数据载入中...
http://blog.risechina.org/u/2911/index.html

数据载入中...

《摩擦力的秘密》实录与分析(苏教版)
王鹏 发表于 2017-12-20 12:23:00

《摩擦力的秘密》实录与分析

王 鹏

(注:本文已经发表在《湖北教育·科学课》2017年第6期)

一、教学设计分析

《摩擦力的秘密》是苏教版小学科学四年级下册第四单元《无处不在的力》中的第四课。前面的内容学生学习了什么是力,力有大小和方向,了解了弹力与重力及弹簧测力计的使用。这些为学习摩擦力做好了知识与能力的铺垫。

摩擦力是继弹力与重力之后的第三种性质的力。本节教材内容编排是先介绍摩擦力(给出了描述性定义),生活中有哪些现象(即所谓摩擦力的“功”与“过”)。之后研究如何减少固体之间的摩擦力,液体的阻力和气体的阻力。最后了解哪些地方需要增大摩擦力,哪些地方需要减小摩擦力。涉及内容较多,至少需要两个课时才能完成。

如何让学生进行充分地实验探究,进行有深度的学习? “探究”发生在学生的已知世界与未知世界的交界处。这是我们教学设计的出发点。笔者从事过多年的高中物理教学,对于摩擦力的内容比较了解。其操作性定义即公式是:  ,摩擦力的大小涉及材料的粗糙程度()和接触面间的压力()。对于这两个因素,学生是有一定的生活经验的,比如结了冰的路面与结冰之前的对比,桌子里不装书时与装满书之后再拉动的对比等等。这些都是学生的已知世界(现有水平)。然而,学生的这一经验并没有在头脑中显化为科学认知。甚至对于大部分学生而言,他们并没有真正地去关注和思考过摩擦现象。因此,“这两个因素如何影响摩擦力的大小”是学生的未知世界(潜在的发展)。我们教师可以利用学生的这一“最近发展区”,设置有一定难度的学习任务,促进学生的学习发生。

为此,笔者将教材内容进行了处理:教材中的实验探究任务是如何减小摩擦;而笔者将其改为“你觉得摩擦力大小与什么有关?如何进行实验探究。”

二、教学过程

1.聚焦话题,导入新课 (注:“生”表示是学生集体回答;“生1、生2……”表示个别学生作答)

师:同学们,今天上课前,老师先给大家表演个小魔术,想不想看?

生:想!

师:这个魔术的名字叫“魔戒”。既然是魔术,那老师我先转过去准备一下,不准偷看哦。好了,大家看,我手上是什么(一个金属环套在一根橡皮筋上)?哪边高哪边低?

生:右手边高,左手边低。

师:环在低处还是高处?

生:低处。

师:好,现在奇迹就要发生了哦,睁大眼睛看好了……

   (演示环从低处向高处上升,其实是把一小段橡皮筋拉长,再一点点儿放长橡皮筋。)

生:哇!

师:谁能猜猜是怎么回事?

1:我看见你嘴巴张着,然后这就上去了……

师:哦,我吹了口仙气?(众笑)

1:不是不是,我发现线在抖?

师:哦,你看到线在抖。我告诉大家,这其实不是线,这是……(拉伸演示)

生:橡皮筋!

师:大家想想,我这魔术利用了橡皮筋的什么力?

生:弹力!

师:对,前面的课我们学过了弹力,这确实是与橡皮筋的弹力有关。但只是有弹力还完成不了这个魔术。大家想想还和什么有关?

生:拉力、摩擦力……

师:大家看,螺母挂在筷子上,你们看,金属环下滑了。刚才在橡皮筋上为什么没有下滑呢?就是因为有摩擦力。不过,即便你知道了是弹力与摩擦力,也不容易学会这个魔术。大家想不想学这个魔术?

生:想!

师:那好,我就要先看看这节课谁最认真,我就教给谁。

(学生们纷纷坐姿端正!)

(设计意图:用一个魔术不仅复习了旧知识和引入了新知识,也增加了趣味性。)

2.初识摩擦力

师:大家思考一下,我们生活中有哪些摩擦现象呢?

