1、1 第三单元第三单元 运动和力运动和力 1 1. .让小车运动起来让小车运动起来 【教材分析】 本课是单元的起始课，主要任务是用垫圈作动力，探究力的大小与小车运动的关系，引发学 生对“运动和力”的思考和研究。围绕核心概念设计了两个活动：一是引导学生调查了解从古到 今不同类型的车辆，发现它们的动力来源，为后续用拉力做小车动力的研究奠定认知基础；二是 学生通过组装（重力作为拉力）小车，体验力对小车的运动状态（运动与静止）的作用，用科学 的方法来研究拉力大小与小车运动的关系，包括多大的力能使小车运动起来，用不同大小的力小 车速度会发生什么变化等。引导学生逐步构建“力是可以改变物体运动的快慢，也可以让
2、物体启 动或停止”这一概念。最后，通过与儿童生活贴近的问题情境踢球， “运动员是怎样改变足球 的运动状态的” ，引导学生运用所学的知识解决现实问题。 【学情分析】 在学生现有的生活经验中，他们已经见过和体验过各种各样类型的车辆，也对这些车运动起 来的原因有一定的了解。在三年级的学习中，也已知道有时物体是相对静止的，有时是运动的， 对“力”可以使物体运动有模糊的认识。但是对于重力转化为拉力是比较陌生的。如果把垫圈和 小车绑在一起，垫圈的数量越多，拉力越大，小车运动的越快，这是学生不需通过实验也能知道 的概念，但是如何从科学实验的角度来验证小车运动快慢与力的关系，是本节课中学生所要学习 的科学方法
3、与科学实证的严谨态度。 【教学目标】 科学概念目标 1.力可以使静止的物体运动，使运动的物体静止。 2.不同的小车具有不同的动力类型。 科学探究目标 1.调查了解不同类型小车的动力系统。 2.会安装用重力拉动的小车。 3.会研究拉力大小与小车运动快慢关系。 4.用实验数据证明自己的推测。 科学态度目标 1.发展进一步研究运动和力的兴趣。 2.意识到要用实验数据作为证据。 科学技术社会与环境目标 体会到生活中的车辆类型是丰富多彩的，具有不同的动力。 【教学重难点】 重点学生经历“提出问题-做出假设-设计实验-得出结论”的过程，实验探究拉力大小和小 车运动快慢之间的关系。 难点通过小组合作探究，实
4、证分析在其他条件不变时，拉（推）力越大，小车运动越快， 拉（推）力越小，运动越慢。 【材料准备】 学生小车、绳子（绳子上系上小钩，绳子长度与桌子高度基本一致） 、铁垫圈若干、秒表、 计算器、实验记录单。 【教学过程】 1.聚焦 教师提问：我们知道物体有时是静止的，有时是运动的。怎样使静止的自行车运动，使运动 的自行车静止呢？怎样改变自行车运动的快慢？ 学生思考：用力踩脚踏板，按住刹车根据学生的回答归纳出这些问题都与“力”有关。 【图片展示马车、推车、火车、自行车、太阳能小车等各种动力类型的车。 】 2 教师提问：几千年前，人类就发明了车。你知道哪些类型的车？它们都是怎样动起来的？ 学生思考：提
5、出各种各样车的类型和动力。 教师活动：提炼学生观点，进行板书。记录在班级记录表上。 设计意图唤醒学生的生活经验，知道不用类型的小车有不同的动力，意识到要使小车运动 起来必须依靠力，为后续用拉力做动力小车的研究奠定认知基础。 2.探索 （1）组装动力小车 教师提问： （出示材料）不靠手去推或拉小车，只利用垫圈和绳子，想办法让小车在桌面上动 起来，并且让运动的小车停止下来。 学生思考：利用手中的材料动手尝试思考让小车动起来的方法，以及这个力是如何产生的。 教师提问：拉小车的绳子多长比较合适？小车启动的拉力是怎么产生的？ 学生思考：学生交流想法，总结归纳绳子的长度不可过长或过短；垫圈的重力，使得绳子
6、产 生拉力，带动小车运动。 设计意图提出问题，放手让学生去感知材料，使得学生在尝试的过程中获取使小车动起来 的方法，在这个活动过程中学生会思考尝试更多，比如垫圈如何使车运动起来，试着增加垫圈数 会怎样等有价值的问题。 （2）研究小车运动快慢与拉力大小的关系 教师提问： 预测一下， 用多大的拉力能使小车刚好运动起来？如何用数据来证明我们的猜测？ 学生思考：小组讨论实验方案，学生的预测可能不准，1 个、2 个甚至更多的垫圈，使学生能 意识到“不是任何小的力都能使小车运动起来” ，并通过实验来验证。 教师提问： 用更大的拉力拉小车， 小车的快慢会怎样变化？如何设计实验来证明我们的猜想？ 【根据学情，
