3.自然界里的力优质教案设计

第三单元

3.4 重力

执教：上海市曹杨第二中学附属学校

李冬

一、教学任务分析

本课是上海远东出版社《自然》（牛津版）教材四年级第二学期第三单元《自然界里的力》的第4课时，本课的教学内容隶属于小学自然一级主题“运动和力”中二级主题“力”下“重力”的教学内容。本课作为该单元的第四课时内容，在学习了支持力、弹力和摩擦力的基础上，进一步用相同的学习探究方法学习重力产生的原因、方向及其与物体质量的关系。

学习本课学生所需要的基础知识是知道力的概念，并能掌握正确使用弹簧测力计的方法，学生在三年级时已经初步感受了力的存在，主要了解了力有大小等知识内容，学习了弹簧测力计的使用方法。这节课是三年级第一学期第四单元《身边的力》的延伸和深入，本节课的关键词是“重力”及“重力与质量的关系”。而上升至四年级的学生，具有强烈的好奇心和较强的观察能力，并已初步具有实验探究能力和逻辑思维能力。因此我们应在学生已有认知的基础上对重力进行教学，学生将通过亲身体验感受地球上的物体重力的存在，并由此知道重力产生的原因；通过观察和分析，知道重力的方向是竖直向下的；能用测力计测量物体重力，并通过计算和分析发现物体重力与质量的关系，知道物体的质量越大，所受的重力越大。在初中科学、物理课中学生将进一步学习影响重力大小的因素等内容。因此，这节课从学生的兴趣入手，让他们通过亲身体验观察、动手实验，引导学生自主探究、去发现问题和解决问题，也能为初中科学课进一步学习做好准备，有利提高学生的科学素养。

二、教学目标

1、知识与技能

①初步知道重力是由于地球的引力而使物体受到的力。

②知道重力的方向是竖直向下的。

③初步知道物体的质量越大，它的重力越大。

2、过程与方法

①通过观察与分析发现地球上物体重力的存在以及重力的方向。

②通过使用弹簧测力计测量物体的重力以及简单计算，认识重力与质量的关系。

③能应用重力的知识来解决一些生活中的问题。

3、态度与价值观

①通过动手实践，增强乐于探究自然现象的兴趣。

②.培养小组合作探究问题的良好习惯。

三、教学重点和难点

重点：

（1）认识重力的概念：重力产生的原因及重力的方向。

（2）发现重力与质量之间的关系。

难点：通过实验初步知道重力与质量之间的关系。

四、教学资源

1、教师演示材料：弹簧测力计、钩码。

2、学生实验材料：纸团、乒乓球、羽毛、弹簧测力计、钩码、三角尺。

3、自制PPT课件、潮汐视频、天宫一号视频等。

五、教学设计思路

本节课的内容包括3个方面：一是知道重力产生的原因及方向，二是知道重力与质量的关系，三是了解不同星球上物体的重力不同。

本节课的基本思路是：首先教师进行抛物游戏作为引入，并引出问题“你有什么发现？

为什么会这样？”，激发学生思考，并请学生带着这个疑问，进入今天的学习活动。接着，教师在课件中呈现四幅图片，分别是“高处的水往低流”、“自由下落的雨滴”、“成熟苹果落地”及“投掷出的篮球”，并请学生观察每一张图，说说它们发生的情况。根据学生的回答，教师进一步提出“想一想它们有什么共同之处？”，由此开展学生交流，随后根据学生交流结果，让学生进一步思考：是谁对篮球施加了力而使它朝力的方向运动？又是谁施加了力使它落到地面上？从而归纳出“这些物体都会掉落到地面上是因为受到地球对物体的引力作用，这个引力我们就叫它重力”，并由此揭示课题——重力。紧随前一个问题，教师进一步提出“同学们，刚才我向上抛洒的东西都落到地面上，说明了这些物体都有重力。那么，如果一片羽毛呢或是灰尘呢。它们是不是也有重力？”，由此让学生在思考交流中得出“地球上所有的物体都受到地球的引力”，它们都有重力。

