间的关系，包括让物体运动起来的动力和阻碍运动的摩擦力。本节课将从能量的角度去研究运动的物体，同时也是以运动的小车为载体来认识能量。本节课通过一些生动的现象，如飞行的子弹将物体击穿，踢飞的足球把玻璃打碎，呼啸的狂风将大树连根拔起，奔腾的江水驱动水轮转动……并指出这些物体都具有能量，引出研究我们的小车或其他物体有能量吗？通过学生活动，发现不同敲击速度下的音叉振动情况，体会“小槌运动得越快，传递给音叉的能量越大”；通过观察不同速度的小车撞击木块后的距离，体会“小车的速度越大，具有的能量越大”。研讨活动，学生通过对象不同、实验现象不同的两个对比实验，都会发现物体具有的能量与其运动速度的关系，即物体的速度越大，它具有的能量越大。拓展板块，教科书用一段说明性文字给出了关于能量的知识。第一句话是让学生明了一切物体工作都需要能量，没有能量就不会构成我们身边变化的世界。第二句话是告诉学生自然界的能量丰富多彩，例举了包括本单元涉及更多的一些具有能量的事物和现象。最后用一句话告诉学生一些可能并不容易被识别的能量，比如，它们被储存在食物、燃料以及一些化学物质中。【学情分析】不少儿童对能量已经有了一定的感性认识，已经在使用“能量”这个词。他们知道发光、发热的物体是有能量的，也听说过光能、水能、风能等，但是在儿童的认知中还没有一个关于能量更概括性的概念。【教学目标】[科学观念]通过做中学探究方式，知道并领悟的科学原理；运动的物体具有能量，物体的运动速度不同，具有的能量也不同；任何物体工作都需要能量，能量以各种形式存在，有的储存在食物、燃料中。[科学思维]通过观察、比较、归纳和演绎的方法，能理解和应用能量的基本原理。[探究实践]通过观察敲击实验和撞击实验，认识运动的物体具有能量；通过对比观察、测量，发现物体的运动速度不同具有不同的能量。[态度责任]发展研究能量的兴趣；意识到通过对比实验论证可以作为证据而形成观点；体会到生活中能量无处不在，并且以各种形式存在。【教学重难点】[重点]知道运动的物体具有能量。[难点]通过观察具有能量的物体所产生的现象来认识、理解能量。【教学准备】[教师]学生实验材料1套、班级记录表、一些关于各种能量的图片或视频资料、教学课件。[小组]实验用玩具小车1辆、音叉（含橡皮锤）、斜面和长条木板、木块、软卷尺。【教学过程】一、揭示课题（预设3分钟）材料准备：课件、小车、橡皮筋球、音叉（用课件展示图片：飞速前进的赛车、子弹射击西瓜、被风吹弯的树、滴落的水珠。）1.提问：同学们看完图片有什么想说的？（预设：物体都在运动。）飞速前进的赛车、子弹射击西瓜、被风吹弯的树、滴落的水珠，这些运动的物体都具有能量。（板书：运动能量）（用课件展示图片：小车、橡皮筋球、音叉）2.提问：小车或其他物体具有能量吗？3.揭示课题：今天我们就以运动的小车为载体来认识能量《运动的小车》（板书：运动的小车）[设计意图]19\n能量一词是比较抽象的，但是以生活现象为基础的生活研讨，教师加以恰当地引导，学生对能量一词就会从感性认知会上升为经验认知。二、探知发现（预设25分钟）材料准备：音叉、橡皮槌、小车、课件、记录表（教师实物出示：音叉、橡皮槌、小车，简单地介绍音叉让学生熟悉）1.提问：它们什么时候会具有能量？通过什么现象说明它们具有能量？（预设：运动着的橡皮槌和小车具有能量，音叉有声音、小车能前进等）。2.敲击实验（课件出示图片及活动：缓慢挥动橡皮槌敲击音叉；较快挥动橡皮槌敲击音叉；3.快速挥动橡皮槌敲击音叉。）（1）提问：用橡皮槌敲击音叉，你怎么做到“缓慢地敲”和“快速地敲”？（小组交流，比划并感受缓慢地敲和快速地敲手部的力度，建立起缓慢地敲就是轻轻地敲，快速地敲就是重重地敲的认识。）（2）提示不要太用力敲击音叉。（3）分组研究：研究用不同速度挥动橡皮槌敲击音叉时，有什么现象？（预设观察能发现声音大小的变化、振动大小的变化）（4）交流：哪些现象可以说明橡皮槌具有能量？