资源简介

《刺猬下坡》教案
一、教案基本信息
- 课程名称：刺猬下坡——探索重力与重心的秘密
- 适用年级：小学3-4年级
- 课时时长：1课时（40分钟）
- 课程类型：STEM实践课
二、教学目标
（一）知识目标
1. 认识重力是地球对物体竖直向下的吸引力，知道苹果落地、人站在地面等都是重力作用的结果。
2. 理解刺猬下坡的核心原理：重力提供动力，斜坡改变运动方向，重心调整保障平稳下滑，三者协同实现自动下坡。
（二）能力目标
1. 能独立完成刺猬模型的组装（拆零件、用金属轴固定活动部位），并通过调整重心让模型成功沿斜坡下滑。
2. 能通过观察、操作，总结“重心位置影响物体运动”的规律，并用简洁语言向同伴解释实验原理。
（三）思维与情感目标
1. 培养“提出问题—动手尝试—分析总结”的科学探究习惯，建立“力与物体运动存在关联”的认知。
2. 激发对机械原理、重力现象的探究兴趣，感受“生活处处有科学”的乐趣，增强动手实践的自信心。
三、教学重难点
（一）教学重点
1. 掌握刺猬模型的正确组装方法，能通过调整重心让模型靠重力沿斜坡自动下滑。
2. 理解重力是物体向下运动的动力，明确斜坡和重心调整对物体运动的作用。
（二）教学难点
1. 理解“重心”这一抽象概念，能结合操作感知“重心位置与物体运动状态的关系”。
2. 解决模型“滑不动”“倾倒”等问题，学会通过调整零件松紧、重心位置优化实验效果。
四、教学准备
（一）教师准备
1. 教具：组装好的刺猬下坡成品模型、拆解的模型零件套装、斜坡板、重力与重心示意图、苹果落地动画视频。
2. 分组材料（每组1套）：刺猬模型板材、金属轴、固定圈、斜坡板、装饰贴纸、组装步骤卡。
3. 辅助材料：问题引导卡（如“滑不动怎么办？”）、实验记录表、奖励贴纸。
（二）学生准备
提前观察生活中“物体向下运动”的现象（如滑梯、雨滴下落），带着“这些现象为什么会发生”的疑问上课。
五、教学过程
（一）情境导入：趣味现象引发思考（5分钟）
1. 播放苹果从树上掉落的动画，提问：“苹果为什么会掉下来，而不是飞到天上？我们站在地面上，为什么不会飘起来？” 引导学生说出“有向下的力拉着”，引出“重力”概念。
2. 教师演示成品刺猬模型下坡：“老师这里有个小刺猬，不用推它，它就能自己从斜坡上滑下来！它是怎么做到的？和我们刚才说的‘向下的力’有关系吗？” 引出课题《刺猬下坡——探索重力与重心的秘密》。
（二）知识铺垫：重力与重心小课堂（8分钟）
1. 讲解重力：结合动画和示意图，明确“重力是地球对物体竖直向下的吸引力，方向始终指向地心”，举例说明重力的生活应用（如走路不飘、水杯倒了水会洒在地上）。
2. 聚焦实验原理：展示斜坡板和未组装的刺猬模型，提问：“重力是向下的，怎么让刺猬顺着斜坡滑而不是直接掉下来？” 引导学生发现“斜坡能改变运动方向”；再演示“按下刺猬尾部后模型重心变化”，说明“调整重心能让重力更好地拉动物体下坡”。
3. 示范组装关键步骤：重点演示“用金属轴固定刺猬身体与四肢”“调整尾部重心部件”的方法，强调“轴要固定牢固但能活动，保证重心可调整”。
（三）实践操作：组装与下坡实验（18分钟）
1. 分组组装模型（10分钟）
学生对照组装步骤卡，完成3个环节：①从板材上拆下刺猬头、身体、四肢等零件；②用金属轴穿过对应孔洞，连接身体与四肢，套上固定圈加固；③用装饰贴纸装饰模型，完成组装。教师巡回指导，重点帮助零件拆卸困难、轴固定不牢的学生。
2. 下坡实验与调整（8分钟）
1. 每组将斜坡板固定好，把组装好的刺猬放在斜坡顶端，按下尾部调整重心后释放，观察是否能顺利下滑，填写实验记录表（记录“下滑情况”“问题”）。
2. 针对常见问题引导优化：①若滑不动：引导检查“轴是否过紧”（松动固定圈）、“重心是否偏上”（再次按下尾部）；②若倾倒：建议调整“四肢角度”，让模型在斜坡上更平稳。
3. 强调安全：提醒学生轻拿轻放零件，避免金属轴扎手。
（四）交流分享：总结原理与发现（5分钟）
1. 小组展示：每组派代表演示刺猬下坡过程，分享实验中的发现，如“按下尾部后刺猬才会滑，不按就不动”“轴松一点滑得更顺畅”。
2. 教师总结：结合学生分享，用“动力+路径+保障”的逻辑梳理原理——重力提供“向下的动力”，斜坡提供“下滑路径”，调整重心是“顺利下滑的保障”，三者结合实现刺猬自动下坡。
