小学科学教科版四年级上册：运动与摩擦力 教学设计

教科版四年级上册第三单元第5课
《运动与摩擦力》教学设计
【教材分析】
本课是教科版四年级上册《运动和力》单元第5课的内容。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，还通过弹簧测力计认识到力是有大小和方向的。本课学生通过探究活动认识物体在运动中受到摩擦力，以及如何减小摩擦力以满足人们的需求。
聚焦部分以古人搬运重物的真实情景引出本课探究重点：如何减小搬运过程中的摩擦力。探索板块共有三个活动，活动一和二分别探究滑动与使用“滚木”时摩擦力的大小，活动三使用轮子是对“滚木”的改进。本课研讨活动可与学生探索活动结合，学生通过实验数据分析哪种方式搬运重物摩擦力最小，并解释生活中的摩擦力。拓展板块引导学生关注气垫船和磁悬浮列车是如何减小摩擦力的，将视野拓宽到现代各种交通工具上。
【学生分析】
学生凭借生活经验，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是熟悉的，但是，四年级的学生对“摩擦力是在什么情况下产生的？怎么知道摩擦力的大小？如何能减小摩擦力？”等问题并没有太多思考，这也成为本节课学习的起点。
【教学目标】
科学概念目标
1.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。
2.知道摩擦力是有大小的，物体由静止变成运动时需要克服摩擦力。
3.明白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。
科学探究目标
1.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。
2.会研究物体受到的摩擦力与物体运动方式之间的关系。
3.能用实验数据证明自己的推测
科学态度目标
尝试用不同的思路、方法完成科学探究。
科学、技术、社会与环境目标
1.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。
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：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。
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】
教师材料：教学课件、学生材料一套、自行车轴承、气垫船模型。
学生材料：装有重物的盒子、轻质托盘、垫圈若干、滑轮、木棍若干、两对小车轮、指尖陀螺、实验记录单。
【材料改进：1.配套材料中的托盘过重，影响实验效果。将塑料杯进行裁剪，留下杯底后制成的轻质托盘，能解决这一问题，实验效果更佳;2.原材料使用纸盒装重物，但学生在给纸盒安装轮子后会出现轮子无法滚动的情况。将纸盒换成底部有凹槽的盒子，安装轮子方便且能顺利滚动】
【教学过程】
一、聚焦（预设5分钟）
1.出示足球演示：足球在地面上滚动一段距离后停止运动。
提问：你观察到了什么现象？（预设：足球运动一段距离后停了下来）
追问：谁能解释这个现象？（预设：足球受到摩擦力）
2.感受摩擦力：用手可以怎么感受摩擦力？
（活动预设：手摩擦桌面、手摩擦衣服、手摩擦凳子）
（交流预设：要产生摩擦，两个物体必须相互接触）
提问：两个物体相互接触就能产生摩擦力吗？（预设：还需要运动起来）
交流小结：摩擦时，感受到的阻碍运动的力，就是摩擦力。
出示摩擦力概念。
4.揭示课题：今天我们就要一起来研究运动与摩擦力
【设计意图：学生对物体运动会受到摩擦力的现象是熟悉的，但多数学生不清楚摩擦力是在什么情况下产生的。所以教师通过“用手感受摩擦力”的活动引导学生发现：要产生摩擦力两个物体必须相互接触并且运动起来。通过活动交流，学生对摩擦力会有更深入的理解。】
二、探索（预设：25分钟）
（一）比较滑动和使用“滚木”时摩擦力的大小
[材料准备：装有重物的盒子、轻质托盘、垫圈若干、滑轮、木棍若干、实验记录单]
1.出示图片，引出两种运动方式：滑动和滚动
提问：哪一种方式搬运物体更省力呢？说说你的理由
（预设：使用木棍摩擦力更小，更省力）
2.出示材料，设计实验——比较滑动和滚动时的摩擦力。
讨论交流：如何判断两种方式摩擦力的大小？（生：加的垫圈个数越多表示物体受到的摩擦力越大）
【设计意图：出示材料后，鼓励学生动脑设计实验，培养学生的设计思维，并通过交流讨论引导学生用垫圈的数量来表示摩擦力的大小】
3.播放微课，梳理实验要点。
讨论交流：垫圈加到什么时候停止？
（物体在平面上运动一段距离才视为使物体运动起来）
4.出示任务单，分组实验，记录数据。
5.excel形成班级柱状图，学生充分讨论与交流。
（预设：滚动的方式需要的垫圈个数更少，物体受到的摩擦力更小）
【意图：1.使用实验任务单，学生在做实验前自主阅读注意事项，并及时记录实验数据；2.融合现代教育技术，使用excel统计图，将所有小组的数据以柱状图的形式直观呈现，结果分析更有说服力】
（二）改进滚木，使用轮子搬运重物
[材料准备：装有重物的盒子、轻质托盘、垫圈若干、滑轮、2对车轮、实验记录单]
1.讨论交流：使用“滚木”有什么优点和缺点？
2.思考改进滚木的方法：使用轮子
3.谈话：小朋友们真聪明，和我们的伟大的古人们想到了一样的方法。
播放视频：轮子的历史
【意图：播放“轮子的历史”视频，引导学生关注轮子的发展过程，意识到轮子的发明是技术上的巨大进步。】
4.分组实验，记录数据。
活动小结：轮子是对滚木的改进，轮子的发明是技术上的巨大进步呢！
三、研讨：生活中的摩擦力（预设：6分钟）
（一）谈话：通过这节课的探究我们知道了，从滑动到滚动，能够大大减小摩擦力，那摩擦力是不是越小越好呢？
（预设：不是，举例生活中的例子：没有摩擦力无法行走，车无法开动）
（二）自行车大学问
1.自行车上哪些部位增大了摩擦力，哪些部位需要减小摩擦力？
（预设：车把手、轮胎、脚踏板，刹车增大摩擦力）
2.谈话：自行车上有个部位需要减小摩擦力——自行车轴承
引导发现：指尖陀螺和轴承有一样的结构来减小摩擦力
3.活动：小组观察指尖陀螺的内部结构 （预设：里面有珠子，使指尖陀螺在转动的时候是滚动的，减小了摩擦力）
4.谈话分析：自行车轴承里也是这样的构造（出示轴承细节放大图）
【意图：指尖陀螺和轴承的结构相似，都是通过滚珠滚动来减小摩擦力。先让学生观察熟悉的指尖陀螺，再来解释比较陌生的轴承会更容易，也更能够唤起学生的探究欲。】
四、拓展：其他交通工具是怎样减小摩擦力的 （预设：4分钟）
1.演示气垫船模型
提问：你观察到了什么？气垫船在行使时是怎样减小摩擦力的？
（预设：气垫船喷出的气体把船向上托起，减小了船与水面的摩擦力）
2.提问：磁悬浮列车是如何减小擦力的？
（预设：通过磁力将列车与轨道分开，减小摩擦力）
【板书设计】
3.5 运动与摩擦力
摩擦力：阻碍物体运动的力
滑动 摩擦力大
滚动 摩擦力小
【作业设计】
1.下面哪种情况是为了增大摩擦力？（ B ）
A.轴承中的滚珠 B.车柄上的花纹 C.拉链上涂润滑油
2.为什么使用轮子拉动重物比直接拉动重物更省力？（ A ）
A.改变运动方式
B.改变接触面光滑程度
C.改变了重物的轻重
3.摩擦力与我们的生活息息相关，假如没有摩擦力，下列现象可能发生的是（ C ）
A.老师仍能利用粉笔写字
B.汽车能正常行驶
C.火柴难以划燃