论文部分内容阅读
单元概述
《物体的运动》是教科版《科学》三年级下册的一个单元。我们希望学生通过本单元对物体机械运动的系统学习，对物体的位置、运动形式、运动速度等有初步的科学认识，并能用科学的方法和思维重新审视现实生活中各种物体的运动。
本单元的学习目标来自《义务教育小学科学课程标准》1.1、4.1、4.2、4.2、4.2、4.3、4.3和18.3中对3～4年级相关学习内容的要求。本单元的教学目标为：
科学知识目标
●用相对于另一个物体的方向和距离来描述运动物体在某个时刻的位置。
●物体的运动有不同形式。
●物体的运动按运动轨迹（运动路线）可以分为直线运动和曲线运动。
●物体运动的快慢是可以测量和比较的。
●工程设计的基本步骤包括明确问题、确定方案、设计制作、改进完善等。
科学探究目标
●借助方向盘、软尺等工具，描述某个物体某个时刻的位置。
●通过观察和比较，记录和描述物体不同的运动方式。
●通过观察，记录和描述物体在斜面上的运动情况。
●借助秒表、软尺等工具进行测量，并比较不同物体运动的快慢。
●根据设计要求，设计、制作、评价和改进自己小组的“过山车”。
●基于探索活动中获得的信息，开展基于证据的科学论证活动。
科学态度目标
●亲历对物体运动的探究活动，表现出相应的探究兴趣。
●采用合适的方式，如实地记录和讲述有关物体运动的信息。
●体会到重复测试对提高证据有效性的意义。
●愿意与同伴合作探究，认真观察实验现象、及时记录，并以事实为依据，开展交流研讨。
●乐于分享自己的经验，能接纳他人的观点，完善自己的探究。
科学、技术、社会与环境目标
●初步感知使用工具可以更加精确、便利和快捷。
●初步体验包括设计、实施、改进在内的简单的技术与工程过程。
●提高对技术设计和动手制作的兴趣，激发创造精神。
单元教学内容分析
第1课《运动和位置》
本课将物体与地面比较，观察是否发生了位置变化，判断物体是静止的，还是运动的;借助方向盘和软尺，学习采用“相对于另一个物体的方向和距离”的方法来描述物体在某个时刻的位置。
“聚焦”部分的两个问题直指本节课的重点——判断物体是运动的，还是静止的;学习描述物体位置的方法。这两个问题与研讨部分呈现的两个问题一一对应。
“探索”活动1，判断物体是运动的，还是静止的。教科书提供了三组照片，通过同一主题前后两张照片的比较，学生能明显地观察到赛跑的两位男生、公交车、天空上的老鹰和地面相比，位置变了，是运动的;其他物体和地面相比，位置没变，是静止的。在探索活动1中，如果学生自定参照物进行比较，教师应当鼓励。
参照物概念是本课的一个教学难点。参照物（参考系）对于机械运动乃至整个物理学科是至关重要的，本活动就隐含了参照物（参考系）这一概念。考虑到三年级学生的认知水平，教材中没有出现“参照物”这一科学词汇，但教师可以用“和……相比”的句式，代替“参照物”概念的表述。
“研讨”部分的两个问题与聚焦部分的问题相呼应，可以有机融合到探索活动中：问题1“怎样判断物体是运动的还是静止的”，与探索活动1融合;问题2“怎样描述自己所处的位置”，与探索活动2～4融合，也可以在探索活动后进行总结提升。
第2课《各种各样的运动》
本课要求学生观察、比较和记录身边常见物体的运动形式，认识到物体的运动形式是各种各样的，为第3课做好认知铺垫。
“探索”活动1要求学生用多种方法让物体运动起来，并观察、比较运动形式是否一样。教科书呈现了五种物体，它们的运动形式分别是：指尖陀螺是转动，弹拨后的钢尺是振动，玩具车前进过程中车身为平动、车轮是滚动，弹簧摇马的马身是摆动、弹簧上下的弹跳是振动，溜溜球甩出去后绕轴进行转动、顺着线往回收是滚动，前两个是简单运动，后三個是复合运动。在师生交流的过程中，会产生一个问题：怎样描述和记录这些物体的运动形式呢？这就引向下一个活动——用贴圆点的方式观察和记录物体的运动形式。
