资源简介

3.6《制作“月球小车”》导学案
班级：________姓名：________小组：________课时：1课时
学习目标
1.科学观念：知道太阳能能量转化过程，掌握摩擦力、车身重量、车轮对小车行驶的影响，明白月球适合太阳能驱动的原因。
2.科学思维：能结合成本、重量、性能多条件筛选材料，根据测试故障推理问题并设计改进方案。
3.探究实践：完整经历**明确任务—制订方案—组装制作—测试改进—展示交流**完整工程流程，会绘制标准设计图、核算材料质量与总价。
4.态度责任：了解我国玉兔系列月球车，感受航天科技，养成严谨、节约、合作、反复调试的工程探究习惯。
学习重难点
重点：完整完成太阳能月球小车工程制作，结合三重约束合理选材、组装、沙地载重测试。
难点：平衡整车重量、成本、动力、越野性能；自主分析行驶故障并提出有效改良措施。
课前预习
1.查阅资料：玉兔号月球车在月球依靠什么能源行驶？月球表面有什么环境特点？
________________________________________________________________
2.回忆旧知：
（1）太阳能可以转化为______，再转化为小车运动的______。
（2）接触面粗糙、车轮宽大，摩擦力会变______；车身越重，小车行驶阻力越______。
课堂探究活动
活动一：明确工程任务约束
1.本课月球小车三大硬性标准：
①总价≤______元；②整车总质量≤______g；③载重1块橡皮，______秒内通过凹凸模拟沙地。
2.思考讨论：月球没有大气、无补给站，为什么不能用橡皮筋弹力、重物重力驱动小车？
________________________________________________________________
3.动力原理梳理：太阳能电池板→______→电机→小车机械能。
活动二：制订设计方案
1.选材权衡三要素：______、整车重量、行驶越野性能。
2.设计图要求：多角度绘制小车，标注太阳能板、电机、车轮、支架四大部件尺寸。
3.小组任务：记录所选材料，核算总质量、总价格（填写下表）
材料名称 单件质量（g） 单件价格（元） 选用数量 总质量（g） 总价（元）
太阳能电池板
电机
车轮
车身支架
螺丝 / 扎带
合计 —— —— —— 总质量： 总价格：
活动三：组装制作小车
组装四步流程：车架搭建→________________→太阳能板固定→电路接线。
安全提示：小心使用螺丝刀；电路接线避免接反，线路做好绝缘。
活动四：沙地测试与故障改进
统一测试条件：凹凸沙地、载重1块橡皮，记录整车重量、总花费、通行时间。
1.故障原因分析（连线）
车身超重　　　　车轮尺寸小、接触面光滑
小车打滑　　　　电机功率小、太阳能供电不足
行驶速度缓慢　　支架、零件过重，总质量超标
齿轮卡顿　　　　齿轮安装错位、传动受阻
2.实操情境题：小组小车称重108g，载重橡皮后沙地打滑，15秒才到达终点，请写出2条改良方案。
方案1：________________________________________________
方案2：________________________________________________
活动五：展示交流拓展
1.作品评价四项标准：达标三项指标、____________、成本控制合理、改良思路清晰。
2.拓展思考：真实玉兔二号月球车需要克服哪些月球环境难题？
________________________________________________________________
课堂巩固练习
一、选择题
1.月球上不能用橡皮筋弹力驱动小车，主要原因是（）
A.月球引力太小B.弹力装置无法持续供能，月球无补给C.月球表面摩擦力太大
2.想要小车更快通过凹凸沙地，优先选择（）
A.大尺寸宽轮胎车轮B.小尺寸窄车轮C.轻量化光滑塑料轮
3.选择材料时首要遵守的硬性约束是（）
A.外观好看B.总价≤100元、总质量≤100gC.零件数量多
二、判断题（对打√，错打×）
1.太阳能小车是将太阳能转化为电能，再转化为小车运动的机械能。（）
2.车身支架越重，小车载重橡皮后行驶越稳定，不用控制总质量。（）
3.车轮齿轮安装错位卡滞，会减小摩擦力，让小车跑得更快。（）
课堂小结填空
完整工程五步骤：明确任务→____________→组装制作→____________→展示交流。
小车常见改良思路：超重轻量化；打滑更换____________；行驶缓慢增大动力。
课后拓展作业
回家查阅玉兔二号月球车资料，简单记录3项它的特殊设计，下节课分享。
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________________________________________________________________
