资源简介

青岛版小学科学五年级下册13.《斜面》教学设计
【核心概念】4.能的转化与能量守恒
【学习内容及要求】4.1能的形式、转移与转化5-6年级知道简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面）及其在生产生活中的应用。
【教材分析】
斜面是学生日常生活接触最频繁的一种简单机械。台阶旁的斜坡、无障碍通道、扶手电梯都是斜面，这些事物学生习以为常。但究竟什么是斜面？为什么要用这些斜面？斜面在生产生活中还有哪些应用......学生却比较陌生。本课以生活场景为切入点，引领学生认识斜面、探究斜面能省力以及斜面的省力规律、斜面在生活中的广泛应用。本课结构遵循科学探究活动的一般步骤，在现实生活中发现问题，经历提出问题、进行假设、设计实验、进行实验操作和观察记录、交流数据、获得发现、拓展运用这几个阶段，以观察、讨论、小组实验等活动为载体，开展学生自主探究式学习，使学生认识斜面，了解斜面，培养学生的探究能力和合作学习的能力。
【学生分析】
五年级的学生已经具有一定的科学探究能力，喜欢动手，好奇心强，对探究会产生浓厚的兴趣，同时也初步具备了深入思考和数据分析的能力。但由于这批五年级学生经历了新冠肺炎疫情的多次线上教学，有的实验器材的使用受线上学习的约束操作不熟练；线上学习时主动探究的体验少，自主设计实验的能力也较弱。因此在教学中教师应根据学生的学情，适当放慢速度，做好学生兴趣的激发、思维的引导和动手操作的指导，从而全面提升学生的科学素养。对于本节课斜面的学习，学生已经具备了一定的生活经验，但局限在斜面就是斜坡直观简单的认识，对生活中斜面的作用还缺少一探究竟的好奇心，对变形斜面认识较少，因此，在本节课的教学中，在充分激发学生原有认知经验的基础上，引导学生大胆猜测、实验探究，分析数据、拓展应用，经历一个完整的探究过程，提升对斜面的认识，并体验到
成功的喜悦。
【教学目标】
1.科学观念：知道斜面是一种简单机械，了解斜面的结构及作用，知道坡度越小越省力。
2.科学思维：能通过整理、对比、分析数据验证自己的假设，总结斜面作用和坡度大小与斜面拉力大小的关系。
3.探究实践：能搭建坡度不同的斜面，用测力计测量拉动小车时产生的力的大小；能设计并完成控制变量的简单探究性实验，用简单表格记录实验数据，并选择有效数据支持证据得出结论。
4.态度责任：对简单机械的结构、功能表现出科学探究的兴趣；愿意沟通交流，乐于接受别人的意见、建议，调整自己的探究思路和过程；了解斜面在生活中的应用及给人们带来的便利，增强用科学技术改善人类生活质量的意识。
【重难点】　　
设计控制变量的实验方案并自主探究斜面省力及斜面坡度与斜面拉力大小之间的关系。【器材准备】
①斜面木板（三种长度 60㎝、75㎝、90㎝）
②高度木块（4厘米×10厘米×25厘米，可随意搭配高度）
③小车
④测力计
⑤小马达
⑥计算器
【教学过程】课前谈话：
同学们，老师从泰安来到我们肥城，发现肥城变化真大，越来越美丽，同学们的校园也非常的漂亮。在这些日新月异的变化中，在我们日常生活、工作、学习的角角落落里都有科学知识相伴。这节课就请同学们用善于发现的眼睛、爱思考的大脑和老师一起开启今天的科学探究。同学们，你们准备好了吗？（上课）
一、情境导入，认识斜面情境创设：
今天老师来学校的路上看到有一批工人叔叔正在准备将沉重的货物搬上车。聪明的孩子们，你们有什么好办法帮助他们吗？
学生根据生活实际想到：搭建一个斜坡......
