1、运动和力单元解读运动和力单元解读1单元设计概述2分课时解读及教学建议3教参的学习方法目录CONTENTS单元设计概述1研究对象概述物体的运动状态及其受到的力、能量及其存在形式。研究目标认识物体的运动与其作用力之间的关系，认识到改变物体静止或运动状态必须有力的作用，力的大小、方向不同对物体运动的影响不同，物体的运动情况不同产生的能量也不同，能量还会以各种形式存在。研究方法延续三年级物体的运动单元研究方法，以小车为研究载体，经历明确问题、确定方案、设计制作、改进完善的探究学习过程，认识物体的运动状态与力的关系。单元设计概述0101可利用的经验概述有的物体是静止的，有的物体是运动的，物体的运动是因为
2、有力的作用，物体慢慢由运动到静止是因为失去了力的作用，运动的物体受到摩擦力，静止的物体不受到摩擦力，运动的物体是具有能量的迷思经验对一些有关“力”和“运动”的现象产生一些困惑，比如，为什么树上的苹果往下落？汽车为什么会运动？地上滚动的球会为什么停下来？球被推后滚动是因为一直有力的作用吗？单元设计概述0101单元设计概述0101第一课 让小车运动起来第二课 用气球驱动小车第三课 用橡皮筋驱动小车第四课 弹簧测力计第五课 运动与摩擦力 第七课 设计制作小车（一）第八课 设计制作小车（二）第六课 运动的小车(能量)运动和力运动和力单元设计概述01015.力 作 用 于 物 体，可 以 改 变 物 体
3、 的 形 状 和 运 动 状 态。单元设计概述01016.机械能、声、光、热、电、磁是能量的不同表现形式。单元设计概述010117.技 术 的 核 心 是 发 明，是 人 们 对 自 然 的 利 用 和 改 造。单元设计概述010118.工程技术的关键是设计，工程是运用科学技术进行设计、解决实际问题和制造学和产品的活动。通过学习，学生需要理解u力是施加于物体上的推力或拉力。力是施加于物体上的推力或拉力。u 力可以使静止的物体运动，使运动的物体静止。力可以使静止的物体运动，使运动的物体静止。u 有些物体形状改变时，它们会产生一个要恢复原来形状的弹有些物体形状改变时，它们会产生一个要恢复原来形状的
4、弹力。力。u 当两个物体表面接触时可以产生摩擦力，摩擦力的方向经常当两个物体表面接触时可以产生摩擦力，摩擦力的方向经常与运动方向相反。与运动方向相反。u 力有大小和方向，力的大小是可以力有大小和方向，力的大小是可以用弹簧测力计测量的用弹簧测力计测量的。u 物体的运动有不同形式，运动的快慢是可以比较和测量的。物体的运动有不同形式，运动的快慢是可以比较和测量的。u 生活中的能量有很多形式，运动的物体具有能量。生活中的能量有很多形式，运动的物体具有能量。u 工程设计的基本步骤包括明确问题、确定方案、设计制作、工程设计的基本步骤包括明确问题、确定方案、设计制作、改进完善等。改进完善等。力是什么？力对物
5、体运动的作用是什么？力的大小和方向如何测量？运动的快慢如何测量？能量是什么？如何制作、改进动力小车？如果理解，学生将做到u 知道弹力、摩擦力、反冲力等都是直接施加在物体上的推或拉的作用。知道弹力、摩擦力、反冲力等都是直接施加在物体上的推或拉的作用。u 知道力可以使小车启动或停止；小车静止时，受到的拉力越大，运动得知道力可以使小车启动或停止；小车静止时，受到的拉力越大，运动得越快。越快。u 能够通过测量时间和距离，比较小车运动得快慢。能够通过测量时间和距离，比较小车运动得快慢。u 知道橡皮筋、弹簧等拉伸得越长，弹力越大。知道橡皮筋、弹簧等拉伸得越长，弹力越大。u 知道反冲力是气体等物质喷出时会产
6、生的和喷出方向相反的推力。知道反冲力是气体等物质喷出时会产生的和喷出方向相反的推力。u 了解弹簧测力计的构造、原理和使简单的使用方法，知道力的单位是牛了解弹簧测力计的构造、原理和使简单的使用方法，知道力的单位是牛顿。顿。u 知道摩擦力的大小与物体的运动方式（滑动、滚动等）和接触面的粗糙知道摩擦力的大小与物体的运动方式（滑动、滚动等）和接触面的粗糙程度有关。程度有关。u 能够根据具体的任务，绘制不同侧面的设计图、分工协作，并根据量规能够根据具体的任务，绘制不同侧面的设计图、分工协作，并根据量规进行评估和反思。进行评估和反思。u 能够在设计制作小车的活动中，运用力与运动的相关科学概念解决问题。能够
7、在设计制作小车的活动中，运用力与运动的相关科学概念解决问题。会通过测量时间和距离，比较小车运动的快慢；在用弹力、反冲力作动力的同时，认识力的的大小和方向；会通过改变运动方式去改变摩擦力的大小；能绘制简单的三视图，根据评估标准进行评估和反思。运动运动小小三年级的三年级的学习学习静止静止运动快慢运动快慢力力大小大小方向方向抽象运动运动小车小车三年级的三年级的学习学习静止静止运动快慢运动快慢力力大小大小方向方向抽象具体具体运动运动小车小车三年级的三年级的学习学习静止静止运动快慢运动快慢力力大小大小方向方向抽象具体具体科学思维方式科学思维方式运动运动小车小车三年级的三年级的学习学习静止静止运动快慢运动
8、快慢事物之间是事物之间是有联系的有联系的力力大小大小方向方向抽象具体具体 经验”是有机体与环境相互作用的结果，是人的主动尝试行为与环境的反复作用而形成的一种特殊结合。认识，被看作学习者适应环境的一种实践行为科学思维方式科学思维方式已有已有认识认识小车小车运动运动条件下条件下的情境的情境实现经验重构实现经验重构（具有一定逻辑具有一定逻辑）新的新的认识认识体验体验思考思考实践认识，被看作学习者适应环境的一种实践行为分课时解读及教学建议2探究脉络：引导学生了解从古到今不同探究脉络：引导学生了解从古到今不同类型的车辆，发现它们的动力来源；从类型的车辆，发现它们的动力来源；从安装（重力作为拉力）小车开始
9、，到体安装（重力作为拉力）小车开始，到体验运动与静止的互变，再到应用拓展到验运动与静止的互变，再到应用拓展到踢球（与儿童生活贴近）。踢球（与儿童生活贴近）。在车头中在车头中间拴绳间拴绳绳长与桌子绳长与桌子高差不多高差不多1.1.注意起点和终点注意起点和终点2.2.一个一个增加，发现什么一个一个增加，发现什么3.3.多个多个增加，发现什么多个多个增加，发现什么4.4.用运动时间判断运动快慢用运动时间判断运动快慢将小车的运动将小车的运动迁移到足球上迁移到足球上1.1.体验如何改变小车体验如何改变小车的运动状态。的运动状态。2.2.观察拉力大小对小观察拉力大小对小车运动速度的影响。车运动速度的影响。
10、探究脉络：组装并利用气球作动力来驱动小车，会通过改变小车的装置来改变它的运动快慢，这是以项目式学习的方式体验工程技术与科学的融合。通过研究反冲力与小车运动的关系，进一步建构“运动和力”的关系。对比气球喷气方对比气球喷气方向和运动方向向和运动方向学生经历问题明确、方案设计、尝试实践、评学生经历问题明确、方案设计、尝试实践、评价改进等环节，在观察小车运动方向和喷气产价改进等环节，在观察小车运动方向和喷气产生动力的方向中，思考充气量、喷嘴粗细等因生动力的方向中，思考充气量、喷嘴粗细等因素对小车行驶距离的影响。拓展迁移部分引发素对小车行驶距离的影响。拓展迁移部分引发学生思考，其它交通工具的是如何运用反
11、冲力学生思考，其它交通工具的是如何运用反冲力为动力的。为动力的。提示两种改进方法组装小车的材料提示两种改进方法从能量角度给出解释研究脉络：不同的车辆可能有不同的动力研究脉络：不同的车辆可能有不同的动力驱动方式，通过认识橡皮筋动力小车的驱驱动方式，通过认识橡皮筋动力小车的驱动特点，发现小车运动距离与橡皮筋缠绕动特点，发现小车运动距离与橡皮筋缠绕圈数的关系，从而进一步了解生活中机动圈数的关系，从而进一步了解生活中机动车驱动的特点，更是为后面研究车辆的摩车驱动的特点，更是为后面研究车辆的摩擦力、设计制作小车奠定基础。擦力、设计制作小车奠定基础。转动车轮缠绕皮筋车轮轴上安装了一个车轴套呈现出关于车辆组
12、装的关呈现出关于车辆组装的关键点，以及探究活动的注键点，以及探究活动的注意事项。实验中关注车轮意事项。实验中关注车轮的动力与其运动距离的关的动力与其运动距离的关系，即橡皮经产生的弹力系，即橡皮经产生的弹力与其对小车运动的影响情与其对小车运动的影响情况。拓展迁移到橡皮筋因况。拓展迁移到橡皮筋因弹性形变产生的力，这就弹性形变产生的力，这就是弹力。是弹力。比较缠绕比较缠绕1 1圈和多圈圈和多圈标清楚标清楚起点终点起点终点通过改变橡皮通过改变橡皮筋长度来改变筋长度来改变力的大小力的大小转动车轮缠绕皮筋车轮轴上安装了一个车轴套呈现出关于车辆组装的关呈现出关于车辆组装的关键点，以及探究活动的注键点，以及探
13、究活动的注意事项。实验中关注车轮意事项。实验中关注车轮的动力与其运动距离的关的动力与其运动距离的关系，即橡皮经产生的弹力系，即橡皮经产生的弹力与其对小车运动的影响情与其对小车运动的影响情况。拓展迁移到橡皮筋因况。拓展迁移到橡皮筋因弹性形变产生的力，这就弹性形变产生的力，这就是弹力。是弹力。比较缠绕比较缠绕1 1圈和多圈圈和多圈标清楚标清楚起点终点起点终点通过改变橡皮通过改变橡皮筋长度来改变筋长度来改变力的大小力的大小研究脉络：研究脉络：围绕围绕“力的测量力的测量”展开研究，展开研究，弹簧测力计是测量力的大小的重要工具。弹簧测力计是测量力的大小的重要工具。先是通过观察、认读和实际感受来认识先是通
14、过观察、认读和实际感受来认识弹簧测力计的构造、计量单位、刻度标弹簧测力计的构造、计量单位、刻度标示以及如何读数；再是用弹簧测力计测示以及如何读数；再是用弹簧测力计测量力的大小。弹簧测力计的构造、原理、量力的大小。弹簧测力计的构造、原理、使用方法都比较简单，符合学生对力的使用方法都比较简单，符合学生对力的认识规律。认识规律。在用弹簧测力计测量时，在用弹簧测力计测量时，先引导学生尝试用手感先引导学生尝试用手感受力的大小，在测量前受力的大小，在测量前估测物体的轻重，逐渐估测物体的轻重，逐渐引导他们在实践中建立引导他们在实践中建立起起“牛牛”大小的概念。大小的概念。在体验后，进一步探索在体验后，进一步
15、探索弹簧测力计的制作原理，弹簧测力计的制作原理，认识到认识到“弹力是因为弹弹力是因为弹簧被拉伸而产生的簧被拉伸而产生的”。启发认识到弹簧测力启发认识到弹簧测力计是利用弹簧的特性计是利用弹簧的特性来测量力的大小来测量力的大小探究脉络：从古人搬物的真实事件引入，围探究脉络：从古人搬物的真实事件引入，围绕绕“物体在多大力的作用下能从静止开始运物体在多大力的作用下能从静止开始运动动”开展研究，体验从直接滑动到用滚木，开展研究，体验从直接滑动到用滚木，再改进给物体装上轮子，从而发现再改进给物体装上轮子，从而发现“轮子轮子”是进一步的优化是进一步的优化“滚木滚木”，这是人类对技术，这是人类对技术的大大改进
16、。学生已经对摩擦这个词比较熟的大大改进。学生已经对摩擦这个词比较熟悉，但对悉，但对“摩擦力是在什么情况下产生？摩摩擦力是在什么情况下产生？摩擦力的大小怎样知道？如何能减小摩擦力擦力的大小怎样知道？如何能减小摩擦力?”还比较模糊，这就是本节课教学的起点。还比较模糊，这就是本节课教学的起点。创设情境，模创设情境，模拟真实的搬运拟真实的搬运过程过程将纸盒放在木板上，通过逐将纸盒放在木板上，通过逐步增加垫圈来测量摩擦力的步增加垫圈来测量摩擦力的大小，思考当垫圈很少时木大小，思考当垫圈很少时木块不滑动的原因。用于承载块不滑动的原因。用于承载小盒的滚木逐渐演变成小盒的滚木逐渐演变成“轮轮子子”时，学生逐渐
17、体会技术时，学生逐渐体会技术（工具）的改进对能进一步（工具）的改进对能进一步满足人们的需求。将视野拓满足人们的需求。将视野拓宽到各种交通工具上，进一宽到各种交通工具上，进一步理解，这是不断改进技术步理解，这是不断改进技术并运用于产品的结果。并运用于产品的结果。1.1.利用花纹增大摩利用花纹增大摩擦力擦力2.2.利用滚动减利用滚动减小摩擦力小摩擦力从动摩擦力的角从动摩擦力的角度给摩擦力下了度给摩擦力下了简单的定义简单的定义将纸盒放在木板上，通过逐将纸盒放在木板上，通过逐步增加垫圈来测量摩擦力的步增加垫圈来测量摩擦力的大小，思考当垫圈很少时木大小，思考当垫圈很少时木块不滑动的原因。用于承载块不滑动
18、的原因。用于承载小盒的滚木逐渐演变成小盒的滚木逐渐演变成“轮轮子子”时，学生逐渐体会技术时，学生逐渐体会技术（工具）的改进对能进一步（工具）的改进对能进一步满足人们的需求。将视野拓满足人们的需求。将视野拓宽到各种交通工具上，进一宽到各种交通工具上，进一步理解，这是不断改进技术步理解，这是不断改进技术并运用于产品的结果。并运用于产品的结果。探究脉络：从能量的角度去研究运动的物探究脉络：从能量的角度去研究运动的物体，同时也是以运动的小车为载体来认识体，同时也是以运动的小车为载体来认识能量。先是通过敲击音叉实验，观察不同能量。先是通过敲击音叉实验，观察不同敲击速度下的音叉震动情况；再是研究放敲击速度
19、下的音叉震动情况；再是研究放在不同高度的小车下滑后，撞击木块的距在不同高度的小车下滑后，撞击木块的距离。学生对能量已经有了一定的感性认识，离。学生对能量已经有了一定的感性认识，已经在使用已经在使用“能量能量”这个词，但是在他们这个词，但是在他们的认知中还没有一个关于能量更一般意义的认知中还没有一个关于能量更一般意义的概念。的概念。声音大小的变化、振动声音大小的变化、振动大小的变化，跟音叉具大小的变化，跟音叉具有的能量大小有关有的能量大小有关敲击实验需要学生用感官去判敲击实验需要学生用感官去判断、解释，用不同速度敲击音断、解释，用不同速度敲击音叉后的现象，这是运动物体所叉后的现象，这是运动物体所
20、具有的能量通过转化成声音的具有的能量通过转化成声音的大小来体现。撞击实验需要学大小来体现。撞击实验需要学生测量撞击前后木块移动的距生测量撞击前后木块移动的距离，通过比较距离的远近来推离，通过比较距离的远近来推断运动物体所具有的能量。两断运动物体所具有的能量。两个对比实验，引导学生发现物个对比实验，引导学生发现物体具有的能量与其运动速度的体具有的能量与其运动速度的关系。关系。释放小车的位置、释放小车的位置、木块放置的位置要木块放置的位置要在同一斜面上的同在同一斜面上的同一位置一位置声音大小的变化、振动声音大小的变化、振动大小的变化，跟音叉具大小的变化，跟音叉具有的能量大小有关有的能量大小有关敲击
21、实验需要学生用感官去判敲击实验需要学生用感官去判断、解释，用不同速度敲击音断、解释，用不同速度敲击音叉后的现象，这是运动物体所叉后的现象，这是运动物体所具有的能量通过转化成声音的具有的能量通过转化成声音的大小来体现。撞击实验需要学大小来体现。撞击实验需要学生测量撞击前后木块移动的距生测量撞击前后木块移动的距离，通过比较距离的远近来推离，通过比较距离的远近来推断运动物体所具有的能量。两断运动物体所具有的能量。两个对比实验，引导学生发现物个对比实验，引导学生发现物体具有的能量与其运动速度的体具有的能量与其运动速度的关系。关系。释放小车的位置、释放小车的位置、木块放置的位置要木块放置的位置要在同一斜
22、面上的同在同一斜面上的同一位置一位置研究脉络：这两节课将围绕设计制作小车研究脉络：这两节课将围绕设计制作小车展开，既是对之前所学知识和技能归纳和展开，既是对之前所学知识和技能归纳和总结，又是发展他们对工程设计的认识、总结，又是发展他们对工程设计的认识、理解和应用。理解和应用。儿童具有丰富的想象空间，儿童具有丰富的想象空间，热衷制作一些新奇的物品，但是往往能热衷制作一些新奇的物品，但是往往能“想到想到”未必能未必能“办到办到”，因此，要引，因此，要引导学生利用已有的经验、知识和技能去设导学生利用已有的经验、知识和技能去设计能计能“做到做到”的产品，还要让他们能持续的产品，还要让他们能持续围绕一个
23、主题设计开展有始有终的实践活围绕一个主题设计开展有始有终的实践活动。动。设计是工程制作的前提和关键，学生要综设计是工程制作的前提和关键，学生要综合运用所学的知识和技能，在分工合作中合运用所学的知识和技能，在分工合作中解决实际问题。然而，任何产品都需要不解决实际问题。然而，任何产品都需要不断改进和完善，以满足人们对产品更高、断改进和完善，以满足人们对产品更高、更好的需求。更好的需求。为学生提供了探索实践的方向，为学生提供了探索实践的方向，给出制作的材料，以及其他辅给出制作的材料，以及其他辅助用具，对制作提出了具体的助用具，对制作提出了具体的要求，为设计思路提供了有利要求，为设计思路提供了有利的脚
24、手架，同时为小组间的脚手架，同时为小组间评估评估奠定了公平的指标基础。奠定了公平的指标基础。引导学生学习流程图，并按照引导学生学习流程图，并按照这样的程序设计小赛车，第一这样的程序设计小赛车，第一次课先完成第一、第二步。次课先完成第一、第二步。完善设计图：完善设计图：1.1.观察小车结构，观察小车结构，鼓励从多个角度画出小车的结鼓励从多个角度画出小车的结构图。构图。2.2.最好能将制作的尺寸最好能将制作的尺寸标识清楚，有利于更加科学的标识清楚，有利于更加科学的制作小车。制作小车。车轴怎样装在车架车轴怎样装在车架上？气球作动力怎上？气球作动力怎样安装在小车上？样安装在小车上？1.1.合理分工：在
25、同一时间合理分工：在同一时间完成任务的不同部分。完成任务的不同部分。2.2.汇报内容：设计思路、汇报内容：设计思路、展示设计图、组装流程、展示设计图、组装流程、测试结果。测试结果。3.3.班级记录表：遇到的问班级记录表：遇到的问题、可能的原因、解决方题、可能的原因、解决方案。案。4.4.反思：是否达到自己的反思：是否达到自己的设计期望。设计期望。5.5.量表：制作前，学生在量表：制作前，学生在明确创造产品的方向，鼓明确创造产品的方向，鼓励和引导他们向励和引导他们向“3 3分分”的的评估标准努力。制作后，评估标准努力。制作后，根据评估情况，反思设计根据评估情况，反思设计和制作过程并不断改进产和制
26、作过程并不断改进产品，满足需求。品，满足需求。正确认识正确认识“失败失败”在工在工程制作中的意义，也是程制作中的意义，也是“成功成功”的奠基石。的奠基石。物体运动状态的改变是因为受到力的作用;通过“玩小车”的活动体验力和运动的关系，以及学习测量力的大小的方法；体验物体具有的能量与运动的关系，理解能量以不同形式存在。1.物体运动和力的相关知识在制作改进小车的过程中，体验工程技术领域的学习方式、产品“创作”的基本步骤，利用科学原理和技术手段不断改进产品，以更好的满足人们的需要。2.体验工程技术领域的学习综述建议分课时解读及教学建议0303教参的学习方法3重难点重难点教学建议教学建议教参的学习方法0303研教参究课题研教参究课题寻主线设环节寻主线设环节思形式重突破思形式重突破明差异晰细节明差异晰细节问题问题师生活动课标课标核心问题重点难点学情学情学法学法思维生长教参的学习方法0303敬请批评指正！
