新教科版四年级科学上全册教材分析与学情分析（2017版新教材） 18页

第一单元《声音》教材和学情分析 1.听听声音 【教材简析】 《听听声音》是《声音》单元的起始课，声音对学生来说并不陌生。教科书 通过“听听周围的声音”和“描述你听到的声音”这两个活动展开，引导学生关 注声音，关注身边的声音世界。 “听听周围的声音”板块，主要是通过学生认真倾听，感受我们生活在一个 充满声音的世界里，我们虽然看不到它，但能感受到它。 “描述你听到的声音”板块，通过用科学的词汇将听到的声音描述出来，并 能对声音进行简单分类。通过对声音的描述，可以了解学生对声音原有的认识， 激发学生想要更多的了解声音的问题，为后面声音问题的研究做好铺垫。 【学情分析】 我们生活在一个充满声音的世界里，声音对学生来说非常熟悉。他们随时随 地都能感受到声音的存在，这对本课学习打下了良好的生活基础。 对于声音，虽然学生非常熟悉，但并没有真正思考过关于声音的问题。没有 思考过他们听到的声音有什么不同，这些声音又是通过什么物体发出来的，这是 本节课学习的障碍。 2.声音是怎样产生的 【教材简析】 《声音是怎样产生的》是教育科学出版社《科学》四年级上册《声音》教学 单元第二课时的内容，是继《听听声音》之后，进行的又一项关于声音的研究。 当一个物体在力的作用下，不断重复地做往返运动，这个物体就是一个振动物体， 声音就是由物体振动产生的。当我们观察一个发声物体时， 我们常常看不到这 个物体的振动。本课通过引导学生观察多个物体发声时的状态，为学生提供观察 发声物体振动的机会。 聚焦板块围绕“这些声音是怎样发生的?”这个问题，开展全班讨论，了解 学生对声音是如何产生的前概念。 探索板块，主要通过两个活动，实践揭示声音的本质。活动 1:观察橡皮筋 发出声音的状态，初步理解“振动”的含义，并初步在物体发出声音和物体的振 动之间建立联系；活动 2:观察钢尺、鼓、音叉等更多物体发声时的状态，进一 步确认振动与物体发声的关系，物体振动时会发出声音，停止振动时就不会发出 声音。 研讨板块，先通过问题引导研讨,用证据支持自己的观点，突出科学的本质。 然后猜测吹竖笛的时候是什么在振动，来进一步拓展学生对振动的认识。 拓展板块，以阅读资料《我们的发声器官》来介绍人的发声器官声带，以及 声带的发声原理，拓展学生的知识。 【学情分析】 学生对声音都有一定的了解，对声音的产生有着不同的生活经验。物体由于 振动产生声音对于学生来说是一个比较模糊的概念，根据学生已有的生活经验和 认知水平，他们觉得敲打、碰撞、摩擦……是物体发出声音的直接原因，他们关 注的是什么动作使物体发出了声音，而不是发声物体的变化，缺乏深入的探究声 音现象的本质。所以在设计整个探究活动的过程中要关注学生的认知特点、理解 水平。 3.声音是怎样传播的 【教材简析】 《声音是怎样传播的》是教科版四年级上册第一单元《声音》的第三课。教 材分为四部分。第一部分：聚焦。教材通过让同学们听鼓声，观察鼓面振动，提 出今天的核心问题，声音是怎样传播的。第二部分：探究。通过对比真空和空气 状态下同学们的声音体验，知道声音能够在空气中传播。通过比较靠近桌面听到 的声音和不靠近桌面听到的声音，知道声音能够在固体中传播。通过观察音叉在 水中的现象，听在水槽璧上的声音，知道声音也能在水中传播。第三部分：研讨。 通过几个小问题，和同学们一起探讨，加深对于声音在物质中传播途径的掌握和 理解。第四部分：拓展。通过制作土电话，玩土电话的活动，让同学们加深对于 声波的理解，感知声音以波的形式传播，当声波遇到物体时，会使物体产生振动， 声音就是这样通过各种物质，从一个地方传播到另外一个地方的。 【学情分析】 通过前几节课的学习，学生已经知道了声音的产生和声音的变化，但由于声 波的不可见性，对于很多学生来说，仍然很难理解物体振动会发出声音，而振动 又可以引起周围物体的振动，从而使声音从一个地方传播到另一个地方。