資源簡介

青島版小學科學五年級下冊13.《斜面》教學設計
【核心概念】4.能的轉化與能量守恒
【學習內容及要求】4.1能的形式、轉移與轉化5-6年級知道簡單機械（杠桿、滑輪、輪軸、斜面）及其在生產生活中的應用。
【教材分析】
斜面是學生日常生活接觸最頻繁的一種簡單機械。臺階旁的斜坡、無障礙通道、扶手電梯都是斜面，這些事物學生習以為常。但究竟什么是斜面？為什么要用這些斜面？斜面在生產生活中還有哪些應用......學生卻比較陌生。本課以生活場景為切入點，引領學生認識斜面、探究斜面能省力以及斜面的省力規律、斜面在生活中的廣泛應用。本課結構遵循科學探究活動的一般步驟，在現實生活中發現問題，經歷提出問題、進行假設、設計實驗、進行實驗操作和觀察記錄、交流數據、獲得發現、拓展運用這幾個階段，以觀察、討論、小組實驗等活動為載體，開展學生自主探究式學習，使學生認識斜面，了解斜面，培養學生的探究能力和合作學習的能力。
【學生分析】
五年級的學生已經具有一定的科學探究能力，喜歡動手，好奇心強，對探究會產生濃厚的興趣，同時也初步具備了深入思考和數據分析的能力。但由于這批五年級學生經歷了新冠肺炎疫情的多次線上教學，有的實驗器材的使用受線上學習的約束操作不熟練；線上學習時主動探究的體驗少，自主設計實驗的能力也較弱。因此在教學中教師應根據學生的學情，適當放慢速度，做好學生興趣的激發、思維的引導和動手操作的指導，從而全面提升學生的科學素養。對于本節課斜面的學習，學生已經具備了一定的生活經驗，但局限在斜面就是斜坡直觀簡單的認識，對生活中斜面的作用還缺少一探究竟的好奇心，對變形斜面認識較少，因此，在本節課的教學中，在充分激發學生原有認知經驗的基礎上，引導學生大膽猜測、實驗探究，分析數據、拓展應用，經歷一個完整的探究過程，提升對斜面的認識，并體驗到
成功的喜悅。
【教學目標】
1.科學觀念：知道斜面是一種簡單機械，了解斜面的結構及作用，知道坡度越小越省力。
2.科學思維：能通過整理、對比、分析數據驗證自己的假設，總結斜面作用和坡度大小與斜面拉力大小的關系。
3.探究實踐：能搭建坡度不同的斜面，用測力計測量拉動小車時產生的力的大小；能設計并完成控制變量的簡單探究性實驗，用簡單表格記錄實驗數據，并選擇有效數據支持證據得出結論。
4.態度責任：對簡單機械的結構、功能表現出科學探究的興趣；愿意溝通交流，樂于接受別人的意見、建議，調整自己的探究思路和過程；了解斜面在生活中的應用及給人們帶來的便利，增強用科學技術改善人類生活質量的意識。
【重難點】　　
設計控制變量的實驗方案并自主探究斜面省力及斜面坡度與斜面拉力大小之間的關系。【器材準備】
①斜面木板（三種長度 60㎝、75㎝、90㎝）
②高度木塊（4厘米×10厘米×25厘米，可隨意搭配高度）
③小車
④測力計
⑤小馬達
⑥計算器
【教學過程】課前談話：
同學們，老師從泰安來到我們肥城，發現肥城變化真大，越來越美麗，同學們的校園也非常的漂亮。在這些日新月異的變化中，在我們日常生活、工作、學習的角角落落里都有科學知識相伴。這節課就請同學們用善于發現的眼睛、愛思考的大腦和老師一起開啟今天的科學探究。同學們，你們準備好了嗎？（上課）
一、情境導入，認識斜面情境創設：
今天老師來學校的路上看到有一批工人叔叔正在準備將沉重的貨物搬上車。聰明的孩子們，你們有什么好辦法幫助他們嗎？
學生根據生活實際想到：搭建一個斜坡......
