2020新苏教版四年级上册 科学 第三单元《常见的力》教材分析.pdf

1、常见的力 苏教版小学科学四年级上册第3单元 教材分析 目录 设计意图 单元目标 活动框架 教材与教学建议 1 2 3 4 CONTENTS 01 THE FIRSTTHE FIRST 设计意图 常见的力 本单元主题的提出本单元主题的提出 重要意义 自然界中，力与运动一样，普遍存在，只要有两个物体相互作用，就会有力的存在。 力的知识在日常生产、生活和现代科技中应用非常广泛。 学情分析 低年级学生主要从施力方向上认识了推力和拉力，知道力可以使物体的形状发生改变。 中年级继续学习直接施加在物体上的力，如摩擦力、弹力、浮力，不仅继续关注力的方向，而 且能够使用简单工具测量力的大小，同时将力对物体的作用

2、体现在力可以改变物体的运动状态， 包括运动速度与方向。 高年级将继续学习不直接接触物体而施加影响的力，如地球引力。 编写理念 关注的是生活中常见的力，是施力物体直接施加在受力物体上的力，这样的主题从生活中来， 从学生身边的经验或是经历开始，接着再科学的学习深入的探究，最后又回归到生活实践，解 决实际问题或是分析解释生活现象。 常见的力 本单元对课标的落实本单元对课标的落实 5.1有的力直接施加在物体上；有的 力可以通过看不见的物质施加在物体 上。 有的力直接施加在物体上；有的 力可以通过看不见的物质施加在物体 上。 知道日常生活中常见的摩擦力、 弹力、浮力等都是直接施加在物 体上的力。 物体运

3、动的改变和施加在物体上 的力有关。 举例说明给物体施加力，可以改 变物体运动的快慢，也可以使物 体运动起动或停止。 认识力的作用。 意识到使用工具 可以更加精确、 便利、快捷。 在教师引导下，能 基于所学知识，制 订简单的探究计划。 在教师引导下，能 用比较科学的词汇、 图示符号、统计图 表等方式整理信息， 陈述证据和结果。 在教师引导下，能 正确讲述自己的探 究过程与结论，能 倾听别人的意见， 并与之交流。 乐于尝试运用多 种材料、多种思 路、多样方法完 成科学探究，体 会创新乐趣。 能接纳他人的观 点，完善自己的 探究；能分工协 作，进行多人合 作的探究学习； 乐于为完成探究 活动，分享彼

4、此 的想法和力量。 了解科学技术 对人类生活方 式和思维方式 的影响。 本单元本单元在整套教材中的位置 一、动物大家族一、动物大家族二、物体的运动二、物体的运动三、常见的力三、常见的力四、简单电路四、简单电路五、岩石与矿物五、岩石与矿物 常见的力 低年段：认识推力和拉力 ，研究力可以使物体的形 状发生改变，力可以使物 体启动或停止（二年级上 册用力以后） 高年段：认识不需要接触 物体就能对物体施加影响 的力，如地球引力（六年 级上册探索宇宙） 常见的力 本单元本单元次级主题的构成及逻辑关系 承上启下 概述常见的 力及力与运 动的关系 承上启下 概述常见的 力及力与运 动的关系 力的大小是 可以

5、测量的 弹簧测力计 就是根据弹 性原理制成 02 THE THE SECONDSECOND 单元目标 常见的力 本单元教学目标本单元教学目标 通过观察和实验感知生活中常见的力，能够举例 说出弹力、摩擦力以及浮力等在生活中的应用。 能够利用结构性的材料进行科学探究，认识到力 可以改变物体运动的状态、方向和快慢。 结合力的测量，能够在教师的引导下研究影响弹 力、摩擦力以及物体沉浮状态的因素。 体会到科学探究活动中，需要利用证据来验证假 设，必要时要收集一定的数据。 03 THE THE THIRDTHIRD 活动框架 常见的力 常见的力常见的力 1.力与运动力与运动 2.弹力弹力 4.浮力浮力 1

6、.1看图交流， 认识到物体的 运动状态的改 变离不开力。 1.2探究拉力大 小与小车前进快 慢的关系，知道 力可以改变物体 运动的快慢。 1.3研究磁力对 小车运动方向的 影响，知道力可 以改变物体运动 的方向 2.1认识物体 的弹性，体 验弹力的存 在。 2.2研究拉力和 弹簧拉伸长度 的关系，了解 弹簧测力计的 原理。 2.3学习使用 弹簧测力计 ，测量提起 物体需要的 力。 4.1观察物体的 沉浮情况，初步 认识浮力。 4.2研究沉在水 里的物体是否受 到浮力，纠正水 下的物体不受浮 力的错误认识。 3.3探究影响摩擦 力大小的因素， 知道接触面的光 滑与粗糙会影响 摩擦力的大小。 3.