同时也 很难理解声音的传播能穿过空气等物质。虽然很多学生知道“声波”这个词，但 对于真正描述什么是“声波”，“声波”的特征等，这部分概念仍然是空白的， 这也是教学的难点所在。 4.我们是怎样听到声音的 【教材简析】 通过前面三节课的学习，学生已经知道声音是由于物体的振动而产生的，并 以声波的形式进行传播。本节课要研究耳是怎样使我们听到声音的呢？ 聚焦板块，通过“耳朵为什么能听到声音呢？”这一问题的思考讨论，从而 了解学生原有的认识。 探索板块，向学生介绍耳的结构，让学生推测耳各部分的功能，以及它们在 帮助我们听到声音的过程中起到的作用。通过学生的活动了解耳郭的作用，及模 拟记录鼓膜在远近、强弱不同声音作用下振动的状态。 通过研讨活动，学生进一步理解耳的结构和功能。对耳郭和耳膜结合实验说 出他们的理解。通过观察听诊器，了解其工作原理。 【学情分析】 学生对于耳朵的认识大多只停留在它的外部特征以及它是一个重要的人体 听觉器官等一些浅显的知识上。至于耳是由哪些部分组成的，各部分都有什么作 用，我们是怎样听到声音的，大部分学生不清楚。 5.声音的强与弱 【教材简析】 声音的强弱是声音的一个重要属性。在本课的探究活动中，学生将用不同的 力度拨动他们熟悉的钢尺和橡皮筋，用不同的力度敲击鼓面，探索影响物体发出 强弱不同声音的本质。学生通过观察不同物体振动幅度不同时发出的声音的强弱 不同，从而认识物体的振动幅度与声音强弱的关系。这种关系的建立，是在学生 收集了多种物体振动幅度不同时，发出声音强弱也不同的信息对比中实现的。 【学情分析】 通过前面几课的学习，四年级的学生对于声音已有了基础性的认识。他们知 道声音是怎样产生、传播并且人耳如何接收，也学会了对多个发声物体进行观察、 记录，寻找规律。那为什么我们会听到各种强弱不同的声音呢？这些强弱不同的 声音又是怎样产生的，同样也是四年级学生非常乐于探究的问题，让学生将“物 体的振动状态”与“发出声音的强弱”联系起来是本课的重点，借此培养学生善 于观察的习惯，并且提高他们的归纳总结能力。 6.声音的高与低 【教材简析】 本课是教科版科学教材四年级上册《声音》单元中的第 6 课，是在学习了第 5 课研究了声音的强弱的有关内容后，继续研究声音的另一个属性——音高。敲 击钢片琴和吹口琴都可以发出高低不同的声音，并通过观察，学生们可以猜测到 音高可能跟物体的长短、薄厚有关。学生将采用改变钢尺发声部分长度的方法， 让钢尺发出高低不同的声音，来发现物体在发出高低不同的声音时，振动的快慢 和发出声音高低之间的关系，揭开音高的秘密。 【学情分析】 通过前几课的学习，学生已经知道声音是物体振动产生的，而振动的幅度决 定着声音的大小，学生研究声音时，已经开始将听到的声音与物体的振动联系起 来。在本课，学生将通过多种探究活动，去认识声音的另一个基本属性——音高。 7.让弦发出高低不同的声音 【教材简析】 通过前面 6 节课的学习，学生已经知道声音是物体振动产生的，而振动的幅 度决定着声音的大小，振动的快慢决定了声音的高低。改变物体振动的方式可以 改变它产生的音高和音量。本节课学生将通过弦乐器发现更多影响物体发出高低 不同声音的因素。 聚焦板块通过玩乐器，初步体验初步体验弦乐器可以发出高低不同的声音， 引出研究弦的音高和哪些因素有关的问题。 探索板块，主要是通过学生活动，发现影响弦发出高低不同声音的不同因素。 通过探索活动学生会发现，弦的粗细会影响弦发声的高低，弦越粗，发出的声音 越低，越细发出的声音越高；弦的振动部分长短会影响弦发声的高低，弦越长， 发出的声音越低，越短发出的声音越高；弦的松紧会影响弦发声的高低，弦越松， 发出的声音越低，越紧发出的声音越高。在此基础上引导学生设计弦音高发生连 续变化的方案。 通过研讨活动，学生可以认识到弦的音高和弦的粗细、长短、松紧都有关系。 