3.自然界里的力优质教案设计

第三单元

自然界的力（5）

——增大摩擦的方法

一、教学任务分析

【教材内容】第八册第三单元自然界的力（五）——增大摩擦

【设计背景】：

本实验是四年级第二学期第三单元“自然界的力”中摩擦力的内容，属于物质科学领域中“运动和力”主题的学生实验。本实验能使学生对影响摩擦力的因素有进一步的认识，并在此基础上应用这些知识解决实际问题。

通过上一节课对摩擦现象的认识，学生已经对摩擦力有所了解，但是缺少通过人为干预，改变原有物体表面的摩擦力，以解决生活中因增加或减少摩擦力而为人类生产、生活服务的实例。因此，让学生借助DIS数字化实验室中摩擦力套装，进行探究活动，可以直观、准确地为学生提供直接证据。

本节课的主要活动内容是DIS摩擦力数据测试和分析。通过操作DIS摩擦力测试设备，改变物体表面的物理特性，记录实验数据，对比、分析数据，让学生感受到增大摩擦的方法。进而发现这些因素也可以被我们利用，通过改变部分情境下的摩擦力，帮助我们解决生活中的一些问题。最终通过学习、生活中的有关情景，将学到的知识运用于实践之中，以掌握一些具体的解决方法，具备一定的解决实际问题的能力。

本节课的教学以贴近学生生活感受为载体，为学生提供充分的实验、探究机会。激发学生的探究兴趣，用实验数据解决认知冲突。适时地引用生活、生产实例，体验科学探究的过程和科学技术与人类活动的密切关系，培养学以致用的实践意识。

二、教学目标

1.通过运用DIS实验传感器，采集摩擦力数据，验证增大摩擦的方法。知道改变物体接触面的光滑度、改变物体的重量、改变运动方式等方法可以增大摩擦。

2.寻找加大摩擦力的一些常用方法，并运用这些方法，解决实际问题。

3.提高动手、观察、实验分析等能力，并初步感受科学常识在人类日常活动、生产中的作用。

三、教学重点和难点

重点：利用DIS摩擦力实验传感器，收集、记录、对比实验数据并分析、汇总得出结论。

难点：找到增大摩擦的方法及其应用。

四、教学资源：

1.学生实验器材：

DIS摩擦力实验套件（轨道、力传感器，数据显示终端、固定轴、移动滑板底座），雪弗板、粗砂纸、毡布、可拆小车、不同重量的两块配重物等。

2.演示实验器材：DIS摩擦力实验套件操作视频。

3.自制课件材料、学生实验任务单等。

五、教学设计思路

本节课的内容包括探讨推测增大摩擦力的方法、通过实验探究增大摩擦的方法（改变接触面光滑度、改变运动方式、增加物体的重量等），运用验证的方法解决实际问题三个部分。

本节课的教学设计基本思路是：首先，从实际运用出发，通过解决“黄油手”拿东西打滑的问题，让学生分析戴手套能完成任务的原因，复习上一节课的知识点：影响摩擦的因素。本节课就围绕这3个因素，展开增大摩擦的研究。活动一通过触摸的方式，对增大雪弗板表面摩擦力提出方案；接着利用IDS力传感器、ipad学习包与验证实验结合，让学生带着任务完成后续的实验。实验前给予学生充分的时间，引导学生经历猜想、设计实验方案、收集实验数据、合作分析等过程得出探究的结论；最后，通过生活中需要增大莫测的实际问题，运用本节课学到的知识，让学生分析、理解，最终找到解决这些问题的办法，让学生明白生活中处处有科学，处处用科学，培养他们学以致用的科学意识。

