第三单元《2 用重物驱动小车》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学五年级上册

这是一份教科版（2024）五年级上册（2024）2. 用重物驱动小车教案，共8页。教案主要包含了学情分析，教材分析，核心素养教学目标，教学重难点，教学过程，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
经过上一节课《拆解我的小车模型》的学习，五年级学生已经熟练掌握了简易小车的结构组成、各部件功能和组装方法，建立了“结构决定功能”的基础科学观念，具备了小车实操探究的基础能力。学生对小车运动的外在现象有了清晰认知，同时产生了新的探究疑问：什么样的力量可以驱动小车运动，为后续动力探究做好了思维铺垫。
五年级学生已经初步认识了重力、拉力等基础力的概念，在日常生活中见过重物下落、拉力牵引物体运动的现象，具备基础的生活认知。但学生无法将重物下落的力量与小车运动建立科学关联，不理解重力可以转化为驱动小车的动力，不清楚重物重量、绳子长度、悬挂位置等因素对小车运动效果的影响。此外，学生的对比实验设计能力、变量控制能力较弱，在实验探究中容易出现变量混乱、记录不规范、结论片面的问题。同时，学生的探究思维仍以具象思维为主，难以自主抽象出“重力转化为拉力驱动小车运动”的核心原理，需要教师通过分层引导、实操对比、数据分析帮助学生完成思维提升，培养控制变量的实验探究能力和抽象逻辑思维。
二、教材分析
《用重物驱动小车》是2026年秋季新教材教科版五年级上册第三单元《运动和力》的第二课时，是承接上一课结构探究、开启单元动力探究的核心过渡课，在单元教学体系中承上启下。上一课学生完成了小车结构认知与实操，本课聚焦“力与运动的关系”，依托重物下落产生的重力拉力，探究最简单的动力驱动小车运动的规律，是学生首次系统探究人为可控的动力驱动机械运动的科学原理。
教材核心内容围绕“重物能否驱动小车、如何驱动小车、哪些因素影响驱动效果”三大核心问题展开，设置了观察思考、实验探究、对比分析、归纳总结四个探究板块。教材文本明确阐释了重力的基础作用、重物下落产生拉力的动力转化原理，设计了标准化的课堂实验流程，引导学生通过固定变量、改变条件完成对比实验。教材摒弃了抽象的理论讲解，以具象的实操实验为核心，贴合小学生认知规律，重点引导学生感知力可以改变物体的运动状态，掌握控制变量的实验探究方法。本课所学的重力驱动原理，是后续弹力、反冲力驱动小车学习的基础，帮助学生建立“不同动力均可驱动物体运动”的通用认知，同时培养学生的实验探究、数据分析、归纳总结能力，全面落实新课标科学探究与工程实践的教学要求。
三、核心素养教学目标
科学观念
1.知道重物具有重力，重力竖直向下，重物下落时会产生拉力，可作为动力驱动小车运动。
2.明确力可以改变静止物体的运动状态，理解重力转化为拉力驱动小车运动的基本原理。
3.了解重物重量、悬挂方式等因素会影响小车的运动速度、运动距离等运动效果。
科学思维
能够通过实验现象推理重力与小车运动的因果关系，建立力与运动的逻辑关联。
掌握控制变量的对比实验思维，能够区分实验中的自变量、不变量，分析单一变量对实验结果的影响。
能够通过实验数据对比、现象分析，归纳总结重物驱动小车的运动规律，发展归纳推理思维。
探究实践
能够根据教材实验要求，自主组装重物驱动小车实验装置，熟练完成标准化实验操作。
学会设计简单的对比实验，规范控制实验变量，准确观察、记录实验现象和实验数据。
能够对实验数据进行整理、分析，自主发现实验问题并尝试分析原因、优化实验操作。
态度责任
1.乐于参与动力探究实验，持续保持对力与运动现象的探究热情和好奇心。
2.养成严谨求实、尊重实验数据、规范操作实验的科学探究态度。
3.体会科学原理在生活中的应用价值，感知简单机械动力原理对生活、生产的帮助。
四、教学重难点
教学重点
理解重物的重力转化为拉力驱动小车运动的核心原理，掌握用重物驱动小车的实验操作方法，通过实验探究知晓重物重量对小车运动效果的影响规律。
教学难点
掌握控制变量的对比实验探究方法，精准区分实验变量并规范控制，能够结合实验现象和数据，抽象总结出力与运动的内在关联，建立科学的力运动认知。
五、教学过程
（一）复习回顾，衔接新知
教师活动：结合上节课教材内容，开展师生问答复习：“上节课我们拆解并组装了小车模型，谁能说一说小车正常运动需要具备哪些条件？小车的核心组成部件分别有什么作用？”学生举手回答小车结构与功能相关知识点。教师顺势衔接新课：“完整的小车结构是小车运动的基础，但静止的小车不会自动运动，想要让小车动起来，必须依靠外力的作用。今天我们就结合教材内容，探究最简单的动力——重物的力量，学习用重物驱动小车运动。”
设计意图：通过问答式复习，巩固上节课结构认知知识点，搭建新旧知识桥梁，让学生明确“结构是基础、动力是关键”的认知逻辑，自然导入本课新知，贴合单元递进式教学逻辑。
（二）教材研读，初识动力原理