【学情分析】 不少学生在乐器的过程中，已经有了这样的经验：拨动不同的弦，会发出高 低不同的声音，手指按压再不同位置拨动弦，会发出高低不同的声音。甚至有的 学生还知道了可以通过改变弦的松紧，会发出高低不同的声音。但是，对于具体 是什么因素影响物体发声的高低，学生的认识不明确。 8.制作我们的小乐器 【教材简析】 《制作我们的小乐器》是四年级上册声音单元最后一课，该内容适合运用工 程设计思维进行教学。教材分两部分内容：设计自己的小乐器；设计和制作自己 的小乐器。这两部分内容如果都要展开，一节课的时间是不够的，于是尝试着运 用 STEM 的理念与工程设计的思想，通过创设情境把项目要求、自主实践及交流 反思这几个环节融合在一起，最终希望孩子初步经历从设计、制作、调整、展示 的完整的制作自己的小乐器的过程，建构起改变物体的属性可以使它发出高低不 同的声音这一概念，同时发展学生的实践能力，将科学和技术密切结合起来。 【学情分析】 对于四年级孩子来说，课内完成“制作我们的小乐器”的任务，实践部分应 该是足够的。安排学生们在课内充分思考、充分讨论，要求必须有一个具体可实 施的做小乐器的计划，鼓励他们及时完成简易“设计图纸”，能完成制作和调试， 最终把小乐器改进，让它演奏出动听的乐曲。 第二单元《呼吸与消化》教材和学情分析 1.感受我们的呼吸 【教材简析】 《感受我们的呼吸》是《呼吸与消化》单元的第一课，为后续《呼吸与健康 生活》和《测量肺活量》两课的学习打基础。在本课中，学生通过感受呼吸的过 程及用简单装置模拟人体呼吸，认识参与呼吸的人体器官，发现空气中的氧气和 二氧化碳对生命具有重要意义。 聚焦板块通过一张儿童在水底下憋气的图片，引发学生对呼吸的思考及探究 兴趣：无论白天晚上，我们时刻都在呼吸，不间断地呼吸是一项重要的生命活动。 这是为什么呢？并呈现了一幅人体呼吸器官示意图，帮助学生思考与表达，同时 为后续探索与研讨环节做辅助。 探索板块分两个活动层次，第一次层次引导学生用感官体验呼吸过程，理解 呼吸包括“一呼一吸”，同时通过用手摸的方法发现呼吸过程中胸腔与腹部的变 化。第二层次活动用人体呼吸模拟器模拟人体的呼吸，进一步帮助学生认识呼吸 器官在呼吸过程中的变化，激发探究呼吸奥秘的兴趣。 通过研讨活动，引导学生梳理探索活动中获得的信息，知道参与呼吸的器官 及其作用，并期望学生在此基础上对呼吸产生进一步的研究兴趣。 【学情分析】 在二年级下册《我们自己》单元中，学生从身体结构入手，逐步发展到对感 觉器官的认识，并能用看、摸、听等方法，探知自己身体内部的情况。此外，学 生对于呼吸有许多经验性的感性认识，他们能感受到鼻子、咽、喉在参与呼吸， 知道呼吸需要空气，甚至有部分学生知道呼吸是为了得到氧气。但是大部分学生 对于“为什么要呼吸”、“呼吸时人体外部和内部是怎样变化的”、“参与呼吸 的器官有哪些”是模糊的、不完善的。在学习中，学生在教师的引导下要经历自 身体验观察与模拟实验的实践活动，通过观察、描述、交流活动发展对呼吸系统 的新认识。 2.呼吸和健康生活 【教材简析】 通过前一课的学习，学生已经知道人体进行呼吸其实就是一个气体交换的过 程，呼吸包含呼气和吸气。本节课中学生通过对不同状态下呼吸次数进行统计和 分析，理解呼吸功能与身体健康的关系，引发对健康生活的思考。 聚焦板块从学生的生活经验引出问题“我们在不同状态下，呼吸会发生什么 变化”。 探索板块主要是学生通过统计、分析不同状态下的每分钟的呼吸次数，发现 运动可以改变人的呼吸次数，用可靠的数据来说明人体运动量越大，呼吸次数增 加得越多。通过阅读资料，了解到呼吸的过程其实就是气体交换的过程，知道运 动后呼吸增加的原因是为了加快气体交换，保证正常的生命活动。 在研讨板块，学生通过分析交流认识到人运动后会加快呼吸次数，知道锻炼 可以增加肺功能，使我们人体更健康。同时通过测量脉搏初步了解伴随着呼吸次 数的改变心跳也会随着改变，明白人体的器官是协同作用，共同完成各项生命活 动。 