教科版三年级科学下册 1.8 测试“过山车”教案
文档属性
| 名称 | 教科版三年级科学下册 1.8 测试“过山车”教案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版（2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2020-01-30 15:08:39 | ||
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文档简介
测试“过山车”
（一）背景和教学目标
本单元以物体的运动为研究主题，在第 1～6 课逐步引导学生认识物体的位置、运 动形式及运动的快慢等，在第 7 课指导学生设计、制作了一个“过山车”并且完成了 评价。本课作为本单元的最后一课，引导学生利用自制的“过山车”，从物体的位置、 运动的路线、运动的快慢这三方面对本单元知识进行系统的回顾。同时，本课也要求 学生在实际的操作中，创造性地解决实际问题，并进一步将作品优化改进。
本课的设计思路是以观察、测量、比较“过山车”上小球的运动为主线开展探索 活动，即借助方位盘和软尺描述小球的位置、观察和描述小球的运动路线、利用秒表 和软尺等比较小球运动的快慢，在活动和研讨中总结、应用、内化本单元的学习内容。 对学生而言，本课的学习是复习回顾也是迎接挑战，是运用知识也是体验成功。
科学概念目标
●物体的运动可以用位置、路线、快慢等来描述。
科学探究目标
●利用自制的“过山车”正确描述物体的位置和物体的运动路线，能正确比较物 体运动的快慢。
科学态度目标
●愿意跟同伴合作探究，能认真操作、仔细观察、及时记录、乐于交流。
科学、技术、社会与环境目标
●继续体验工程项目的建成需要考虑多方面因素，融合多方面的知识和技能。
教学准备
为学生准备：各组制作好的“过山车”、秒表、软尺、细绳、活动记录表。 教师准备：教学课件等。
（三）教科书解读
本课在教科书上共 2 页，分为三个部分。
1. 聚焦 教科书聚焦部分，以学生前一课制
作的“过山车”引入到本课的活动。教 科书中的“让我们用小球代替‘小车’， 观察它吧 !”点明了本课主要任务是观 察、描述、测量小球在“过山车”上的 运动情况。
2. 探索
探索活动 1，以起点为中心，描述 小球的位置。本活动以“过山车”轨道 起点为中心，借助方向盘来判断方向， 用细绳和软尺测量距离，从而描述小球 在轨道上的位置。我们只要求学生测量 小球和起点之间的实际距离，而不需要 学生测量小球和起点之间的空间距离。
探索活动 2 ，观察小球的运动路 线。此活动要引导学生将小球看成一个 点，观察整个小球在轨道上的运动路 线，判断其是直线运动还是曲线运动。
探索活动 3，比较小球运动的快慢。此活动需要两座“过山车”，因此需要组间合作。学生借助软尺和细绳测量小球的运 动距离，用秒表测量小球的运动时间， 再比较小球在不同“过山车”上运动的 快慢。
3. 研讨 研讨板块的三个问题与探索板块的
三个活动一一对应，可以有机整合在每 个探索活动里，也可以在全部探索活动 结束后进行总结。
探索板块和研讨板块的内容，都指 向总结、应用、内化本单元的学习内 容，也可以用作检测学生的单元学习 情况。
4. 拓展 拓展部分提出了让小球运动得更快
的要求，并配有两幅“过山车”的图片
（起点高度不同、直线轨道和曲线轨道 组合的复杂程度不同），学生结合探索 板块的组间比较活动以及本单元第 4 课
有关斜面的拓展活动，会产生新的想法，对自己的“过山车”进行改进。
（四）教学建议
前一课的“过山车”的制作完成情况和是否有效保管都会影响本课的教学活动， 所以建议本课与前一课连在一起教学。课前，教师还要了解学生作品的完成情况，如 样式、结构、是否能正常运行等，做到心中有数，对于没有达到要求的小组要督促及 时改进。
