運動和力單元解讀（說課稿）四年級上冊科學教科版

說課稿各位老師，大家早上好，非常榮幸能和大家一起參加到“大概念統(tǒng)領(lǐng)下的單元整合教學”中來，今天我要和大家分享四上第三單元《運動和力》單元解讀，本次我將通過以下兩方面來進行闡述：1.單元設計概述、2.分課時解讀及教學建議。本單元通過小車這一研究對象來了解運動狀態(tài)及其收到的力以及能量的存在形式，其目標便是認識物體的運動與其作用力之間的關(guān)系，認識到改變物體靜止或運動狀態(tài)必須有力的作用，物體的運動情況不同產(chǎn)生的能量也不同，能量還會以各種形式存在。在研究方法上延續(xù)三年級《物體的運動》單元研究方法，就是建模，從一些復雜的情景轉(zhuǎn)化為簡單的情境進行研究，第二個就是能夠經(jīng)歷項目式學習的過程，項目式學習指向的是概念性知識而不僅僅是一些事實性知識，比如本單元中出現(xiàn)的“力”和“能量”，這是兩個非常抽象的概念，學生是很難理解的，甚至有的學生到了初中、高中都搞不清楚到底什么是力，力在哪里，因此如果說只是死記硬背，那是很難理解進去的，這也是本單元的一個難點。學生在學習之前就擁有了一些頑固的前經(jīng)驗，有些前經(jīng)驗其實是存在偏差的，比如：他認為小車運動了就是有力的作用，因為他生活中見過的運動都是有摩擦力的存在，所以他看到的運動都是受力的，而他不知道當小車沒有受力時會保持靜止或勻速直線運動，當然這其實是在七年級下冊《運動和力》單元才會學習到的知識，我們在教學時應注意做好與初中知識點的銜接；還有就是他們?nèi)菀渍J為一個物體靜止時就不受力，忽略了重力和支持力，因為它看不見。所以在本單元中我們還需要幫助學生轉(zhuǎn)換這些有偏差的前經(jīng)驗，當然這個過程必然是一個循序漸進的過程，要知道這樣關(guān)于力的一些頑固經(jīng)驗，有很多孩子得了高中都還會錯。本單元共有八節(jié)課，可以大致分為三個大類，第一類主要研究的是力和運動的關(guān)系，而且細心的老師們應該也能發(fā)現(xiàn)，這幾課和我們舊教材沒什么不一樣，就是多了一課第六課《運動的小車》，盡管它的活動有相似的地方，但實際上新教材無論是在立意上還是著力點上都和之前的教材有很多地方不同，具體如何我會在后面說到。本單元指向了四個大概念，第一個是力作用于物體，可以改變物體的形狀和運動狀態(tài)，第二個大概念是第六項機械能、聲光電熱磁是能量的不同表現(xiàn)形式，講的是能量。物質(zhì)科學領(lǐng)域講的主要有三個，一個是物質(zhì)，一個運動和力，一個是能量。除此以外，本單元還涉及到了，工程領(lǐng)域的第十七和十八兩個大概念，提倡以項目是學習的方式去理解工程技術(shù)領(lǐng)域的學習內(nèi)容。通過本單元的學習，有學生要知道力是什么？力對物體運動的作用是什么？能量是什么？如何制作、改進動力小車等等，通過學習，學生會通過測量時間和距離，比較小車運動的快慢；在用彈力、反沖力作動力的同時，認識力的的大小和方向；會通過改變運動方式（如從滑動到滾動的運動方式）去理解改變摩擦力的大小等等；本單元還強調(diào)了學生能根據(jù)評估標準對作品進行評估和反思。實際上運動在三年級中已經(jīng)學習了，而力是非常抽象的，特別是它的大小和方向往往不容易被學生所發(fā)現(xiàn)，我們該怎樣將這樣抽象化的事物可視化是我們要思考的方向，我們小學階段主要通過感知去理解力的大小和方向，當然我們也引入了彈簧測力計去測量，包括后面能量的學習也是通過可視化的方式讓學生感知到能量是存在的。本單元也延續(xù)了一些三年級的內(nèi)容，比如我們把生活中的小汽車簡化為了結(jié)構(gòu)最簡單的四輪小車，這將能有助于我們建模，將復雜的情境簡單化了，方便以后研究問題的循序漸進，什么是建模呢？建模是指幫助兒童認識復雜的、抽象的事物，建立起實際情境與模型之間的聯(lián)系。