接着，提出问题：我们知道力都是有方向的，那么重力的方向又是怎样的？然后指导学生进行小组探究活动：先观察一幅图，画面上有两个铁架台，一个放在水平的桌面上，一个斜搁在几本书上，然后让学生思考：如果在两个铁架台上分别用绳子吊着小球，将是什么样子？要求学生在两个铁架台上补画用细绳悬挂着金属小球，再在实验装置上，用绳悬挂金属小球，观察实验结果与自己刚才补画的假设是否一样？然后把水平尺和直角尺组合起来，测量悬挂小球的绳子，让学生发现两个铁架台上悬挂小球的绳都与水平面垂直。学生经过这样的探究学习活动，清楚地发现：物体的重力是竖直向下的。教学中还可以进一步提出应用重力概念解决问题的尝试题：1.在墙面上挂画时，怎样能地使画挂得很正？2.砌墙时，可用什么方法可以判断墙体是否竖直？这样的探究学习活动，贴近学生生活，使他们经历了探究活动的过程，既会很有兴趣地积极参与，又能用学到的知识与方法去解决一些小问题，有利提高学生的科学素养。

学生实验发现重力的方向是竖直向下之后，教师顺势再一步引出有关重力大小的问题——“那么重力有大小吗？它的大小又是如何呢？”然后，教师向学生询问桌上钩码的质量有多大？学生根据钩码上所刻的数字说出钩码有50g，教师佯装不信，请学生用弹簧测力计证明钩码的质量。在学生实验前，教师先明确了弹簧测力计的使用方法，随后学生使用弹簧测力计对钩码的质量进行测量，并交流实验结果。在学生交流实验结果时，教师引导学生观察弹簧测力计右侧的重力单位，以“那么右边的N，又是怎么回事呢？你们想不想知道啊！”然后引出重力的单位，促使学生思考重力与质量的关系。紧接着，教师便通过苹果树下的牛顿一图介绍重力的单位的来源。然后，以一句“刚才我们初步了解了重力的单位牛顿，你们想用弹簧测力计来测测重力大小吗？”过渡到重力大小的测量，学生使用弹簧测力计对100克、200克300克、400钩码进行测量，并记录重力和质量的数据。并对这些数据进行分析，交流并汇报实验结果。由此，学生可归纳得出质量1千克的物体，它的重力是9.8牛顿（约10牛顿）。教师进一步归纳实验方法和结论，即“同学们是从这些数据中发现了质量单位千克和重力单位牛顿之间的关系是10倍的关系。从数据中掌握知识是日常生活中经常用来发现规律的办法。”并再次引导学生看书，加深学生对质量与重力关系的印象。最后，以“李老师体重92千克，你认为我的重力是多大？”这一问检验学生重力和质量关系的学习效果。

让学生基于以上学习内容的学习后，教师再通过天宫一号、其它星球上的重力、潮汐现象等短视频，进一步引发学生产生新的探究问题，并留下一道“如果没有重力或者重力过大对生活会有什么影响？”的课后思考题，让学生进一步去探究。

本节课要突出的重点：知道重力的概念：重力产生的原因及方向；知道重力与质量之间的关系。方法是：通过抛物游戏和图片直观感受重力使学生知道重力产生的原因；通过假设和实验的方法去发现重力的方向；并通过学生自主实验和数据计算分析使学生更具体地了解重力单位牛顿和质量单位千克之间的关系是约10倍的关系。

本节课要突破的难点：通过实验直观了解重力与质量之间的关系。方法是：在实验前先

指导学生使用弹簧测力计测量钩码的重力，有助于学生实验的规范性，并通过具体数据的计算分析，使学生更直观地了解质量单位千克和重量单位牛顿之间约10倍的关系。这不仅增加了学生的思考动手能力，而且培养了学生认真仔细的科学态度。

本节课的教学特色：采用抛物游戏使学生认识抽象的重力概念，通过假设和实验发现重力的方向，并通过多项数据计算分析直观地了解重力单位牛顿和质量单位千克之间约10倍的关系，培养学生分析数据的能力。之后还设计了几道生活中的小问题，让学生应用学到的知识和方法去尝试解决，增强学生研究事物、解决问题的能力，提高他们的科学素养。

