第一單元《聲音》教材和學情分析

1.聽聽聲音

【教材簡析】

《聽聽聲音》是《聲音》單元的起始課，聲音對學生來說并不陌生。教科書通過“聽聽周圍的聲音”和“描述你聽到的聲音”這兩個活動展開，引導學生關注聲音，關注身邊的聲音世界。

“聽聽周圍的聲音”板塊，主要是通過學生認真傾聽，感受我們生活在一個充滿聲音的世界里，我們雖然看不到它，但能感受到它。

“描述你聽到的聲音”板塊，通過用科學的詞匯將聽到的聲音描述出來，并能對聲音進行簡單分類。通過對聲音的描述，可以了解學生對聲音原有的認識，激發學生想要更多的了解聲音的問題，為后面聲音問題的研究做好鋪墊。

【學情分析】

我們生活在一個充滿聲音的世界里，聲音對學生來說非常熟悉。他們隨時隨地都能感受到聲音的存在，這對本課學習打下了良好的生活基礎。

對于聲音，雖然學生非常熟悉，但并沒有真正思考過關于聲音的問題。沒有思考過他們聽到的聲音有什么不同，這些聲音又是通過什么物體發出來的，這是本節課學習的障礙。

2.聲音是怎樣產生的【教材簡析】

《聲音是怎樣產生的》是教育科學出版社《科學》四年級上冊《聲音》教學單元第二課時的內容，是繼《聽聽聲音》之后，進行的又一項關于聲音的研究。當一個物體在力的作用下，不斷重復地做往返運動，這個物體就是一個振動物體，聲音就是由物體振動產生的。當我們觀察一個發聲物體時，我們常常看不到這個物體的振動。本課通過引導學生觀察多個物體發聲時的狀態，為學生提供觀察發聲物體振動的機會。

聚焦板塊圍繞“這些聲音是怎樣發生的?”這個問題，開展全班討論，了解學生對聲音是如何產生的前概念。

探索板塊，主要通過兩個活動，實踐揭示聲音的本質。活動1:觀察橡皮筋發出聲音的狀態，初步理解“振動”的含義，并初步在物體發出聲音和物體的振動之間建立聯系；活動2:觀察鋼尺、鼓、音叉等更多物體發聲時的狀態，進一步確認振動與物體發聲的關系，物體振動時會發出聲音，停止振動時就不會發出聲音。

研討板塊，先通過問題引導研討,用證據支持自己的觀點，突出科學的本質。然后猜測吹豎笛的時候是什么在振動，來進一步拓展學生對振動的認識。

拓展板塊，以閱讀資料《我們的發聲器官》來介紹人的發聲器官聲帶，以及聲帶的發聲原理，拓展學生的知識。

【學情分析】

學生對聲音都有一定的了解，對聲音的產生有著不同的生活經驗。物體由于振動產生聲音對于學生來說是一個比較模糊的概念，根據學生已有的生活經驗和認知水平，他們覺得敲打、碰撞、摩擦……是物體發出聲音的直接原因，他們關注的是什么動作使物體發出了聲音，而不是發聲物體的變化，缺乏深入的探究聲音現象的本質。所以在設計整個探究活動的過程中要關注學生的認知特點、理解水平。

3.聲音是怎樣傳播的【教材簡析】

《聲音是怎樣傳播的》是教科版四年級上冊第一單元《聲音》的第三課。教材分為四部分。第一部分：聚焦。教材通過讓同學們聽鼓聲，觀察鼓面振動，提出今天的核心問題，聲音是怎樣傳播的。第二部分：探究。通過對比真空和空氣狀態下同學們的聲音體驗，知道聲音能夠在空氣中傳播。通過比較靠近桌面聽到的聲音和不靠近桌面聽到的聲音，知道聲音能夠在固體中傳播。通過觀察音叉在水中的現象，聽在水槽璧上的聲音，知道聲音也能在水中傳播。第三部分：研討。通過幾個小問題，和同學們一起探討，加深對于聲音在物質中傳播途徑的掌握和理解。第四部分：拓展。通過制作土電話，玩土電話的活動，讓同學們加深對于聲波的理解，感知聲音以波的形式傳播，當聲波遇到物體時，會使物體產生振動，聲音就是這樣通過各種物質，從一個地方傳播到另外一個地方的。