拓展板块，通过资料阅读明白肺是人体气体交换的“中转站”，这个中转站 的大小是可以通过锻炼增加的，所以经常锻炼有利于身体健康。 【学情分析】 学生在平时锻炼的过程中，已经有了这样的经验：剧烈运动后呼吸会变得急 促。甚至有的学生就已经知道了运动量越大，呼吸会愈急促这个规律。但是，对 于有些活动也会减缓呼吸需要教师点拨，而对于用确切的数据来证实自己的感受 是学生没有经历过的，且正确的测量呼吸次数对于学生来说也是有一定的难度的。 3.测量肺活量 【教材简析】 《测量肺活量》是教版小学科学四年级上册第二单元《呼吸与消化》的第三 课。本单元分成三部分内容，分别是关注呼吸与健康的关系、研究食物对生命健 康的重要性、探索食物消化的过程和变化，本课是第一部分的最后一课。学生在 测量肺活量的活动中，收集、处理科学合理的数据，分析、反思自己的健康指数， 树立积极参与体育锻炼，增强体质健康的意识。 聚焦板块通过比较吹哨子时间的长短，引出什么是肺活量，从而聚焦本课的 主题：测量自己的肺活量。探索板块通过测量自己的肺活量，明确肺活量如何取 值，分析自己的健康指数。研讨板块通过对两个问题进行思考和讨论，引导学生 认识到体育锻炼能增强体质，提升肺活量。 【学情分析】 学生在学习本课之前，已经学习了《感受我们的呼吸》和《呼吸与健康生 活》，已经了解了人体基本的呼吸系统的结构与作用，运动可以使呼吸加快，知 道肺在呼吸过程中的重要作用。在前面两课的基础上再学习《测量肺活量》，在 认知上是比较合理的。当然学生在体育课上也会对肺活量进行测量，这是教学可 以利用的点，但是对于“肺活量是指什么”，“如何选择肺活量值”，“对人体 的健康有什么意义”还需在课堂上加以引导。尤其是肺活量与健康生活之间的关 系认识，还需建立在体育锻炼，加强肺部功能的基础之上。 4.一天的食物 【教材简析】 《一天的食物》一课是《呼吸与消化》单元消化部分的起始课，学生通过记 录一天吃的食物，在已有的经验基础上学习收集和整理有用信息，有意识地注意 自己的一日三餐以及其他各种各样的食物。在记录、整理和分类活动中，使学生 发现我们每天吃的食物是丰富多样的，为后续探究食物的营养，合理饮食健康生 活做铺垫。 聚焦板块展示的食物图片隐含着人的食物构成是“丰富的”，呈现的问题 “我们每天吃的食物有什么不同？”引导学生回忆一天的食物，为探究活动做铺 垫。 探索板块主要有两个层次活动。第一层次引导学生记录一天的食物，通过统 计小组或全班学生的食物，发现我们每天吃的食物是非常丰富的。第二层次引导 学生确立分类标准，给食物进行不同的分类，在分类过程中再次体会食物的多样 性。 研讨板块引导学生梳理探索活动中获得的信息，发现一天中所吃的食物是非 常丰富的，并认识到食物的分类方法是多样的。 【学情分析】 四年级的学生已经了解了食物是人类生存的基本保障，要想满足身体对营养 的需求，要吃各种各样的食物。关于食物，学生在以前的生活与学习中有着较多 的体验，这些体验都会构成本单元学习的基础。但孩子们对于食物的关注常常是 零散的，想到和遇到的问题多是喜欢吃什么、吃的是什么等问题，即使涉及饮食 健康问题，得到的解释也不尽全面。通过本单元的学习，让孩子们尝试用一种与 以往不同的眼光来看待“食物”，发现食物与人体生命活动之间密不可分的关系， 并发现食物自身会发生奇妙的变化。 5.食物中的营养 【教材简析】 《食物中的营养》是教科版小学科学四年级上年册第二单元《食物》中的第 二课。学生在之前已经对一天中吃过的食物进行调查、统计和分类，发现人们一 天需要吃很多不同的食物来保持身体健康。本节课，将对食物所含有的营养成分 进行探究，认识到人们一天需要从食物中获得丰富的营养，是让学生懂得营养全 面、均衡的基础。 聚焦板块通过提问“每天我们都会食用种类丰富的食物，这会给我们带来 什么益处呢”来了解学生的最初想法，并引领学生思考食物有哪些营养。 