【核心素养目标】3.5《运动与摩擦力》教学设计

中小学教育资源及组卷应用台
5.运动与摩擦力
【核心素养目标】
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）
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？
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。
五、板书设计
(
5
.运动与摩擦力
摩擦力：阻碍物体运动的力
滑动 摩擦力大
运动方式
滚动 摩擦力小
)
【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。