1. 聚焦 呈现学生自制完成的“过山车”，谈话：“‘过山车’已经做好了，让我们用小球代
表小车，继续观察它吧！”
2. 探索和研讨
（1）先呈现探索任务（探索活动 1），全班讨论如何描述小球的位置，再分发其 他实验材料，分组进行活动，然后全班交流结果、解决活动中产生的新问题，最后回 答研讨问题 1“怎样描述物体的位置？”这个问题的解决，关键在于怎么利用方向盘、 细绳、软尺确定小球的方向和距离：第一，教师可以引导学生将方向盘的中心点对准 “过山车”的起点，将方向盘平铺在“过山车”的下面；第二，将小球摆放在轨道上的 任意一点，利用方向盘说出当前位置的小球处于“过山车”起点的什么方向；第三，用细绳从起点出发，沿着轨道铺设至小球所在位置，再用软尺量出这段细绳的长度， 这就是小球与起点之间的距离了；第四，引导学生用方向和距离完整地描述“以起点 为中心”时小球的位置。
在做第三步时，学生可能会提出不必用细绳沿着起伏不同的轨道测量，而可以用 细绳直接从起点悬空拉一条直线到小球所处的位置进行测量。对于学生这种悬空拉直 线的方法，教师可以指出“小球是在轨道上运行的，不是悬空飞过去的”，从而加以否 定。假如教师肯定了学生这种悬空拉直线的方法，将会对探索活动 3“比较小球运动快 慢”造成干扰，毕竟这不是小球的真实运动路线。
（2）先呈现探索任务（探索活动 2），再分组活动，然后全班交流结果、解决活动 中产生的新问题，最后回答研讨问题 2——“怎样描述物体的运动路线？”本活动的关 键在于引导学生将小球看成一个点，观察其在轨道上的运动路线，判断其是直线运动 还是曲线运动。
（3）先呈现探索任务（探索活动 3），全班讨论如何比较运动的快慢，再分发其他 实验材料，组织进行组间活动，接着全班交流结果，解决活动中产生的新问题，最后 回答研讨问题 3——“怎样比较物体的运动速度？”其中，活动前的全班讨论，要引导 学生回顾原来所学的比较运动快慢的方法，更要引导学生思考组间比较还需要注意的 内容，不同小组“过山车”的轨道总长不同，所以，采用运动相同距离比运动时间的 方法，或者采用运动相同时间比运动距离的方法，都要既测量距离又测量时间。
这里的距离是指小球从起点出发，沿着起伏不同的轨道运动到终点的全路程，而 不是指处于终点位置的小球与起点之间的直线距离（其对于比较速度毫无意义 )。那 么，如何测量小球从起点出发沿着起伏不同的轨道运动到终点的全路程呢 ? 教师可以 引导学生如同探索活动 1, 用细绳沿着轨道铺设出小球运动过的全路程，再用软尺量出细绳的长度，这就是小球运动的距离了。当然，教师仍然要提醒学生像第 5 课和第 6 课的活动那样，合理分工、默契合作。此外，如果学生在重复测量中获得了多个数据， 也建议像第 5 课那样，釆用取中位数的方法，比较小球运动的速度。
如果学生具备相应的能力，教师完全可以将三个探索活动合并成一个长时间的探 究活动，最后进行研讨。
3. 拓展 教师将小球运动快慢差异较大的两个“过山车”摆放在一起，设问：“如果要让小
球运动得更快，可以怎样改进‘过山车’？”然后让学生发表自己的想法。对于学生发 表的“过山车”改进想法，教师要适时追问改进的理由，培养学生有依据地做推断的 意识和能力。教学时间允许时，可以让学生将想法付诸实践，重新搭建过山车轨道并 进行检测。
学生活动手册说明
学生活动手册中没有安排本课内容，建议教师根据实际情况设计简单记录表。
参考资料
机械运动
运动是宇宙中的普遍现象。宇宙中的一切物体都在以各种不同的形式运动着，没 有绝对静止的物体。
在物理学中，把一个物体相对于另一个物体位置的变化称为机械运动，简称运动。 根据物体运动的路线，可以将物体的运动分为直线运动和曲线运动。一般来说，直线运动比曲线运动要简单些。但是，各种直线运动也是千差万别的，所以有必要对 直线运动再进行分类。