〖设计意图：密切联系学生的生活实际，激发学生原有的认知和生活经验，用科学知识解决生活实际问题，让学生感受到科学就在身边。〗
二、活动
（一）：动手操作，认识斜面
1.搭建斜面：引导：你能利用老师给你准备的材料迅速搭建一个斜坡吗？学生动手搭建简单斜坡。（关注搭建不同的斜面）
2.认识斜面：出示概念：像同学们这样垫起板子的一端形成的斜坡在科学上叫作斜面。
观察：仔细观察，你搭建的斜面有几部分组成？
学生汇报：倾斜的长木板的长度是斜面的长度，垫起的木块高度是斜面的高度，斜面有陡缓之分这就是斜面的坡度。
〖设计意图：在学生原有认知基础上直观呈现斜面，通过观察深化学生对斜面结构的认识，了解斜面有高度、长度、坡度，为后面的探究做好铺垫。〗
三、活动（二）：实验探究斜面省力
1.提出问题，大胆猜测谈话：同学们搭建斜面来帮忙运货物。这个斜面有什么作用呢？学生发表自己的意见：省力引导：你说省力，是比哪种情况省力？
分析：我们原本想把货物竖直着直接搬上车需要一个力，现在沿斜面把货物拉上去也需要一个力，你觉得沿斜面拉这个力会小一些是吧？这是同学们的猜测，科学课堂上可得讲究证据用数据说话。你想怎样来证明你的猜测呢？
2.小组交流，设计实验
3.班级汇报，明确步骤小组汇报并简单演示，其他小组补充完善实验方案。提出问题大胆猜测设计方案
课件出示实验步骤。在操作中有哪些注意事项呢？（指名说一说，互相补充。）
（设计实验方案实验名称：实验步骤：探究斜面坡度与拉力之间的关系1.搭好实验装置。2.改变斜面坡度测出力的大小。3.对比数据得出结论。三思而后行各小组桌上已经有个搭建好的斜面，用的拉力已经测量完成。这组数据能不能直接用？可以直接使用，减少重复操作，提高实验效率。）
补充：为了确保小车匀速运动，我们学校机器人社团的同学为大家专门设计制作了电动小马达装置。播放讲解视频：电动马达遥控器的使用）
同学们，请按照课前小组的分工，组长统筹，操作员、记录员、观察员分工合作完成实验探究。
4.小组实验，完成记录教师巡视指导。
5.数据分析，得出结论完成实验后，各小组汇报数据说结论，教师将数据填写到班级大统计表里，呈现全班研究数据。〖用大数据充分说明结论，体现科学探究的严谨性、准确性、科学性。〗
结论：通过对比竖直提起的力和斜面拉动的力，你得出什么结论？（小组汇报）
板书：斜面省力
〖探究斜面省力的实验是个对比实验。新课标中指出小学中高年级应基于学生已有经验设计探究活动。按照用什么思维方法、用什么探究方法、用什么实验器材、按怎样的程序进行探究、主要获得什么信息等，帮助学生独立探究，发展思维能力。因此在本实验中按照科学探究的基本过程，学生经历了提出问题、大胆猜测、设计实验、实验探究、分析数据、得出结论的过程，整个过程是严谨有序的。为确保小车匀速缓慢运动，为学生增加了电动小马达，一方面提高了数据的准确性，实验验证分析数据得出结论同时也让学生感受到科技的力量，激发实验操作的兴趣。在数据分析方面采用了汇总全班数据进行数据大分析，使结论更加的准确科学。〗
6.探究反思，提出新问题引导：刚才同学们纵向对比得出了斜面省力的结论。大家再横向观察一下数据，你又有什么发现呢？学生汇报：竖直提起的力数据相差很小。斜面提升的力数据相差较大。
分析：我们竖直提起的重物用的是同一款小车，用的力应该是一样的。你觉得这个小差
距是什么原因造成的？
（指名说一说：读数不准确，提升小车时有点不匀速等造成误差。）引导：斜面拉动重物的力为什么差距这么大？学生分析：可能与斜面的坡度（或长度、高度）有关。追问：你觉得力的大小与坡度（或长度、高度）有什么关系？学生发表想法：坡度越小越省力（或高度越低越省力，木板越长越省力......）
总结：同学们真会思考。刚才在数据分析中大家思考是不是读数不准确、小车不匀速运动等就是在进行反思。反思是科学探究技能，更是个好习惯，在反思中我们才能查找问题有新发现。
