大象版（2017秋）科学四年级上册第一单元《运动》大单元整体教学设计

基 本 信 息
学科 小学科学 版本 大象版
年级 四年级上册
单元名称 第1单元《运动》
单元主题 运动的奥秘——探索物体运动的规律与应用
课时安排 5课时
一、单元主题
“运动的奥秘——探索物体运动的规律与应用”
围绕物体运动状态的变化、速度测量、运动形式及能量转化展开，引导学生理解运动与力的关系，培养科学探究能力与工程思维。
二、单元大情景
“校园运动会科学探秘团”
学生化身“运动科学探秘员”，通过完成四项任务助力校园运动会：
1.任务1：运动侦探社（《物体的运动》）——观察记录运动现象；
2.任务2：速度挑战赛（《运动的快慢》《速度的测量》）——测量并比较物体速度；
3.任务3：运动形式解码（《运动的形式》）——分类运动形式并制作模型；
4.任务4：能量转化实验室（《运动与能量》）——探究运动物体的能量转化。
最终目标：制作《校园运动科学手册》，举办“运动科学博览会”。
三、课程标准分析
依据 《义务教育科学课程标准（2022年版）》
核心概念 核心概念3.物质的运动与相互作用
学习内容 3.1力是改变物体运动状态的原因（3~4年级）
3.3声音与光的传播（影子形成）
4.1能的形式、转移与转化（运动与能量）
学段目标 （3-4年级） ①描述物体运动状态变化（如启动/停止/变速）；
②用速度描述运动快慢，设计简单测量方法；
③举例说明运动的物体具有能量。
四、单元教材分析
本单元包括《物体的运动》、《运动的快慢》、《速度的测量》、《运动的形式》和《运动与能量》这5课。
《物体的运动》这一课的核心内容为引导学生通过观察生活现象（如自行车行驶、风吹树叶），理解“物体位置变化即运动”，学习用方位词（前后左右、远近）描述位置，区分运动与静止状态。绘制运动轨迹图，分析运动状态变化（如启动、停止）。
《运动的快慢》核心内容为通过比较不同物体（如小球、车辆）的运动差异，引入“速度”概念，理解速度是描述运动快慢的物理量（速度=距离÷时间）。设计实验对比相同距离下不同物体的运动时间（如小球斜坡实验）。
《速度的测量》核心内容为学习使用工具（秒表、卷尺）测量距离和时间，计算速度（如测量100米跑步时间），认识速度单位（米/秒、千米/时）。实践测量玩具车运动速度，记录数据并分析误差。
《运动的形式》核心内容为分类运动形式（直线运动、曲线运动），探究不同运动形式的特征（如车轮滚动、钟摆摆动），理解运动轨迹与力的关系。观察生活中物体的运动形式（如电梯直线运动、风扇转动）。
《运动与能量》核心内容为揭示运动与能量的联系（如运动的物体具有动能），通过实验（如小球撞击纸杯）验证能量传递现象。探究坡度对小車动能的影响，理解“能量大小与运动速度相关”。
五课之间按照递进式知识链的关系排布：
1.基础认知（《物体的运动》）→ 量化描述（《运动的快慢》《速度的测量》）→ 分类深化（《运动的形式》）→ 本质探究（《运动与能量》）。
例如：从描述“自行车位置变化”（第1课）到测量“自行车速度”（第2-3课），再到分析“车轮滚动形式”（第4课），最终解释“运动产生能量”（第5课）。
2.能力培养脉络：
观察描述（位置变化）→ 实验测量（速度计算）→ 分类归纳（运动形式）→ 科学推理（能量转化）。
3.每课实验设计层层深入：定性观察（轨迹）→定量测量（速度）→变量控制（坡度实验）。
五、教学目标
维度 目标内容
科学观念 1.理解力改变物体运动状态，能用速度描述运动快慢。 2.区分直线运动与曲线运动，解释运动物体具有能量。
科学思维 1.通过数据归纳速度规律（如“相同路程比时间”）。 2.用类比推理解释能量转化（如“运动的小球→击倒物体”）。
探究实践 设计控制变量的速度实验，制作运动模型（如用吸管模拟过山车轨道）。
态度责任 在实验中遵守安全规则（如使用秒表、测距工具），树立“运动科学服务生活”的意识。
六、学情分析
1.年龄特点：四年级学生具象思维为主，对“速度”“能量”等抽象概念需借助实验理解。
2.认知基础：已知“推拉使物体动/停”，但对“速度测量”“能量转化”缺乏系统认知。
2.兴趣点：动手实验（如赛车比赛）、角色扮演（科学家）、解决实际问题（优化运动项目）。
七、活动设置
活动 对应课程 主题与目标 达成方式
活动1： 运动侦探社 《物体的运动》 观察运动状态变化，归纳力的作用。 拍摄校园运动视频（跑步、投篮），用箭头标注运动方向变化（信息技术融合）。
活动2： 速度挑战赛 《运动的快慢》《速度的测量》 测量并比较物体速度，理解速度概念。 分组用玩具车、秒表、卷尺测速度，绘制“距离-时间”折线图（数学融合）。
活动3： 运动解码器 《运动的形式》 分类运动形式，理解运动多样性。 用身体模拟滚动、摆动（体育融合），用黏土制作运动轨迹模型（美术融合）。
活动4： 能量实验室 《运动与能量》 验证运动物体的能量转化。 实验：斜坡释放小球撞击纸杯，记录纸杯移动距离；设计“节能弹珠轨道”（工程思维）。