（敲击的速度越快，代表运动的橡皮槌具有的能量越大，转化为声能也越大，音叉的振幅越大，反映出声音也越大；相反，当敲击的速度越慢，代表运动的橡皮槌具有的能量越小，转化为声能也越小，音叉的振幅越小，反映出声音也越小。）2.撞击实验（教师课件出示材料）（1）提问：有了这些材料，可以怎么做这个实验？（生分组讨论）（2）交流实验方法，完善实验过程。（怎样确定木块被撞击滑行后的终点位置？可以将木块被撞击滑行后离起始位置最近的一点确定为终点位置。）（3）观看实验视频。（4）温馨提示：①在木块的起始位置摆放小旗或其他标记，释放小车去撞击木块。②用小旗或其他标志标记木块被撞后的位置。③测量距离，记录数据。（5）解读记录表，指导记录。（6）交流汇报实验现象及我的发现。[设计意图]活动一的敲击音叉用于学生体验和感知振动的音叉具有能量，活动二的小车不同坡度撞击木块用于学生数据化量化实验探究能量与物体运动快慢之间关系实验。两者具有先后进阶的特点，体感为了感知经验，量化实验为了求证新知，这是基于认知规律的设计，两者协同衔接好，学生的学习效果会更好。三、交流研讨：实验发现（预设8分钟）材料准备：橡皮槌、小车、音叉、木块1.提问：橡皮槌和小车在什么情况下具有能量？我们是怎么知道的？（预设：挥动着的橡皮槌和运动着的小车具有能量。从橡皮槌敲击音叉时声音的大小和音叉振动强度大小可以判断能量的大小，从小车释放后撞击木块的滑行距离可以判断能量的大小。）2.提问：运动着的物体具有的能量和运动速度的大小有什么关系？（预设：缓慢挥动橡皮槌时，橡皮槌具有的能量小，敲击音叉发出的声音小；快速挥动橡皮槌时，橡皮槌具有的能量大，敲击音叉发出的声音大。坡度越小，小车滑下后的速度越小，具有的能量越小，木块被撞击滑行的距离越小；坡度越大，车滑下后的速度越大，具有的能量越大，木块被撞击滑行的距离越大。）3.小结：运动的物体具有能量，物体的运动速度不同，具有的能量也不同。[设计意图]研讨阶段，围绕物体什么时候有能量，能量大小是怎样变化的，这两个基本问题的领悟是本课的重点，以此学生可以理解和解释生活常见能量现象，为学生探究自然生活服务。19\n四、拓展（预设4分钟）（1）教师小结：挥动的橡皮槌、运动着的小车具有能量。任何物体工作都需要能量，如果没有能量，自然界就不会有运动和变化，也不会有生命。（板书：任何物体工作都需要能量。）（2）出示图片，提问：运动的小车、充足气的气球、拉伸的橡皮筋等都具有能量，说一说怎样判断它们具有能量？（动着的小车可以把物体撞倒，可以行驶一段距离等；充足气的气球具有能量能驱动小车，放手后能飞行等；拉伸的橡皮筋具有能量能驱动小车，被拉伸后的橡皮筋弹到会痛等。）（3）生活中还有一些可能并不容易被识别的能量，比如，它们被储存在食物、燃料以及一些化学物质中。（板书：能量还存储在燃料、食物和一些化学物质中。）[设计意图]能量无处不在，学生在理解和领悟能量基本原理后，引导学生基于能量的共性特征，迁移同化生活中的能量现象有很多很多，对于学生认识自然世界运行原理有很好的促进作用。【疑难解答】怎样把抽象的能量原理落实到小学科学课堂教学中？能量原理是抽象的，如果直接学生去基于能量的科学原理，学生是难以领悟到位的。基于小学生的认知特点，直观形象的教学内容更容易接受、理解和归纳。因此教材设计了生活图片事例的解读和思考，敲击音叉和小车撞击实验同样是做中学、做中研的方式进行，通过直观的实验、经验的吸收和思维的加工，有理有据地在学生脑海中积淀和生长。【教学后记】7.设计制作小车（一）【教材简析】通过前面6节课的学习，学生已经知道运动的小车与其受到的动力、摩擦力的关系，知道根据需要如何减小或增大摩擦力，认识到了运动的物体具有能量，这些能量可以不同的形式来储存。本节课将围绕设计制作小车展开，这既是对之前所学知识和技能的归纳和总结，又进一步培养科学素养，发展对工程设计的认识、理解和应用。