探索板块，设计了检验淀粉和脂肪这两个简单的实验。运用碘酒和淀粉发生 变色反应的原理来鉴别食物中的淀粉；运用脂肪在白纸上擦一擦或者压一压会产 生油渍的原理来鉴别食物中的脂肪；在教师或成年人的指导，运用双缩脲试剂 （燃烧法）鉴别食物中蛋白质；另外食物的营养成分相当丰富，学生掌握的有关 信息不会很全面，所以教科书提醒学生可以阅读食品包装上的“营养成分表”来 获取更多的信息。 通过研讨活动，学生将“一天的食物卡”完善成为“一天的食物营养卡”， 学生就能回答“丰富的食物给我们提供了哪些营养”这个问题了。接着让他们找 找“ 有没有一种食物含有所有的营养成分?”让学生了解没有一种食物会具有所 有的营养，为后面的均衡膳食作铺垫。同时使学生明白，在面对一天中丰富的食 物的时候也就是面对着丰富的营养。 【学情分析】 学生对营养或多或少有一定的了解，但是每个学生的差异也很大，也有些是 错误的认知。因此，在课前和课中要给予学生暴露前认知的机会，教师针对学生 实际，进行教学调整，让学生获得的知识更全面和深入。 6.营养要均衡 【教材简析】 通过前两节课的学习，学生已经知道了人的生命活动需要不同种类的食物， 并从中获取多种所需的营养成分。本节课学生将从对整体的调查研究回到对个体 的研究上，用自己一天中的食物搭配与整体需要比较，与科学的膳食宝塔比较， 来了解均衡膳食的意义和操作方法。 聚焦板块，学生思考面对种类丰富、营养不同的食物，该怎么选择搭配？学 生将反思自己一天中吃的食物是否“吃对了”。 探索板块，学生主要从两方面认识“平衡膳食宝塔”。首先从膳食宝塔中了 解一天中要吃的食物有哪些种类，旨在指向食物种类的丰富性。然后认识到“平 衡膳食宝塔”下一层食物的食用量要大于上一层食物的食用量。接着学生通过将 对应“平衡膳食宝塔”，来调整自己一天的食物，从而进一步认识“平衡膳食宝 塔”和营养均衡的操作方法。 研讨板块，学生从“梳理科学知识——结合科学知识反思自己的饮食习惯 ——用科学知识指导自己健康饮食”的逻辑过程中梳理了本节课所学的知识。 【学情分析】 学生在日常生活中，通过课外知识以及家长的叮嘱中已经知道了：每天的食 物要丰富，要每天吃水果蔬菜，营养要均衡。但是关于“平衡膳食宝塔”学生并 不十分了解，对于不同营养的大致摄入量也不清楚。 7.食物在口腔里的变化 【教材简析】 通过前面 6 节课的学习，学生充分认识了食物、食物的营养与人体健康之间 的关系。吃进去的食物在人体内还会经过一系列的变化，转化成养料和能量供人 体吸收，这个过程叫消化，承担消化工作的器官叫消化器官。本节课要研究食物 在消化第一站——口腔中的变化。 聚焦板块通过回忆一天的食物，并思考“吃下去的食物发生了哪些变化？” 引出学生对消化器官的探究。 探索板块分两大活动，活动一主要通过观察食物从进入口腔到被咽下去之前 的变化，了解口腔的初步消化功能，并体验牙齿、唾液的作用。活动二主要通过 角色扮演游戏，了解口腔内牙齿、舌头和唾液的协调作用。 通过探索活动后的研讨，学生可以认识到食物在口腔的初步消化，以及口腔 各器官的功能，并进一步理解口腔的消化对整个消化的重要性。 【学情分析】 学生对食物在口腔的变化已经有了一定的认识：食物被咬碎、嚼烂等，也有 一部分学生知道口腔里牙齿的类型和作用，但是对食物的变化更多的是一种感觉， 真正细致的观察很少，对食物中看不见的变化更是了解不多，口腔内唾液的作用 也容易被忽略。 8.食物在体内的旅行 【教材简析】 《食物在体内的旅行》是教科版小学科学四年级上册第二单元《呼吸与消化》 第 8 课的内容。通过前面 7 课内容的学习，学生对人类身体的结构特征有了一定 的了解，学生对消化器官有一定的初步认识，他们一般都知道口腔、食道、胃、 肠等消化器官名称，对它们的功能也有初步的认识，但是有些认识并不正确。本 节课的学习，将引导学生通过一系列探究活动正确认识各个消化器官及其功能， 能初步明确身体内部有一整套的器官来分解消化食物，食物进入人体后是要在一 整套消化器官共同作用下才被吸收利用的。