7、可给予学生适当的引导，如：怎样来控制拉力大小？怎样来比较小车的快慢呢？】 学生思考：小组讨论实验方案，希望能迁移三年级学过的知识“相同距离内比较时间的快慢 来比较速度或相同时间内走过的距离，通过时间来比较速度” ，初步制定方案，并在教师的引导下 完善实验方案。 教师活动： （播放微课实验指导视频）实验步骤：标明小车运动的起点和终点，每次实验都 要从起点开始，终点结束；实验时注意小车从桌子上坠落，可以用手挡住小车让它停止；从挂 一个垫圈开始， 一个一个增加垫圈， 直到小车可以动起来， 记录刚好使得小车运动起来的垫圈数； 挂上刚好启动小车运动起来的垫圈数量，记录小车从起点到终点的运动时间，测量三次
8、，求平 均值；再多个多个地增加垫圈，重复以上实验步骤。 学生活动：小组实验，用实验搜集数据，通过数据分析，拉力大小与小车运动快慢的关系。 设计意图从最简单的让小车动起来，再到深入思考拉力大小对小车运动的影响，从猜测 设计（完善实验方案）用实验数据作为证据，帮助学生从科学的角度来研究运动与力的关系， 树立严谨的科学态度，并逐步构建本节课的核心概念。 3.研讨 教师提问：怎样使静止的小车运动，怎样使运动的小车静止？小车运动快慢与拉力大小有什 么关系？ 学生思考： 基于数据进行汇报研讨， 生生交流， 达成共识：“垫圈的重力或拉力达到一定程度， 小车才会运动起来。垫圈越多，重力越大，拉力就越大，小车运
9、动越快；垫圈越少，重力越小， 拉力就越小，小车运动越慢。 设计意图通过学生的探究，以实验数据作为证据论证观点，使学生形成严谨的科学态度。 4.拓展 出示踢足球的图片。 教师提问：运动员是怎样改变足球的运动状态？（快或慢，启动或停止） 学生思考：用“运动与力”的关系来阐述观点，比如用脚踢静止的足球，截住足球 设计意图培养学生运用所学的知识来分析解决现实问题的能力。 【教学后记】 3 2 2. .用气球驱动小车用气球驱动小车 【教材分析】 本课的主要任务是以气球小车实验为载体，让学生经历观察-猜想-实验-分析-推理的思维过 程，感受反冲力是如何推动物体运动的，以及哪些因素可能会影响到反冲力的大小。
10、并把实验现 象转化为证据，最后通过对实验现象的理性思考建构更高层次概念。 本课教材围绕本单元“运动和力”的核心概念，设计了 2 个活动，先是感受气球喷气时所产 生的力和气球上升的力，体会力产生的方向和气球运动的方向，试着作出解释；第二个活动是用 气球驱动小车，通过组装一个气球动力小车，测量气球小车能行驶多远，用什么办法使小车行驶 得更远，进一步认识运动与力的关系。 反冲力怎样使小车向前运动，又怎样使小车行驶得更远，涉及到的影响因素众多。因此，本 课的研究，可以先从一个相对简单的模型开始实验探究，将学生的关注点聚焦到气球大小和喷嘴 粗细对气球小车行驶远近的影响上， 并通过实验结果， 找到一些与研
11、讨问题相对匹配的合理解释。 当然，除了这两个重要因素外，还有很多无法在本节课进行实验探究的其他影响因素，比如小车 重量、操作方法、结构组成等，都需要学生通过实验后的推理分析，进行相应的辩证思考和深度 论证。最后将这些研究结果迁移应用到一个相对复杂的情境里（比如对火箭动力系统设计的简单 思考） 。 【学情分析】 和火箭运动的原理类似，当气球里的气体喷出时，就会产生一个和喷出方向相反的推力，这 是学生并不陌生，而且可以用生活常识解释的简单现象。学生也不难想到，如果把气球和小车绑 在一起，气球产生的反冲力也可以带动小车的运动，且气球越大，小车运动越远。但除了气球大 小，还有其他因素会影响到小车反冲力
12、的大小，进而影响小车的行驶远近吗？如果有，它们对小 车的行驶远近有什么影响呢？如何把多种因素的共同影响进行综合考虑，从而提出一个符合实际 情况的解释呢？这些都是学生在本课学习中面临的问题，需要在教学过程中进行引导性设计，并 根据研讨内容的要求，在实验材料、操作方法、记录单设计等环节进行精细化设计。 【教学目标】 科学概念目标 1.气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力就是反冲力。 2.要使静止的物体运动， 就要对物体施加力。 反冲力越大， 小车行驶的越远。 科学探究目标 1.会组装用气球反冲力作动力的小车。 2.会研究小车运动快慢与反冲力大小的关系。 3.能用实验数据证明自
13、己的推测。 科学态度目标 1.发展进一步研究运动和力的兴趣。 2.意识到把实验事实转化为支持观点的证据。 3.体验合作的重要性。 科学技术社会与环境目标 1.体会到有些小车可以用反冲力作为动力，反冲力的大小影响了小车的运动。 2.改变喷气管粗细和气球充气量会对小车的动力大小有影响。 【教学重难点】 重点通过实验探究气球大小和喷嘴粗细对反冲力大小及小车行驶远近的影响。 难点根据实验结果进行对比分析得出结论，并把多种因素的共同影响进行综合考虑，提出 一个符合实际情况的解释。 【材料准备】 自制塑料小车，可更换的粗细不同的两种规格喷嘴，打气筒，喷绘小车跑道，大头笔（记录 用） 。 1. 小车跑道规格
