新教科版科学四年级上册第三单元运动和力教学设计

新教科版科学四年级上册第三单元运动和力教学设计

新教科版科学四年级上册第三单元运动和力教学设计 教科版小学科学四上 3.1《让小车运动起来》教案 课题 让小车运动起来 单元 三单元 学科 科学 年级 四年级 教材 分析 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：一是聚焦环节，调 查不同类型的小车动力来源；二是探索环节，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。 学情 分析 小车是学生熟悉的玩具，他们根据自己的经验能提出让小车运动起来的方法，也能想办法让运 动的小车静止；对拉力越大、小车运动越快也有一定的认识。但是学生较难将运动与力联系起 来，对运动与力的关系是模糊的。因此，可以以此为契机作为本课教学的起点。 学习 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.不同类型的车有不同的动力类型。 科学探究目标： 1.调查了解不同类型车的动力系统。 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.能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： 1.体会到生活中的车辆类型是丰富多彩的，具有不同的动力类型。 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 会用实验数据证明自己的推测，用实验数据阐述自己的观点。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 1. 新课聚焦 你认识下面这些车吗？ 课件展示车的图片 小推车、马车、蒸汽火车、汽车、自行车、太阳 能小车。 它们是怎么动起来的？ 另外还有电动车，它的动力是电力；风力三轮自 行车，它的动力是风力。 让车运动起来的力称为动力。动力的类型有很 多，比如人力、马力、电力、风力等。运动需要 力。 学生指认车 推测 重点让学生关注 各类型车的动力 来源，意识到想 让小车运动起来 需要动力，自然 地将运动和力联 系起来。 今天我们一起来探究《让小车运动起来》，板书 课题。 2. 科学探索 探索一：让小车运动起来 1.组装拉力小车 实验材料：垫圈、小车、绳子、回形针 制作步骤： (1)将绳子的两端分别系在小车和回形针上。 (2)将回形针弄弯后，逐个放上垫圈，小车即可 运动起来。 思考问题： 拉力是怎么产生的？ 【点拨】垫圈的重力转换为小车的动力。 拉小车的绳子多长合适？ 【点拨】(1)绳子要拴在小车车头的正中间，防 止偏离路线。 (2)绳子太短，实验效果不明显；绳子太长，小 车还没运动到桌子，垫圈就已经落到地上。因此， 绳子的长度应该约等于桌子的高度。 播放实验视频《想办法让小车运动起来》； 2.认识重力 概念：地球对它周围的物体有一种吸引力，这种 由于地球吸引而使物体受到的向下的力叫做重 力。 说一说你知道关于重力的现象？ 举例： 提水时，感到水桶对手有向下的压力。 树上的苹果往下落。 向上抛的球，最终落回到地面上。 水向低处流。 准备实验材料， 按照制作步骤完 成小车的组装。 猜测 猜测 观看视频 举例生活中的重 力现象。 通过自己组装拉 力小车，提高学 生学习兴趣，初 步认识到拉力产 生的原因。 探索二：研究小车运动快慢与拉力大小的关系 实验过程中怎样让小车停下来？ 【点拨】用手挡住小车，可以让它停止。 实验材料：小车、垫圈、秒表、记录表 实验步骤： ① 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。 ② 从挂一个垫圈开始，一个一个增加，直到小 车动起来。 ③ 再多个多个增加，观察小车的运动是怎样变 化的。 ④ 记录。 播放实验视频《小车运动与拉力大小的关系》 实验记录： 实验分析： (1)有了相同的起点和终点，才可以用计时的方法 比较小车运动的快慢。 (2)从挂一个垫圈开始，一个一个地增加垫圈，这 样能准确地找到使小车运动起来的最小的力。 (3)多个多个地增加垫圈，这样可以使小车的动力 变化更明显，能更容易地用秒表测量或目测出小 车运动的快慢。 实验结论： 用手挡住 准备实验材料 按照实验步骤完 成实验内容 观看实验视频 记录实验数据 对数据进行分析 让学生意识到要 用实验来验证自 己的推测，培养 学生的证据意识 和重复实验的意 识，养成认真、 严 谨 的 科 学 态 度。 垫圈重力或拉力达到一定程度，小车才会运动起 来。垫圈少，重力小，拉力就小，小车运动得慢； 垫圈多，重力大，拉力就大，小车运动得快。 3. 科学研讨 研讨一：怎样使静止的小车运动？怎样使运动的 小车静止？ 1.使静止的物体运动。 要使静止的物体运动，就必须对这个物体施加 力，且施加的力必须足够大才能使物体运动。要 想使物体运动得更快，就需要施加更大的力。 2.使运动的物体静止。 要使运动的物体静止，就必须对这个物体施加阻 力，就像行驶中的汽车需要用刹车来制动，且施 加的阻力越大，物体停下来得越快。 研讨二：小车运动快慢和拉力大小有什么关系？ 拉力越大，小车运动的越快；拉力越小，小车运 动的越慢。 交流、讨论、回 答 交流、讨论、回 答 学生在汇报时通 常会比较轻易地 得 出 “ 拉 力 越 大、小车运动得 越 快 ” 这 一 结 论，但可能会忽 略用实验数据阐 述自己的观点， 在这里要培养学 生的证据意识， 让学生在通过实 验后，能用数据 作为论据来证明 自己的观点。 4.拓展提高 运动员是怎样改变足球的运动状态的？ 提问： 怎样让足球运动起来？ 怎样让运动的足球停止？ 怎样改变足球运动的快慢？ 点拨： 用脚踢足球，足球运动。 用脚踩住足球，足球静止。 用大的力量踢足球，足球运动的快。 用小的力量踢足球，足球运动的慢。 对足球施加不同方向的力，足球会 用力踢皮球 踩住皮球 用大或小的力量 踢足球 旨在让学生运用 所学知识解决实 际情境的问题， 帮助学生将小车 的运动迁移到足 球的运动，从而 更好地理解运动 和力的关系。 教科版小学科学四上 3.2《用气球驱动小车》教案 课题 用气球驱动小车 单元 三单元 学科 科学 年级 四年级 教材 分析 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。要使物体运动的更快必须用更大 的力。 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。所以本 改变原来的运动方向，沿新方向运动。 作业布置 完成同步练习题 课后作业 课堂小结 通过这节课的学习，我们认识了不同类型车的动 力系统；认识了重力；认识到力可以使静止的物 体运动，使运动的物体静止；研究了拉力大小与 小车运动快慢的关系；体会到生活中的车辆是 丰富多彩的，具有不同的动力系统。 思考小结内容， 巩固学习知识。 板书 3.1 让小车运动起来 板书设计 课不难理解。 学习 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，这个力叫反冲力； 2.要使静止的物体运动，就要对物体施加力。反冲力越大，小车行驶得越远； 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己的推测； 科学态度目标 1.发展进一步运动和力的兴趣 2.