资源简介

大象版科学五年级上册 体验单元《投实心球的诀窍》 教学设计
单元 体验单元 课题 《投实心球的诀窍》 课时 1
核心 概念 3.物质的运动与相互作用 学习内容 以 “探究投实心球的投射角度与距离关系” 为核心活动，引导学生通过设计模拟实验、收集分析数据、归纳结论等方式，解锁投实心球的科学诀窍。
内容要求
教学目标 科学观念（对客观事物的总体认识） 科学思维（对客观事物的认识方式） 探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任）
科学观念 知道投射角度与投射距离有关，45度角时投射距离最远；通过设计实心球投射系统的模拟实验、建立投射距离与投射角度关系的数学模型，理解“系统与模型”跨学科概念，知道系统模型表达了系统内部各部分间的相互作用关系。 科学思维 通过分析、比较、抽象、概括等方法，抓住简单事物的本质特征，展示对事物的系统、结构、关系、过程及循环的理解，能使用或建构模型，解释有关的科学现象和过程；理解归纳推理的基本方法并用于解决真实情境中的简单问题；分析科学实验中的变量控制。 探究实践 基于所学知识，从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题和研究假设，制订比较完整的探究计划，设计控制变量的实验方案；能运用观察、实验等方式获取信息，用科学语言、统计图表等记录整理信息，表述探究结果，并运用分析、比较、推理、概括等方法得出科学探究的结论，判断结论与假设是否一致；能利用相关仪器设备进行观察并记录。 态度责任 不盲从，不迷信权威，能以事实为依据作出独立判断，面对有说服力的证据，愿意调整自己的想法；乐于尝试运用多种思路和方法完成探究和实践，初步具有创新的兴趣。
教学 重点 设计实验方案，并选择恰当的工具、仪器，观察记录实验数据。
教学 难点 对收集的数据用统计图表等整理分析并交流得出结论。
教学 准备 教师：课件等。 学生：水壶、软管、喷嘴、水槽、弹弓、卷尺、记录单等。
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图 教学提醒与备注
一、问题情境（5分钟） 1．情境引入 师：你们体育课上扔过实心球吗？还记得怎么扔的？ 生：双手举过头顶，向前扔。 生：不能太平，那样角度太小，扔不远。 师：看来大家都扔过实心球，还有自己的心得体会，那扔实心球的角度不能太小，是不是较大越大越好呢？ 揭题：今天我们一起研究投实心球的诀窍。 【设计意图】 该环节 扣紧“从学生生活经验出发” 的理念，以学生熟悉的实心球投掷为探究载体，通过回忆投掷动作、引发 “角度是否越大越好” 的认知冲突，激发探究兴趣。既关联体育实践中的感性体验，又引导学生从科学视角分析运动现象，培养观察、质疑与探究能力，落实 “科学源于生活、用于生活” 的课标要求，助力核心素养发展。
二、探究与结论（30分钟） 1.提出猜想 （1）师：关于投实心球的角度，每个同学都有自己的想法或感受，请根据自己掌握的知识和生活经验，想一想在同样的情况下，实心球投出的距离和投射角度有关吗？要有依据地说说自己的想法哦。 小组交流。 师：你们觉得实心球投射出的距离和投射角度有关系吗？ 生1:我投过实心球，我知道如果水平投出去，实心球会很快落地，距离也会很近，所以我们小组讨论后认为角度越大，应该投射越远。 （2）师：从自己扔实心球的感受出发，推测出距离与投射角度有关系，也算有理有据，只是这样有依据的猜想尚未经过完全验证，其他小组有补充吗？ 生2：我们组来补充一下，如果角度越大就越远的话90度就是最大角度了，但这样就是竖直向上扔，不管你用多大的力，实心球还是会落在原地的，所以不能说角度越大越好。 师：谢谢你们的补充，刚才的讨论有思考有启发，只是你们讨论时有没有思考“同样的情况”具体是指什么情况？ 生1：要用相同的实心球。 生2：同一个人来投实心球。 生3：同一个人第一次和第二次投的力量也不同吧？投的次数越多就越累。 （3）师：你们考虑得很充分，要科学严谨地探究实心球投出的距离和投射角度的关系，还有什么困难吗？ 生1：投球的角度不好控制，手部动作不好固定角度。 师：你的补充很重要。在对“同样的情况”充分讨论后，我们发现想要研究清楚投实心球的诀窍，看来我们要设计一个能控制角度和力量的实验装置才行。新的问题产生了，这个装置可以怎么设计呢？