14、：宽 90cm，长 400cm 2. 小车来源：链接【7.0 ha:/！rtNkXRm0yYm！气球动力小车 反冲力小车模型益智玩具小学 4 生作业科学实验器材 DIY】 3. 喷嘴规格：小喷嘴（内径 5mm，外径 8mm） ，大喷嘴（内径 13mm，外径 16mm） 链接【8 hihi:/，rMLTXRmcPUc 啊水管 L 型方角弯头 两通接头 弯型接头 385 水泵气泵塑料 等径弯头】 【教学过程】 1.导入 观察气球小车的结构特点。 教师提问：气球小车怎样才能动起来？（操作方法的思考）气球小车的运动方向和气体喷出 的方向是什么关系？ 学生思考：气球小车依靠什么作为动力？气体的喷出方向与
15、物体的运动方向有什么关系？ 教师活动：提炼学生观点，生成“反冲力”的概念，并板书。 设计意图以“气球小车”的动力原理为切入，从学生的原始概念中，提炼出“反冲力”的 科学词汇，并针对反冲力的产生，作用方向，作用结果，达成初步共识。在一个熟悉的情境里， 提炼出一个确定的科学概念，在此基础上，逐步衍生出新问题。 2.玩懂方法 学生活动：每人轮流操作气球小车，掌握操作方法。 设计意图学生是否能快速掌握气球小车的操作方法，很大程度上会影响本课后续实验的效 率和结果。例如打气筒的使用方法（一筒气的标准，保证气密性的方法） ，跑道的使用规范（分小 组使用跑道，按照规定方向释放小车） ，如果单独花时间讲解操作
16、规范，不仅耗时多，且容易消磨 学生耐心，效率低下。借助“玩”的活动，调动学生参与兴趣的同时，自然而然就让孩子在“做” 中掌握了操作方法，不至于在后面的正式数据采集活动中，造成因为抢玩材料可能导致的合作默 契问题。 3.玩出问题 （1）打气量对小车行驶远近的影响 教师提问引导：如何能让小车跑的更远？打气量的多少对小车行驶远近的影响是什么？有数 据可以说明我们的猜想吗？ 学生思考并用实验数据验证打气量越大，小车行驶越远。 （2）喷嘴粗细对小车行驶远近的影响 教师提问引导： 如果换一个细一点的喷嘴， 和粗喷嘴打同样多的气， 哪个会让小车跑的更远？ 说说你的理由。 学生猜测喷嘴粗细对小车行驶远近的影响
17、，并简单说明理由，用实验搜集数据，通过数据分 析，喷嘴粗细造成的结果异同是如何发生的。 设计意图在玩小车的过程中引导学生生成有研究价值的问题，从最简单的打气量对小车行 驶远近的影响分析，到存在分歧的喷嘴粗细对小车行驶远近的影响分析，进而引发他们对小车动 力系统设计更多的有趣思考，是本环节的最终目的。 4.玩会思考 教师实验引发思考： 观看实验视频换一种不同的小车， 不同的喷嘴， 实验结果大相径庭。 原因可能是什么？要让反冲力尽可能大，车子行驶的尽可能远，工程师可能会怎样做？不是简单 的增大打气量，也不是简单的加粗或变细喷嘴，而是要系统性调整各个细节的设计。 学生思考：从打气量、喷口粗细、车体形
18、状、重量等多方面对车子行驶远近的可能影响进行 综合分析。推而广之，在火箭的动力系统设计中，工程师会如何考虑呢？ 设计意图站在工程设计的角度，从真实的简单情境里，对问题进行综合分析。 【教学后记】 5 3 3. .用橡皮筋驱动小车用橡皮筋驱动小车 【教材分析】 前两节课分别知道了小车有不同的动力类型，并用气球喷出的反冲力做动力驱动小车，本课 将学习另一种动力驱动方式弹力。教材设计了两个活动，第一个活动组装用橡皮筋驱动的小 车，让学生在动手动脑的过程中初步体验用橡皮筋的弹力作为动力，弹力作用于车轴，带动小车 轮子转动，即“轮驱动” ；活动二是研究橡皮筋缠绕圈数与小车行驶距离的关系，也就是研究小车
19、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。对于弹 力概念的引入，在本节课是逐渐渗透的，聚焦和探索部分让学生注意弹力的效果和产生条件，拓 展部分引入弹力的概念，引导学生凭借“橡皮筋受力变形”的例子来理解什么是弹力。 【学情分析】 橡皮筋是学生所熟悉的物体，学生能知道橡皮筋拉得越长，橡皮筋会越紧，以及在弹弓上安 装小石子，弹弓拉得长，小石子飞得更远，但是很难从这些例子中抽象概括出“弹力”这个概念 的本质。在本节课中，将通过探究活动帮助学生构建弹力的本质概念。 如何将橡皮筋安装在小车上，利用橡皮筋的弹力来驱动小车运动？这是学生不明白但是十分 感兴趣的，通过在教学过
