小学科学教科版 (2017)四年级上册5.运动与摩擦力教案

这是一份小学科学教科版 (2017)四年级上册5.运动与摩擦力教案，共7页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，教学重难点，材料准备，教学流程图，教学过程，板书设计（生成）等内容，欢迎下载使用。

本课是在构建了“给物体施加力，可以改变物体运动的快慢，也可以使物体启动或停止”概念以及通过弹簧测力计知道力有大小和方向的基础上，延续了力对物体运动影响的研究。不同的是本节课研究的摩擦力是一种阻碍物体运动的力，物体从静止到运动需要克服摩擦力的大小、摩擦力的产生需要一定的条件、摩擦力大小可以间接测量以及减小摩擦力的方法。
教材围绕“运动和力”的核心概念，设计了3个活动，先是研究物体从静止到运动需要克服多大的摩擦力。第二个和第三个活动分别研究在物体下方垫上滚木或安轮子的方式，需要多大的力让物体从静止到运动。这三个活动在于引导学生发现，一方面物体从静止到运动需要克服摩擦力，另一方面，可以用在物体下方垫滚木或安轮子的方式来减少物体运动的摩擦力。通过这3个活动让学生感受到古代劳动人民在技术改进上的伟大智慧，为后续设计制作小车打下基础。
【学情分析】
在学生的生活经验中，他们已经对摩擦这个词比较熟悉，而对摩擦力这个概念就不太清楚了，这一点在前概念调查中可以发现，学生不知道在草坪上滚动的足球自然而然停下来是由于足球与草坪之间摩擦力的作用。学生对“摩擦力是在什么情况下产生？摩擦力的大小怎样知道？如何能减小摩擦力?”等问题也并没有太多思考，这也成为本节课学习的起点。在教学过程中进行引导性设计，让学生在探究活动中逐步体会摩擦力与物体运动之间的关系。
【教学目标】
科学概念目标
1.一个物体在另一个物体表面运动时，接触面发生摩擦，会产生摩擦力。
2.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.摩擦力的大小与物体的运动方式有关，对于相同的物体，滚动的摩擦力小，滑动的摩擦力大。
科学探究目标
1.会用垫圈数表示摩擦力的大小，并用实验数据证明摩擦力的大小与物体的运动方式有关。
2.会用轮子改装小车。
3.会研究物体受到的摩擦力与不同方式运动的物体之间的关系。
科学态度目标
1.尝试用不同的思路、方法完成科学探究。
2.能按要求进行合作探究学习、乐于表达交流。
科学、技术、社会与环境目标
1.意识到轮子的发明将物体改变成为用滚动的方式前进，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：认识物体从静止到运动要克服摩擦力，刚好能使物体运动起来的力就相当于它受到的摩擦力，摩擦力是有大小的。
难点：通过实验探究收集证据，知道摩擦力与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时受到的摩擦力大。
【材料准备】
学生材料准备：小牛顿实验套装纸盒小车1辆、车轮两对、垫圈若干、回形针一枚、棉线、橡皮擦（或其他重物）若干、桌面定滑轮（或自购带滑轮长木板，方便携带）。
教师准备：小组实验材料一套（备用与示范说明用）、班级汇总表、实验记录表、实验微课指导视频。
【教学流程图】
【教学过程】
1.聚焦
（1）“摩擦初体验”活动
学生活动：第一步——手在桌面上滑动，离开桌面滑动，有什么感受？
第二步——再次利用身边的物体，感受摩擦。
教师提问：在刚才的活动中，谁能来说一说什么情况下能产生摩擦，在摩擦过程中的感受？（预设：学生体验后感觉手滑动时受到了阻碍。）
教师活动：帮助学生梳理摩擦力的概念——一个物体在另一个物体的表面运动时，两个物体的接触面会发生摩擦，因此运动物体要受到一种阻碍运动的力，这种力叫摩擦力。今天我们就来研究运动与摩擦力。（板书：运动与摩擦力）
设计意图：从学生亲身体验出发，以学生关于摩擦的前概念为基础，让学生在熟悉的活动中初步感知摩擦力，并针对摩擦力产生的条件、作用方向和作用结果，达成初步共识，构建摩擦力的概念。
（2）古埃及人如何搬运重物
教师提问：看，这个建筑认识吗？（胡夫金字塔，它是由大小不等的巨石砌成，每块巨石重达1.5吨到50吨。）工人在搬运重物的过程中会产生巨大的摩擦力，那他们是怎样搬运这些重物的呢？让我们坐上时光机，假设你现在是古埃及金字塔建造工地上的工人，你能想个办法搬运这些重物吗？
（预设：由于学生课前对课本内容可能有所了解，部分学生能够回答出在重物下方垫上圆柱形的物品，通过滚动运输；也有学生根据经验说出可以装上轮子来运输。）
2.探索
