《滚动与滑动》教学设计 陈国伟公开课.docx
滑动与滚动教学设计【教材分析】滑动与滚动是教科版五年级上册第四单元的第6课，本课将继续研究影响摩擦 力大小的因素。摩擦力大小与滑动、滚动这两种运动方式有很大关系。用滚动代替滑动 可以减少摩擦力，用滑动代替滚动可以增加摩擦力。学习本课为研究如何改变摩擦力大 小打下基础。本课有两个活动，第一，测量滑动和滚动摩擦力的大小。第二，认识和制 作滚珠轴承。【学情分析】1 .通过前两年的科学学习，五年级的学生已基本懂得如何运用小组合作探究模式来 学习科学，观察和记录能力有所提高，小组成员之间的分工更合理，能较规范地进行实 验操作，能较清楚完整地表达自己的见解。2 .在上一课运动与摩擦力的学习中，学生已经明白一个物体在另一个物体表面 运动时，接触面之间会发生摩擦，产生摩擦力，并且知道滑动摩擦力的大小与物体接触 面的光滑程度与物体的重量有关。【教学目标】科学知识目标：1 .物体运动的方式有滑动和滚动；2 .同一物体在同一接触面上，滚动摩擦力比滑动摩擦力小。3 .滚珠轴承是一种将滑动变为滚动的装置。科学探究目标：1 .设计对比实验，并通过做实验研究比较滚动摩擦力比滑动摩擦力小多少。2 .运用模拟实验利用生活中简单的物品制作滚珠轴承。科学态度目标：1.勤于思考，乐意用科学知识分析身边运用滚动的事物。科学、技术、社会与环境目标：1.通过了解人类移动重物方式的改进，感受科学技术与社会的关系。【教学重难点】重点：设计对比实验，并通过做实验研究比较滚动摩擦力比滑动摩擦力小多少。难点：准确测出滑动摩擦力和滚动摩擦力的大小。【教学过程】一、历史穿越，导入新课1 .谈话：上课前，让我们来进行一场时光旅行。（出示一张金字塔的图片）第一站是在 公元前3500年，知道这是哪儿吗？你是根据什么判断的？（预设：这里是古埃及，因 为有金字塔。）图1:埃及金字塔图1:埃及金字塔图2：滚木设计意图：借助时空旅行引入了埃及金字塔，为后面金字塔建造过程中需要搬运巨石做 铺垫。2.设疑:金字塔是古埃及法老的陵墓。建造一个金字塔需要几百万块石块，平均每块重. 5吨。当时又没有汽车、起重机之类的现代工具，古埃及人可能怎样搬运石块呢？（预设：在石块下面垫几根圆木来搬运石块，并根据回答出示利用滚木搬运的模拟动画） 设计意图：以数据作为支撑，发现金字塔建造的不易。学生置于当时的情境中，从而对 建造金字塔的巨石是如何搬运的展开思考，提出合理的猜测。这也为后面滚木这种猜测 的提出做了铺垫。基于学生对滚木的介绍及时播放滚木搬运的模拟动画，可以加深学生 对滚木搬运的理解。2 .移动重物方式的改进：利用滚木是一种不错的方法，但是这种方法需要不断把最后 一根滚木往前搬。让我们继续来进行时空旅行，看一看人类移动方式上的改进。公元前 3000年，人类发明了实心的轮子，轮子的发明使得人类不再需要持续搬动滚木，但是 实心的轮子很笨重。公元前2000年，人类发明了有条幅支撑的轮子，使得轮子变得轻 便，但是移动速度还是不快。到了 19世纪，人类发明了橡胶轮胎，安装在货车上，移 动的速度也变快了。这几种搬运重物的方式相较于现在呈现的图片，从移动方式上看, 有什么区别？（预设：这张图片是推着滑动前行的，其他的是滚动前行的）图4：人类移动重物方式上的改进图5：推箱子设计意图：学生通过人类移动重物方式上的改进，发现科学研究是一个持续改进、持续 进步的过程。并且从四种方式中归纳出移动方式的相同特点，发现都是用滚动的方式来 移动重物的。3 .揭题：物体运动的方式有滑动和滚动这两种。今天，我们一起来学习滑动和滚动。（播 放滚动和滑动的模拟动画及出示板贴）图6：滑动与滚动设计意图：借助模拟动画解释物体的滚动和滑动的区别，并且明确本节课上课的主题一 一滑动和滚动。二、新课研究 摩擦力时，物体才能运动起来。）