意识到要把实验现象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.体会到可以用反冲力作为动力驱动车辆、火箭、飞机等物体运动，满足人们生产生活的需要； 2.改变喷管粗细和气球充气量会影响小车的动力大小 重点 组装用气球反冲力作动力的小车，研究小车运动快慢与反冲力大小的关系。 难点 设计实验并用实验数据证明小车运动快慢与反冲力大小的关系。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 1. 新课聚焦 展示图片，提问：把气球充足气放开，气球会怎 样运动？ 教师：我们看到气球会无规律的乱飞。 教师组织学生多次尝试放飞气球。 仔细观察松手的瞬间，气球真的是“无规律“的 乱飞吗？ 我们能用气球驱动小车吗？ 板书课题《用气球驱动小车》 四处乱飞 学生表达想法 希望学生在生活 经验和玩气球的 过程中，描述气 球的反冲现象， 为后续了解反冲 力做铺垫，也可 以启发学生把气 球产生的动力应 用 在 推 动 小 车 上。 2. 科学探索 探索一：研究喷气的气球 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。 1.把手放在气球口，感受喷出的气体 2.把手放在气球上方，感受气球上升的力 播放视频《气球运动方向与气体喷出方向的关系 》 记录数据： 实验分析： 手在气球口能感受到有气体垂直喷在手掌，并能 感受到气体推动手掌的力，说明气体是顺着气球 口方向喷出的，喷出的气体具有推力。手在气球 上方能感受到气球推动手掌向上运动，说明气球 具有向上的力。 实验结论：气球喷出时产生了一个与喷出方向相 反的推力，推动气球向相反方向运动。 【点拨】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。 探索二 组装喷气小车，让小车动起来 步骤： 1.在小车的一端横梁中间安装喷管支架。 2.把气球安装在喷气嘴上，接着把喷管安装在喷 管支架上。 多次尝试，感受 气 球 喷 出 的 气 体。 观看视频 填写活动手册 按照步骤完成小 车的组装 引导学生体会气 球喷气时产生的 反冲力，学生将 手放在气球上方 能感受到气球喷 气 时 产 生 的 推 力，利用这个推 力能作为小车的 动力。 自己动手组装小 车，并使小车运 动起来，提高学 生 动 手 操 作 能 3.夹住气球颈部，不让气体漏出。 4.迅速松开手指，观察小车运动。 播放视频《组装喷气小车且使小车运动》 实验分析： 气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相 反的反冲力。正是这个力，使小车运动起来。 实验结论： 在这个装置中，我们利用气球喷出的气体产生的 反冲力让小车运动起来。 探索三：测试我们的气球小车能行驶多远 实验材料：大小不同的气球，粗细不同的喷管， 组装小车 思考问题： 1.用大气球还是小气球？ 2.喷管用粗的还是细的？ 实验步骤： 分成四组，A 组测试大气球和粗喷管小车行驶的 距离；B 组测试小气球和粗喷管小车行驶的距离； C 组测试大气球和细喷管小车行驶的距离；D 组 测试小气球和细喷管小车行驶的距离。四个小车 同时从起点释放小车，记录小车的位置。 播放视频《怎样使小车运动的更远》 实验记录： 实验分析: 在理论上，气球储存的气体越多，喷管越细，反 冲力持续的时间就越长，小车理应行驶的越远。 观看视频 思考问题 按照实验步骤完 成实验内容。 观看视频 力，加深了对气 球喷出气体产生 反冲力的理解。 通过对比实验， 更容易对比实验 数据，得出相关 结论。 在研究过程中， 引导学生发现理 论上的想法在实 践中不一定是正 确的，要培养学 生尊重事实，重 视实践的科学态 度。 但在实验过程中，气球过大会加重小车的车身， 喷管过细，产生的反冲力太小，不足以推动小车。 喷管过粗，释放空气太快，并且容易导致气流不 稳，使小车偏离行驶路线，导致直线距离缩短。 因此，应选择适当粗细的喷管和适当大小的气 球，才能使小车行驶得更远。 实验结论： 较大的气球和较细的喷管能让小车行驶的更远。 3. 科学研讨 研讨一：气球是怎样使小车向前运动的？ 【点拨】小车是靠气球的反冲作用运动的。反冲 运动的特点是当物体内部有气体等物质喷出时， 这个物体会运动起来，运动的方向与喷出物质的 方向相反。 研讨二：怎样改进使我们的小车行驶的更远？ 【点拨】使小车行驶得更远的方法： 方法 1：使用更大的气球 方法 2：安装多个气球 方法 3：减轻小车的质量 方法 4：寻找更光滑的行驶路面 方法 5：使小车车轴转动更灵活 ...... 交流、讨论、回 答 交流、讨论、回 答 通过实验数据帮 助学生证明自己 的推测，意识到 把实验事实转化 为支持观点的证 据，让学生发现 反冲力越大，动 力越足，小车行 驶得更远。 4.拓展提高 反冲力在生活中的应用 喷气式飞机、火箭都是靠喷气发动机产生的反 冲力运动的。我们还知道哪些反冲力的例子？ 喷灌装置： 农田、园林的喷灌装置能够一边水一边旋转，既 能均匀浇灌，又能扩大浇灌范围。这是因为喷口 的朝向略微偏离半经方向，所以水从喷口喷出 教科书中对反冲 力的表述，止于 举 例 说 明 的 水 平，只要学生能 举出反冲力运动 的 例 子 就 可 以 了。 教科版四上第三单元第 3 课《用橡皮筋驱动小车》教学设计 课题 用橡皮筋驱动小车 单元 三 学科 科学 年级 四 教材 分析 《用橡皮筋驱动小车》是四年级上册《运动和力》单元的第 3 课。教科书从一组橡皮筋图片 引入，引导学生认识到拉长的橡皮筋具有能量，释放后可以产生动力——弹力，由此引出本 课的主题“用橡皮筋驱动小车”。 本课由四部分组成。第一部分“聚焦”环节，让学生回顾玩橡皮筋的感觉，思考“能用橡皮 筋驱动小车吗”。第二部分“探索”环节，第一个活动引导学生组装橡皮筋小车，第二个活 动主要研究橡皮筋产生的动力大小与小车运动距离的关系。第三部分“研讨”环节，这部分 时，喷管因反冲力而旋转。 烟花爆竹： 烟花爆竹以火药为主要原料，引燃后通过燃烧或 爆炸，产生反冲力，飞上天空，并产生光、声、 色、型、烟雾等观赏效果，是具有易燃易爆危险 的物品。 播放视频《水火箭制作》 观看视频 作业布置 完成同步练习题 课后作业 课堂小结 通过这节课的学习，我们知道了气球里的气体喷 出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个 力叫反冲力；学会了组装用气球反冲力作为动力 的小车，研究了小车运动快慢与反冲力大小的关 系；体会到可以用反冲里作为动力驱动车辆、火 箭、飞机等物体运动，满足人们生产生活的需要。 思考小结内容， 巩固学习知识。 板书 3.2 用气球驱动小车 板书设计 主要包括两个讨论问题：第一个问题是通过实验，让学生认识到橡皮筋缠绕后被拉伸产生的 弹力为小车运动提供了动力；第二个问题指向小车行驶远近与其动力大小的关系。第四部分 “拓展”环节，教科书利用图片，为“如何让橡皮筋产生不同大小的力”这一问题提供了指 导，进一步引导学生了解：在橡皮筋可承受范围内，被拉得越长形变越大，产生的弹力也越 大，资料部分对橡皮筋产生的力做了科学的解释。 在前两课学习了用拉力、反冲力作为动力驱动小车后，本课要学习另一种力——弹力。本课 仍以“动力”和“小车运动”为线索进一步研究运动和力，主要让学生了解弹力的效果和产 生的条件。以橡皮筋为例，通过实验来了解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。 