〖設計意圖：密切聯系學生的生活實際，激發學生原有的認知和生活經驗，用科學知識解決生活實際問題，讓學生感受到科學就在身邊。〗
二、活動
（一）：動手操作，認識斜面
1.搭建斜面：引導：你能利用老師給你準備的材料迅速搭建一個斜坡嗎？學生動手搭建簡單斜坡。（關注搭建不同的斜面）
2.認識斜面：出示概念：像同學們這樣墊起板子的一端形成的斜坡在科學上叫作斜面。
觀察：仔細觀察，你搭建的斜面有幾部分組成？
學生匯報：傾斜的長木板的長度是斜面的長度，墊起的木塊高度是斜面的高度，斜面有陡緩之分這就是斜面的坡度。
〖設計意圖：在學生原有認知基礎上直觀呈現斜面，通過觀察深化學生對斜面結構的認識，了解斜面有高度、長度、坡度，為后面的探究做好鋪墊。〗
三、活動（二）：實驗探究斜面省力
1.提出問題，大膽猜測談話：同學們搭建斜面來幫忙運貨物。這個斜面有什么作用呢？學生發表自己的意見：省力引導：你說省力，是比哪種情況省力？
分析：我們原本想把貨物豎直著直接搬上車需要一個力，現在沿斜面把貨物拉上去也需要一個力，你覺得沿斜面拉這個力會小一些是吧？這是同學們的猜測，科學課堂上可得講究證據用數據說話。你想怎樣來證明你的猜測呢？
2.小組交流，設計實驗
3.班級匯報，明確步驟小組匯報并簡單演示，其他小組補充完善實驗方案。提出問題大膽猜測設計方案
課件出示實驗步驟。在操作中有哪些注意事項呢？（指名說一說，互相補充。）
（設計實驗方案實驗名稱：實驗步驟：探究斜面坡度與拉力之間的關系1.搭好實驗裝置。2.改變斜面坡度測出力的大小。3.對比數據得出結論。三思而后行各小組桌上已經有個搭建好的斜面，用的拉力已經測量完成。這組數據能不能直接用？可以直接使用，減少重復操作，提高實驗效率。）
補充：為了確保小車勻速運動，我們學校機器人社團的同學為大家專門設計制作了電動小馬達裝置。播放講解視頻：電動馬達遙控器的使用）
同學們，請按照課前小組的分工，組長統籌，操作員、記錄員、觀察員分工合作完成實驗探究。
4.小組實驗，完成記錄教師巡視指導。
5.數據分析，得出結論完成實驗后，各小組匯報數據說結論，教師將數據填寫到班級大統計表里，呈現全班研究數據。〖用大數據充分說明結論，體現科學探究的嚴謹性、準確性、科學性。〗
結論：通過對比豎直提起的力和斜面拉動的力，你得出什么結論？（小組匯報）
板書：斜面省力
〖探究斜面省力的實驗是個對比實驗。新課標中指出小學中高年級應基于學生已有經驗設計探究活動。按照用什么思維方法、用什么探究方法、用什么實驗器材、按怎樣的程序進行探究、主要獲得什么信息等，幫助學生獨立探究，發展思維能力。因此在本實驗中按照科學探究的基本過程，學生經歷了提出問題、大膽猜測、設計實驗、實驗探究、分析數據、得出結論的過程，整個過程是嚴謹有序的。為確保小車勻速緩慢運動，為學生增加了電動小馬達，一方面提高了數據的準確性，實驗驗證分析數據得出結論同時也讓學生感受到科技的力量，激發實驗操作的興趣。在數據分析方面采用了匯總全班數據進行數據大分析，使結論更加的準確科學。〗
6.探究反思，提出新問題引導：剛才同學們縱向對比得出了斜面省力的結論。大家再橫向觀察一下數據，你又有什么發現呢？學生匯報：豎直提起的力數據相差很小。斜面提升的力數據相差較大。
分析：我們豎直提起的重物用的是同一款小車，用的力應該是一樣的。你覺得這個小差
距是什么原因造成的？
（指名說一說：讀數不準確，提升小車時有點不勻速等造成誤差。）引導：斜面拉動重物的力為什么差距這么大？學生分析：可能與斜面的坡度（或長度、高度）有關。追問：你覺得力的大小與坡度（或長度、高度）有什么關系？學生發表想法：坡度越小越省力（或高度越低越省力，木板越長越省力......）
總結：同學們真會思考。剛才在數據分析中大家思考是不是讀數不準確、小車不勻速運動等就是在進行反思。反思是科學探究技能，更是個好習慣，在反思中我們才能查找問題有新發現。