（五）课堂小结与拓展（4分钟）
1. 小结：回顾“重力的概念”“刺猬下坡的原理”“组装与调整技巧”，重申“生活中很多物体向下运动都离不开重力的作用”。
2. 课后拓展：①任务一：观察生活中的滑梯、缆车等，说说它们是如何利用重力工作的；②任务二：用家里的纸盒、瓶盖等材料，做一个“靠重力运动的小玩具”，下次课分享。
六、教学评价
1. 过程性评价：观察学生组装的参与度、是否能主动解决实验问题、是否遵守安全规则。
2. 成果性评价：检查模型是否能顺利下坡、实验记录表是否完整，学生能否说出“重力、斜坡、重心”三个核心要素的作用。
3. 情感评价：通过课后拓展任务反馈，了解学生是否保持对重力现象的探究兴趣，是否愿意动手实践。
七、注意事项
1. 提前检查所有模型零件的完整性，为每组准备备用金属轴和固定圈，应对零件损坏或丢失的情况。
2. 针对动手能力较弱的学生，提供“预组装部分零件”的半成品，或安排能力强的学生互助，确保全员参与实验。
3. 实验结束后，指导学生分类回收零件和工具，培养整理材料的良好习惯。(共11张PPT)
刺猬下坡
一、教学目标
【知识与能力】认识 “重力” 是地球吸引物体向下的力，理解刺猬下坡的核心原理：调整模型重心后，重力驱动模型沿斜坡自动下滑。
【过程与方法】能独立完成刺猬模型的组装（拆零件、用金属轴 / 固定圈连接），并通过调整重心让模型成功沿斜坡下滑。
【情感、态度与价值观】培养 “动手尝试→观察现象→调整优化” 的科学探究习惯，建立 “力与物体运动有关联” 的认知。
二、教学重点
【教学重点】
掌握刺猬模型的组装步骤（拆零件、用金属轴固定），能成功让模型在斜坡上自动下坡。
【教学难点】
理解 “重心调整” 与 “刺猬能否下滑” 的关系（抽象的重心概念，需通过操作感知）。
四、教学设计参考
指导组装刺猬模型——了解刺猬模型结构——激发学生的兴趣——测试刺猬模型——知识拓展。
三、课堂教案
提问法、演示法、实验法、讨论式教学法
1.实验进行时，要听从老师的安排，不可以擅自行动哦；
2.专心上课，不做关于实验以外的事；
3.过程中要学会跟小朋友互相合作，交流沟通；
4.要爱护实验器材，不破坏，不浪费；
5.实验课上严禁进食，所有实验器材不能入口，严禁接近火源
做完实验要洗手哦~
上课须知
想一想 说一说
什么是重力？怎样让物体靠重力自动往下走的答案
刺猬下坡情景导入
利用斜坡：像刺猬下坡的实验一样，把物体放在倾斜的平面（斜坡）上，重力会分解出一个 “沿斜坡向下的分力”，拉动物体顺着斜坡往下滑；
让物体悬空：把物体放在高处且下方没有支撑（比如松手让小球下落），重力会直接拉着物体竖直向下运动。
刺猬下坡
接下来我们一起来看一下刺猬下坡的的操作步骤吧！
实验步骤
实验中应注意安全，所有器材严禁入口。
第一步：把零件拆解下来，组装刺猬模型。
第二步：把刺猬模型放在斜坡上，按下尾部再轻轻释放，观察刺猬的运动。
刺猬下坡
实验原理
刺猬下坡的实验原理，核心是重力与重心的协同作用，通过 “调整重心 + 利用斜坡” 让模型靠重力自动运动，具体拆解为 3 点：
重力提供动力：重力是地球对物体竖直向下的吸引力，这是模型能运动的核心动力（没有重力，物体不会主动向下移动）。
斜坡改变运动方向：将模型放在倾斜的斜坡上，重力会分解出 “沿斜坡向下的分力”，这个分力让模型不再竖直下落，而是顺着斜坡的方向滑动。
重心调整保障运动：组装好的刺猬模型，按下尾部时会改变重心位置（让重心偏向下坡方向），确保重力的分力能持续驱动模型，避免模型倾倒或静止不动，最终实现平稳下坡。
刺猬下坡实验原理
动物世界的 “重力适应”
动物如何应对重力
刺猬在自然界中下坡时，会蜷缩身体或调整四肢姿态，让重心偏向前进方向，配合重力快速移动，同时保护自己。
松鼠爬树时，爪子能抓住树干，对抗重力；下坡时会张开尾巴，调整重心，像小伞兵一样平稳落地。
特殊环境下的动物重力适应
深海鱼类：长期生活在高压、重力影响较弱的深海，身体结构柔软，骨骼轻薄，能适应无明显 “上下” 感知的环境。
鸟类：骨骼中空、体重较轻，翅膀扇动产生的升力能克服重力，实现飞行，同时通过调整翅膀姿态改变重心，控制飞行方向。
刺猬下坡
知识拓展
刺猬下坡知识拓展
谢谢大家

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