小學科學“運動與摩擦力”實驗教學精品課設計

科學學科是小學重要的課程，而實驗教學則是科學課程的核心內容。因此，在科學教學中，小學生通過探索和實驗來理解和掌握科學的基本原理是最有效的手段。“運動與摩擦力”是科學課程中一個重要的主題，對小學生理解物質的基本屬性具有深遠的影響。本文旨在探討小學科學“運動與摩擦力”實驗教學的精品課設計。

一、“運動與摩擦力”精品課設計的意義

小學科學精品課的設計可以充分激發學生對科學的興趣。實驗教學比其他教學模式更直觀、更生動，通過動手操作，學生可以更深入地理解知識，激發他們對科學的熱愛。同時，通過親自實驗，學生可以體驗到科學探索的過程，培養他們的觀察能力、動手能力和解決問題的能力。

二、“運動與摩擦力”實驗教學精品課設計

（一）設計理念

本節課以科學教材為依據，結合學生的實際情況，本著從生活走向科學、從科學走向社會的原則進行了課程設計。通過本節課的學習，學生能夠掌握摩擦力與物體運動的關系以及增大有益摩擦和減小有害摩擦的方法，還能夠培養學生留心觀察周圍事物的習慣，提高學生分析問題和解決問題的能力。

（二）設計內容

1.教學目標

（1）讓學生在親自動手實驗中掌握摩擦力的概念和內涵，并能夠測量出摩擦力的大小。

（2）讓學生在參與實驗的過程中，提升觀察能力、實驗探究能力和分析概括能力。

（3）培養學生尊重客觀事實，關注身邊摩擦力的現象，養成善于觀察、思考和發現問題的習慣。

2.教學重難點

教學重點：通過實驗探究，讓學生知道什么是摩擦力，并學會測量摩擦力的方法。

教學難點：如何引導學生進行實驗探究，培養學生的觀察能力、實驗探究能力和分析概括能力。

3.教學資源

（1）教師準備：教學PPT、砂紙、鉤碼、筷子、測力計、木塊小車、玻璃珠等。

（2）學生準備：進行實驗小組劃分，角色分工：組長、觀察員、材料員等；事先要學會使用測力計；每個組都要配備記錄表。

在教學過程中，教師應著重引導學生像科學家那樣思考問題，用科學家的思維去理解和解決問題。教師通過引導學生探索并收集證據，使學生形成了猜想和假設，使他們更科學地進行認知模型的構建，這是十分重要的環節。該精品課程的教學流程如圖1所示。

三、“運動與摩擦力”實驗教學精品課程實踐

（一）游戲導入，引導學生了解摩擦力

1.談話：（玻璃球展示）玻璃球比賽是一場既充滿刺激又極富趣味性的競賽。規則非常簡單，參賽者需在規定時間內從一只碗中夾取玻璃球并放入另一只碗中，誰能在這個過程中夾取最多的玻璃球，誰就是獲勝者。使用的是我們特別定制的筷子，之前的比賽已經證明其效果顯著。那么這雙筷子將在本次比賽中助力哪位同學取得勝利呢？

2.提問：學生為何憑借使用這雙經過膠布處理的筷子能夠脫穎而出？其中的科學奧秘何在？原來，經過膠布處理的筷子摩擦力得以增強。那么，摩擦力究竟是什么呢？讓我們一起揭開其神秘面紗。（板書課題：摩擦力）

3.活動：教師引導學生利用熟悉的生活物品制造摩擦力。

4.提問：在什么狀態下不能產生摩擦力？教師通過PPT展示兩個物體的運動和接觸，并展示其形成的阻力，之后讓學生描述什么是摩擦力。

5.小結：當兩個物體在彼此的表面發生相對運動時，它們之間的接觸面會產生一種阻力，以防止運動繼續。這種力量被稱為摩擦力，是自然界中常見的現象。

（設計意圖：學生通過游戲不僅能更好地集中注意力，還能在玩耍中一邊動手一邊動腦，主動發現問題并探索摩擦力的產生條件。）

（二）情境導入，發現問題觀

教師帶引學生觀看北京冬奧會的視頻，了解擦冰手在冰壺運動中的重要性。當擲出冰壺后，擦冰手便快速摩擦冰面，這一動作激發了學生對這一現象的探究欲望。那么，擦冰手快速摩擦冰面的行為究竟有何作用呢？帶著這個問題，進一步觀察并思考。擦冰手的動作，是否是為了幫助冰壺更好地滑行？

（三）分析問題，作出假設

學生踴躍討論運動員為什么摩擦冰面，他們提出了各種猜想，包括是否為了使冰面變得更光滑，以實現冰壺更順暢地滑行。學生也感到好奇，是否接觸面的光滑程度與物體運動速度之間存在某種關系。為了驗證這些猜想，教師進行了實驗，展示了光滑和粗糙的接觸面。

