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3.7《设计和制作“过山车”》教学设计
一、核心素养目标（依据2022年新课标）
科学观念：通过设计与制作，进一步理解“物体运动与轨道形状、坡度的关系”，知道直线轨道、曲线轨道对小球运动的影响，以及坡度变化与小球运动状态的关联。
科学思维：能结合已有知识（如坡度影响速度）分析过山车设计中的问题（如如何避免脱轨），培养初步的工程设计思维和逻辑推理能力。
探究实践：能参与“制定方案—绘制设计图—搭建模型”的全过程，学会测量轨道长度、调整坡度、衔接轨道，提升动手操作与问题解决能力；在小组合作中明确分工，完成共同任务。
态度责任：在设计与制作中体验成功的乐趣，培养严谨的科学态度和团队协作精神；通过优化设计，增强创新意识和对工程实践的兴趣。
二、教学重难点
重点：明确过山车设计要求，能制定方案并绘制设计图，合作完成符合要求的过山车模型（轨道总长2米以上、含直线和曲线轨道、小球不脱轨）。
难点：解决轨道衔接不顺畅、坡度不合理导致的小球脱轨问题，确保模型稳固且小球能滚完全程。
三、教学过程
（一）明确任务（约10分钟）
情境导入：展示游乐园过山车图片或视频，提问：“大家见过过山车吗？它由哪几部分组成？轨道有什么特点？”
讨论交流：引导学生观察并总结——过山车由轨道、支架、车组成；轨道有直线和曲线，有高低坡度变化。
明确任务：“今天我们要分组设计并制作一座过山车模型，让小球能从高处自动滚完全部轨道。” 出示具体要求：
轨道总长在2米以上。
包含直线轨道和曲线轨道。
小球能滚完全部轨道，不脱轨。
与同学合作完成。
材料介绍：展示可选用的材料（如塑料轨道套件、卡纸、支架积木、软尺、细绳等），说明轨道长度可通过软尺或细绳测量。
（二）制定方案（约15分钟）
小组研讨：引导各组围绕“如何满足设计要求”展开讨论，思考以下问题：
过山车轨道设计成什么形状（如螺旋状、“S形”等）？
需要几条直线轨道和曲线轨道？
如何制造坡度（如调整支架高度）？
怎样保证小球不脱轨（如轨道衔接紧密平滑）？
设计方法指导：介绍两种设计思路：
方法1：用绳子在桌面或地面摆出轨道路线，确定大致形状。
方法2：在纸上绘制设计图，标注起点、终点，用实线表示上层轨道、虚线表示下层重叠轨道。
绘制设计图：各组根据讨论结果绘制设计图，要求：
标注起点和终点（用箭头+文字）。
明确直线轨道和曲线轨道的位置。
注明轨道总长（估算）和坡度变化区域。
简单标注所需材料和数量。
方案分享：每组派代表简要介绍设计图，其他组提出建议（如“曲线轨道太多可能导致小球脱轨”），完善方案。
（三）实施方案（约25分钟）
搭建指导：教师演示搭建要点：
从低到高搭建，先固定支架，再安装轨道。
先搭直线轨道，再衔接曲线轨道，确保接口平滑紧密。
用软尺或细绳测量轨道总长，确保达到2米以上。
调整支架高度制造坡度，高处为起点，低处为终点。
分组制作：各组按照设计图开始搭建，教师巡视指导：
若轨道衔接不紧密，建议用胶带固定或调整接口角度。
若小球脱轨，检查是否坡度太陡或曲线半径太小，引导调整坡度或轨道形状。
提醒小组分工（如1人搭支架、2人装轨道、1人测试小球运动）。
测试与优化：各组完成搭建后，用小球测试，记录问题（如“某段曲线轨道小球脱轨”），共同讨论解决方案并修改。
（四）总结与评价（约10分钟）
成果展示：各组展示过山车模型，演示小球滚动全过程，介绍设计亮点（如“我们用了7条直线和4条曲线轨道，通过调整支架高度控制坡度，小球没脱轨”）。
评价要点：围绕“轨道长度、直线与曲线轨道、小球是否脱轨、模型稳固性”进行评价，肯定成功经验，分析不足（如“轨道总长够，但曲线轨道衔接处太陡导致小球脱轨，下次可放缓坡度”）。
课堂小结：“今天我们通过合作完成了过山车设计与制作，知道了轨道形状、坡度、衔接方式都会影响小球的运动。课后大家可以继续优化自己的模型哦！”
四、板书设计
3.7 设计和制作“过山车”
设计要求：
总长2米以上
含直线+曲线轨道
小球不脱轨、滚完全程
合作完成
关键步骤：
明确任务→制定方案（画设计图）→实施方案（搭建+测试）
小技巧：
轨道衔接要紧密平滑
坡度调整要合理
从低到高搭建更稳固
五、教学反思
亮点：以学生熟悉的过山车为主题，能充分激发探究兴趣；通过“讨论—设计—搭建—优化”的流程，让学生在实践中理解运动与轨道的关系，培养了团队协作能力。设计图绘制环节帮助学生理清思路，减少了搭建时的盲目性。
不足：部分小组在轨道长度测量上不够准确，导致总长未达标；少数组因分工不明确出现争执，影响进度；曲线轨道衔接处的平滑度控制仍是难点，小球脱轨现象较常见。
改进：下次教学可提前演示轨道长度测量方法（如用细绳沿轨道摆放后拉直测量）；在分组时明确角色（如组长、设计师、搭建员、测试员）；准备更多衔接辅助材料（如软胶带），帮助学生解决轨道接口问题。此外，可增加“优秀设计图”展示，为学生提供更多参考。
2(共18张PPT)
3.7设计和制作“过山车”
聚焦
你玩过过山车吗？
聚焦
过山车的由什么组成？有什么特点？
由支架、轨道组成，轨道有直线的有曲线的，有高有低。
聚焦
设计过山车
让我们来设计并搭建一座自己的“过山车”吧。
探索
第一步 明确任务
用现有的材料，设计并制作一座过山车模型，让小球能从高处自动滚完全部轨道。
探索
塑料套件
卡纸套件
过山车材料：
测量工具：
轨道的长度可以用软尺和细绳来测量。
第一步 明确任务
探索
讨论设计方案
我们的过山车设计成什么形状？
设计成由7条直线轨道和4条曲线轨道组成的螺旋状。
探索
讨论设计方案
怎么制造坡度？
调整积木套件支架部分的高度。
探索
第二步 制订方案
方法1：用绳子摆出“过山车”的轨道路线。
探索
第二步 制订方案
方法2：在纸上设计“过山车”的轨道路线。
“过山车”轨道设计图需要关注哪些内容？
探索
第二步 制订方案
（1）清楚标注起点和终点，可以用箭头和文字相结合的方式。
（2）整个轨道路线应该保持封闭和连续。
（3）沿着空白设计图纸上的格子绘制直道，弯道用弧线表示。
（4）上下层路线，用重叠时位于下层的路线使用虚线，并配上文字说明。
（5）设计图不要过于复杂，以免后续的拼搭难以完成。
探索
实验视频
探索
第三步 实施方案
根据设计图，制作我们的“过山车”。
要按照设计图进行搭建
先搭直线轨道再搭曲线轨道,从下往上搭。
探索
第四步 “测试”过山车
课堂练习
1.在制作“过山车”时，要让小车的运动速度更快，需要将 (填“起点”或“终点”)抬高。
2.在搭建“过山车”时，必须要有 轨道和 轨道。
起点
直线
曲线
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