学情 分析 橡皮筋是学生熟悉的物品，也经常使用，比如发射小球、拴系袋子、制作模型时的连接…… 但是，如何将橡皮筋作为小车的动力，这个动力来自于哪里，这种动力对小车的行驶产生什 么影响，这些问题学生还不太明白，但却十分感兴趣。因此，本课以“如何用橡皮筋驱动小 车”作为教学起点，进一步发展学生研究运动和力的兴趣，也为后续制作小车的教学活动奠 定基础。 学习 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。 4. 会安装用橡皮筋作动力的小车。 5. 探究橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离的关系。 6. 发展进一步研究运动和力的兴趣。 7. 认同收集数据作为证据、进行解释的重要性。 8. 体会到不同小车具有不同类型的动力。 9. 认识到改变橡皮筋的弹力大小会对小车的运动有影响。 重点 安装橡皮筋小车，研究橡皮筋缠绕圈数与小车行驶距离的关系。 难点 收集数据说明橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离的关系。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 问题导入，我们都玩过橡皮筋，拉一拉会有什么感觉？我们 能用橡皮筋驱动小车吗？橡皮筋是一种用橡胶与乳胶做成 的短圈，一般用来把东西绑在一起。具有伸长率大、回弹性 好、价格低、使用方便等特点。用手拉一拉，会感觉到橡皮 筋富有弹性，拉伸后可以缩回复原。利用橡皮筋的这种弹性 学生交流 讨论，对 之前所学 内容进行 总 结 回 旨在了解学 生是否掌握 反冲力驱动 小 车 的 概 念。 可以驱动小车。把橡皮筋缠绕在小车车轮的轴上，松开转动 车轮的手，橡皮筋就会带动车轮转动，从而使小车运动起来。 顾。 讲授新课 组装用橡皮筋驱动的小车。实验材料:小车、车轴、车轴套、 橡皮筋。制作步骤:(1)把橡皮筋连接起来，一端固定在车架 上，另一端固定在车轴上。 （2）转动车轮，让橡皮筋在车轴上缠绕，松开手车轮就会 转动。 制作须知:(1)橡皮筋套在车架上稍拉伸后，接近车轴位置， 不要太长，也不要太短。太长了，缠绕的前一两圈没有弹力； 太短了，多缠绕几圈弹力就太强，车轮容易打滑。(2)如果 车轮多缠绕几圈橡皮筋后开始打滑，可以给小车加上一些重 物，如在小车上加一些钩码，直到小车可以顺利向前运动。 制作原理:实验用的小车车轮与车轴是固定连接在一起的， 车轴转动就会带着车轮一起转动。我们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,从而使小车运动起来。 小车行驶方向与橡皮筋在车轴上缠绕方向的关系。 当我们把橡皮筋往后绕时,松开转动车轮的手,橡皮筋就会 回缩，从而带动车轴向前转动，使小车前进。 当我们把橡皮筋往前绕时，松开转动车轮的手，橡皮筋就会 回缩，从而带动车轴向后转动，使小车后退。 研究橡皮筋在车轴上缠绕的圈数与小车行驶距离的关系。 先推测一下橡皮筋在车轴上缠绕的圈数与小车行驶的距离 组装橡皮 筋小车过 程按照组 装方法， 将橡皮筋 小车组装 完毕，并 试验小车 是否可以 运动。 各小组分 别实验， 总 结 关 系。 每次实验 都要从同 一起点开 始，用软 尺测量出 行驶的距 解决橡皮筋 能否带动小 车轮子转动 这个问题。 在用橡皮筋 带动小车轮 子转动方面 应引导学生 思考，为后 续制作小车 时解决动力 方式提供支 持。 有什么关系，然后设计实验检验我们的推测。 实验目的:研究橡皮筋在车轴上缠绕的圈数与小车行驶距离 的关系。实验猜想:橡皮筋在车轴上缠绕的圈数多，小车行 驶得______；橡皮筋在车轴上缠绕的圈数少，小车行驶得 ______。(填“远”或“近”) 实验材料:安装好的小车一辆、软米尺一个、橡皮筋若干、 记录表一份。 实验步骤:(1)确定一人为操作员，两人为测量员，一人为记 录员。(2)在小车的车轴上缠绕不同圈数的橡皮筋来做对比 实验。建议缠绕的圈数为 10、15、20 圈，相同圈数各实验 3 次。(3)每次实验都要从相同的起点开始，并要准确找到终 点，用软米尺测量出距离并及时填好记录表。 实验记录： 实验分析:橡皮筋缠绕多圈时要比缠绕圈时产生的力大，因 此作用在小车上的力就大。橡皮筋在车轴上缠绕的圈数多， 小车行驶得远；橡皮筋在车轴上缠绕的圈数少，小车行驶得 近。实验结论:在一定的限度内，橡皮筋在车轴上缠绕的圈 数多，它的弹力大，作用在小车上的时间长，小车行驶得远； 离 , 并 及 时在活动 手册上记 录。 缠绕不同 圈数进行 实验，相 同圈数实 验。 3 次， 求 平均值。 并记录分 析。 研 讨 任 务 : 各 小 组之间依 据记录单 的实验数 据 , 思 考 并讨论研 讨 问 题 , 用数据或现 象 进 行 解 释，发展学 生的证据意 识，让实验 取得的证据 与实验结论 联系起来。 橡皮筋在车轴上缠绕的圈数少，它的弹力小，作用在小车上 的时间短，小车行驶得近。观看视频资料《小车运动距离与 橡皮筋缠绕圈数的关系》、《橡皮筋缠绕圈数与小车行驶距离 的而关系》。 使车轮转动的力来自哪里？使车轮转动的力来自橡皮筋的 弹力。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。如手拉橡皮筋时也会感到橡皮筋反抗拉伸的 力，这种力就是弹力。生活中弹力实例有很多，如衣裤松紧 带、弓箭、拉力器、弹弓等。 橡皮筋在车轴上缠绕的圈数与小车行驶的距离有什么关 系？为什么会有这样的关系？在一定的限度内,橡皮筋在车 轴上缠绕的圈数越多，小车行驶得越远。因为橡皮筋缠绕的 圈数越多，它产生的弹力越大，作用在小车上的时间越长， 小车行驶得也就越远。 尝试让橡皮筋产生不同大小的力。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。我们用力拉动拉 力器，会感到弹力，这是由于物体被拉伸导致的；我们按压 弹簧时，会感到弹力，这是由于物体被压缩导致的……这些 现象都是由于形状改变产生弹力导致的。人们利用弹力还可 以做很多事情。如球类、撑杆跳、蹦床、衣裤松紧带、弹弓、 弓箭、拉力器等都是利用了物体的弹力。准备 3 根细绳、6 根橡皮筋、7 个质量相同的钩码，如图所示安装好实验装置， 我们会观察到，挂的钩码越多，橡皮筋伸长得越长，它的弹 力就越大。此时虽然每组橡皮筋都是两根，但是产生了不同 大小的力，力的大小我们可以依据钩码的数量来判断。 总结出研 讨结果。 想办法使 橡皮筋产 地不同的 力。 关于“弹力” 科 学 的 解 释，符合学 生对概念理 解从形象到 抽象的思维 水平。 教科版四上第三单元第 4 课《弹簧测力计》教学设计 课题 弹簧测力计 单元 三 学科 科学 年级 四 教材 简析 《弹簧测力计》是四年级上册《运动和力》单元的第 4 课。教科书从拔河比赛入手，引领学 生体会拔河比赛时双方之间力的大小的较量，由此聚焦本课的研究主题——测量力的大小。 本课由四部分组成。第一部分“聚焦”环节，力是有大小的，要想知道力有多大，需要用到 测量力大小的工具——弹簧测力计，本课的问题聚焦在认识弹簧测力计上。第二部分“探索” 环节，包含两个活动：第一个活动是初步认识弹簧测力计的结构，包括感受弹簧测力计是利 用弹簧“受力大，伸长长”的特征制作的；第二个活动是用弹簧测力计测量力的大小，这是 本课的重点。第三部分“研讨”环节，主要包括两个关键的讨论问题：第一个问题旨在让学 生明确弹簧测力计的使用方法和简单原理；第二个问题主要是引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迁移到不同的情境中。