（四）探究實踐，收集證據

實驗1：認識彈簧測力計，測量摩擦力。

1.感受摩擦力

學生分別在光滑和粗糙的表面上推動同一物塊，可以明顯感受到兩種表面的差異。當學生在粗糙表面上推動物塊時，發現阻力比在光滑表面上大得多。對此，學生提出問題：物體在粗糙的表面上運動是不是比在光滑表面上運動摩擦力大，究竟有多大差異呢？

2.學習測量摩擦力大小的方法

學生觀看彈簧測力計的圖片后，學習如何使用這種工具。觀察受力情況圖明白了彈簧測力計如何測量摩擦力的原理，并討論了測量摩擦力大小的不同方法，并嘗試在接觸面上拉動物體做勻速直線運動，以讀取彈簧測力計的數據，并提出了以下問題：如何優化實驗環境以減少誤差？如何選擇合適的彈簧測力計？如何確保物體在接觸面上做勻速直線運動？這些問題為進一步優化實驗打下了基礎。

提出問題：在不同粗糙程度的接觸面上進行同一物體的運動，怎樣在對比中知道摩擦力的大小？

實驗2：通過創新教具，實現變量控制。

教師首先向學生展示使用摩擦力探究儀器的使用方式，并詳細解釋使用注意事項。隨后，教師讓學生討論實驗探究方案的設計，并填寫實驗設計單。學生開始進行實驗，探索摩擦力與接觸面粗糙程度的關系，并仔細記錄實驗數據。

提出問題：通過實驗數據的分享，學生得知每個小組的實驗數據各不相同，原因是什么？

實驗3：通過力傳感器進行實驗的優化。

學生發現，不一樣的接觸面以及不同的彈簧測力計，對每組數據的分析結果可能存在差異。為了更好地理解這一現象，學生提出問題：怎樣減小不同彈簧測力計之間的誤差？怎樣更科學、合理地采集相關的數據？學生發現，彈簧測力計的測量結果往往只是摩擦力變化的一部分，而且這種測量方式只能用于研究運動的初期階段。我們需要考慮其他的實驗方法和測量技術，以便更好地研究物體的運動過程和摩擦力的變化情況。因此，學生提出一系列問題：物體先是在粗糙接觸面上運動，然后到光滑接觸面上運動，摩擦力會不同，哪些數據可以驗證？

提出問題：針對摩擦力的數據，用什么方式能夠準確又快速地采集？

力傳感器在傳感技術領域起著至關重要的作用，教師通過實例詳細解釋了如何利用力傳感器快速采集一系列關鍵數據。學生借助MGA圖形數據采集器，將這些數據轉化為生動的曲線圖，大大提高了數據的可視性。在實驗過程中，學生提出了一種創新方案，即使用力傳感器替代傳統的彈簧測力計。教師對此進行了演示，學生隨即開始分組進行實際操作。

（五）分析數據，得出結論

通過對摩擦力探究儀采集的數據表（見表1）進行觀察和分析，學生發現每組數據都顯示出同一物體在不同的粗糙程度接觸面上運動時，摩擦力的大小各不相同。而對MGA圖形數據采集器采集到的數據曲線圖（見圖3）的分析，學生同樣得出了這一結論。通過全面地分析，學生得出相關結論：摩擦力與接觸面的粗糙程度有直接關系。

學生通過觀察摩擦力探究儀的數據變化，發現物體在粗糙的接觸面上受到的摩擦力大于在光滑接觸面上受到的摩擦力。這一觀察結果表明，物體與接觸面的摩擦力與接觸面的粗糙程度密切相關。這種探究活動讓學生更深入地理解了科學概念，并感受到了科學技術進步對科學研究的重要促進作用。

（六）生活應用，建構模型

1.解決問題

學生通過實驗對冰壺運動擦冰手的作用有了深入理解，并將其與課堂情境相結合。通過觀看冰壺運動視頻，學生能夠更準確地理解這一運動，讓課堂上的問題得以解決，并潛移默化地樹立了學生的價值觀，使學生的愛國熱情得以升華。

2.生活應用

學生通過觀察生活中的實際場景，發現了如何改變摩擦力大小的方法。他們將科學的原理與日常生活的實例相結合，理解了如何在實際中運用這些方法。教師引導學生回顧課堂探究過程，認真思考影響摩擦力的因素還有哪些。

四、結論

通過上述教學設計，學生能夠更好地理解和掌握摩擦力的基本概念，并通過實際操作和討論，培養了觀察能力、動手能力和分析問題、解決問題的能力。同時，通過將所學知識應用到日常生活中，學生能夠更深刻地認識到科學在生活中的重要性，從而激發他們對科學的興趣。這樣的實驗教學設計，既符合新課標“從生活走向科學、從科學走向社會”的理念，又符合小學生好奇、好動的特點，能夠有效地提高他們的科學核心素養。

（作者單位：華南師范大學附屬龍崗雅寶小學）

編輯：趙文靜