摩擦力的秘密

教学内容
苏教版《科学》四年级下册第四单元《无处不在的力》第四课《摩擦力的秘密》
设计理念
《科学课程标准》指出：以探究活动为核心的科学教学过程，不再是教师照本宣读教科书和刻板地执行教案的过程，以培养小学生科学素养为宗旨的科学教育强调以学生参与的丰富多彩的活动为主要教学形式。因此只有精心地设计、选择、提供相应的有利于学生探究的教学材料，才能减少学生探索的难度，使他们较容易发现问题，解决问题，获取新知，从而能够感到成功的喜悦和创造的愉快，增强学习的自觉性和自信心，使他们真正感到自己是学习的主人。科学的真谛是探索，教师的责任是呵护学生探究的好奇心，激发他们的求知欲，让他们像科学家一样“真枪实弹”地“研究科学”。让学生去做有典型意义的探究活动，从中体验、感受科学的奥秘，激发学生探究的兴趣和热情，领悟科学的思想观念和科学家研究所用的方法。本课教学重点是引导学生对影响摩擦力大小的因素进行猜测并设计出合理易行的验证方案，开展科学验证。以多元目标的实现为基础，帮助学生掌握科学的方案设计及变量控制的方法，使实验操作科学有效地进行。领会“实践是检验真理的唯一标准” 的唯物主义观点。
一 教学目标
科学概念：
一个物体在另一个物体表面运动时，接触面发生摩擦，会产生摩擦力。
在水平面上运动的物体，滑动摩擦力的大小既与接触面的粗糙程度有关，又与物体的轻重有关，接触面越粗糙，摩擦力越大；物体越重，摩擦力越大。
过程与方法：
测量摩擦力的大小。
推测、设计实验检验摩擦力与接触面和重量的关系；做摩擦力大小的对比实验。
情感、态度、价值观：
形成认真实验、根据数据得出结论的科学精神。
了解摩擦力在生活中的作用，能够辩证地看待摩擦力；培养学生的动手能力。
二 教学重点、难点

重点：设计对比实验研究摩擦力大小与接触面、重量的关系。
难点：掌握对比实验的关键与要注意的问题。
三 教学准备

学生：装有笔等的文具袋、测力计、毛巾。
摩擦力大小与接触面粗糙程度、物体重量关系实验记录表。
教师：自制玩具小人；大米、玻璃杯、一支筷子；
自制演示实验材料两组：接触面粗糙程度不同的斜面组合装置一套；上下用木块，两侧各用海绵连接围成的矩形框子、条形木板、大理石块等组合装置一套。
多媒体教学课件等。（学生有的教师也有一份）
四 教学过程
（一）利用实验创设情境，感知摩擦力
1 老师给同学们表演一个有趣的小实验，这个小人在这根绳子上可以随便移动，而且特别听老师的话，老师叫它停它就会停在哪里，想知道这里面的秘密吗？老师再给大家做一个小实验：筷子提米。为什么筷子能把大米提起来呢？

这与我们本节课要研究的问题摩擦力的秘密有关。这节课我们就来研究《摩擦力的秘密》。（板书课题）

同学们都有这样一个生活经验：鞋子穿久了，鞋底的花纹会有什么变化？为什么呢？如果穿着花纹磨平的旧鞋子走在结冰的地面上容易怎样？怎样做才能不滑倒呢？

（设计意图：著名教育家于漪说得好：“课的第一锤要敲在学生的心坎上，或像磁石一样把学生牢牢吸引住。”课始以俩实验创设愉快有趣的问题情境，引起学生的新奇感，高度集中学生的注意力，激发学生迫切探求新知的欲望。苏格拉底说：“教育不是灌输，而是点燃火焰。”结合学生的生活实际，顺势抛出一个问题，以回忆学生的生活经历，发现摩擦的普遍存在。）

2 体验：把手放在桌面上，轻轻往前推；第二次用力压着桌面往前推，比较两次手的感觉有什么不同？为什么费力呢？

3 演示并讲解：把手放在桌面上，加大压力往前推，我会觉得手好像受到了一种阻力，阻碍手向前运动，这就是桌面对手的摩擦力。

把矩形框子放在条形木板上，用测力计轻轻向右边拉，矩形框就变形为平行四边形，上面的木块倾向右边，而下面的木块还在原来的位置并没有滑动。这就说明有一种阻力在阻碍下面的木块向右滑动，这就是木板对它向左的摩擦力。向右拉动让它在木板上匀速滑动起来，这个矩形框就受到木板对它向左的摩擦力，它是阻碍矩形框向右运动的。摩擦力的方向与矩形框相对运动的方向相反。