第四部分“拓展”环节，用 橡皮筋制作弹簧测力计，学生通过制作活动加深对弹簧测力计的原理，以及测力计的刻度和 力的单位“牛顿”的认识。 观看视频资料《生活中的弹力》。 课堂小结 通过本节课的学习，我们知道了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。 板书 3 用橡皮筋驱动小车 小车行驶距离越远（近） 橡皮筋缠绕圈数越多（少） 产生的弹力越大（小） 作用的时间越长（短） 弹力：橡皮筋缠绕发生形变，产生弹力 在前面三课学习并了解拉力、反冲力、弹力对物体的作用之后，本课继续帮助学生认识力的 大小是可以测量的，明白测量力大小的工具是弹簧测力计，并学会使用弹簧测力计测量力的 大小。 学情 分析 在生活中，弹簧测力计常常被叫做弹簧秤。学生对弹簧并不陌生，也见过用弹簧秤称量物体 的重量，但对弹簧测力计用于测量力的大小却比较陌生，容易与托盘天平混淆，有部分同学 会选择托盘天平来测量力的大小。因此，建议教师在教学时，要加深学生对测量力的工具的 认识。学生比较容易掌握用弹簧测力计测量力的大小，但对力的单位“牛”的单位量感还比 较弱，在估测和实测物体力的大小活动中要逐渐引导学生建立起对力的大小“牛”的感知。 学习 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。 3. 认识弹簧测力计的基本结构。 4. 使用弹簧测力计测量力的大小。 5. 发展进一步研究力的兴趣。 6. 树立细致、有步骤工作的态度。 7. 体会到不同测量工具可以解决不同的现实问题。 8. 用弹簧测力计可以测量物体的重力。 重点 使用弹簧测力计测量力的大小。 难点 学生能够在实践中建立起“牛”大小的概念。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 你认识弹簧测力计吗？研究运动和力时，往往需要知道力 的大小，弹簧测力计就是测量力的大小的一种工具。观看 视频资料《弹簧测力计》、《测量力的大小》。 学生任务:各 小组进行讨 论和分析， 回答问题。 通 过 学 生 的 讨 论 与 交 流 了 解 学 生 是 否 了 解 测 量 力。 讲授新课 认识弹簧测力计。1.弹簧测力计的基本构造及各部分的作 用。弹簧测力计（弹簧秤）就是测量力的大小的工具。 提环——当拉手用，方便提拉重物。 弹簧——受力时弹簧伸长，产生弹力。 指针——指示出力的大小。 针对弹簧测 力计准备交 流与讨论。 认 识 弹 簧 测 力 计 的 主 要 构 造 是弹簧，利 用 “ 受 力 刻度板——标明力的刻度值。 挂钩——挂被测量的物体。 2. 弹簧测力计的原理。用力慢慢拉弹簧，可以看到弹簧随 着拉力的变大逐渐伸长；拉力慢慢减小弹簧逐渐缩短。由 此可见，弹簧受力越大，伸长越长；受力越小，伸长越短。 结论：弹簧测力计是利用弹簧“受力越大，伸长越长；受 力越小，伸长越短”的原理来测量力的大小的。 3. 认识刻度板。（1）认识力的单位。力的单位是牛顿，简 称牛，用符号 N 表示。它是以英国著名物理学家牛顿的名 字命名的。（2）认识最大测量值。不同的弹簧测力计有不 同的最大测量值，我们在用弹簧测力计测量力的大小的时 候，不能超过这个弹簧测力计的最大测量值。弹簧测力计 的最大测量值就是它的量程。（3）认识分度值。弹簧测力 计刻度板上一小格表示的力的数值，就是该弹簧测力计的 分度值。①应该弄清刻度板上每一大格代表多大的力，每 一小格代表多大的力。②读数时，注意弹簧测力计刻度板 上的刻度每一小格代表 0.1N 的力。观看视频资料《认识弹 簧测力计》、《如何使用弹簧测力计》。 用弹簧测力计测量力的大小。 1.正确使用弹簧测力计。 （1）拿起测力计，先检查指针是不是指在“0”的位置； （2）读数时，视线与指针相平； （3）测量的力不能超过测力计刻度标出的最大数量。 2.学会用弹簧测力计测量不同轻重的物体对它拉力的大小。 实验目的:学会用弹簧测力计测量不同轻重的物体对它拉力 的大小。实验材料:一个量程为 10N 的弹簧测力计，一个钩 学生实验， 填写实验记 录表。 大 ， 伸 长 长”的特征 制 作 测 量 力 大 小 的 工具，因此 给 学 生 的 测 力 计 建 议 使 用 能 看 见 弹 簧 伸 长 变 化 的。 码，一个笔袋 ,个空水杯，一串钥匙，一张记录单。实验步 骤:(1)用手拉一拉弹簧测力计，分别使指针指到 1N、2N、 5N 等，感受不同大小的力。(2)用弹簧测力计测量不同轻重 的物体对它拉力的大小。先估测一个物体对弹簧测力计拉 力的大小，记录下来，然后用弹簧测力计进行测量。实验 记录: 物体名称 估测力的大小 实测力的大小 科学课本 4.5N 3.5N 笔袋 2N 1.7N 一瓶 500 毫升的 矿泉水 5N 4.9N 实验材料:弹簧测力计可以较为准确地测量出一些物体对它 拉力的大小，这个拉力也就是物体本身的重力。观看视频 资料《用弹簧测力计测量力的大小》。 弹簧测力计的弹力是怎样产生的？怎样使用弹簧测力计测 量力的大小？物体挂在挂钩上，使得弹簧自然伸长，从而 产生弹力；使用弹簧测力计时先调零，测量之前要进行估 测，选择适当量程的弹簧测力计…… 生活中哪些地方还有弹力?这些弹力是怎么产生的？ 撑杆跳高是田径运动项目之一，运动员双手握住一根杆子, 经过快速地助跑后，借助杆子反弹的力量，使身体腾起,跃 过横杆。横杆的另一面经常放一层厚厚的海绵垫，运动员 落在上面，以免摔伤。撑杆是借助杆子弯曲后产生的弹力， 而海绵垫在受到压力变形后也会产生向上的弹力。健身球 是用橡胶制成的充气球，富有弹性，能承重 400 千克，可 以用来做健身球操，训练胸、腹、背、臀、腿等处的肌肉。 准备测量的 物品。 强调先估 测，再实测。 估测一个， 实测一个。 多测量一些 物体后，要 尽量估计得 准确一些。 测量完材料 盒里的物品 后，测量自 己身边的物 品。 通过比较体 验不同物体 的重力大 小。 健身球的弹力是由橡胶及球内空气受压后产生的。跳板是 跳水池边伸出水面之上供跳水用的长板，它利用长板受压 弯曲后产生的弹力，将人弹起。蹦床是儿童经常接触的娱 乐及运动设施，它是由网面及四周的弹簧受力变形后产生 弹力使上面的人高高弹起的。 生活中的弹力 (班级记录表) 撑杆和海绵垫 杆子弯曲及海绵垫受压变形后产生的弹力 健身球 橡胶及球内空气受压后产生的弹力 跳板 长板受压弯曲后产生的弹力 蹦床 网面及四周的弹簧受力变形后产生的弹力 鼠标 内部弹簧受压后产生的弹力 头绳 橡皮筋受力变形后产生的弹力 弓箭 弓柄受力变形后产生的弹力 ...... ...... 用橡皮筋、硬纸板、曲别针制作一个测力计。怎样标画出 这个测力计的刻度呢?1.制作橡皮筋测力计。制作材料:曲别 针、硬纸板、橡皮筋、标准物(如钩码)、笔、直尺等。 制作方法:用曲别针把橡皮筋一端固定在硬纸板上，另一端 用曲别针当挂钩，用笔标出橡皮筋静止时最下端的刻度(0)。 2.正确标画出橡皮筋测力计的刻度的方法。先用钩码等已知 质量的物体作重物,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。3.两 种不同方法制作的测力计的特点。(1)用一根较细、较长的 橡皮筋可以制作比较灵敏的橡皮筋测力计,用来测量较小的 力。(2)用一根橡皮筋制作的测力计的特点:橡皮筋弹力小； 最大测量值小些；同样大的力，刻度大些，测量精确度高 些。(3)用两根橡皮筋制作的测力计的特点:橡皮筋弹力大； 学 生 先 交 流。 学生自制橡 皮 筋 测 力 计。 