【學情分析】

通過前幾節課的學習，學生已經知道了聲音的產生和聲音的變化，但由于聲波的不可見性，對于很多學生來說，仍然很難理解物體振動會發出聲音，而振動又可以引起周圍物體的振動，從而使聲音從一個地方傳播到另一個地方。同時也很難理解聲音的傳播能穿過空氣等物質。雖然很多學生知道“聲波”這個詞，但對于真正描述什么是“聲波”，“聲波”的特征等，這部分概念仍然是空白的，這也是教學的難點所在。

4.我們是怎樣聽到聲音的【教材簡析】

通過前面三節課的學習，學生已經知道聲音是由于物體的振動而產生的，并以聲波的形式進行傳播。本節課要研究耳是怎樣使我們聽到聲音的呢？

聚焦板塊，通過“耳朵為什么能聽到聲音呢？”這一問題的思考討論，從而了解學生原有的認識。

探索板塊，向學生介紹耳的結構，讓學生推測耳各部分的功能，以及它們在幫助我們聽到聲音的過程中起到的作用。通過學生的活動了解耳郭的作用，及模擬記錄鼓膜在遠近、強弱不同聲音作用下振動的狀態。

通過研討活動，學生進一步理解耳的結構和功能。對耳郭和耳膜結合實驗說出他們的理解。通過觀察聽診器，了解其工作原理。

【學情分析】

學生對于耳朵的認識大多只停留在它的外部特征以及它是一個重要的人體聽覺器官等一些淺顯的知識上。至于耳是由哪些部分組成的，各部分都有什么作用，我們是怎樣聽到聲音的，大部分學生不清楚。

5.聲音的強與弱

【教材簡析】

聲音的強弱是聲音的一個重要屬性。在本課的探究活動中，學生將用不同的力度撥動他們熟悉的鋼尺和橡皮筋，用不同的力度敲擊鼓面，探索影響物體發出強弱不同聲音的本質。學生通過觀察不同物體振動幅度不同時發出的聲音的強弱不同，從而認識物體的振動幅度與聲音強弱的關系。這種關系的建立，是在學生收集了多種物體振動幅度不同時，發出聲音強弱也不同的信息對比中實現的。

【學情分析】

通過前面幾課的學習，四年級的學生對于聲音已有了基礎性的認識。他們知道聲音是怎樣產生、傳播并且人耳如何接收，也學會了對多個發聲物體進行觀察、記錄，尋找規律。那為什么我們會聽到各種強弱不同的聲音呢？這些強弱不同的聲音又是怎樣產生的，同樣也是四年級學生非常樂于探究的問題，讓學生將“物體的振動狀態”與“發出聲音的強弱”聯系起來是本課的重點，借此培養學生善于觀察的習慣，并且提高他們的歸納總結能力。

6.聲音的高與低

【教材簡析】

本課是教科版科學教材四年級上冊《聲音》單元中的第6課，是在學習了第5課研究了聲音的強弱的有關內容后，繼續研究聲音的另一個屬性——音高。敲擊鋼片琴和吹口琴都可以發出高低不同的聲音，并通過觀察，學生們可以猜測到音高可能跟物體的長短、薄厚有關。學生將采用改變鋼尺發聲部分長度的方法，讓鋼尺發出高低不同的聲音，來發現物體在發出高低不同的聲音時，振動的快慢和發出聲音高低之間的關系，揭開音高的秘密。

【學情分析】

通過前幾課的學習，學生已經知道聲音是物體振動產生的，而振動的幅度決定著聲音的大小，學生研究聲音時，已經開始將聽到的聲音與物體的振動聯系起來。在本課，學生將通過多種探究活動，去認識聲音的另一個基本屬性——音高。

7.讓弦發出高低不同的聲音

【教材簡析】

通過前面6節課的學習，學生已經知道聲音是物體振動產生的，而振動的幅度決定著聲音的大小，振動的快慢決定了聲音的高低。改變物體振動的方式可以改變它產生的音高和音量。本節課學生將通過弦樂器發現更多影響物體發出高低不同聲音的因素。

聚焦板塊通過玩樂器，初步體驗初步體驗弦樂器可以發出高低不同的聲音，引出研究弦的音高和哪些因素有關的問題。

探索板塊，主要是通過學生活動，發現影響弦發出高低不同聲音的不同因素。通過探索活動學生會發現，弦的粗細會影響弦發聲的高低，弦越粗，發出的聲音越低，越細發出的聲音越高；弦的振動部分長短會影響弦發聲的高低，弦越長，發出的聲音越低，越短發出的聲音越高；弦的松緊會影響弦發聲的高低，弦越松，發出的聲音越低，越緊發出的聲音越高。在此基礎上引導學生設計弦音高發生連續變化的方案。

