小学科学教科版 (2017)四年级上册2.用气球驱动小车教学ppt课件

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。要使物体运动得更快必须用更大的力。

本课教学除了需要认识反冲力的核心概念，同时需要利用反冲力制作气球小车，并测试气球小车。在学习中思考应用，在应用中获得技能，夯实概念，落实应用，拓展思维。

【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。作为学习、认知和应用的协同，学生需要基于生活经验基础上的科学思辨、科学实证和科学拓展，以提升认识世界的技能和方法，培养探究生活真相的意识。

【教学目标】

科学观念：通过思考生活中反冲力现象，经过实验设计、实验活动和科学研讨，认识以下科学原理；气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力叫反冲力；要使静止的物体运动，就要对物体施加力。反冲力越大，小车行驶得越远；

科学思维：用观察、比较、实验、归纳、演绎等方法，能理解和认识反冲力的概念和生活应用。

探究实践：会组装用气球反冲力作动力的小车；会研究小车运动快慢与反冲力大小的关系；能用实验数据证明自己的推测。

态度责任：在科学实验探究活动中培养探知真相的意识和方法，体验合作的重要性，体会用反冲力应用给人们的生活带来的变化，激发利用科学技术改造社会的热情和兴趣。

【教学重难点】

重点：研究小车的反冲运动

难点：对小车反冲运动的解释

【教学准备】

教师：小车反冲运动实验套材、长线一根、喷气式飞机等图片

小组：小车一套

【教学过程】

一、揭示课题（预设5分钟）

材料准备：气球

1.把气球充足气后放开，气球会怎么运动？

（1）玩气球，教师把吹足气的气球放开，气球会怎样？

（2）请你也来这样玩一玩，想一想气球为什么会飞出去。

你观察到什么现象？

2.我们能用气球驱动小车吗？

【设计意图】利用学生习以为常的气球导入，教师演示学生观察思考，激发学生的探究热情，为后续学习有效导入。

二、探究活动

材料准备：气球、教学课件、小车、实验记录单

活动一：感受认识反冲力（预设10分钟）

结合学生手册中的记录单，记录反冲力的方向。

1.学生一起尝试气球游戏，并提出要求：

把气球吹足气再松开口部，观察并画出气球喷气方向和运动方向，试着做出自己的解释。（操作方法，见PPT：释放气球原理运行路线）

2.尝试固定气球的运动方向（拓展尝试：气球口夹回形针，气球固定到细线上吸管等）

3.反思、研讨反冲力基本原理，研讨中图文并茂展示。

3.科学词汇教学——推力和反冲力

气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力叫反冲力。

活动二：组装气球车（预设10分钟）

1.交流讨论安装方法。

2.出示小车安装示意图

3.调试小车。

4.试着让你的小车能行驶更远。

    5.思考，为什么充气的气球可以驱动小车呢？

活动三：如何让小车跑得更远（预设15分钟）

1.你认为可能影响小车行驶距离的因素有哪些？

如果想要行驶更远，可以怎么改进？

2.现在你们小组打算采取什么措施，让你的小车快速行驶；

3.怎么比较他们的远近呢？交流探讨后得出车头开始车头结束为距离测量基本方法。

4.记录实验数据后，整理数据探讨科学规律

【设计意图】感受反冲力认识反冲力→组装小车动起来→如何让小车跑得更远，三步进阶从认识到应用，学生经历了充实的学习过程。经过充分的实验体验，学生对反冲力的探究性学习有了进阶式发展，积累经验和技能，培养探究意识。

三、教学研讨（预设5分钟）

材料准备：教学课件

1.气球是怎样使小车向前运动的？

    通过实验推敲反冲力导致小车前进的原因，并用图文展示其中原理。

小车气球吹气后会产生相反动力反冲力，使小车反方向运动。

2.怎样改进可以使小车行驶得更远？

力能使物体运动发生改变，力越大运动越远。

【设计意图】经过三个实验活动，学生的体验得到有效充盈，体验越深，感悟越多，从明理到应用中学生的科学概念、学以致用理念都得到了发展。

四、拓展：（预设5分钟）

材料准备：教学课件

生活中的反冲力

1.你还知道哪些地方用到了反冲力？

（1）联系生活，思考反冲力是怎样存在的？

（2）出示喷气式飞机、火箭的图片，学生交流探讨。

（3）图文并茂展示和分析反冲力原理。

【设计意图】反冲力作为力的一种，体现在是力相互作用原理，反冲力在日常生活中应用广泛，飞机、火箭等就是典型事例。在领悟反冲力原理后，放眼生活寻找生活中的反冲力，这是学以致用的一种方式，对于培养学生的解决问题能力具有很好的引导作用。