学 生 通 过 橡 皮 筋 测 力 计 的 制 作活动，加 深 对 弹 簧 测 力 计 的 原理、刻度 和 力 的 单 位“牛顿” 的认识。 教科版四上第三单元第 5 课《运动与摩擦力》教学设计 课题 运动与摩擦力 单元 三 学科 科学 年级 四 教材 简析 《运动与摩托力》是四年级上册《运动和力》单元的第 5 课。教科书呈现了古人用滚木搬运 重物的场景，提示学生思考这种运动方式是如何满足人类生产生活的需要的，由此引入本课 的研究问题“人们在搬运重物的过程中会产生巨大的摩擦力，怎样才能减小这种摩擦力”。 最大测量值大些；同样大的力，刻度小些，测量精确度低 些。 课堂小结 通过本节课的学习，我们认识了弹簧测力计的基本结构， 如何使用它测量力的大小。还知道了力有大小和方向，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及力的单位是牛顿。 板书 弹簧测力计 弹簧测力计的构造 调零、平视、量程 弹簧测力计的原理：受力大，伸长长 力的单位：牛顿，符号“N” 本课由四部分组成。第一部分“聚焦”环节，认识物体在运动中产生并受到的摩擦力，怎样 才能减小这种摩擦力。第二部分“探索”环节，教科书设置了情境，学生通过模拟生活中搬 运重物的过程，探索搬运重物时哪种运动方式最省力，也就是比较不同运动方式下的摩擦力 大小。这部分包括三个体验活动：第一个活动是测量物体直接滑动受到的摩擦力大小；第二 个活动是模仿古人用滚木搬运物体时受到的摩擦力大小情况； 第三个活动是给物体装上轮 子后，从静止到运动需要克服的摩擦力大小。第三部分“研讨”环节，包含两个问题：第一 个问题引导学生比较在不同方式下，物体运动产生的摩擦力情况；第二个问题学生列举生活 中需要增大或减小摩擦力的例子。第四部分“拓展”环节，将视野拓宽到交通工具上，持续 探索各种交通工具是怎样减小摩擦力的，学生在玩气垫船模型和磁悬浮陀螺的过程中，了解 气垫船和磁悬浮列车是怎样减小摩擦力的。 本课主要帮助学生认识到物体在运动过程中会受到摩擦力的阻碍，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。 学情 分析 在学生的生活经验中，对“摩擦力”这个词已经比较熟悉，对物体运动会受到摩擦力的现象 也不陌生。但是，对“摩擦力是在什么情况下产生？如何知道摩擦力的大小？如何减小摩擦 力？”等问题并没有多做思考，因此本课将以此作为学习的起点。本单元的第 1 课已为本课 的探索情境做了铺垫，第 1 课主要是研究多大的拉力能使小车运动起来，以及用更大的拉力 后，小车运动的快慢会怎样变化，本课将研究重点转移到刚好使物体运动起来的拉力就相当 于它受到的摩擦力。学生弄清楚这个知识点后，在后续的 “利用垫圈个数表示测量摩擦力 大小”的活动中，才会有更好的实践体验。 学习 目标 1. 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。 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，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的 摩擦力大。 4. 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。 5. 会用轮子改装小车。 6. 会研究物体受到的摩擦力与不同运动方式的物体之间的关系。 7. 能用实验数据证明自己的推测。 8. 尝试用不同的思路、方法完成科学探究。 9. 意识到轮子的发明将物体的运动改变成用滚动的方式前进，这是技术上的巨大进步。 10. 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。 重点 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。 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。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 视频导入，观看《英国“巨石阵”之谜》。这么巨大的石头， 古人在没有大型机械的情况下是如何搬运的呢？当我们看 到雄伟的古代建筑时可曾想过，古人在没有大型机械的情况 下是如何搬运巨石等重物的？人们在搬运重物的过程中会 产生巨大的摩擦力，怎样才能减小这种摩擦力呢？我们在推 动箱子的时候，会遇到一定的阻力。物体越重，遇到的阻力 就越大。人们在搬运重物的过程中会产生巨大的摩擦力，怎 样才能减小这种摩擦力呢? 学生观看 视 频 资 料，小组 研讨、交 流，小组 代表回答 问题。 使学生明确 本课主要的 研究问题是 “怎样减小 摩擦力”。 讲授新课 我们来模拟搬运重物的过程。硬纸盒内放入橡皮、胶棒等“重 物”，通过垫圈拉动它在粗糙的平面上运动一段距离。 1.直接用硬纸盒在木板上搬运重物。硬纸盒内放入橡皮、胶 棒等“重物”，通过垫圈拉动它在木板上运动。 实验材料:木板、硬纸盒橡皮、胶棒、垫圈、滑轮、托盘等。 实验步骤:(1)小组分工:确定四人为个小组，一人控制硬纸 盒，一人往托盘里放置垫圈，一人为口令员，一人为记录员。 (2)标明硬纸盒运动的起点和终点，每次实验都要从起点开 始，到终点结束。(3)将硬纸盒放在木板上，里面放入橡皮 胶棒等“重物”,然后按下图装上滑轮和托盘。(4)从一个垫 圈开始，往托盘里一个一个地增加垫圈个数，当硬纸盒开始 运动时，记录下垫圈的数量。(5)重复做 3 次实验。 实验记录： 次数 垫圈个数（个） 第一次 10 第二次 11 第三次 13 实验分析:在这个实验中，我们通过不断增加垫圈来感受硬 纸盒受到到的阻力，只是改变了“力”的大小，即垫圈的数 学生先思 考、交流， 直 接 拉 动、模拟 古 人 用 “滚木” 拉动和利 用现代技 术安装轮 子拉动。 通过探究实 验，增加学 生的学习兴 趣。 自然引入接 下来的实验 ——变滑动 摩擦力为滚 动摩擦力， 以此来比较 两种摩擦力 的大小。 量。硬纸盒受到一定大小的力才能运动起来，当垫圈很少时， 这个力不够大，硬纸盒不运动。实验结论:当垫圈很少时， 硬纸盒在阻力作用下保持静止；当垫圈数量达到定个数时， 硬纸盒开始运动。 2.认识摩擦力。上面这个实验中，当垫圈很少时，硬纸盒不 运动，这是因为硬纸盒受到了阻力。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，运动物体往 往会受到一种阻碍运动的力，这种力叫摩擦力。 生活中，摩擦力无处不在。自行车能刹车；滚动的足球慢慢 停下来；木匠用砂纸将木板打磨平滑；人们洗手时双手摩擦 把手上的灰尘洗掉。洗衣机转动使衣服和水产生摩擦；吃东 西时牙齿和食物发生摩擦；用拖把擦地；用黑板擦擦黑板； 拉小提琴、二胡……都会产生摩擦力。在我们的生活中只要 物体相互接触就很有可能产生摩擦力。 模拟在滚动物体的表面搬运重物。 1.用铅笔作“滚木”放在硬纸盒下搬运重物。 实验材料:木板、硬纸盒、橡皮、胶棒、垫圈、滑轮、托盘、 铅笔若干等。实验步骤:(1)小组分工:确定四人为一个小组， 一人控制硬纸盒， 一人往托盘里放置垫圈，一人为口令员， 一人为记录员。(2)标明硬纸盒运动的起点和终点，每次实 验都要从起点开始，到终点结束。(3)继续使用上一个实验 的装置，这次用铅笔作“滚木”放在硬纸盒下。(4)从一个 垫圈开始，往托盘里一个一个地增加垫圈个数，当硬纸盒开 始运动时，记录下垫圈的数量。