六、教学流程

1.教学流程图

情境Ⅰ

不同星球上重力大小不同

情境Ⅱ

视频：天宫一号、潮汐

交流

质量单位是千克，重力单位是牛顿

重力质量关系

活动Ⅱ

实验、分析

抛物游戏

引入重力

活动Ⅰ

观察、实验

分析

重力的概念

重力的方向

2.流程图说明

情境Ⅰ 抛物游戏，引出重力现象。

从向上抛乒乓球、棋子等物作为游戏引入，并抛出问题“你有什么发现？为什么会这样？”使学生对抽象的重力现象有直观的感受，激发学生思考有关重力现象的问题。

活动Ⅰ 图片观察、分析交流

学生观察“高处的水往低流”、“自由下落的雨滴”、“成熟苹果落地”及“投掷出的篮球”四幅图片后交流自己所见之物。教师逐步引导学生思考这些现象的共同之处，譬如四幅图都出现了下落现象等，由此揭示课题——重力，并进一步通过阐述生活中其他下落现象说明重力产生的原因及其方向。然后进一步提出问题让学生讨论：如果我们看到在空中飞扬的羽毛片、粉笔灰、灰尘，它们也有重力吗？使学生更清楚地认识到地球上的任何物体都受到地球的引力作用，都有重力，再通过假设和实验活动，发现重力的方向。

活动Ⅱ 实验分析，交流讨论

学生通过测量钩码的重量认识重力的单位，并学会弹簧测力计的使用，为后一步实验做铺垫。随后，教师以苹果树下的牛顿一图简单说明重力单位的来源。接着，学生通过测量五种不同物品的重力，并进行计算分析，得出质量单位与重力单位的关系。四年级学生已具备初步探究学习和数据分析的能力，故在此部分采用合作探究、分析数据的方法。之后，让学生应用学到的科学知识和方法去尝试解决生活中问题。

情境Ⅱ 观看视频，交流讨论

通过天宫一号视频和潮汐视频为学生拓展不同星球上的重力，使学生知道同一个物体在不同的星球上，它的重力是不同的，并归纳总结出重力对我们很重要。最后留下一道“如果没有重力或者重力过大对生活会有什么影响？”的课后思考题。太空及月球上的重力学生无法体验，故采用视频弥补体验不足的缺陷，并通过一个课后思考题，让学生认识到重力的重要性。

3.教学主要环节

本节课可分为四个主要的教学环节。

第一环节，创设情境，激趣导入。

第二环节，观察实验，验证假设。

第三环节，实验分析，探究关系。

第四环节，视频观赏，拓展补充。

七、教学过程

（一）创设情境，激趣导入

学生活动

▲抛物游戏：乒乓球、棋子、纸团等。

▲思考：你有什么发现？为什么会这样？

（二）观察实验，验证假设

学生活动

▲观察：高处的水往低流、自由下落的雨滴、成熟苹果落地及投掷出的篮球的运动。

▲交流：它们发生了什么？

▲思考交流：有什么共同之处？

是谁对物体施加了力，使它掉到

地面上？

▲思考交流：其他物品是否也受到重力的作用？

指导要点

1.