明确问题板块首先让学生明白了本堂课的任务：利用生活中的材料设计制作一辆具有动力的小车，它能在5秒内把两块橡皮运输1米远。同时让学生明确了制作小车的三点要求：1.车身长度不超过25厘米；2.用橡皮筋或气球做动力；3.只能利用提供的材料。也让学生了解了设计制作的一般流程。制定方案板块安排了两个主要的活动，第一个活动是观察小车模型了解小车各部分的结构和作用，通过观察学生知道小车的结构包括车架、车身、车轴、轮子，它们各有各的特点和作用；第二个活动是通过讨论确定小车的设计方案并绘制设计图。【学情分析】学生具有丰富的想象空间，对许多事物充满着好奇，也十分热衷去制作一些新奇的物品，这都是开展设计的有利基础。但要把想象变为实际的作品，要面对的困难是很多的，因此，教学中不仅要引导学生利用已有的经验、知识和技能去设计能“做得到”的产品，还要让他们能持续围绕一个主题设计开展有始有终的实践活动。【教学目标】[科学观念]通过对设计制作活动一般方法的学习，经过设计环节的自主探究，需要了解的设计制作原理含：工程设计中需要运用相关的科学概念来解决问题；工程设计具有一定的执行程序。[科学思维]19\n用发散和聚合思维的方式参与技术设计项目，能够了解和领悟技术工程的一般方法。[探究实践]在教师引导下，能根据任务要求和材料条件进行设计，绘制设计图；在设计讨论活动中，能倾听他人的想法，并与之交流；能对自己的想法和结果进行反思，做出自我评价和调整。[态度责任]发展对工程设计和动手制作的兴趣，激发创新精神；能够接纳他人的观点，不断完善自己的设计制作；体会到制作的关键在于设计；认识到人们不断改进设计以满足不断增加的需求；意识到科学技术的发展会给人类和社会发展带来好处。【教学重难点】[重点]按照要求和材料条件进行设计，绘制设计图。[难点]绘制、修改下车的设计图。【教学准备】[教师]学生实验材料一套、班级记录表、相关PPT（含设计制作流程）、一些做好的小车图片或模型。[小组]硬纸盒、安全剪刀、橡皮筋、轮子、连接轴、胶水、吸管、胶带、气球【教学过程】课前谈话：出示单元目录，交流探讨已学课文的核心内容，顺势引出设计制作小车的教学活动。一、明确任务（预设5分钟）材料准备：各种车的图片课、课件、制作小车的材料等1.课件出示各种车的图片，提问：这些车分别有什么用途？他们各有什么特点？（预设：学生可能会从有四个车轮、车身、需要动力等方面考虑）2.揭示课题，提出任务：我们也要设计一辆具有动力的小车（板书课题）我们今天要利用生活中的材料设计制作一辆具有动力的小车，它能在5秒内把两块橡皮运输1米远。3.明确要求：我们来看看设计的小车有什么要求。（课件出示要求并认识老师所提供的材料）4.我们一起来看看工程师是怎样设计小车的。（课件出示设计制作的一般流程）本节课我们将完成明确问题、制定方案两个流程。[设计意图]单元导入是对所学知识的整理反思，为设计制作小车活动做好必要的铺垫。明确教学内容，并出示制作小车任务要求，做到学生心中目标，心中有基础。然后引导学生了解设计制作活动的一般流程，让学生心中有数，引导学生参与一个完整高效的设计制作小车活动。二、制定方案（预设33分钟）材料准备：小车每组1辆、记录表、硬纸盒、安全剪刀、橡皮筋、轮子、连接轴、胶水、吸管、胶带、气球（一）观察小车模型（预设5分钟）1.要想设计一辆小车，我们首先要了解小车的结构，老师给每组同学准备了一辆小车，请同学们认真观察并思考小车包括哪几部分？每一部分的特点和作用是什么？（课件出示问题）2.学生分组观察，并记录。3.学生分组汇报，教师把学生的想法记录在班级记录表上。[设计意图]设计制作小车既是制作活动，同时也是实物建模的过程。观察现有小车可以了解小车的基本结构和功能，学生会以此为基础，迁移和同化自己的设计小车思路，夯实已有基础，为后续设计积淀基本经验。（二）确定小车设计方案（预设8分钟）材料准备：课件、橡皮筋动力小车、记录单1.在设计小车时，我们要考虑哪些方面的内容？（教师根据学生的回答适时出示课件）2.