16、彈簧里的學(xué)問 三年級(jí)上冊(cè)科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì) 青島版（五四制）

16、彈簧里的學(xué)問三年級(jí)上冊(cè)科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)青島版（五四制）學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：16、彈簧里的學(xué)問

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：三年級(jí)上冊(cè)科學(xué)課，3年級(jí)1班

3.授課時(shí)間：2023年11月8日星期三上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)

親愛的同學(xué)們，今天咱們要一起探索一個(gè)神奇的現(xiàn)象——彈簧里的學(xué)問！讓我們一起走進(jìn)科學(xué)的殿堂，揭開彈簧的奧秘吧！??????核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：首先，通過觀察和實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力；其次，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，增強(qiáng)數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)；最后，通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通能力。通過這些活動(dòng)，讓學(xué)生在探究彈簧奧秘的過程中，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，激發(fā)對(duì)科學(xué)的興趣。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)基礎(chǔ)：目前學(xué)生們對(duì)力學(xué)有一定的認(rèn)識(shí)，了解力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，但關(guān)于彈簧的具體原理和特性了解有限。他們能夠識(shí)別簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，如杠桿和滑輪，但對(duì)彈簧的彈性、胡克定律等概念還未深入接觸。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：三年級(jí)學(xué)生對(duì)新鮮事物充滿好奇，對(duì)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作有較高的興趣。他們的學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，能夠快速適應(yīng)新的學(xué)習(xí)內(nèi)容。在課堂上，他們傾向于通過觀察和實(shí)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)，對(duì)于直觀、形象的教學(xué)方法接受度較高。此外，學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)風(fēng)格上存在個(gè)體差異，有的學(xué)生更傾向于獨(dú)立思考，而有的則更喜歡在小組合作中學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)彈簧的相關(guān)知識(shí)時(shí)，學(xué)生們可能會(huì)遇到以下困難：一是對(duì)彈簧的彈性概念理解不夠深入，難以將理論應(yīng)用于實(shí)際；二是實(shí)驗(yàn)操作中可能出現(xiàn)的誤差，如彈簧的拉伸長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)確；三是對(duì)于胡克定律的公式理解和應(yīng)用可能存在困惑。針對(duì)這些挑戰(zhàn)，教師需要提供清晰的概念解釋，設(shè)計(jì)易于操作的實(shí)驗(yàn)，并通過小組討論和合作學(xué)習(xí)來(lái)幫助學(xué)生克服困難。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生人手一本青島版三年級(jí)上冊(cè)科學(xué)教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備彈簧的圖片、胡克定律的圖表以及與彈簧相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻，以多媒體形式呈現(xiàn)。

3.實(shí)驗(yàn)器材：彈簧、尺子、砝碼等，確保實(shí)驗(yàn)器材完好且符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，安排實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，以便學(xué)生進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)和觀察。教學(xué)過程設(shè)計(jì)**導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）**

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示一系列彈簧在不同場(chǎng)景中的應(yīng)用圖片，如鐘表的發(fā)條、健身器材等，引導(dǎo)學(xué)生思考彈簧的作用。

2.提出問題：?jiǎn)枌W(xué)生是否知道彈簧是什么，它有什么特點(diǎn)？激發(fā)學(xué)生對(duì)彈簧的好奇心。

3.小組討論：讓學(xué)生分組討論，分享他們對(duì)彈簧的了解，并記錄下來(lái)。

**講授新課（15分鐘）**

1.彈簧的基本概念：介紹彈簧的定義、種類（如螺旋彈簧、板彈簧等）和基本特性。

2.彈簧的彈性：講解胡克定律，展示彈簧的拉伸與彈力之間的關(guān)系，通過圖表和動(dòng)畫幫助學(xué)生理解。

3.實(shí)驗(yàn)演示：展示彈簧的實(shí)驗(yàn)操作，如拉伸彈簧測(cè)量其長(zhǎng)度變化，并記錄數(shù)據(jù)。

**鞏固練習(xí)（10分鐘）**

1.課堂練習(xí)：發(fā)放練習(xí)題，讓學(xué)生獨(dú)立完成，題目包括計(jì)算彈簧的彈力、判斷彈簧的彈性等。

2.小組討論：學(xué)生分組討論練習(xí)題，互相解答疑問，教師巡視指導(dǎo)。

**課堂提問（5分鐘）**

1.提問環(huán)節(jié)：教師針對(duì)練習(xí)題中的難點(diǎn)進(jìn)行提問，如“為什么彈簧的彈力與拉伸長(zhǎng)度成正比？”

