科教版四年级科学上册第三单元《运动和力》教案.docx
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1、科教版四年级科学上册第三单元运动和力教案 本单元属于物质世界科学的内容,主要是围绕“物体的运动及其受到的力”设计教材逻辑的。首先,教材以秒表、软尺、弹簧测力计、垫圈等工具获取实验数据,研究不同的力对小车运动状态的影响;其次,通过敲击音叉实验和小车的撞击实验来验证运动的物体具有能量;最后,经历一个完整的项目式学习过程,设计制作一辆小车,包括从不同角度绘制设计图、数据量表,通过自评和他评,改进并完善产品性能等,指向技术工程领域。力是一个抽象的概念,并不直观,但是又与我们的生活息息相关。因此,教材选取了学生最熟悉的小车作为本单元的研究对象,围绕着小车运动的各种现象进行分析,同时搭建一系列的活动支架,
2、让学生更关注探究过程本身,建立起力的相关概念。 在学习本单元之前,学生对力和运动有了一定的了解,也对一些有关力和运动的现象存在困惑,所以学生是乐于探究本单元知识内容的。但是由于力的抽象性,学生不易理解且会产生各类混淆概念,因此,在教学中要注意将抽象的力转变为可视化的实验现象,帮助学生正确理解概念。 1关注科学概念的进阶建构。学生对运动状态发生改变的原因知之甚少,本单元的教材设计体现了力的概念建构的逐步进阶过程。教学时教师要注意针对学生在三年级时建构的力的相关基础来设计探究活动,从而促进对力的概念的深层理解。2.关注技术工程领域的学习。在研究力与物体运动关系的活动中,需要不断渗透工程与技术领域的
3、学习内容,比如在“用气球驱动小车”的活动中,通过改变充气量的多少、喷管的粗细来改变小车行驶的距离,体会装置的优化设计可以提升产品的性能。3.建立失败仍有价值的意识。学生在设计制造产品的过程中会受到自身认知水平和技能的影响,制造出“失败”的产品,此时教师要引导学生认识到这是一次有价值的解决问题的机会,不害怕失败,发挥创新精神。第1课让小车运动起来授课时间:_累计 1 课时课题让小车运动起来课型新授课教学目标科学知识目标1.知道力可以使静止的物体运动,使运动的物体静止。2.知道不同类型的车有不同的动力类型。科学探究目标1.调查了解不同类型车的动力系统。2.会安装用重力拉动的小车,并会研究拉力大小与
4、小车运动快慢的关系。3.能用实验数据证明自己的推测。科学态度目标1.发展进一步研究运动和力的兴趣。2.意识到要用实验数据作为证据。科学、技术、社会与环境目标体会到生活中的车辆类型是丰富多彩的,具有不同的动力类型。教学重难点重点:实验探究小车运动快慢和拉力大小的关系。难点:用实验数据说明小车运动快慢和拉力大小的关系。教学准备为学生准备:小车、垫圈若干、小钩、棉绳、秒表、学生活动手册。教师准备:学生实验材料1套、班级记录表、教学课件。流程教学设计二次备课聚焦1.引入:(教学提示:出示划艇图片。)怎样让静止的划艇运动起来?(预设:用力划桨。)怎样让划艇运动得更快?(预设:用更大的力划桨。)又怎样让它
5、停下呢?(预设:停止划桨;反向划桨。)2.提问:(教学提示:出示马车、推车、汽车、火车、自行车、太阳能小车的图片。)它们都是怎么动起来的?(预设:马车靠马拉,推车靠人推,汽车靠发动机,)3.揭题:(教学提示:出示小车。)你们能让它动起来吗?(板书:让小车运动起来)探索与研讨探索一:让小车运动起来1.提问:(教学提示:出示小车、棉绳、小钩、垫圈。)你们能用这些材料让小车运动起来吗?谁来说说看?(预设:将绳子的一端系在小车车头正中间,然后在绳子的另一端挂上垫圈,让垫圈从桌沿自由落下,拉动小车运动。)探索与研讨2.追问:拉小车的绳子多长才合适?(教学提示:可根据学生的回答分别演示拉小车的绳子太长、太