八、教学方法
1.任务驱动法：以“校园运动会”为主线，发布任务卡（如“为接力赛设计测速方案”）。
2.实验探究法：
（1）对比实验（如“不同坡度小车速度”），强调控制变量（坡度高度、小车重量）。
（2）具身学习：学生手拉手模拟“振动传递链”，理解能量传递。
3.项目式学习：制作“校园最佳跑步路线图”，综合运动形式分析、速度计算与路径规划。
九、学习方法
1.合作学习：4人小组分工（操作员、记录员、计时员、汇报员），轮换角色确保参与。
2.思维可视化：用双气泡图对比“直线运动 vs 曲线运动”特征。
3.迁移应用：家庭实验“测量宠物奔跑速度”，应用课堂测量方法。
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
类型 内容
过程性评价（60%） 实验记录单完整性、小组合作表现、活动任务完成度
终结性评价（40%） 《校园运动科学手册》内容深度与创意性
（二）分活动评价表
活动1：运动侦探社（《物体的运动》）
评价维度 ★（基础） ★★（良好） ★★★（优秀）
观察记录完整性 记录1种运动状态变化（如启动） 记录3种运动状态变化（启动/停止/转向） 用箭头图示运动方向变化，标注力作用点
现象描述准确性 简单描述物体位置变化（如“车动了”） 用方位词描述变化（“车从东向西移动2米”） 结合参照物说明位置变化（“车相对于树移动”）
合作参与度 完成分配任务 主动分享观察发现 组织小组讨论并汇总结论
活动2：速度挑战赛（《运动的快慢》《速度的测量》）
评价维度 ★（基础） ★★（良好） ★★★（优秀）
数据测量规范性 测量1次距离或时间（误差≤10%） 测量3次取平均值（误差≤5%） 设计记录表包含距离、时间、速度三栏
速度计算准确性 计算1个速度值（单位正确） 计算3个速度值并比较快慢 用折线图呈现“距离-时间”关系
实验结论逻辑性 说出“路程相同，时间短的速度快” 解释“速度=距离÷时间”的含义 提出优化实验方案（如减小摩擦力）
活动3：运动解码器（《运动的形式》）
评价维度 ★（基础） ★★（良好） ★★★（优秀）
分类准确性 区分直线/曲线运动（举1例） 分类3种运动形式（如滚动、摆动） 用思维导图归纳运动形式特征
模型科学性 制作1种运动轨迹模型（如纸卷轨道） 制作可演示两种运动形式的动态模型 设计“运动形式转换装置”（如摆锤变旋转）
表达创新性 用身体模拟1种运动形式 小组合作编排“运动形式情景剧” 拍摄微视频解说运动形式原理
活动4：能量实验室（《运动与能量》）
评价维度 ★（基础） ★★（良好） ★★★（优秀）
实验操作安全性 规范使用器材（小球、斜坡） 自主设计对比实验（如不同高度撞击） 提出安全改进方案（如增设防护栏）
能量转化解释 描述“小球撞击纸杯移动”现象 解释“高度越高，能量越大” 用能量守恒原理解释刹车发热
应用迁移能力 列举1个运动产生能量的例子 设计简易“动能回收装置” 撰写倡议书《校园运动中的能量利用》
十一、作业设计
活动1：运动侦探社分层作业设计及评价标准
作业类型 作业内容 评价标准
基础作业 列举3种物体运动状态变化的实例 ★：1例； ★★：2例； ★★★：3例并标注力方向
提升作业 拍摄运动视频，慢放分析运动状态变化 ★：描述1处变化； ★★：标注2处变化； ★★★：用图示+文字说明力与运动关系
拓展作业 设计海报《力如何改变运动》 ★：图文匹配； ★★：添加科学术语； ★★★：包含创新案例
活动2-3：速度挑战赛+运动解码器分层作业设计及评价标准
作业类型 作业内容 评价标准
基础作业 测量步行10米所需时间，计算速度 ★：记录1次时间； ★★：3次取平均； ★★★：计算速度并对比不同人数据
提升作业 用纸盒+吸管制作“过山车轨道”测小球速度 ★：完成制作； ★★：记录时间； ★★★：优化轨道减少时间（如增加坡度）
拓展作业 撰写报告《如何提高接力赛交接棒效率》 ★：提出1点建议； ★★：结合运动形式分析； ★★★：用速度数据论证方案可行性
活动4：能量实验室分层作业设计及评价标准
作业类型 作业内容 评价标准
基础作业 举例说明3种运动中的能量转化 ★：1例（如自行车刹车）； ★★：2例； ★★★：3例并解释转化过程（动能→热能）
提升作业 设计“节能弹珠轨道”（仅靠初始能量运行） ★：轨道连通； ★★：弹珠通过全程； ★★★：添加能量转化标签
拓展作业 制作PPT《运动中的能量奥秘》 ★：图文展示； ★★：含实验数据； ★★★：提出节能方案（如操场踏步发电）
分层作业设计说明：
1.评价维度聚焦科学探究核心能力（观察、实验、解释、创新）；
2.作业分层覆盖知识巩固（基础）、能力提升（应用）、思维拓展（创新）；
3.跨学科融合：数学（数据计算）、工程（模型设计）、艺术（海报/PPT）、体育（运动分析）。