(5)重复做 3 次实验。 实验记录： 次数 垫圈个数（个） 学 生 实 验，记录， 并自由交 流想法。 通过三种方 式下物体的 运动，将摩 擦力的大小 用垫圈数量 的多少进行 量化，是学 生进一步认 识摩擦力的 大小与物体 的运动方式 有关。 第一次 8 第二次 7 第三次 8 实验分析:这次实验改变的是硬纸盒与木板之间的接触面， 之前是直接接触，这次硬纸盒与木板之间放置了“滚木”， 变滑动摩擦力为滚动摩擦力，使硬纸盒运动起来的阻力减 小，即垫圈数量减少，说明滚动的摩擦力小。实验结论:滚 动摩擦力比滑动摩擦力小。 2.滚动摩擦与滑动摩擦。一个物体在另一个物体的表面滑动 时，在两个物体的接触面上产生的阻碍作用，叫作滑动摩擦， 如用粉笔在黑板上写字、滑冰等运动方式都是滑动。 模拟用轮子搬运重物。 1.给硬纸盒安上轮子，往托盘里逐渐增加垫圈，当硬纸盒开 始运动时，记录下垫圈的数量。实验材料:木板硬纸盒、橡 皮、胶棒、垫圈、滑轮、托盘、轮子等。实验步骤:(1)小组 分工:确定四人为一个小组，一人控制硬纸盒，一人往托盘 里放置垫圈，一人为口令员，一人为记录员。(2)标明硬纸 盒运动的起点和终点，每次实验都要从起点开始，到终点结 束。(3)继续使用上一个实验的装置，这次给硬纸盒安上轮 子。(4)从一个垫圈开始，往托盘里一个一个地增加垫圈个 数，当硬纸盒开始运动时，记录下垫圈的数量。重复做 3 次实验。实验记录： 次数 垫圈个数（个） 第一次 5 第二次 4 第三次 5 小组讨论比较三种方式下摩擦力的大小，说出判断依据，最 终得出结论。实验分析:安上轮子后，变滑动摩擦力为滚动 摩擦力，使物体运动起来的摩擦力更小。实验结论:滚动的 摩擦力小，滑动的摩擦力大。 我发现：搬运重物时，直接滑动，产生的摩擦力最大，使用 的拉力最大，使用“滚木”，产生的摩擦力比较粘，使用的 拉力比较小，使用轮子，产生的摩擦力最小，使用的拉力最 小。观看视频资料《测量摩擦力》。 2.轮子——运用滚动摩擦的伟大发明。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。 1.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？通过实验，我们知道直接在物体的表面搬运重物 时，重物与物体接触面面积最大，产生的摩擦力也最大。安 上轮子后搬运起来最省力。安上轮子后，变滑动摩擦力为滚 动摩擦力，使重物运动起来的摩擦力更小。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？自行车轴承 的摩擦力大小直接影响车轮转动的速度，这种摩擦对人们无 益，所以要减小轴承的摩擦力，可以通过增加滚珠，添加润 滑剂的方式减小轴承的摩擦力。走路时，人们通过脚底与地 面的摩擦来行走，摩擦力大，走起路来更稳。增加鞋底花纹 的粗糙程度，可以增大摩擦力,这种摩擦力对行走者有益。 此外，雪天地滑，摩擦力小，对人们无益，应该及时清理积 雪或者穿上防滑效果好的鞋。橡胶轮胎上面的深花纹，可以 增加轮胎与地面之间的摩擦力，对人们有益，如果经常行驶 在湿滑的路面上，应该增大摩擦力，如冬天更换雪地胎。自 行车手柄上的花纹、运动员手上擦“镁粉”、在大理石地面 铺粗糙的地毯等都是为了增大摩擦力；给机器上润滑剂、将 轴承抛光等都是为了减小摩擦力。观看《没有摩擦力的世界 学生将实 验数据和 发现记录 在活动手 册上。 学生汇报 实 验 数 据。 学 生 举 例，并把 学生的想 法记录在 “生活中 的 摩 擦 力”班级 记 录 表 中。 通过研讨， 进一步认识 到物体所受 摩擦力的大 小与物体的 运动方式有 关。并正确 认识变滑动 摩擦力为滚 动摩擦力之 后更省力， 搬运重物效 果 效 果 更 好。在生活 中，可以采 用适当的方 法增大或减 教科版四上第三单元第 6 课《运动的小车》教学设计 课题 运动的小车 单元 三 学科 科学 年级 四 学习 目标 1. 运动的物体具有能量，物体运动的速度不同，具有的能量也不同。 2. 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。 3. 通过观察敲击实验和撞击实验，认识运动的物体具有能量。 4. 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。 5. 发展研究能量的兴趣。 会怎样》视频资料。 查阅资料，了解各种交通工具都是怎样减小摩擦力的。 1.气垫会使船体的浮力增加，没入水中的部分减少，从而把 船体与水的摩擦转变成船体与空气的摩擦。我们知道空气的 摩擦力是很小的，所以有效地减少了阻力，这实际上是减小 了接触面的粗糙程度，空气非常稀薄，可以看作是很光滑的。 2.磁悬浮列车是通过在一定条件下，车体与轨道之间由于磁 极同极相斥的原理而避免直接接触，减小了摩擦力。 学生制作 气垫船模 型、磁悬 浮陀螺。 小摩擦力。 课堂小结 通过本节课的学习，我们知道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。 板书 6. 意识到通过实验结果作为证据而形成观点。 7. 体会到生活中能量无处不在，并且以各种形式存在。 重点 通过观察敲击实验和撞击实验，了解能量的存在。 难点 通过对比观察、测量，发现不同速度的运动物体具有不同的能量。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 视频导入，观看《中国超级跑车锦标赛》视频资料。运动 的小车或其他物体有能量吗？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……它们都具有能量。 运动的物体 能量表现 飞行的子弹 击穿物体 踢飞的足球 打碎玻璃 呼啸的狂风 将大树连根拔起 奔腾的江水 驱动水轮转动 运动的汽车撞在树上或其他物体上，会产生破坏，说明运 动的汽车具有很大的能量；气球运动起来也可以带动其他 物体，所以运动的气球也有能量。表示物体做功能力大小 的物理量，可分为动能、势能(重力能)、热能(热量)、电 能、光能、化学能(化学变化产生的能量)、核能等。一种 能量形式可以转换为另一种能量形式。如踢出去的足球打 碎玻璃，这是足球动能的作用；电力可以带动洗衣机运转， 这是电能的作用。 学 生 观 看 视 频 资 料 并思考、交 流 哪 些 现 象 能 说 明 小 车 具 有 能量，再列 举 其 他 具 有 能 量 的 物体。 为学生提供 一些生动的 运动现象，引 发学生思考: 什么样的物 体具有能量? 通过什么现 象，可以说明 物体具有能 量?能量对我 们的生活有 什么影响? 讲授新课 敲击实验。 实验目的：体验挥动橡皮槌带来的能量。 实验材料：橡皮槌、音叉。实验步骤:(1)第一次用橡皮槌 轻轻地敲击音叉，仔细听音叉发出的声音并用手触摸音叉。 (2) 第二次用橡皮槌重重地敲击音叉，仔细听音叉发出的 声音并用手触摸音叉。(3)说一说两次实验的现象有什么不 学生实验， 交 流 总 结 实验结果。 第 一 个 活 敲击实验，需 要学生用感 官去观察、判 断，通过观察 声音的大小 来推断能量 的大小。第二 同。 实验记录:橡皮槌敲击实验记录单 敲击次数 敲击程度 实验现象 第一次 轻轻地敲击 音叉发出轻微的响声，用手 触摸音又有振动的感觉 第二次 重重地敲击 音叉发出急促的响声，用手 触摸音叉，振动感觉明显加 快、变强 实验结论：挥动的橡皮槌具有能量，而且速度越快，能量 越大。观看《敲击实验》视频资料。 撞击实验。