物体沿直线路线运动时，如果在任意相等的时间内通过的路程相等，运动快慢保 持不变，这种运动叫匀速直线运动；如果在任意相等的时间内通过的路程不相等，运 动快慢发生了变化，这种运动叫变速直线运动。
在直线运动和曲线运动这两种运动方式中有平动、转动、振动、滚动、摆动等运 动形式。
平动：物体内任意两点的连线在运动过程中各个时刻的位置始终保持不变。 转动：物体以一点为中心或以一直线为轴作圆周运动。 振动：物体通过一个中心位置，不断做往复运动。 滚动：一个物体在另一物体上接触面不断转变地移动。
摆动：来回摇动。
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。一个复杂的运动 可能包含多种简单的运动形式，可以称之为复合运动。
运动和静止的相对性
为了判断所观察的对象是否发生位置变化，我们必须选择一个物体作为标准，观 察所研究的对象相对于这个物体的位置是否发生了变化，这个被选作标准的物体叫作 参照物。参照物的选择是任意的，既可以选择相对地面静止的物体，也可以选择运动 的物体，还可以本着便于研究的原则，选取合适的参照物。被研究的物体本身不能选 作参照物，因为以此研究对象为参照物，研究对象永远都是静止的。物理学中，研究 地面上物体的运动，一般选取地面或与地面保持相对静止的物体作为参照物，且可以 不加以说明；选取其他合适的物体作参照物研究机械运动时，则要做出说明。
运动的描述都是相对于参照物来说的，同一运动如果选择不同的参照物，所得出的对运动的描述可能是不同的。
伽利略相对性原理
1632 年，伽利略在一条做匀速直线运动的船上，对一个封闭船舱内发生的现象进 行观察，他写道：“在这里（只要船的运动是匀速的），你在一切现象中观察不出丝毫 的改变，你也不能够根据任何现象来判断船究竟是在运动还是静止着：当你在甲板上 跳跃的时候，你所通过的距离和你在一条静止的船上跳跃时所通过的距离完全相同， 也就是说，你向船尾跳时并不比你向船头跳时——由于船的快速运动——跳得更远些， 虽然当你跳在空中时，在你下面的甲板是在向着与你跳跃相反的方向行驶着；当你抛 一东西给你的朋友时，如果你的朋友在船头而你在船尾时，你所费的力并不比你们两 个站在相反的位置时所费的力更大。从挂在天花板下的装着水的酒杯里滴下的水滴， 将垂直地落在地板上，没有任何一滴水滴是落向船尾方向的，虽然当水滴尚在空中时， 船在向前走。苍蝇将继续自己的飞行，朝各方向都是一样的，丝毫不发生苍蝇（好像 它们疲倦地跟在疾驶着的船后）集聚在船尾部的情形。”这就是伽利略相对性原理的简 单描述。伽利略最先说明了“在惯性系内部所做的任何力学实验都不可能发现该惯性 系是静止的还是匀速直线运动的”这个事实。
伽利略相对性原理是力学基本原理之一，是由伽利略非正式地提出的运动相对性 原理，指出了惯性定律和物体在外力作用下运动的规律，被爱因斯坦称为伽利略相对 性原理，是狭义相对论的先导。这些为牛顿正式提出运动第一定律、第二定律奠定了 基础。
物理模型
通过物理模型，可以使各种研究对象、环境条件、物理过程简单化，从而方便我 们认识复杂的事物及其变化过程。
“忽略次要因素，抓住主要因素”，将对象简化，将条件和过程理想化，都属于物 理模型的思想。如质点，舍去物体的形状、大小、转动等性能，突出它所处的位置和 质量的特性，用一有质量的点来描绘，这是对实际物体的简化。例如杠杆、点光源、 点电荷、薄透镜、单摆等都是理想模型，这些理想模型都是以客观存在为原型，但在 抽象思维的过程中运用了物理模型的思想，从而使物理问题简化。
