5.《运动与摩擦力》教学设计

《运动与摩擦力》教学设计
《运动和力》单元属于《小学科学课程标准》“物质科学领域”和“技术与工程领域”的范畴，对应课程标准四个主要概念，即“物质科学领域”中第5个主要概念“力作用于物体，可以改变物体的形状和运动状态”、第6个主要概念“机械能、声、光、热、电、磁是能量的不同表现形式”及“技术与工程领域”中第17个主要概念“技术的核心是发明，是人们对自然的利用和改造”、第18个主要概念“工程技术的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”。本单元选择学生熟悉的车为主要研究对象，主要指导学生认识物体的运动与其作用力之间的关系，改变物体静止或者运动状态必须有力的作用，力的大小、方向不同对物体运动的影响也不同，物体的运动情况不同产生的能量也不同，能量还会以各种形式存在。从整套教材来看，本单元是在学生对物体的运动及快慢有一定的认识基础上，承接了三年级下册关于物体的运动的探讨，进一步引导学生对物体运动状态的改变进行探究。
本课是在学生认识了几种常见的力，知道了物体运动状态的改变需要力的作用的基础上，让学生运用模拟实验的方法，经历古人搬运重物的过程，认识摩擦力可以让运动的物体停止运动，改变运动物体的运动状态。同时，认识到使用轮子最省力、摩擦力最小。在体验古人搬运重物的过程中，融入劳动教育理念、家国情怀，渗透价值观和传统文化教育。物体的运动需要能量，这节课是承上启下的一课。
在经历了三年多科学课的学习，以及平时的生活经验，学生对“摩擦”这个词已经非常熟悉，对物体运动会受到摩擦力的现象也是熟悉的。但是他们对“摩擦力的产生”“怎样计算摩擦力的大小”以及“如何能减小摩擦力”等这些情况都没有进行过太多的思考。这些都是本节课学习的起点。
在探究能力方面，学生已经了解科学探究的一般过程；能根据已有经验合理推测；能在预测的基础上设计简单的实验方法；在探究过程中，能较熟练地运用材料进行探究活动；能通过教师的引导发现和利用科学知识解释生活中的各种科学问题和现象。这些都为学生对摩擦力相关知识的进一步探究打下了坚实的基础。本课学习中，将着重对学生根据已有经验进行推测、判断和分析能力，让学生在探究的过程中体验高效的探究过程和合作探究的乐趣。
科学知识
·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。
·知道摩擦力是有大小的，物体由静止变成运动时要克服摩擦力。
·知道并理解摩擦力的大小与运动方式有关，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
·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。
·会用轮子改装小车。
·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。
·能用实验数据证明自己的推测。
科学态度
·尝试用不同的思路、方法完成科学探究。
·通过引导学生认真、细致、有序的实验，体验合作的重要性。
科学、技术、社会与环境
·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。
·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。
·教学重点
知道摩擦力的概念和物体运动方式与摩擦力大小的关系。
·教学难点
会探究物体运动方式与摩擦力之间的关系。
小组准备：1个木盒、1根绳子、1个挂钩、垫圈若干、4个车轮、滚木、记录单
教师准备：班级记录表、多媒体
·教学思路
按照“面向全体学生，以探究为核心”的设计理念，采用自主、合作、探究的学习方式。有了前几课学习基础，学生对力有了一定的认识，了解了力可以改变物体的运动状态，使物体由静止到运动。但他们对阻碍物体运动的力，即“摩擦力”的认识还比较浅显，只是知道“摩擦”这个科学名词，熟悉“摩擦”现象。摩擦力的产生、大小及如何减小摩擦力对学生理解起来有点抽象，这是本节课的开始。通过模拟实验，学生经历古人搬运重物的过程，即搬运重物方式的改进过程，充分理解摩擦力与物体运动之间的关系，体会劳动人民的聪明才智，感叹我国科技的进步。基于这一考虑，我设计了以下教学环节。
