各种各样的运动
(一)背景和教学目标
物体的机械运动,通常按照物体运动轨迹分为直线运动和曲线运动两种运动方式。 在这两种运动方式中有以下的运动形式:平动、转动、振动、滚动、摆动等。各种运 动形式之间并不是孤立存在的,它们往往是相互联系的。本课对应的课标内容是“4.3 物体的机械运动有不同的形式”下的“比较不同的运动,举例说明各种运动的形式和 特征”。本课的设计思路是提供学生常见的物品(玩具),让学生用多种方法让物体运 动起来,观察并描述,发现它们的运动形式虽然是各种各样的,但是可以分成几个 类别。
学生在观察和描述物体运动形式时,会发现如果观察物体的不同部分,其运动形 式是不一样的,比如玩具小车往前运动时车身是平动的、车轮是滚动的。那应该怎样 观察和描述呢?教科书提示学生在物体上“画点做标记”。这其实是将一个具体的物体 抽象为“质点”的过程,既方便了学生观察和记录物体的运动形式,也体现了本单元 想渗透的科学思维方式——研究物体的运动,可以将具体的物体进行抽象。其实,学 生在物体上“画点做标记”,就是将该物体或物体的一部分抽象为一个质点了。质点是 物理学中用来代替物体的有质量的点,它是一个理想化模型,舍去了物体的形状、大 小、转动等性能,突出它所处的位置和质量的特性,用一个有质量的点来描绘,这是对实际物体的简化。例如研究地球绕太阳的公转,可把地球当作一质点。当然,学生 还不具备理解质点这一概念的能力,教师只需要自己明白教科书的设计意图即可。
科学概念目标
物体的运动形式是各种各样的,这些运动形式可以分类。
科学探究目标
观察比较物体的运动,用简单的图示和文字等描述物体的运动形式。
科学态度目标
感受探究生活中各种物体运动形式的乐趣。 在同伴合作探究中,认真观察、及时记录运动情况,开展交流研讨。
科学、技术、社会与环境目标
感受生活用品和玩具设计的精妙。
(二)教学准备
为学生准备:各种物品(指尖陀螺、钢尺、溜溜球、玩具车、弹弹球、弹簧彩虹 圈、陀螺、发条青蛙玩具等)、圆点(不干胶圆点或彩色橡皮泥)、学生活动手册。
教师准备:学生实验材料一套,教学课件。
(三)教科书解读
本课在教科书上共3页,分为四个部分。
1. 聚焦 教科书聚焦部分提出的“生活中的各种物体是怎样运动的?”问题,直接 指向了本课的研究主题。教科书呈现了 秋千、摆钟、雨刮器、跷跷板等学生生 活中常见物体的图片,目的是激活学生 原有的生活经验,开展简单的分析和交流。
2. 探索
探索活动1,用多种方法让物体运 动起来,观察并比较运动形式是否一 样。教科书呈现了五种物体,它们的 运动形式各种各样,其中指尖陀螺是转 动,弹拨后的钢尺是振动,玩具车前进 过程中车身为平动、车轮是滚动,弹簧
摇马的马身是摆动、弹簧上下的弹跳是 振动,溜溜球甩出去后绕轴进行转动、 顺着线往回收是滚动,前两个是简单运 动,后三个是复合运动。需要注意的 是,此活动的目的是让学生感受物体的 运动形式是各种各样的,不要求学生能 全面描述一个物体的运动形式,教师也 无须引导学生知道这些运动形式的正确 名称,更不要求学生能熟记各种运动形 式的名称,只要能说出物体的运动形式 是各种各样的即可。在师生交流中,会 产生一个问题:怎样描述和记录这些物 体的运动形式呢?这就引向下一个活 动,即用贴圆点的方式帮助观察和记录 物体的运动形式。
探索活动2 ,是本课的重点活动。 本活动引导学生在物体上贴圆点,用 多种方法让它们运动起来,观察和记录 圆点的运动形式并交流。教科书首先以 钢尺和指尖陀螺为例,分别呈现贴了圆 点的图片和运动过程中的图片,用以指 导学生的操作(教学时教师还需示范记 录)。接着,又列举了一些可用作探索 的其他物体,用多种方法让它们运动起 来。例如,压住钢尺一端弹拨另一端, 形成上下振动;把钢尺有洞的一头套在 削尖的铅笔(或小棒)上,甩动钢尺, 钢尺的运动形式是(绕轴)转动。教师 可以提示学生用更多的方法让它们运动 起来,但要注意安全。
教科书还提示更换圆点的位置,观 察与之前的运动形式是否一样。圆点贴 在不同位置,会观察到不同的运动方 式,如,弹簧摇马,马身为前后摆动或 者左右摆动,而弹簧为振动;玩具车, 前进或后退过程中,车身为平动,车轮为滚动;摆钟的指针是转动,摆锤是左右摆动。另外,发条青蛙玩具和弹弹球都是竖 直方向的平动和水平方向的平动形成的复合运动。弹簧彩虹圈相当于多个不同弹簧的 串联,每个弹簧的弹性系数不同,以及固有频率不同,导致振动不同,形成波状的振 动。本活动并不要求学生能全面描述一个物体的运动形式,也无须把上述内容详细分析 给学生听,而是教师有选择地提供用于观察的物体,让学生在充分的体验活动中观察、 记录。
