资源简介

第二单元专题研究 —— 运动鞋的变化教学设计
第二课时：实施研究方案与展示研究成果
单元：《多样的材料与功能》
课题：专题研究 —— 运动鞋的变化（第二课时）
核心概念：5. 材料的特性与功能应用
学习内容及要求：
3～4 年级①能根据研究方案，通过观察实物、查询资料等方式，搜集常见运动鞋（或
钢架雪车鞋）的材料与功能信息，并能用表格整理；能通过画册、手抄报等形式展示研究成
果；理解 “材料特性决定运动鞋功能”（如弹性材料适合鞋底、防滑材料适合鞋面），了解
科技对运动鞋设计的影响。
教学目标：
科学观念：能说出常见运动鞋（如旅游鞋、篮球鞋）3-4 种材料（如橡胶鞋底、网面鞋
面）及对应功能（如橡胶防滑、网面透气），知道钢架雪车鞋的合成材料、鞋钉及曲面设计
的特殊功能（防滑、减阻力）。
科学思维：通过对比不同运动鞋的材料与功能，能分析出 “材料特性与功能的关联”
（如 “有弹性的材料→适合做鞋底，能缓冲”），对比普通运动鞋与钢架雪车鞋的差异，理
解 “运动需求决定运动鞋设计”。
探究实践：能小组合作实施研究方案（观察、查资料），用表格整理信息；能通过画册、
手抄报等形式展示研究成果，并清晰介绍自己的发现。
态度责任：在研究和展示中感受 “材料科技让运动鞋更实用”，致敬设计运动鞋的科技
工作者，养成 “严谨记录、清晰表达” 的科学态度。
教学重点：
1、 指导小组按方案实施研究，用表格整理 “运动鞋种类 - 材料 - 功能” 的对应信息。
2、 引导学生通过多种形式展示成果，理解 “材料特性决定功能” 的关系。
教学难点：
1、 帮助学生分析 “材料特性与功能的关联”（如 “网面为什么透气？因为网面有小孔，
空气能流通”）。
2、 引导小组清晰、有条理地展示研究成果（避免只念表格，不解释发现）。
教学准备：
教师：教学课件（包含常见运动鞋材料功能表、钢架雪车运动视频、钢架雪车鞋结构细
节图、成果评价表示例）、实物钢架雪车鞋模型（或放大图片）、“运动鞋信息整理表”（每
组 1 份）、成果展示道具（画纸、彩笔、剪刀、胶水）。
学生：上节课的研究方案表、课前搜集的运动鞋观察记录 / 钢架雪车鞋图片、个人运动
鞋、笔记本。
教学过程
一、聚焦：从 “方案回顾” 入手，开启研究实践
1、复习导入：“上节课我们确定了研究主题、订了方案 —— 谁能说说你们组的主题和
分工？（选 2 组分享：“我们组主题 1，小明是观察员，负责看篮球鞋”“我们组主题 2，
小红是资料员，找了钢架雪车鞋的图片”）今天我们就按照方案，当‘小研究员’，一起揭
开运动鞋材料与功能的秘密！”
2、明确任务：“主题 1 的小组要通过观察运动鞋、记录信息，填‘运动鞋信息整理表’；
主题 2 的小组要通过分析图片、查资料，弄清楚钢架雪车鞋的材料和特殊功能。最后我们还
要展示成果，看看哪个组的发现最精彩！”
【设计意图】通过 “回顾方案” 帮助学生快速进入 “研究状态”，明确本节课的核心
任务（实施研究、整理信息、展示成果），让探究目标更清晰，避免学生盲目行动。
二、探索：“做研究 + 整信息 + 展成果”，落实探究实践 材料准备：课件（信息整理表示例、钢架雪车鞋细节图）、“运动鞋信息整理表”（每组 1 份）、
成果展示道具（画纸、彩笔）、主题 2 小组的资料包（钢架雪车鞋图片、简短文字资料）
活动一：“查一查 + 填一填”，实施研究并整理信息
1、主题 1 小组（常见运动鞋研究）：
观察实践：“观察员负责拿起小组的运动鞋，用眼睛看（鞋底有没有花纹、鞋面有没有小