通過研討活動，學生可以認識到弦的音高和弦的粗細、長短、松緊都有關系。

【學情分析】

不少學生在樂器的過程中，已經有了這樣的經驗：撥動不同的弦，會發出高低不同的聲音，手指按壓再不同位置撥動弦，會發出高低不同的聲音。甚至有的學生還知道了可以通過改變弦的松緊，會發出高低不同的聲音。但是，對于具體是什么因素影響物體發聲的高低，學生的認識不明確。

8.制作我們的小樂器

【教材簡析】

《制作我們的小樂器》是四年級上冊聲音單元最后一課，該內容適合運用工程設計思維進行教學。教材分兩部分內容：設計自己的小樂器；設計和制作自己的小樂器。這兩部分內容如果都要展開，一節課的時間是不夠的，于是嘗試著運用STEM的理念與工程設計的思想，通過創設情境把項目要求、自主實踐及交流反思這幾個環節融合在一起，最終希望孩子初步經歷從設計、制作、調整、展示的完整的制作自己的小樂器的過程，建構起改變物體的屬性可以使它發出高低不同的聲音這一概念，同時發展學生的實踐能力，將科學和技術密切結合起來。

【學情分析】

對于四年級孩子來說，課內完成“制作我們的小樂器”的任務，實踐部分應該是足夠的。安排學生們在課內充分思考、充分討論，要求必須有一個具體可實施的做小樂器的計劃，鼓勵他們及時完成簡易“設計圖紙”，能完成制作和調試，最終把小樂器改進，讓它演奏出動聽的樂曲。

第二單元《呼吸與消化》教材和學情分析

1.感受我們的呼吸

【教材簡析】

《感受我們的呼吸》是《呼吸與消化》單元的第一課，為后續《呼吸與健康生活》和《測量肺活量》兩課的學習打基礎。在本課中，學生通過感受呼吸的過程及用簡單裝置模擬人體呼吸，認識參與呼吸的人體器官，發現空氣中的氧氣和二氧化碳對生命具有重要意義。

聚焦板塊通過一張兒童在水底下憋氣的圖片，引發學生對呼吸的思考及探究興趣：無論白天晚上，我們時刻都在呼吸，不間斷地呼吸是一項重要的生命活動。這是為什么呢？并呈現了一幅人體呼吸器官示意圖，幫助學生思考與表達，同時為后續探索與研討環節做輔助。

探索板塊分兩個活動層次，第一次層次引導學生用感官體驗呼吸過程，理解呼吸包括“一呼一吸”，同時通過用手摸的方法發現呼吸過程中胸腔與腹部的變化。第二層次活動用人體呼吸模擬器模擬人體的呼吸，進一步幫助學生認識呼吸器官在呼吸過程中的變化，激發探究呼吸奧秘的興趣。

通過研討活動，引導學生梳理探索活動中獲得的信息，知道參與呼吸的器官及其作用，并期望學生在此基礎上對呼吸產生進一步的研究興趣。

【學情分析】

在二年級下冊《我們自己》單元中，學生從身體結構入手，逐步發展到對感覺器官的認識，并能用看、摸、聽等方法，探知自己身體內部的情況。此外，學生對于呼吸有許多經驗性的感性認識，他們能感受到鼻子、咽、喉在參與呼吸，知道呼吸需要空氣，甚至有部分學生知道呼吸是為了得到氧氣。但是大部分學生對于“為什么要呼吸”、“呼吸時人體外部和內部是怎樣變化的”、“參與呼吸的器官有哪些”是模糊的、不完善的。在學習中，學生在教師的引導下要經歷自身體驗觀察與模擬實驗的實踐活動，通過觀察、描述、交流活動發展對呼吸系統的新認識。

2.呼吸和健康生活

【教材簡析】

通過前一課的學習，學生已經知道人體進行呼吸其實就是一個氣體交換的過程，呼吸包含呼氣和吸氣。本節課中學生通過對不同狀態下呼吸次數進行統計和分析，理解呼吸功能與身體健康的關系，引發對健康生活的思考。

聚焦板塊從學生的生活經驗引出問題“我們在不同狀態下，呼吸會發生什么變化”。

探索板塊主要是學生通過統計、分析不同狀態下的每分鐘的呼吸次數，發現運動可以改變人的呼吸次數，用可靠的數據來說明人體運動量越大，呼吸次數增加得越多。通過閱讀資料，了解到呼吸的過程其實就是氣體交換的過程，知道運動后呼吸增加的原因是為了加快氣體交換，保證正常的生命活動。

