資源簡介

教科版四年級科學上冊用氣球驅(qū)動小車教學設計
【教材簡析】
《用氣球驅(qū)動小車》選自教科版（2017年新教材）四年級上冊第三單元《運動和力》的第二課。本單元第一課的學習，學生已經(jīng)了解了利用物體的重力拉動小車，意識到了運動與力的關系，為本課的學習起到了鋪墊作用。本課的教學活動，則是幫助學生加深對力和運動關系的理解，建構科學概念“力可以改變物體運動的快慢”。學完本課之后，學生可以理解如何運用各種力使小車發(fā)生運動，為本單元其他課的學習打下基礎，所以本課內(nèi)容很好地體現(xiàn)了教材編排的連續(xù)性和邏輯性，在整個教材中起著承上啟下的過渡作用。
課本安排了學生在生活中常玩的氣球，通過把氣球吹足氣、氣球怎樣在運動中展開、動手安裝一輛噴氣小車、解釋氣球為什么能推動小車運動、研究怎樣使小車行駛得更遠等活動，讓學生明白了要使物體運動的更快、更遠，則需要用更大的力。課本中還列舉了生活中火箭、噴氣式飛機等利用反沖力的例子，讓科學回歸于生活。
【教學活動目標】
科學概念目標
1.氣球里的氣體噴出時，會產(chǎn)生一個和噴出方向相反的推力，這個力叫反沖力；
2.要使靜止的物體運動，就要對物體施加力。反沖力越大，小車行駛得越遠。
科學探究目標
1.會組裝用氣球反沖力作動力的小車；
2.會研究小車運動快慢、距離與反沖力大小的關系；
3.能用實驗數(shù)據(jù)證明自己的推測。
科學情感、態(tài)度目標
1.發(fā)展進一步認識運動和力的興趣；
2.意識到要把實驗現(xiàn)象轉化為支持觀點的證據(jù)；
3.體驗合作的重要性；
4.感受祖國航天技術的飛速發(fā)展。
科學、技術、社會與環(huán)境目標
1.體會可以用反沖力作為動力驅(qū)動車輛、火箭、飛機等物體運動，滿足人們生產(chǎn)生活的需要；
2.知道改變噴管粗細和氣球充氣量會影響小車的動力大小，初步了解如何設計動力強大，行駛得更快、更遠的車輛。
【教學重難點】
重點：研究小車的反沖運動；
難點：對小車反沖運動的解釋。
【教學方法】
談話引導法、科學探究法、比賽激趣法等。
【教學準備】
教師：小車反沖運動實驗套材、氣球、噴嘴、打氣筒、記錄單、課件、噴氣式飛機等圖片。
學生小組：小車一套。
【教學過程及設計目的】
一、關卡一：科學原理我知道
1、表演：充氣的氣球放開氣嘴后飛了起來。
提問：充氣的氣球放開氣嘴后為什么能飛起來？
2、探究氣球運動方向與氣體噴出方向的關系。
（1）學生實驗。
（2）自制視頻演示。
（3）分析歸納。
3、資料鏈接：學生自主學習反沖力的概念。
（設計意圖：結合生活經(jīng)驗啟發(fā)學生思考，并通過實驗操作、視頻演示及補充資料的學習，引導學生認識反沖力，為后面理解小車運動的原理做好理論鋪墊。）
二、關卡二：氣球小車我會做
出示小車，提問：有什么辦法讓它動起來？
出示氣球，提問:氣球和小車相遇會發(fā)生什么呢？
1、老師提供《氣球小車說明書》。其中有成品圖、材料清單、使用說明及安裝步驟。關于材料增加這么幾個，一個是噴管，想想它有什么用？還有個氣嘴套是干嘛的呢？另外每組還配一個打氣筒。下面我們來組裝一輛氣球小車。
2、根據(jù)說明書完成組裝工作的過程中，你們有沒有困難？那我們就來挑戰(zhàn)一下第二道關卡——“組裝一輛氣球小車，并嘗試驅(qū)使它前進”。
3、“組裝氣球小車，并嘗試驅(qū)使它前進”。材料都在盒子里，注意分工合作。