孔）、用手摸（鞋底软不软、鞋面滑不滑）、看标签（有没有写‘橡胶’‘网布’等材料名称）；
记录员负责把观察到的信息填到表格里（如‘篮球鞋 - 鞋底：橡胶 - 功能：软、有花纹防
滑’‘鞋面：网布 - 功能：透气’）。”（教师巡视指导观察方法：“摸鞋底时，用力按一按，
感受弹性；看鞋面时，对着光看看有没有小孔，判断透不透气”）
信息补充：“如果不知道材料名称，比如‘摸起来软的鞋底’，可以先写‘软材料’，再
问老师或其他组；如果发现同一双鞋有多种材料（如鞋底橡胶、鞋跟海绵），要分别记录。”
2、主题 2 小组（钢架雪车鞋研究）：
资料分析：“资料员拿出带来的钢架雪车鞋图片，和小组一起看 —— 鞋底有什么？（引
导发现 “凸台和鞋钉”）鞋面用什么材料？（课件展示文字资料：“钢架雪车鞋用合成材料
制成”）再看运动视频（播放 20 秒），想想运动员为什么需要这样的鞋？（“趴在雪车上
滑行，需要抓地稳”）”
功能推理：“记录员填表格（‘钢架雪车鞋 - 材料：合成材料 - 功能：结实’‘鞋底：
鞋钉 - 功能：防滑、抓地稳’‘外形：曲面 - 功能：减小阻力’），如果有不确定的，比
如‘曲面为什么减阻力’，可以画个问号，等会儿研讨时一起解决。”
3、小组互助完善：“主题 1 的小组如果观察完了，可以帮主题 2 的小组分析图片（“你
们看，钢架雪车鞋的曲面像滑梯，能让空气流过去”）；主题 2 的小组也可以看主题 1 的
表格，说说‘你们的材料记录很清楚’。” 活动二：“画一画 + 讲一讲”，制作成果并展示
1、成果制作：“现在请小组用 10 分钟制作展示成果：可以画‘运动鞋研究画册’（左
边画运动鞋，右边写材料和功能）；也可以做‘手抄报’（分‘普通运动鞋’‘钢架雪车鞋’
两部分，贴图片、写文字）。制作时，发言人要提前准备‘讲解词’，比如‘大家好，我们
组发现篮球鞋的鞋底是橡胶做的，因为橡胶软，能保护我们的脚’。”（教师巡视指导成果形
式：“画册要图文对应，别只画图不写字；手抄报可以用不同颜色笔区分材料和功能”）
2、成果展示：“每组发言人上台展示，讲解时间 1 分钟：①说清楚研究主题；②介绍
1-2 个重要发现（如 “我们发现登山鞋鞋底花纹深，能防滑”“钢架雪车鞋的鞋钉能让运
动员起跑更快”）；③其他同学认真听，听完可以提问（如 “为什么钢架雪车鞋要用合成材
料，不用布？”）。”（教师引导发言人简洁表达，引导听众针对性提问）
活动小结：“通过研究和展示，我们知道了普通运动鞋的材料各有功能（橡胶防滑、网布
透气），钢架雪车鞋的设计还能适应特殊运动需求（鞋钉防滑、曲面减阻力）—— 材料和功
能的搭配，都是为了让运动更安全、更方便！”
【设计意图】通过 “观察实践”“资料分析” 让学生亲身体验 “科学研究的过程”，
通过 “表格整理” 培养 “有序记录” 的习惯，通过 “成果展示” 锻炼 “清晰表达”
的能力，让探究从 “做” 到 “说”，落实完整的探究闭环。
三、研讨：“析关联 + 评成果”，深化材料与功能认知
提问 1：“材料和功能有什么关系？”
“我们发现篮球鞋鞋底用橡胶，为什么不用硬塑料？（学生答：“橡胶软，跳的时候不
硌脚；硬塑料硬，会疼”）钢架雪车鞋用合成材料，为什么不用棉布？（引导答：“合成材
料结实，棉布容易破；滑行时需要结实的鞋保护脚”）”
教师小结：“材料的‘特性’决定了它的‘功能’—— 软的材料适合做需要缓冲的部分，结
实的材料适合做需要保护的部分。”