本课和上一节课“食物在口腔里的变 化”都在体现一种人体结构之间的相互依存关系，帮助学生在认识上建立联系。 聚焦板块，通过启发学生根据日常生活中一些场景的回忆，结合人体轮廓图 对消化器官进行辨别，形成对消化器官的初步认识 探索板块，首先引导学生在人体轮廓图上呈现自己对于食物在人体中消化过 程的初始想法，再让学生对照教师提供科学家绘画的人体消化系统图进行阅读分 析、修正、完善自己的认识。在讨论修正过程中，引导学生对“食管”和“胃” 的形态和功能进行模拟实验研究。 研讨板块，设计了三个问题，通过这三个问题的研讨，旨在引导学生明白各 个消化器官的功能与形态的联系，同时希望学生能将各个消化器官联系起来，形 成“系统”的意识。 拓展板块，用一个“小提示”来引导学生通过阅读资料来进一步了解事物的 消化过程。同时提醒学生要养成良好的饮食习惯来保护各消化器官，从而保护自 己的身体健康。 【学情分析】 食物的消化，是一个既熟悉又陌生的话题。说熟悉，是因为我们每天都要吃 食物，但哪些器官参与了消化？它们各起什么作用？食物按怎样的顺序被消化、 吸收？对学生来说是模糊的。很多学生在前概念里认为胃是最主要的消化场所， 食物营养都是在胃里被吸收的，所以本课在学生的认知基础上，通过对比科学家 绘画的人体消化图来让学生认识人体的消化器官，然后通过模拟实验、观看视频、 小组讨论等学习方法，让学生对消化系统有一个初步、整体的认识。 第三单元《运动和力》教材和学情分析 1.让小车运动起来 【教材简析】 学生在三年级是已经发现有时物体是相对静止的，有时是运动的。那么这样 让不同类型的车运动起来，本课的研究就是从这个问题开始的。本课共设计了 2 个主要活动：一是聚焦环节，调查不同类型的小车动力来源；二是探索环节，用 垫圈作为动力，探究拉力大小与小车运动的关系，包括用多大的力能使小车运动 起来，用不同大小的力小车的运动速度会有什么变化。从而引导学生认识不同类 型的小车用不同的动力类型；而力可以使静止的物体运动起来，也可以使运动的 物体静止。 【学情分析】 学生已经见过并体验过各种各样的运动的车辆，也对这些车如何运动起来有 一定的了解。在前面的科学学习中，他们初步认识过“力”，初步知道力可以使 物体运动起来。但是他们并没有从科学实验的角度研究小车运动与力大小之间的 关系。 2.用气球驱动小车 【教材简析】 本课的活动，是帮助学生加深对力和运动关系的理解，指向核心概念“力可 以改变物体运动的快慢”的建构。学生从感受气球喷气时所产生的气流和气球的 推力开始，体会气流方向和气球运动方向之间的关系；再测试组装的气球小车能 行驶多远，用更多的办法使小车行驶得更远，体会改变喷气装置会影响小车的运 动速度。这样一方面可以认识“反冲力”，另一方面加深对“力可以改变物体运 动的快慢”的理解。 在生活中还有那些反冲力的例子。课文安排了学生在生活中常玩的气球，把 气球吹足气，气球怎样运动中展开，然后让学生动手安装一辆喷气小车，让学生 解释气球为什么能推动小车，最后让学生明白了要让静止的物体运动起来，必须 对物体用力。要使物体运动的更快必须用更大的力。 【学情分析】 由于本课是关于气球驱动小车的问题，学生在实际生活中经常玩气球，也玩过 小车，学生在玩中看到了气球吹足了气以后，会向相反方向运动，部分细心的孩 子感受过气球喷出气体的方向和气球运动的方向是相反的，但没有考虑这两者之 间的关系，大多数孩子没有注意或考虑过两者之间的关系。在此基础上，提出气 球为什么能推动小车的问题，引起学生思考，激发兴趣。还有生活中常见的划船， 游泳等。学生会想到这是用力一种相反的力，才使小船前进。所以本课不难理解。 3.用橡皮筋驱动小车 【教材简析】 生活中，不同的车辆可能具有不同的动力驱动方式。在第 2 课我们学习了用 气球喷气产生的反冲力作为动力，本课要学习另一种动力驱动方式，即用橡皮筋 作为动力驱动小车轮子转动，轮子再带动整个小车前进。 