2.學(xué)生回答：鼓勵(lì)學(xué)生積極回答問題，教師給予及時(shí)反饋和糾正。

**師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）**

1.小組實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量不同重量的物體拉伸彈簧的長(zhǎng)度，記錄數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)分析：學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，嘗試應(yīng)用胡克定律計(jì)算彈力。

3.分享成果：每組派代表分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)和問題。

**創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)（5分鐘）**

1.創(chuàng)意設(shè)計(jì)：讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)利用彈簧原理的小發(fā)明，如簡(jiǎn)易彈簧測(cè)力計(jì)。

2.展示與評(píng)價(jià)：學(xué)生展示自己的設(shè)計(jì)，教師和學(xué)生共同評(píng)價(jià)創(chuàng)意的可行性和創(chuàng)新性。

**總結(jié)與拓展（5分鐘）**

1.總結(jié)：回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)彈簧的彈性和胡克定律的重要性。

2.拓展：提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考彈簧在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用，如汽車懸掛系統(tǒng)、建筑結(jié)構(gòu)等。

**用時(shí)分鐘**：導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘），講授新課（15分鐘），鞏固練習(xí)（10分鐘），課堂提問（5分鐘），師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘），創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)（5分鐘），總結(jié)與拓展（5分鐘），總計(jì)45分鐘。知識(shí)點(diǎn)梳理1.彈簧的定義與分類

-彈簧是一種常見的彈性元件，具有儲(chǔ)存和釋放能量的特性。

-彈簧的分類：螺旋彈簧、板彈簧、壓縮彈簧、拉伸彈簧等。

2.彈簧的彈性特性

-彈性：彈簧在外力作用下發(fā)生形變，當(dāng)外力去除后，彈簧能恢復(fù)原狀。

-彈性模量：表示彈簧材料抵抗形變的能力。

3.胡克定律

-胡克定律：彈簧的彈力與其形變量成正比，即F=kx，其中F為彈力，k為彈簧的勁度系數(shù)，x為形變量。

-勁度系數(shù)：表示彈簧的硬度，是彈簧材料本身的特性。

4.彈簧的測(cè)量

-彈簧的長(zhǎng)度測(cè)量：使用尺子或卷尺測(cè)量彈簧的原始長(zhǎng)度和拉伸后的長(zhǎng)度。

-彈簧的彈力測(cè)量：使用彈簧測(cè)力計(jì)或砝碼測(cè)量彈簧在拉伸或壓縮狀態(tài)下的彈力。

5.彈簧的應(yīng)用

-鐘表的發(fā)條：利用彈簧的彈性儲(chǔ)存能量，驅(qū)動(dòng)鐘表運(yùn)行。

-健身器材：如拉力器、啞鈴等，利用彈簧的彈性提供阻力，幫助鍛煉肌肉。

-汽車懸掛系統(tǒng)：利用彈簧的彈性吸收路面顛簸，提高行駛舒適性。

-建筑結(jié)構(gòu)：如橋梁、建筑物的抗震系統(tǒng)，利用彈簧的彈性減輕震動(dòng)。

6.彈簧的實(shí)驗(yàn)