7、摩擦力摩擦力 3.1看图交流 ，认识什么 是摩擦力。 3.2测量摩擦 力。 3.4研究如何减 小阻力，认识 到接触面的形 状会影响阻力 的大小。 4.3研究沉浮的 原因，知道物体 的沉浮与物体的 体积与质量有关 。 2.4做一个弹 力玩具，巩 固对弹性与 弹力的认识 3.5交流摩擦力 的好处与坏处， 认识增大与减小 摩擦力在生活中 的应用 4.4做A4纸承 载硬币的活动 ，综合应用浮 力知识。 4.5阅读曹冲称 象的故事，解 释其中的科学 道理。 04 THE THE FOURTHFOURTH 教材与教学建议 本课是常见的力的单元第一课，紧承上一单元学习内容 物体的运动，教学内容主要包含两个方

8、面：第一个方面观 察生活中的各种运动，交流物体运动的状态与哪些力有关， 从而提示出力与运动的关系，在这里实际也让让学生认识 了生活中的常见的力，如摩擦力、弹力、浮力、磁力等， 这也是第一个单元的总起。第二个方面是做探究活动，包 括两个活动，第一个活动是探究拉力大小与小车前进快慢 的关系，第二个活动是研究磁力能否改变铁质玩具小汽车 的运动方向。这两个活动一个指向力可以改变运动速度， 另一个方面指向力可以改变运动方向。一个是定量的研究， 另一个是定性的观察。一种力是直接接触的力拉力， 一种力是不直接接触的力磁力。两者结合起来，有力 的用实践活动诠释了力与运动的关系。 教学目标 p 知道力可以改变物

9、体运动的状态、速度与方向； p 能够与同伴合作探究拉力大小与小车前快慢的关系； p 通过实验研究磁力是否能改变物体运动的方向； p 体会到科学探究活动中，需要利用证据来验证假设。 分别与摩擦力、 风力、磁力、弹 力、浮力有关。 刹车的刹皮 与钢圈的摩 擦力使运动 中的自行车 停下来 磁极间的相 互作用力（ 磁力）使得 小车改变了 运动方向与 速度 风具有能量，风 力使得静止的风 车转动起来 压缩空气有弹性 ，产生的弹力使 皮球弹向上 水具有浮力， 浮力使得潜艇 浮出水面 教学建议： l 可以从单元页上的小诗开始本节 课的学习，让学生接着往下写， 说说怎样才知道力的存在。 l 观察图片，先说说图

10、片上的运动 与什么力有关，然后再说说这些 力改变了什么，如摩擦力使得运 动的车减慢速度再变成静止。 l 小结力可以改变什么，得出结论： 物体运动状态的改变离不开力。 教学建议： l 出示一辆小车，提问：怎样让小车运动起来？ l 用垫圈的重力作拉力时提问，讨论怎样将小 车沿着拉力的方向进行前进，提示学生用固 定的滑轮将线绳位置一定。 l 提出研究问题后让学生作出假设：拉力的大 小与小车前进的快慢有怎样的关系。 l 进行实验前让小组讨论需要改变什么，哪些 条件保持不变，需要在记录表上记下什么等。 l 小组进行合作时，建议对成员的分工作出明 确说明，如一人负责确定起点，一人负责改 变拉力的大小，一人

11、负责记时，一人负责记 录等。 l 交流实验数据，得出探究的结论。 l 可以提出新的假设，如果拉力不变，改变小 车的载重量，小车前进的速度又会有什么影 响？根据课堂可用时间的长短以及学生探究 能力决定在课堂上是否要进行这样的探究。 教学建议： l 可以在大的白纸上做这样的实验，这样 可以将小车行进的路径和终点记录下来， 便于比较得出结论。 l 进行多次实验，观察是否都会造成相同 的结果。 l 可以尝试在小车直线运行路径的不同距 离处放置磁铁，观察小车的行径路线的 区别。 日常生活中很多物体具有弹性，而当物体发 生弹性形变时会产生弹力，小学生对弹性与弹 力并不陌生，在孩子们身边就有许多的弹性材 料