“探索”活动2是本节课的重点活动。本活动引导学生在物体上贴圆点，用多种方法让它们运动起来，观察和记录圆点的运动形式并交流。教材首先以钢尺和指尖陀螺为例，分别呈现贴了圆点的图片和运动过程中的图片，用以指导学生的操作（教学时教师还需示范记录）。接着，又列举了一些可用作探索的其他物体，用多种方法让它们运动起来。例如：钢尺，压住一端弹拨另一端，形成上下振动;把钢尺有洞的一头套在削尖的铅笔（或小棒）上，甩动钢尺，钢尺的运动形式是（绕轴）转动。
教材还提示“更换圆点的位置，观察与之前的运动形式是否一样”。圆点贴在不同位置，就会观察到不同的运动方式，如弹簧摇马，马身为前后摆动或者左右摆动，而弹簧为振动;摆钟的指针是转动，摆锤是左右摆动。另外，发条青蛙和弹弹球都是由竖直方向的平动和水平方向的平动形成的复合运动。弹簧彩虹圈相当于多个不同弹簧的串联，由于每个弹簧的弹性系数不同，以及固有频率不同，导致振动不同，形成波状的振动。本活动并不要求学生能全面描述一个物体的运动形式，也无须把上述内容详细分析给学生听，教师要有选择地提供用于观察的物体，学生在充分的体验活动中观察、记录。
第3课《直线运动和曲线运动》
本课要求学生通过观察常见物体的运动路线和击球、撞球的探索活动，了解物体的运动按运动轨迹（运动路线）可以分为直线运动和曲线运动。
“聚焦”部分的“运动的物体会有不同的路线”，直指本课的核心问题——从运动路线的角度研究物体的运动。教科书第7页呈现了立交桥上车来车往的画面，提出问题：“这些车的运动路线有什么不同？”这是一个呈现学生前概念的问题，也是一个启下的问题——引出“探索”版块中对于更多物体的运动路线的观察和描述。 “探索”活动2：“先尝试用蓝色球击中红色球，再分别利用直线轨道和曲线轨道击球。”教科书呈现的图分别是两位学生直接击球、利用直线轨道击球、利用曲线轨道击球，轨道的宽度刚好能使一个小球通过。直线轨道和曲线轨道的出现，旨在为学生画运动路线时做参考，降低他们在纸上画出运动路线的难度。两位学生的对话“这颗球在做直线运动”“这颗球在做曲线运动”，指出了根据运动路线的不同，物体的运动可分为直线运动和曲线运动，这是需要学生掌握的科学词汇。
第4课《物体在斜面上的运动》
本课通过将不同形状的物体放在斜面上，发现它们在斜面上的运动情况是不同的，斜面的高低、物体的形状会影响物体运动的快慢。
“探索”活动2和活动3，要求学生把三种物体轻轻地放在斜面的上端，观察它们的运动情况。教科书希望小木块、小六棱柱、小球的运动情况分别是静止不动、滑动、滚动，但在实际操作中，小木块的运动会受到斜面高度以及光滑程度的影响，所以教师课前务必进行“下水实验”，选择合适的斜面，调整支架的高度。另外，把小六棱柱轻放在斜面上端时，运动情况会受放置方式的影响，如果是用一个面与斜面接触，容易出现的是滑动现象;如果是用一条棱与斜面接触，容易出现的是滚动现象。教学时，教师可以规定学生用小六棱柱的一个面与斜面接触，也可以不做限制，等实验后的交流环节再进行讨论。
“拓展”部分要求学生将斜面逐渐变高，再观察物体的运动情况。通过实践，学生会发现：当坡度增大后，部分物体的运动情况会改变，如原本静止在斜面上的小方块会滑动;原本在斜面上滑动的六棱柱会滚动;当坡度增大后，原本运动的物体速度会变快。这些新的发现，会激发学生在课外继续研究物体在斜面上的运动情况，甚至探索原因所在。特别是第2点，学生发现斜面上物体的运动速度发生了变化，就自然而然地引向了下两节课关于物体运动速度的研究。
第5课《比较相同距离内运动的快慢》
