丁言君
《运动与摩擦力》
浙江省2019小学科学学科教学优质课一等奖
运动和摩擦力
宁波市北仑区小港实验学校 丁言君
【教材简析】
本课延续了单元对于机械运动的认知，在研究运动的过程中继续让学生认识不同的力。与前几课不同的是，摩擦力是一种阻碍物体运动的力，而且它的分布十分广泛，在地球上，运动的物体都要与其他物体接触，发生摩擦，也就必然产生摩擦力。也因此，孩子对于运动的研究必然离不开对摩擦力的研究。
本课共有三个活动组成。第一，感知摩擦力和测量物体运动时的摩擦力，主要是通过体验活动和测量刚运动起来需要的力来感知摩擦力。第二，研究摩擦力大小与接触面光滑粗糙的关系。第三，研究摩擦力大小与物体重量的关系。而更为复杂的滚动和滑动摩擦被独立放置于下一课时进行。
【学情分析】
作为五年级的孩子，学生对于摩擦力这个词毫不陌生，他们有着自己的感性经验。他们认为摩擦力会受到接触面粗糙程度的影响，会因为接触面积的大小发生改变等等。显然，这样的经验在科学理论上有些是正确的，有些是错误的，更多是模糊的认识，仅仅停留在生活的感性认知上。
另外，本节课的特殊性还体现在赛课形式的影响上。学生直接跳过了单元前四课的学习，对力的认识肯定会受到影响，对测量力的工具的能力也会有一定的影响，需要教师将教学过程当做相对独立的内容来实施教学。
【教学目标】
科学概念目标
1. 一个物体在另一个物体表面运动时，接触面发生摩擦，会产生摩擦力。
2. 摩擦力的大小与物体接触面的光滑程度有关：表面越粗糙，摩擦力越大；表面越光滑，摩擦力越小。
3. 摩擦力的大小与物体的重量有关：物体越重，摩擦力越大；物体越轻，摩擦力越小。
科学探究目标
1. 测量摩擦力的大小。
2. 推测、设计实验检验摩擦力与接触面和重量的关系。
3. 做摩擦力大小的对比实验。
科学态度目标
1. 重视证据意识，认识到证据的可靠性建立在科学实验过程的基础上。
2. 形成认真实验，根据数据得出结论的科学精神。
科学、技术、社会与环境目标
1.摩擦力在生活中广泛存在，影响着我们生活的方方面面。
【教学重难点】
重点：充分感受摩擦力；用科学的方法设计影响摩擦力大小的实验。
难点：用科学的方法设计影响摩擦力大小的实验，通过分析实验数据得出结论。
【教学准备】
教师：电子握力计、底面粗糙程度不同的运动鞋、爬墙小车
小组：钩码、弹簧测力计、拉力盒、砂纸、记录表、
【教学过程】
谈话导入，暴露前概念
师：同学们，你们喜欢运动吗？
师：我儿子也是个运动迷。他最近就在准备一项运动，便是我们学校的传统运动项目——拔河。
师：但他在纠结一个问题，他在拔河时候究竟该穿什么样的鞋子呢？
预设：学生会提出摩擦力大一些、底面粗糙、有鞋钉的鞋子…
4.师：为什要穿这样的鞋子呢？（聚焦摩擦力）
理念：从学生熟悉的运动和鞋子入手，既暴露学生的前概念，同时，来源于生活的科学情境最能打动学生，生成最真实的科学问题。本节课也将运动中鞋子的选择作为主线贯穿课堂。
二、活动一 体验摩擦和摩擦力（5分钟）
1. 师：刚才有同学说到了摩擦力。那什么是摩擦力呢？你们了解摩擦力吗？
2. 认识摩擦。
（1）师：要想让你的手掌发生摩擦，可以怎么做？
预设交流：要摩擦的话，就必须有两个物体，并且接触在一起。
（3）师：只要接触就可以了吗？
预设交流：还需要运动，或者有运动的趋势，都会产生摩擦。
（4）师：摩擦时，你就能感受到一种阻碍运动的力，就是摩擦力。
（5）教师小结：一个物体在另一个物体的表面运动时，两个物体的接触面会发生摩擦，因此运动物体要受到一种阻碍运动的力，这种力叫摩擦力。
3. 感受摩擦力
（1）师：用穿着鞋子的脚，在地面上反复摩擦，感受摩擦力。
（2） 请学生分析，这个摩擦力是如何产生的。
（3）师：你在生活中还接触到过其它摩擦力吗？