以后孩子們還會遇到很多在小車情景上的問題，比如先是研究小車在平面上的運動和受力情況，在后面更高階就是在斜面上的運動和受力情況，再到后面就是把小車放在圓弧狀的軌道上運動，孩子們就會想到過山車，想到了向心力等等，我們就通過這樣建模，一點點賦予學生一些逐漸復雜的情境，最終將孩子們向工程、設計和現(xiàn)實生活中導向，去解決問題。我想在小學階段的建模應是基于模型的推理，比如說在本單元中通過橡皮筋的彈性形變來驅(qū)動小車車軸來帶動車輪轉(zhuǎn)動，這恰恰是理解現(xiàn)代車驅(qū)動的的一種方式，在建模中我想給大家三點建議，1.讓學生在單元學習中找到科學學習的方法，因為科學并學習不僅僅是學一個事實或者記住一個實驗，更重要的是讓學生要記住一種方法，比如說項目式學習的程序是什么；我們在研究力的時候，習慣于將物體的運動軌跡用箭頭描繪出來，也習慣于將力用直線和箭頭表示出力的大小和方向，這其實都是科學學習的方法。在建模的時候要讓孩子們知道多種表征的方式，因為孩子認識、改造客觀世界的過程無非是三種表征方式，動作表征、圖形表征和符號表征。模型其實就是一種抽象化的符號，比如我們把世界便為一張世界地圖，地圖就是一種模型，我們將現(xiàn)實中的機械小車轉(zhuǎn)化為橡皮筋作動力的小車、氣球作動力的小車這就是一種模型，所以我們要讓孩子們喲多重的表征方式。培養(yǎng)孩子的建模非一朝一夕可成，就像我是到了大學才感受到建模的意義，我在之前的學習中只知道物理中的一些題目會涉及到小車，根本不會想到和現(xiàn)實生活相聯(lián)系，所以，培養(yǎng)孩子的建模非一朝一夕可成，但正因為建模非一朝一夕可成，作為小學科學老師更應將建模不斷的各個單元中進行滲透，相信在我們的努力下孩子的建模意識定會蓬勃發(fā)展。而且在本單元的探究過程中學生會體驗到，當作用在物體上的力或大小發(fā)生變化時，運動的情況會發(fā)生改變，這其實也在滲透另外一種思想，就是事物之間是有聯(lián)系的，力改變了，物體的運動狀態(tài)就改變了，物體的運動狀態(tài)改變了，物體所具有的能量就改變了，其實科學就是把很多看似不相關(guān)的事物找到他們本質(zhì)的聯(lián)系，比如電和磁，看似不相關(guān)卻可以電生磁也可以磁生電，所以科學就是把事物不斷歸納，化繁為簡。第二部分是分課時解讀，首先是第一課《讓小車運動起來》，怎樣讓小車運動起來這個問題開始引導學生了解從古到今不同類型的車輛，發(fā)現(xiàn)它們的動力來源；其中一個重要的活動就是以重力作為拉力，更準確地說是讓墊圈的重力提供給小車的拉力，其實這里的拉力嚴格來說并不等于重力，因為其中還有摩擦力的存在，這個活動會讓學生體驗小車從運動與靜止的互變，再到應用拓展如何改變足球的運動狀態(tài)。在制作小車時一定要注意，要將繩子拴在小車車頭的正中，這里教科書中還涉及到了一個問題，小車的繩子應該有多長比較合適，學生第一反應繩子不就是用來拉小車的嗎，還要什么長短？但是在實驗中，會發(fā)現(xiàn)繩子語桌面高度差不多是比較合適的。本課的研究應放在更深刻的地方，如要用多大的力才能讓小車動起來如果不斷的增加拉力，結(jié)果是什么？所以在這次研究中，墊圈即不能一把一把往上放，也不能一個一個往上放，而是在小車還沒運動起來時一個一個往上放，當小車運動起來后，為了增加速度，讓實驗效果更明顯可以兩個兩個、三個三個增加。第二課《用氣球驅(qū)動小車》，探究脈絡：組裝并利用氣球作動力來驅(qū)動小車，會通過改變小車的裝置來改變它的運動快慢，這是以項目式學習的方式體驗工程技術(shù)與科學的融合。通過研究反沖力與小車運動的關(guān)系，進一步建構(gòu)“運動和力”的關(guān)系。乍一看似乎和五年級的內(nèi)容一樣都是用氣球驅(qū)動小車，但是這一節(jié)課我們可以從工程技術(shù)的領(lǐng)域設計，首先是感知，給出的材料中有氣球、小車、噴氣管、支持條等等，通過感知氣球的運動方向和噴氣嘴的方向來感知反沖力對氣球運動狀態(tài)改變的影響，在組裝小車時采用大氣球和小氣球的方式來模擬燃料的多少，還有采用粗噴氣管和細噴氣管模擬動力裝置的改變，書上的資料從能量的角度給出了噴漆可以作為動力的解釋，其實這個活動中影響小車運動的遠近有很多的因素，所以在這個活動中我們只要讓學生知道改變氣球的大小和噴氣管的大小可以讓小車的運動狀態(tài)發(fā)生改變，改變了裝置就是改變了驅(qū)動小車動力的大小就可以了。