(学生举出诸如梯子靠在墙上、汽车轮胎、双手搓动,梳头、擦黑板、走路等例子后,

师:哦,这位同学说了用手在桌子上搓一搓,我们来试一试。我们的手是感知最灵敏的,我们用手在桌面上搓一搓。

(学生开始尝试。)

师:我们可不可以用手在自己的衣服上搓一搓,感受一下。用我们的手搓一搓头发、搓一搓我们的小脸……

师:大家都能感受到摩擦力吗?那大家看,我手里的这个小木块(用小木块在板上拉动示范,引出实验。)小木块受摩擦力吗?

生:受。

师:(播放PPT中物体滑动的动画),拉动这个物体,摩擦就发生了。那老师的问题来了:请问,摩擦力发生在哪个部位?我呢,先随机叫学号,如果正好也主动举手了,我就奖励一张个人表扬卡。来,35号(答不上来,再点名举手同学)

生:发生在两个物体的接触面上。

师:哦,发生两个物体的接触面上。那摩擦力的方向朝哪里呢?学号第23号。

生:与物体的运动方向相反(也有学生说与物体的运动方向相同)。

师:对了,我们看一下摩擦力发生的情况。(如果学生答与所受拉力方向相同,就举例子来说明若与拉力方向相同,木块会越跑越快,而现实是平衡着的匀速拉动)。大家齐声朗读摩擦力的定义。

(设计意图:有意识地引导学生用手分别在桌面、书本、衣服、脸上、头发等不同材料上进行摩擦,为学生在后面能提出影响摩擦力大小的因素做好铺垫。简化了对于摩擦力的描述性定义的处理,因为主要考虑本节课的重点是实验探究摩擦力大小的影响因素,故这里让学生了解力的发生部位与方向的判断即可。)

3.提出猜想和实验实施

师:看来摩擦力一般情况下总是阻碍物体的运动。摩擦力也是一种力,前面我们学习过了力,大家知道,力不仅有方向,还有……

生:大小。

师:很好,那我们今天来研究一下摩擦力的大小。大家猜想一下,物体受到的摩擦力的大小可能会和什么因素有关呢?

(将学生的猜想用板书记录:压力、材料、接触面大小、形状、速度……)

师:好,刚才大家提出了多种猜想,那我们就先来研究其中之一吧,看是不是与材料有关。看看下面老师提供的材料,哪一种对小木块的摩擦力会最大?这是什么?(图片)

生:课桌面、毛巾、泡沫板

师:嗯,除了这些,研究摩擦力,我们要用到实验室里的仪器。大家看,这是什么?

生:弹簧测力计。

师:对,还记得它的每一小格是多少牛吗?

生:0.1牛。

师:这又是什么?

生:钩码(有的说是砝码)。

师:对,这是钩码。可以放在小木块的圆槽里。那怎么使用这些工具与材料呢?像这样,沿水平方向匀速缓慢拉动。只要慢慢拉,指针就能稳定在一个刻度上。每种材料我们拉三次,取中间值。大家还记得什么是中间值吧?去掉一个最高分,去掉一个最低分。大家理解了吗?

生:明白了。

(学生依次上台领取材料和工作单。)

(学生实验活动,老师巡视观察指导,中途可以全班暂停来提醒学生如何利用控制变量法来完成实验。)

4.实验总结与科学决策

师:我看每个小组都差不多完成实验了,现在我们进行实验小结。

师:哪个小组先来汇报一下?

生:各组举手。

师:好,第×组的发言人。你来说一下你们组的实验结论。

2:我们组的实验结论是毛巾的摩擦力最大,课桌面的摩擦力最小。

师:(纠正他的用语)哦,你是说毛巾对小木块的摩擦力最大,课桌面对小木块的摩擦力最小。好,哪些小组与他们的结论相同?

