重力车德比赛

• 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平衡力和非平衡力。
• 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。

• 围绕在汽车下坡赛或纸盒汽车大赛中起作用的力展开一次快速讨论。
• 可以提出如下问题：
  • 什么是纸盒汽车大赛？（这是一种没有引擎的无动力汽车下坡赛。）
  • 你在电视上看过吗？
  • 哪种力能使汽车滑下山坡？（重力）
  • 哪种力能使汽车减速？（摩擦力）
  • 你认为什么能给获胜汽车带来竞争优势？
• 告诉学生，他们将搭建坡道和重力驱动的汽车，然后通过实验识别汽车的运动规律。

• 让学生两人一组合作搭建重力车德比赛模型。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。

实验 1：

• 让学生将没有轮子的汽车底盘放在坡道顶部，然后让其滑下，并观察会发生什么（可能需要稍微推一下模型）。

实验 2：

• 现在要求学生设计并搭建属于他们自己的简易汽车模型。
• 引导他们：
  • 添加安全装置，以使乐高小人仔驾驶员保持坐在光滑的座椅上。如果你在终点线前摔出，将会输掉比赛！
  • 预测自己的汽车从坡道顶部驶下后将停止 在哪里，使用积木来标记该位置，然后测量预测距离，并将其记录在学生学习单上。
  • 测量汽车的实际行驶距离，并将其记录在学生学习单上 (教师支持 - 附加资源)。
• 鼓励他们采用不同的车轮尺寸、配重积木及他们可以想到的任何其它变量进行实验，找出能使他们的汽车跑得最远的组合。

• 召集学生一起回顾和讨论所学到的内容。
• 可以提出如下问题：
  • 汽车在没有车轮的情况下是如何沿着斜坡行驶的？（汽车在车身与坡道之间摩擦力的控制下以恒定速度滑下坡道。）
  • 有时，突然停车会使驾驶员从车上摔下来。为什么驾驶员在汽车停下时还继续移动？（这种力被称为“惯性”。 牛顿第一运动定律可以解释这一点，其指出，运动中的物体将保持以相同的方向和速度运动，直到其它力对它产生作用。）
  • 当你为汽车装上更大的车轮时，它会有什么不同表现？（滚动阻力减小，汽车更重/质量更大）

• 允许学生继续搭建和试验 5 分钟，找出谁的汽车跑得最远及原因。
• 如果时间允许，可让他们尝试为汽车添加配重积木。让他们预测汽车行驶多远，并在学生学习单上记录他们的预测和结果。
• 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。

• 向学生提出引导性问题，鼓励他们用“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

• 评估学生对平衡力和非平衡力对重力驱动汽车运动影响进行描述的熟练程度。
• 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：我觉得自己能够理解平衡力和非平衡力对汽车运动的影响。
• 蓝色：我知道自己能够理解平衡力和非平衡力对汽车运动的影响。
• 紫色：我能够为平衡力和非平衡力对重力驱动汽车运动的影响提供证据。

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

• 请强调，搭建手册是从学生使用倒置的积木搭建坡道开始（第 88 页至第 96 页）。
• 当学生完成搭建手册的内容时，他们的汽车没有轮子。他们应该首先测试没有车轮的模型，以观察摩擦力及可能的惯性（如果乐高小人仔摔出汽车）的影响。
• 将车轮紧压在底盘的轴上会增加摩擦力，减慢汽车的行驶速度。摇动车轮，使其松开头发丝那么多，这会使模型行驶得更远。

示例解决方案

可通过如下方式简化本节课：

• 从让汽车尽可能行驶得远开始试验（鼓励他们简化想法），车上可以不放置乐高小人仔。

可通过下列方式增加难度：

• 让学生移除大坡道底部的小坡道，看看会发生什么
  • 如果时间允许，让学生重新连接小坡道，并将其抬高为小型跳台。
  • 如果需要，他们可以在底面放置一些积木作为支撑
  • 鼓励学生重新设计自己的汽车，以安全驶过跳台，并行驶得尽可能远。

（注意：这将需要额外的时间。）
为了培养语言艺术技能，可让学生制作一份报告或一个简短的视频，描述平衡力和非平衡力对重力驱动汽车运动的影响。

CCSS.ELA-LITERACY.W.3.2