资源简介

教科版三上科学第三单元第7课《设计和制作“过山车”》教学设计
一、活动主题
小小科学家运动实验室——设计与制作创意过山车
结合单元大情境“小小科学家运动实验室”，引导学生化身“工程设计师”，通过合作探究完成过山车的设计与制作，综合应用本单元所学的运动相关知识。
二、课程标准依据
（一）《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心要求
1.核心概念：物质的运动与相互作用（3.1力改变物体运动状态）、工程设计与物化（13.2工程的关键是设计）。
2.学业要求：能根据需求设计简单模型，通过动手制作解决实际问题，体验工程实践的完整性（3~4年级）。
3.探究实践：经历明确问题→设计方案→制作测试→改进优化的完整流程。
（二）《义务教育课程方案（2022年版）》指导理念
1.强化学科实践，注重“做中学”，推进教学评一体化。
2.跨学科融合：整合数学（测量、数据记录）、美术（设计图绘制）、劳动（工具使用）。
三、教材分析
1.本课定位：作为第三单元《物体的运动》的收官课，是单元知识的综合应用与升华。前6课已学习了运动形式、快慢比较、受力分析等基础内容，本课需引导学生将知识迁移到真实工程问题中。
2.重点衔接：
（1）第5课《运动快慢的比较》→测量过山车轨道长度与小球运动时间。
（2）第6课《设计小车站》→初步体验工程设计流程，为本课复杂模型制作铺垫。
四、教学目标
1.科学观念：知道过山车的运动需要外力启动，运动快慢与轨道坡度、弯曲程度有关。
2.科学思维：能通过对比不同设计方案，分析结构合理性，用数据优化模型。
3.探究实践：小组合作完成过山车设计图绘制，合理选用材料制作模型；通过测试小球运动，记录时间、轨道稳定性等数据，提出改进方案。
4.态度责任：在合作中尊重同伴意见，乐于分享创意；通过中国超级工程案例（如上海迪士尼创极速光轮），增强科技自信与民族自豪感。
五、教学重难点
1.重点：工程设计流程的完整实践（设计→制作→测试→改进）。
2.难点：将运动科学原理（如坡度影响速度）转化为实际结构设计。
六、教学准备
1.教师材料：过山车实景视频、课件、评价量规表。
2.小组材料：纸板、吸管、胶带、剪刀、尺子、秒表、玻璃球、学习任务单。
七、教学过程
（一）情境导入
教师活动：
“欢迎回到‘小小科学家运动实验室’！今天我们将化身工程设计师，接受一项挑战任务——为我们的实验室设计一座创意过山车！大家还记得前几课我们探究的小车运动吗？现在要运用这些知识，让小球在轨道上完成一次刺激的旅行。先看一段真实过山车的视频，思考：它的运动包含了我们学过的哪些科学原理？”
学生活动：
1.观看视频，回顾运动形式（直线、曲线、快慢变化）。
2.提出关键问题：“怎样让小球在轨道上顺利滑完全程？”
设计理念：
1.以单元大情境贯穿，激发角色代入感。
2.视频导入直观呈现工程问题，关联旧知。
（二）探究实践
1.明确问题与设计
教师活动：
“每个小组将获得一份‘设计任务书’：过山车轨道需包含1个直线段和1个曲线段，小球能自由滑行至终点。请大家先讨论设计思路，并在任务单上画出草图，标注关键参数（如坡度、长度）。”
学生活动：
1.小组讨论轨道结构，绘制设计图。
2.用尺子测量材料，规划拼接方式。
设计理念：
1.自主设计强调创意表达，融入数学测量。
2.任务单引导有序思考（见附录）。
2. 制作与测试（10分钟）
教师活动：
“现在开始制作！注意轨道连接处的稳定性。完成後请用小球测试：①能否全程通行？②用秒表记录运动时间。思考：哪些因素影响了小球的运动？”
学生活动：
1.合作搭建模型，测试并记录数据。
2.对比不同小组的轨道设计，分析优缺点。
设计理念：
1.动手实践深化材料工具使用技能。
2.数据记录培养实证意识。
3.改进优化
教师活动：
“测试中是否发现轨道坍塌或小球停滞？如何改进？比如增加支撑柱或调整坡度？”
学生活动：
1.根据测试问题调整结构，进行二次测试。
2.总结成功经验：“轨道坡度适中时小球速度最稳定！”
设计理念：
1.迭代改进体现工程思维核心。
2.失败分析强化抗挫能力。
（三）展示评价
教师活动：
“请各组展示作品，并分享设计心得。我们根据‘轨道创意、稳定程度、合作效率’三项指标进行小组互评。”
学生活动：
1.展示作品，讲解设计亮点。
2.填写评价表，评选“最佳工程团队”。
设计理念：
1.多元评价落实教学评一体化。
2.表达交流提升科学语言能力。
（四）总结升华
教师活动：
“今天大家像真正的工程师一样，将科学知识转化为创意作品！其实，中国的科技工作者正是用这种探索精神，建造了全球瞩目的超级工程——比如广州长隆的垂直过山车，它融合了力学与创新设计，向世界展示了中国的科技力量。希望同学们保持好奇，未来用科学智慧建设我们的祖国！”
设计理念：
1.关联国家科技成就，升华科学精神与民族自豪感。
2.呼应单元主题，强化科学探究的社会价值。
八、作业设计
1.基础题：修改设计图，标注改进部位并说明理由。
2.拓展题：调查生活中还有哪些设施应用了过山车的运动原理（如滑梯、水滑道）。
九、教学反思
1.成功点：情境驱动有效激发参与度，任务单引导自主探究。
2.改进点：可增加更多跨学科元素（如用编程模拟轨道运动）。
3.注意事项：提前培训工具安全使用，准备备用材料应对制作失败。
附录：《学习任务单》
第三单元第7课《设计和制作“过山车”》
小组名称：__________
一、设计阶段
1.设计草图（画出轨道形状，标注直线/曲线段）：
[草图区域]
2.材料规划：我们计划使用__________做支架，__________做轨道。
二、测试记录
测试次数 小球是否全程通过？ 运动时间（秒） 问题发现
1 □是 □否 ______秒 __________
2 □是 □否 ______秒 __________
三、改进方案
针对问题，我们的改进方法是：________________________
四、小组互评表（√选）
评价项目 第1组 第2组 第3组
创意新颖 □ □ □
结构稳定 □ □ □
合作默契 □ □ □

展开更多......

收起↑