多数小组举手,可能会有个别组不同意。

师:请第×组的发言人来说一说你们的结论。

3:我们的结论是泡沫板产生的摩擦力最大,课桌面产生摩擦力最小。

师:哦,原来这样。同学们,现在出现了两个实验结论,我们应该接受哪个呢?你来说。

2:应该接受我们的,因为我们是大多数小组的结论,而他们只有一组。

师:嗯,我们有十个组,每个组的材料都是相同的,而且每种材料做了三次实验。也就是我们进行了三十次重复实验。一个科学结论,要能经得起别人的实验,被别人重复出来才能被认可。面对现在出现的情况,我们先暂时接受大多数小组的结论。这一组同学,请过一会儿再重新做一次实验来检验一下。

师:那课桌面、泡沫板与毛巾,大家觉得它们三者有什么区别?

:越来越粗糙。

师:哪一个最粗糙,哪一个最光滑?

生:毛巾最粗糙,课桌面最光滑。

师:嗯,看来材料越粗糙,产生的摩擦力越大。老师想问,除了刚才的实验结论,关于影响小木块受到的摩擦力大小,还有其他可能影响因素吗?  好,你们组来说。

4:老师,我们组发现,在课桌面上也可以产生很大的摩擦力?

师;嗯?你们怎么会有这样的新发现?

4:我们是在课桌面上进行的实验。如果改变小木块的重量,就是加上不同的钩码,摩擦力的大小就不一样了,越重产生的摩擦力越大,有时候比在毛巾上的还大。

师:(重复并纠正学生的话)哦,你是说你们组发现如果选择好一种材料(不变),在上面拉动小木块,改变放在上面的钩码的数量,摩擦力大小不同,是吧?

生:是的。

师:其他小组有没有这样的发现?

生:有(有的说“没注意到”)。

5:那肯定是啊,这是常识。我们生活中就有这样的例子。车子越重,拉动车子越费劲,说明地面产生的摩擦力越大。

师:哦,这位同学说这是常识,用生活中的例子就可以解释。大家同不同意?

生:同意!

师:哦,你们这么轻易相信他了!?同学们,面对一个说法,科学家的态度是不随意轻信。我们要拿出证据。同学们,面对这个新发现,我们也得做什么?

生;实验!

师:好,那我们所有的小组都来验证一下他们组的说法好不好?不过,请问大家,我们应该怎么处理小木块呢?(视情况可以给予提示:我们每次只能改变一个量)

6:每次拉动不同重量的小木块。

师:改变重量可以通过放上不同数量的钩码来实现。那么材料怎么选择呢?

6:确定好一种材料后,不再更换,每次我们只改变小木块的重量。

师:大家同意吗?

生:同意。

师:对,这就是我们一直强调的实验公平性,要确保只改变一种因素。下面,我们每个小组可以自由选择一种材料来进行实验。我这里再给各组发一张空白记录单,大家把得到的数据记下来。

(设计意图:关注偶然性,就能将实验真正转为学生的探究活动。许多伟大的科学家往往就是在一次偶然发现中获得灵感才有了新的理论或发明创造。为了营造出学生们的“新发现”,在第一次实验活动中,我们老师也可以对完成任务较快的小组进行适当暗示。)

5.自主探究与应用拓展

学生开始第二次实验活动。

师:好,我看大部分小组都完成了。哪个小组起来说一下你们的实验情况。第×组。

7:我们小组用毛巾做的。第一次只放了一个钩码,第二次放了三个钩码,发现果然是越重产生的摩擦力越大。

师:哪个组用的桌面?哪个组用的泡沫板?

8:我们是在三种材料上都分别做了一下,结果都是如此。

师:哦,重量变大了,说明木块对材料的什么变大了?(压力)看来,我们今天得出了影响摩擦力的两个重要影响因素:一个是材料的粗糙程度,一个是重量(压力)大小。(板书)

师:现在老师出两个任务,大家看看怎么利用我们刚刚实验得到的结论来解决问题。第一个是比赛用筷子夹珠子(请两位同学上来)。老师说开始后,大家一起给他们倒数15个数,看看他们谁能夹得多?准备好了吗?

生:准备好了。

师:开始!