摩擦现象在我们身边到处都有。拿起一个物体，它没有掉下来，就是受到了我手对它向上的摩擦力。（搓搓双手）运动与摩擦总是相随相伴、密不可分的。

4 课件出示摩擦力概念：一个物体在另一个物体的表面上运动时，在两个物体的接触面会产生一种阻碍物体相对运动的力，这种阻力就叫做摩擦力。

实物演示：让这两块木块这样相对滑动，在两块木块间就有摩擦力产生，这个摩擦力是阻碍两块木块发生相对滑动的。上面的短木块向右滑动，就会受到下面的长木块对它向左的摩擦力；下面的长木块向左滑动，就会受到上面的短木块对它向右的摩擦力。

（板书 接触面摩擦 产生）

（设计意图：教材内容源于生活而又高于生活，它是在生活实践的基础上组织起来的具有理性思想的内容，如果不把教材内容放到生活与实践中去，那教材内容只不过是 “无土之木”、“无源之水”。根据课程标准与课堂教学的实际，我这样处理教材：在学生对摩擦力“一知半解”的基础上，通过亲自体验和运用感官观察，使学生更加清楚地认识到摩擦力的真实存在，这样将学生的已知与新知建立联系，体会到生活中处处有科学，感受科学与现实生活的密切联系。此法印象深刻而又简捷方便，便于教师对概念的阐述和学生对概念的理解，明白摩擦力是一种阻力。领悟出摩擦力的产生需要两个条件：一是接触，二是运动。夸美纽斯说过：“兴趣是创造一个欢乐和光明的教学环境的主要途径。”针对学生最感困惑的地方，利用形象直观可操作性强的演示实验让学生亲眼看见摩擦力所产生的阻碍，与物体的运动方向是相反的。通过这几个小活动，将摩擦力概念巧妙的融合在活动产生的现象中，充分调动学习积极性，学生自然会兴趣盎然。从而推动教学过程的深入展开。）

（二）实验探究影响摩擦力大小的因素

1 演示并讲解：摩擦力的大小是可以间接测量的。用测力计拉着文具袋在水平桌面上做匀速直线运动，当文具袋做匀速直线运动时，所受重力和支持力是一对平衡力，文具袋水平方向受到的拉力和桌面对文具袋的摩擦力也是一对平衡力。摩擦力和拉力大小相等、方向相反。拉力就等于摩擦力的大小。

（注意：尽量让文具袋不快不慢按一样的速度前进，要用手把测力计稍抬起，以免运动时测力计底板与桌面产生摩擦而增大了文具袋的摩擦力。）

播放测量摩擦力大小的录像。

（板书 大 小）

2 演示：在同一斜面上放上同一块木块（一面光滑，另一面粗糙），第一次实验木块下滑而第二次实验却没有下滑。为什么呢？

猜想：摩擦力的大小可能和什么因素有关？

在矩形框下面的木块上加上一个重物后匀速直线拉动它，比较和没加重物拉动时的变形有什么不同？

猜想：摩擦力的大小可能和什么因素有关？

3看看老师为你们准备了哪些实验材料？怎样用它们来验证我们的猜想呢？这里有两个因素影响摩擦力的大小，我们可以采用对比实验分别来研究。怎样设计实验证明摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关系呢？

