16、弹簧里的学问 三年级上册科学教学设计 青岛版（五四制）

16、弹簧里的学问三年级上册科学教学设计青岛版（五四制）学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：16、弹簧里的学问

2.教学年级和班级：三年级上册科学课，3年级1班

3.授课时间：2023年11月8日星期三上午第二节课

4.教学时数：1课时

亲爱的同学们，今天咱们要一起探索一个神奇的现象——弹簧里的学问！让我们一起走进科学的殿堂，揭开弹簧的奥秘吧！🌟🔍🎓核心素养目标分析本节课旨在培养学生以下核心素养：首先，通过观察和实验，提升学生的科学探究能力；其次，引导学生运用数学知识解决实际问题，增强数学应用意识；最后，通过小组合作，培养学生的团队协作精神和沟通能力。通过这些活动，让学生在探究弹簧奥秘的过程中，体验科学探究的乐趣，激发对科学的兴趣。学习者分析1.学生已经掌握的知识基础：目前学生们对力学有一定的认识，了解力与物体运动状态的关系，但关于弹簧的具体原理和特性了解有限。他们能够识别简单的机械结构，如杠杆和滑轮，但对弹簧的弹性、胡克定律等概念还未深入接触。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：三年级学生对新鲜事物充满好奇，对实验和动手操作有较高的兴趣。他们的学习能力强，能够快速适应新的学习内容。在课堂上，他们倾向于通过观察和实验来学习，对于直观、形象的教学方法接受度较高。此外，学生们在学习风格上存在个体差异，有的学生更倾向于独立思考，而有的则更喜欢在小组合作中学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习弹簧的相关知识时，学生们可能会遇到以下困难：一是对弹簧的弹性概念理解不够深入，难以将理论应用于实际；二是实验操作中可能出现的误差，如弹簧的拉伸长度测量不准确；三是对于胡克定律的公式理解和应用可能存在困惑。针对这些挑战，教师需要提供清晰的概念解释，设计易于操作的实验，并通过小组讨论和合作学习来帮助学生克服困难。教学资源准备1.教材：确保每位学生人手一本青岛版三年级上册科学教材。

2.辅助材料：准备弹簧的图片、胡克定律的图表以及与弹簧相关的实验视频，以多媒体形式呈现。

3.实验器材：弹簧、尺子、砝码等，确保实验器材完好且符合安全标准。

4.教室布置：设置分组讨论区，安排实验操作台，以便学生进行小组实验和观察。教学过程设计**导入环节（5分钟）**

1.创设情境：展示一系列弹簧在不同场景中的应用图片，如钟表的发条、健身器材等，引导学生思考弹簧的作用。

2.提出问题：问学生是否知道弹簧是什么，它有什么特点？激发学生对弹簧的好奇心。

3.小组讨论：让学生分组讨论，分享他们对弹簧的了解，并记录下来。

**讲授新课（15分钟）**

1.弹簧的基本概念：介绍弹簧的定义、种类（如螺旋弹簧、板弹簧等）和基本特性。

2.弹簧的弹性：讲解胡克定律，展示弹簧的拉伸与弹力之间的关系，通过图表和动画帮助学生理解。

3.实验演示：展示弹簧的实验操作，如拉伸弹簧测量其长度变化，并记录数据。

**巩固练习（10分钟）**

1.课堂练习：发放练习题，让学生独立完成，题目包括计算弹簧的弹力、判断弹簧的弹性等。

2.小组讨论：学生分组讨论练习题，互相解答疑问，教师巡视指导。

**课堂提问（5分钟）**

1.提问环节：教师针对练习题中的难点进行提问，如“为什么弹簧的弹力与拉伸长度成正比？”