在研討板塊，學生通過分析交流認識到人運動后會加快呼吸次數，知道鍛煉可以增加肺功能，使我們人體更健康。同時通過測量脈搏初步了解伴隨著呼吸次數的改變心跳也會隨著改變，明白人體的器官是協同作用，共同完成各項生命活動。

拓展板塊，通過資料閱讀明白肺是人體氣體交換的“中轉站”，這個中轉站的大小是可以通過鍛煉增加的，所以經常鍛煉有利于身體健康。

【學情分析】

學生在平時鍛煉的過程中，已經有了這樣的經驗：劇烈運動后呼吸會變得急促。甚至有的學生就已經知道了運動量越大，呼吸會愈急促這個規律。但是，對于有些活動也會減緩呼吸需要教師點撥，而對于用確切的數據來證實自己的感受是學生沒有經歷過的，且正確的測量呼吸次數對于學生來說也是有一定的難度的。

3.測量肺活量

【教材簡析】

《測量肺活量》是教版小學科學四年級上冊第二單元《呼吸與消化》的第三課。本單元分成三部分內容，分別是關注呼吸與健康的關系、研究食物對生命健康的重要性、探索食物消化的過程和變化，本課是第一部分的最后一課。學生在測量肺活量的活動中，收集、處理科學合理的數據，分析、反思自己的健康指數，樹立積極參與體育鍛煉，增強體質健康的意識。

聚焦板塊通過比較吹哨子時間的長短，引出什么是肺活量，從而聚焦本課的主題：測量自己的肺活量。探索板塊通過測量自己的肺活量，明確肺活量如何取值，分析自己的健康指數。研討板塊通過對兩個問題進行思考和討論，引導學生認識到體育鍛煉能增強體質，提升肺活量。

【學情分析】

學生在學習本課之前，已經學習了《感受我們的呼吸》和《呼吸與健康生活》，已經了解了人體基本的呼吸系統的結構與作用，運動可以使呼吸加快，知道肺在呼吸過程中的重要作用。在前面兩課的基礎上再學習《測量肺活量》，在認知上是比較合理的。當然學生在體育課上也會對肺活量進行測量，這是教學可以利用的點，但是對于“肺活量是指什么”，“如何選擇肺活量值”，“對人體的健康有什么意義”還需在課堂上加以引導。尤其是肺活量與健康生活之間的關系認識，還需建立在體育鍛煉，加強肺部功能的基礎之上。

4.一天的食物

【教材簡析】

《一天的食物》一課是《呼吸與消化》單元消化部分的起始課，學生通過記錄一天吃的食物，在已有的經驗基礎上學習收集和整理有用信息，有意識地注意自己的一日三餐以及其他各種各樣的食物。在記錄、整理和分類活動中，使學生發現我們每天吃的食物是豐富多樣的，為后續探究食物的營養，合理飲食健康生活做鋪墊。

聚焦板塊展示的食物圖片隱含著人的食物構成是“豐富的”，呈現的問題“我們每天吃的食物有什么不同？”引導學生回憶一天的食物，為探究活動做鋪墊。

探索板塊主要有兩個層次活動。第一層次引導學生記錄一天的食物，通過統計小組或全班學生的食物，發現我們每天吃的食物是非常豐富的。第二層次引導學生確立分類標準，給食物進行不同的分類，在分類過程中再次體會食物的多樣性。

研討板塊引導學生梳理探索活動中獲得的信息，發現一天中所吃的食物是非常豐富的，并認識到食物的分類方法是多樣的。

【學情分析】

四年級的學生已經了解了食物是人類生存的基本保障，要想滿足身體對營養的需求，要吃各種各樣的食物。關于食物，學生在以前的生活與學習中有著較多的體驗，這些體驗都會構成本單元學習的基礎。但孩子們對于食物的關注常常是零散的，想到和遇到的問題多是喜歡吃什么、吃的是什么等問題，即使涉及飲食健康問題，得到的解釋也不盡全面。通過本單元的學習，讓孩子們嘗試用一種與以往不同的眼光來看待“食物”，發現食物與人體生命活動之間密不可分的關系，并發現食物自身會發生奇妙的變化。

5.食物中的營養

【教材簡析】

《食物中的營養》是教科版小學科學四年級上年冊第二單元《食物》中的第二課。學生在之前已經對一天中吃過的食物進行調查、統計和分類，發現人們一天需要吃很多不同的食物來保持身體健康。本節課，將對食物所含有的營養成分進行探究，認識到人們一天需要從食物中獲得豐富的營養，是讓學生懂得營養全面、均衡的基礎。