12、和玩具，本课就是从认识弹性开始。教学内 容包括四个活动：第一个活动认识什么是弹性、 弹力，通过用力改变物体的形状，去掉外力后 物体恢复原样，从而认识到物体具有弹性，在 此基础上玩握力器与拉力器，体验到弹力的存 在。第二个活动是一个探究活动，研究拉力与 弹簧伸长度之间的关系，通过测量具体的数值， 从而发现弹簧的伸长是随着重量的增加而作出 规律性的变化，这也正是弹簧测力计的原理。 第三个活动紧承第二个活动，学习使用测力计 并测量提起物品所需要的力，即物体受到的重 力，达到技术与工程领域学习基本测量工作的 要求。最后一个活动是一个总结应用，选择合 适的材料做弹性玩具，既要对物体的弹性性能 有一个了解

13、，同时也需要恰当利用物体的弹力。 教学目标 l 知道物体具有弹性，当发生形状改变时会产生弹力。 l 能够通过实验探究弹力与物体形变之间的关系。 l 能够使用测力计测量力的大小。 l 能够根据物体的弹性做一个弹力玩具，更好的感受 弹性与弹力。 钢皮尺与弹簧的 形状发生了变化 ，去掉外力恢复 原样。 皮筋的形状发生 了变化，去掉外 力恢复原样。 海绵的形状与体 积都发生了变化 ，去掉外力恢复 原样。 玩握力器、拉 力器除了形状 发生变化，在 紧握握力器时 感受到一股向 外抻的力，在 拉拉力器时感 受到弹簧向内 收的力。 教学建议： l 可以先让学生玩一个弹力小玩具进行新课 的引入，让学生说说这个玩

14、具是怎么玩的， 是根据什么原理制成的，既引发兴趣，又 了解学生对弹性的一个原先认知。 l 让学生用力改变橡皮筋、钢皮尺、弹簧、 海棉时，可以以小组为单位，材料都摆在 桌上，然后一一地去交换操作，确保每一 个学生都能有更多的体验。 l 归纳有什么发现时，建议不仅仅让学生说 出这些物体有弹性，而是要帮学生建立弹 性的概念，这些物体在外力作用下发生了 什么变化？去掉外力后又发生了什么变化？ 像物体具有的这样的性质叫弹性。 l 在提示弹性后再去用握力计、拉力器等需 要很大力才能发生形变的物体去让学生感 受到弹力。 在弹簧的弹性限度 内，弹簧的伸长度 与它所受到的拉力 成正比。即每增加 一个钩码，弹簧会

15、 拉伸相同的长度。 无限制地挂钩码， 弹簧所受的拉力将 会超过弹性限度， 弹簧不能恢复原样 。 教学建议： l 采用小组合作探究的形式，每组一套探究材料， 可以设计一个专用挂弹簧的挂钩和带有刻度的 底板，解决挂置弹簧的技术问题。 l 教师可以先演示挂一个钩码在弹簧上，用弹簧 最后的长度减去原先的长度就是弹簧拉抻的长 度。 l 学生接着在第二、第三根弹簧上分别挂两个、 三个钩码，测量并记录弹簧拉伸长度。 l 可以让学生根据取得的数据预测挂四个钩码、 五个钩码的位伸长度，然后实验去验证。最后 再将数据在坐标图中描点连线，从而发现规律。 l 也可以像教材那样先挂一、二、三、五个钩码， 然后描点发现拉

16、力与弹簧拉伸长度之间关系， 最后采用内插法推测挂四个钩码的拉伸长度。 l 引导学生根据拉力与弹簧拉伸长度之间的关系 继续外推挂6个钩码、7个钩码的情况，如果无 限制挂下去会如何。认识到弹性与是限度的， 超过这个形变的物体便不可能再还原了。 这是条形盒测力计，实 验室常用规格有5N， 2.5N两种，实验室常见 的一般还有平板测力计 和圆筒形测力计。 教学建议： l 可借助大的弹簧测力模型模型介绍 其构造，演示测力计的使用方法。 l 在学习测力计使用方法时，要教会 学生学会正确读数，除了知道最大 量程，还需要了解弹簧测力计的刻 度。知道每一大格，最小一格表示 多少牛。 l 测力时，要让弹簧测力计内