教师引导：那搬运重物时究竟怎样减小摩擦力呢，我们一起来研究。需要哪些实验材料？如何进行实验？怎样知道摩擦力的大小？
学生思考（如若想不到的可以通过课件展示实验材料供参考）。
（预设：将木筷子垫在纸盒子下面或者给纸盒安装轮子，带动纸盒滚动可以减少摩擦力。）
教师引导：根据同学们的建议，垫上滚木或安装轮子来运输重物，根据三年级的学习，我们把这样的运动方式叫做滚动，这时产生的摩擦就是滚动摩擦。那相对于不垫滚木或装轮子，而是直接拉动重物前进的方式，则称之为滑动摩擦。那你有什么办法来比较它们摩擦力的大小吗？
学生讨论设计实验。
学生活动：探究用不同的方式搬运重物时摩擦力的大小。
（1）观看实验微课，梳理实验方法。
（2）师生共同小结实验细节：垫圈要一个一个地增加、轻拿轻放；棉线不能脱离滑轮卡槽；及时记录下纸盒刚好运动起来时所用的垫圈数，垫圈数越多说明纸盒受到的摩擦力越大；实验重复三次等。
（3）学生动手操作进行实验，并记录数据。
（4）将小组的数据汇总到班级记录表。
设计意图：根据提供的材料，学生可以想到减小摩擦力的办法。但对于如何进行实验探究，需要学生先思考、设计实验，明确实验目的——哪种运动方式摩擦力更小。而后才是层层推进探究活动，收集证据，为后面的研讨论证提供支撑，从而发展学生实证推理能力及实事求是的科学态度。
3.研讨
（1）分析实验结果，怎样搬运重物最省力？哪一种方式搬运重物产生的摩擦力最小？（预设：装上轮子时，搬运重物产生的摩擦力最小，而纸盒直接在木板上滑动时摩擦力大。）
（2）装上滚木和装上轮子都可以减少摩擦力，你认为哪种方式最好？它们搬运重物时各有什么优点和缺点呢？（预设：装上滚木和轮子时，都可以减少摩擦力，但是用滚木搬运的时候不方便，要不断地移动滚木或者铺更多滚木，而轮子可以随纸盒移动。）
师生小结：轮子可以看作移动的滚木，人类发现可以用滚动的方式前进，是一个了不起的创举。
（3）有些小组的实验结果有点不同，是什么原因造成的呢？请同学们到其他小组进行交流。
学生活动：组间交流，观察思考为什么测量出的摩擦力大小结果不同？有哪些影响因素。
教师追问：摩擦力的大小还与什么因素有关呢？
（预设：摩擦力大小还可能与接触面的粗糙程度、物体的重量有关。）
（说明：课前准备一个小组的木板贴上粗糙的砂纸，一个小组的纸盒内装更多的重物。）
设计意图：学生自主分析数据，总结规律，发现滚动时摩擦力更小。同时，也能从使用滚木和使用轮子运输重物的活动体验中，对人类技术的进步意义理解更加深刻。其中课前提前设置了两组条件不同的小组，一组是改变了纸盒的载重，一组则改变了接触面的粗糙程度，学生在分析数据后，经历了从存疑→交流→思考→领悟的过程，为拓展环节中理解人类社会在生产生活如何采取不同的方式增加或减少摩擦力奠定基础。
4.拓展
（1）观看故宫搬运汉白玉巨石的视频：在我国古代劳动人民的努力下，我们也有一个伟大的建筑——故宫。当时建造故宫时，这块巨大的汉白玉，重达270吨，要从北京城外70多公里的地方运进故宫，他们是怎样做到的呢？
学生观看视频。
（附网络视频链接如下：
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教师提问：说说他们是怎么搬运的？冰面上洒水后的摩擦力发生了什么变化？
（冬天路面上有冰冻，井水浇在冰面上起到润滑作用，摩擦力变小了，工人可以轻松搬运汉白玉大石。）
（2）教师追问：你还能举出生活中减少摩擦力的例子吗？
（预设：给自行车链滴润滑油……课本上自行车轴承学生比较难想到，缺乏观察经验，教师可以适当进行补充。）
（提示：经过前面的实验，学生可能会出现摩擦力都是有害片面认识。）
教师提问：那摩擦力是不是没有用呢？什么地方需要增大摩擦力？
学生产生认知冲突并进行思考。（教师出示以下生活场景帮助学生理解。）
（比如雨天路滑，要穿鞋底粗糙的鞋子；拔河比赛，要选地面比较粗糙的，鞋子也要选粗糙的……根据探究活动的数据分析，不难理解增加接触面的粗糙程度可以增加摩擦力。）
设计意图：在解决生活中的情境中，从另一个方面让学生思考摩擦力对于生活的重要意义。
（3）课外拓展活动：像气垫船、磁悬浮列车等是怎样减少摩擦力的呢？
设计意图：课堂时间有限，这部分内容作为课后科学学习，有助于培养学生自主学习、查阅资料的能力，同时也能够意识到不同的技术方式也可以减小摩擦力。
【板书设计（生成）】
【板书说明】
中间的统计图为学生小组实验结果统计表，各个小组用带组号的圆形磁铁粘贴结果，汇报时用于展示交流。其他文字板书随着各个环节有序展开，逐步生成。右下角“影响摩擦力大小的其他因素”为学生想法及时生成（手写）。
【学生记录单设计】