第三单元《运动和力》单元教材解读 (课件)2026-2027学年教科版五年级科学上册

这是一份第三单元《运动和力》单元教材解读 (课件)2026-2027学年教科版五年级科学上册，共61页。
《运动和力》第三单元目录CONTENTS 单元整体分析213 分课时简介 单元小结与科学阅读单元整体分析12022版单元分布图比较（跨学科、位置变化）单元设计逻辑：领域融合与板块逻辑单元设计逻辑：科学思维与科学观念的融合单元课时设计与课标的要求单元课时设计与课标的要求单元课时设计与课标的要求2. 工程设计与物化1. 物质的运动与相互作用单元内容指向的核心概念单元内容分析引入了“玉兔”号月球车的单元大情境，明确了研究对象，通过对比了解月球车和普通小车的结构和功能的关系，为后续的设计制作月球小车的活动奠定基础。本单元的探究实践主体部分。学生分别对力（重力、弹力、摩擦力）与运动的关系进行深入研究，认识到力是改变物体运动状态的原因。综合运用力与运动的知识设计、制作、测试、评价月球小车，发展对工程设计的认识、理解和应用能力。单元目标• 第1课，通过拆解和观察普通小车模型与月球车模型，了解普通小车和月球车结构和功能的异同。• 第2课，知道物体的重力可以转化为拉力驱动小车，使静止的小车开始运动。认识到拉力大小的改变可以改变小车的运动快慢。• 第3课，了解弹力是当物体形状改变时会产生一个要恢复原来形状的力，并探究小车运动距离与橡皮筋缠绕的圈数的关系。• 第4课，认识弹簧测力计的基本结构，能正确使用弹簧测力计来测量力的大小。• 第5课，知道一个物体在另一个物体表面运动或有产生运动的趋势时，接触面会发生摩擦，产生摩擦力；知道摩擦力是有大小的，摩擦力的大小与物体的运动方式有关，滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。• 第6课，能根据任务要求，按照一定的步骤，设计制作“月球小车”。• 第7课，通过“月球小车”测试活动，能够发现问题，并提出有价值的解决问题的方法。能利用工具和材料对“月球小车”进行改进，完成作品的优化迭代。单元目标科学观念目标1.知道力可以使物体运动或静止下来，还可以改变物体的运动快慢，物体运动的快慢是可以测量和比较的。2.认识到力有大小和方向，力的大小是可以测量的，力的单位是牛顿。3.知道常见的力有重力、弹力、摩擦力等。4.知道地球上的一切物体会受到的重力，地球不接触物体就可以对其施加重力。5.知道物体在受外力作用而形状发生改变时，会产生一个恢复原来的形状的弹力。6.知道一个物体在另一个物体表面运动时，接触面发生摩擦，会产生阻碍相对运动的摩擦力。7.了解工程设计与物化具有一定的基本步骤，需要运用相关的科学概念来解决问题。单元目标科学思维目标1.能利用玉兔号图片模型、普通小车模型进行比较与分析，归纳结构与功能特点。2.能根据数据分析出重力、弹力、摩擦力对小车运动的影响，推测并归纳出合理的结论。3.能从不同角度分析、思考，设计制作月球小车。 单元目标探究实践目标1.通过拆解和观察活动，比较月球车和普通小车模型的结构和功能异同。2.通过组装不同动力驱动的小车，开展实验研究，了解力的大小与小车运动状态的关系。3.能使用弹簧测力计测量力的大小。4.通过收集、分析实验数据，学会用实验数据证明自己的推测。5.通过使用弹簧测力计间接测量摩擦力的大小，了解影响摩擦力大小的因素。6.通过设计制作月球小车的活动，学会综合运用力的基础知识，提出创意方案。7.根据测试月球小车的结果，反思和调整月球小车的设计和制作。单元目标态度责任目标1.在实验探索过程中，发展进一步研究运动和力的兴趣，保持对运动和力的好奇心和探究热情。2.在研究运动和力的实验过程中，意识到要用实验数据作为证据，学会尊重客观事实和证据的表达方式。3.在研究运动和力的实验过程中，感受合作的重要性，能够接纳他人的观点，善于合作，乐于分享。4.