17、的弹簧 轴线方向跟所测力的方向在一条直 线上，且弹簧不能靠在刻度盘上。 l 学习使用测力计进行测力练习时， 可以根据学生身边容易得到的物体 如文具袋、带环扣的杯子、衣物、 书包等，但是要预估不能超量程使 用。 l 测一测提起一些物体所需的力后， 可以测一测拖动一个物体所需要的 力，为以后学习摩擦力做一个准备。 教学建议： l 学生可自备一些弹性比较好的材料，这些 材料可以和课的一开始部分认识弹性时的 材料共用。 l 制作时可让学生先画一画简单的设计图， 逐步培养学生工程思维的能力。 l 老师可以课前提供一个设计制作的范例， 让学生来玩一玩，说说如何利用弹性的或 是玩具如何利用弹力的，激发学生制

18、作的 兴趣，打开学生设计的思路。 教学目标 l 知道一个物体在另一个物体表面运动时会产生摩擦力。 l 知道摩擦力的好处与坏处，并能够分析现实中的行为是否是增大或是减小摩擦力。 l 能够用测力计测量一个物体在另一个物体水平运动时的摩擦力。 l 能够探究影响摩擦力大小的因素，知道摩擦力的大小受物体接触面的光滑程度的影响。 l 能够在教师的指导下研究如何减小液体的阻力，知道流线型是减小空气或是液体阻力的一种有效方法。 箱子与地面存在摩擦 鞋底与地面存在摩擦 伞面与空气产生摩擦 身体与滑梯的接触 部分存在摩擦 人体与水接触产生摩擦 教学建议： l 分析哪里存在摩擦现象时一定要说 清楚是哪两个物体之间存

19、在摩擦。 l 和学生一起分析产生摩擦力的条件， 必须要有两个物体，一个物体在另 一个物体表面运动。 l 可以采用实际感受的方法让学生感 受到摩擦力，如搓手、推重物等。 教学建议： l 测量摩擦力之前先复习弹簧测力计 的使用方法。 l 可以和学生一起分析一下拉力方向 与摩擦力方向，发现在水平方向上， 两者力的方向相反。 l 每个学生多次练习测量摩擦力，做 到使物体做匀速直线运动，在运动 过程中观看测力计读数。 用测力计拉动同一个 物体（如木块）分别 在桌面与砂纸面上做 匀速直线运动，此时 的拉力大小就是摩擦 力大小。实验结果发 现砂纸上的摩擦力要 大，说明接触面越粗 糙，摩擦力越大。 摩擦力的大

20、小与接触 面间的压力大小有关 ，接触面粗糙程度一 定时，压力越大摩擦 力越大。 教学建议： l 这是一个典型的对比探究实验，实 验要求按照对比实验的原则，每次 只能改变一个条件，其余条件保证 完全相同。 l 课堂上可以让学生作出多种假设， 不一定非得按着教材的假设来做， 教材只是提供了一种范例。 l 全班可以分成不同的小组，对认为 影响的因素作出各自的研究。 鲸或鲨鱼的身体有 很好的流线型形状 。它们圆滑的体形 几乎不会引起水体 的波动，有利于减 小海水的阻力。 物体在流体中运动时所受的阻力，是由内 摩擦和涡旋两个原因所造成的。在速度很 小时，阻力的大小主要决定于内摩擦。在 速度较大时主要决定

21、于涡旋，速度越快， 涡旋的作用越大。为了有效地减小阻力， 就要设法避免涡旋的形成。把飞机、火箭 做成流线型，能减小涡旋作用或避免涡旋 的形成，因而大大地减低了空气的阻力。 几个物体当中，流 线型的物体下沉的 速度最快，所以球 和水滴形的物体下 沉速度最快。 教学建议： l 这里的实验耗材用得比较多，建议 还是做演示实验，教师或学生都可 以进行演示。 l 实验前如有条件利用天平，通过两 两比较的方式让学生看到不同形状 的橡皮泥是等重的，增加实验的可 信度。 l 瓶子或罐子尽量高大一些，这样下 沉的橡皮泥不会碰撞。 加深花纹使得接触面更 粗糙，增大摩擦力。 抹镁粉是为了使得接触 面粗糙，同时具有吸