提问 2：“运动需求怎么影响运动鞋设计？”
“打篮球需要跑、跳，所以篮球鞋有什么设计？（学生答：“厚鞋底缓冲，网面透气”）
钢架雪车需要在冰道滑行、抓地稳，所以鞋有什么设计？（引导答：“鞋钉防滑，曲面减阻
力”）”
教师小结：“不同的运动需要不同的‘功能’，运动鞋的设计就要围绕‘运动需求’选材料、
做结构 —— 这就是‘按需设计’！”
提问 3：“哪个组的成果最精彩？为什么？”
“大家刚才听了各组展示，觉得哪个组的发现最有价值？（学生答：“主题 1 组观察得
很细，发现了网面透气”“主题 2 组弄清楚了鞋钉的作用”）哪个组的展示最清楚？（引
导答：“他们组的画册图文对应，讲解时不紧张”）” 教师小结：“好的研究成果需要‘观察细、记录清、讲得明’，下次我们可以做得更好！”
【设计意图】通过 “材料与功能的关联分析” 帮助学生理解本节课的核心科学观念（材
料特性决定功能），通过 “成果评价” 让学生学会欣赏他人、反思自己，同时强化 “清晰
表达” 的重要性，提升科学素养。 四、拓展：“创新设计” 任务，延伸探究兴趣
1、创设情境：“现在的运动鞋已经很实用了，但我们还能设计‘未来的运动鞋’—— 比
如‘会发光的运动鞋’‘能自动调节松紧的运动鞋’！”
2、布置任务：“请大家回家后，画‘未来运动鞋设计图’，要写清楚：①你的运动鞋是
为哪种运动设计的（如 “未来跑步鞋”）；②用什么新材料（如 “会发光的塑料”“能伸
缩的布料”）；③有什么新功能（如 “发光能让晚上跑步更安全”“伸缩布料不用系鞋带”）。
下次课我们展示‘创新设计’，评选‘最佳设计师’！”
3、情感引导：“很多科学家和设计师就是因为‘想让运动鞋更好用’，才不断研究新材
料、新设计 —— 希望你们也能成为爱思考、爱创新的小设计师！”
【设计意图】通过 “未来运动鞋设计” 激发学生的创新思维，让探究从 “了解现有”
延伸到 “创造未来”，同时渗透 “科技改变生活” 的理念，培养学生的创新意识和对科学
的向往。
板书设计
专题研究 —— 运动鞋的变化（第二课时）
1. 研究成果整理（示例）：
运动鞋种类 材料 功能
篮球鞋 鞋底：橡胶 软、防滑
鞋面：网布 透气
钢架雪车鞋 整体：合成材料 结实
鞋底：鞋钉 防滑、抓地稳
外形：曲面 减小阻力
2. 核心发现：材料特性→决定功能；运动需求→决定设计
3. 拓展任务：设计 “未来运动鞋”（运动类型、新材料、新功能）
教材疑难解答
1. 为什么要让主题 1 小组 “观察实物”，主题 2 小组 “分析资料”，而不是统一研
究方式？
不同主题的研究条件不同：常见运动鞋有实物，适合 “观察法”（培养学生的感官观
察能力）；钢架雪车鞋属于特殊运动装备，学生难以接触实物，适合 “资料分析法”
（培养学生的信息提取能力）。两种方式都是科学研究的常用方法，能让学生接触不同
的探究形式，提升综合探究能力。
2. 如何帮助学生理解 “钢架雪车鞋曲面设计减小空气阻力” 这一抽象概念？
可以用 “生活类比”：“大家跑的时候，张开手臂会觉得风的阻力大，跑得慢；如果
把手臂贴在身体两侧，阻力小，跑得更快 —— 钢架雪车鞋的曲面就像‘贴在身体的
手臂’，能让空气顺利流过去，减小阻力，让运动员滑得更快。” 同时播放 “曲面和
平面物体在空气中运动” 的简短动画，用直观画面帮助学生理解抽象原理，避免纯文
字讲解。

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