3.2《用重物驱动小车》教学设计-2026-2027学年科学五年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦“重力转化为拉力驱动小车及拉力大小与运动快慢关系”核心知识点，以“玉兔号月球车”航天视频情境导入，承接前课“力改变物体运动状态”，为后续摩擦力等学习奠定对比实验方法基础。 此资料亮点在于融合科学思维与探究实践，通过控制变量（改变垫圈数量）、多次测量取平均值的对比实验，引导学生组装装置、记录数据并分析规律，同时联系航天工程应用培养态度责任，助力学生自主建构科学观念，为教师提供清晰教学流程与反思建议。

3.2《用重物驱动小车》教学设计 一、教材分析 本课是运动和力单元第二课时，承接第一课力可以改变物体运动状态，以 “玉兔号月球车” 真实航天情境引入，利用垫圈重力拉动小车开展对比实验。教材分为聚焦、探索、研讨、拓展四大板块：先用月球车提出驱动动力问题；再设计垫圈拉动小车定量实验，探究拉力大小与运动快慢关系；依托实验数据开展数据分析研讨；最后拓展控制小车速度、联系月球车工程应用。本课首次规范训练对比实验、多次测量取平均值、数据记录分析，建立 “重力转化拉力，拉力越大小车速度越快” 核心科学观念，为后续摩擦力、弹力、反冲力学习奠定实验方法基础。 二、学情分析 五年级学生已有基础认知：知道推、拉能让物体动，了解苹果落地是重力；动手能力较强，能操作小车、细绳、垫圈等简单器材。存在认知难点：①分不清重力与拉力，不理解垫圈重力如何转化为拉动小车的力；②做实验容易只测一次，不懂多次测量减小误差；③难以定量分析数据，无法准确归纳力的大小和运动快慢规律。学生对航天月球车充满兴趣，真实情境能激发探究欲，适合通过动手实验自主建构规律。 三、核心素养分析 科学观念 1. 重力是地球对物体的吸引力，垫圈下落的重力通过细绳转化为拉动小车的拉力； 2. 拉力大小由垫圈数量决定，拉力越大，相同路程小车运动时间越短、速度越快； 3. 力可以改变物体运动快慢，改变拉力大小能控制小车运动速度。 科学思维 1. 控制变量思维：实验只改变垫圈数量，保持小车、路程、桌面不变； 2. 数据处理思维：多次测量取平均值，减小实验误差； 3. 归纳推理：根据运动时间数据，推理拉力与运动快慢的定量关系。 探究实践 1. 能组装垫圈、细绳、小车实验装置，规范完成对比实验； 2. 准确记录每组垫圈对应的运动时间，计算平均时间； 3. 分析异常数据，找到误差来源；尝试调整垫圈数量控制小车运动快慢。 态度责任 1. 严谨求实：实验多次测量，如实记录数据，不篡改实验结果； 2. 工程应用意识：联系玉兔号月球车，体会力学知识在航天工程中的运用； 3. 小组合作：分工计时、操作、记录，养成协同探究习惯。 四、教学重点 1. 理解垫圈重力转化为拉力驱动小车； 2. 通过对比实验得出：垫圈越多（拉力越大），小车运动速度越快。 五、教学难点 1. 理解重力与拉力的转化关系； 2. 分析实验误差产生原因，掌握多次测量取平均值的科学方法。 六、教具准备 教师教具 多媒体课件、玉兔号月球车行驶视频、实验操作示范、黑板记录单、小车、细绳、垫圈、挡板、秒表。 学生分组器材 金属四轮小车、细绳、金属垫圈若干、桌面挡板、秒表、实验记录单。 七、教学过程 一、导入新课（5 分钟） 教师活动 播放玉兔号月球车实拍视频，提问：视频里月球车原本静止，是什么力量让它运动起来？我们课堂上没有月球，怎么用简单重物驱动小车？板书课题《用重物驱动小车》。 学生活动 观看航天视频，自由发言猜想动力来源，思考重物驱动小车的办法。 设计意图 真实航天情境激发爱国与探究兴趣，抛出核心问题，自然引出本课探究主题。 二、讲授新课（30 分钟） （一）聚焦板块 教师活动 出示教材聚焦问题：是什么力量让月球车开始运动？我们怎样让自己的小车运动起来？出示垫圈、细绳、小车三样器材，提问：只用这三样，能不能让小车动？讲解资料框 “重力” 概念：地球吸引物体的力叫重力，质量越大重力越大。 学生活动 结合器材猜想方案，朗读重力知识点，说出垫圈下落是重力作用。 设计意图 明确探究核心问题，铺垫重力基础概念，为实验原理做铺垫。 （二）探索板块 教师活动 1. 出示实验器材，讲解装置组装方法：细绳一端系小车，一端挂钩垫圈，桌边悬空；讲解绳子长度标准：垫圈落地前小车刚好到达终点。 2. 