20、程中对学生适时的点拨，期待学生认识到橡皮筋动力小车的驱动特点。 四年级的学生经过三年的科学学习，具备了一定的实验和探究素养，对于如何研究“小车运 动距离与橡皮筋缠绕圈数的关系” ，学生能自主设计实验，说出基本的方法。但是一些实验的指导 需要教师及时点拨，以及给学生小组成员明确的任务分工，以确保活动的有效进行。 【教学目标】 科学概念目标 1.橡皮筋产生的动力大小会影响小车的运动距离。 2.橡皮筋在外力的作用下会产生形变。 3.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。 科学探究目标 1.会用橡皮筋给小车安装动力。 2.会做橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离关系的实验。 科学态度
21、目标 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。 科学技术社会与环境目标 1.体会到不同小车具有不同类型的动力。 2.改变橡皮筋的弹力大小会对小车的运动有影响。 【教学重难点】 重点经历提出问题做出假设设计实验得出结论的过程，探究橡皮筋缠绕圈数 和小车行驶距离的关系。 难点通过小组合作探究，结合实验数据进行整理和分析得出，橡皮筋缠绕的圈数越多，弹 力越大，小车运动的越远。 【教学准备】 学生小车 1 辆（小车的一端车轴上装上齿轮，车身用磁铁负重，防止打滑） 、橡皮筋 1 根、 测量距离的皮尺。 教师小组实验材料一套、钩码若干、实验微课指导视频。 【教学过程
22、】 1.聚焦 （给每个学生发一根橡皮筋，让学生拉一拉后松手） 教师提问：拉一拉橡皮筋会有什么感觉？松开手呢？ 学生思考：手被橡皮筋拉着的感觉；越用力，橡皮筋越紧，被拉得越细；松手后，橡皮筋会 弹回去 6 教师板书：根据学生的回答板书：形状改变、弹力。 教师提问： （聚焦本节课的研究主题）我们能用橡皮筋来驱动小车吗？ 设计意图让学生动手玩玩橡皮筋的活动，以此激发学生的兴趣，同时，了解学生对于弹力 的前概念，为后续深入理解弹力奠定基础。 2.探索 （1）组装用橡皮筋驱动的小车 教师提问： （出示小车和一根橡皮筋）如何将橡皮筋安装在小车上，才能使橡皮筋驱动小车运 动起来呢？ 学生活动：学生小组观察小
23、车，思考应该在小车哪个部位拧上橡皮筋才能带动小车运动，动 手尝试让小车运动起来。 （教师可根据学情对器材进行简单处理， 以此引导学生想到安装的驱动方 式，如先将橡皮筋的一端固定在车的前端中心处） 教师活动： （教师出示安装视频展示橡皮筋的组装方法： 将橡皮筋的一端固定在车的前端中心 处，另一端固定在车轴上。 教师提问：若要让小车向前运动，橡皮筋的缠绕方向应该是怎样的？使车轮转动起来的力来 自哪里呢？ 学生活动： 根据实验指导组装小车， 在让小车运动起来的活动中能发现， 要使小车向前运动， 车轮必须向后旋转；把橡皮筋缠绕在小车车轮的车轴上，松开转动车轮的手，橡皮筋就会带动车 轴转动，从而使小车运
24、动起来。因此使车轮运动起来的力来自橡皮筋的弹力。 （学生尝试让小车动起来后）师生归纳弹力概念：橡皮筋受到外力作用时会产生形变，橡皮 筋为了恢复到原来的形状就会产生一种力，这就叫弹力。当橡皮筋恢复到原来的形状后，弹力就 消失了。 设计意图橡皮筋动力小车的安装是整堂课的基础。提出问题，放手让学生去感知材料，使 得学生在尝试的过程中思考利用橡皮筋驱动小车的方法。对于想不出安装橡皮筋小车的学生，利 用视频展示组装方法，可以有效降低难度，提高课堂效率。 （2）探究橡皮筋缠绕圈数与小车行驶距离的关系 教师提问：老师在你们的活动中发现：有的小车跑的远，有的跑的近。小车行驶的距离跟什 么有关系呢？ 学生思考：
25、预测橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离之间的关系，橡皮筋缠绕圈数越多，小车 行驶的距离越远。 教师提问：如何用数据来证明我们的猜测？ 学生思考： 分组设计实验， 如在车轴上缠绕不同的圈数来做对比实验。 每组实验重复三次 通过汇报交流完善实验计划。 （教师可在学生交流的过程中提出问题引导其完善实验计划： 如怎样 比较它们行驶的距离？这个对比实验中，为了保证实验公平性，哪些条件要保持一致？为了避免 偶然误差，保证实验数据的准确性，实验过程如何做？） 教师活动：播放实验指导微课。将橡皮筋缠绕两圈，小车的前轮对准起始线，松开小车， 小车停止运动后，小车的后轮的位置记为终点线，用软尺测量出小车运动的距离；同