4 出示：摩擦力大小与接触面粗糙程度关系实验记录表。小组轻声讨论实验方法，并把相同条件、不同条件分别填在表中。

学生演示并汇报实验方法，提出注意事项，学生分小组实验。

汇报实验结果：在水平面上运动的物体，在不同的滑板上拖动相同重物时，接触面光滑，摩擦力小；接触面粗糙，摩擦力大。

（板书 光滑 粗糙）

5 刚才我们只拉着一个空文具袋，这个摩擦力已经记录下来了，现在再装上文具，看看摩擦力有什么变化？

出示：摩擦力大小与物体重量关系实验记录表。（学习方法同上）

（板书 轻 重）

6 播放影响摩擦力大小的两个因素的动画。

我们已经知道影响摩擦力大小的两个因素了。摩擦力的大小还可能和什么因素有关呢？

演示：用手指轻轻一推透明胶圈，移动距离很小，换种运动方式变滑动为滚动，移动距离增大。

（设计意图：实验是完成科学教学任务非常有效的途径，也是学生模仿科学家进行探究的重要方式。在实验过程中不但要提倡自主、民主、开放、创造性的探究，更重要的是要指导学生像科学家那样进行规范化操作。学生好奇心强、喜欢动手操作，喜欢鲜明的形象活动，他们爱看老师的演示实验，更爱自己做实验。通过录像和教师的演示使学生学会科学的实验方法，从而对学习产生更浓厚的兴趣。瑞士心理学家皮亚杰指出：“教师不应企图将知识硬塞给学生，而应该找出能引起学生兴趣、刺激学生的材料，然后让学生自己解决问题。”猜想与假设已成为学生科学探究活动的一个重要组成部分，培养学生的猜想与假设能力是培养学生科学素养、发展学生对科学活动预见性的重要实施渠道。《科学课程标准》明确指出：“能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划。”让学生放开思路，自主地、大胆地设计制定实验方案，这也是一种科学探究能力的培养。本着这样的教学理念，我设计结构性的材料为学生学习搭建“脚手架”，为最终解决问题服务。在活动前制定周密的计划，对整个探究活动的质量具有决定性的影响。科学记录也是我在教学中着力指导的，用数据、事实来说明问题是培养科学精神的重要方面。通过学生自主的对比实验使得他们对于实验的科学性有了更深的了解。这样不仅使学生在获取知识和方法上少走了弯路，而且使学生的观察能力、思维能力、实验操作能力和创造能力得到最简捷、最有效的锻炼，使学生的各种能力都得到了和谐的培养和发展，可谓是一举多得。）

（三）联系实际、拓展应用、深化认识

1 利用摩擦力可以帮助我们做很多事。在生活中有时需要增大摩擦力，有时需要减小摩擦力。出示自行车刹车装置、拔河、滑雪、拉琴等12幅图片，你能从这些事例中说出人们是在减小摩擦，还是利用摩擦吗？

生活中还有哪些增大和减小摩擦的例子呢？

作业：观察生活中人们是怎样增大和减小摩擦的，并记录下来，写一篇观察报告。

2 总结：摩擦力，让人欢喜让人忧！我们要增大有益摩擦，减小有害摩擦。摩擦力对物体的运动有着十分重要的作用。有时对我们非常有帮助，有时又会给我们造成困难和危险。我们可以针对摩擦力的特性采取有效的办法消除它所带来的危害。

揭示听话玩具小人谜底。

（设计意图：《科学》的宗旨：以问题为纽带进行科学教育，从激发学生产生问题始，到产生新的问题终。其核心策略是解决学生生活中的真实问题。“教育的最终目的不是传授已有的东西，而是要把人的创造力诱导出来，将生命感和价值感‘唤醒’。”利用课件针对生活中的实例判断说理摩擦力的运用情况，拓展学生思维的深度和广度，让学生学以致用，温故而知新。科学来自生活，教学要走出课堂，向生活空间拓展，让学生带着解决新问题的激情走出课堂，在解决问题的过程中发现新的问题，体现科学的价值。）

四 板书

接触面摩擦

产生↙ ↗ 轻 重

摩擦力的秘密→大小

↘ 光滑 粗糙

五 教学反思

论述：“教材是什么，教材就是提供给老师进行教学的素材，是给你的一个思路。你遇到这个素材和思路，要想办法达到你制定的教学目标，因此，你就不能照本宣科，把教材当成圣经来念。”依据课程标准的基本理念和具体要求，在分析教材结构和学生认知实际的基础上，我适当地对教材进行调整和修改，不拘泥于教材设计上的活动，对活动所需的材料进行了大胆改进，使教学内容更接近学生生活实际，更利于学生的思维、能力等方面的发展，让它变得更精炼，更有效。教师的一项教具创作总会引起学生极大的兴趣和关注，他们会去模仿，还可能去创作、发展。使用这些材料既经济实惠又能开启学生的创造智慧，让他们觉得科学探究就在我们身边，会促进他们更留心身边的生活材料，引发观察和思考，从中学会发现。用生活材料做科学探究活动，其价值远远超出从活动中获得的知识，重要的是可以促进学生综合的科学素养的形成与发展。

这节课我花了很多的时间投入到备课活动中。包括课件的制作、教学的设计、精心准备的有结构性的材料等。本课力求突出以学生为本，以活动为中心的教学理念，充分发挥信息技术的优势，最大限度地发挥学生的主观能动性。通过设置有利于学生主动探究学习的环境，并提供充分的指导和精心选择有结构性的材料，关注探究技能的训练，让学生全面有效地体验科学探究过程。