(設計意圖：1、現(xiàn)在的孩子其實動手操作能力不夠強，所以科學教學中要盡量為孩子們創(chuàng)造動手操作機會，組裝小車的活動，可以增強工程技術能力，契合本單元主題，體現(xiàn)了“大單元”教學觀，更符合新課程標準的理念；2、由學生參考“說明書”自行摸索拼裝方法比利用視頻教學的方式更有利于促進孩子思考、判斷；3、運用闖關的形式，更大程度的激發(fā)了孩子們樂于接受挑戰(zhàn)、勇于探究的科學精神。)
三、關卡三：氣球小車我會開
1、出示賽道圖片，讓學生在相應的場地開小車。
2、實驗反饋及方法改進。
（1）你們都挑戰(zhàn)成功了嗎？你們是一次性成功的嗎？是不是遇到什么困難啦？怎么克服這個困難呢？其他組可以幫他們解決這個問題嗎？你們是漏氣嗎？如何防止漏氣，可以看看老師錄制的小視頻。
（2）有沒有哪個小組的小車首先是后退的？為什么小車會后退？后來你發(fā)現(xiàn)了怎樣讓小車向前運動嗎？
（3）總結：要使小車向前運動，噴管應該朝后噴氣。所以小車運動的方向與噴管噴氣方向相反。
（設計意圖：先讓孩子們嘗試驅(qū)動小車，允許他們在操作中存在不完善的地方，關鍵是使他們自發(fā)反思、改進，能克服困難，自己想辦法解決問題。當遇到不能解決的問題，可以小組互相幫助，最后老師給出針對性指導。）
3、解釋實驗現(xiàn)象，分析小車運動的原理。
（1）研究到這里，你們現(xiàn)在能根據(jù)我們的實驗情況及前面的知識，解釋一下“氣球為什么能驅(qū)動小車，它是如何驅(qū)使小車前進的呢？”
（2）分組分析研討，可以畫圖解釋或用文字解釋。各小組派代表回答。
（3）總結：原來是氣球噴氣產(chǎn)生了反沖力，然后反沖力推動小車朝相反的方向運動。
(設計意圖：因為有了第一道關卡的鋪墊及實驗中的發(fā)現(xiàn)，老師再通過談話引導可以很自然地使孩子們認識到是氣球的反沖力使小車運動起來，難點很容易就突破了。)
四、關卡四：比比誰的小車行更遠
在剛才的挑戰(zhàn)中，你們還有什么發(fā)現(xiàn)？哦，你們發(fā)現(xiàn)各組的小車行駛距離遠近不一樣。為什么會這樣呢？
1、猜測小車行駛距離的遠近可能與哪些因素有關？你的依據(jù)是什么？
學生猜測：氣球大小、噴管粗細、車子的形狀、輕重等可能影響小車行駛距離。
2、探究氣球大?。ǔ錃饬慷嗌伲┡c小車行駛距離的關系。
（1）預測氣球大小對小車行駛距離有什么樣的影響，并說出自己的依據(jù)。
學生發(fā)言，老師總結：打的氣體多（可以用個大氣球表示），反沖力則大，距離就更遠；打的氣體少（用個小氣球表示），反沖力小，距離就更近。
這只是我們的猜測?？谡f無憑，到底是不是這樣，我們還得用事實或者實驗數(shù)據(jù)來證明。
（2）同學們能幫老師設計一個實驗驗證嗎？（指名各組代表回答，學生相互補充）
出示方案：學生口述，老師在希沃白板上書寫，移動，利用蒙層、克隆手法設計出一組對比實驗。
PPT（記錄單）改變氣球大小：小氣球，大氣球。氣球大小的不同，其實本質(zhì)就是什么不一樣？（充氣量），如果只有一個氣球，怎么改變大小？
（3）討論：怎樣保證公平性？怎么分工合作？還有什么要注意的地方？
（4）學生實驗、匯報數(shù)據(jù)。老師運用希沃自帶的統(tǒng)計圖表將數(shù)據(jù)結果進行即時轉化。
（5）解釋實驗現(xiàn)象，總結實驗結論：觀察數(shù)據(jù)圖，作出科學解釋，得出結論“打的氣體多，反沖力則大，距離就更遠；打的氣體少，反沖力小，距離就更近。