聚焦板塊通過提問“每天我們都會食用種類豐富的食物，這會給我們帶來什么益處呢”來了解學生的最初想法，并引領學生思考食物有哪些營養。

探索板塊，設計了檢驗淀粉和脂肪這兩個簡單的實驗。運用碘酒和淀粉發生變色反應的原理來鑒別食物中的淀粉；運用脂肪在白紙上擦一擦或者壓一壓會產生油漬的原理來鑒別食物中的脂肪；在教師或成年人的指導，運用雙縮脲試劑（燃燒法）鑒別食物中蛋白質；另外食物的營養成分相當豐富，學生掌握的有關信息不會很全面，所以教科書提醒學生可以閱讀食品包裝上的“營養成分表”來獲取更多的信息。

通過研討活動，學生將“一天的食物卡”完善成為“一天的食物營養卡”，學生就能回答“豐富的食物給我們提供了哪些營養”這個問題了。接著讓他們找找“

有沒有一種食物含有所有的營養成分?”讓學生了解沒有一種食物會具有所有的營養，為后面的均衡膳食作鋪墊。同時使學生明白，在面對一天中豐富的食物的時候也就是面對著豐富的營養。

【學情分析】

學生對營養或多或少有一定的了解，但是每個學生的差異也很大，也有些是錯誤的認知。因此，在課前和課中要給予學生暴露前認知的機會，教師針對學生實際，進行教學調整，讓學生獲得的知識更全面和深入。

6.營養要均衡

【教材簡析】

通過前兩節課的學習，學生已經知道了人的生命活動需要不同種類的食物，并從中獲取多種所需的營養成分。本節課學生將從對整體的調查研究回到對個體的研究上，用自己一天中的食物搭配與整體需要比較，與科學的膳食寶塔比較，來了解均衡膳食的意義和操作方法。

聚焦板塊，學生思考面對種類豐富、營養不同的食物，該怎么選擇搭配？學生將反思自己一天中吃的食物是否“吃對了”。

探索板塊，學生主要從兩方面認識“平衡膳食寶塔”。首先從膳食寶塔中了解一天中要吃的食物有哪些種類，旨在指向食物種類的豐富性。然后認識到“平衡膳食寶塔”下一層食物的食用量要大于上一層食物的食用量。接著學生通過將對應“平衡膳食寶塔”，來調整自己一天的食物，從而進一步認識“平衡膳食寶塔”和營養均衡的操作方法。

研討板塊，學生從“梳理科學知識——結合科學知識反思自己的飲食習慣——用科學知識指導自己健康飲食”的邏輯過程中梳理了本節課所學的知識。

【學情分析】

學生在日常生活中，通過課外知識以及家長的叮囑中已經知道了：每天的食物要豐富，要每天吃水果蔬菜，營養要均衡。但是關于“平衡膳食寶塔”學生并不十分了解，對于不同營養的大致攝入量也不清楚。

7.食物在口腔里的變化

【教材簡析】

通過前面6節課的學習，學生充分認識了食物、食物的營養與人體健康之間的關系。吃進去的食物在人體內還會經過一系列的變化，轉化成養料和能量供人體吸收，這個過程叫消化，承擔消化工作的器官叫消化器官。本節課要研究食物在消化第一站——口腔中的變化。

聚焦板塊通過回憶一天的食物，并思考“吃下去的食物發生了哪些變化？”引出學生對消化器官的探究。

探索板塊分兩大活動，活動一主要通過觀察食物從進入口腔到被咽下去之前的變化，了解口腔的初步消化功能，并體驗牙齒、唾液的作用。活動二主要通過角色扮演游戲，了解口腔內牙齒、舌頭和唾液的協調作用。

通過探索活動后的研討，學生可以認識到食物在口腔的初步消化，以及口腔各器官的功能，并進一步理解口腔的消化對整個消化的重要性。

【學情分析】

學生對食物在口腔的變化已經有了一定的認識：食物被咬碎、嚼爛等，也有一部分學生知道口腔里牙齒的類型和作用，但是對食物的變化更多的是一種感覺，真正細致的觀察很少，對食物中看不見的變化更是了解不多，口腔內唾液的作用也容易被忽略。

8.食物在體內的旅行

【教材簡析】

《食物在體內的旅行》是教科版小學科學四年級上冊第二單元《呼吸與消化》第8課的內容。通過前面7課內容的學習，學生對人類身體的結構特征有了一定的了解，學生對消化器官有一定的初步認識，他們一般都知道口腔、食道、胃、腸等消化器官名稱，對它們的功能也有初步的認識，但是有些認識并不正確。本節課的學習，將引導學生通過一系列探究活動正確認識各個消化器官及其功能，能初步明確身體內部有一整套的器官來分解消化食物，食物進入人體后是要在一整套消化器官共同作用下才被吸收利用的。本課和上一節課“食物在口腔里的變化”都在體現一種人體結構之間的相互依存關系，幫助學生在認識上建立聯系。

