1、用橡皮筋驱动小车教学设计 【教材分析】【教材分析】 前两节课分别知道了小车有不同的动力类型， 并用气球喷出的反冲力做动力 驱动小车，本课将学习另一种动力驱动方式弹力。教材设计了两个活动，第 一个活动组装用橡皮筋驱动的小车， 让学生在动手动脑的过程中初步体验用橡皮 筋的弹力作为动力，弹力作用于车轴，带动小车轮子转动，即“轮驱动”；活动 二是研究橡皮筋缠绕圈数与小车行驶距离的关系， 也就是研究小车运动状态与橡 皮筋产生的弹力之间的关系，是对“运动和力”概念的进一步构建和理解。对于 弹力概念的引入，在本节课是逐渐渗透的，聚焦和探索部分让学生注意弹力的效 果和产生条件，拓展部分引入弹力的概念，引导学生
2、凭借“橡皮筋受力变形”的 例子来理解什么是弹力。 【学情分析】【学情分析】 橡皮筋是学生所熟悉的物体，学生能知道橡皮筋拉得越长，橡皮筋会越紧， 以及在弹弓上安装小石子，弹弓拉得长，小石子飞得更远，但是很难从这些例子 中抽象概括出“弹力”这个概念的本质。在本节课中，将通过探究活动帮助学生 构建弹力的本质概念。 如何将橡皮筋安装在小车上， 利用橡皮筋的弹力来驱动小车运动？这是学生 不明白但是十分感兴趣的，通过在教学过程中对学生适时的点拨，期待学生认识 到橡皮筋动力小车的驱动特点。 四年级的学生经过三年的科学学习，具备了一定的实验和探究素养，对于如 何研究“小车运动距离与橡皮筋缠绕圈数的关系”，学生
3、能自主设计实验，说出 基本的方法。但是一些实验的指导需要教师及时点拨，以及给学生小组成员明确 的任务分工，以确保活动的有效进行。 【教学目标】【教学目标】 科学概念目标科学概念目标 1.橡皮筋产生的动力大小会影响小车的运动距离。 2.橡皮筋在外力的作用下会产生形变。 3.当物体形状改变时会产生一个要恢复原来形状的力，这个力就是弹力。 科学探究目标科学探究目标 1.会用橡皮筋给小车安装动力。 2.会做橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离关系的实验。 科学态度目标科学态度目标 1.发展进一步研究运动和力的兴趣。 2.认同收集数据作为证据、进行解释的重要性。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环
4、境目标 1.体会到不同小车具有不同类型的动力。 2.改变橡皮筋的弹力大小会对小车的运动有影响。 【教学重难点】【教学重难点】 重点：经历提出问题做出假设设计实验得出结论的过程，探究 橡皮筋缠绕圈数和小车行驶距离的关系。 难点：通过小组合作探究，结合实验数据进行整理和分析得出，橡皮筋缠绕 的圈数越多，弹力越大，小车运动的越远。 【教学准备】【教学准备】 学生小组准备：小车 1 辆（小车的一端车轴上装上齿轮，车身用磁铁负重， 防止打滑）、橡皮筋 1 根、测量距离的皮尺。 教师准备：小组实验材料一套、钩码若干、实验微课指导视频。 【教学流程图】【教学流程图】 【教学过程】【教学过程】 1.聚焦 （给
5、每个学生发一根橡皮筋，让学生拉一拉后松手） 教师提问：拉一拉橡皮筋会有什么感觉？松开手呢？ 学生思考：手被橡皮筋拉着的感觉；越用力，橡皮筋越紧，被拉得越细；松 手后，橡皮筋会弹回去 教师板书：根据学生的回答板书：形状改变、弹力。 教师提问：（聚焦本节课的研究主题）我们能用橡皮筋来驱动小车吗？ 设计意图：让学生动手玩玩橡皮筋的活动，以此激发学生的兴趣，同时，了 解学生对于弹力的前概念，为后续深入理解弹力奠定基础。 2.探索 （1）组装用橡皮筋驱动的小车 教师提问：（出示小车和一根橡皮筋）如何将橡皮筋安装在小车上，才能使 橡皮筋驱动小车运动起来呢？ 学生活动：学生小组观察小车，思考应该在小车哪个部
6、位拧上橡皮筋才能带 动小车运动， 动手尝试让小车运动起来。 （教师可根据学情对器材进行简单处理， 以此引导学生想到安装的驱动方式，如先将橡皮筋的一端固定在车的前端中心 处） 教师活动： （教师出示安装视频展示橡皮筋的组装方法：将橡皮筋的一端固 定在车的前端中心处，另一端固定在车轴上。） 教师提问：若要让小车向前运动，橡皮筋的缠绕方向应该是怎样的？使车轮 转动起来的力来自哪里呢？ 学生活动：根据实验指导组装小车，在让小车运动起来的活动中能发现，要 使小车向前运动，车轮必须向后旋转；把橡皮筋缠绕在小车车轮的车轴上，松开 转动车轮的手，橡皮筋就会带动车轴转动，从而使小车运动起来。因此使车轮运 动起来