模型是对实际问题的抽象，每一个模型的建立都有一定的条件和使用范围。如质 点，只有当物体的形状和大小在所研究的问题中处于次要地位时，才可以把物体看作 质点。同一物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，如在研究地球的公转规律 时就可以把地球看作质点，但在研究地球的自转规律时则不能把地球看作质点。
（一）背景和教学目标
本单元以物体的运动为研究主题，在第 1～6 课逐步引导学生认识物体的位置、运 动形式及运动的快慢等，在第 7 课指导学生设计、制作了一个“过山车”并且完成了 评价。本课作为本单元的最后一课，引导学生利用自制的“过山车”，从物体的位置、 运动的路线、运动的快慢这三方面对本单元知识进行系统的回顾。同时，本课也要求 学生在实际的操作中，创造性地解决实际问题，并进一步将作品优化改进。
本课的设计思路是以观察、测量、比较“过山车”上小球的运动为主线开展探索 活动，即借助方位盘和软尺描述小球的位置、观察和描述小球的运动路线、利用秒表 和软尺等比较小球运动的快慢，在活动和研讨中总结、应用、内化本单元的学习内容。 对学生而言，本课的学习是复习回顾也是迎接挑战，是运用知识也是体验成功。
科学概念目标
●物体的运动可以用位置、路线、快慢等来描述。
科学探究目标
●利用自制的“过山车”正确描述物体的位置和物体的运动路线，能正确比较物 体运动的快慢。
科学态度目标
●愿意跟同伴合作探究，能认真操作、仔细观察、及时记录、乐于交流。
科学、技术、社会与环境目标
●继续体验工程项目的建成需要考虑多方面因素，融合多方面的知识和技能。
教学准备
为学生准备：各组制作好的“过山车”、秒表、软尺、细绳、活动记录表。 教师准备：教学课件等。
（三）教科书解读
本课在教科书上共 2 页，分为三个部分。
1. 聚焦 教科书聚焦部分，以学生前一课制
作的“过山车”引入到本课的活动。教 科书中的“让我们用小球代替‘小车’， 观察它吧 !”点明了本课主要任务是观 察、描述、测量小球在“过山车”上的 运动情况。
2. 探索
探索活动 1，以起点为中心，描述 小球的位置。本活动以“过山车”轨道 起点为中心，借助方向盘来判断方向， 用细绳和软尺测量距离，从而描述小球 在轨道上的位置。我们只要求学生测量 小球和起点之间的实际距离，而不需要 学生测量小球和起点之间的空间距离。
探索活动 2 ，观察小球的运动路 线。此活动要引导学生将小球看成一个 点，观察整个小球在轨道上的运动路 线，判断其是直线运动还是曲线运动。
探索活动 3，比较小球运动的快慢。此活动需要两座“过山车”，因此需要组间合作。学生借助软尺和细绳测量小球的运 动距离，用秒表测量小球的运动时间， 再比较小球在不同“过山车”上运动的 快慢。
3. 研讨 研讨板块的三个问题与探索板块的
三个活动一一对应，可以有机整合在每 个探索活动里，也可以在全部探索活动 结束后进行总结。
探索板块和研讨板块的内容，都指 向总结、应用、内化本单元的学习内 容，也可以用作检测学生的单元学习 情况。
4. 拓展 拓展部分提出了让小球运动得更快
的要求，并配有两幅“过山车”的图片
（起点高度不同、直线轨道和曲线轨道 组合的复杂程度不同），学生结合探索 板块的组间比较活动以及本单元第 4 课
有关斜面的拓展活动，会产生新的想法，对自己的“过山车”进行改进。
（四）教学建议
前一课的“过山车”的制作完成情况和是否有效保管都会影响本课的教学活动， 所以建议本课与前一课连在一起教学。课前，教师还要了解学生作品的完成情况，如 样式、结构、是否能正常运行等，做到心中有数，对于没有达到要求的小组要督促及 时改进。
1. 聚焦 呈现学生自制完成的“过山车”，谈话：“‘过山车’已经做好了，让我们用小球代
表小车，继续观察它吧！”
2. 探索和研讨