理念：学生对摩擦力的认识熟悉又陌生，属于一知半解的状态。所以教师带领学生从认识摩擦、摩擦产生的条件，到体会到因摩擦产生的阻碍物体运动的力。让学生在体验中，提高对摩擦力的认识，了解到摩擦力无处不在。
三、活动二 不一样的摩擦力
1.师：你们觉得拔河摩擦力需要大还是小？
2.师：穿着不同的鞋子，真的会有不一样的摩擦力吗？
3.利用握力计测试学生与地面的摩擦力。
教师挑选穿着不同鞋子的学生上台进行摩擦力的测试，获得数据。
4.展示不同学生的“摩擦力”数值和他的鞋底，引导学生发现接触面光滑程度和摩擦力的关系。
5. 分析测试过程，从中发现我们的实验数据是不可靠的，从而引出对实验条件的控制。
6.将测试过程中影响证据可靠性的条件进行归纳和讨论，转化成下一组实验的记录单。
理念:在有趣的体验活动中，学生获得了以下认知：1.再次体验到人与地面的接触，通过鞋底的摩擦，摩擦力是真实存在的；2.测试结果显示，摩擦力确实和接触面的光滑程度有关。3.同时，教师在过程中抛出了证据可靠性的理念，用这个视角来审视整个测试过程时候，学生发现，所搜集的数据很难经得起别人的质疑，实验的严谨性还需要进一步提炼。所以整个活动可以培养学生的质疑精神，证据意识，分析能力同时，展示了探究实验设计中控制变量的本质。
四、活动三 摩擦力和接触面的粗糙程度、物体重量是否有关的实验
（一）摩擦力和接触面的粗糙程度
1.师：怎样才能确保证据的可靠呢？
预设交流：体重一样/鞋子的式样也一样/地面一样/鞋底的光滑程度不一样。
2.学生通过选择实验器材和方法，来确定实验的相同和不同条件。
相同条件：重量、形状、运动板（运动方式）等
不同条件：一个包了砂皮的拉力盒；一个光滑的拉力盒。
3.师:在科学学习中，用实验器材来模拟现实中的材料，是常用的一种研究方法。
4.学生实验。改良弹簧测力计，使数据更加精确，降低学生读数难度。
5.利用钉钉的在线编辑功能，学生交流实验数据。
6.小结。师：通过设计和实验，我们发现了，摩擦力和接触面的光滑程度确实有关，同学们选择底面粗糙的鞋子，是有科学依据的的。
理念：1.改进器材，提高实验精度。学生在测试摩擦力的数值时，需要读取物体启动瞬间的最大静摩擦力数值，很难精确，降低学生的学习难度。通过改良的器材，使读数精准可见。2.充分利用钉钉等常见的软件，提高学生汇报的效率，避免数据递交时学生的拥堵，与时俱进。3.再次将科学的概念回归到生活之中，用科学解释生活的现象和选择。
（二）摩擦力和物体重量
1.师：在测试同学的摩擦力时，我们还发现，证据的可靠性还受到了不同同学，不同体重的影响。说明，摩擦力可能还与什么有关呢？
2.师：你能设计实验证明摩擦力和物体重量之间的关系吗?
3.小组讨论并设计实验。
4.交流数据，得出结论
理念：从现象中继续提取问题，再次研究，聚焦点不变，研究的方式和内容继续得以深入。
预设：根据学生的生活经验和年龄特点，学生很可能还会提出接触面大小对摩擦力的影响，可作为课堂机动部分的内容，或者课后交流讨论。
四、拓展：设计一双拔河专用的鞋子。
1.师：科学告诉我们，该选怎样的鞋子去参加拔河比赛呢？（底部粗糙，有一定重量——不阻碍移动的情况下）
2. 师：感谢同学们用智慧帮丁老师的孩子解决了一个生活中问题。当然，你以后肯定也会参加拔河比赛，你可以为自己设计一双拔河专用鞋，你会怎么设计呢？
建议：（1）要考虑拔河的场地。（如草地、沙地和塑胶场地等）
（2）现实中的例子。（可以考虑多功能）
3.课后设计一双专门用于草地拔河的鞋子。
理念：课有尽，而探究无穷；知识宝贵，而更难得的是将知识运用于生活之中，通过设计，甚至制造，将本课融入到技术和工程的领域，在拓展活动中体现科学的学科价值。
五、小结：
1.师：关于摩擦力，还有一些秘密没有被揭示，下节课，你还能学习到，还有其他因素影响着摩擦力的大小。让我们继续学习。
责任编辑 | 陈朋