提问：怎样安装橡皮筋和气球？3.提问：怎样增大小车的动力？如何延长动力作用与小车的时间？4.提问：用橡皮筋做动力时如何解决小车打滑的问题？19\n5.小组讨论设计方案，完成活动手册中的材料选择，合理分工，并在材料箱中选出所需的材料。6.提问：怎样安装车轮让车轮可以转动？（引导学生发现轮轴可以用吸管做轴套与车身连接，让轮子可以自由转动。轮子必须能自由转动的同时，所有轮子必须能平衡着地）7.合理的分工是设计小车的重要前提，你们是怎样分工的？（小组交流分工情况，教师评价）[设计意图]设计是工程的核心环节，而对于制作可能存在的问题进行梳理是必要的，而且考虑得越周到，越有利于设计的顺利进行。本单元已经体验过气球、橡皮筋小车，自己制作时心中就有一定底气，但是具体到自制还有不少问题需要梳理剖析。用班级研讨的方式，集思广益，可以更好地促进团队设计得更快更好地完成。（三）绘制小车设计图（预设20分钟）1.确定了设计方案，在制作小车前工程师们还必须要绘制小车的设计图，请大家发挥小组的智慧把小车的设计图画在活动手册上，要求画三幅图：正面看图、侧面看图和上面看图。画好了可以进行修改，让你的设计的小车更合理、更科学、更美观。2.学生分组绘制小车设计图。3.展示、交流设计方案。提问：这组的设计方案，哪些方面值得你学习的？你对他们组的设计方案有什么建议？4.小组修改设计方案。[设计意图]设计图的绘制是学生思维设计的反映，画设计图有一定的技巧，也需要一定的绘画基本功，这需要合适地引导。通过组员、小组的设计方案之间思维碰撞，再对设计图纸进行修正和细化，实验图纸才能有效生成。三、课堂小结（预设2分钟）1.通过本节课的学习你有什么收获？2.教师小结。[设计意图]设计小车是综合应用所学知识的一个跨学科项目，对学生的要求较高，而参与式项目活动的开展，学生会有不少思考和想法。老师可以以此了解学生的学习情况，了解学情，未雨绸缪。【疑难解答】1.如何调动学生的设计思维？设计是一门大学门，需要综合调动设计人的知识库，既要会发散性思维，也要会聚合性思维，还要会集思广益。小学生的设计制作活动，尤其是课堂上的设计制作活动面向的是全体学生，又要有可操作性，因此建议使用简约而不简单的项目，用简单的材料制作不简单的小车具有很好的适用性。学生的设计思维主要是基于制作任务开始，明确挑战任务和要求，然后再综合应用各种科学原理。针对小车所需要求进行必要地有针对性地研讨动员，这也是培养学生集思广益的一个过程，图纸的绘制总体因人而异，画学生自己可以理解的设计图，能够展示交流这是最优的。另，设计活动总体需要调动小组每一个成员的智慧参与，成员之间思维活跃，善于合作，设计方案更易优化。【教学后记】19\n8.设计制作小车（二）【教材简析】本课是该主题活动的延续。设计是工程制作的前提和关键，在接下来的活动中，学生要综合运用所学的知识和技能，在分工合作中解决实际问题，制造出产品。任何产品都需要不断改进和完善，以满足人们对产品更高的要求，这也是不断发现问题、解决问题、应用技术的过程。教科书接着安排了评估与改进的活动，并出示了评价表指导学生进行活动。在这样的体验活动中，学生可以充分体会到“做”的成功和乐趣，并逐渐养成通过“动手做”解决问题的习惯。本课提供了第三步和第四步的实践指导先是按照上一课的设计思路和设计图制作小车，明确制作的基本步骤和汇报测试方法；然后再评估改进，根据评估指标进行评价，包括设计思路、小车制作、功能实现、合作分工、展示汇报等方面，以进一步改进小车。【学情分析】通过前7课的铺垫，特别是经历了第7课的设计，学生对动手制作一辆小车的兴趣应该是已经调动到最高潮了。兴趣是学习最大的动力，相信对于大多数学生而言能制作出一辆有自己想法的小车是一件很有趣的事情。在教学中，应该将关注重心放在如何让学生有效分工合作并在评估环节愿意去接受他人意见，并会根据他人意见愿意花时间去改进自己的小车。这类STEM课型，在常规课堂时间内完成教学各环节也是需要注意的。