26、圈数的实 验要反复做 3 次，取中间数；将橡皮筋缠绕圈数改变至 4 圈、6 圈，重复以上实验操作。 学生活动：学生观看，熟悉操作步骤，回忆注意事项：以小车前轮所在的位置为起始线， 后轮所在位置为终点，测量小车行驶的距离；同圈数的实验要反复做 3 次，取中间数。 教师活动：巡逻指导学生实验过程。 学生活动：开展分组实验，填写实验记录表，并将实验结果写到班级记录表中。 设计意图让学生经历提出问题-做出假设-设计实验-得出结论的过程， 使学生更好地认识到 橡皮筋缠绕圈数与小车运动距离的关系，同时，培养学生的实证精神和严谨的科学探究态度。 3.研讨 教师提问：橡皮筋在车轴上缠绕的圈数与小车行驶的距离有
27、什么关系？为什么会有这样的关 系？ 学生回答：学生能根据班级的数据进行分析并得出相应的结论橡皮筋缠绕圈数越多，小 车行驶距离越远。是因为橡皮筋缠绕的圈数越多，橡皮筋被拉伸的长度越长，橡皮筋产生的弹力 7 越大，驱动小车行驶得距离越远。 教师活动： （根据班级的记录表格， 在数据分析时尤其要注意有没有一些差距太大的数据或错 误数据，引导学生对此进行分析：例如有的缠绕 6 圈后小车的运动距离并没有比缠绕 4 圈时行驶 的距离数据大，可能是没有按照规定的圈数缠绕；可能是缠绕圈数过大，小车打滑，或没有按照 直线运行等。 教师提问：生活中有哪些利用弹力的例子吗？ 学生思考：弓箭、拉力器、弹弓 设计意图通
28、过学生的探究，以实验数据作为证据论证观点，使学生形成严谨的科学态度。 4.拓展 教师提问： （在课堂上演示挂了不同数量钩码时橡皮筋的变化情况） 橡皮筋被拉伸的长度与其 产生的弹力大小有什么关系？ 学生思考：橡皮筋被拉伸的长度越长，橡皮筋产生的弹力越大。 教师提问：是不是橡皮筋被不断拉伸，产生的弹力越来越大呢？ 学生思考：拉伸到一定程度会断掉。 设计意图通过拓展活动，使学生在理解弹力的基础上，对弹力的认识有更深入的思考。 【教学后记】 4 4. .弹簧测力计弹簧测力计 【教材分析】 前面 3 节课， 学生认识了不同小车具有不同的动力， 研究了小车动力大小与小车运动的关系， 重点研究了重力、反冲力
29、和弹力等动力。我们知道力是有大小的，如何知道力有多大呢？力又是 否有方向，用什么工具来测量力的大小呢，是本节课要研究的内容。 本节课围绕 “力的测量” 展开研究。 弹簧测力计是测量力的大小的重要工具。 先是通过观察、 认读和实际感受来认识弹簧测力计的构造、计量单位、刻度标示以及如何读数；再是用弹簧测力 计测量力的大小。在用弹簧测力计测量时，先引导学生尝试用手感受力的大小，在测量前估测物 体的轻重，培养学生的单位量感，发展估测能力，逐渐引导他们在实践中建立起“牛”大小的概 念。在体验后，进一步探索弹簧测力计的制作原理，认识到“弹力是因为弹簧被拉伸而产生的” 。 研讨部分引导学生思考得更加深刻，引
30、导学生进一步建立“弹力”的概念，把对橡皮筋和弹簧被 拉伸产生的弹力拓展到不同的生活情境中，来解释生活中的弹力现象。 【学情分析】 学生在三年级学过温度计，将温度计的学习方法构造、原理、使用方法、示数等迁移到 弹簧测力计对学生来说比较简单。学生已经知道力有大小，用弹簧测力计测量力的大小符合学生 认识规律。但是在本课中，弹簧测力计的刻度的最小分度是 0.1N，学生在读数上有一定困难。在 生活中，他们对“斤，公斤，千克”等单位比较熟悉，对于力的单位及其命名来说比较陌生，学 生对物体力的估测，对力的单位量感比较欠缺的，因此，在教学中安排体验不同“牛”的力的大 小活动，并采用先估测后测量实际物体的教学过
31、程。 【教学目标】 科学概念目标 1.力有大小和方向，力的大小是可以测量的。 2.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。 8 3.力的单位是“牛” 。 科学探究目标 1.认识弹簧测力计的基本结构。 2.使用弹簧测力计测量力的大小。 科学态度目标 1.发展进一步研究力的兴趣。 2.树立细致、有步骤工作的态度。 科学技术社会与环境目标 1.体会到不同测量工具可以解决不同的现实问题。 2.用弹簧测力计可以测量物体的重力。 【教学重难点】 重点理解弹簧测力计的测量原理和科学使用弹簧测力计测量力的大小。 难点规范地操作弹簧测力计，准确读数。 【教学准备】