生:151413……

师:停,我们看看,谁夹得多?

生:都不多。

师:谁有办法,改造改造筷子,让它能夹更多珠子呢?

生:弄点刻痕,筷子上弄点东西增大摩擦……

师:嗯,大家说的这些是哪种方法?改变粗糙程度还是增大压力?

生:改变粗糙程度。

师:我这里有两双改造过的筷子,一双缠了橡皮筋,一双裹了纸巾。我们再请这两位同学再来试一试老师这两双筷子。

(开始计时15秒)

师:采访一下这两位同学,感觉效果怎么样?

9:比之前好多了,一夹一个准。(众笑)

师:大家再来看下一个任务,这本书怎么样才能不容易被抽走?(老师演示从桌面抽书)

10:可以增大压力。

师:好,你上来试试。

   (学生上来,又请一位块头大的学生11上来抽书)

师:你确信你手掌的力气足够大,书不被抽走吗?

10:有点儿不自信,因为他在我们班里力气是比较大的人。

师:要不你坐上去吧。

10坐在课桌上,屁股压着书。生11抽书不容易,反而是桌子连人差一点儿被拉倒,引起下面学生的一片笑声。

师:看来增大压力办法可行哦。不过,刚才这些还显示不出摩擦力的巨大威力。大家想不想感受一下摩擦力的巨大威力?

生:想!

师:好,我们请两个同学上来做个拔河游戏。你们上来。

    (两个学生使劲拉两本交叠在一起的书,却拉不开。)

师:为什么他们拉不开?

生:因为书页彼此交叠在一起,像很多小手一样拉住了。

师:你们说摩擦力厉害不厉害?

生:厉害!

师:生活当中还有很多摩擦现象。什么地方的摩擦是你喜欢的,什么地方的摩擦是你不喜欢的呢?课后请大家思考一下。下课!

设计意图:学生对于自己或是同伴的发现会更有探究欲望,自主实验也进行的更自然。再将实验结论与生活中的实例联系起来,引导学生关注生活,将科学应用于生活。同时辩证思考摩擦力的利弊,将问题进行延伸。

三、总评

本节课的开发与设计尊重学生的已有经验,关照教材前后的知识体系,特别是在指导学生完成给定的探索实验中还嵌套着学生能力所及的“新发现”,进而开展起属于学生的自主探究。这两次实验的内核是影响摩擦力的两个因素,但又巧妙设计形成思维探索上的进阶。对学生而言,这其中不只是科学方法的培养,也渗透了科学精神与科学价值观的教育。

 

                    

 

微信 公众号“科教守望者”视频链接: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUxMjEyMTI1NQ==&mid=2247483704&idx=1&sn=e57302fc937a512ac8aa850d0ae62be8&chksm=f96801f0ce1f88e6df41a163ddcc40ae937165f9476be3fbf5810f733d79ffb716fa8bf5ddef&mpshare=1&scene=23&srcid=1207qOFJpEONA6EL807sstZA#rd

(或:“优酷网”上搜索“王鹏《摩擦力的秘密》 ”可以在线观看上课录像。)

 

 

 

 

 

 

 

 

附件:实验工作单12

 

《摩擦力的秘密》探究实验工作单

年级:         班级:              

材料

弹簧测力计的示数

1

“中间值”是指三个数据中的第二大值,如“0.5N0.2N1.6N”的中间值是0.5N”。又如“0.2N0.2N0.3N”的中间值是0.2N”。

2

用三个中间值来比较木块与材料间的摩擦力大小。

第一次

第二次

第三次

中间值

课桌面

 

 

 

 

 

 

 

 

 

泡沫板

 

 

 

 

实验结论:

 

有无其他发现:

 

 

 

《摩擦力的秘密》探究实验工作单

年级:         班级:              

材料

弹簧测力计的示数

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实验结论:

 

 

NO.1 Re:《摩擦力的秘密》实录与分析(苏教版)
王鹏发表评论于2017-12-20 12:29:02
王鹏需要课件的同学,可以留下邮箱哦
发表评论:
数据载入中...