环节一：谈话，延续前面的学习内容，强调力可以改变物体的运动状态。播放“踢足球”图片，学生观察后思考：是什么力量使足球慢慢减速，直至停下来的。引导学生分析，体验感受摩擦力的作用，介绍摩擦力的概念。引导学生提出要研究的问题，导出课题。
环节二：播放埃及金字塔图片，介绍建造金字塔所需巨石重量，引发学生感叹，提出有价值的可探究的科学问题。沿着搬运重物方式的发展过程这条线，学生自主推测、分析搬运重物方式发展的原因：减小摩擦力，科技的进步，人类的智慧。在前几课已学实验方法的基础上，学生自主设计实验验证推测。学生通过三个模拟实验，经历古人搬运重物的过程，进一步理解摩擦力的概念，回归到情境中。
环节三：归纳总结，拓展延伸。结合所学内容，学生研讨，提炼利用物体滚动的方式搬运重物最省力，摩擦力最小。同时，引导学生认识到摩擦力既有有利的一面，也有不利的一面，结合生活中的实例分析增大和减小摩擦力的方法。引导学生回忆这节课的探究过程。出示有关物体运动需要能量的图片，引导学生关注当前我国科技的发展，教师提出问题，学生思考，让学生带着好奇心进入下节课的学习。
·教学模式结构及说明
导入：这是一节课的起始环节，可以采用复习导入、问题导入、演示导入、情境导入等方式，目的是让学生在回顾前面学习内容的基础上，结合已有经验，激发学生探究新知的欲望，激发学生的学习兴趣。本节课借助谈话和图片，利用情境引发学生提出问题，分析、介绍摩擦力概念，体验并感受摩擦力的作用。引出本节课要探究的问题，导出课题。
自主探究：播放埃及金字塔图片，介绍建造埃及金字塔所需巨石重量，启发学生提出问题，引导其经历“推测→实验验证→汇报交流→知识重建”的过程，理解摩擦力的概念，认识摩擦力与物体运动之间的关系。在这一过程中，培养学生的自主合作探究意识和能力，体验小组合作的乐趣。
交流重建：教师创设“交流”平台，学生以小组为单位，运用口头、书面表达等形式与大家分享探究结果。教师引导，达成认知重建。这一过程贯穿于整节课的探究学习活动中，让学生在已有认知基础上达成共识，充分认识摩擦力。
拓展延伸：这一环节是一节课知识的升华。联系生活实际，渗透本节课价值观教育，引发学生对下节课内容的思考。《课标》指出，我们不应把上课的铃声当作学习的开始，也不要把下课的铃声当作学习的结束。因此，我们把在课堂中没有解决的和产生的新的疑问延伸到课外，让学生在不断探究中发现问题、解决问题。本节课通过师生小结，提出问题让学生思考，为下节课学习做准备。
·教学流程结构框图
·教学方法
小组讨论法、实验探究法。
·注意事项
引导学生充分认识摩擦力的作用。交流汇报时，注意倾听学生的语言表达，判断学生是否能通过模拟实验真正理解摩擦力概念。另外，模拟实验时，教师要讲清实验要求，关注学生的探究过程是否规范，参与小组实验探究。
环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一 一、创设情境，观看图片，聚焦问题，认识摩擦力，引出研究主题【引导观察与思考】谈话：通过前几课的学习，大家自主探究，认识到拉力、反冲力和弹力可以改变小车的运动状态，使小车由静止运动起来。当作用在小车上的这些力消失后，小车的运动状态发生什么变化？生活中，也有很多类似的现象（出示“踢足球”图片）。谈话：这是大家非常熟悉的一项体育运动。比赛结束后，足球的运动状态怎样？结合所学内容和你的思考，你能解释一下为什么足球会慢慢停下来？谈话：将手放在桌面上，用力向前滑动。有什么感觉？物体运动起来时，在科学上，我们这样定义摩擦力。（出示摩擦力概念）谈话：关于摩擦力，你想研究什么？谈话：研究摩擦力，肯定得研究它和物体运动之间的关系。这节课，我们一起研究《运动与摩擦力》。板书课题。谈话：生活中，人们总是想着减小摩擦力，尤其是建造大型建筑时（出示埃及金字塔图片）。建造埃及金字塔需要很多巨石，每块重达50吨左右呢！知道了这些，你能提出有价值的可以探究的科学问题吗？谈话：古人在没有大型机械时，是怎样搬运巨石等重物的？【推测、分析】引导学生回顾、推测并分析古人搬运重物的方式的发展过程：直接滑动→使用滚木→使用轮子。 【观看图片】学生思考后回答。【交流】学生自由回答。【交流】学生自由回答。【交流】学生思考后提出问题。【交流】学生思考后自由回答。 与学生交流，一起回顾前面的内容。播放图片，学生体验，让学生初步感知“阻碍物体运动”这个作用，认识摩擦力，知道摩擦力的概念。出示埃及金字塔图片，为后续学生自主提问题、推测和自主探究及渗透价值观教育做铺垫。同时，体现出本课与前面学习内容的联系，运用大概能统领下的单元整体教学模式，体现单元整体结构性。