请根据自己的知识和生活经验，设计合理的实验方案。 2.设计方案 （1）师：课前老师给大家准备了水槽和喷嘴，小弓箭等材料，各组可以结合这些材料，设计实验方案。 小组交流并汇报。 生1：我们把水壶装满水保持同一高度，连接软管和喷嘴后，在水槽边喷嘴的角度，分别测量0度、30度、45度、60度、75度的角度喷水时水喷出的距离。 （2）师：你们考虑到水壶装满水、高度保持不变，有效控制变量，其他小组有补充吗？ 生2：测量读数会有误差，我们要每个角度测量3次求平均值。 师: 实验方案设计合理，关注到变量控制和均值读数，你们的实验已经成功一半。其他小组有不一样的方案吗？ 生3：我们不用喷水，我们小组打算做个小弓箭，改变弓箭弹射角度，也可以获取数据。 （3）师：改变角度的同时怎样控制每次的力度还一样？ 生4：小弓箭每次拉开的距离要固定，这样每次射出去的力也一样。 3.模拟实验 各小组调整并完善实验方案，领取实验材料 分组实验，研究在其他条件不变的情况下，物体投射距离与投射角度之间的关系，填写实验记录表。 将实验数据绘制成折线统计图，比较以不同角度投射时的投射距离。 4.归纳总结 （1）各小组汇报交流实验收集的数据。 （2）师：结合绘制的统计图，你们发现了什么？ 生1：我发现投射角度45度时，投射距离最远。 生2：我用小弓箭做实验时也有这样的发现。 生3：我发现45度时的投射距离比30度时远不太多。 师：像这样通过观察、实验收集到数据，再利用统计表、统计图等数学模型处理信息，帮助我们更直观地进行归纳与总结，这是科学研究中的常用的方法。交流中发现大家的实验结论是一样的，所以归纳出的结论是？ 【设计意图】 该环节以生活中的实心球投掷为切入点，引导学生经历 “提出猜想 — 设计方案 — 控制变量 — 模拟实验 — 数据分析” 的完整探究流程。通过多材料设计实验、数据建模归纳，培养学生科学思维与问题解决能力，落实 “做中学、思中创” 理念，让学生在实践中掌握科学探究方法，深化对 “变量控制” 的理解，促进核心素养进阶发展。 引导学生发现“数据表（散点/数字） 折线图（视觉模型） 抛物线趋势（抽象模型）”的过程，显性告知学生：“将繁杂的数据转化为直观的折线图，就是一种‘建立模型’的方法。”
三、反思与评价（5分钟） 师：回顾我们的探究过程，想一想我们是怎么得出结论的？ 生1：我们通过不同的模拟实验来研究物体投射距离与投射角度的关系。 生2：我们通过计算三次实验数据的平均数来减少误差。 生3：每人通过比较不同角度时的投射距离，归纳出投射角度为45度时投射距离最远。 生4：交流发现大家的结论都是投射角度为45度时投射距离最远，因此我们最后归纳得出结论。 师：探究活动中常常需要对证据、数据进行归纳推理得出结论，将零散信息变成有价值的知识结论，是提升探究质量的关键环节。这种从众多数据中寻找规律，从喷水、弹弓等不同实验中发现共同点，从而从个别现象总结出普遍规律’的科学思维方法就是归纳推理。 【设计意图】 通过引导学生回顾探究全程，梳理 “实验探究 — 数据处理 — 归纳推理 — 共识提炼” 的科学结论形成路径。聚焦数据均值化减误差、多组结论印证等关键环节，让学生理解科学结论的严谨性来源，掌握归纳推理的核心方法，落实 “重过程、强思维” 的课标理念，助力学生形成科学的认知方式与探究素养。
四、应用与迁移 师：今天我们经历了完整的探究过程，还对模拟实验中的数据进行分析归纳最后得出结论，关于投射角度与距离关系的结论，如果运用到体育课，你想给大家什么建议？ 生1：我们投实心球要目测一下角度，尽量朝正前方45度的方向投掷。 生2：投实心球也可以投掷3次，把最远的一次最为投掷成绩。 师：这个结论你还想运用到生活中的哪些情境中？ 生1：投掷标枪时也要注意角度，不要过高，也不要过低。 生2：打篮球、踢足球时也需要注意角度。 师：将生活中的问题拿到课堂上研究，再将研究中得到的结论运用到生活实践，这就是学习的意义所在。 设计紧扣 2022 版小学科学课标 “学以致用” 理念，通过联结体育课实心球投掷、生活中纸飞机飞行等场景，引导学生将探究结论迁移应用。既强化 “科学源于生活、用于生活” 的认知，又让学生体会科学知识的实践价值，落实课标中 “加强知识与实际生活联系” 的要求，在迁移应用中深化探究成果，促进科学素养的综合提升。

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