32、 学生圆筒弹簧测力计、用于测量重力的小物体、记录单、橡皮筋、硬纸板、回形针、标准 物（钩码） 。 教师学生器材一套、弹簧测力计刻度版的纸板模型。 【教学过程】 1.聚焦 教师提问：我们来进行一个小比赛，比一比：谁的力气大？那么这个比赛的裁判是谁呢？(出 示两个拉力器) 学生活动： 能通过观察拉力器受力时弹簧的变化， 判断出力气大的同学可以将弹簧拉得更长。 教师活动：揭示本节课的主题，要知道力的大小，需要用到测量力的大小的工具弹簧测 力计。 设计意图由力量大小的比赛形式导入，吸引学生的学习兴趣，并且提出问题：如何判断力 的大小，调查学生的前概念，引出弹簧测力计。 2.探索 （1）认识弹簧测力计
33、教师活动：给学生提供弹簧测力计，并布置探究弹簧测力计的步骤：从上到下观察弹簧测力 计的各部分，并思考各部分的作用；用力慢慢拉动挂钩，看看有什么变化；观察刻度，每一大格 是多大的力，一小格是多大的力，最大能测量多大的力。学生完成探究活动后教师展示多种类型 的弹簧测力计。 （若无实物可用图片代替） 学生活动：利用材料自主探究并认识测力计各部分的结构以及作用，结合教师出示的多种弹 簧测力计，发现这些测力计的共同点都是由弹簧组成，初步归纳测力计的使用原理受力 大，弹簧伸长长。 教师活动：引导学生认识力的单位及其命名，课件展示不同分度值的弹簧测力计示数，如有 的一小格代表 0.1/0.2N 的力，并提问
34、学生，此时是多少 N？ 学生活动：学生读一读数，在读数中熟悉力的单位、熟悉测力计的读数。 设计意图学生以任务式的方式对测力计的构造、工作原理进行自主的探究，再讨论交流、 阅读资料，使学生初步认识测力计。 （2）用弹簧测力计测量力的大小 操作指导 教师活动：播放微课视频弹簧测力计的使用方法和注意事项。 学生活动：观看视频，明确弹簧测力计的使用方法和注意事项。 设计意图以微课的方式展示操作的细节，引导学生掌握使用测力计测量力的大小的正确方 法，有助于突破本节课的重难点。 学生实验 教师布置操作任务：1、动手感受力的大小，拿起弹簧测力计，感受一下，1N、2N、5N 的力 9 有多大？2、用弹簧测力计
35、测量不同轻重的物体对它的拉力的大小。先掂一掂，估测一下，将预估 可以测量的物体（不超过量程）进行测量，做好记录。 学生活动：分组测量，并在记录表上做好记录。 教师活动： 给每小组发一盒牛奶， 先估测一下这盒牛奶对弹簧测力计的拉力有多大？再测量， 写在记录单上。 设计意图通过拉一拉 1N，2N、5N 的力有多大，可以培养学生的单位量感，测量时先预测再 实测，为了促使学生建立实际的“牛”的大小概念，发展估测能力，同时也是对测量和读数能力 的培养。 3.研讨 教师提问：生活中哪些地方有弹力？这些弹力是怎样产生的？（如果学生对这个话题的原有 经验不是太多时，可以利用图片或视频进行提示） 学生活动：交流
36、谈论汇报，分析这些例子中弹力产生的原因。 设计意图把对弹簧被拉伸产生的弹力拓展到不同的生活情境中， 来解释生活中的弹力现象。 引导学生进一步建立“弹力”的概念， 4.拓展 教师活动： 【出示制作材料】提出任务用橡皮筋、硬纸板、回形针制作橡皮筋测力计，引 导学生思考如何正确画出刻度，然后用微课出示“制作橡皮筋测力计”的方法，正确画出刻度的 方法。 学生活动：利用材料寻找正确画出刻度的解决方法，通过观看制作视频，动手做一做橡皮筋 测力计。 设计意图通过自制橡皮筋测力计，使学生能对测力计的测量原理到仪器的改进完善有更深 入的了解。同时，学生能在制作的过程中对比发现橡皮筋刻度的不均匀，期待其能深入思考
37、不是 所有具有弹力的物体都适合用来制作测力计，而是考虑像弹簧这样的材料，在弹性限度内，弹簧 的伸长量与拉力成正比。 【教学后记】 5 5. .运动与摩擦力运动与摩擦力 【教材分析】 本课是在构建了“给物体施加力，可以改变物体运动的快慢，也可以使物体启动或停止”概 念以及通过弹簧测力计知道力有大小和方向的基础上，延续了力对物体运动影响的研究。不同的 是本节课研究的摩擦力是一种阻碍物体运动的力，物体从静止到运动需要克服摩擦力的大小、摩 擦力的产生需要一定的条件、摩擦力大小可以间接测量以及减小摩擦力的方法。 教材围绕“运动和力”的核心概念，设计了 3 个活动，先是研究物体从静止到运动需要克服 多大的
38、摩擦力。第二个和第三个活动分别研究在物体下方垫上滚木或安轮子的方式，需要多大的 力让物体从静止到运动。这三个活动在于引导学生发现，一方面物体从静止到运动需要克服摩擦 力，另一方面，可以用在物体下方垫滚木或安轮子的方式来减少物体运动的摩擦力。通过这 3 个 活动让学生感受到古代劳动人民在技术改进上的伟大智慧，为后续设计制作小车打下基础。 【学情分析】 在学生的生活经验中， 他们已经对摩擦这个词比较熟悉， 而对摩擦力这个概念就不太清楚了， 这一点在前概念调查中可以发现，学生不知道在草坪上滚动的足球自然而然停下来是由于足球与 草坪之间摩擦力的作用。学生对“摩擦力是在什么情况下产生？摩擦力的大小怎样知
