小学科学“运动与摩擦力”实验教学精品课设计

科学学科是小学重要的课程，而实验教学则是科学课程的核心内容。因此，在科学教学中，小学生通过探索和实验来理解和掌握科学的基本原理是最有效的手段。“运动与摩擦力”是科学课程中一个重要的主题，对小学生理解物质的基本属性具有深远的影响。本文旨在探讨小学科学“运动与摩擦力”实验教学的精品课设计。

一、“运动与摩擦力”精品课设计的意义

小学科学精品课的设计可以充分激发学生对科学的兴趣。实验教学比其他教学模式更直观、更生动，通过动手操作，学生可以更深入地理解知识，激发他们对科学的热爱。同时，通过亲自实验，学生可以体验到科学探索的过程，培养他们的观察能力、动手能力和解决问题的能力。

二、“运动与摩擦力”实验教学精品课设计

（一）设计理念

本节课以科学教材为依据，结合学生的实际情况，本着从生活走向科学、从科学走向社会的原则进行了课程设计。通过本节课的学习，学生能够掌握摩擦力与物体运动的关系以及增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法，还能够培养学生留心观察周围事物的习惯，提高学生分析问题和解决问题的能力。

（二）设计内容

1.教学目标

（1）让学生在亲自动手实验中掌握摩擦力的概念和内涵，并能够测量出摩擦力的大小。

（2）让学生在参与实验的过程中，提升观察能力、实验探究能力和分析概括能力。

（3）培养学生尊重客观事实，关注身边摩擦力的现象，养成善于观察、思考和发现问题的习惯。

2.教学重难点

教学重点：通过实验探究，让学生知道什么是摩擦力，并学会测量摩擦力的方法。

教学难点：如何引导学生进行实验探究，培养学生的观察能力、实验探究能力和分析概括能力。

3.教学资源

（1）教师准备：教学PPT、砂纸、钩码、筷子、测力计、木块小车、玻璃珠等。

（2）学生准备：进行实验小组划分，角色分工：组长、观察员、材料员等；事先要学会使用测力计；每个组都要配备记录表。

在教学过程中，教师应着重引导学生像科学家那样思考问题，用科学家的思维去理解和解决问题。教师通过引导学生探索并收集证据，使学生形成了猜想和假设，使他们更科学地进行认知模型的构建，这是十分重要的环节。该精品课程的教学流程如图1所示。

三、“运动与摩擦力”实验教学精品课程实践

（一）游戏导入，引导学生了解摩擦力

1.谈话：（玻璃球展示）玻璃球比赛是一场既充满刺激又极富趣味性的竞赛。规则非常简单，参赛者需在规定时间内从一只碗中夹取玻璃球并放入另一只碗中，谁能在这个过程中夹取最多的玻璃球，谁就是获胜者。使用的是我们特别定制的筷子，之前的比赛已经证明其效果显著。那么这双筷子将在本次比赛中助力哪位同学取得胜利呢？

2.提问：学生为何凭借使用这双经过胶布处理的筷子能够脱颖而出？其中的科学奥秘何在？原来，经过胶布处理的筷子摩擦力得以增强。那么，摩擦力究竟是什么呢？让我们一起揭开其神秘面纱。（板书课题：摩擦力）

3.活动：教师引导学生利用熟悉的生活物品制造摩擦力。

4.提问：在什么状态下不能产生摩擦力？教师通过PPT展示两个物体的运动和接触，并展示其形成的阻力，之后让学生描述什么是摩擦力。

5.小结：当两个物体在彼此的表面发生相对运动时，它们之间的接触面会产生一种阻力，以防止运动继续。这种力量被称为摩擦力，是自然界中常见的现象。

（设计意图：学生通过游戏不仅能更好地集中注意力，还能在玩耍中一边动手一边动脑，主动发现问题并探索摩擦力的产生条件。）

（二）情境导入，发现问题观

教师带引学生观看北京冬奥会的视频，了解擦冰手在冰壶运动中的重要性。当掷出冰壶后，擦冰手便快速摩擦冰面，这一动作激发了学生对这一现象的探究欲望。那么，擦冰手快速摩擦冰面的行为究竟有何作用呢？带着这个问题，进一步观察并思考。擦冰手的动作，是否是为了帮助冰壶更好地滑行？

（三）分析问题，作出假设

学生踊跃讨论运动员为什么摩擦冰面，他们提出了各种猜想，包括是否为了使冰面变得更光滑，以实现冰壶更顺畅地滑行。学生也感到好奇，是否接触面的光滑程度与物体运动速度之间存在某种关系。为了验证这些猜想，教师进行了实验，展示了光滑和粗糙的接触面。