本课要求学生学习借助秒表、软尺等测量工具，使用“当运动距离相同时，比较运动时间的长短”的方法，比较运动的快慢，描述速度的大小。
“聚焦”部分提及的“怎样来比较它们的运动快慢呢”的问题，是第5、6两课要共同解决的核心问题。
“探索”活动2是在两条相同的轨道上，比较不同小球运动的快慢。“探索”活动3是在同一条轨道上，比较不同小球运动的快慢。学生需要借助秒表重复测量（至少3次）不同小球运动相同距离所用的时间，并进行比较。本活动中用到的两个球，一个球可以与探索活动2中的一样，另一球必须更换，这是为了实际测量之前具有不确定性，以保持学生强烈的探索欲。
第6课《比较相同时间内运动的快慢》
本课与第5课类似，要求学生学习借助秒表、软尺等测量工具，使用“当运动时间相同时，比较运动距离的长短”的方法，比较运动的快慢，描述速度的大小。
“探索”活动2中，两位同学从不同地点同时出发、同时停止，比较运动的快慢。教科书中用文字描述了具体的比较方法：两位同学听口令从不同地点同时沿直线出发，听到第2次口令停止走动。用软尺分别量出运动的距离，记录下来，比较运动的快慢。两次口令，意在保证两位同学运动的时间相同。配图上，两位同学在两条摆放方向不一致的软尺旁，用相同方式行走。两条软尺分开摆放且方向不同，是为了让两位学生从不同地点出发，并且不能直接比较他们运动距离的长短;将软尺铺在地上，一是方便学生走直线，二是便于测量。图片旁还提示“可用脚跟接脚尖的方法来行走”，这是考虑到教学场地的活动范围小，建议用这样的方式行走以减小移动距离。实际教学中，教师可以根据活动场地情况，自行选择安全可行的动作，比如单脚跳、双脚跳等。
“探索”活动3，两位同学从不同起点不同时出发，比较运动的快慢。这个活动在活动2的基础上增加了难度，需要学生思考如何保证两位同学的运动时间是相同的。教科书的配图给出了具体操作提示：两位学生在教室内外的地上都铺有一条软尺，旁边都有一位计时的同学;秒表和旁白提示学生可以通过计时来控制两位同学的运动时间相同，用软尺测量距离来比较快慢。教科书建议行走的时间为10秒，是考虑到教室的场地有限，教师可以根据实际情况调整学生行走的时间。
第7课《我们的“过山车”》
本课要求学生针对具体任务，明确设计要求，利用给定的材料，结合前面几课所学，设计、制作自己小组的“过山车”并进行评价、改进完善，将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，发展创新和实践能力。
“聚焦”部分展示了五张形态各异的过山车的图片。图片中的过山车，有的在爬升，有的在滑落，有的在做直线运动，有的在做曲线运动，这样呈现，既可以丰富学生的直观认识，又为他们后续设计“过山车”运动路线做铺垫。聚焦问题“让我们来设计和建造一座自己的过山车吧”，直接指明了本节课的研究重点。
“小实践”部分分为设计、制作、评价三个部分。在设计部分，学生在纸上设计“过山车”的轨道路线。需要强调的是，设计必須在学生熟悉材料特征（“探索”活动1的观察材料）、预先操作（“探索”活动1建造的直线轨道和曲线轨道）、明确设计要求（“探索”活动2）之后，才能有效进行。如果上课伊始教师直接让学生在白纸上设计“过山车”的轨道路线，这种设计是虚假的、低效的，是无法发挥工程设计图应有作用的。在制作部分，学生根据设计图和已有材料进行“过山车”的拼搭。在评价部分，学生观察“过山车”上小球的运动情况，完成对“过山车”的评价。评价的内容就是“探索”活动2中设计要求的五条内容，其中，小球能否不脱轨走完全程是通过观察它在过山车上的运动情况做出判断的。
第8课《测试“过山车”》
本课要求学生以观察、测量、比较“过山车”为主线开展探索活动，在活动中总结、应用、内化本单元的学习内容，创造性地解决实际问题，以及进一步将作品进行优化改进。