从学生对事物的好奇心出发，利用和摩擦力有关的两个不同的小实验导入给枯燥的内容创设新颖有趣的情境，能很快激发起学生探究知识的欲望和产生疑问。我用了两种方法制作了两个听话的小人。第一种是把一根铁丝的两端各拧一个孔，中间再拧一个孔，使得这三个小孔不在一条直线上，再用一根粗棉线穿上，把它放在长度合适的瓶底和瓶盖都打有小孔的塑料瓶里。第二种只是把穿上粗棉线的吸管放进瓶底和瓶盖都打有小孔的塑料瓶里，再塞进一纸团，让吸管始终保持弯曲状态，把多余的吸管剪去。这样就做好了听话的瓶子。原理是：瓶子里面不是直孔，是弯曲孔，绳子一松摩擦力减小，绳子上的瓶子从弯孔过去；一拉紧摩擦力增大，瓶子就过不去了。

本课最大的亮点就是我在演示实验材料的制作上花了太多的心思。通过两组演示材料的组合实验，我把抽象的摩擦力的概念转变为更直观形象的不仅可以用手感觉而且可以用眼看得到的摩擦力，为学生的实验提供了最直接的经验。这是一个很好的创意。起到了启迪学生思维，使课堂学习变得生动有趣，激发和维护学生的好奇心和探究欲。达到了提高学生自主设计对比实验的成功率。从而充分发挥他们的创造精神，让他们在课堂学习的全过程中始终保持饱满的探究热情。演示实验材料具体做法是：（1）接触面粗糙程度不同的斜面装置组合一套。用宽6.5厘米，厚1厘米，底长48厘米条形木板与高21厘米的条形木块用铰链连接固定与一块长47厘米的条形木板组成斜面；另一块短木块（一面粗糙另一面光滑）长23厘米。（2）上下用木块（一块粗糙另一块光滑），两侧各用海绵连接围成的矩形框子、条形木板、大理石块等组合一套。矩形框长26厘米，宽5厘米，高13厘米。把它放在长47厘米的条形木板上（一面粗糙另一面光滑）。这样的材料无疑是提高课堂教学有效性的“助推器”，必将给科学课程的实验增添一些靓丽的色彩。

布鲁纳曾经指出，最好的学习动机是学生对研究的东西有着内在的兴趣，学生一旦对所学知识产生兴趣，就会产生愉悦的情绪，从而集中注意力积极思维。为了激发学生的兴趣，我适时引入图、文、声、像并茂的多媒体课件，简短生动的模拟现象明显、清晰的实验过程，帮助学生观察，从而弥补学生实验的不足。充分调动学生多种感官，达到感性认识和理性认识的有机结合。做到用最有效的资源获得最大的效益。郁波老师说“新的学习科学正在改变传统的对学科的看法”。联系“真实”问题进行学习。让学生在尝试解决这些“真实”问题的活动过程中形成良好的科学素养。学生在设计实验过程中，综合运用所学知识和生活经验，利用相同的材料设计出不同的实验装置，表现出一定的实践能力和创新精神。利用课件再现生活中大量的事例图片来丰富教学内容，为学生的表达与交流提供广阔的平台，让他们进一步认识摩擦力在实际应用中的意义，同时让他们体会到我们的研究发现只有服务于生活才能真正体现研究成果的价值。让学生切身感受到学以致用的成功和喜悦，拓宽了学生的视野，提高了教学效率。

板书是课堂教学的一个重要的环节，也是学习过程的浓缩。我精心设计形象直观、简洁的板书让学生一目了然，使课堂学习过程的主要环节和内容按一定的形式有条理地呈现在黑板上，有助于学生更好地掌握重点，提高学习质量。相信这样设计，学生肯定会完成本节课预定的教学目标。

在教学实践中，我们要正确把握教材的设计理念，灵活处理教材内容，精心设计教学预案，构建结构性材料，最大限度地开发多媒体功能，引领学生不断发现问题、提出问题，真正把学习的主动权交给学生，相信学生一定会深切体会到学习科学的无穷乐趣，也会越来越喜欢我们的科学课！那么在教师指导下的科学探究活动也将会开展得更健康、更有效。

七 附件

摩擦力大小与接触面粗糙程度、物体重量关系实验记录表。

研究滑动摩擦力的大小与什么因素有关？

实验一：摩擦力大小与接触面粗糙程度关系实验记录

我们的发现：在水平面上运动的物体，在不同的滑板上拖动相同重物时，接触面光滑，摩擦力（ ）；接触面粗糙，摩擦力（ ）。

实验二：摩擦力大小与物体重量关系实验记录

我们的发现：在水平面上运动的物体，在相同的滑板上拖动不同重物时，物体轻，摩擦力( )；物体重，摩擦力( )。