〖在探究反思中加强了对数据纵向和横向的分析。竖直提起的力差距很小，属于误差；斜面拉动的力差距大，学生在已有生活经验的基础上能猜测到是坡度（或高度、长度）的原因，从而提出新的问题，开启更深入的新一轮探究。这才是真正的科学探究。〗
四、活动（三）：探究斜面坡度与拉力大小的关系
1.分析问题，理清思路引导：刚才同学们认为拉力大小不同是与斜面坡度（高度、长度）大小有关，你想怎样来调整你斜面的坡度（高度、长度）？
学生汇报：让斜面高度增加（或减小）让斜面长度增加（或减少）
课件展示：斜面长度相同，高度不同坡度就不同；斜面高度相同，长度不同坡度也不同。不论改变斜面高度还是长度，最终都是改变了坡度。
指导：为使我们的实验探究更全面更科学，按照同学们的想法分成两大组进行研究，对比实验只能有一个变量，1-3组只改变高度，4-6组只改变长度。
2.明确方案，深入思考谁来帮大家理一理实验步骤。出示实验方案。追问：实验步骤明确了。实验之前还请同学们再三思而后行。大家现在桌面上已经有个搭建好的斜面了，用的力刚才也测量记录过了，这组数据能不能直接用？
（可以用，减少重复测量，提高效率。）指导记录表填写。〖斜面拉力大小变化和谁有关？学生原有认知中的坡度、高度、长度都可以。如何把学生的认知最后归结到坡度上？我通过课件展示发现长度相同高度变化坡度变化，高度相同长度变化坡度也变化，从而让学生理解是坡度大小影响了斜面拉力的大小。这个实验探究是对比实验，对比实验只能改变一个变量，为确保数据的有效和实验的全面分成两大组探究，从高度不同和长度不同两个方面实验验证坡度与拉力大小的关系。在实验之前引导学生三思而后行严谨设计实验，合理使用已有数据，提高实验的效率。〗
3.小组实验，完成记录
4.交流汇报，得出结论引导：同学们，实验完成后观察你的记录单，对比斜面 1和斜面 2用的力，哪个是坡度小用的力，哪个是坡度大用的力，你有什么发现？
小组汇报数据，汇总成班级统计表。得出结论：坡度越小越省力。
五、生活应用
1.学以致用
师：同学们，今天我们认识了斜面。像斜面这样能让我们省力，又给我们提供方便的装置就叫作机械，斜面就是一种简单机械。
〖在学生充分感知到斜面作用后出示机械的概念，便于学生直观理解什么是机械。〗出示两条斜面，走那条路更省力？
（斜面长，坡度小的省力）坡度大的路因为距离近，生活中也必不可少。一般为了便于行走我们会修成什么样子呢？
（修成台阶形成楼梯。楼梯方便攀爬。）而这个坡度小的路线如果足够长会更省力，建筑师们有窍门把它修成 S形。这就形成了立交桥、盘山公路。（拉直盘山公路路线，斜面变长省力。）所以日常生活中的斜面会根据需要灵活设计搭建。
2.生活应用：在日常生活中，你还知道哪些地方应用了斜面？学生交流，汇报。播放视频：斜面的应用（内容挑山工上山走“之”字形，骑车上坡走“S”形，螺丝钉、原始人类磨制石刀石斧、鲁班用木木楔扶正宝塔，古埃及建造金字塔、斜行电梯等）
〖生活中的应用，学生了解的多是斜坡、无障碍通道等，教师通过对楼梯、盘山公路的挖掘让学生感受到斜面的灵活运用。视频内容丰富，从古到今，让学生感受到简单机械的灵活应用和发展为人类生活提供了方便，改善了人们的生活质量。科学技术是第一生产力，拓展应用为学生埋下一颗种子，激发学生对简单机械的兴趣。〗
六．总结提升
1.课堂回顾：同学们，通过这节课你有哪些收获？
2.总结提升同学们，科技在不断进步，机械在不断改进、更新、换代，人类用智慧和精益求精的技能，提升着机械的功能，改变着我们的生活。未来机械改进创新的重任将落在同学们的身上，让我们一起好好学习，加油向未来！！
【板书设计】
青岛版小学科学五年级下册13. 《斜面》课后反思
1.基于认知，深化认知。