《物体的运动》是教科版《科学》三年级下册的一个单元。我们希望学生通过本单元对物体机械运动的系统学习，对物体的位置、运动形式、运动速度等有初步的科学认识，并能用科学的方法和思维重新审视现实生活中各种物体的运动。
本单元的学习目标来自《义务教育小学科学课程标准》1.1、4.1、4.2、4.2、4.2、4.3、4.3和18.3中对3～4年级相关学习内容的要求。本单元的教学目标为：
科学知识目标
●用相对于另一个物体的方向和距离来描述运动物体在某个时刻的位置。
●物体的运动有不同形式。
●物体的运动按运动轨迹（运动路线）可以分为直线运动和曲线运动。
●物体运动的快慢是可以测量和比较的。
●工程设计的基本步骤包括明确问题、确定方案、设计制作、改进完善等。
科学探究目标
●借助方向盘、软尺等工具，描述某个物体某个时刻的位置。
●通过观察和比较，记录和描述物体不同的运动方式。
●通过观察，记录和描述物体在斜面上的运动情况。
●借助秒表、软尺等工具进行测量，并比较不同物体运动的快慢。
●根据设计要求，设计、制作、评价和改进自己小组的“过山车”。
●基于探索活动中获得的信息，开展基于证据的科学论证活动。
科学态度目标
●亲历对物体运动的探究活动，表现出相应的探究兴趣。
●采用合适的方式，如实地记录和讲述有关物体运动的信息。
●体会到重复测试对提高证据有效性的意义。
●愿意与同伴合作探究，认真观察实验现象、及时记录，并以事实为依据，开展交流研讨。
●乐于分享自己的经验，能接纳他人的观点，完善自己的探究。
科学、技术、社会与环境目标
●初步感知使用工具可以更加精确、便利和快捷。
●初步体验包括设计、实施、改进在内的简单的技术与工程过程。
●提高对技术设计和动手制作的兴趣，激发创造精神。
单元教学内容分析
第1课《运动和位置》
本课将物体与地面比较，观察是否发生了位置变化，判断物体是静止的，还是运动的;借助方向盘和软尺，学习采用“相对于另一个物体的方向和距离”的方法来描述物体在某个时刻的位置。
“聚焦”部分的两个问题直指本节课的重点——判断物体是运动的，还是静止的;学习描述物体位置的方法。这两个问题与研讨部分呈现的两个问题一一对应。
“探索”活动1，判断物体是运动的，还是静止的。教科书提供了三组照片，通过同一主题前后两张照片的比较，学生能明显地观察到赛跑的两位男生、公交车、天空上的老鹰和地面相比，位置变了，是运动的;其他物体和地面相比，位置没变，是静止的。在探索活动1中，如果学生自定参照物进行比较，教师应当鼓励。
参照物概念是本课的一个教学难点。参照物（参考系）对于机械运动乃至整个物理学科是至关重要的，本活动就隐含了参照物（参考系）这一概念。考虑到三年级学生的认知水平，教材中没有出现“参照物”这一科学词汇，但教师可以用“和……相比”的句式，代替“参照物”概念的表述。
“研讨”部分的两个问题与聚焦部分的问题相呼应，可以有机融合到探索活动中：问题1“怎样判断物体是运动的还是静止的”，与探索活动1融合;问题2“怎样描述自己所处的位置”，与探索活动2～4融合，也可以在探索活动后进行总结提升。
第2课《各种各样的运动》
本课要求学生观察、比较和记录身边常见物体的运动形式，认识到物体的运动形式是各种各样的，为第3课做好认知铺垫。
“探索”活动1要求学生用多种方法让物体运动起来，并观察、比较运动形式是否一样。教科书呈现了五种物体，它们的运动形式分别是：指尖陀螺是转动，弹拨后的钢尺是振动，玩具车前进过程中车身为平动、车轮是滚动，弹簧摇马的马身是摆动、弹簧上下的弹跳是振动，溜溜球甩出去后绕轴进行转动、顺着线往回收是滚动，前两个是简单运动，后三個是复合运动。在师生交流的过程中，会产生一个问题：怎样描述和记录这些物体的运动形式呢？这就引向下一个活动——用贴圆点的方式观察和记录物体的运动形式。