在设计制作月球小车的过程中，发展对工程设计和动手制作的兴趣，激发创新精神。5.在设计与制作、测试与评价月球小车的活动中，树立细致、有步骤地工作的态度，感受科学研究规范的意义。2分课简介 为课程后续的开展做铺垫，同时帮助学生完善“结构与功能”的跨学科概念。【教学目标】科学观念目标●了解普通小车和月球车的结构与功能的关系，初步了解力可以改变物体的运动状态。科学思维目标●通过观察和对比，描述并归纳小车模型与月球车模型的结构异同点。探究实践目标●通过拆解和观察普通小车模型、月球车模型的活动，收集二者结构异同点的证据并发表观点。态度责任目标●能对研究小车的结构和作用产生浓厚兴趣，愿意参加科学探究活动。 学生对月球车的结构不了解，提出的结构名称不够准确，教师需要进行引导，采用阅读资料或观看视频的方式，帮助学生了解。学生一开始观察月球车模型时，会容易关注到天线等比较特殊的地方，对细节的观察容易忽略。教师在引导学生对比普通小车模型之后，学生会发现轮胎等细节方面的差异。拆解活动是学生兴趣浓厚的环节，同时也是本课学生活动的难点，学生通常需要较长时间完成小车模型的拆解。教师应提前做好教学材料准备，确认螺丝刀等工具的适配性，合理预估拆解所需时间，并对实验材料进行预处理，保障活动顺利开展。拆解完成后，教师需引导学生将电池、车轮、车架等零部件分类摆放，帮助学生进一步认识小车结构并分析各部分功能。本活动侧重考查学生的观察能力与分析归纳能力。活动中引导学生思考月球表面特点与月球车结构之间的联系，学生能积极表达想法，教师可适时点拨，帮助学生理解月球车结构与其功能的对应关系，逐步形成“结构与功能”这一跨学科概念。在利用维恩图进行分析记录时，学生能初步梳理出月球车与小车模型在轮子数量、车身结构等方面的异同点，多数学生还能关注到两者动力来源的差异，为后续学习做好铺垫。教学过程中，教师可结合阅读资料辅助学生梳理与分析。研讨部分，学生能够基于前面探索活动的学习成果，更新自己的认知观念，对小车的结构及相应功能形成更深入的理解。对于月球车，学生也从刚开始上课时的不了解，逐步发展到能够准确说出其特殊结构，并能结合月球环境特点加以分析，对月球车的结构与功能形成更为深刻的认识。拓展部分，通过图片的对比，学生能迅速捕捉到不同车辆的最大差异特点，学生也能基于不同车辆的使用途径，把其结构以及结构背后要实现的功能关联起来。这也是学生对 “结构与功能” 这个跨学科概念的进一步了解。【教学目标】科学观念目标●知道重力可以转化为拉力来驱动小车，使静止的小车开始运动。●认识到改变拉力的大小可以改变小车的运动状态。科学思维目标●观察并记录小车运动状态的数据，并基于数据归纳出拉力大小与小车运动状态的关系。探究实践目标●能够使用控制变量的方法来研究拉力大小与小车运动状态的关系。态度责任目标●在实验探究中，发展进一步研究运动和力关系的兴趣。●意识到用实验数据作为证据的重要性，有基于证据发表见解的意识。在尝试让小车运动起来的活动中，将材料发给学生自主探索，让他们经历试错过程，找到驱动小车的方法，并讨论绳子长度对驱动小车的影响。这是为下一个探索活动完善、构建实验装置的过程，同时引导学生了解：驱动小车的力，是由垫圈的重力转化而成的拉力，且拉力达到一定程度时，小车才会运动起来。研究重力大小与小车运动快慢关系的实验是本课的重点。学生对该部分的实验探索活动参与积极性高，在经过操作培训，明确小组分工后，均能够较好地完成实验探索，完成实验数据汇总与分析。数据的计算会比较花费学生的数据处理时间，引入计算器可以降低学生处理数据的难度。在数据收集汇总与分析方面，学生基本都采用统一建议的垫圈数据。将各个小组的小车运动时间汇总到黑板上后，学生能够发现数据组内、组间存在差异。在误差分析方面，可与研讨 2 结合开展。分析组间差异时，学生能够猜测可能是小车、垫圈的差异造成的；分析组内差异时，学生能够分析出可能是人为操作因素造成的误差，例如计时不同步等问题。 