-彈簧的拉伸實(shí)驗(yàn)：測(cè)量不同拉伸長(zhǎng)度下的彈力，驗(yàn)證胡克定律。

-彈簧的壓縮實(shí)驗(yàn)：測(cè)量不同壓縮深度下的彈力，驗(yàn)證胡克定律。

-彈簧的疲勞實(shí)驗(yàn)：觀察彈簧在反復(fù)拉伸和壓縮過程中的性能變化。

7.彈簧的設(shè)計(jì)與制造

-彈簧的設(shè)計(jì)：根據(jù)應(yīng)用需求，選擇合適的彈簧類型、材料、尺寸和形狀。

-彈簧的制造：通過卷繞、拉伸、熱處理等工藝制造彈簧。

8.彈簧的維護(hù)與保養(yǎng)

-定期檢查彈簧的磨損情況，及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的彈簧。

-避免彈簧長(zhǎng)時(shí)間處于拉伸或壓縮狀態(tài)，以免影響其性能。

-保持彈簧的清潔，防止灰塵和油污等雜物進(jìn)入彈簧內(nèi)部。課后作業(yè)為了鞏固學(xué)生對(duì)彈簧和胡克定律的理解，以下是一系列課后作業(yè)題目，旨在幫助學(xué)生深入思考和實(shí)際應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

1.**計(jì)算題**：一個(gè)彈簧的勁度系數(shù)是20N/m，當(dāng)你拉伸它2cm時(shí)，彈簧的彈力是多少？

-解答：使用胡克定律F=kx，其中k=20N/m，x=0.02m（2cm轉(zhuǎn)換為米）。計(jì)算得F=20N/m×0.02m=0.4N。

2.**應(yīng)用題**：一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧在測(cè)量時(shí)，其原始長(zhǎng)度為10cm，當(dāng)測(cè)得力為5N時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?2cm。求該彈簧的勁度系數(shù)。

-解答：首先計(jì)算形變量x=12cm-10cm=2cm=0.02m。然后使用胡克定律k=F/x，其中F=5N，x=0.02m。計(jì)算得k=5N/0.02m=250N/m。

3.**實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題**：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證胡克定律。你需要列出實(shí)驗(yàn)步驟、所需材料和預(yù)期結(jié)果。

-解答：

-實(shí)驗(yàn)步驟：

1.準(zhǔn)備一個(gè)彈簧和一把刻度尺。

2.測(cè)量彈簧的原始長(zhǎng)度。

3.逐步增加砝碼，每次增加相同的質(zhì)量。

4.記錄每次增加質(zhì)量后彈簧的長(zhǎng)度。

5.計(jì)算每次增加質(zhì)量后的形變量。

6.繪制形變量與施加力的關(guān)系圖。

-所需材料：彈簧、刻度尺、砝碼、細(xì)線。

-預(yù)期結(jié)果：形變量與施加力成正比，驗(yàn)證胡克定律。

4.**思考題**：為什么汽車懸掛系統(tǒng)使用彈簧而不是硬桿？

-解答：汽車懸掛系統(tǒng)使用彈簧而不是硬桿，是因?yàn)閺椈煽梢晕章访骖嶔ぃ峁└悠椒€(wěn)的乘坐體驗(yàn)，同時(shí)減少震動(dòng)對(duì)車輛和乘客的影響。

5.**創(chuàng)新題**：假設(shè)你想要設(shè)計(jì)一個(gè)可以伸縮的窗戶，使用彈簧作為驅(qū)動(dòng)機(jī)制。請(qǐng)描述你的設(shè)計(jì)思路，并計(jì)算所需的彈簧長(zhǎng)度變化范圍。

-解答：

-設(shè)計(jì)思路：

1.確定窗戶的伸縮范圍和所需的彈簧力。

2.選擇合適的彈簧類型和勁度系數(shù)。

3.設(shè)計(jì)彈簧的固定方式，確保安全可靠。

4.計(jì)算彈簧在最大伸縮時(shí)的長(zhǎng)度變化范圍。

-計(jì)算示例：假設(shè)窗戶需要伸縮10cm，選擇勁度系數(shù)為10N/m的彈簧。使用胡克定律計(jì)算所需長(zhǎng)度變化范圍：x=F/k，其中F=10N（窗戶重量），k=10N/m。計(jì)算得x=10N/10N/m=1m。這意味著彈簧至少需要10cm的長(zhǎng)度變化范圍。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：學(xué)生在課堂上積極參與討論，對(duì)于彈簧和胡克定律的概念表現(xiàn)出濃厚興趣。大部分學(xué)生能夠認(rèn)真聽講，對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作步驟掌握較好。在課堂提問環(huán)節(jié)，學(xué)生們能夠根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回答，展現(xiàn)出一定的思考能力。