（四）探究实践，收集证据

实验1：认识弹簧测力计，测量摩擦力。

1.感受摩擦力

学生分别在光滑和粗糙的表面上推动同一物块，可以明显感受到两种表面的差异。当学生在粗糙表面上推动物块时，发现阻力比在光滑表面上大得多。对此，学生提出问题：物体在粗糙的表面上运动是不是比在光滑表面上运动摩擦力大，究竟有多大差异呢？

2.学习测量摩擦力大小的方法

学生观看弹簧测力计的图片后，学习如何使用这种工具。观察受力情况图明白了弹簧测力计如何测量摩擦力的原理，并讨论了测量摩擦力大小的不同方法，并尝试在接触面上拉动物体做匀速直线运动，以读取弹簧测力计的数据，并提出了以下问题：如何优化实验环境以减少误差？如何选择合适的弹簧测力计？如何确保物体在接触面上做匀速直线运动？这些问题为进一步优化实验打下了基础。

提出问题：在不同粗糙程度的接触面上进行同一物体的运动，怎样在对比中知道摩擦力的大小？

实验2：通过创新教具，实现变量控制。

教师首先向学生展示使用摩擦力探究仪器的使用方式，并详细解释使用注意事项。随后，教师让学生讨论实验探究方案的设计，并填写实验设计单。学生开始进行实验，探索摩擦力与接触面粗糙程度的关系，并仔细记录实验数据。

提出问题：通过实验数据的分享，学生得知每个小组的实验数据各不相同，原因是什么？

实验3：通过力传感器进行实验的优化。

学生发现，不一样的接触面以及不同的弹簧测力计，对每组数据的分析结果可能存在差异。为了更好地理解这一现象，学生提出问题：怎样减小不同弹簧测力计之间的误差？怎样更科学、合理地采集相关的数据？学生发现，弹簧测力计的测量结果往往只是摩擦力变化的一部分，而且这种测量方式只能用于研究运动的初期阶段。我们需要考虑其他的实验方法和测量技术，以便更好地研究物体的运动过程和摩擦力的变化情况。因此，学生提出一系列问题：物体先是在粗糙接触面上运动，然后到光滑接触面上运动，摩擦力会不同，哪些数据可以验证？

提出问题：针对摩擦力的数据，用什么方式能够准确又快速地采集？

力传感器在传感技术领域起着至关重要的作用，教师通过实例详细解释了如何利用力传感器快速采集一系列关键数据。学生借助MGA图形数据采集器，将这些数据转化为生动的曲线图，大大提高了数据的可视性。在实验过程中，学生提出了一种创新方案，即使用力传感器替代传统的弹簧测力计。教师对此进行了演示，学生随即开始分组进行实际操作。

（五）分析数据，得出结论

通过对摩擦力探究仪采集的数据表（见表1）进行观察和分析，学生发现每组数据都显示出同一物体在不同的粗糙程度接触面上运动时，摩擦力的大小各不相同。而对MGA图形数据采集器采集到的数据曲线图（见图3）的分析，学生同样得出了这一结论。通过全面地分析，学生得出相关结论：摩擦力与接触面的粗糙程度有直接关系。

学生通过观察摩擦力探究仪的数据变化，发现物体在粗糙的接触面上受到的摩擦力大于在光滑接触面上受到的摩擦力。这一观察结果表明，物体与接触面的摩擦力与接触面的粗糙程度密切相关。这种探究活动让学生更深入地理解了科学概念，并感受到了科学技术进步对科学研究的重要促进作用。

（六）生活应用，建构模型

1.解决问题

学生通过实验对冰壶运动擦冰手的作用有了深入理解，并将其与课堂情境相结合。通过观看冰壶运动视频，学生能够更准确地理解这一运动，让课堂上的问题得以解决，并潜移默化地树立了学生的价值观，使学生的爱国热情得以升华。

2.生活应用

学生通过观察生活中的实际场景，发现了如何改变摩擦力大小的方法。他们将科学的原理与日常生活的实例相结合，理解了如何在实际中运用这些方法。教师引导学生回顾课堂探究过程，认真思考影响摩擦力的因素还有哪些。

四、结论

通过上述教学设计，学生能够更好地理解和掌握摩擦力的基本概念，并通过实际操作和讨论，培养了观察能力、动手能力和分析问题、解决问题的能力。同时，通过将所学知识应用到日常生活中，学生能够更深刻地认识到科学在生活中的重要性，从而激发他们对科学的兴趣。这样的实验教学设计，既符合新课标“从生活走向科学、从科学走向社会”的理念，又符合小学生好奇、好动的特点，能够有效地提高他们的科学核心素养。

（作者单位：华南师范大学附属龙岗雅宝小学）

编辑：赵文静