本节课要突出的重点是：任何两个物体互相接触，都会产生摩擦力。第一个活动，让学生尝试拿起一只外表涂抹过润滑油的矿泉水瓶，失败后让学生根据自己的经验以及教师提供的材料（法绒布），再次拿起瓶子。从而引出上一课时学习的，影响摩擦力的因素的复习；接着通过用手触摸雪弗板、各类材料，体验摩擦力的触感，然后根据问题“增大雪弗板表面的摩擦有哪些方法”开展实验方案设计，方案中需要明确：力传感器测量材料的数据越大，增大摩擦的效果越好。第二个活动是这次活动的重点，各小组根据自己的方案，选择合适的材料，通过小组合作，有序分工，分别用两种不同重量的配重物，先后将雪弗板表面的摩擦力数据测量出来，再将其他材料表面的摩擦力数据进行测试，最终通过数据对比，将增大摩擦的方法汇总。最后，通过观察雨雪天路人滑倒、自行车把手、指纹、瓶盖花纹等生活中常见的，需要增大摩擦的实例，让学生分析、解释，这些问题可以怎样解决，或为什么要这样设计。让学生明白生活中处处有科学，处处用科学，培养他们学以致用的科学意识。

本节课要突破的难点是：探究增大摩擦的方法及其应用。方法一“触感体验”引发认知冲突：利用手握涂有润滑油的矿泉水瓶打滑的疑问，尝试增大摩擦力的方法。方法二“设计对比实验”：要求学生利用科学研究方法，从影响摩擦的因素出发，设计探究增大摩擦的实验方案。方法三“利用现代实验仪器收集证据”：先是利用DIS摩擦力传感器这一数字化实验仪器参与材料的测量，同时运用网络传输技术，在ipad的数字化学习终端上进行方案设计提交、实验验数据汇总等操作。最终通过数据验证猜想，同时体会到技术的发展对于科学研究的作用。

本节课的教学特色是关注学生的体验，强化师生及时互动。从学生兴趣出发，将“DIS数字化实验设备”运用作为核心活动，ipad数字化学习终端软件学习包辅助开展精确数据的收集、整理；本节课不仅利用日常生活用品作为学生体验活动器材，体现探究活动的生活化，让学生发现日常生活中也有科学探究；还尝试利用数字化实验仪器作为学生实验的器材，为学生突破

学习难点服务。活动材料从皮肤的直接触摸到自制实验器材再到数字化仪器的一步步过渡，体现出科技进步有利于开展科学探究活动，也揭示了新的需求必将促进科技的发展。

六、教学流程

1.教学流程图

2.流程图说明

情景I

发现问题

通过手握涂有润滑油的矿泉水瓶打滑的疑问，让学生发现问题，推测解决问题的方法。

活动I

体验与交流

通过分析情景一打滑问题解决的途径，对影响摩擦的因素开展必要的复习，为推测“增大摩擦的方法”做好铺垫，让学生围绕“影响摩擦的因素”完成后续的设计与实验。

活动Ⅱ

猜想与验证

在体验活动的基础上，给予学生充分的时间，引导学生设计实验方案、指导操作实验设备、收集实验数据、合作分析最终得出结论。

活动Ⅲ

应用拓展

通过观察雨雪天路人滑倒、自行车把手、指纹、瓶盖花纹等生活中常见的，需要增大摩擦的实例，让学生分析、解释，这些问题可以怎样解决，或为什么要这样设计。让学生明白，生活中处处有科学，处处用科学，培养他们学以致用的科学意识。

3．教学主要环节

本节课可分为三个主要的教学环节。

第一环节，立足体验活动，通过解决“拿矿泉水瓶打滑”的问题，确定本节课的主要任务——找出增大摩擦的方法，知晓解决问题的途径——围绕影响摩擦力的因素开展设计。

第二环节，开展实验设计与验证。利用触摸的方式，给予学生充分感知的体验；利用现代化的实验设备，找到增大摩擦的主要因素。在触摸体验活动的基础上，经历问题提出，推测猜想、设计实验方案、组内开展实验探究、收集实验数据、合作分析等过程，得出探究的结论。

第三环节，应用知识拓展，激发探索欲望。通过观察雨雪天路人滑倒、自行车刹车系统、指纹、瓶盖花纹等生活中常见的，需要增大摩擦的实例，让学生分析、解释，这些改变摩擦力的方法是运用到哪些今天学到的知识。让学生明白生活中处处有科学，处处用科学，培养