2.小組討論成果展示：在小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生們能夠分工合作，共同探討彈簧的特性和實(shí)驗(yàn)操作。每個(gè)小組都能夠完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并成功驗(yàn)證了胡克定律。在成果展示中，學(xué)生們能夠清晰、有條理地闡述實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，展現(xiàn)出良好的團(tuán)隊(duì)合作能力。

3.隨堂測(cè)試：通過隨堂測(cè)試，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)彈簧和胡克定律的理解程度。測(cè)試結(jié)果顯示，大部分學(xué)生能夠正確回答與彈簧相關(guān)的計(jì)算題和應(yīng)用題。在難度較高的思考題和創(chuàng)新題方面，部分學(xué)生表現(xiàn)出一定的困難，但總體上學(xué)生的表現(xiàn)符合預(yù)期。

4.實(shí)驗(yàn)操作技能：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)表現(xiàn)出較高的技能水平，能夠按照實(shí)驗(yàn)步驟正確操作實(shí)驗(yàn)器材。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生能夠注意安全，遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)則。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

-針對(duì)課堂表現(xiàn)：鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)保持積極參與的態(tài)度，提高課堂互動(dòng)效果。對(duì)于課堂表現(xiàn)較好的學(xué)生，給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

-針對(duì)小組討論成果展示：強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作的重要性，鼓勵(lì)學(xué)生在討論中互相學(xué)習(xí)、取長(zhǎng)補(bǔ)短。針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中存在的問題，給予個(gè)別指導(dǎo)，幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)技能。

-針對(duì)隨堂測(cè)試：針對(duì)學(xué)生在測(cè)試中暴露出的問題，進(jìn)行針對(duì)性的講解和輔導(dǎo)。針對(duì)創(chuàng)新題和創(chuàng)新設(shè)計(jì)題，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮想象力，勇于嘗試新的想法。

-針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作技能：強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的重要性，提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中注意安全。對(duì)于操作技能較好的學(xué)生，給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-針對(duì)教學(xué)資源的運(yùn)用：鼓勵(lì)教師合理運(yùn)用教材、輔助材料和實(shí)驗(yàn)器材，提高教學(xué)效果。對(duì)于教學(xué)資源的使用情況，進(jìn)行定期檢查和評(píng)估，確保教學(xué)資源的有效性。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.多媒體輔助教學(xué)：在課堂上，我嘗試運(yùn)用多媒體資源，如動(dòng)畫、視頻等，來(lái)展示彈簧的動(dòng)態(tài)變化和胡克定律的應(yīng)用，使得抽象的概念更加直觀易懂，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.實(shí)驗(yàn)探究式學(xué)習(xí)：我鼓勵(lì)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來(lái)探究彈簧的彈性特性，讓學(xué)生在“做中學(xué)”，這種動(dòng)手實(shí)踐的方式不僅加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，也培養(yǎng)了他們的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究精神。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生個(gè)體差異：在課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的參與度和理解程度存在較大差異。部分學(xué)生在討論中較為沉默，而實(shí)驗(yàn)操作時(shí)有些學(xué)生過于依賴同伴，缺乏獨(dú)立思考的能力。

2.教學(xué)深度不足：在講解胡克定律時(shí)，我可能過于注重公式的推導(dǎo)，而忽略了學(xué)生對(duì)彈簧彈性概念的理解。有些學(xué)生對(duì)彈簧的形變和彈力之間的關(guān)系理解不夠深入。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前主要依靠隨堂測(cè)試來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這種評(píng)價(jià)方式可能無(wú)法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)態(tài)度。

反思改進(jìn)措施（三）