通過裝置的改變也要讓孩子們知道在工程領(lǐng)域中，我們總是在不斷地更新技術(shù)去為我們更好的生活服務。第三課《用橡皮筋驅(qū)動小車》，研究脈絡：不同的車輛可能有不同的動力驅(qū)動方式，通過認識橡皮筋動力小車的驅(qū)動特點，發(fā)現(xiàn)小車運動距離與橡皮筋纏繞圈數(shù)的關(guān)系，從而進一步了解生活中機動車驅(qū)動的特點，更是為后面研究車輛的摩擦力、設計制作小車奠定基礎。橡皮筋大家都玩過，五年級上也有用橡皮筋驅(qū)動小車，但是本課的學習要引出一個彈力的概念，而且這個彈力的概念不是在最后才出現(xiàn)的，而是貫穿本節(jié)課的始終，那么首先在本科的聚焦和探索中有意識地讓學生注意到彈力的效果和產(chǎn)生的條件，到了拓展部分引導學生憑借橡皮筋受力變形的例子來理解什么是彈力，比如說在利用橡皮筋的長度改變來改變彈力的大小過程中用的是鉤碼，因為鉤碼上是有具體的刻度的，這樣能讓學生直觀地感受到當皮筋上鉤碼越多時彈力是越大的，橡皮筋也是越來越長的，這里也要向?qū)W生滲透彈性形變是有限度的，如果超過了物體的限度就會造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞，如彈簧無法縮回，橡皮筋斷裂等。實驗中關(guān)注車輪的動力與其運動距離的關(guān)系，為了讓實驗效果更明顯要讓橡皮筋纏繞的圈數(shù)增加上有一個臺階，在做實驗之前最好自己先試一下，因為不同的小車要讓實驗現(xiàn)象更明顯所需改變的圈數(shù)是不同的，我在使用學具箱中的小車時一般用3圈、6圈、9圈效果比較明顯。第四課時《彈簧測力計》，研究脈絡：圍繞“力的測量”展開研究，彈簧測力計是測量力的大小的重要工具。先是通過觀察、認讀和實際感受來認識彈簧測力計的構(gòu)造、計量單位、刻度標示以及如何讀數(shù)；再是用彈簧測力計測量力的大小。彈簧測力計的構(gòu)造、原理、使用方法都比較簡單，符合學生對力的認識規(guī)律。特別是認識彈簧測力計構(gòu)造時，新教材中采用了圓形的、透明的彈簧測力計，這有助于幫助學生更直觀的看到彈簧受力而伸長的一個現(xiàn)象，但是在新課標中卻沒有要求學生會使用彈簧測力計，所以我們這節(jié)課的是利用彈簧受力會伸長的特性來制作彈簧測力計。這里特別提醒一下，學生在讀數(shù)時都是非常緊張的，特別是讀小的數(shù)時，如一小格代表0.2時他更緊張，所以為了讓學生更好地讀彈簧測力計，我們可以在上課時多讓他們讀一讀數(shù)，還可以讓他在不掛鉤碼時用手去拉一拉彈簧測力計，感受一下一牛、2牛的力有多大，也可以培養(yǎng)學生正確讀數(shù)等能力。還有要在測量前估測物體的輕重，培養(yǎng)學生的單位量感，因為很多孩子到了高中以后都可能都不是很清楚一牛到底有多重。這也是為什么有時候在遇到選擇題一個雞蛋大約有多重時，這種孩子們的錯誤率都比較高。而且在生活中其實很多地方都要用到估測，這個估測并不是瞎猜，而是在我們對這個單位量有一定的認識，如知道一牛大約有多重，五牛大約有多重，十牛大約有多重，再參考這個單位認識進行有根據(jù)的估計。還有要注意，要讓學生用彈簧測力計去測量和測力計量程差不多大小的物體，比如遇到這個物體比較重怎么辦，如果直接測量可能要損壞彈簧測力計，那么我們就要用手托著物體去測量來保護彈簧測力計。第五課《運動與摩擦力》，探究脈絡：本課從古人搬物的真實事件引入，圍繞“物體在多大力的作用下能從靜止開始運動”開展研究，體驗從直接滑動到用滾木，再改進給物體裝上輪子，從而發(fā)現(xiàn)“輪子”是進一步的優(yōu)化“滾木”，這是人類對技術(shù)的大大改進。