聚焦板块，教材用一组图片，唤醒学生玩橡皮筋的生活经验,让学生思考“把 橡皮筋拉伸后，有什么感觉”，然后提出驱动性问题“我们能用橡皮筋驱动小车 吗”，激发学生的学习兴趣。 探索板块有两个活动，第一个活动是引导学生用橡皮筋组装小车，这是为第 二个活动作准备的。第二个活动是本课的重点，主要研究小车运动距离与橡皮筋 缠绕圈数的关系，实际上，也是研究小车运动状态与橡皮筋产生的弹力之间的关 系，是对“运动和力”概念的进一步构建和理解。 研讨板块有两个问题，第一个问题指向了小车动力的来源，第二个问题指向 小车行驶远近与其动力大小的关系。通过研讨，学生会认识到橡皮筋缠绕后被拉 伸产生的力为小车动物提供了动力，缠绕的圈数越多，产生的弹力越大，小车行 驶得越远。 拓展板块，教材呈现了一幅橡皮筋拉长时的照片，引导学生发现，被挂的钩 码越多，橡皮筋拉得越长，橡皮筋产生的力越大。 【学情分析】 橡皮筋是学生所熟悉的物品，在生活中已经玩过橡皮筋，知道它的一些用途 比如发射小球、栓系袋子、制作模型时的连接……，也知道橡皮筋拉伸后会恢复 到原来状态，而且橡皮筋拉伸的越长，产生的力会越大。但不知道橡皮筋拉伸后 恢复到原来状态的力叫做弹力，也不知道如何将橡皮筋作为动力驱动小车？通过 本课学习，学生将认识橡皮筋动力小车的驱动特点，有利于了解生活中机动车驱 动的特点，更是为后面研究车辆的摩檫力、设计制作小车奠定基础。 4.弹簧测力计 【教材简析】 本节课《弹簧测力计》位于四年级上册第三单元《运动和力》单元的第 4 课， 本节课的前3课主要研究了小车动力大小与小车运动的关系，也着重了解了重力、 反冲力、弹力等类型的力。本节课安排了两个活动：第一是认识弹簧测力计，学 生通过观察、认读和实际感受来认识弹簧测力计的结构、计量单位、刻度标识及 如何读数，这是使用弹簧测力计的前提；第二是用弹簧测力计测量力的大小，一 方面引导学生亲身感受不同力的大小，另一方面先估测、后测量实际的物体，这 是本课的重点内容。研讨部分引导学生思考得更为深刻，进一步认识弹力概念的 内涵和实例。 【学情分析】 弹簧测力计是测量力的重要工具，它的构造、原理、使用方法都比较简单。 学生已经知道力有大小，本课安排用弹簧测力计去测量力的大小是符合他们对力 的认识规律的，将为后续力的学习奠定基础。 5.运动与摩擦力 【教材简析】 通过前面 4 节课的学习，学生已经建构起“力可以改变物体运动的快慢，也 可以让物体启动或停止”这一概念，认识了反冲力和弹力，还通过弹簧测力计认 识到力是有大小和方向的。本节课要研究摩擦力在什么情况下产生，摩擦力大小 的测量以及减小摩擦力的方法。 聚焦板块通过呈现古人用滚木搬运重物的场景，引出研究物体在运动中产生 并受到摩擦力，以及如何减小摩擦力的问题。 探索板块，主要是模拟生活中的真实情境，引导学生通过模拟搬运重物来体 验，并用垫圈的个数来表示摩擦力的大小，比较不同运动方式下摩擦力大小的不 同。 通过研讨活动，学生通过实验数据判断哪种运动方式最省力，并利用所学科 学科学原理来解释现实中的问题。 拓展板块，通过介绍气垫船和磁悬浮列车减小摩擦力的原理，以及气垫船模 型和磁悬浮陀螺的制作，进一步引导学生认识摩擦力，将视野拓宽到现代各种交 通工具上。 【学情分析】 在学生的生活经验中，他们对摩擦这个词已经比较熟悉了，对物体运动会受 到摩擦力的现象也是熟悉的，但是，对“摩擦力是在什么情况下产生的？摩擦力 的大小怎样知道？如何能减小摩擦力？”等问题并没有进行过太多的思考，这也 成为本课学习的起点。 6.运动的小车 【教材简析】 通过前面 5 节课的学习，学生已经知道运动和力之间的关系，包括让物体运 动起来的动力和阻碍运动的摩擦力。本节课将从能量的角度去研究运动的物体， 同时也是以运动的小车为载体来认识能量。 