从三个不同坡度的斜面上释放小车，让小车滑 下后撞击水平面上的木块。测量、记录木块每次被撞后滑 行的距离。实验目的:探究小车的运动速度与撞击力量的关 系。实验材料:小车木块、木板、三个不同坡度的斜面、小 旗或其他标记。实验步骤:(1)安装实验器材，用小旗或其 他标记记录木块的起始位置，让小车从第一个比较高的坡 度的斜面上自由滑下来，释放小车去撞击木块，在木块被 撞后的位置再放置一个小旗或其他标记，测量两个小旗或 其他标记之间的距离。 (3) 让小车从第二高的坡度的斜面(高于第一次)上自由滑 下来，记录木块被撞前后的位置，均用小旗或其他标记标 记,测量两个小旗或其他标记之间的距离。(3)让小车从第 三高的坡度的斜面(高于第二次)上自由滑 下来，记录木块 被撞前后的位置，均用小旗或其他标记标记，测量两个小 旗或其他标记之间的距离。实验记录单： 实验次数 木块被撞距离 动 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。运 动 的 物 体 所 具 有 的 能量，通过 转 化 成 声 音 的 大 小 来体现。 第 二 个 活 动 是 撞 击 实验，需要 学 生 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。 个活动是撞 击实验，需要 学生测量简 单的实验数 据，学生通过 观察距离的 远近，来推断 运动物体所 具有的能量 大小。通过对 比观察、测 量，发现不同 速度的运动 物体具有不 同的能量。 实验一 20 厘米 实验二 26 厘米 实验三 30 厘米 实验现象：第三次实验木块被撞后滑行的距离最远，其次 是第二次实验木块被撞后滑行的距离，最短的是第一次实 验木块被撞后滑行的距离。实验结论:斜面坡度越大,小车 所具有的能量越大,撞击木块行驶的距离越远。撞击实验记 录表： 实验结论：坡度越大，释放小车时的位置就越高，小车滑 到水平面时的速度就越（ 快 ），撞击后木块滑行的距离 就（ 远 ）。这说明，小车速度越大，它的能量就越 （ 大 ）。观看《撞击实验》、《运动小车能量的大小与哪 些因素有关》视频资料。 1. 橡皮槌和小车在什么情况下具有能量?我们是怎么知道 的?橡皮提静止时不具有能量，只有当它被举起敲击(运动) 后才具有能量，我们通过观察敲击的物体的变化发现它具 有能量。小车静止时也不具有能量，只有当它运动起来才 具有能量，我们通过实验了解到，它在运动过程中能够撞 击木块，使木块行驶一段距离。木块本身是不会运动的， 通过撞击获得能量，才能运动起来。所以橡皮槌和小车都 是运动的时候具有能量。 2.运动物体具有的能量和运动速度的大小有什么关系？我 们的生活中离不开能量，可以说通过小车撞击木块的实验 得知，斜面坡度越大，小车行驶得越快，滑落下来撞击木 第 一 句 话 是 让 学 生 明 了 一 切 物 体 工 作 都 需 要 能 量。 第 二 句 话 旨在让学生 形成通过实 验结果作为 证据而形成 观点的意识。 教科版四上第三单元第 7 课《设计制作小车（一）》教学设 块的距离也越远，木块行驶的距离就能说明它们具有能量 的大小。所以，运动物体的速度越快，运动物体所具有的 能量就越大。 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，也不会有生命了。我们的日常生活中存在 各种形式的能量，运动的小车、发光的灯泡、燃烧的蜡烛、 拉长的橡皮筋……都具有能量。能量还储存在燃料、食物 和一些化学物质中。那么生活中还有哪些形式的能量呢？ 是 告 诉 学 生 自 然 界 的 能 量 存 在 形 式 丰 富多彩;最 后 用 一 句 话 告 诉 学 生 一 些 可 能 并 不 容 易 被 识 别 的能量。 课堂小结 通过本节课的学习，我们知道运动的物体具有能量，物体 运动的速度不同，具有的能量也不同。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。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、 燃料中等。 板书 6. 运动的小车 敲击实验 撞击实验 运动 能量 任何物体工作都需要能量 能量还存储在燃料、食物和一些化学物质中 计 课题 设计制作小车（一） 单元 三 学科 科学 年级 四 教材 分析 《设计制作小车（一）》是四年级上册《运动和力》单元的第 7 课。教科书从思考“如何按 要求制作一辆动力小车”的问题开始，用详尽的图文介绍了制作的材料，同时对制作任务提 出了具体的要求，由此引发学生制作小车的兴趣。 本课由两部分组成。第一部分是明确问题，教科书先给出了设计制作小车的明确任务，并且 拟定了清晰的达标条件，为学生的设计思路提供了有利的脚手架，同时为后续的小组间评估 奠定了公平的指标基础。第二部分是制订方案，先让学生观察一些小车模型，了解根据需要 设计和生产的动力车辆，指出这都是为了满足人们更多的需要而设计的，随后过渡到讨论、 确定小车的设计，并指导学生绘制设计图。 本课课题是“设计制作小车”，但重点在设计上，特别聚焦在讨论、设计方案上，引导学生 根据教科书提供的材料来设计一辆能“做得到”的小车。 学生 分析 学生具有丰富的想象力，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。但有时“想得到”未必办得到，因此，教学的难点在于引导学生利 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。本课聚焦在讨论、设计方案上，引导学生根据教科书提供的材 料来制作小车。 学习 目标 1. 工程设计中需要运用相关的科学概念来解决问题。 2. 工程设计具有一定的执行程序。 3. 能根据任务和提供的材料设计方案，绘制设计图。 4. 在设计讨论活动中，能倾听他人的想法，并与之交流。 5. 能对自己的想法和结果进行反思，做出自我评价和调整。 6. 发展对工程设计和动手制作的兴趣，激发创新精神。 7. 能够接纳他人的观点，不断完善自己的设计制作。 8. 体会到制作的关键在于设计；人们不断改进设计以满足不断增加的需求；意识到科学技 术的发展能促进社会发展。 重点 能利用所给的材料思考、确定设计，绘制设计图。 难点 初步掌握一般设计程序，体验设计的意义。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 人们根据需要会设计各种动力的车辆来执行不同的任务。我 们也设计一辆具有动力的小车来完成任务吧! 学 生 回 忆 旧知。 揭示课题。 讲授新课 观看视频资料《设计小车》。任务：请利用生活中的材料设计 制作一辆具有动力的小车，使它能在 5 秒内把两块橡皮运输 1 米远。要求：1.车身长度不超过 25 厘米;2.用橡皮筋或气球 作动力;3.只能利用提供的材料。设计制作的基本步骤。（1） 明确问题：明确设计什么，用途是什么，具体要求有什么；（2） 制订方案：头脑风暴，研究会遇到什么问题，怎样解决，制 订最优方案；（3）实施方案：团队协作，根据方案加工制作， 汇报展示；（4）评估与改进：根据标准评估、打分，反思方 案、制作以及整个过程存在的问题，并进一步改进。制订方 案：观察小车模型，了解小车结构。 小车的结构（班级记录表） 日期： 结构 特点和作用 车架 支撑、固定 车身 美观、载人 车轴 摩擦小、连接 轮子 滚动、行驶 动力装置 能动小、使小车动起来 讨论、确定小车的设计方案，绘制设计图。 ●动力方式 ●各部分所用材料 ●每种材料的加工方式和使用工具 ●各部分的连接方式 设计方案 1:橡皮筋动力小车。