五、板书设计

【疑难解答】

1.气球小车前进距离怎么测量比较合适？

关于这个问题，首先要考虑实验的测试的公平性。小学数学中有列车前后距离测量，如果列车有长短，那么开始的车头开始，记最后的车尾，就会发现车尾越长的有效距离越有短，反之越长；但是如果车头开始车头结尾，或者车尾开始车尾结束，这样所测距离就是一致的公平。再如跑步必要也是如此，因此一般来实说建议车头开始结尾最便捷。

2.气球嘴大小与气球小车运动快慢实验该怎么做好？

气球嘴大小与气球小车运动远近这是实验，首先受气球嘴材料所限，一般都比较难开展。如果有大小不同的气球嘴，此时就会发现不是气球嘴越大跑得越远，也不是气球嘴越小跑得越近，而是一个合适气球嘴大小。气球嘴太大，气体很快吹出，所产生的反冲力有限；气球嘴太细，虽然吹的时间长，但是反冲力太小，可能小车无法前进。总体看，气球嘴大小实验有研究的价值，可以作为拓展活动，全班活动选用，不做掌握要求。

3.在影响小车行驶距离的众多因素有哪些？

这是实验中需要了解清楚的问题，影响的因素有：小车大小、轻重，轮胎大小、宽窄、光滑度，以及接触面光滑度、倾斜度，气球大小、弹力角度，气球嘴大小等因素，不需要学生全部了解，但是总体来看了解越多说明学生的实验水平越高。

第2课　用气球驱动小车

(教材P44～45)

授课时间：______________　　　　　　　　累计    1    课时

第2课时《用气球驱动小车》

【教学目标】

科学概念目标

1.气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力叫反冲力。

2.要使静止的物体运动，就要对物体施加力。反冲力越大，小车行驶得越远。

科学探究目标

1.会组装用气球反冲力作动力的小车。

2.会研究小车运动快慢与反冲力大小的关系。

3.能用实验数据证明自己的推测。

科学态度目标

1.发展进一步研究运动和力的兴趣。

2.意识到要把实验现象转化为支持观点的证据。

3.体验合作的重要性。

科学、技术、社会与环境目标

1. 体会到可以用反冲力作为动力驱动车辆、火箭、飞机等物体运动，满足人们生产生活的需要。
2. 改变喷气管粗细和气球充气量会影响小车的动力大小。

【教学重点】

气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力叫反冲力。反冲力越大，小车行驶得越远。 

【教学准备】

教师准备：大气球、小气球、打气筒、小车、粗吸管、细吸管、教学课件。

【教学流程】

《用气球驱动小车》教学设计

深圳市宝安区教育科学研究院 杜伟

【教材分析】

本课的主要任务是以气球小车实验为载体，让学生经历观察-猜想-实验-分析-推理的思维过程，感受反冲力是如何推动物体运动的，以及哪些因素可能会影响到反冲力的大小。并把实验现象转化为证据，最后通过对实验现象的理性思考建构更高层次概念。

本课教材围绕本单元“运动和力”的核心概念，设计了2个活动，先是感受气球喷气时所产生的力和气球上升的力，体会力产生的方向和气球运动的方向，试着作出解释；第二个活动是用气球驱动小车，通过组装一个气球动力小车，测量气球小车能行驶多远，用什么办法使小车行驶得更远，进一步认识运动与力的关系。

反冲力怎样使小车向前运动，又怎样使小车行驶得更远，涉及到的影响因素众多。因此，本课的研究，可以先从一个相对简单的模型开始实验探究，将学生的关注点聚焦到气球大小和喷嘴粗细对气球小车行驶远近的影响上，并通过实验结果，找到一些与研讨问题相对匹配的合理解释。当然，除了这两个重要因素外，还有很多无法在本节课进行实验探究的其他影响因素，比如小车重量、操作方法、结构组成等，都需要学生通过实验后的推理分析，进行相应的辩证思考和深度论证。最后将这些研究结果迁移应用到一个相对复杂的情境里（比如对火箭动力系统设计的简单思考）。

【学情分析】

和火箭运动的原理类似，当气球里的气体喷出时，就会产生一个和喷出方向相反的推力，这是学生并不陌生，而且可以用生活常识解释的简单现象。学生也不难想到，如果把气球和小车绑在一起，气球产生的反冲力也可以带动小车的运动，且气球越大，小车运动越远。但除了气球大小，还有其他因素会影响到小车反冲力的大小，进而影响小车的行驶远近吗？如果有，它们对小车的行驶远近有什么影响呢？如何把多种因素的共同影响进行综合考虑，从而提出一个符合实际情况的解释呢？这些都是学生在本课学习中面临的问题，需要在教学过程中进行引导性设计，并根据研讨内容的要求，在实验材料、操作方法、记录单设计等环节进行精细化设计。