聚焦板塊，通過啟發學生根據日常生活中一些場景的回憶，結合人體輪廓圖對消化器官進行辨別，形成對消化器官的初步認識

探索板塊，首先引導學生在人體輪廓圖上呈現自己對于食物在人體中消化過程的初始想法，再讓學生對照教師提供科學家繪畫的人體消化系統圖進行閱讀分析、修正、完善自己的認識。在討論修正過程中，引導學生對“食管”和“胃”的形態和功能進行模擬實驗研究。

研討板塊，設計了三個問題，通過這三個問題的研討，旨在引導學生明白各個消化器官的功能與形態的聯系，同時希望學生能將各個消化器官聯系起來，形成“系統”的意識。

拓展板塊，用一個“小提示”來引導學生通過閱讀資料來進一步了解事物的消化過程。同時提醒學生要養成良好的飲食習慣來保護各消化器官，從而保護自己的身體健康。

【學情分析】

食物的消化，是一個既熟悉又陌生的話題。說熟悉，是因為我們每天都要吃食物，但哪些器官參與了消化？它們各起什么作用？食物按怎樣的順序被消化、吸收？對學生來說是模糊的。很多學生在前概念里認為胃是最主要的消化場所，食物營養都是在胃里被吸收的，所以本課在學生的認知基礎上，通過對比科學家繪畫的人體消化圖來讓學生認識人體的消化器官，然后通過模擬實驗、觀看視頻、小組討論等學習方法，讓學生對消化系統有一個初步、整體的認識。

第三單元《運動和力》教材和學情分析

1.讓小車運動起來

【教材簡析】

學生在三年級是已經發現有時物體是相對靜止的，有時是運動的。那么這樣讓不同類型的車運動起來，本課的研究就是從這個問題開始的。本課共設計了2個主要活動：一是聚焦環節，調查不同類型的小車動力來源；二是探索環節，用墊圈作為動力，探究拉力大小與小車運動的關系，包括用多大的力能使小車運動起來，用不同大小的力小車的運動速度會有什么變化。從而引導學生認識不同類型的小車用不同的動力類型；而力可以使靜止的物體運動起來，也可以使運動的物體靜止。

【學情分析】

學生已經見過并體驗過各種各樣的運動的車輛，也對這些車如何運動起來有一定的了解。在前面的科學學習中，他們初步認識過“力”，初步知道力可以使物體運動起來。但是他們并沒有從科學實驗的角度研究小車運動與力大小之間的關系。

2.用氣球驅動小車

【教材簡析】

本課的活動，是幫助學生加深對力和運動關系的理解，指向核心概念“力可以改變物體運動的快慢”的建構。學生從感受氣球噴氣時所產生的氣流和氣球的推力開始，體會氣流方向和氣球運動方向之間的關系；再測試組裝的氣球小車能行駛多遠，用更多的辦法使小車行駛得更遠，體會改變噴氣裝置會影響小車的運動速度。這樣一方面可以認識“反沖力”，另一方面加深對“力可以改變物體運動的快慢”的理解。

在生活中還有那些反沖力的例子。課文安排了學生在生活中常玩的氣球，把氣球吹足氣，氣球怎樣運動中展開，然后讓學生動手安裝一輛噴氣小車，讓學生解釋氣球為什么能推動小車，最后讓學生明白了要讓靜止的物體運動起來，必須對物體用力。要使物體運動的更快必須用更大的力。

【學情分析】

由于本課是關于氣球驅動小車的問題，學生在實際生活中經常玩氣球，也玩過小車，學生在玩中看到了氣球吹足了氣以后，會向相反方向運動，部分細心的孩子感受過氣球噴出氣體的方向和氣球運動的方向是相反的，但沒有考慮這兩者之間的關系，大多數孩子沒有注意或考慮過兩者之間的關系。在此基礎上，提出氣球為什么能推動小車的問題，引起學生思考，激發興趣。還有生活中常見的劃船，游泳等。學生會想到這是用力一種相反的力，才使小船前進。所以本課不難理解。

3.用橡皮筋驅動小車

【教材簡析】

生活中，不同的車輛可能具有不同的動力驅動方式。在第2課我們學習了用氣球噴氣產生的反沖力作為動力，本課要學習另一種動力驅動方式，即用橡皮筋作為動力驅動小車輪子轉動，輪子再帶動整個小車前進。