(設計意圖：通過師生談話、分組討論，啟發(fā)學生思考從哪些方面可以使小車行駛得更遠，學生最容易想到的是改變氣球大小即充氣量的多少，于是老師順著孩子的思維，引導孩子一步步設計出一組對比實驗，然后通過實驗得到多組數(shù)據(jù)，就相當于做了多次重復實驗，老師幫助孩子用數(shù)形轉化的方法統(tǒng)計出實驗結果，圖形結果形象鮮明，孩子能很快分析得出結論。）
3、探究方法總結
（1）我們的研究經(jīng)歷了一個怎樣的過程？
提出問題—猜測和假設—設計方案—實驗探究—得出結論
（2）這是科學研究的一般過程，我們可以運用這個思路進行下面的探究。
(設計意圖：在這里進行探究方法的總結，有利于學生自主進行下一個探究活動）
4、探究小車行駛距離的遠近與噴管粗細的關系。
（1）預測噴管粗細對小車行駛距離有什么樣的影響，并說明其依據(jù)。
（2）為了研究粗噴管和細噴管對行駛距離的影響，我們可以怎么做？初步設計一個方案（學生分組自主設計）
（3）投屏展示學生設計方案，師生交流并修改。
特別強調(diào)：為了實驗的公平性，氣球大小要怎樣
（4）學生按方案進行實驗。
（5）統(tǒng)計結果。你們發(fā)現(xiàn)了什么？怎么解釋得到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)？學生總結。
（6）介紹拉瓦爾噴管。了解噴管裝置的形狀也是可以影響小車行駛距離的遠近的。
(設計意圖：有了第一個實驗的方法總結，第二個實驗可以由學生分組完成。）
5、怎樣改進可以使小車行駛得更遠？探究其他因素對小車行駛距離的影響。
（1）如果工程師們要使設計的小車行駛得更遠，該怎么改進小車？
（2）觀看視頻:世界上最快的噴氣動力超音速汽車。你們又有什么發(fā)現(xiàn)，還有哪些因素會影響小車的運動距離？
（學生：小車的輕重、外形，充氣量的大小，噴管的數(shù)量、形狀的設計，還有阻力等。）
(設計意圖：視頻啟發(fā)，引導學生更多地從工程與技術的角度思考問題。從工程學角度總結，使本課中對小車的研究更有科學價值，與本單元的設計更統(tǒng)一。）
五、關卡五：科學知識我會用
1、小車利用反沖力可以運動，那你知道生活中還有利用反沖力進行運動的例子嗎？
(設計意圖：運用科學知識解決問題，使科學學習回歸生活。）
2、噴氣式飛機和火箭，都是利用噴氣式發(fā)動機的反沖力進行飛行的。老師這有個火箭發(fā)射的視頻，咱們看看。看完視頻，有何感受？
(設計意圖：火箭發(fā)射視頻展示，激發(fā)興趣，激發(fā)孩子的愛國之情。）
3、結語：沒有大膽的猜測，就沒有偉大的發(fā)現(xiàn)——牛頓。
(設計意圖：名言寄語，用以激勵孩子們，始終保持一種愛科學、學科學、用科學的狀態(tài)，堅持一種敢于質(zhì)疑、又能實事求是的科學精神。
《用氣球驅(qū)動小車》記錄單
怎樣讓小車行駛得更遠？
實驗一：大氣球和小氣球的對比（噴管一致）
改變氣球大小 行駛距離(單位：厘米)
第一次 第二次 第三次 平均距離
小氣球（打10筒氣）
大氣球（打20筒氣）
氣球大小的影響分析：
通過對比發(fā)現(xiàn)，氣球越大，小車行駛得：□越近；□越遠；□不確定。
實驗二：粗噴管和細噴管的對比（都用大氣球，打氣量相等）
改變噴管粗細 行駛距離(單位：厘米)
第一次 第二次 第三次 平均距離
粗噴管
細噴管
噴管粗細的影響分析：
通過對比發(fā)現(xiàn)，噴管更粗，小車行駛得：□更近；□更遠；□不確定。

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