學生已經(jīng)對摩擦這個詞比較熟悉，但對“摩擦力是在什么情況下產(chǎn)生？摩擦力的大小怎樣知道？如何能減小摩擦力?”還比較模糊，這就是本節(jié)課教學的起點。本課的研究從工程和技術(shù)領(lǐng)域去從技術(shù)的改進方面理解摩擦力大小的改變，從滑動到滾動，而且在課程開頭在現(xiàn)了古人搬木的真實場景，而且在后面有個讓學生真實體驗的活動，這個活動的開展還是有一定難度的，首先引導學生思考當墊圈很少時木板為什么不動，在此木板提供的摩擦力要大一些，當?shù)诙€活動在木板下放上滾木后再試一試看它的摩擦力是怎樣的，同學們就會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在用到的墊圈就會少一些，在第三個活動把滾木演變成輪子時，就能體會到技術(shù)或工具的改進能給人們的生活帶來巨大的便利，將視野拓寬到各種交通工具上，進一步理解，這是不斷改進技術(shù)并運用于產(chǎn)品的結(jié)果。不知道老師們有沒有思考過一個問題，在前幾課中明明學了彈簧測力計，但在這一課中為什么又使用起了墊圈？這里我有2點思考1.比較方便，利于學生的操作。在之前的教材中，要學生在一個平面上勻速拉動小車，這樣才能測出拉動小車的拉力，這個拉力就等于小車受到的摩擦力，而我們在實驗中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)小車蹭一下過去了，很難達到一個勻速運動的狀態(tài)，所以學生讀出的數(shù)據(jù)也是不同的，而用墊圈是非常方便的也是比較明顯的。新課標中也不要求學生能夠使用測力計。所以用墊圈來代替測力計。拓展中將視野拓寬到各種交通工具上，進一步理解這是不斷改進技術(shù)更新產(chǎn)品的結(jié)果。摩擦力的定義也是從動摩擦力的角度來下的，而沒有解釋靜摩擦力，但這里我覺得為了和以后初中科學的銜接也要解釋一下靜摩擦力存在，這樣也能減少孩子心里的一些疑惑。第六課《運動的小車》從能量的角度去研究運動的物體，同時也是以運動的小車為載體來認識能量。其中能量是個標量，與力相比能量是沒有方向的，但是有正負，而且能量總是指向物體某一刻的狀態(tài)量，比如小車現(xiàn)在的運動速度是三米每秒那么利用計算公式，我們就可以算出此時小車的能量，所以物體所具有的能量與速度是有直接關(guān)系的，我們先是通過敲擊音叉實驗，觀察不同敲擊速度下的音叉震動情況以及音叉發(fā)出的聲音大小，敲擊音叉最后那一刻的能量是多少我們是看不見摸不著的，這樣抽象的概念該怎樣讓學生去體驗？我們小學只能讓學生感知，用手給錘子的一個機械能，轉(zhuǎn)化為音叉的聲能，去聽聲音的大小去感受能量的大小，聲能的大小確實與音叉的振幅也就是聲音的大小有關(guān)，因為同一個音叉的頻率是一定的，所以我們通過這樣一個活動讓學生感知到我的手賦予了音叉能量，讓它發(fā)出聲音；再是研究放在不同高度的小車下滑后，撞擊木塊的距離。學生對能量已經(jīng)有了一定的感性認識，已經(jīng)在使用“能量”這個詞，因為在第二單元食物中提到了能量，還有前面第三課也提到了能量，但是在他們的認知中還沒有一個關(guān)于能量更一般意義的概念。本課并不要求學生知道能量的定義，而是要學生知道物體具有能量，而且存在于不同的物體當中。這里通過兩個對比實驗引導學生發(fā)現(xiàn)，物體具有的能量與他的運動速度是有關(guān)系的。我們發(fā)現(xiàn)，當小車從斜面上下滑時到底部最后的末速度越大，那他撞擊木塊的距離也越遠，小車最后撞擊那一刻的能量，也就是在斜面末端的末速度那一刻小車具有的能量轉(zhuǎn)化成為對木塊的做功。第七第八課雖然把它分為兩課，但是應該說這兩科是一個完整的項目式學習對技術(shù)工程的研究，所以這兩節(jié)課最好連在一起上，這兩節(jié)課圍繞設計和制作小車展開，既是對之前所學知識和技能歸納和總結(jié)，又是發(fā)展他們對工程設計的認識、理解和應用。兒童具有豐富的想象空間，熱衷制作一些新奇的物品，一看