雪橇比赛

• 查看在线学生学习材料。上课期间可使用投影仪与学生分享此材料。
• 请确保在前面的课程中已介绍过如何进行预测。
• 请考虑所有学生的能力水平和背景。进行分层化教学，让每个学生都可以参与其中。有关建议，请参阅下面的分层教学部分。

• 请在此处观看学生学习视频，也可通过在线学生学习材料获得视频链接。

• 围绕滑雪橇需要哪些力发挥作用，展开一次快速讨论。
• 可以提出如下问题：
  • 哪种力可使雪橇移动？（推力）
  • 还有什么力能使雪橇移动？（重力是将质量下拉的力。物体的质量越大，移动速度越快。这被称为“动量”。 动量会使运动中的物体更长时间地保持运动状态或给予它更大的力。所以，如果你增加质量，会得到更多的动量。这使得雪橇滑得更远。）
    -告诉学生，他们将搭建雪橇和滑道，然后探索如何通过增加雪橇质量使其滑得更远。

• 让学生两人一组合作搭建雪橇比赛模型。告诉他们轮流进行搭建，一位寻找积木，另一位进行搭建，每个步骤完成后交换角色。
• 可从下面的提示部分找到搭建方面的帮助。
• 让各小组在 20 分钟后停止搭建，或者所有小组至少完成雪橇和配重的搭建，并将滑道搭建至搭建手册第 51 页第 23 步。
• 让学生使用乐高小人仔和雪橇测试滑道。告诉他们把雪橇保持在滑道顶部的紫色标记处，然后释放。能够完成滑道和发射器的小组可以通过转动手柄来启动雪橇。

• 讓他們用尺子測量雪橇從滑梯底部滑出的距離。告訴他們在學生學習表 (教师支持附加资源)或筆記本中的圖表上記錄距離
• 为确保测试公平，让学生重复测试三次，并使用中间值作为最终测量的距离。告诉他们在量尺旁放置一块积木，以标识每次滑行的距离。
• 如果学生尚未搭建发射器，而时间又允许，那让他们现在完成发射器。

• 召集学生，围绕他们观察到的内容进行一次小组讨论。
• 可以提出如下问题：
  • 是哪种力使雪橇滑下滑道的？（重力）
  • 其它哪些变量有助于雪橇在滑道上滑得更快更远？（开始时出色的助推会有帮助，较重的雪橇也会有优势。光滑的雪橇底部和滑道可以减少摩擦）。
• 告诉学生一只手拿着乐高小人仔，另一只手拿着两块拼接着的黑色积木。
  • 询问它们哪个更重（即质量更大），哪个会滑得更远。
  • 让学生使用积木来标记他们的预测结果，然后进行测试，看预测结果是否正确。
• 要求他们使用量尺来测量滑行的距离，并填写图表。
• 告诉他们拿起配重积木，并将其与刚刚测试过的黑色积木进行比较。
• 让学生使用另一积木来标记他们的预测结果，并再次进行测试，看预测结果是否正确。
• 提问：
  • 有什么不同？（重量/质量）
  • 有什么相同之处？（体积、颜色）
  • 会滑行得更远吗？（应该滑得更远，但是，如果表面不光滑，则会产生较多的摩擦，反而会滑行较短的距离。）

• 召集学生一起回顾并讨论他们的实验结果。
• 可以提出如下问题：
  • 在改变雪橇的质量时，你们是否识别到雪橇的运动规律？（质量越大滑得最远。）
  • 你能预测接下来会发生什么吗？
• 为学生留出一些时间拆解模型，将积木分类放回托盘，并清理工作台。

• 鼓励他们在模型搭建过程中探索模型的运动。可以提出如下问题：
  • 你能找到手动曲柄吗？
  • 当你转动它时，它在做什么？
  • 使滑道顶部倾斜，它需要转动多少圈？
• 向学生提出引导性问题，鼓励他们通过“出声思维 (Think Aloud)”的方式，解释他们在模型搭建过程中进行决策时的思考和推理过程。

观察检查清单

• 评估学生描述物体运动规律及如何利用此规律预测未来运动状态的熟练程度。
• 可根据教学需要设定评估等级。例如：
  1. 需要额外帮助
  2. 我能够独立工作
  3. 能够教别人

自我评估

• 让每位学生选择一块最能代表自己当前水平的积木：
  • 绿色：我觉得自己能够识别雪橇的运动规律。
  • 蓝色：我知道自己能够识别雪橇的的运动规律。
  • 紫色：我不仅能够识别雪橇的运动规律，并运用这种规律来预测未来的运动，还可以帮助同伴理解。

同伴反馈

• 让学生在各自小组内讨论其合作经验。
• 鼓励他们使用如下表达方式：
  • 当你......我非常感兴趣
  • 我想了解更多关于你如何......

搭建要诀

• 为了测试他们的模型，学生将需要一个至少一米长的光滑平面。理想情况下，每个人都应该在同一表面上进行测试，因为模型与木材、瓷砖、纸张、地毯等材料的摩擦系数不同，而导致最终的测试结果也会有所不同。
• 学生可使用胶带在桌子或地板上标记位置，以便他们对齐滑道，确保每次测试时滑道都保持相同的位置。

可通过如下方式简化本节课：

• 让学生仅完成雪橇和配重积木的搭建（即不要搭建第 51 页步骤 23 之后的内容）

可通过下列方式增加难度：

• 让学生自由搭建可使雪橇滑行更远的东西（例如，较重的雪橇、减少摩擦的东西[如车轮]、更高的滑道、在顶部给予推动的东西）
• 向学生提出挑战，让他们设计并搭建可以在滑道顶部助推雪橇启动的模型
  • 在雪橇比赛中，获胜者可以优化雪橇的质量，在滑道顶部以最大、最快的推力进行助推。在了解质量之后，学生可以尝试制作一些能够产生强大推力的模型，使他们的雪橇滑行得更远。

（注意：这将需要额外的时间。）
为了培养学生的数学技能，可让学生权衡分析不同的雪橇配置。让他们创建一张图表，其中纵轴为不同雪橇的重量，横轴为雪橇滑行的距离。要求他们对每个测试重复进行 5 次，然后用点在图表上绘出结果。围绕他们观察到的变化程度以及重量和距离之间的关系展开一次讨论。

CCSS.MATH.CONTENT.3.MD.B.4