（1）先呈现探索任务（探索活动 1），全班讨论如何描述小球的位置，再分发其 他实验材料，分组进行活动，然后全班交流结果、解决活动中产生的新问题，最后回 答研讨问题 1“怎样描述物体的位置？”这个问题的解决，关键在于怎么利用方向盘、 细绳、软尺确定小球的方向和距离：第一，教师可以引导学生将方向盘的中心点对准 “过山车”的起点，将方向盘平铺在“过山车”的下面；第二，将小球摆放在轨道上的 任意一点，利用方向盘说出当前位置的小球处于“过山车”起点的什么方向；第三，用细绳从起点出发，沿着轨道铺设至小球所在位置，再用软尺量出这段细绳的长度， 这就是小球与起点之间的距离了；第四，引导学生用方向和距离完整地描述“以起点 为中心”时小球的位置。
在做第三步时，学生可能会提出不必用细绳沿着起伏不同的轨道测量，而可以用 细绳直接从起点悬空拉一条直线到小球所处的位置进行测量。对于学生这种悬空拉直 线的方法，教师可以指出“小球是在轨道上运行的，不是悬空飞过去的”，从而加以否 定。假如教师肯定了学生这种悬空拉直线的方法，将会对探索活动 3“比较小球运动快 慢”造成干扰，毕竟这不是小球的真实运动路线。
（2）先呈现探索任务（探索活动 2），再分组活动，然后全班交流结果、解决活动 中产生的新问题，最后回答研讨问题 2——“怎样描述物体的运动路线？”本活动的关 键在于引导学生将小球看成一个点，观察其在轨道上的运动路线，判断其是直线运动 还是曲线运动。
（3）先呈现探索任务（探索活动 3），全班讨论如何比较运动的快慢，再分发其他 实验材料，组织进行组间活动，接着全班交流结果，解决活动中产生的新问题，最后 回答研讨问题 3——“怎样比较物体的运动速度？”其中，活动前的全班讨论，要引导 学生回顾原来所学的比较运动快慢的方法，更要引导学生思考组间比较还需要注意的 内容，不同小组“过山车”的轨道总长不同，所以，采用运动相同距离比运动时间的 方法，或者采用运动相同时间比运动距离的方法，都要既测量距离又测量时间。
这里的距离是指小球从起点出发，沿着起伏不同的轨道运动到终点的全路程，而 不是指处于终点位置的小球与起点之间的直线距离（其对于比较速度毫无意义 )。那 么，如何测量小球从起点出发沿着起伏不同的轨道运动到终点的全路程呢 ? 教师可以 引导学生如同探索活动 1, 用细绳沿着轨道铺设出小球运动过的全路程，再用软尺量出细绳的长度，这就是小球运动的距离了。当然，教师仍然要提醒学生像第 5 课和第 6 课的活动那样，合理分工、默契合作。此外，如果学生在重复测量中获得了多个数据， 也建议像第 5 课那样，釆用取中位数的方法，比较小球运动的速度。
如果学生具备相应的能力，教师完全可以将三个探索活动合并成一个长时间的探 究活动，最后进行研讨。
3. 拓展 教师将小球运动快慢差异较大的两个“过山车”摆放在一起，设问：“如果要让小
球运动得更快，可以怎样改进‘过山车’？”然后让学生发表自己的想法。对于学生发 表的“过山车”改进想法，教师要适时追问改进的理由，培养学生有依据地做推断的 意识和能力。教学时间允许时，可以让学生将想法付诸实践，重新搭建过山车轨道并 进行检测。
学生活动手册说明
学生活动手册中没有安排本课内容，建议教师根据实际情况设计简单记录表。
参考资料
机械运动
运动是宇宙中的普遍现象。宇宙中的一切物体都在以各种不同的形式运动着，没 有绝对静止的物体。
在物理学中，把一个物体相对于另一个物体位置的变化称为机械运动，简称运动。 根据物体运动的路线，可以将物体的运动分为直线运动和曲线运动。一般来说，直线运动比曲线运动要简单些。但是，各种直线运动也是千差万别的，所以有必要对 直线运动再进行分类。
物体沿直线路线运动时，如果在任意相等的时间内通过的路程相等，运动快慢保 持不变，这种运动叫匀速直线运动；如果在任意相等的时间内通过的路程不相等，运 动快慢发生了变化，这种运动叫变速直线运动。