学生在日常生活中已经具备对斜面的初步认识，他们认为的斜面就是一个斜斜的光滑的坡，认知还停留在表面，对斜面的作用、变形的斜面缺乏实质性认识，甚至有台阶的楼梯他们也不认为是斜面，在学生举斜面的例子时就局限在一些小斜坡、无障碍通道上。科学学习的目的不是掌握概念记住知识而是要与日常生活密切联系用知识解释生活中的现象解决实际问题。因此教学中我设计了两条坡度不同的路（生活中应用最广泛的是高度一定长度不同的斜面），利用所学知识学生知道坡度小的路省力。但因环境、区域、设计等需要，并不是斜面越长越好。坡度较大的楼梯因为距离近应用很广泛，立交桥、盘山公路通过变形延长了斜面的长度。活动中拉直楼梯路线和盘山公路路线学生能直观感受到斜面的灵活应用，从而拓宽了学生的认知。
2.放手与严谨，相得益彰。
学生在搭建斜面、实验操作时大胆放手，自由组装，收集不同数据得出一致的结论。但在这个过程中受课堂时间限制，同时为培养学生思维的严谨性和实验的可操作性，在实验操作前学生需要三思而后行。大胆猜测、设计实验、明确注意事项是严谨，对实验中的细节规划更是学生逻辑思维严谨的体现。
①在斜面坡度大小与拉力之间关系探究前，引导学生思考如何来改变坡度，明确对比实验中只能改变一个变量，掌握控制变量实验的设计；同时为提高实验效率，在斜面省力的实验中已经收集了一组数据，可以将这组数据作为坡度大小实验的一组数据，这样既可节省时间，减少实验量，也为学生提供了提高效率的策略。因此五年级的实验更侧重的是实验的设计、思考与分析，逻辑抽象思维是训练的重点。
②关于坡度的认识。在日常生活中学生已具有了对坡度的初步认识，也有坡陡费力坡缓省力的经验，但在观察和操作中学生看到的是斜面的高度、长度，如何将学生认知中高度、长度的变化和斜面的坡度联系起来，是探究坡度大小与斜面拉力大小的关键。我采用了两个策略，一是在认识斜面结构环节，学生说出高度、长度后补充斜面还有坡度，坡陡坡缓学生很容易理解，为后面的猜测、实验做好铺垫；二是在斜面作用之后分析数据是发现拉力差距大，学生猜测与斜面高度、长度、坡度有关，通过课件展示直观看出长度相同高度变坡度在变，高度相同长度变坡度也变，将长度、高度变化最终归结到坡度，从而加深学生对探究实验研究坡度改变高度和长度的理解。
③实验数据的处理：五年级的学生在直观形象思维的基础上逻辑思维也有了一定的提升，在本节课中学生获得拉力的数据后对全班数据进行汇总、对比、分析，增强了结论的严谨性、准确性、科学性，实现科学、数学的融合，利用学生在数学课上掌握的统计表数据分析能力进行有效分析从而用大数据说话得出结论。
3. 实验器材，合理搭配。
斜面坡度与斜面拉力大小的关系中，如果坡度变化不大数据就不明显，合适的实验器材很关键。经过多次测试，本次实验斜面长度采用了 3种斜面。斜面省力实验 3中斜面都用，
方便学生出现大小不同的力，为思考拉力大小与坡度有关做好铺垫。坡度大小和斜面拉力大小关系实验 75㎝用于调整高度的实验，60㎝90㎝相差 30㎝对比用来研究长度变拉力大小也变数据比较明显。白色垫板代替了铁架台，4㎝×10㎝×20㎝，可以摆出 3个高度，这三个高度的差距也能明显看出拉力数据的变化。同时为确保重物匀速运动采用电动马达代替学生手拉，激发了兴趣，提升了数据的准确性，也让学生感受到科学技术的应用。
《斜面》属于核心概念能的转化和能量守恒，其实与技术、工程联系也非常紧密。人类在与自然界打交道的过程中，为了适应自然、改善生存条件产生了技术，对已有的物质材料和生活环境的开发、生产、加工、建造以满足人们的需求产生了工程。因此可以从技术工程的角度挖掘简单机械的结构功能，了解简单机械的发明、改进、组合给人民生活带来的便利，从而激发学生研究机械、改进机械的兴趣。本单元的学习肯定会为学生埋下一颗种子，科学与技术，产品与工程，促进社会不断进步。

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