明确对比实验规则：不变条件（同一小车、同一段路程、同一桌面），改变条件（垫圈数量）；示范操作：从 1 个垫圈开始，每组实验测 3 次，用挡板挡住小车停止，记录时间并计算平均值。 3. 巡视小组实验，指导学生规范计时、如实填写记录单，提醒多次测量。 学生活动 1. 小组组装实验装置，讨论绳子合适长度； 2. 分组开展实验：依次挂 1、2、3、4 个垫圈，三次计时、填写记录单、计算平均时间； 3. 用●数量标注每组小车运动快慢。 设计意图 动手操作落实探究实践，建立控制变量实验思维，学会数据记录与平均数值计算。 （三）研讨板块 教师活动 展示教材学生实验数据记录单，抛出三个研讨问题，组织小组讨论后全班交流： 1. 驱动小车的力怎样产生？拉力大小和运动快慢有什么关系？ 2. 重复实验数据差异大，误差来源是什么？ 3. 除了●，还有哪些表示运动快慢的方法？ 引导总结：垫圈重力拉动细绳产生拉力；垫圈越多拉力越大，小车越快；误差来自计时、小车打滑、桌面摩擦等；可用数字、条形图、线段长短表示快慢。 学生活动 小组讨论交流，结合自己的实验数据回答问题，梳理实验规律。 设计意图 依托实验数据开展科学思维训练，分析误差培养严谨实验态度，拓展数据表达方法。 （四）拓展板块 教师活动 出示拓展挑战任务：控制小车 3 秒运动 1 米，提问两种控制方法；播放玉兔号动力科普短片，讲解工程师如何调节动力控制月球车行驶速度。 学生活动 思考两种控速方法：改变垫圈数量、改变小车自身重量；观看视频，联系生活与航天工程，说说力学知识的用处。 设计意图 实现知识迁移，建立工程应用意识，落实态度责任素养。 三、课堂练习（7 分钟） （一）选择题 1. 拉动小车的拉力来自（ ） A. 小车重力 B. 垫圈的重力 C. 桌面摩擦力 答案：B 2. 相同路程下，垫圈数量越多，小车运动时间（ ） A. 越长 B. 越短 C. 不变 答案：B 3. 多次实验取平均值是为了（ ） A. 加快实验速度 B. 减小数据误差 C. 改变拉力大小 答案：B （二）判断题 1. 重力需要接触物体才能产生。（×） 解析：重力无需接触，地球隔空吸引物体。 2. 垫圈越多，作用在小车上的拉力越大。（√） 3. 只用小车和细绳，不加重物也能让小车自动运动。（×） 解析：没有垫圈重力提供拉力，小车不会自行运动。 （三）情境题 小明做实验，挂 2 个垫圈平均用时 1.6 秒，挂 4 个垫圈平均用时 0.97 秒，请分析现象并说明原理。 答案：垫圈数量变多，拉力变大，小车速度变快；垫圈的重力转化为拉力，拉力越大，相同路程小车运动时间越短。 四、课堂小结 今天我们借助垫圈、小车完成对比实验，知道垫圈下落的重力通过细绳变成拉动小车的拉力。实验中我们改变垫圈数量，发现垫圈越多拉力越大，小车跑完相同路程用时越短，运动速度更快。做实验时要多次测量取平均值，减少计时、摩擦带来的数据误差。我们还学会控制拉力大小改变小车快慢，这项知识也用在了玉兔号月球车上，工程师通过调节动力控制月球车行驶速度。生活里很多重物下落、拉动物体的现象，都和重力、拉力有关，课后大家可以继续观察身边类似的力学现象。 八、板书设计 用重物驱动小车 1. 动力来源：垫圈的重力 → 细绳拉力 2. 实验规律：垫圈越多 → 拉力越大 → 小车运动越快 3. 实验方法：控制变量、多次测量、取平均值 4. 应用：玉兔号月球车（调节动力控制速度） 九、教学反思 成功之处 1. 航天导入视频吸引力强，学生课堂参与度高，能主动猜想实验方案； 2. 分组实验器材简单易操作，学生能独立完成组装、计时、记录，落实探究实践； 3. 依托真实实验数据研讨，学生自主归纳拉力与运动快慢规律，科学思维得到锻炼； 4. 拓展环节联系月球车，打通课堂知识与航天工程，渗透科学态度责任。 不足之处 1. 部分小组计时操作不熟练，单次数据误差过大，课堂数据分析耗时偏长； 2. 少数学生难以区分重力和拉力，对 “重力转化为拉力” 的原理理解模糊； 3. 拓展挑战任务时间不足，学生来不及完整尝试控制小车 3 秒行驶 1 米。 教学建议 1. 课前增加 1 分钟秒表计时小练习，减少实验数据误差；利用示意图画细绳、垫圈受力，直观展示重力转化拉力； 2. 压缩基础实验操作时间，预留 5 分钟给拓展挑战，让学生动手调试垫圈数量控制车速； 3. 布置课后小实验：用矿泉水瓶重物拉动玩具小车，巩固课堂知识。 学科网（北京）股份有限公司 $