《運動與摩擦力》教學設計【教材分析】本課是在構建了“給物體施加力，可以改變物體運動的快慢，也可以使物體啟動或停止”概念以及通過彈簧測力計知道力有大小和方向的基礎上，延續了力對物體運動影響的研究。不同的是本節課研究的摩擦力是一種阻礙物體運動的力，物體從靜止到運動需要克服摩擦力的大小、摩擦力的產生需要一定的條件、摩擦力大小可以間接測量以及減小摩擦力的方法。教材圍繞“運動和力”的核心概念，設計了3個活動，先是研究物體從靜止到運動需要克服多大的摩擦力。第二個和第三個活動分別研究在物體下方墊上滾木或安輪子的方式，需要多大的力讓物體從靜止到運動。這三個活動在于引導學生發現，一方面物體從靜止到運動需要克服摩擦力，另一方面，可以用在物體下方墊滾木或安輪子的方式來減少物體運動的摩擦力。通過這3個活動讓學生感受到古代勞動人民在技術改進上的偉大智慧，為后續設計制作小車打下基礎。【學情分析】在學生的生活經驗中，他們已經對摩擦這個詞比較熟悉，而對摩擦力這個概念就不太清楚了，這一點在前概念調查中可以發現，學生不知道在草坪上滾動的足球自然而然停下來是由于足球與草坪之間摩擦力的作用。學生對“摩擦力是在什么情況下產生？摩擦力的大小怎樣知道？如何能減小摩擦力?”等問題也并沒有太多思考，這也成為本節課學習的起點。在教學過程中進行引導性設計，讓學生在探究活動中逐步體會摩擦力與物體運動之間的關系。【教學目標】科學概念目標1.一個物體在另一個物體表面運動時，接觸面發生摩擦，會產生摩擦力。2.摩擦力是有大小的，物體由靜止變成運動時需要克服摩擦力。3.摩擦力的大小與物體的運動方式有關，對于相同的物體，滾動的摩擦力小，滑動的摩擦力大。科學探究目標1.會用墊圈數表示摩擦力的大小，并用實驗數據證明摩擦力的大小與物體的運動方式有關。2.會用輪子改裝小車。3.會研究物體受到的摩擦力與不同方式運動的物體之間的關系。科學態度目標1.嘗試用不同的思路、方法完成科學探究。2.能按要求進行合作探究學習、樂于表達交流。科學、技術、社會與環境目標1.意識到輪子的發明將物體改變成為用滾動的方式前進，這是技術上的巨大進步。2.意識到人類可以通過不斷改進技術來滿足增大或減小摩擦力的需求。【教學重難點】重點：認識物體從靜止到運動要克服摩擦力，剛好能使物體運動起來的力就相當于它受到的摩擦力，摩擦力是有大小的。難點：通過實驗探究收集證據，知道摩擦力與物體的運動方式有關，一般滾動時所受到的摩擦力小，滑動時受到的摩擦力大。【材料準備】學生材料準備：小牛頓實驗套裝紙盒小車1輛、車輪兩對、墊圈若干、回形針一枚、棉線、橡皮擦（或其他重物）若干、桌面定滑輪（或自購帶滑輪長木板，方便攜帶）。教師準備：小組實驗材料一套（備用與示范說明用）、班級匯總表、實驗記錄表、實驗微課指導視頻。【教學流程圖】【教學過程】1.聚焦（1）“摩擦初體驗”活動學生活動：第一步——手在桌面上滑動，離開桌面滑動，有什么感受？第二步——再次利用身邊的物體，感受摩擦。教師提問：在剛才的活動中，誰能來說一說什么情況下能產生摩擦，在摩擦過程中的感受？（預設：學生體驗后感覺手滑動時受到了阻礙。）教師活動：幫助學生梳理摩擦力的概念——一個物體在另一個物體的表面運動時，兩個物體的接觸面會發生摩擦，因此運動物體要受到一種阻礙運動的力，這種力叫摩擦力。今天我們就來研究運動與摩擦力。（板書：運動與摩擦力）設計意圖：從學生親身體驗出發，以學生關于摩擦的前概念為基礎，讓學生在熟悉的活動中初步感知摩擦力，并針對摩擦力產生的條件、作用方向和作用結果，達成初步共識，構建摩擦力的概念。（2）古埃及人如何搬運重物教師提問：看，這個建筑認識嗎？（胡夫金字塔，它是由大小不等的巨石砌成，每塊巨石重達1.5噸到50噸。）工人在搬運重物的過程中會產生巨大的摩擦力，那他們是怎樣搬運這些重物的呢？讓我們坐上時光機，假設你現在是古埃及金字塔建造工地上的工人，你能想個辦法搬運這些重物嗎？（預設：由于學生課前對課本內容可能有所了解，部分學生能夠回答出在重物下方墊上圓柱形的物品，通過滾動運輸；也有學生根據經驗說出可以裝上輪子來運輸。）2.探索教師引導：那搬運重物時究竟怎樣減小摩擦力呢，我們一起來研究。需要哪些實驗材料？