2.学生回答：鼓励学生积极回答问题，教师给予及时反馈和纠正。

**师生互动环节（10分钟）**

1.小组实验：学生分组进行实验，测量不同重量的物体拉伸弹簧的长度，记录数据。

2.数据分析：学生分析实验数据，尝试应用胡克定律计算弹力。

3.分享成果：每组派代表分享实验结果，教师引导学生讨论实验中的发现和问题。

**创新教学环节（5分钟）**

1.创意设计：让学生设计一个利用弹簧原理的小发明，如简易弹簧测力计。

2.展示与评价：学生展示自己的设计，教师和学生共同评价创意的可行性和创新性。

**总结与拓展（5分钟）**

1.总结：回顾本节课所学内容，强调弹簧的弹性和胡克定律的重要性。

2.拓展：提出问题，引导学生思考弹簧在其他领域中的应用，如汽车悬挂系统、建筑结构等。

**用时分钟**：导入环节（5分钟），讲授新课（15分钟），巩固练习（10分钟），课堂提问（5分钟），师生互动环节（10分钟），创新教学环节（5分钟），总结与拓展（5分钟），总计45分钟。知识点梳理1.弹簧的定义与分类

-弹簧是一种常见的弹性元件，具有储存和释放能量的特性。

-弹簧的分类：螺旋弹簧、板弹簧、压缩弹簧、拉伸弹簧等。

2.弹簧的弹性特性

-弹性：弹簧在外力作用下发生形变，当外力去除后，弹簧能恢复原状。

-弹性模量：表示弹簧材料抵抗形变的能力。

3.胡克定律

-胡克定律：弹簧的弹力与其形变量成正比，即F=kx，其中F为弹力，k为弹簧的劲度系数，x为形变量。

-劲度系数：表示弹簧的硬度，是弹簧材料本身的特性。

4.弹簧的测量

-弹簧的长度测量：使用尺子或卷尺测量弹簧的原始长度和拉伸后的长度。

-弹簧的弹力测量：使用弹簧测力计或砝码测量弹簧在拉伸或压缩状态下的弹力。

5.弹簧的应用

-钟表的发条：利用弹簧的弹性储存能量，驱动钟表运行。

-健身器材：如拉力器、哑铃等，利用弹簧的弹性提供阻力，帮助锻炼肌肉。

-汽车悬挂系统：利用弹簧的弹性吸收路面颠簸，提高行驶舒适性。

-建筑结构：如桥梁、建筑物的抗震系统，利用弹簧的弹性减轻震动。

6.弹簧的实验

-弹簧的拉伸实验：测量不同拉伸长度下的弹力，验证胡克定律。

-弹簧的压缩实验：测量不同压缩深度下的弹力，验证胡克定律。

-弹簧的疲劳实验：观察弹簧在反复拉伸和压缩过程中的性能变化。

7.弹簧的设计与制造

-弹簧的设计：根据应用需求，选择合适的弹簧类型、材料、尺寸和形状。

-弹簧的制造：通过卷绕、拉伸、热处理等工艺制造弹簧。

8.弹簧的维护与保养

-定期检查弹簧的磨损情况，及时更换磨损严重的弹簧。

-避免弹簧长时间处于拉伸或压缩状态，以免影响其性能。

-保持弹簧的清洁，防止灰尘和油污等杂物进入弹簧内部。课后作业为了巩固学生对弹簧和胡克定律的理解，以下是一系列课后作业题目，旨在帮助学生深入思考和实际应用所学知识。

1.**计算题**：一个弹簧的劲度系数是20N/m，当你拉伸它2cm时，弹簧的弹力是多少？

-解答：使用胡克定律F=kx，其中k=20N/m，x=0.02m（2cm转换为米）。计算得F=20N/m×0.02m=0.4N。

2.**应用题**：一个弹簧测力计的弹簧在测量时，其原始长度为10cm，当测得力为5N时，弹簧的长度变为12cm。求该弹簧的劲度系数。

-解答：首先计算形变量x=12cm-10cm=2cm=0.02m。然后使用胡克定律k=F/x，其中F=5N，x=0.02m。计算得k=5N/0.02m=250N/m。