6、短或恰好与桌子的高度差不多时,小车的运动情况。)3.提问:让小车运动起来的拉力是怎么产生的?(预设:由垫圈的重量产生的;由于地球的吸引产生的;)4.讲解:垫圈由于受到重力作用而通过棉绳对小车产生了拉力。地球对它周围的物体都有一种吸引力,这种由于地球吸引而使物体受到的向下的力就叫作重力。重力能把地球表面的物体拉向地面,比如提水时,感觉水桶对手有向下的拉力;背书包时,感觉书包对肩部有向下的压力;向上抛出的球,最终会落回地面;水总是往低处流等,这些现象都是重力作用的结果。5.提问:我们可以用挂在小钩上的垫圈数来表示拉力的大小。你们猜一猜,让小车刚好运动起来需要几个垫圈?(预设:3个;5个;)6.布置
7、任务:接下来让我们自己动手实验一下吧!(教学提示:出示实验帮助卡,引导学生分组进行实验。) 7.小结:只有拉力达到一定程度,小车才会运动起来。探索二:小车运动快慢与拉力大小的关系1.提问:如果用更大的力拉小车,小车运动的快慢会有什么变化?(预设:小车运动得更快。)怎样用实验验证你的猜想呢?2.布置任务:引导学生分组实验,并完成实验帮助卡。3.研讨汇报。4.小结:挂的垫圈数量越多,小车从起点到终点的时间越短,小车运动的速度越快。5.研讨:(1)实验中,你是怎样让运动的小车停下来的?(预设:用手挡住小车。)探索与研讨(2)要使静止的小车运动起来,需要对它施加力。如果要使运动的小车静止呢?(预设:给
8、小车一个阻力。)6.讲解:使静止的小车运动起来,即启动,需要动力;使运动的小车静止,即停止,需要阻力。拓展与小结1.拓展:播放足球比赛的微视频,引导学生讨论足球运动员是怎样改变足球的运动状态的。(预设:脚踢静止的足球,可以使足球运动起来;脚踩住足球,可以使足球静止;通过控制踢球的力的大小控制足球的运动速度;)2.小结:我们可以用力来改变物体的运动状态。一定大小的拉力可以让静止的小车运动起来,拉力越大,小车运动越快;拉力越小,小车运动越慢。板书设计3.1让小车运动起来拉力越大,小车运动越快;拉力越小,小车运动越慢。动力启动;阻力停止。教学反思本节课开头将问题聚焦到利用垫圈的重力作为动力,引发学生
9、思考如何设计能使小车运动起来的方案。接着,提出两个问题:使小车运动起来需要几个垫圈的拉力以及力与小车的运动速度有什么关系?围绕这两个问题,学生提出猜想,并开始进行科学探究。结束探究后,引导学生展开讨论,得出实验结论。最后,联系生活实际,通过运动员是怎样改变足球运动状态的问题,引导学生运用本课学习的知识,对生活中的现象进行解释,将科学与生活有效结合在一起。本课引导学生体验了探究的过程,培养了学生科学探究思维和科学创新能力,体现了以学生为主体,全面提高学生科学素养的课标要求。课后作业三、选择题。3.在“让小车动起来”的实验中,关于拉小车的绳子长度的选择,下列说法最合理的是()。A.绳子越长越好B.
10、小车运动到终点时,绳子一端的垫圈接近地面C.小车在起点时,绳子一端的垫圈刚好碰到地面参考答案三、3.B科教版四年级科学上册第三单元第2课用气球驱动小车授课时间:_累计 1 课时课题用气球驱动小车课型新授课教学目标科学知识目标1.知道气球里的气体喷出时,会产生一个和喷出方向相反的推力,这个力叫反冲力。2.知道要使静止的物体运动,就要对物体施加力。反冲力越大,小车行驶得越远。科学探究目标1.会组装用气球反冲力作动力的小车。2.会研究小车运动快慢与反冲力大小的关系。3.能用实验数据证明自己的推测。科学态度目标1.发展进一步研究运动和力的兴趣。2.意识到要把实验现象转化为支持观点的证据。3.体验合作的
11、重要性。科学、技术、社会与环境目标1.体会到可以用反冲力作为动力驱动车辆、火箭、飞机等物体运动,满足人们生产生活的需要。2.知道改变喷气管粗细和气球充气量会影响小车的动力大小。教学重难点重点:探究气球小车的反冲运动。难点:探究气球小车运动快慢与反冲力大小的关系。教学准备为学生准备:小车、大小不同的气球、不同粗细的气球喷管、胶带、长线、夹子、支撑条、学生活动手册。教师准备:学生实验材料1套、班级记录表、教学课件。流程教学设计二次备课聚焦1.提问:把气球充足气后放开,气球会怎样运动?(预设:会向前飞出去;会上下乱窜;会四处乱飞;)2.演示:将气球吹大,捏紧气球颈部,然后猛地松开。(教学提示:引导学
