教科版（2017秋） 四年级上册3.6《运动的小车》教学设计

《运动的小车》教学设计
【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，即运动物体的速度越大，它具有的能量越大。
在拓展部分，学生了解到一切物体工作都需要能量，能量对我们的生活有影响。教师可以借此进行安全教育引导，比如道路交通、高空抛物的相关安全规定可以减少对人的伤害等，提升学生安全意识。
【学情分析】
四年级学生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，但是在学生的认知中还没有一个关于能量的概括性概念。同时，学生根据对生活的观察，能举例说明运动的物体具有能量，但对于运动的物体具有的能量与哪些因素有关，孩子们的认识比较模糊，这成为本节课学生需要解决的问题。
【教学目标】
科学概念目标
1.任何物体工作需要能量,运动的物体具有能量。
2.生活中能量以各种形式存在，有的还储存在食物、燃料中。
3.物体运动的速度不同，具有的能量也不同。
科学探究目标
1.通过观察敲击实验和撞击实验，认识运动的物体具有能量。
2.通过对比观察、测量，发现物体的运动速度不同，具有的能量不同。
科学态度目标
1.发展研究能量的兴趣。
2.意识到通过实验结果作为证据而形成观点。
科学、技术、社会与环境目标
1.体会到生活中能量无处不在，并且以各种形式存在。
2.意识到能量对我们生产生活的影响。
【教学重难点】
重点：知道运动的物体具有能量，物体的运动速度越大，具有的能量也越大。
难点：通过观察具有能量的事物所产生的某种现象来认识、理解能量。
【材料准备】
学生材料准备：每组小牛顿套盒铁质小车1辆、斜面1个和刻度卡纸1张、木块、音叉（含橡皮锤、自备）、三种不同颜色的马克笔各一只（用于标记）、小组实验记录表等。
教师准备：一些关于各种能量的图片或媒体资源、小组实验材料一套（备用与示范说明用）、班级汇总表、实验微课指导视频等。
【教学流程图】
【教学过程】
1.聚焦
导入：（课件图片展示）踢飞的足球打碎玻璃、流动的水驱动水轮转动、飞行的子弹击穿鸡蛋。
教师提问：这些运动的物体都具有能量吗？如何体现？
（预设：都具有能量。玻璃被打碎，水轮被驱动，鸡蛋被击穿，说明踢飞的足球、流动的水和飞行的子弹都具有很大的能量。）
教师提问：我们自己有能量吗？现场示范一下。
学生思考交流，亲身体验能量。（如用手推桌子等。）
揭示课题：今天我们就来研究能量。（板书：能量）
设计意图：“能量”看不见摸不着，是抽象的。导入部分从具体生活事例出发，让学生感受能量，描述物体具有能量的表现，再通过“制造”能量，从而自主建构“能量”的概念。将抽象的知识转化为形象生动的体验，符合四年级学生的认知水平和思维能力。
2.探索
（出示实验材料：音叉和橡皮槌。）
活动一：敲击实验
教师提问：怎样让橡皮槌具有能量？
学生动手体验。
教师提问：你如何让音叉具有能量？敲音叉的过程中大家还有什么发现？
学生回答：用橡皮槌敲音叉能发出声音，说明橡皮槌具有能量；音叉发出的声音不同……
教师追问：为什么音叉发出的声音不同？
（预设：敲音叉的力度和速度不同，敲的重一些，快一些，音叉发出的声音大；敲的轻一些，慢一些，音叉发出的声音小。）
学生示范动作：快速敲和缓慢敲，重重敲和轻轻敲。
（在示范中建立起“重重敲就是快速敲，轻轻敲就是缓慢敲”的认识。）
学生再体验：以不同速度再次挥动橡皮槌敲击音叉，同时用手触摸音叉，感受音叉的振动，体会橡皮槌具有的能量不同。（做好实验记录。）
师生小结：橡皮槌快速敲击音叉，音叉发出的声音大，振动幅度大，说明橡皮槌具有的能量大；橡皮槌缓慢敲击音叉，音叉发出的声音小，振动幅度小，说明橡皮槌具有的能量小。
设计意图：有了导入部分“制造”能量的体验，在活动一中让橡皮槌具有能量并不难。因此，本活动分两个部分，第一部分充分发挥学生的主观能动性，调动学生参与的积极性，自主尝试，感知体验如何让橡皮槌具有能量，通过什么现象说明它具有能量。顺着学生的思路，追问如何让橡皮槌具有不同大小的能量，能量的大小与什么因素有关？自然而然引出下面将要探究的内容——能量的大小与物体的运动速度有什么关系。第二部分活动则更有目的性，用不同速度挥动橡皮槌，让它具有不同大小的能量。这样学生更加有兴趣，更加集中注意力去感受不同。