教师活动：引导学生阅读本课教材开篇核心文本，解读教材重点内容：“教材明确指出，地球上的物体都受到重力的作用，重力的方向始终竖直向下。当我们用绳子将重物和小车连接，悬挂的重物会在重力作用下向下下落，拉动绳子产生拉力，拉力会带动静止的小车向前运动。”
师生互动：教师结合教材原理示意图提问：“大家通过教材文字和图片思考，是什么力量让小车从静止变成运动？重物不动时，小车会动吗？为什么？”学生结合教材内容回答：“是重物下落的力量拉动小车，重物静止就没有拉力，小车不会动。”教师进一步追问：“这个实验中，重力起到了什么作用？”引导学生总结：重力产生拉力，拉力是驱动小车运动的动力。
设计意图：立足教材文本开展原理教学，让学生依托教材建立基础理论认知，通过梯度问答拆解抽象原理，降低学生理解难度，落实科学观念核心素养。
（三）实验示范，明确实验流程
教师活动：结合教材实验板块内容，详细解读教材实验器材、实验步骤、实验要求。教材指定实验器材：组装完整的小车、棉绳、不同重量的钩码、滑轮、直尺、实验记录表。教师逐一讲解器材作用：滑轮用于改变绳子受力方向，保证重物竖直下落、拉力平稳；钩码作为重物提供重力；棉绳用于传递拉力。
教师严格按照教材步骤示范实验全过程：第一步，将滑轮固定在桌面边缘，保证滑轮稳固不晃动；第二步，将棉绳一端系在小车车头位置，另一端绕过滑轮悬挂钩码；第三步，将小车放置在桌面起点位置，轻轻释放，观察小车运动状态；第四步，用直尺测量小车运动距离，记录实验现象。同时强调教材明确的实验注意事项：桌面保持平整、小车初始位置固定、禁止人为推送小车，保证实验结果真实准确。
师生互动：教师提问：“教材为什么要求我们不能人为推送小车？平整的桌面对实验有什么帮助？”学生回答：“人为推送会增加额外力量，影响实验结果，平整桌面能让小车运动更平稳。”教师肯定学生的思考，强化实验严谨性要求。
设计意图：严格遵循教材实验规范，通过示范讲解让学生掌握标准化实验流程和注意事项，规避实验误差，培养学生规范实验的探究习惯，为自主实验探究奠定基础。
（四）自主探究，开展对比实验
教师活动：结合教材核心探究问题“重物的重量会影响小车的运动效果吗”，组织学生开展小组对比实验，重点训练学生控制变量的实验思维。教师明确教材实验变量要求：固定不变的量为小车、绳子长度、桌面平整度、小车起始位置；唯一改变的变量是钩码数量（重物重量）。
学生小组实验流程：
每组分别用 1 个、2 个、3 个钩码作为重物，依次完成三组实验；
每次实验均从同一位置释放小车，不施加外力；
观察小车运动速度，测量并记录每组小车的运动距离；
重复实验两次，减少实验误差，取平均值记录数据。
教师巡回指导，针对学生变量控制不当、数据记录不规范等问题及时纠正。
师生互动数据分析：实验结束后，教师汇总各组实验数据，展示数据对比表格，提问：“对比三组实验数据，随着钩码数量增加，小车的运动速度和运动距离发生了什么变化？这说明了什么？”学生结合数据总结：钩码越多，重物越重，小车运动速度越快、运动距离越远。教师结合教材内容总结升华：重物重量越大，产生的重力越大，转化的拉力越大，对小车的驱动效果越强，小车运动状态改变越明显。
教师继续拓展设问：“如果我们保持钩码数量不变，改变绳子长度，小车运动效果会变吗？”引导学生简单尝试实验，发现绳子长度影响小车运动距离，进一步深化变量控制的实验思维。
设计意图：以教材探究问题为核心，通过控制变量的对比实验，突破本课教学难点，让学生在自主实操、数据分析中自主归纳实验规律，培养科学思维和探究实践能力，落实新课标探究式学习要求。
（五）问题研讨，深化原理认知
教师活动：结合教材拓展思考板块内容，抛出探究问题，组织学生小组讨论：“实验中有的小组小车运动卡顿、无法直行，有的小车运动距离很短，结合我们学过的小车结构和动力原理，分析可能的原因是什么？”
师生互动研讨：学生小组讨论后发言，总结问题原因：小车车轴卡顿、车轮安装歪斜、桌面不平整、绳子过紧、重物重量过小等。教师结合教材知识点梳理总结：小车运动效果受结构状态、动力大小、运动环境多重因素影响，只有结构完好、动力充足、环境平稳，才能保证小车正常运动，进一步印证了“结构决定功能，动力改变运动状态”的核心科学规律。
设计意图：结合教材拓展问题开展课堂研讨，引导学生复盘实验过程、排查实验问题，实现知识的融会贯通，培养学生的问题分析和反思优化能力，深化对力与运动关系的认知。
六、课堂小结
本节课我们依托教材内容，通过原理学习、实验探究、数据分析、问题研讨的完整流程，完成了重物驱动小车的探究学习。我们明确了竖直向下的重力可以转化为拉力，作为动力驱动静止的小车运动，验证了力可以改变物体的运动状态的科学规律。同时，我们熟练掌握了控制变量的对比实验探究方法，发现重物的重量是影响小车运动速度和运动距离的重要因素，重物越重，驱动小车的动力越强，小车运动效果越好。在探究过程中，我们养成了严谨求实、规范操作的科学态度，提升了实验探究和数据分析能力。本课探究的重力驱动原理，是后续各类动力探究的基础，后续我们将继续探究弹力、反冲力等不同动力驱动小车的奥秘，进一步深入探究运动和力的密切关系。