【教学目标】

科学概念目标

1.气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力就是反冲力。

2.要使静止的物体运动，就要对物体施加力。反冲力越大，小车行驶的越远。科学探究目标

1.会组装用气球反冲力作动力的小车。

2.会研究小车运动快慢与反冲力大小的关系。

3.能用实验数据证明自己的推测。

科学态度目标

1.发展进一步研究运动和力的兴趣。

2.意识到把实验事实转化为支持观点的证据。

3.体验合作的重要性。

科学、技术、社会与环境目标

1.体会到有些小车可以用反冲力作为动力，反冲力的大小影响了小车的运动。

2.改变喷气管粗细和气球充气量会对小车的动力大小有影响。

【教学重难点】

重点：通过实验探究气球大小和喷嘴粗细对反冲力大小及小车行驶远近的影响。

难点：根据实验结果进行对比分析得出结论，并把多种因素的共同影响进行综合考虑，提出一个符合实际情况的解释。

【材料准备】

自制塑料小车，可更换的粗细不同的两种规格喷嘴，打气筒，喷绘小车跑道，大头笔（记录用）。

1. 小车跑道规格：宽90cm，长400cm
2. 小车来源：链接【7.0 ha:/！rtNkXRm0yYm！  气球动力小车 反冲力小车模型益智玩具小学生作业科学实验器材DIY】
3. 喷嘴规格：小喷嘴（内径5mm，外径8mm），大喷嘴（内径13mm，外径16mm）

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【教学流程图】

【教学过程】

1.导入

观察气球小车的结构特点。

教师提问：气球小车怎样才能动起来？（操作方法的思考）气球小车的运动方向和气体喷出的方向是什么关系？

学生思考：气球小车依靠什么作为动力？气体的喷出方向与物体的运动方向有什么关系？

教师活动：提炼学生观点，生成“反冲力”的概念，并板书。

设计意图：以“气球小车”的动力原理为切入，从学生的原始概念中，提炼出“反冲力”的科学词汇，并针对反冲力的产生，作用方向，作用结果，达成初步共识。在一个熟悉的情境里，提炼出一个确定的科学概念，在此基础上，逐步衍生出新问题。

2.玩懂方法

学生活动：每人轮流操作气球小车，掌握操作方法。

设计意图：学生是否能快速掌握气球小车的操作方法，很大程度上会影响本课后续实验的效率和结果。例如打气筒的使用方法（一筒气的标准，保证气密性的方法），跑道的使用规范（分小组使用跑道，按照规定方向释放小车），如果单独花时间讲解操作规范，不仅耗时多，且容易消磨学生耐心，效率低下。借助“玩”的活动，调动学生参与兴趣的同时，自然而然就让孩子在“做”中掌握了操作方法，不至于在后面的正式数据采集活动中，造成因为抢玩材料可能导致的合作默契问题。

3.玩出问题

（1）打气量对小车行驶远近的影响

教师提问引导：如何能让小车跑的更远？打气量的多少对小车行驶远近的影响是什么？有数据可以说明我们的猜想吗？

学生思考并用实验数据验证打气量越大，小车行驶越远。

（2）喷嘴粗细对小车行驶远近的影响

教师提问引导：如果换一个细一点的喷嘴，和粗喷嘴打同样多的气，哪个会让小车跑的更远？说说你的理由。

学生猜测喷嘴粗细对小车行驶远近的影响，并简单说明理由，用实验搜集数据，通过数据分析，喷嘴粗细造成的结果异同是如何发生的。

设计意图：在玩小车的过程中引导学生生成有研究价值的问题，从最简单的打气量对小车行驶远近的影响分析，到存在分歧的喷嘴粗细对小车行驶远近的影响分析，进而引发他们对小车动力系统设计更多的有趣思考，是本环节的最终目的。

4.玩会思考

教师实验引发思考：观看实验视频——换一种不同的小车，不同的喷嘴，实验结果大相径庭。原因可能是什么？要让反冲力尽可能大，车子行驶的尽可能远，工程师可能会怎样做？不是简单的增大打气量，也不是简单的加粗或变细喷嘴，而是要系统性调整各个细节的设计。

学生思考：从打气量、喷口粗细、车体形状、重量等多方面对车子行驶远近的可能影响进行综合分析。推而广之，在火箭的动力系统设计中，工程师会如何考虑呢？

设计意图：站在工程设计的角度，从真实的简单情境里，对问题进行综合分析。

【板书设计（生成）】

【板书说明】

左下角是一份学生代表做好的记录单，汇报时用于展示交流，可以同时张贴多份。右侧手写板贴为学生的即时课堂生成，表示的是学生可能提到的影响因素……

【学生记录单设计】