【教学目标】[科学观念]工程制作中需要运用科学概念、使用技术手段、分工合作解决实际问题；.对制作出产品的评估需要有一定的标准；应该根据需要不断地改进和完善产品。[科学思维]在设计制作活动中，知道科学技术的重要性，领悟制作活动需要有不断完善的过程。[探究实践]根据设计，能利用所给的材料制作动力小车；在测试评估活动中，对自己的想法和结果进行反思并改进。[态度责任]发展对工程设计和动手制作的兴趣，激发创新精神；认识到制作出不成功的产品也是有价值的学习；能够接纳他人的观点，不断完善自己的制作；体会到测试和评估产品有利于不断改进产品；人们不断改进产品以满足不断增加的需求。【教学重难点】[重点]能根据设计图，通过小组合作制作出一辆动力小车。[难点]能根据评价结果，对小车进行进一步改进。【教学准备】为学生准备：制作动力小车的材料、测试改进小车记录表教师准备：学生实验材料1套、班级记录表、小车制作评价表、教学课件【教学过程】一、揭示课题（预设5分钟）材料准备：制作小车的材料工具包1.对照着材料清单，再次熟悉自己小组的设计图。2.在学生领取材料之前，先组织学生交流怎样分工能够更快更好地完成任务。[设计意图]设计后的环节，首先需要熟悉或修正设计方案，明确任务后选材分工，这样可以更好地制作。二、探索发现：制作小车（预设30分钟）材料准备：制作小车的材料工具包、测试场地、软尺、便签纸1.了解制作小车的流程思考：在制作过程中，你们小组可能会遇到什么难题？预设：车轴怎么安装在车架上。（组织讨论怎么安装车轴到车架上）19\n2.制作小车（1）学生领取材料，按照自己小组的设计图开始制作小车。制作过程中，教师要巡视，及时帮学生解决问题。（2）汇报学生在规定的时间内完成小车制作，教师组织学生汇报设计思路、展示设计图、介绍组装流程、测试小车。（3）测试可以选择在户外空地测试小车，也可以通过移动讲台或课桌椅在室内测试。（4）根据测试结果，发现问题并记录教学时应预留一段时间给学生改进小车，在测试时及时发现小车出现的问题以及如何解决、改进。预设问题：不能走直线，可能原因是车轴不正，调正即可；橡皮筋小车动力不足，可能原因是一根橡皮筋驱动力太小，加橡皮筋股数或长度解决；气球小车喷气时间太短，可能原因是气球太小，换用大气球或在承受范围内尽量吹大气球解决；若小车摩擦力太小致使轮子打滑，可以用增加小车重量或增大车轮摩擦力来解决……（5）用比赛的方式举办一个班级“赛车大赛”。3.评估与改进小车实测结束后，组织学生按照教科书的评估表给本组和其他小组的小车评估，最后算出每个小组的总分。（1）再次了解评估标准（2）根据评估情况，小组反思设计和制作过程，课后进一步改进小车。时间允许进行班级赛车大赛，时间不允许的话上次课上课之前进行赛车大赛。这次的赛车是改进后的赛车。[设计意图]为动员制作环节学生的主动参与性，开展班级赛车会是一种很好的激励作用。制作中，团队的合作很重要，制作中、测试中如何及时发现问题，修正问题，改进设计，这体现团队的敏锐性。其实，整个设计制作的过程中，设计是自始至终的存在的，没有完美的设计，只有更好地设计，教学中学生需要明白，教师需要做好激励动员作用。三、拓展：改进小车（预设5分钟）材料准备：课件教师提醒和引导学生认识到不成功的小车并不是失败，好的工程师能根据其中发现的问题进行反思和改进，做出更好的解决方案。【疑难解答】教学中出现很多设计图和学生实际制作方案不相符合的情况，该如何看待？设计图纸按理论上讲，制作阶段要完全按照图纸进行，但这是理想状态。没有一个设计图纸是完美无缺的，尤其是小学生的设计图纸，他们的设计没有得以实践验证，此时的图纸就像实验活动中的假设环节，含有不确定性。因此，制作环节学生会发现按照图纸设计制作出现问题，就会做出调整，以适应新的方案。总体来看，如果学生制作中发现自己的图纸有问题能够及时修正，这本身就是一个大的进步，而不是将错就错从头来过。【教学后记】19