认识重力

▲引导学生观察物体运动的变化。

▲逐步提问，激发学生思考四幅图的共同点。

▲启发学生思考：是谁对物体施加了力，使它掉到地面上？

▲归纳揭题：这些物体都会掉落到地面上是因为地球上给它们施加了吸引力，这个吸引力我们就叫它重力。今天这节课我们就一起来研究重力。

▲以羽毛片粉笔灰灰尘为例，进一步提问，使学生加深对重力的正确认识。

2、探究物体重力的方向

▲引导学生思考：力都有方向的，那么重指导要点

▲通过抛物游戏激发学生思考，并由此让学生直观感受到重力现象。

▲揭示重力现象。

▲在“两个铁架台分别放在水平面和斜面上”的画面上，思考假设并补画：分别在两个铁架台上画用绳悬挂小球。

▲实验验证自己的假设：

利用水平尺和三角尺去测量两根绳，从观测结果，思考研讨重力的方向是怎样的？

力的方向是怎样的？

▲出示一幅画：两个铁架台分别放在水平面和斜面上，让学生补画——在两个铁架台上用绳分别悬挂小球，该怎么画？

图示：

▲指导学生通过实验验证自己的假设：

利用水平尺和三角尺去测量两根绳，从观测结果，发现重力的方向是竖直向下的。

图示：

3、探究物体重力和质量的关系

▲以桌上的砝码为例，承上启下，引出重力大小。

三角尺 水平尺

思考：教室的墙上要贴一幅画，怎样能使它贴得很正？砌墙时，可用什么方法可以判断墙体是否竖直？

（三）实验分析，探究关系

学生活动

指导要点

▲测量钩码：使用弹簧测力计测量钩码重量。

▲引导学生正确使用弹簧测力计：先调零

▲观察：苹果树下的牛顿

▲实验：测量不同物体的重力大小

▲计算并讨论：重力单位与质量单位的关系

▲总结：重力和质量单位，大约是10倍，也就是质量为1千克的物品，受到的重力大概是10牛顿。

（四）视频欣赏，拓展补充

学生活动

▲思考交流：太空中的重力表。

▲视频：天宫一号。

指导要点

▲引导学生比较地球和太空中物体的重力大小。

▲引导学生思考宇航员会在天宫一号中飘起来的原因。

▲归纳：由于太空中没有重力，宇航员就用桌上的弹簧秤来测量，先把弹簧秤钩住勾码，然后手拿起环把它拎起来，眼睛和刻度持平。

▲引导学生注意测力计上重力的单位

▲在学生观察图片时，介绍重力单位的由来。

▲实验要求：

1.

讨论物体所受重力与物体质量可能存在的关系。

2.找到物品表示的质量并填在表格中。

3.测量物体重力大小，并即时填写实验结果及报告。

▲实验时巡视指导，引导学生采用合适的实验方法，并进行安全教育

▲鼓励学生通过计算发现重力单位与质量单位的关系。

4、研讨新问题

▲追问：李老师体重92千克，你认为我会有多大的重力？

▲视频：潮汐现象。

▲观察思考：在不同星球上物体受到的重力相同吗？

八、板书设计

会漂浮在宇宙飞船里，我们把这种现象称为失重。

▲总结：重力对我们很重要。

▲设疑：没有重力的世界和重力过大的世界，你觉得对你的生活有什么影响？

重力

1.

观察、发现

：重力——地球对物体产生的向下的吸引力

2.

观察、实验：重力的方向——竖直向下 3.

实验、分析：

重力单位牛顿（N）

乘以10（约））

质量单位：千克（Kg）

九、活动任务单：

《重力》活动任务单

班级 组别________ 活动一：两个铁架台分别放在水平面和斜面上，在这两个铁架台上用绳分别悬挂小球，该怎么画？

你觉得你们小组画得正确吗？为什么？

活动要求

轻声讨论

活动记录

合作学习

等第标准

☆

经过老师提醒，能做到轻声讨论

能正确画出小球悬挂的方向

能小组合作完成

☆

☆ 能自觉做到轻声讨论

能正确画出小球悬挂的方向，并运用方法验证自己的设想

能明确分工并通过小组合作完成

达成

情况

（备注：达成相关实验要求的，可以在“达成情况”一栏中按要求填入相应的星星数）

活动二：探究重力单位与质量单位的关系

活动材料：弹簧测力计，已知质量的待测物体（如肥皂、洗衣粉、饼干、豆腐干、肥皂、糖等）。

活动过程：

①猜想：与同伴一起，讨论物体所受重力与物体质量可能存在的关系，并说出自己的理由。

②准备：找到肥皂、洗衣粉、饼干、豆腐干、肥皂、糖等物品上标示的质量，并做记录。

③操作：用弹簧测力计分别测出肥皂、洗衣粉、饼干、豆腐干、肥皂、糖等物体重力的大小，并完成记录。

④交流：与同伴一起，分析得到重力单位与物体的质量单位的关系。

⑤在活动评价表中为小组的表现打“☆”。

活动记录：

物体名称

肥皂

洗衣粉

饼干

豆腐干

糖

质量（千克）

重量（牛顿）

结论：重力单位与物体的质量单位的关系是 。

评价内容

活动表现

实验操作

分析总结

等第标准

☆

能参与活动

☆☆

积极参与活动，并完成自己承担的工作

能完成实验内容并正确使用弹簧测力计

能将实验结论进行归纳总结

达成情况

能完成实验内容

能记录实验数据

（备注：达成相关实验要求的，可以在“达成情况”一栏中按要求填入相应的星星数）

★

我们小组总共获得的星星数：_____________。（☆总数至多为12颗）