22、汗 防滑作用，增大摩擦力 。 冰冻天气，路上积雪， 汽车装上了防滑链是为 了增大摩擦力以免发生 事故。 车轴加油使得接触 面更光滑，减小摩 擦力。 冰壶比赛中，用冰 刷擦拭冰面使冰面 温度升高，造成冰 面熔化，在冰场表 面形成一层水膜， 减小摩擦力。 摩擦力的好处：可以产生人们需要的 反作用力，如鞋子与地面摩擦，使人 前进，轮胎与地面摩擦，汽车开动； 固定物体，防止物体在受其他力的影 响时产生的运动，如筷子夹起食物， 游戏机的机械臂夹起娃娃。 摩擦力的坏处：增大运动时的阻力， 如游泳时遇到的阻力，造成物体的磨 损，如鞋底、车胎的磨损。 教学目标 l 知道在水中的物体，不论 沉浮，都受到水的浮力

23、。 l 能够根据有结构的材料探 究质量、体积对物体沉浮 的影响。 l 能够做A4纸承载硬币的实 验，更好地体验浮力的大 小。 l 能够运用所学的知识去解 释曹冲称象的科学道理。 将物品直接放入水 中，不改变它们的 形状，不得借助任 何漂浮物。 教学建议： l 建议实验材料多样些，木制、 金属、塑料、玻璃、石制、泡 沫等。既有直接有生活经验的 好轻易判断的物体，也有一些 不太好判断的物体，如装水的 塑料瓶。 l 先预测这些物体在水中的沉浮， 用箭头表示沉浮状态，然后再 实验，实验过后说说哪些是和 预想的一样的，哪些是不一样 的，当时为什么会这么想？ l 提出问题：物体为什么能够浮 在水面呢，让学

24、生用手指去按 压浮在水面的泡沫，能够感受 到一种向上的力，那就是浮力， 从而揭示浮力概念。 石块在竖直方向上受到的力有 石块的重力、水的浮力、弹簧 称的拉力，如果水中的石块受 到浮力，那么此时弹簧测力计 上的读数会比在空气中测提起 石块的力要小，因为此时石块 受到的浮力+在水中的拉力=石 块在空气中的拉力。 教学建议： l 实验前先复习弹簧测力计的使 用方法。 l 作出猜想：如果沉在水里的石 块不受浮力，那么测力计的读 数是什么样的？如果沉在水里 的石块受到浮力，读数会发生 变化吗？ l 做完石块的实验可以再用其它 下沉的物品来试一试，更有利 于结论的得出。 实验结果：1号球内 装满橡皮泥的是

25、沉的 ，2号球内装一半橡 皮泥根据橡皮泥的材 质可能是沉的，也有 可能悬浮在水中，3 号球内装少许橡皮泥 的浮在水中。说明在 体积相同时，重的物 体沉，轻的物体浮。 实验结果：同样质量 的三个球，大球是浮 的，小球是沉的，说 明在质量相同时，体 积小的物体沉，体积 大的物体浮。 对问题一作出假设： 体积相同的物体，轻 重会影响物体的沉浮 ，同体积的物体，重 的沉，轻的浮。 对问题二作出假设： 质量相同的物体，体 积会影响物体的沉浮 ，同质量的物体，体 积小的沉，体积大的 浮。 同样大小的物体，质 量越轻的越容易浮。 同样质量的物体，体 积越大的越容易浮。 实心的金属铁在水里是浮的 ，但是把它制成空心的船就 是浮的了。同样重的物体， 改变它们的形状，将它的体 积适当变大，排开更多的水 ，就会浮在水面，就能承载 更多的物体。 教学建议： l 可采用课堂竞赛的形式开展， 看谁装的多。 l 控制纸的质量不能改变，前提 就是一张A4纸。 l 不一定非得要折成纸船的造型， 教材只是提供一种范例。 教学建议： l 说读后可提取关键词，说说曹 冲是怎么称象的。 l 讨论曹冲称象的科学道理。 l 补充捞铁牛的故事，说说两者 有什么相似之处。 常见的力 课时建议课时建议 序号课题课时序号课题课时 1力与运动1 2弹力2 3摩擦力2 4浮力2 总课时总课时7 感谢聆听，批评指导