在直线运动和曲线运动这两种运动方式中有平动、转动、振动、滚动、摆动等运 动形式。
平动：物体内任意两点的连线在运动过程中各个时刻的位置始终保持不变。 转动：物体以一点为中心或以一直线为轴作圆周运动。 振动：物体通过一个中心位置，不断做往复运动。 滚动：一个物体在另一物体上接触面不断转变地移动。
摆动：来回摇动。
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。一个复杂的运动 可能包含多种简单的运动形式，可以称之为复合运动。
运动和静止的相对性
为了判断所观察的对象是否发生位置变化，我们必须选择一个物体作为标准，观 察所研究的对象相对于这个物体的位置是否发生了变化，这个被选作标准的物体叫作 参照物。参照物的选择是任意的，既可以选择相对地面静止的物体，也可以选择运动 的物体，还可以本着便于研究的原则，选取合适的参照物。被研究的物体本身不能选 作参照物，因为以此研究对象为参照物，研究对象永远都是静止的。物理学中，研究 地面上物体的运动，一般选取地面或与地面保持相对静止的物体作为参照物，且可以 不加以说明；选取其他合适的物体作参照物研究机械运动时，则要做出说明。
运动的描述都是相对于参照物来说的，同一运动如果选择不同的参照物，所得出的对运动的描述可能是不同的。
伽利略相对性原理
1632 年，伽利略在一条做匀速直线运动的船上，对一个封闭船舱内发生的现象进 行观察，他写道：“在这里（只要船的运动是匀速的），你在一切现象中观察不出丝毫 的改变，你也不能够根据任何现象来判断船究竟是在运动还是静止着：当你在甲板上 跳跃的时候，你所通过的距离和你在一条静止的船上跳跃时所通过的距离完全相同， 也就是说，你向船尾跳时并不比你向船头跳时——由于船的快速运动——跳得更远些， 虽然当你跳在空中时，在你下面的甲板是在向着与你跳跃相反的方向行驶着；当你抛 一东西给你的朋友时，如果你的朋友在船头而你在船尾时，你所费的力并不比你们两 个站在相反的位置时所费的力更大。从挂在天花板下的装着水的酒杯里滴下的水滴， 将垂直地落在地板上，没有任何一滴水滴是落向船尾方向的，虽然当水滴尚在空中时， 船在向前走。苍蝇将继续自己的飞行，朝各方向都是一样的，丝毫不发生苍蝇（好像 它们疲倦地跟在疾驶着的船后）集聚在船尾部的情形。”这就是伽利略相对性原理的简 单描述。伽利略最先说明了“在惯性系内部所做的任何力学实验都不可能发现该惯性 系是静止的还是匀速直线运动的”这个事实。
伽利略相对性原理是力学基本原理之一，是由伽利略非正式地提出的运动相对性 原理，指出了惯性定律和物体在外力作用下运动的规律，被爱因斯坦称为伽利略相对 性原理，是狭义相对论的先导。这些为牛顿正式提出运动第一定律、第二定律奠定了 基础。
物理模型
通过物理模型，可以使各种研究对象、环境条件、物理过程简单化，从而方便我 们认识复杂的事物及其变化过程。
“忽略次要因素，抓住主要因素”，将对象简化，将条件和过程理想化，都属于物 理模型的思想。如质点，舍去物体的形状、大小、转动等性能，突出它所处的位置和 质量的特性，用一有质量的点来描绘，这是对实际物体的简化。例如杠杆、点光源、 点电荷、薄透镜、单摆等都是理想模型，这些理想模型都是以客观存在为原型，但在 抽象思维的过程中运用了物理模型的思想，从而使物理问题简化。
模型是对实际问题的抽象，每一个模型的建立都有一定的条件和使用范围。如质 点，只有当物体的形状和大小在所研究的问题中处于次要地位时，才可以把物体看作 质点。同一物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，如在研究地球的公转规律 时就可以把地球看作质点，但在研究地球的自转规律时则不能把地球看作质点。