研讨1：学生能够基于实验数据呈现的整体趋势，得出规律：垫圈数量少，转化为驱动小车的拉力小，小车运动得慢；垫圈的数量多，转化为驱动小车运动的拉力大，小车运动得快。 研讨2：学生会结合学习经验说出其他表示运动快慢的方法，例如：排序、画正字、将数字绘制成柱状图等。引导学生明确不论是数字还是图形，都能有效表示运动快慢，通常会选择直观的方式，帮助我们快速得到结论。本环节旨在让学生了解，用图形呈现数据会更加直观。 拓展部分：学生小组交流方法，例如控制小车重量、控制添加的垫圈的数量、改变车轮的粗糙程度、改变桌面的粗糙程度等。再选择合适的方式控制小车的运动快慢。在控制月球小车的运动快慢方面，学生结合月球的环境特点，提出了有关月球引力、地表土壤结构、太阳能的相关想法。教师可鼓励学生查阅资料，了解控制月球小车运动快慢的方法。【教学目标】科学观念目标●了解弹力是当物体形状改变时会产生一个要恢复原来形状的力。科学思维目标●通过分析弹力大小与小车行驶距离关系的实验数据，推理归纳出科学实验结论。探究实践目标●会安装用橡皮筋做动力的小车，并运用控制变量的方法探究橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离的关系。态度责任目标●认同收集数据作为证据的重要性。●发展进一步研究运动和力的兴趣。学生通过汽车轮胎发生形变的图片，交流发现轮胎具有弹力，还能解释轮胎的弹力可以帮助车辆减震。在拉橡皮筋感受弹力的活动中，学生拉动橡皮筋时，会产生手被橡皮筋牵拉的感觉；能发现手越用力，橡皮筋被拉得越长，松手后橡皮筋便会回弹，由此感知橡皮筋具有弹力。随后教师出示弹力的概念，帮助学生在观察与感受的基础上，具象化理解相关概念。用弹力驱动小车的活动，是在学生了解弹力的基础上，对弹力知识进行进一步应用。此处教师引导学生按照教材方法在车轴上缠绕橡皮筋，缠绕过程中，学生容易将橡皮筋绕到另一端的车轴上，影响小车行驶，教师需及时加以引导。在弹力驱动小车的探究活动中，经过自主探索与教师指导，学生能够发现：橡皮筋往前绕，小车往后行驶；橡皮筋往后绕，小车往前行驶。学生也能想到其他利用弹力驱动小车的方法，例如拉开橡皮筋，将小车弹出去等。学生的想法均可实践，教师可鼓励学生课后自主探索，也可结合这些思路优化、改进教材中的实验。研究弹力大小对运动距离影响的实验，是本课探索活动的重点和难点。这个活动呈现数据，可选择常规记录方式，也可采用纸带方式直观呈现。两种方式都能清晰展示实验数据与结果，帮助学生分析弹力大小和运动距离之间的关系。误差分析：比如材料因素造成的数据误差，如：组间小车重量存在差异、组间橡皮筋缠绕圈数存在差异等。又如人为因素造成的结果误差，如：数据圆点粘贴有误、小车释放时额外施加了力等。结合月球车的环境因素展开思考，引导学生关注结构与功能的关系，并发表自己的见解。例如：月球上没有空气，用普通的充气轮胎容易发生爆炸。教师可以引导学生查阅相关资料，进一步了解月球车车轮的秘密：月球车的轮子采用筛网轮，而非普通汽车轮胎。筛网轮质量较轻，能让月球车实现轻量化；同时筛网可以增大摩擦力，让月球车不易打滑，适配月球表面行驶。月球车车轮宽大，是为了增大受力面积、减小对月球表面的压强，避免行驶时陷进月壤；车轮表面还有凸起的棱，用来增大接触面的粗糙程度、提升摩擦力，防止车轮打滑。【教学目标】科学观念目标●认识弹簧测力计的基本结构，能正确使用弹簧测力计来测量力的大小。●知道力的单位是牛顿，力有大小和方向，力的大小是可以测量的。 科学思维目标●能通过观察弹簧测力计的结构，推测出各个结构的作用。探究实践目标●通过用手拉弹簧测力计感受不同大小的力，预测并测量不同物品的重力，测量并记录该物体对弹簧测力计拉力的大小。态度责任目标●体会到不同测量工具可以解决不同的现实问题；进一步发展研究力的兴趣。弹簧测力计对于学生而言是新的工具。学生通过观察弹簧测力计的结构，能够大致猜测弹簧测力计各个结构的功能。