Ⅱ

活动Ⅱ

观察与交流

猜想与验证

情景I

解决“打滑”问题

摩擦力

有变化

活动Ⅰ

体验与交流

复习影响摩擦的因素

增大摩擦

的方法

活动Ⅲ

增大摩擦的应用

运用知识解决实际问题

他们学以致用的科学意识。

七、教学过程

（一）推测影响摩擦力的因素

实验材料：涂满润滑油的满瓶矿泉水，法绒布

学生活动

1.实例与分析：

教师指导

（1）活动：开启一瓶外表涂过润滑油的矿泉水瓶。

*通过体验，让学生了解摩擦力太小给生活（2）思考：怎样才能把这个瓶子拿起来？ 2.改变摩擦的尝试

带来的影响。

*学生根据上节课学到的知识，以及自己的（1）活动：选择教师提供的材料，再次拿取矿泉生活经验展开设想。

水瓶。

（2）刚才我们这些活动，和上一节课学习的摩擦*指导学生发现所选材料，改变了什么？属力有关系吗？ 3.出示课题《5增大摩擦的方法》

（二）探究增大摩擦力

实验材料：DIS摩擦力实验套件（轨道、力传感器，数据显示终端、固定轴、移动滑板底座），雪弗板、粗砂纸、毡布、不同重量的两块配重物等。

学生活动

1.方案设计

（1）介绍：实验材料与设备

*设计实验前，先复习设备的操作过程。

教师指导

于影响摩擦的哪一种因素？

触摸雪弗板与其他材料后，问：你们有什么感觉？

*讨论和交流，以小组为单位，让学生自己（2）问题：我们今天就利用这些材料，设计一个组织，教师尽量不干预。镜像同屏转播设能增大摩擦的实验。

计过程。

小组讨论，在ipad学习包设计实验方案。

*让学生发现，设计中要体现摩擦增大的环（3）截屏上传，交流方案。

2.实验操作

节，而测量数据的大小可以成为衡量摩擦力大小的依据。

（1）活动1：运用DIS力传感器测量雪弗板摩擦

力，并记录在任务单上。

*DIS力传感器测量时要巡视各组，及时排（2）活动2：小组合作，自由选取材料，改变原除设备或软件的故障。

物体表面或物体重量，运用DIS力传感器测量摩擦*数据汇总时，选取部分小组镜像投屏数据力，并记录在数字化学习终端的任务单上。

的记录，同时关注每个小组上传数据。

3.交流：任务单数据，分析可以加大摩擦力材料的*教师端数据汇总资料展示，共同分析。

特点。

*板书小结内容。

4.小结：增加物体的重量；让接触面变粗糙；改变*师演示实验：可拆小车安装车轮前后的摩物体的运动方式，可以增大摩擦。

擦数据对比。

（三）运用影响摩擦力的因素，解决生活中的问题

学生活动

1.观察交流：

教师指导

（1）观察：汽车雪地打滑、行人滑倒动图。

*教师提供的生活场景的录象要包括各种（2）思考：汽车在积雪路面打滑，用什么方法解学生的生活经历。引导学生用使用增大接决这个问题呢？行人在湿滑的楼梯上滑倒，你有什触面积，改变表面粗糙度、加重物体等方么好办法解决这个问题呢？

法与不使用这些方法进行对比实验，使他2.交流：这些解决问题的方法，跟今天上课的内容们发现这些方法能改变摩擦力。

有什么关系呢？

3.

思考：自行车把手、指纹、瓶盖花纹等生活中常

见的，需要增大摩擦的实例，与今天发现的增大摩*小组活动时，选择部分小组镜像投屏。

擦的方法之间有什么联系？

出示图片，小组观察，讨论。

（四）课堂总结

今天通过运用DIS力传感器，进行多次试验，分析了学习终端上传的数据，知道通过加大物体表面的粗糙度、增加物体的重量来可以增大物体的摩擦。这些方法在生活中有很多用途。但是，摩擦在生活中并不是越大越好，下节课我们就要研究怎样减少摩擦。

八、板书设计

5.增大摩擦的方法

增加物体的重量， 加大物体比表面的变粗糙度， 可以增大摩擦