物体运动过程中，需要克服摩擦力，滑动过程中克服 的是滑动摩擦力，滚动过程中克服的是滚动摩擦力。1 ,摩擦力的种类：怎样才能使物体运动起来?（预设：要对物体用力，力大与等于设计意图：基于学生原有的知识搭建手脚架。学生已经知道物体对物体用力，并且力大 到一定程度，克服了摩擦力之后物体才能够运动。运动方式不同，克服的摩擦力不同, 引入滑动摩擦力和滚动摩擦力的概念。2,滑动摩擦力和滚动摩擦力谁更小：移动重物时,，你会采用滑动还是滚动？（预设:采用滚动，这样做更省力。）省力说明只要比较小的力就能使物体运动起来，此时受到 的摩擦力也比较小。那么，滑动摩擦力和滚动摩擦力究竟谁更小呢？请你设计一个对比 实验对该问题进行研究。（拿出抽屉中的实验记录单，对实验进行设计。）我们的研究计划提出问题：小车的滑动摩擦力和滚动摩擦力谁更大？我们的推测：要改变的条件：不改变的条件：实验步骤：表1:我们的研究计划设计意图：提出本节课的研究问题一一相同情况下，滑动摩擦力与滚动摩擦力谁更小? 并且先让学生思考讨论，制定研究计划。实验的设计需要时间，给学生充分的时间去思 考，有利于后期思想的碰撞。3.设计实验方案：a.提出小车的滑动摩擦力和滚动摩擦力谁更小这个问题后，我们需要建立假设，假 设无非两种，是哪两种？你支持哪一个观点？（预设：小车的滑动摩擦力更小或小车的 滚动摩擦力更小，我认为小车的滚动摩擦力更小。）b.你认为不同条件是什么？（预设：小车的运动方式，先让小车的车轮滚动，再固 定住车轮，使其滑动。）C.除了小车的运动方式不同外，其他条件都要相同，要控制哪些条件相同呢？（预 设：小车质量、接触面光滑程度、接触面积大小。）为了使实验效果更好，我们统一在 小车上加四个钩码，为了让接触面光滑程度一致，我们统一在桌面上进行实验。d.实验方法：调零；（选用1N的弹簧测力计来测量力的大小，测量前要注意调零, 读数时要注意准确读数，每一大格表示0.1N,每一小格表示0.02N,如果数值很小，可 以估读。）放钩码，水平匀速拉动小车，测三次。从侧面贴住轮子，再测三次。（利 用圆形透明贴来贴住侧面，不贴及轮子底部，并展示贴好轮子的图片。）及时记录， 分析数据，得出结论。（翻开并完成第二页的活动记录单。）表2：小车滚动摩擦力和滑动摩擦力的比较记录表计算：滑动摩擦力是滚动摩擦力的（）倍。我们的发现：实际测量值（单位：N）123中间值滚动摩擦力滑动摩擦力设计意图：基于学生的回答对操作过程容易出现失误的地方进行详细讲解，如如何固定 轮子、如何准确测量出摩擦力的大小、如何进行准确的读数。这样有助于后期实验活动 的顺利开展。4.实施实验方案：各小组组长领取材料，进行实验。实验结束后，将小组数据贴在 黑板上，汇总成班级记录表，并将材料放入抽屉中。组别滚动摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力是滚 动摩擦力的几倍123456789101112表3：班级数据汇总表5.数据分析：（根据班级汇总表，得出滚动摩擦力的范围和滑动摩擦力的范围，对 个别数据差别比较大的小组进行分析。）通过各小组的实验结果，我们发现小车的滑动 摩擦力要远远大于滚动摩擦力。设计意图：把全班的数据汇总在一起，有助于各小组之间实验数据的交流。能够发现总 体规律，得出小车的滑动摩擦力要远远大于滚动摩擦力的这个结论。三、滚珠轴承1 .玩转指尖陀螺：将滑动转化为滚动可以很好地减小摩擦力，今天给大家带来了一 样礼物一一指尖陀螺。请你玩一玩，转一转，指尖陀螺高速旋转的秘密在哪里呢？（组 长领取材料，音乐声响起，将指尖陀螺放回盒子，收入水槽中。）（预设：指尖陀螺中间 有很多颗小圆珠，能够使指尖陀螺高速旋转。）图7：透明的指尖陀螺图8：滚珠轴承设计意图：玩转透明的指尖陀螺，学生能够很好地感受到陀螺的高速运转，并且发现能 使指尖陀螺高速运转的部件一一滚珠轴承，为后面滚珠轴承的介绍做了铺垫。