测力计的使用方法需要教师进行引导，特别是量程、分度值等内容，要引导学生学会正确读数。学生利用弹簧测力计测量力的大小。教师需要强调调零、平视读数、不超量程等使用注意事项，并指导学生采用先估后测的方式操作。起初学生预估数值的差异会比较大，随着测量次数的增加，估测结果也会越来越准确。从竖直测量变为水平测量，需要强调采用水平调零的方式。此处弹簧测力计的操作难度，相比竖直测量更高：一方面小车摩擦力较小，弹簧测力计示数过小，不易读数，可用木块替代小车完成实验；另一方面，学生需水平拉动测力计，拉动过程中指针晃动幅度较大，导致读数困难。教师可引导学生测量拉动小车刚好启动时的拉力大小（拉至刚好启动时的拉力大小等于最大静摩擦力大小），以此降低操作难度。 研讨1：学生结合自己的认识谈到：圆珠笔的笔芯处有弹簧，按压笔末端的按键，会使内部弹簧发生形变产生弹力，从而弹出笔芯。玩具弹弓靠手拉橡皮筋使其发生形变，借助弹力将弹珠弹射出去。篮球、乒乓球等球类运动中，击打球体时球会发生形变、产生弹力，从而让球能够弹起来…… 研讨3：学生会发表不同的观点，例如：不同物体的重力不同，拉动不同物体所需的拉力也不同。通过交流引导，学生还能意识到：拉动物体时弹力会转化为拉力，虽然力的方向不一样，但拉力的数值大小，能够反映物体重力的数值大小，也为后续“摩擦力的比较”一课中，用弹簧测力计测量、表示摩擦力大小的探究活动开展奠定基础。 研讨2：学生会发表不一样的观点。例如：换成橡皮筋测力计可以用来测量力的大小，因为橡皮筋和弹簧都具有 “受力大，伸长长” 的特点。又例如：换成橡皮筋测量力的大小效果不好，因为橡皮筋容易断裂，测力计的使用寿命不如弹簧测力计长。教师可以引导学生以纸板作为测力计主体，用橡皮筋代替弹簧，用回形针代替挂钩，将钩码或已知重量的物体挂在回形针上，在测力计纸板上标注刻度。开展制作橡皮筋测力计的活动，并引导学生用自制橡皮筋测力计尝试测量力的大小。学生通过制作会发现，橡皮筋测力计标注的刻度是不均匀的，只能用来粗略测量力的大小。 学生对“牛”和“千克”的认识不够清晰，常会产生疑惑，需要教师为学生讲解二者的区别。日常生活中所说的“重量”，实际是科学概念里的“质量”，用“千克”描述；科学上的“重量”，指物体受到的重力，用“牛”描述。对于月球上物体重量减小的原因，学生大多能猜想是地球与月球存在引力差异造成的。教师可以鼓励学生利用课余时间，通过书籍、网络等多种渠道查阅资料，深入了解月球上物体重量减小的原因。【教学目标】科学观念目标●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，摩擦力的大小与物体的运动方式有关，滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。科学思维目标●通过观察、比较、分析的方法，能归纳摩擦力的产生的原因及影响因素。探究实践目标●能通过实验探究，知道摩擦力产生的原因和影响摩擦力大小的因素。态度责任目标●知道用科学实证才能得出有效的科学结论。●领悟生活中摩擦力是无处不在的，科学技术与生活紧密相连。学生参与感受摩擦力的体验活动，在拉动的过程中，能够发现脚底有阻碍运动的力，让学生从直观体验上认识摩擦力。活动2是了解测量摩擦力的方法。学生需要回顾水平拉动小车、弹簧测力计水平调零、平视读数等操作要点。教师要引导学生拉动小车做匀速运动，使弹簧测力计读数稳定，以此测出拉力大小。教师可向学生说明：当小车保持匀速运动时，它受到的摩擦力与前进拉力数值相等、方向相反，我们可以通过测量拉力，间接得出摩擦力的大小。在本实验中，若只使用小车，拉动时弹簧测力计读数偏小，不易读取数据，这也是学生实验的难点。教师可提前处理金属框架小车，将车轴与车架的连接处调紧一些；也可为学生准备钩码等重物，放置在车身上，增加小车自身重量。活动 3 是本课教学的重难点。