〖在探究反思中加強了對數據縱向和橫向的分析。豎直提起的力差距很小，屬于誤差；斜面拉動的力差距大，學生在已有生活經驗的基礎上能猜測到是坡度（或高度、長度）的原因，從而提出新的問題，開啟更深入的新一輪探究。這才是真正的科學探究。〗
四、活動（三）：探究斜面坡度與拉力大小的關系
1.分析問題，理清思路引導：剛才同學們認為拉力大小不同是與斜面坡度（高度、長度）大小有關，你想怎樣來調整你斜面的坡度（高度、長度）？
學生匯報：讓斜面高度增加（或減小）讓斜面長度增加（或減少）
課件展示：斜面長度相同，高度不同坡度就不同；斜面高度相同，長度不同坡度也不同。不論改變斜面高度還是長度，最終都是改變了坡度。
指導：為使我們的實驗探究更全面更科學，按照同學們的想法分成兩大組進行研究，對比實驗只能有一個變量，1-3組只改變高度，4-6組只改變長度。
2.明確方案，深入思考誰來幫大家理一理實驗步驟。出示實驗方案。追問：實驗步驟明確了。實驗之前還請同學們再三思而后行。大家現在桌面上已經有個搭建好的斜面了，用的力剛才也測量記錄過了，這組數據能不能直接用？
（可以用，減少重復測量，提高效率。）指導記錄表填寫。〖斜面拉力大小變化和誰有關？學生原有認知中的坡度、高度、長度都可以。如何把學生的認知最后歸結到坡度上？我通過課件展示發現長度相同高度變化坡度變化，高度相同長度變化坡度也變化，從而讓學生理解是坡度大小影響了斜面拉力的大小。這個實驗探究是對比實驗，對比實驗只能改變一個變量，為確保數據的有效和實驗的全面分成兩大組探究，從高度不同和長度不同兩個方面實驗驗證坡度與拉力大小的關系。在實驗之前引導學生三思而后行嚴謹設計實驗，合理使用已有數據，提高實驗的效率。〗
3.小組實驗，完成記錄
4.交流匯報，得出結論引導：同學們，實驗完成后觀察你的記錄單，對比斜面 1和斜面 2用的力，哪個是坡度小用的力，哪個是坡度大用的力，你有什么發現？
小組匯報數據，匯總成班級統計表。得出結論：坡度越小越省力。
五、生活應用
1.學以致用
師：同學們，今天我們認識了斜面。像斜面這樣能讓我們省力，又給我們提供方便的裝置就叫作機械，斜面就是一種簡單機械。
〖在學生充分感知到斜面作用后出示機械的概念，便于學生直觀理解什么是機械。〗出示兩條斜面，走那條路更省力？
（斜面長，坡度小的省力）坡度大的路因為距離近，生活中也必不可少。一般為了便于行走我們會修成什么樣子呢？
（修成臺階形成樓梯。樓梯方便攀爬。）而這個坡度小的路線如果足夠長會更省力，建筑師們有竅門把它修成 S形。這就形成了立交橋、盤山公路。（拉直盤山公路路線，斜面變長省力。）所以日常生活中的斜面會根據需要靈活設計搭建。
2.生活應用：在日常生活中，你還知道哪些地方應用了斜面？學生交流，匯報。播放視頻：斜面的應用（內容挑山工上山走“之”字形，騎車上坡走“S”形，螺絲釘、原始人類磨制石刀石斧、魯班用木木楔扶正寶塔，古埃及建造金字塔、斜行電梯等）
〖生活中的應用，學生了解的多是斜坡、無障礙通道等，教師通過對樓梯、盤山公路的挖掘讓學生感受到斜面的靈活運用。視頻內容豐富，從古到今，讓學生感受到簡單機械的靈活應用和發展為人類生活提供了方便，改善了人們的生活質量。科學技術是第一生產力，拓展應用為學生埋下一顆種子，激發學生對簡單機械的興趣。〗
六．總結提升
1.課堂回顧：同學們，通過這節課你有哪些收獲？
2.總結提升同學們，科技在不斷進步，機械在不斷改進、更新、換代，人類用智慧和精益求精的技能，提升著機械的功能，改變著我們的生活。未來機械改進創新的重任將落在同學們的身上，讓我們一起好好學習，加油向未來！！
【板書設計】
青島版小學科學五年級下冊13. 《斜面》課后反思
1.基于認知，深化認知。