如何進行實驗？怎樣知道摩擦力的大小？學生思考（如若想不到的可以通過課件展示實驗材料供參考）。（預設：將木筷子墊在紙盒子下面或者給紙盒安裝輪子，帶動紙盒滾動可以減少摩擦力。）教師引導：根據同學們的建議，墊上滾木或安裝輪子來運輸重物，根據三年級的學習，我們把這樣的運動方式叫做滾動，這時產生的摩擦就是滾動摩擦。那相對于不墊滾木或裝輪子，而是直接拉動重物前進的方式，則稱之為滑動摩擦。那你有什么辦法來比較它們摩擦力的大小嗎？學生討論設計實驗。學生活動：探究用不同的方式搬運重物時摩擦力的大小。（1）觀看實驗微課，梳理實驗方法。（2）師生共同小結實驗細節：墊圈要一個一個地增加、輕拿輕放；棉線不能脫離滑輪卡槽；及時記錄下紙盒剛好運動起來時所用的墊圈數，墊圈數越多說明紙盒受到的摩擦力越大；實驗重復三次等。（3）學生動手操作進行實驗，并記錄數據。（4）將小組的數據匯總到班級記錄表。設計意圖：根據提供的材料，學生可以想到減小摩擦力的辦法。但對于如何進行實驗探究，需要學生先思考、設計實驗，明確實驗目的——哪種運動方式摩擦力更小。而后才是層層推進探究活動，收集證據，為后面的研討論證提供支撐，從而發展學生實證推理能力及實事求是的科學態度。3.研討（1）分析實驗結果，怎樣搬運重物最省力？哪一種方式搬運重物產生的摩擦力最小？（預設：裝上輪子時，搬運重物產生的摩擦力最小，而紙盒直接在木板上滑動時摩擦力大。）（2）裝上滾木和裝上輪子都可以減少摩擦力，你認為哪種方式最好？它們搬運重物時各有什么優點和缺點呢？（預設：裝上滾木和輪子時，都可以減少摩擦力，但是用滾木搬運的時候不方便，要不斷地移動滾木或者鋪更多滾木，而輪子可以隨紙盒移動。）師生小結：輪子可以看作移動的滾木，人類發現可以用滾動的方式前進，是一個了不起的創舉。（3）有些小組的實驗結果有點不同，是什么原因造成的呢？請同學們到其他小組進行交流。學生活動：組間交流，觀察思考為什么測量出的摩擦力大小結果不同？有哪些影響因素。教師追問：摩擦力的大小還與什么因素有關呢？（預設：摩擦力大小還可能與接觸面的粗糙程度、物體的重量有關。）（說明：課前準備一個小組的木板貼上粗糙的砂紙，一個小組的紙盒內裝更多的重物。）設計意圖：學生自主分析數據，總結規律，發現滾動時摩擦力更小。同時，也能從使用滾木和使用輪子運輸重物的活動體驗中，對人類技術的進步意義理解更加深刻。其中課前提前設置了兩組條件不同的小組，一組是改變了紙盒的載重，一組則改變了接觸面的粗糙程度，學生在分析數據后，經歷了從存疑→交流→思考→領悟的過程，為拓展環節中理解人類社會在生產生活如何采取不同的方式增加或減少摩擦力奠定基礎。4.拓展（1）觀看故宮搬運漢白玉巨石的視頻：在我國古代勞動人民的努力下，我們也有一個偉大的建筑——故宮。當時建造故宮時，這塊巨大的漢白玉，重達270噸，要從北京城外70多公里的地方運進故宮，他們是怎樣做到的呢？學生觀看視頻。（附網絡視頻鏈接如下：/v_show/id_XNDE1MDAxMjk2MA==.html?spm=a2h0c.8166622.PhoneSokuProgram_1.dtitle&s=effdb94d02da48749c19如有侵權，請聯系刪除）教師提問：說說他們是怎么搬運的？冰面上灑水后的摩擦力發生了什么變化？（冬天路面上有冰凍，井水澆在冰面上起到潤滑作用，摩擦力變小了，工人可以輕松搬運漢白玉大石。）（2）教師追問：你還能舉出生活中減少摩擦力的例子嗎？（預設：給自行車鏈滴潤滑油……課本上自行車軸承學生比較難想到，缺乏觀察經驗，教師可以適當進行補充。）（提示：經過前面的實驗，學生可能會出現摩擦力都是有害片面認識。）教師提問：那摩擦力是不是沒有用呢？什么地方需要增大摩擦力？學生產生認知沖突并進行思考。（教師出示以下生活場景幫助學生理解。）（比如雨天路滑，要穿鞋底粗糙的鞋子；拔河比賽，要選地面比較粗糙的，鞋子也要選粗糙的……根據探究活動的數據分析，不難理解增加接觸面的粗糙程度可以增加摩擦力。）設計意圖：在解決生活中的情境中，從另一個方面讓學生思考摩擦力對于生活的重要意義。（3）課外拓展活動：像氣墊船、磁懸浮列車等是怎樣減少摩擦力的呢？設計意圖：課堂時間有限，