学生探究时，能按照对比实验的要求，采用水平拉动的方法，测量不同情况下小车受到的摩擦力大小，规范完成实验。为让实验结果呈现明显差异，教师可引导学生对小车做相关处理，例如用铁丝、胶带固定车轮，在车身上增减不同数量的钩码等。经过优化实验材料后，学生的实验结果能呈现出较为明显的差异，从而帮助学生认识到：摩擦力的大小与运动方式（滚动或制动）、接触面的粗糙程度、车身重量大小有关。 研讨2：学生通过观察图片或模型，结合此前对月球车的了解，能够发现月球车配有6个车轮，且每个车轮都有驱动力，目的是充分利用摩擦力，防止车轮打滑。月球车的车轮宽大，表面带有凸棱，是为了增大摩擦力，让月球车能更顺利地向前行驶。月球车活动部件的连接处涂有特殊润滑油，是为了减小摩擦力，降低设备磨损。 研讨3：学生结合图片观察与生活经验，能了解更多生活中摩擦力的应用：冰刀鞋是用来减小摩擦力的，防滑链是用来增大摩擦力的。山地自行车的结构较为复杂，其中多处需要增大摩擦力，例如轮胎花纹、脚踏板花纹、手柄花纹、刹车皮等，主要通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力；刹车手柄则是通过增加压力的方式来增大摩擦力，让自行车快速停下。同时也有减小摩擦力的设计，比如自行车车轮中的轴承结构，轴承中的滚珠是利用滚动摩擦来减小摩擦力的。 拓展部分主要是让学生了解交通工具减小摩擦力的方法。学生除学习相关原理外，还可动手制作模型，亲身体验探究。【教学目标】科学观念目标●知道工程制作中需要运用科学概念、使用技术手段、分工合作解决实际问题。●知道完成一项工程任务需要经历一定的基本步骤。科学思维目标●能根据任务要求，结合对月球车的结构了解，设计制作“月球小车”。探究实践目标●能根据任务要求和限制条件，绘制设计图并制作“月球小车”。态度责任目标●发展对工程设计和动手制作的兴趣，培养实践能力，激发创新精神。●体会设计在工程制作中的重要作用。●认识到人们不断改进设计以满足不断增加的需求。●体会科学技术的发展对人类生活和社会发展的重积极意义，增强社会责任感。 制作“月球小车”是学生十分感兴趣的探究活动。本活动中融入了工程设计理念，引导学生在材料、成本等条件限制下，设计符合要求的“月球小车”。面对这项有挑战性的任务，学生兴趣浓厚、积极性较高。为达到设计标准，学生会细致讨论、精心设计，结合材料的价格与重量进行综合考量。学生用计算器计算重量和价格 制作过程中，学生能依据视频指引和组装说明动手操作。制作时学生会发现设计中存在的问题，针对问题思考解决方案，并与他人交流讨论，最终在设计图上进行修改调整，通过分工合作，共同完成制作任务。给学生多样化的材料，增加可选择性，学生会有更多创意的表达。【教学目标】科学观念目标●认识到“月球小车”的评估需要有一定的标准。●认识到工程项目中需求根据需要不断地改进和完善产品。科学思维目标●通过“月球小车”测试活动，能够发现问题，思考问题，并提出有价值的问题解决方法。探究实践目标●在测试评估活动中，能对自己的想法和结果进行反思并改进。●在改进的过程中，能利用工具和材料对“月球小车”进行改进，完成作品的优化迭代。态度责任目标●发展对工程设计和动手制作的兴趣，培养实践能力，激发创新精神。●能够接纳他人的观点，不断完善“月球小车”的设计和制作。●体会到人们不断改进产品以满足不断增加的需要。学生集体讨论，并投票通过新增的评价项目和星级标准。 测试环节，学生情绪高涨、兴致满满。“月球小车”在平地上能行驶顺畅，但在带有浅坑的沙地中行驶则存在一定挑战。学生发现问题后，现场就迫不及待用工具改进，对完成任务的期待非常高。 整理问题，提出修改方案，总结成功与失败的经验，为“月球小车”的优化迭代提供方向。建议可自画单元概念图可进行批注与增减3 单元小结与阅读建议自我评价为主可增加评测项目建议设计与研制可分开阅读与使用理解结构和功能是关键技术细节可引导学生搜索拓展谢 谢