2 .滚珠轴承介绍：指尖陀螺高速旋转的秘密在于中间的部件，我们把它叫做滚珠轴 承。滚珠轴承分为外圈内圈，外圈内圈之间啊有许多颗滚珠，当外圈转动时，能够带动 里面的滚珠绕着内圈滚动，可以大大减小摩擦力，使之高速旋转。还能减少磨损，增加 使用寿命。你还在哪里见过滚珠轴承呢？设计意图：通过介绍滚珠轴承的原理和优点，学生明白了滑动转化为滚动在生活中的运 用。学生结合生活实际可以知道滚珠轴承在工业生产生活的应用，发现了滚珠轴承能大 大减小摩擦力，为人们提供便利。3 .自制滚珠轴承：我们也可以身边常见的材料来制作一个滚珠轴承，需要用到的材 料有铅笔、橡胶圆贴、透明胶带、弹珠、大瓶盖、小瓶盖。请你思考弹珠、大瓶盖、小 瓶盖分别模拟什么？（预设：弹珠模拟滚珠、大瓶盖模拟外圈、小瓶盖模拟外圈。）图9：小瓶盖图9：小瓶盖图10：装了玻璃珠的小瓶盖图11：贴了铅笔的大瓶盖（出示制作步骤）a.把底部贴了橡胶圆贴的小瓶盖放在桌面上，再把贴了铅笔的大 瓶盖放到小瓶盖上，尝试转动铅笔。b.小瓶盖里放玻璃球，再次尝试转动。对比两次转动，你有什么感受？（预设：没加弹珠前，大瓶盖与小瓶盖发生的是滑动， 难以转动。加了弹珠之后，大瓶盖与小瓶盖发生的是滚动，好转动了许多。）设计意图：通过自制滚珠轴承，感受加弹珠前后转动感受的变化，更加充分地体验到滚 珠轴承的优点。四、拓展延伸1.轮子一定要是圆形吗：通过这节课的学习，我们发现滚木、各种各样的轮子都能把滑 动转化为滚动，他们都是圆形的。只有圆形物体才能平稳搬运重物吗？（预设：是/不是） 2.莱洛三角形：播放关于莱洛三角形的视频。莱洛三角形虽然不是圆形，但是也可以平 稳搬运重物，将滑动转化为滚动。图12：莱洛三角形（左边）3.延伸思考:为什么生活中的轮子都是圆形呢？还有没有更多的更多不同的图形能够平 稳搬运重物呢？请同学们课后继续进行研究。设计意图：与开始的滚木相呼应，发现生活中的轮子都是圆形的，有没有不是圆 形的轮子呢？引起学生的思考。介绍莱洛三角形，打破学生对轮子一定要是圆形的 前概念。并且激发学生课后对轮子进行研究的兴趣。【板书设计】副板书4.6滑动与滚动其他条件相同时，物体滑动摩擦力远远小于滚动摩擦力。滚珠轴承：将滑动转化为滚动。主板书【教学反思】实验材料的优化有助于实验的探究滑动和滚动主要有两个环节，环节一是测出小车的滚动摩擦力和滑动摩擦 力。以往都采用透明胶将轮子进行固定，但是剪贴过程繁琐，还贴别容易贴到轮子 底部，使接触面的光滑程度受到影响。本次实验采用了容易揭取的透明塑料圆贴， 从侧面贴住轮子，很大程度地简化了固定轮子这一环节。滑动摩擦力和滚动摩擦力 的测得都是利用弹簧测力计水平拉动小车测得。弹簧测力计的挂钩朝前，水平拉动 小车时挂钩很容易因为重力的作用掉落。利用钳子拆下挂钩，调整挂钩方向朝后， 可以避免水平拉动时挂钩掉落。环节二是滚珠轴承的介绍和自制滚珠轴承。利用透明的指尖陀螺作为引入，一 方面可以无障碍地清楚观察到滚珠轴承的结构，另一方面可以感受到滑动转化为滚 动时指尖陀螺的高速旋转，直观感受滚珠轴承带来的好处。在自制滚珠轴承环节中， 小瓶盖通常用橡皮泥固定在桌面上，但是橡皮泥不好分发和清理。预先在小瓶盖的 底部贴橡胶圆贴，小瓶盖摆在桌上也不易滑动，为实验提供了便利。结合几次磨课的经历，实验材料的优化有助于孩子们更关注于探究的核心问题，省 去不必要环节的指导。附件:滑动与滚动实验记录单五年（）班 姓名：（）我们的研究计划提出问题：小车的滑动摩擦力和滚动摩擦力谁更大？建立假设：不同条件：相同条件：实验方法：小车滚动摩擦力和滑动摩擦力的比较记录表计算：滑动摩擦力是滚动摩擦力的（温馨提示：1.调零；2.放钩码，水平匀速拉动小车，测三次。3.从侧面贴住轮子，再 测三次。及时记录，分析数据，得出结论。）倍。实际测量值（单位：N）123中间值滚动摩擦力滑动摩擦力我们的发现:
