第五单元《5.斜面》教学设计
【教学分析】
本课首先创设情境,引导学生从生活经验出发思考人坐着轮椅上台阶的方法,提出进行斜面的探究。
通过阅读资料,提出问题:斜面的作用是什么?
引导学生基于生活经验(爬坡的经历等)和所学知识,对斜面的作用及倾斜角度和用力大小的关系作出假设,并说明假设的依据。
由于前面几课学生已经进行过多次关于简单机械作用方面的实验研究,积累了丰富的经验,所以本课实验可以组织学生自行设计实验来探究斜面的作用,而后交流生活中人们对斜面应用实例的分析。
本课是本单元的最后一课,课程最后安排了两个综合探究实践活动。
第一个活动是让学生结合本单元所学,自选材料,综合运用多种简单机械的知识,组装成一个装置,用最小的力提起重物并将其运送到指定地点。
第二个活动是回顾单元初学生对埃及金字塔建造过程中搬运巨石的思考,鼓励学生将杠杆、滑轮、轮轴和斜面等简单机械进行组合设计,并画出设计图。
这两个活动需要时间的保证和小组的合作,教学时应予以保障。
【教学目标】
(1)知道斜面是常见的简单机械,了解斜面可以省力,斜面的倾斜角度越小越省力;能根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务。
(2)提高综合运用所学知识解决生活中实际问题的能力;通过阅读资料收集信息,提出关于斜面作用的问题与假设,通过实验搜集证据,运用比较与分类、归纳推理等思维方法分析数据得出结论,并通过演绎推理分析生活中的斜面工具。
(3)对事物的结构、功能、变化及相互关系产生科学探究的兴趣;能接受别人的批评意见,反思、调整自己的探究;在进行多人合作时,愿意沟通交流,综合考虑小组各成员的意见,形成集体的观点。
(4)了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力,技术的发展和应用影响着社会发展。
【教学准备】
(1)材料准备:①斜面作用实验:斜面装置、测力计、量角器、小车模型、记录单。
②生活中的斜面:螺丝钉、斧子、盘山公路图。
(2)活动场地:教室。
【教学过程】
本课将按照科学探究的主要过程和要素进行组织:创设情境提出问题———基于经验作出假设———通过实验搜集证据———分析数据得出结论———迁移应用回归生活。
本课的实验可由学生自主设计完成。
在科学探究的过程中,一方面要引导学生进行科学思维的参与,一方面要紧密联系学生的生活实际组织教学。
在本课最后的综合探究实践活动中要保证学生有足够的时间参与。
(1)引入活动。
师:如果一个人需要靠轮椅的帮助才能行进,那么他在上台阶时会非常费力,我们来帮他想个办法吧。
生:在我家楼门口有一个无障碍通道,是专门为坐轮椅的人准备的。
师:这个通道是什么样的?
生
1:就是一个斜坡,旁边还有铁栏杆。
生
2:我也见过这种通道,斜坡还挺长的,有的还拐个弯儿呢。
生
3:有的过街天桥的一边是台阶,另一边是斜坡,这是为了方便人们推自行车过桥用的。
生
4:其实只要在台阶上搭一块木板也可以。
师:其实同学们所说的斜坡也是一种简单机械,叫斜面。
(2)提出问题。
师:有时为了克服垂直提升重物困难,人们采用搭建一个倾斜的坡去解决,这种倾斜的坡也是一种简单机械,叫斜面。
关于斜面,大家知道些什么?
还有什么想知道的?
生
1:斜面有着怎样的作用呢?
生
2:无障碍通道可以为残疾人提供方便。
生
3:斜面能帮人解决困难。
生
4:斜面是不是也能省力呢?
(3)作出假设。
生
1:斜面应该不省力。
因为上斜坡的时候比走平地要费力。
生
2:我觉得斜面也是不省力,但是方便人们上台阶或者上天桥。
师:如果推着自行车沿两个坡度不同的斜面到过街天桥上,这两个斜面一个平缓,一个陡一些,会有什么不同吗?
生
1:我认为两个斜面都会费力。
生
2:它们也有不一样的地方,平缓的斜面要省力些。
生
3:应该是平缓的斜面费力小些,陡峭的斜面费力大些。
生
4:我们组也是这样想的。
师:我们在《滑轮》一课时学过,用滑轮提起重物是否省力,是和谁相比得出的结果?
生:是和直接用手提起重物比,看是不是省力的。
师:那我们讨论用斜面是否省力,应该和谁比呢?
生
1:也应该和不用斜面直接用手提起重物比,就像用绳子直接把自行车拉到天桥上,或者把轮椅直接搬到台阶上。
生
2:要是这样比,可能斜面也有省力的作用。
(4)搜集证据:斜面的作用实验。
师:斜面的作用到底是什么样呢?
我们今天还是用实验的方法来探究这个问题。
不过今天的实验我想交给各小组,由同学们自己设计完成。
师:我们要设计两个实验,一个是探究使用斜面提升重物比直接用手提起重物是费力还是省力;一个是探究斜面倾斜的角度和用力大小的关系。
(学生分小组合作设计实验后汇报)
生
1:我们把我们组几个人的字典摞在一起,搭一个高台,就像过街天桥一样,再用一块长木板斜着搭在字典上。
接着找一个小车的模型,用测力计沿木板往上拉小车,并测量拉力的大小。
还要把不用斜面,直接用手提起小车用的力测出来,而后比一比。
如果直接提用的力小,就说明用斜面费力;如果直接提用的力大,说明用斜面省力。
生
2:探究第二个问题时要准备两块不一样长的木板,将其都搭在同样高的字典上。
师:为什么要这样做呢?
生
1:长木板搭在字典上,斜面倾斜度小,而短木板搭在字典上,斜面倾斜度大。
生
2:沿着不同的木板往上拉小车,比一比拉力的大小,看看谁更费力。
师:小车哪里去找呢?
生:老师,我们在以前的科学课上做过小车模型。
师:还有什么要注意的地方吗?
生
1:实验时多做几次,求平均数。
生
2:沿着木板拉小车时要注意慢慢地拉,不能忽快忽慢的。
师:为什么呢?
生:拉小车时忽快忽慢会使测力计的指针晃动,这样就测不准了。
师:这个建议很好,科学上这叫匀速拉动。
师:我们开始按照自己的设计方案进行实验吧,如果遇到困难可以提出来。
(学生根据实验方案分组实验)
师:我们一起来看看获得的数据,比一比后分析一下,我们可以从中发现什么规律吗?
生:我们发现,用斜面拉小车用的力比直接用手提起小车用的力小,这说明用斜面比不用斜面省力。
师:其他组呢?
生
1:我们组也是这样认为的。
生
2:我们组还在小车上放了两个钩码。
师:那你们的实验结果呢?
生:我们发现也是用斜面省力。
师:回忆一下我们实验前的假设,有什么感受或经验呢?
生
1:我们的假设错了。
生
2:假设不一定正确,要做实验证明才行。
师:说得好。
师:关于斜面倾斜角度与用力大小关系的实验,结果是怎样的?
生
1:我们的研究结果是斜面倾斜角度小时,所用的拉力小。
生
2:我们发现斜面倾斜角度小,费力少。
生
3:斜面的倾斜角度越小就越省力。
师:看看我们的成果,使用斜面工作时,斜面可以省力,并且斜面的倾斜角度越小越省力。
(5)迁移应用。
师:到生活中去找一找,看看身边有没有应用斜面的实例?
生
1:我看到过建筑工人沿着斜面推车,车上装着很重的砖。
生
2:我们玩的滑滑梯是不是也是斜面呀?
生
3:不是吧,我们都是沿斜面往上运动,滑滑梯是往下滑。
师:想一想,如果我们沿滑滑梯往上推小车呢?
生
1:那就是斜面。
生
2:我想不出来还有别的斜面了。
师:其实斜面在我们的生活中还是挺多见的。
老师这里有三张图片,里面都有斜面,请小组观察后分析,图片中哪里用到了斜面,它是怎样省力的?
(学生小组讨论并交流汇报)
【教学反思】
学生往往认为斜面的作用是使用方便,想不到斜面还有省力作用。
相反,大多数学生都认为斜面是费力的,这是生活中的爬坡经历对其造成了影响,因为爬坡比走平路要费力。
此时,教师不应进行过多干预,而应先借助之前的学习经验,让学生明白省力或费力应该和什么情形相比,再让学生通过实验来进行验证,用证据说话。
【总结点评】
教师在本课的教学中应关注对学生学习方法的指导,重视对学生思维方法的培养。
(1)巧妙设计材料和记录单,指导学生收集、整理、分析数据,培养学生分析问题的能力。本课先后让学生进行过两次数据收集和一次数据整理,教师引导学生把自己收集的数据汇总整理成一个大的汇总表,然后指导学生纵向观察每一组的数据,看有什么发现。
学生在大量的数据面前,自然而然就能初步得出科学结论来———用斜面拉物体可以省力。
那么斜面到底能省多少力呢,教师带领学生通过计算得出数据。
在此基础上,教师指导学生进行横向分析,因为每组实验所用的小车都是一样的,这样就能保证被拉物体的重量尽可能相同。
学生通过仔细观察就会发现具有相同重量的小车在斜面上拉动时所省的力却是不同的,由此培养了学生的数据分析能力,并马上引发了学生新的猜想,为什么同样重的物体在同样的斜面上拉动时所用的力有所不同呢?
结合各组的材料、高度相同,联想到是否是因倾斜角度的问题,引发了下一步关于斜面倾斜角度与拉力大小关系的研究。
(2)指导学生学会做模拟实验,培养其严谨的科学思维方法,树立学生的科学观念。斜面背后的科学概念是做功,若想保证做功不变,那么物体拉升的高度就应该是相同的。
因此在本课的实验中,教师几次让学生明确实验时高度不变。
到后面的实验中,学生就知道了要保证已有高度不变,只能通过改变木板的长度来改变斜面倾斜的角度,经历了这样的反复强化,学生的思维就更严谨了。
在严谨的科学操作中学生体验到木板长则倾斜角度小,省力但所用时间长;木板短则倾斜角度大,费力但斜面长度短。
要想培养学生严谨的科学思维,就需要教师进行细化研究,包括材料的选择、实验中每一个环节的设计等。
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