“探索”活动2是本节课的重点活动。本活动引导学生在物体上贴圆点，用多种方法让它们运动起来，观察和记录圆点的运动形式并交流。教材首先以钢尺和指尖陀螺为例，分别呈现贴了圆点的图片和运动过程中的图片，用以指导学生的操作（教学时教师还需示范记录）。接着，又列举了一些可用作探索的其他物体，用多种方法让它们运动起来。例如：钢尺，压住一端弹拨另一端，形成上下振动;把钢尺有洞的一头套在削尖的铅笔（或小棒）上，甩动钢尺，钢尺的运动形式是（绕轴）转动。
教材还提示“更换圆点的位置，观察与之前的运动形式是否一样”。圆点贴在不同位置，就会观察到不同的运动方式，如弹簧摇马，马身为前后摆动或者左右摆动，而弹簧为振动;摆钟的指针是转动，摆锤是左右摆动。另外，发条青蛙和弹弹球都是由竖直方向的平动和水平方向的平动形成的复合运动。弹簧彩虹圈相当于多个不同弹簧的串联，由于每个弹簧的弹性系数不同，以及固有频率不同，导致振动不同，形成波状的振动。本活动并不要求学生能全面描述一个物体的运动形式，也无须把上述内容详细分析给学生听，教师要有选择地提供用于观察的物体，学生在充分的体验活动中观察、记录。
第3课《直线运动和曲线运动》
本课要求学生通过观察常见物体的运动路线和击球、撞球的探索活动，了解物体的运动按运动轨迹（运动路线）可以分为直线运动和曲线运动。
“聚焦”部分的“运动的物体会有不同的路线”，直指本课的核心问题——从运动路线的角度研究物体的运动。教科书第7页呈现了立交桥上车来车往的画面，提出问题：“这些车的运动路线有什么不同？”这是一个呈现学生前概念的问题，也是一个启下的问题——引出“探索”版块中对于更多物体的运动路线的观察和描述。 “探索”活动2：“先尝试用蓝色球击中红色球，再分别利用直线轨道和曲线轨道击球。”教科书呈现的图分别是两位学生直接击球、利用直线轨道击球、利用曲线轨道击球，轨道的宽度刚好能使一个小球通过。直线轨道和曲线轨道的出现，旨在为学生画运动路线时做参考，降低他们在纸上画出运动路线的难度。两位学生的对话“这颗球在做直线运动”“这颗球在做曲线运动”，指出了根据运动路线的不同，物体的运动可分为直线运动和曲线运动，这是需要学生掌握的科学词汇。
第4课《物体在斜面上的运动》
本课通过将不同形状的物体放在斜面上，发现它们在斜面上的运动情况是不同的，斜面的高低、物体的形状会影响物体运动的快慢。
“探索”活动2和活动3，要求学生把三种物体轻轻地放在斜面的上端，观察它们的运动情况。教科书希望小木块、小六棱柱、小球的运动情况分别是静止不动、滑动、滚动，但在实际操作中，小木块的运动会受到斜面高度以及光滑程度的影响，所以教师课前务必进行“下水实验”，选择合适的斜面，调整支架的高度。另外，把小六棱柱轻放在斜面上端时，运动情况会受放置方式的影响，如果是用一个面与斜面接触，容易出现的是滑动现象;如果是用一条棱与斜面接触，容易出现的是滚动现象。教学时，教师可以规定学生用小六棱柱的一个面与斜面接触，也可以不做限制，等实验后的交流环节再进行讨论。
“拓展”部分要求学生将斜面逐渐变高，再观察物体的运动情况。通过实践，学生会发现：当坡度增大后，部分物体的运动情况会改变，如原本静止在斜面上的小方块会滑动;原本在斜面上滑动的六棱柱会滚动;当坡度增大后，原本运动的物体速度会变快。这些新的发现，会激发学生在课外继续研究物体在斜面上的运动情况，甚至探索原因所在。特别是第2点，学生发现斜面上物体的运动速度发生了变化，就自然而然地引向了下两节课关于物体运动速度的研究。
第5课《比较相同距离内运动的快慢》
本课要求学生学习借助秒表、软尺等测量工具，使用“当运动距离相同时，比较运动时间的长短”的方法，比较运动的快慢，描述速度的大小。