學生在日常生活中已經具備對斜面的初步認識，他們認為的斜面就是一個斜斜的光滑的坡，認知還停留在表面，對斜面的作用、變形的斜面缺乏實質性認識，甚至有臺階的樓梯他們也不認為是斜面，在學生舉斜面的例子時就局限在一些小斜坡、無障礙通道上。科學學習的目的不是掌握概念記住知識而是要與日常生活密切聯系用知識解釋生活中的現象解決實際問題。因此教學中我設計了兩條坡度不同的路（生活中應用最廣泛的是高度一定長度不同的斜面），利用所學知識學生知道坡度小的路省力。但因環境、區域、設計等需要，并不是斜面越長越好。坡度較大的樓梯因為距離近應用很廣泛，立交橋、盤山公路通過變形延長了斜面的長度。活動中拉直樓梯路線和盤山公路路線學生能直觀感受到斜面的靈活應用，從而拓寬了學生的認知。
2.放手與嚴謹，相得益彰。
學生在搭建斜面、實驗操作時大膽放手，自由組裝，收集不同數據得出一致的結論。但在這個過程中受課堂時間限制，同時為培養學生思維的嚴謹性和實驗的可操作性，在實驗操作前學生需要三思而后行。大膽猜測、設計實驗、明確注意事項是嚴謹，對實驗中的細節規劃更是學生邏輯思維嚴謹的體現。
①在斜面坡度大小與拉力之間關系探究前，引導學生思考如何來改變坡度，明確對比實驗中只能改變一個變量，掌握控制變量實驗的設計；同時為提高實驗效率，在斜面省力的實驗中已經收集了一組數據，可以將這組數據作為坡度大小實驗的一組數據，這樣既可節省時間，減少實驗量，也為學生提供了提高效率的策略。因此五年級的實驗更側重的是實驗的設計、思考與分析，邏輯抽象思維是訓練的重點。
②關于坡度的認識。在日常生活中學生已具有了對坡度的初步認識，也有坡陡費力坡緩省力的經驗，但在觀察和操作中學生看到的是斜面的高度、長度，如何將學生認知中高度、長度的變化和斜面的坡度聯系起來，是探究坡度大小與斜面拉力大小的關鍵。我采用了兩個策略，一是在認識斜面結構環節，學生說出高度、長度后補充斜面還有坡度，坡陡坡緩學生很容易理解，為后面的猜測、實驗做好鋪墊；二是在斜面作用之后分析數據是發現拉力差距大，學生猜測與斜面高度、長度、坡度有關，通過課件展示直觀看出長度相同高度變坡度在變，高度相同長度變坡度也變，將長度、高度變化最終歸結到坡度，從而加深學生對探究實驗研究坡度改變高度和長度的理解。
③實驗數據的處理：五年級的學生在直觀形象思維的基礎上邏輯思維也有了一定的提升，在本節課中學生獲得拉力的數據后對全班數據進行匯總、對比、分析，增強了結論的嚴謹性、準確性、科學性，實現科學、數學的融合，利用學生在數學課上掌握的統計表數據分析能力進行有效分析從而用大數據說話得出結論。
3. 實驗器材，合理搭配。
斜面坡度與斜面拉力大小的關系中，如果坡度變化不大數據就不明顯，合適的實驗器材很關鍵。經過多次測試，本次實驗斜面長度采用了 3種斜面。斜面省力實驗 3中斜面都用，
方便學生出現大小不同的力，為思考拉力大小與坡度有關做好鋪墊。坡度大小和斜面拉力大小關系實驗 75㎝用于調整高度的實驗，60㎝90㎝相差 30㎝對比用來研究長度變拉力大小也變數據比較明顯。白色墊板代替了鐵架臺，4㎝×10㎝×20㎝，可以擺出 3個高度，這三個高度的差距也能明顯看出拉力數據的變化。同時為確保重物勻速運動采用電動馬達代替學生手拉，激發了興趣，提升了數據的準確性，也讓學生感受到科學技術的應用。
《斜面》屬于核心概念能的轉化和能量守恒，其實與技術、工程聯系也非常緊密。人類在與自然界打交道的過程中，為了適應自然、改善生存條件產生了技術，對已有的物質材料和生活環境的開發、生產、加工、建造以滿足人們的需求產生了工程。因此可以從技術工程的角度挖掘簡單機械的結構功能，了解簡單機械的發明、改進、組合給人民生活帶來的便利，從而激發學生研究機械、改進機械的興趣。本單元的學習肯定會為學生埋下一顆種子，科學與技術，產品與工程，促進社會不斷進步。

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