7、的力来自橡皮筋的弹力。 （学生尝试让小车动起来后）师生归纳弹力概念：橡皮筋受到外力作用时会 产生形变，橡皮筋为了恢复到原来的形状就会产生一种力，这就叫弹力。当橡皮 筋恢复到原来的形状后，弹力就消失了。 设计意图：橡皮筋动力小车的安装是整堂课的基础。提出问题，放手让学生 去感知材料，使得学生在尝试的过程中思考利用橡皮筋驱动小车的方法。对于想 不出安装橡皮筋小车的学生，利用视频展示组装方法，可以有效降低难度，提高 课堂效率。 （2）探究橡皮筋缠绕圈数与小车行驶距离的关系 教师提问：老师在你们的活动中发现：有的小车跑的远，有的跑的近。小车 行驶的距离跟什么有关系呢？ 学生思考：预测橡皮筋缠绕的圈数与
8、小车行驶距离之间的关系，橡皮筋缠绕 圈数越多，小车行驶的距离越远。 教师提问：如何用数据来证明我们的猜测？ 学生思考：分组设计实验，如在车轴上缠绕不同的圈数来做对比实验。每组 实验重复三次通过汇报交流完善实验计划。 （教师可在学生交流的过程中提 出问题引导其完善实验计划：如怎样比较它们行驶的距离？这个对比实验中，为 了保证实验公平性，哪些条件要保持一致？为了避免偶然误差，保证实验数据的 准确性，实验过程如何做？） 教师活动：播放实验指导微课。将橡皮筋缠绕两圈，小车的前轮对准起始 线，松开小车，小车停止运动后，小车的后轮的位置记为终点线，用软尺测量出 小车运动的距离；同圈数的实验要反复做 3 次
9、，取中间数；将橡皮筋缠绕圈 数改变至 4 圈、6 圈，重复以上实验操作。 学生活动：学生观看，熟悉操作步骤，回忆注意事项：以小车前轮所在的 位置为起始线，后轮所在位置为终点，测量小车行驶的距离；同圈数的实验要 反复做 3 次，取中间数。 教师活动：巡逻指导学生实验过程。 学生活动：开展分组实验，填写实验记录表，并将实验结果写到班级记录表 中。 设计意图：让学生经历提出问题-做出假设-设计实验-得出结论的过程，使 学生更好地认识到橡皮筋缠绕圈数与小车运动距离的关系，同时，培养学生的实 证精神和严谨的科学探究态度。 3.研讨 教师提问： 橡皮筋在车轴上缠绕的圈数与小车行驶的距离有什么关系？为什 么
10、会有这样的关系？ 学生回答： 学生能根据班级的数据进行分析并得出相应的结论橡皮筋缠 绕圈数越多，小车行驶距离越远。是因为橡皮筋缠绕的圈数越多，橡皮筋被拉伸 的长度越长，橡皮筋产生的弹力越大，驱动小车行驶得距离越远。 教师活动： （根据班级的记录表格，在数据分析时尤其要注意有没有一些差 距太大的数据或错误数据，引导学生对此进行分析：例如有的缠绕 6 圈后小车的 运动距离并没有比缠绕 4 圈时行驶的距离数据大， 可能是没有按照规定的圈数缠 绕；可能是缠绕圈数过大，小车打滑，或没有按照直线运行等。） 教师提问：生活中有哪些利用弹力的例子吗？ 学生思考：弓箭、拉力器、弹弓 设计意图：通过学生的探究，以
11、实验数据作为证据论证观点，使学生形成严 谨的科学态度。 4.拓展 教师提问： （在课堂上演示挂了不同数量钩码时橡皮筋的变化情况）橡皮筋 被拉伸的长度与其产生的弹力大小有什么关系？ 学生思考：橡皮筋被拉伸的长度越长，橡皮筋产生的弹力越大。 教师提问：是不是橡皮筋被不断拉伸，产生的弹力越来越大呢？ 学生思考：拉伸到一定程度会断掉。 设计意图：通过拓展活动，使学生在理解弹力的基础上，对弹力的认识有更 深入的思考。 【板书】【板书】 【板书说明】【板书说明】 板书下端的表格为全班实验结果统计表，各小组将实验数据填写到黑板上， 用于全班的交流研讨。其他文字板书随着各个环节有序展开，逐步生成。 【实验设计单】【实验设计单】 探究“橡皮筋缠绕圈数与小车行驶距离关系”实验记录表 班级：_第_组记录时间：_年_月_日 橡皮筋缠绕的圈 数 实 验次数 测量距 离 （厘米） 取中间值 （厘米） 小车行驶距离 （远、中等、近） 2 圈 1 2 3 4 圈 1 2 3 6 圈 1 2 3 我们发现 1、实验中，驱动小车的动力是：_。 2、小车运动距离与弹力的关系是:_。