“聚焦”部分提及的“怎样来比较它们的运动快慢呢”的问题，是第5、6两课要共同解决的核心问题。
“探索”活动2是在两条相同的轨道上，比较不同小球运动的快慢。“探索”活动3是在同一条轨道上，比较不同小球运动的快慢。学生需要借助秒表重复测量（至少3次）不同小球运动相同距离所用的时间，并进行比较。本活动中用到的两个球，一个球可以与探索活动2中的一样，另一球必须更换，这是为了实际测量之前具有不确定性，以保持学生强烈的探索欲。
第6课《比较相同时间内运动的快慢》
本课与第5课类似，要求学生学习借助秒表、软尺等测量工具，使用“当运动时间相同时，比较运动距离的长短”的方法，比较运动的快慢，描述速度的大小。
“探索”活动2中，两位同学从不同地点同时出发、同时停止，比较运动的快慢。教科书中用文字描述了具体的比较方法：两位同学听口令从不同地点同时沿直线出发，听到第2次口令停止走动。用软尺分别量出运动的距离，记录下来，比较运动的快慢。两次口令，意在保证两位同学运动的时间相同。配图上，两位同学在两条摆放方向不一致的软尺旁，用相同方式行走。两条软尺分开摆放且方向不同，是为了让两位学生从不同地点出发，并且不能直接比较他们运动距离的长短;将软尺铺在地上，一是方便学生走直线，二是便于测量。图片旁还提示“可用脚跟接脚尖的方法来行走”，这是考虑到教学场地的活动范围小，建议用这样的方式行走以减小移动距离。实际教学中，教师可以根据活动场地情况，自行选择安全可行的动作，比如单脚跳、双脚跳等。
“探索”活动3，两位同学从不同起点不同时出发，比较运动的快慢。这个活动在活动2的基础上增加了难度，需要学生思考如何保证两位同学的运动时间是相同的。教科书的配图给出了具体操作提示：两位学生在教室内外的地上都铺有一条软尺，旁边都有一位计时的同学;秒表和旁白提示学生可以通过计时来控制两位同学的运动时间相同，用软尺测量距离来比较快慢。教科书建议行走的时间为10秒，是考虑到教室的场地有限，教师可以根据实际情况调整学生行走的时间。
第7课《我们的“过山车”》
本课要求学生针对具体任务，明确设计要求，利用给定的材料，结合前面几课所学，设计、制作自己小组的“过山车”并进行评价、改进完善，将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，发展创新和实践能力。
“聚焦”部分展示了五张形态各异的过山车的图片。图片中的过山车，有的在爬升，有的在滑落，有的在做直线运动，有的在做曲线运动，这样呈现，既可以丰富学生的直观认识，又为他们后续设计“过山车”运动路线做铺垫。聚焦问题“让我们来设计和建造一座自己的过山车吧”，直接指明了本节课的研究重点。
“小实践”部分分为设计、制作、评价三个部分。在设计部分，学生在纸上设计“过山车”的轨道路线。需要强调的是，设计必須在学生熟悉材料特征（“探索”活动1的观察材料）、预先操作（“探索”活动1建造的直线轨道和曲线轨道）、明确设计要求（“探索”活动2）之后，才能有效进行。如果上课伊始教师直接让学生在白纸上设计“过山车”的轨道路线，这种设计是虚假的、低效的，是无法发挥工程设计图应有作用的。在制作部分，学生根据设计图和已有材料进行“过山车”的拼搭。在评价部分，学生观察“过山车”上小球的运动情况，完成对“过山车”的评价。评价的内容就是“探索”活动2中设计要求的五条内容，其中，小球能否不脱轨走完全程是通过观察它在过山车上的运动情况做出判断的。
第8课《测试“过山车”》
本课要求学生以观察、测量、比较“过山车”为主线开展探索活动，在活动中总结、应用、内化本单元的学习内容，创造性地解决实际问题，以及进一步将作品进行优化改进。