环节二 二、通过模拟实验，观察比较不同运动方式下摩擦力的大小变化，进一步理解摩擦力的概念以及摩擦力与运动物体之间的关系，培养学生分析问题和解决问题的能力【设计实验方案】谈话：这是我给大家准备的实验材料（出示模拟实验的材料）。你能用前面学过的实验方法自主设计实验，验证你们的推测吗？【指导探究方法和注意事项】出示温馨提示（直接滑动：●将木盒放在木板上，往挂钩上逐渐增加垫圈。●当木盒开始运动时，记录下垫圈的数量。●重复实验三次。使用滚木：●将“滚木”放在木板上，将木盒放在“滚木”上，往挂钩上逐渐增加垫圈。●当木盒开始运动时，记录下垫圈的数量。●重复实验三次。使用轮子：●给木盒安上轮子，往挂钩上逐渐增加垫圈。●当木盒开始运动时，记录下垫圈的数量。●重复实验三次。）【交流】交流实验注意事项，确定小车“开始运动”的标准，明确垫圈个数表示的意义。【指导探究活动】教师先粗略巡视一遍，如遇到有困难的小组，及时进行研究方向的指导。然后教师深入到某个小组，参与研究指导。学生观察的很细致的，要及时鼓励（比如，竖起大拇指）。最后再巡视一遍，了解学生的研究状况，为后面的交流汇报做准备。【组织报告交流】谈话：完成的同学用你们的坐姿来告诉老师。好了同学们。刚才大家体验的很仔细、很深入。成果怎样呢？我们来展示交流一下。谁先来？教师适时板贴。 【交流】学生思考后自由回答。【领会研究要求】 生领会、理解研究要求。【小组合作实验】小组合作，研究三种方式搬运重物时需要的拉力的大小。【交流展示研究成果】全班交流、汇报实验中的发现。 学生自主设计实验，提高学生解决问题的能力。引导学生通过模拟实验认识摩擦力对物体运动状态的影响，帮助学生进一步建构摩擦力的概念，理解力与运动之间的关系。教师巡视过程中，参与到小组探究活动中去，可以随时了解学生的探究情况，也能对学生的探究做相应的指导，让学生深入地进行探究。
环节三 三、联系生活，拓展延伸谈话：人们一直在想办法减小摩擦力。如果摩擦力减小到没有，世界会是什么样子呢？播放音频（世界没有了摩擦……）在生活中，你在什么地方见到过增大摩擦力和减小摩擦力的呢？出示生活中增大和减小摩擦力的例子。班级记录表呈现。【小结】谈话：通过这节课的学习，同学们自主发现问题、提出问题，做出推测，利用模拟实验验证推测，对数据进行分析、处理，知道了滚动比滑动时摩擦力小，而且更省力。使用轮子最省力，最方便。【拓展】谈话：我们生活在运动的物质世界中，这些运动的物体都具有能量。出示图片（射击打靶、神舟十二火箭发射、白鹤滩水电站）。谈话：能量和物体的运动之间有什么关系？课下时间同学们可以搜集更多有关的资料，下节课我们继续研究。 【听音频】学生了解摩擦力的用处，感受摩擦力的重要性。【思考】学生思考后回答。【观看图片】学生观看图片，总结。【观看图片】学生观看图片，感受科学技术的重要性。【课下搜集资料、交流】学生课下探究。 引导学生认识摩擦力的重要性及在生活中的用处。师生总结探究过程的收获，学生观看图片的同时，体会科学技术的发展给人们生产生活带来的影响，渗透价值观教育、家国情怀和传统文化。教师提出问题，学生思考，让学生带着好奇心进入下节课的学习，体现本节课启下的作用。
运动与摩擦力
课标及教材分析
学情分析
教学目标
重点和难点
教学准备
教学流程设计
情境导入
自主探究
交流重建
拓展延伸
情境导入，激发探究兴趣
自主探究
小组合作
获取新知
归纳总结
拓展延伸
播放埃及金字塔图片，介绍建造金字塔所需的巨石重量，启发学生提出科学问题，自主推测、分析，设计实验方案
与学生交流，回顾前面学习的内容。播放图片，学生结合生活经验和自己的思考，分析足球慢慢停下来的原因，体验摩擦力的作用，介绍摩擦力概念，引出研究主题。
师生小结，了解摩擦力在生活中的应用，关注我国科技发展的图片，引发学生思考，渗透价值观教育。教师提出问题，引出下节课的学习。
数据整理、分析、归纳，得出结论
小组合作实验：直接滑动、使用滚木、使用轮子
理解滚动比滑动更省力
使用轮子摩擦力最小，最省力，最方便
教学过程设计
板书设计
板书设计