12、生仔细观察松手后气球的运动。)3.提问:你们观察到的现象和自己猜测的一样吗?你们还发现了什么?(预设:有些不一样,还发现气球在飞的过程中有气体喷出来。)4.揭题:气球喷出气体时可以驱动气球在空中运动,那我们能用气球驱动小车吗?大家一起来实践一下吧!(板书:用气球驱动小车)【设计意图】在学生已有的认知基础上引出问题,提升学生的探究兴趣。探索一:感受气球的反冲力1.过渡:要想知道气球能不能驱动小车,我们首先来研究一下气球的运动特点。2.布置任务:出示活动帮助卡,引导学生感受气球的反冲力。3.研讨汇报。组内研讨帮助卡主持人:气球喷出来的气体会产生力吗?理由呢?学生1:会。因为手感受到了推力。主持人:
13、气球往哪个方向飞?有什么规律吗?学生2:气球可以往各个方向飞,但始终与气体喷出的方向相反。主持人汇总大家的发言。4小结:气球运动方向与气体喷出方向相反。5.讲解:气球里的气体喷出时,会产生一个和喷出方向相反的推力,这个力叫反冲力。探索与研讨探索二:用气球驱动小车1.过渡:既然气球能产生推力,下面我们就利用气球来驱动小车。2.布置任务:出示实验帮助卡,指导学生组装气球驱动的小车并完成测试。3.研讨汇报。组内研讨帮助卡主持人:为什么充足气的气球可以驱动小车呢?学生1:因为气球喷出的气体会产生反冲力,反冲力可以驱动小车前进。主持人:如何让小车行驶得更远?学生2:用大气球可以使小车行驶得更远。学生3:
14、用粗细适宜的喷管可以使小车行驶得更远。主持人汇总大家的发言。集体汇报帮助卡主持人:请各小组代表依次汇报你们组在实验中的发现。小组1:我们小组的气球小车能够运动起来,并且通过多次测试发现,用大气球和粗细适宜的喷管能使小车行驶得更远。主持人:其他小组对小组1的汇报有疑问吗?请小组代表回答。小组2:请问大气球能让小车行驶得更远的原因是什么?主持人:这个提问非常好,我们给小组1的同学一定的讨论时间,其他小组也可以思考。探索与研讨小组1:经过交流讨论,我们认为是因为大气球存储的气体更多,喷气时产生的反冲力更大,因此能推动小车行驶得更远。主持人:请问其他小组对小组1的解释有不同意见吗?其他小组:我们同意他
15、们的解释。主持人:谢谢大家的发言,汇报活动结束。4.小结:充气后的气球具有能量,喷气时会产生反冲力从而推动小车前进。在同样的水平面上,反冲力越大,小车行驶得越远。【设计意图】在探索一中,对反冲力的研究只是一种感受,而探索二让这种感受变得直观。通过实验,学生可以清楚地看到小车在气球喷出的气体的作用下运动起来,而且运动的方向与气体喷出的方向相反,从而让学生更深刻地理解反冲力。拓展与小结1.提问:你们还知道哪些地方利用了反冲力吗?(预设:火箭;喷气式飞机;烟花;乌贼;)2.小结:当物体内部有物质喷出时,会产生与喷出物质方向相反的反冲力,这个物体会在反冲力的推动下运动起来,运动方向与喷出物质的方向相反
16、。(教学提示:根据时间酌情安排学生观看火箭发射全过程、水上飞行器等微视频。)板书设计3.2用气球驱动小车反冲力:气球里的气体喷出时,产生的和喷出方向相反的推力叫反冲力。反冲力越大,小车运动得越远。教学反思本节课是关于气球驱动小车的问题,学生在实际生活中玩过气球和小车,也在玩耍中看到过气球吹足了气以后,松开气球口,气球喷气而运动的现象,部分细心的学生甚至还能发现气球运动的方向和喷出气体的方向是相反的,但大多数学生可能没有注意到或考虑过两者的关系。在此基础上,提出气球为什么能推动小车的问题,能引起学生思考,激发学生探究的兴趣。本节课活动的目的是引导学生加深对力和运动的关系的理解,逐步指向核心概念“
17、力可以改变物体运动的方向和快慢”的建构。学生先从感受气球喷气时所产生的气流中体会气球运动方向和气流方向的关系,再测试组装的气球小车能行驶多远,并尝试用更多的办法使小车行驶得更远,进而体会改变喷气装置会影响小车的运动速度。这样一方面可以认识“反冲力”,另一方面也加深了对“力可以改变物体运动的方向和快慢”的理解。课后作业见对应课时训练。科教版四年级科学上册第三单元第3课用橡皮筋驱动小车授课时间:_累计 1 课时课题用橡皮筋驱动小车课型新授课教学目标科学知识目标1.知道橡皮筋产生的动力大小会影响小车的运动距离。2.知道橡皮筋在外力的作用下会产生形变。3.知道当物体形状改变时会产生一个要恢复原来形状的