材料: 橡皮筋、硬纸盒、轮子、连接轴、 胶水、吸管。设计思考:设计的主要目标是行驶的路程要尽量 长。因此增大动力，减小阻力是橡皮筋动力小车设计的主要 问题。对于橡皮筋动力小车来说，增大小车的动力可以用增 加橡皮筋股数和长度的方法来解决。解决办法：适当增加小 车重量和轮胎粗糙程度，增大摩擦力。增加橡皮筋长度，可 学 生 准 备 制 作 小 车 材料。 交流总结。 基 于 学 生 所 学 到 的 知 识 去 设 计小车，并 且 只 能 用 两 只 动 力 （ 橡 皮 筋 弹 力 和 气 球 反 冲 力）。 明 确 设 计 制 作 的 基 本步骤，有 助 于 我 们 整 体 规 划 及 合 理 分 配。技术设 计 需 要 运 用 科 学 概 念、相互交 流 和 执 行 程序。 研 究 小 车 的 结 构 和 以获得更多的缠绕圈数，延长橡皮筋作用于小车的时间。但 因为车身长度限制，所以也不能味地加长，要考虑有效作用。 解决办法：尽量让系橡皮筋的点与转动轴的距离长一些，以 增加橡皮筋长度。其次还可以增大驱动轮，让每圈前进的距 离增大。减小阻力方面，主要考虑轮轴转动的灵活程度。解 决办法：轮轴可以用吸管做轴套与车身连接，转动摩擦处可 以加些润滑油来减小摩擦阻力。设计图。 2:气球动力小车。材料: 硬纸盒、气球、喷气嘴、吸管、连 接轴、轮子、胶带、润滑油。设计思考:设计的主要目标是行 驶的路程要尽量长。因此增大动力，减小阻力同样是气球动 力小车设计的主要问题。对于气球动力小车来说，增大动力、 延长作用时间总体上可以用大气球来解决。但增大动力与延 长作用时间对于同一个气球来说，这是一对矛盾的因素。喷 气嘴大，动力强，但喷气时间短；喷气嘴小，动力弱，但喷 气时间长。所以我们必须要找到一个最佳的配合点，调整好 喷气嘴的大小。气球动力小车没有打滑问题，车身越轻越好。 所以从减小有害摩擦来看，气球动力小车尽量轻。我们可以 用硬纸盒来做车身。减小阻力方面，主要考虑轮轴转动的灵 活程度。解决办法：轮轴可以用吸管做轴套与车身连接,转动 摩擦处可以加些润滑油来减小摩擦阻力。同时轮子使用硬质、 光滑的塑料轮子，减小与地面的摩擦力。 在 设 计 图 上 标 出 主 要 部 位 的 尺寸，有利 于 制 作 小 车时，把握 得 更 加 精 确。 它 们 各 自 的作用，从 而 获 得 我 们 要 设 计 的 小 车 的 基本构架， 为 设 计 环 节 奠 定 基 础。 教科版四上第三单元第 8 课《设计制作小车（二）》教学设 计 课题 设计制作小车（二） 单元 三 学科 科学 年级 四 教材 简析 《设计制作小车（二）》是四年级上册《运动和力》单元的第 8 课，是“设计制作小车”主 题活动的延续。教科书从分工合作解决实际问题开始，要求学生运用所学的综合知识和技能， 制造出产品。本课提供了第三步和第四步的实践指导，先是按照上节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，引导学生对设计制作的小车进行 改进和评价。 学生 分析 对于四年级的学生来说，把设计的物体制作出来有一定的困难，毕竟想和做是两回事，学生 需要在制作中不断调整设计，使之符合自己的实践水平。调整的过程比设计本身更有意义， 也更能激发他们的探索热情。 观看视频资料《用工具组装小车》。 课堂小结 通过本节课的学习，我们知道了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；意识 到科学技术的发展能促进社会发展。 板书 7 设计制作小车（一） 车身: 硬纸盒 动力: 橡皮筋或气球 吸管: 连接车身、连接轴和轮子 轮子: 自由转动，四轮平衡着地 学习 目标 1. 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。 2. 对制作出产品的评估需要有一定的标准。 3. 应该根据需要不断地改进和完善产品。 4. 根据设计，能利用所给的材料制作动力小车。 5. 在测试评估活动中，对自己的想法和结果进行反思并改进。 6. 发展对工程设计和动手制作的兴趣，激发创新精神。 7. 认识到制作出不成功的产品也是有价值的学习。 8. 能够接纳他人的观点，不断完善自己的制作。 9. 体会到测试和评估产品有利于不断改进产品。 10. 人们不断改进产品以满足不断增加的需求。 重点 能根据自己小组的设计图制作小车成品，并测试调整。 难点 能根据评价结果，对小车进行进一步改进。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 你知道世界上第一辆汽车是谁发明的吗？1885 年 10 月， 德国人卡尔·本茨研究成功了世界上第一辆汽车，确切的 说是一辆三轮汽车。因此，1886 年 1 月 29 日被公认为世 界汽车的诞生日。观看视频资料《认识科技革命》。 学生观看视 频资料，小 组讨论并回 答问题。 旨在激发学 生兴趣，感 知新知。 讲授新课 做好分工，根据设计图制作小车。确定组装步骤→选择材 料和工具→加工材料→组装→调试。组装橡皮筋动力小 车。先小组讨论整体计划，然后进行分工，以及对材料的 再加工，最后将各部件进行组装，调试小车，发现问题， 找出方案。 捆车架 做轮子轴架 安装轮子 缠绕橡皮筋 先用四条支架将车架搭好，四个角用皮筋绑好，然后绑好 轮子轴架，安装轮子，将橡皮筋缠绕到一根横支架上，另 一端固定好，一个橡皮筋动力小车就组装完成了。 组装气球动力小车 先用纸板制作车子底盘，然后用吸管粘在纸板上，将轮子 学生领取材 料，制作小 车。 从设计图到 完成组装小 车并且调试 成功，整个 过程会遇到 很多困难， 设计在科学 技术上是可 行的，但在 现实组装中 依然会遇到 很多具体问 题，这就需 从吸管两侧穿过去，再将吸管穿进气球嘴，用橡皮筋固定， 然后将气球吹起来，最后松开，这样气球动力小车就可以 动起来了。 汇报、测试。 ●汇报设计思路●展示设计图●介绍组装流程●测试小 车 测试并改进小车（班级记录表） 日期： 发现的问题 可能的原因 解决方案 不能走直线 车轴不正 调正 橡皮筋小车动力 不足 一根橡皮筋驱动 力太小 加橡皮筋 气球小车吹气时 间太短 气球太小 用适当大小的气 球 橡皮筋打滑 摩擦力不够 在轮胎上多放几 根橡皮筋 …… …… …… 参考下面的评价对自己的小车进行评估。 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。 要学生通过 已有知识去 完善小车的 设计，边做 边学，反复 思考。 根据评估情 况，各小组 进行反思， 及时对小车 进 行 改 进。 科学 家和工程师 的最初设计 尚且不能做 到完美，总 会有需要改 进的地方， 学生的设计 也需要通过 交流、让别 人 提 出 建 议、评价等 方 式 来 完 善。 根据评估的情况，小组反思设计和制作过程，进一步改进 我们的小车。 资料：工程师不会将不成功的模型视为失败，而是将它看 成一个有价值的学习机会，并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。观看视频资料《制作 小车》。 课堂小结 通过本节课的学习，我们知道了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。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。 板书 8 设计制作小车（二） 设计图 介绍小车 全员评估 颁奖典礼