3.**实验设计题**：设计一个简单的实验来验证胡克定律。你需要列出实验步骤、所需材料和预期结果。

-解答：

-实验步骤：

1.准备一个弹簧和一把刻度尺。

2.测量弹簧的原始长度。

3.逐步增加砝码，每次增加相同的质量。

4.记录每次增加质量后弹簧的长度。

5.计算每次增加质量后的形变量。

6.绘制形变量与施加力的关系图。

-所需材料：弹簧、刻度尺、砝码、细线。

-预期结果：形变量与施加力成正比，验证胡克定律。

4.**思考题**：为什么汽车悬挂系统使用弹簧而不是硬杆？

-解答：汽车悬挂系统使用弹簧而不是硬杆，是因为弹簧可以吸收路面颠簸，提供更加平稳的乘坐体验，同时减少震动对车辆和乘客的影响。

5.**创新题**：假设你想要设计一个可以伸缩的窗户，使用弹簧作为驱动机制。请描述你的设计思路，并计算所需的弹簧长度变化范围。

-解答：

-设计思路：

1.确定窗户的伸缩范围和所需的弹簧力。

2.选择合适的弹簧类型和劲度系数。

3.设计弹簧的固定方式，确保安全可靠。

4.计算弹簧在最大伸缩时的长度变化范围。

-计算示例：假设窗户需要伸缩10cm，选择劲度系数为10N/m的弹簧。使用胡克定律计算所需长度变化范围：x=F/k，其中F=10N（窗户重量），k=10N/m。计算得x=10N/10N/m=1m。这意味着弹簧至少需要10cm的长度变化范围。教学评价与反馈1.课堂表现：学生在课堂上积极参与讨论，对于弹簧和胡克定律的概念表现出浓厚兴趣。大部分学生能够认真听讲，对于实验操作步骤掌握较好。在课堂提问环节，学生们能够根据所学知识进行回答，展现出一定的思考能力。

2.小组讨论成果展示：在小组讨论环节，学生们能够分工合作，共同探讨弹簧的特性和实验操作。每个小组都能够完成实验任务，并成功验证了胡克定律。在成果展示中，学生们能够清晰、有条理地阐述实验过程和结果，展现出良好的团队合作能力。

3.随堂测试：通过随堂测试，检验学生对弹簧和胡克定律的理解程度。测试结果显示，大部分学生能够正确回答与弹簧相关的计算题和应用题。在难度较高的思考题和创新题方面，部分学生表现出一定的困难，但总体上学生的表现符合预期。

4.实验操作技能：学生在实验操作环节表现出较高的技能水平，能够按照实验步骤正确操作实验器材。在实验过程中，学生能够注意安全，遵守实验规则。

5.教师评价与反馈：

-针对课堂表现：鼓励学生继续保持积极参与的态度，提高课堂互动效果。对于课堂表现较好的学生，给予表扬和鼓励，激发学生的学习动力。

-针对小组讨论成果展示：强调团队合作的重要性，鼓励学生在讨论中互相学习、取长补短。针对实验操作中存在的问题，给予个别指导，帮助学生提高实验技能。

-针对随堂测试：针对学生在测试中暴露出的问题，进行针对性的讲解和辅导。针对创新题和创新设计题，鼓励学生发挥想象力，勇于尝试新的想法。

-针对实验操作技能：强调实验操作的重要性，提醒学生在实验过程中注意安全。对于操作技能较好的学生，给予表扬和鼓励，激发学生的学习兴趣。

-针对教学资源的运用：鼓励教师合理运用教材、辅助材料和实验器材，提高教学效果。对于教学资源的使用情况，进行定期检查和评估，确保教学资源的有效性。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.多媒体辅助教学：在课堂上，我尝试运用多媒体资源，如动画、视频等，来展示弹簧的动态变化和胡克定律的应用，使得抽象的概念更加直观易懂，提高了学生的学习兴趣。

2.实验探究式学习：我鼓励学生通过实验来探究弹簧的弹性特性，让学生在“做中学”，这种动手实践的方式不仅加深了学生对知识的理解，也培养了他们的实验操作能力和科学探究精神。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生个体差异：在课堂讨论和实验操作中，我发现学生的参与度和理解程度存在较大差异。部分学生在讨论中较为沉默，而实验操作时有些学生过于依赖同伴，缺乏独立思考的能力。

2.教学深度不足：在讲解胡克定律时，我可能过于注重公式的推导，而忽略了学生对弹簧弹性概念的理解。有些学生对弹簧的形变和弹力之间的关系理解不够深入。

3.评价方式单一：目前主要依靠随堂测试来评价学生的学习成果，这种评价方式可能无法全面反映学生的学习过程和学习态度。

反思改进措施（三）