过渡性提问：那其他物体是不是具有同样的规律呢？
（出示实验材料：小车、斜面和木块。）
活动二：撞击实验
学生思考、设计实验、交流实验方法：如何用这些材料来研究小车具有的能量大小与运动的速度有关？如何让小车具有不同的速度？需要收集哪些证据证明猜想？
（预设：从不同坡度的斜面上释放小车，改变小车的运动速度，让小车滑下来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。学生可能忽略对比实验的细节，如测试前小车和木块放置的位置、怎样确定木块被撞击滑行后的终点位置等，教师通过提问引导学生将实验设计完善。）
观看实验微课指导，理清实验步骤和实验细节：
（1）每次实验要将小车和木块分别放在固定的起点；
（2）不同坡度释放小车后，用三种颜色的马克笔分别标记木块被撞后的位置，以距离起点最近的一点确定为终点。
（3）每种坡度分别重复实验三次，处理数据取中位数。
学生动手实验，记录数据并将结果粘贴在班级记录表中。
设计意图：科学是严谨的，经得起反复验证。在活动一的基础上，以运动的小车为载体再探究。这部分学生根据提供的材料，进行自主实验设计，如何改变小车的速度使它具有不同大小的能量？怎样知道小车具有不同大小的能量？需要收集哪些证据？实验中要注意的问题等等。这样的方式比老师单独花时间进行实验讲解规范更高效，激发参与的兴趣，体现学生主体地位，在设计实验中提前掌握了操作方法。
3.研讨
研讨问题：什么现象可以说明小车具有能量？从不同坡度的斜面滑下的小车有什么不同？什么现象来代表小车能量的大小？
学生展示：呈现小组的刻度卡标记进行汇报和生生交流。同时，利用班级汇总表找到运动速度和能量的关系。（当斜面坡度越大，小车运动速度越快，木块移动距离越远，此时具有的能量越大。当斜面坡度越小，小车运动速度越慢，木块移动距离越近，此时具有的能量越小。）
师生小结：像挥动的橡皮槌、运动的小车一样，运动的物体具有能量，物体的运动速度不同，具有的能量不同。
设计意图：研讨部分要求学生根据实验数据结果进行分析，不是空口白话，而是有理有据地说明能量大小与物体运动速度之间的关系，从而培养学生的证据意识。
4.拓展
（1）温故知新
教师提问：如果不用斜面，还有什么办法可以让小车具有更大的能量？
学生思考：结合前几节课学到的知识，迁移应用并能用这节课学到的知识进行解释，这些方法是怎样让小车具有更大的能量的？
（预设：根据前面几节课的学习，学生可以联想到给小车缠绕更多圈数的橡皮筋、安装充气多的气球、用更多的垫圈拉动等方法。）
教师追问：下落的垫圈、拉伸的橡皮筋、充气的气球怎样判断它们具有能量？
（预设：垫圈受重力往下掉，会拉动小车；充气的气球释放气体，可以驱动小车；拉伸的橡皮筋放手后，靠弹力驱动小车。）
（2）拓展延伸
教师小结：像挥动的橡皮槌、运动着的小车都具有能量。其实，不仅运动的物体具有能量。对于拉长的橡皮筋、充气的气球也具有能量。日常生活中存在各种形式的能量，有的并不容易被识别，比如发光的灯泡、燃烧着的蜡烛、食物和燃料都具有能量。万物运作都需要能量，如果没有能量，自然界就不会有运动和变化，也不会有生命。
（3）活学活用——安全教育
能量为我们的生活带来了便利，但如果运用不当，有时候也能给人类造成危害。
（阅读高空抛物的新闻片段，学生观看后进行交流，说说感受，利用本节课学到的知识分析高空抛物的危害，提升安全意识。附新闻链接：
https:///ttarticle/x/m/show/id/2309404650578062999851?_wb_client_=1）
设计意图：有了前几课的学习基础和本节课的认知，学生举一反三，迁移应用，用不同的方法让小车具有更大的能量，从中学生也意识到不仅运动的物体具有能量，像拉长的橡皮筋、充气的气球同样也具有能量。再通过列举更多具有能量的例子，将“能量”的范围拓宽，丰富学生对于能量的认识。最后，联系生活，用这节课学到的知识解释高空抛物的危害，培养安全意识。
【板书设计（生成）】
【板书说明】
右边是班级实验结果汇总表，各个小组用带组号的圆形磁铁粘贴结果，汇报时用于展示交流。左边白色字体为手写板书，随着各个环节有序展开，逐步生成。
【学生记录单设计】