聚焦板块通过一些生动的现象，如飞行的子弹将物体击穿，踢飞的足球把玻 璃打碎，呼啸的狂风将大树连根拔起，奔腾的江水驱动水轮转动……并指出这些 物体都具有能量，引出研究我们的小车或其他物体有能量吗？ 探索板块，主要是通过学生活动，发现不同敲击速度下的音叉震动情况，体 会“小槌运动的越快，传递给音叉的能量越大”；通过观察不同速度的小车撞击 木块后的距离，体会“小车的速度越大，具有的能量越大”。 研讨活动，学生通过对象不同、实验现象不同的两个对比实验，都会发现物 体具有的能量与其运动速度的关系，即物体的速度越大，它具有的能量越大。 拓展板块，教科书用一段说明性文字给出了关于能量的知识。第一句话是让 学生明了一切物体工作都需要能量，没有能量就不会构成我们身边变化的世界。 第二句话是告诉学生自然界的能量丰富多彩，例举了包括本单元涉及到更多的一 些具有能量的事物和现象。最后用一句话告诉学生一些可能并不容易被识别的能 量，比如，它们被储存在食物、燃料以及一些化学物质中。 【学情分析】 不少儿童对能量已经有了一定的感性认识，已经在使用“能量”这个词。他 们知道发光、发热的物体是有能量的，也听说过光能、水能、风能等，但是在儿 童的认知中还没有一个关于能量更概括性的概念。 7.设计制作小车（一） 【教材简析】 通过前面 6 节课的学习，学生已经知道运动的小车与其受到的动力、摩擦力 的关系，知道根据需要如何减小或增大摩擦力，认识到了运动的物体具有能量， 这些能量可以不同的形式来储存。本节课将围绕设计制作小车展开，这既是对之 前所学知识和技能归纳和总结，又是进一步培养科学素养，发展对工程设计的认 识、理解和应用。 明确问题板块首先让学生明白了本堂课的任务:利用生活中的材料设计制作 一辆具有动力的小车，它能在 5 秒内把两块橡皮运输 1 米远。同时让学生明确了 制作小车的三点要求：1.车身长度不超过 25 厘米；2.用橡皮筋或气球做动力； 3.只能利用提供的材料。也让学生了解了设计制作的一般流程。 制定方案板块安排了两个主要的活动，第一个活动是观察小车模型了解小车 各部分的结构和作用，通过观察学生知道小车的结构包括车架、车身、车轴、轮 子，它们各有各的特点和作用；第二个活动是通过讨论确定小车的设计方案并绘 制设计图。 【学情分析】 学生具有丰富的想象空间， 对许多事物充满着好奇，也十分热衷去制作一 些新奇的物品，这都是开展设计的有利基础。但要把想象变为实际的作品，要面 对的困难是很多的，因此，教学中不仅要引导学生利用已有的经验、知识和技能 去设计能“做得到”的产品，还要让他们能持续围绕一个主题设计开展有始有终的 实践活动。 8.设计制作小车（二） 【教材简析】 本课是该主题活动的延续。设计是工程制作的前提和关键，在接下来的活动 中，学生要综合运用所学的知识和技能，在分工合作中解决实际问题，制造出产 品。任何产品都需要不断改进和完善，以满足人们对产品更高的要求，这也是不 断发现问题、解决问题、应用技术的过程。教科书接着安排了评估与改进的活动， 并出示了评价表指导学生进行活动。在这样的体验活动中，学生可以充分体会到 “做”的成功和乐趣，并逐渐养成通过“动手做”解决问题的习惯。 本课提供了第三步和第四步的实践指导先是按照上一课的设计思路和设计 图制作小车，明确制作的基本步骤和汇报测试方法；然后再评估改进，根据评估 指标进行评价，包括设计思路、小车制作、功能实现、合作分工、展示汇报等方 面，以进一步改进小车。 【学情分析】 通过前 7 课的铺垫，特别是经历了第 7 课的设计，学生对动手制作一辆一车 的兴趣应该是已经调动到最高潮了。兴趣是学习最大的动力，相信对于大多数学 生而言能制作出一辆有自己想法的小车是一件很有趣的事情。在教学中，应该将 关注重心放在如何让学生有效分工合作并在评估环节愿意去接受他人意见，并会 根据他人意见愿意花时间去改进自己的小车。这类 STEM 课型，在常规课堂时间 内完成教学各环节也是需要注意的。