39、道？如何能 10 减小摩擦力?”等问题也并没有太多思考，这也成为本节课学习的起点。在教学过程中进行引导性 设计，让学生在探究活动中逐步体会摩擦力与物体运动之间的关系。 【教学目标】 科学概念目标 1.一个物体在另一个物体表面运动时，接触面发生摩擦，会产生摩擦力。 2.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。 3.摩擦力的大小与物体的运动方式有关，对于相同的物体，滚动的摩擦力小，滑动的摩擦力 大。 科学探究目标 1.会用垫圈数表示摩擦力的大小，并用实验数据证明摩擦力的大小与物体的运动方式有关。 2.会用轮子改装小车。 3.会研究物体受到的摩擦力与不同方式运动的物体之间的关系。 科学
40、态度目标 1.尝试用不同的思路、方法完成科学探究。 2.能按要求进行合作探究学习、乐于表达交流。 科学技术社会与环境目标 1.意识到轮子的发明将物体改变成为用滚动的方式前进，这是技术上的巨大进步。 2.意识到人类可以通过不断改进技术来满足增大或减小摩擦力的需求。 【教学重难点】 重点认识物体从静止到运动要克服摩擦力，刚好能使物体运动起来的力就相当于它受到的 摩擦力，摩擦力是有大小的。 难点通过实验探究收集证据，知道摩擦力与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩 擦力小，滑动时受到的摩擦力大。 【材料准备】 学生小牛顿实验套装纸盒小车 1 辆、车轮两对、垫圈若干、回形针一枚、棉线、橡皮擦（或
41、其他重物）若干、桌面定滑轮（或自购带滑轮长木板，方便携带） 。 教师小组实验材料一套（备用与示范说明用） 、班级汇总表、实验记录表、实验微课指导视 频。 【教学过程】 1.聚焦 （1） “摩擦初体验”活动 学生活动：第一步手在桌面上滑动，离开桌面滑动，有什么感受？ 第二步再次利用身边的物体，感受摩擦。 教师提问：在刚才的活动中，谁能来说一说什么情况下能产生摩擦，在摩擦过程中的感受？ （预设：学生体验后感觉手滑动时受到了阻碍。 教师活动：帮助学生梳理摩擦力的概念一个物体在另一个物体的表面运动时，两个物体 的接触面会发生摩擦，因此运动物体要受到一种阻碍运动的力，这种力叫摩擦力。今天我们就来 研究运
42、动与摩擦力。 （板书：运动与摩擦力） 设计意图从学生亲身体验出发，以学生关于摩擦的前概念为基础，让学生在熟悉的活动中 初步感知摩擦力，并针对摩擦力产生的条件、作用方向和作用结果，达成初步共识，构建摩擦力 的概念。 （2）古埃及人如何搬运重物 教师提问：看，这个建筑认识吗？（胡夫金字塔，它是由大小不等的巨石砌成，每块巨石重 达 1.5 吨到 50 吨。 工人在搬运重物的过程中会产生巨大的摩擦力， 那他们是怎样搬运这些重物的 呢？让我们坐上时光机，假设你现在是古埃及金字塔建造工地上的工人，你能想个办法搬运这些 重物吗？ （预设：由于学生课前对课本内容可能有所了解，部分学生能够回答出在重物下方垫上圆
43、柱 形的物品，通过滚动运输；也有学生根据经验说出可以装上轮子来运输。 11 2.探索 教师引导：那搬运重物时究竟怎样减小摩擦力呢，我们一起来研究。需要哪些实验材料？如 何进行实验？怎样知道摩擦力的大小？ 学生思考（如若想不到的可以通过课件展示实验材料供参考） 。 （预设：将木筷子垫在纸盒子下面或者给纸盒安装轮子，带动纸盒滚动可以减少摩擦力。 教师引导：根据同学们的建议，垫上滚木或安装轮子来运输重物，根据三年级的学习，我们 把这样的运动方式叫做滚动，这时产生的摩擦就是滚动摩擦。那相对于不垫滚木或装轮子，而是 直接拉动重物前进的方式，则称之为滑动摩擦。那你有什么办法来比较它们摩擦力的大小吗？ 学生
44、讨论设计实验。 学生活动：探究用不同的方式搬运重物时摩擦力的大小。 （1）观看实验微课，梳理实验方法。 （2）师生共同小结实验细节：垫圈要一个一个地增加、轻拿轻放；棉线不能脱离滑轮卡槽； 及时记录下纸盒刚好运动起来时所用的垫圈数，垫圈数越多说明纸盒受到的摩擦力越大；实验重 复三次等。 （3）学生动手操作进行实验，并记录数据。 （4）将小组的数据汇总到班级记录表。 设计意图根据提供的材料，学生可以想到减小摩擦力的办法。但对于如何进行实验探究， 需要学生先思考、设计实验，明确实验目的哪种运动方式摩擦力更小。而后才是层层推进探 究活动，收集证据，为后面的研讨论证提供支撑，从而发展学生实证推理能力及实