聚焦板塊，教材用一組圖片，喚醒學生玩橡皮筋的生活經驗,讓學生思考“把橡皮筋拉伸后，有什么感覺”，然后提出驅動性問題“我們能用橡皮筋驅動小車嗎”，激發學生的學習興趣。

探索板塊有兩個活動，第一個活動是引導學生用橡皮筋組裝小車，這是為第二個活動作準備的。第二個活動是本課的重點，主要研究小車運動距離與橡皮筋纏繞圈數的關系，實際上，也是研究小車運動狀態與橡皮筋產生的彈力之間的關系，是對“運動和力”概念的進一步構建和理解。

研討板塊有兩個問題，第一個問題指向了小車動力的來源，第二個問題指向小車行駛遠近與其動力大小的關系。通過研討，學生會認識到橡皮筋纏繞后被拉伸產生的力為小車動物提供了動力，纏繞的圈數越多，產生的彈力越大，小車行駛得越遠。

拓展板塊，教材呈現了一幅橡皮筋拉長時的照片，引導學生發現，被掛的鉤碼越多，橡皮筋拉得越長，橡皮筋產生的力越大。

【學情分析】

橡皮筋是學生所熟悉的物品，在生活中已經玩過橡皮筋，知道它的一些用途比如發射小球、栓系袋子、制作模型時的連接……，也知道橡皮筋拉伸后會恢復到原來狀態，而且橡皮筋拉伸的越長，產生的力會越大。但不知道橡皮筋拉伸后恢復到原來狀態的力叫做彈力，也不知道如何將橡皮筋作為動力驅動小車？通過本課學習，學生將認識橡皮筋動力小車的驅動特點，有利于了解生活中機動車驅動的特點，更是為后面研究車輛的摩檫力、設計制作小車奠定基礎。

4.彈簧測力計

【教材簡析】

本節課《彈簧測力計》位于四年級上冊第三單元《運動和力》單元的第4課，本節課的前3課主要研究了小車動力大小與小車運動的關系，也著重了解了重力、反沖力、彈力等類型的力。本節課安排了兩個活動：第一是認識彈簧測力計，學生通過觀察、認讀和實際感受來認識彈簧測力計的結構、計量單位、刻度標識及如何讀數，這是使用彈簧測力計的前提；第二是用彈簧測力計測量力的大小，一方面引導學生親身感受不同力的大小，另一方面先估測、后測量實際的物體，這是本課的重點內容。研討部分引導學生思考得更為深刻，進一步認識彈力概念的內涵和實例。

【學情分析】

彈簧測力計是測量力的重要工具，它的構造、原理、使用方法都比較簡單。學生已經知道力有大小，本課安排用彈簧測力計去測量力的大小是符合他們對力的認識規律的，將為后續力的學習奠定基礎。

5.運動與摩擦力

【教材簡析】

通過前面4節課的學習，學生已經建構起“力可以改變物體運動的快慢，也可以讓物體啟動或停止”這一概念，認識了反沖力和彈力，還通過彈簧測力計認識到力是有大小和方向的。本節課要研究摩擦力在什么情況下產生，摩擦力大小的測量以及減小摩擦力的方法。

聚焦板塊通過呈現古人用滾木搬運重物的場景，引出研究物體在運動中產生并受到摩擦力，以及如何減小摩擦力的問題。

探索板塊，主要是模擬生活中的真實情境，引導學生通過模擬搬運重物來體驗，并用墊圈的個數來表示摩擦力的大小，比較不同運動方式下摩擦力大小的不同。

通過研討活動，學生通過實驗數據判斷哪種運動方式最省力，并利用所學科學科學原理來解釋現實中的問題。

拓展板塊，通過介紹氣墊船和磁懸浮列車減小摩擦力的原理，以及氣墊船模型和磁懸浮陀螺的制作，進一步引導學生認識摩擦力，將視野拓寬到現代各種交通工具上。

【學情分析】

在學生的生活經驗中，他們對摩擦這個詞已經比較熟悉了，對物體運動會受到摩擦力的現象也是熟悉的，但是，對“摩擦力是在什么情況下產生的？摩擦力的大小怎樣知道？如何能減小摩擦力？”等問題并沒有進行過太多的思考，這也成為本課學習的起點。

6.運動的小車

【教材簡析】

通過前面5節課的學習，學生已經知道運動和力之間的關系，包括讓物體運動起來的動力和阻礙運動的摩擦力。本節課將從能量的角度去研究運動的物體，同時也是以運動的小車為載體來認識能量。