在这个活动中,记录是很关键的,教师可以告知学生用线条和箭头来表示物体的 运动形式。但要注意的是,这种记录方式中的符号不是真正的科学符号,因为带箭头 的线条在物理学中常常是表示力的方向和大小,这在 4 年级“运动和力”的单元中会 出现。而本课或者本单元出现用线条和箭头来表示物体的运动形式,只是为了符合学 生的认知特征,便于其表述而已。当然,教师也可以和学生约定其他的表示方法,但 一定要简洁和一致,以便记录后的交流和分类。
3. 研讨
“生活中的各种物体有哪些运动形式?”是基于学生对探索活动 2 的观察和记录后 的交流研讨。交流时,引导学生将自己所画的物体运动形式图先在组内分分类,再全 班一起来分类。分类后,期待学生有如下发现。第一,物体的运动形式是各种各样的; 第二,不同物体的运动形式也可能会相同,可以归为一类。交流后,还可以引导学生 说一说生活中其他物体的运动形式。
4. 拓展
拓展部分请学生画出旋转木马上人的运动形式,旨在引导学生将研究从课内延伸 到课外对日常生活现象的关注中。旋转木马上的人的运动形式是复合运动,小女孩在 绕着木马中心转动的同时,还小幅度地上下做直线运动。也就是说,旋转木马上的小 女孩在做直线运动和曲线运动的复合运动。
(四)教学建议
1. 聚焦 首先呈现一些物体的图片,然后谈话:“生活中有许多物体,它们是怎样运动的?”引导学生关注生活中物体的运动形式。
2. 探索
(1)教师演示,让玩具小车、弹簧木马等物体运动起来,或者播放这些物体正在 运动的视频,让学生观察并比较它们的运动形式是否一样。学生发表观点时,除了用 口头语言描述物体的运动外,还可以借助肢体语言辅助表达,如用手肘当定点、手臂 当摆来演示弹簧木马的弹簧的摆动。教师引导学生发现不同的物体运动形式是不同的, 而且同一个物体不同部分的运动形式也可能是不同的,从而引发思考:怎样准确地描 述一个物体的运动形式呢?继而引向用贴小圆点的方式来准确描述。
(2)谈话:“我们可以通过贴小圆点的方式帮助我们准确描述。”接着,教师出示一个粘贴用的“小圆点”,利用幻灯片出示探索任务,并以钢尺为例进行演示:在钢尺 的一端贴上圆点,用弹拨的方法使钢尺运动,观察它的运动形式并用箭头和线条画下 来;换个位置贴圆点,再用弹拨的方法使钢尺运动,观察并记录;比较前后两次的运 动形式是否一样。采用铅笔尖穿钢尺孔并甩动的方法使钢尺运动,重复刚才的步骤。 最后,学生分组进行活动,并进行全班交流。其中,贴圆点可以改用粘贴彩色橡皮泥的方式代替,以方便粘贴和取下。橡皮泥 宜取用与物体形成鲜明对照的颜色,以利于观察物体运动的轨迹。教科书第 6 页的八种物品,教师可以根据实际情况选择其中的几种提供给学生分组活动。
在这个活动中,教师一定要为学生多准备一些纸条(每个运动物品贴 1~2 个点,每个点都要画一张纸条),让学生将观察到的物体运动形式用箭头和线条画下来,以利 于研讨环节的交流。
3. 研讨
先让学生在小组内利用记录的纸条,给这些运动形式进行分类,并说明理由;再 让小组挑选最具有代表性的、某个类别的记录纸条贴到黑板上,或者以投影的方式呈 现,全班再次分类,讨论分类的理由;最后,请学生根据这些类别,相应地举例说出 生活中与之相似的物体运动形式。
请注意,在学生分类过程中,教师不要将学生的分类强行归纳为科学的提法,例 如直线运动和曲线运动,或者平动、转动、振动、滚动、摆动等,更不要出现这些科 学名词。只要学生的分类有自己的依据,教师都应承认和鼓励。
4. 拓展
播放人坐在旋转木马上运动的视频,请学生结合自己的经验,画出旋转木马上人 的运动形式。有的学生会认为人在旋转木马上前后摆动或者上下平动,也有的学生会 认为人和旋转木马一起围着中间的轴在转动,还有的学生会认为人既在上下平动又在 绕轴转动,只要画得合理,教师都应给予认可。最后,鼓励学生课后继续观察生活中 更多物体的运动形式并进行记录。
(五)学生活动手册说明
本课的活动手册共有 1 项内容,用于探索活动 2 的记录,用线条和箭头记录圆点 的运动轨迹。比如圆点贴在玩具小车的车头时,可以记录为“ ”;圆点贴在玩具小 车的车轮上时,可以记录为“ ”。在实际教学中,仅凭活动手册中的一条 记录纸是远远满足不了学生的记录需求 的,教师可能要为每个学生提供 10 条 以上的记录纸,以便他们记录组内多种 物体的各种各样的运动形式。