18、力,这个力就是弹力。科学探究目标1.会安装用橡皮筋作动力的小车。2.探究橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离的关系。科学态度目标1.发展进一步研究运动和力的兴趣。2.认同收集数据作为证据、进行解释的重要性。科学、技术、社会与环境目标1.体会到不同小车具有不同类型的动力。2.认识到改变橡皮筋的弹力大小会对小车的运动有影响。教学重难点重点:探究橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离的关系。难点:对探究橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离的实验数据的处理和分析。教学准备为学生准备:实验用玩具小车、橡皮筋、测量距离的皮尺、学生活动手册。教师准备:学生实验材料1套、铁架台、钩码、班级记录表、教学课件。流程教学设计二次备课聚
19、焦1.引入:(教学提示:出示橡皮筋。)同学们,这是什么呀?(预设:橡皮筋。)(教学提示:请一位学生用手拉一拉橡皮筋。)你们有什么发现?(预设:橡皮筋有弹性;橡皮筋被拉长,松手后又弹回去,变回原来的样子;)2.讲解:像橡皮筋这样的物体在受到外力作用时,形状很容易改变,在形状改变时它们会产生一个要恢复原来形状的力,这个力叫弹力。3.揭题:我们知道力可以使静止的物体运动起来,既然橡皮筋能产生弹力,那么能用橡皮筋的弹力去驱动小车吗?本次课我们将尝试用橡皮筋驱动小车。(板书:用橡皮筋驱动小车)探索与研讨探索一:小车运动方向与橡皮筋缠绕方向的关系1.提问:将橡皮筋怎样安装在小车上,才能让橡皮筋驱动小车呢?
20、(教学提示:如果学生想不出如何将橡皮筋安装在车上的方法,可以出示一探索与研讨1.个装有发条的玩具,简单演示一下,使学生对用橡皮筋驱动小车有直观的体会。)2.追问:橡皮筋应该绕在小车的哪个部位才能让小车动起来?(预设:橡皮筋的一端固定在车架前端正中间,另一端绕在后轮车轴正中间。)3.讲解:演示并介绍橡皮筋两种方向的缠绕方法。4.布置任务:引导学生分组组装小车,用橡皮筋让小车动起来,并且研究小车运动方向和橡皮筋缠绕方向的关系。(教学提示:小车上提前安装车轴套以钩住橡皮筋;橡皮筋的长度要合适,如果太长,缠绕的前几圈就没有弹力,如果太短,多缠绕几圈弹力就会很大,容易造成车轮打滑;若车轮打滑,可以给小车
21、加一些重物或加大车轮,以增大摩擦力。)5.提问:你们的小车动起来了吗?(预设:动起来了。)橡皮筋沿两种方向缠绕时,小车运动的方向一样吗?(预设:不一样,橡皮筋逆时针缠绕时小车向前运动,橡皮筋顺时针缠绕时小车向后运动。)6.小结:拉长的橡皮筋具有能量,释放后可以产生动力,使小车运动。小车运动的方向和橡皮筋缠绕的方向相反。探索二:小车行驶距离与橡皮筋缠绕圈数的关系1.提问:通过刚才的活动,你们觉得什么情况下,小车会行驶得远一点?(预设:橡皮筋多绕几圈。)2.引导:是不是如你们所说的橡皮筋缠绕圈数越多,小车行驶的距离越远呢?我们可以设计一个对比实验来验证一下。请你们先思考以下4个问题。(1)缠绕橡皮
22、筋时,怎样算一圈?(预设:车轮转动一圈算一圈。)(2)如何测量小车行驶的距离?(预设:测量从起始到停止时车头与车头之间的距离,可用划线的方式先做上记号,再用皮尺测量。)(3)为了让现象更加明显,我们可以设计分别缠绕几圈橡皮筋?(预设:圈数的差距设计得大一点,例如2圈、6圈、10圈。)(4)每组实验测几次为宜?如何处理测得的数据?(预设:重复至少3次,将小车3次行驶的距离取平均值。)3.谈话:通过刚才的讨论,相信大家已经对接下来的探究活动有了一定的了解,现在让我们观看一段完整的实验步骤介绍视频,再做一次梳理。(教学提示:播放微视频。)4.布置任务:引导学生分组实验,并完成实验帮助卡。探索与研讨5
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