45、事求是的科学 态度。 3.研讨 （1） 分析实验结果， 怎样搬运重物最省力？哪一种方式搬运重物产生的摩擦力最小？ （预设： 装上轮子时，搬运重物产生的摩擦力最小，而纸盒直接在木板上滑动时摩擦力大。 （2） 装上滚木和装上轮子都可以减少摩擦力， 你认为哪种方式最好？它们搬运重物时各有什 么优点和缺点呢？（预设：装上滚木和轮子时，都可以减少摩擦力，但是用滚木搬运的时候不方 便，要不断地移动滚木或者铺更多滚木，而轮子可以随纸盒移动。 师生小结：轮子可以看作移动的滚木，人类发现可以用滚动的方式前进，是一个了不起的创 举。 （3）有些小组的实验结果有点不同，是什么原因造成的呢？请同学们到其他小组进行交流
46、。 学生活动：组间交流，观察思考为什么测量出的摩擦力大小结果不同？有哪些影响因素。 教师追问：摩擦力的大小还与什么因素有关呢？ （预设：摩擦力大小还可能与接触面的粗糙程度、物体的重量有关。 （说明：课前准备一个小组的木板贴上粗糙的砂纸，一个小组的纸盒内装更多的重物。 设计意图学生自主分析数据，总结规律，发现滚动时摩擦力更小。同时，也能从使用滚木 和使用轮子运输重物的活动体验中，对人类技术的进步意义理解更加深刻。其中课前提前设置了 两组条件不同的小组，一组是改变了纸盒的载重，一组则改变了接触面的粗糙程度，学生在分析 数据后，经历了从存疑交流思考领悟的过程，为拓展环节中理解人类社会在生产生活如何
47、采取不同的方式增加或减少摩擦力奠定基础。 4.拓展 （1）观看故宫搬运汉白玉巨石的视频：在我国古代劳动人民的努力下，我们也有一个伟大的 建筑故宫。当时建造故宫时，这块巨大的汉白玉，重达 270 吨，要从北京城外 70 多公里的地 方运进故宫，他们是怎样做到的呢？ 学生观看视频。 教师提问：说说他们是怎么搬运的？冰面上洒水后的摩擦力发生了什么变化？ （冬天路面上有冰冻，井水浇在冰面上起到润滑作用，摩擦力变小了，工人可以轻松搬运汉 白玉大石。 （2）教师追问：你还能举出生活中减少摩擦力的例子吗？ （预设：给自行车链滴润滑油课本上自行车轴承学生比较难想到，缺乏观察经验，教师 12 可以适当进行补充。
48、 （提示：经过前面的实验，学生可能会出现摩擦力都是有害片面认识。 教师提问：那摩擦力是不是没有用呢？什么地方需要增大摩擦力？ 学生产生认知冲突并进行思考。 （教师出示以下生活场景帮助学生理解。 （比如雨天路滑，要穿鞋底粗糙的鞋子；拔河比赛，要选地面比较粗糙的，鞋子也要选粗糙 的根据探究活动的数据分析，不难理解增加接触面的粗糙程度可以增加摩擦力。 设计意图在解决生活中的情境中，从另一个方面让学生思考摩擦力对于生活的重要意义。 （3）课外拓展活动：像气垫船、磁悬浮列车等是怎样减少摩擦力的呢？ 设计意图课堂时间有限，这部分内容作为课后科学学习，有助于培养学生自主学习、查阅 资料的能力，同时也能够意识
49、到不同的技术方式也可以减小摩擦力。 【教学后记】 6 6. .运动的小车运动的小车 【教材分析】 在本单元前面几课的学习中，研究了物体和运动之间的关系、运动和力之间的关系，包括让 物体运动起来的动力和运动中产生的摩擦力。本节课指向课标中的主要概念“自然界中存在多种 能量的表现形式” ，从能量的角度去研究运动的物体，以运动的小车为载体来认识能量。 本课首先从学生熟悉的场景出发（标题背景）赛车正在飞速前进、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这些现 象引发学生思考“物体是否具有能量” ，提示了本节课将要研究的主要内容。能量是抽象的，教材 从
50、能量转化的角度， 设计了两个活动让学生亲身体验。 首先是敲击实验， 需要学生用感官去判断、 解释，分别用不同的速度挥动橡皮槌敲击音叉，一方面去分辨音叉发出的不同声音，另一方面用 手去摸音叉的振动情况。通过这个活动，学生了解声音大小的变化、振动幅度的变化是由于物体 所具有不同大小的能量引起的，即通过声音的大小来推断能量的大小。其次是撞击实验，需要学 生测量简单的实验数据，让小车滑下后撞击木块，通过改变斜面的高度来改变小车撞击木块的速 度，测量撞击前后木块移动的距离，通过比较距离的大小来推断运动物体具有的能量。最后通过 对实验现象进行分析思考，学生了解到运动的物体具有能量，能量大小与其运动速度有关
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