聚焦板塊通過一些生動的現象，如飛行的子彈將物體擊穿，踢飛的足球把玻璃打碎，呼嘯的狂風將大樹連根拔起，奔騰的江水驅動水輪轉動……并指出這些物體都具有能量，引出研究我們的小車或其他物體有能量嗎？

探索板塊，主要是通過學生活動，發現不同敲擊速度下的音叉震動情況，體會“小槌運動的越快，傳遞給音叉的能量越大”；通過觀察不同速度的小車撞擊木塊后的距離，體會“小車的速度越大，具有的能量越大”。

研討活動，學生通過對象不同、實驗現象不同的兩個對比實驗，都會發現物體具有的能量與其運動速度的關系，即物體的速度越大，它具有的能量越大。

拓展板塊，教科書用一段說明性文字給出了關于能量的知識。第一句話是讓學生明了一切物體工作都需要能量，沒有能量就不會構成我們身邊變化的世界。第二句話是告訴學生自然界的能量豐富多彩，例舉了包括本單元涉及到更多的一些具有能量的事物和現象。最后用一句話告訴學生一些可能并不容易被識別的能量，比如，它們被儲存在食物、燃料以及一些化學物質中。

【學情分析】

不少兒童對能量已經有了一定的感性認識，已經在使用“能量”這個詞。他們知道發光、發熱的物體是有能量的，也聽說過光能、水能、風能等，但是在兒童的認知中還沒有一個關于能量更概括性的概念。

7.設計制作小車（一）

【教材簡析】

通過前面6節課的學習，學生已經知道運動的小車與其受到的動力、摩擦力的關系，知道根據需要如何減小或增大摩擦力，認識到了運動的物體具有能量，這些能量可以不同的形式來儲存。本節課將圍繞設計制作小車展開，這既是對之前所學知識和技能歸納和總結，又是進一步培養科學素養，發展對工程設計的認識、理解和應用。

明確問題板塊首先讓學生明白了本堂課的任務:利用生活中的材料設計制作一輛具有動力的小車，它能在5秒內把兩塊橡皮運輸1米遠。同時讓學生明確了制作小車的三點要求：1.車身長度不超過25厘米；2.用橡皮筋或氣球做動力；3.只能利用提供的材料。也讓學生了解了設計制作的一般流程。

制定方案板塊安排了兩個主要的活動，第一個活動是觀察小車模型了解小車各部分的結構和作用，通過觀察學生知道小車的結構包括車架、車身、車軸、輪子，它們各有各的特點和作用；第二個活動是通過討論確定小車的設計方案并繪制設計圖。

【學情分析】

學生具有豐富的想象空間，對許多事物充滿著好奇，也十分熱衷去制作一些新奇的物品，這都是開展設計的有利基礎。但要把想象變為實際的作品，要面對的困難是很多的，因此，教學中不僅要引導學生利用已有的經驗、知識和技能去設計能“做得到”的產品，還要讓他們能持續圍繞一個主題設計開展有始有終的實踐活動。

8.設計制作小車（二）

【教材簡析】

本課是該主題活動的延續。設計是工程制作的前提和關鍵，在接下來的活動中，學生要綜合運用所學的知識和技能，在分工合作中解決實際問題，制造出產品。任何產品都需要不斷改進和完善，以滿足人們對產品更高的要求，這也是不斷發現問題、解決問題、應用技術的過程。教科書接著安排了評估與改進的活動，并出示了評價表指導學生進行活動。在這樣的體驗活動中，學生可以充分體會到“做”的成功和樂趣，并逐漸養成通過“動手做”解決問題的習慣。

本課提供了第三步和第四步的實踐指導先是按照上一課的設計思路和設計圖制作小車，明確制作的基本步驟和匯報測試方法；然后再評估改進，根據評估指標進行評價，包括設計思路、小車制作、功能實現、合作分工、展示匯報等方面，以進一步改進小車。

【學情分析】

通過前7課的鋪墊，特別是經歷了第7課的設計，學生對動手制作一輛一車的興趣應該是已經調動到最高潮了。興趣是學習最大的動力，相信對于大多數學生而言能制作出一輛有自己想法的小車是一件很有趣的事情。在教學中，應該將關注重心放在如何讓學生有效分工合作并在評估環節愿意去接受他人意見，并會根據他人意見愿意花時間去改進自己的小車。這類STEM課型，在常規課堂時間內完成教學各環節也是需要注意的。