导学案参考答案
课前预习
1.示例：依靠太阳能；月球表面凹凸不平、无空气、昼夜温差极大、无燃料补给。
2.（1）电能；机械能（2）大；大
课堂探究活动
活动一
1.100；100；10
2.月球无补给，弹力、重力装置只能短时间提供动力，无法长期持续工作；月球没有大气，不能依靠风力、燃油驱动。
3.电能
活动二
1.材料成本
活动三
车轮电机安装
活动四
1.连线：
车身超重——支架、零件过重，总质量超标
小车打滑——车轮尺寸小、接触面光滑
行驶速度缓慢——电机功率小、太阳能供电不足
齿轮卡顿——齿轮安装错位、传动受阻
2.改良方案示例：
①更换轻量化支架、小型电机，削减整车重量至100g以内；
②更换大尺寸防滑宽车轮增大摩擦力，更换大功率太阳能电池提升动力。
活动五
1.设计图完整规范
2.示例：月球昼夜温差大、地表凹凸多尘土、长期无能源补给、低重力环境等。
课堂巩固练习
选择题
1.B2.A3.B
判断题
1.√2.×3.×
课堂小结填空
制订方案；测试改进；大防滑车轮3.6 制作"月球小车" 课时作业
一、填空题（每空2分，共20分）
1. 设计和制作"月球小车"需要综合运用前面所学的________和________的知识。
2. "月球小车"的任务要求：能载重________块橡皮，在________秒内通过测试沙坑。
3. "月球小车"材料价格不超过________元，质量不大于________克。
4. 完成一项工程任务的基本步骤包括：明确任务、________、________、测试与改进、展示与交流。
5. "月球小车"的动力来源是________电池，它可以将________能转化为电能。
二、选择题（每题3分，共15分）
1. 制作"月球小车"时，模拟月球表面的是（　　）
A. 光滑的木板　　B. 凹凸不平的沙地　　C. 水泥地面　　D. 水面
2. 下列材料中，最适合做"月球小车"车身的是（　　）
A. 厚重的铁块　　B. 轻便的塑料板　　C. 易碎的玻璃　　D. 柔软的海绵
3. "月球小车"设计图的作用是（　　）
A. 装饰用的　　B. 更全面地反映小车的结构　　C. 记录价格的　　D. 计算时间的
4. 在组装"月球小车"时，第一步应该是（　　）
A. 安装轮子　　B. 做车架　　C. 固定太阳能电池　　D. 连接导线
5. 关于"月球小车"的测试，下列说法正确的是（　　）
A. 测试一次就够了　　B. 测试后不需要改进
C. 根据测试结果调整方案，进一步改进　　D. 测试只是走个形式
三、判断题（每题2分，共10分）
1. "月球小车"的材料价格可以超过100元。（　　）
2. 设计图可以从多个角度画出小车的结构。（　　）
3. 太阳能电池的两根导线可以随意连接，不用区分正负极。（　　）
4. 制作"月球小车"时，小组合作可以提高效率。（　　）
5. 小车的质量越大越好，这样跑得更稳。（　　）
四、简答题（每题8分，共24分）
1. 请写出完成一项工程任务的五个基本步骤。
2. 在设计"月球小车"时，我们需要考虑哪些因素？（至少写出4点）
3. 如果测试时发现"月球小车"跑不动，可能是什么原因？（至少写出3点）
五、实践探究题（第1题15分，第2题16分，共31分）
1. 设计方案题：请你设计一辆"月球小车"，完成下面的设计方案。
设计项目 我的设计
车身材料
动力来源
轮子数量
预计总质量
预计总价格
请简单说说你这样设计的理由：
_________________________________________________
_________________________________________________
2. 改进方案题：小明制作的"月球小车"在测试时，10秒内没能通过沙坑，小车在沙地里容易陷进去，速度很慢。请你帮小明想想办法，至少写出3条改进建议，并说明理由。
改进建议1：_____________________________________
理由：___________________________________________
改进建议2：_____________________________________
理由：___________________________________________
改进建议3：_____________________________________
理由：___________________________________________
参考答案
一、填空题
1. 运动、力
2. 1、10
3. 100、100
4. 制订方案、实施方案
5. 太阳能、太阳（光）
二、选择题
1. B　　2. B　　3. B　　4. B　　5. C
三、判断题
1. ×　　2. √　　3. ×　　4. √　　5. ×
四、简答题
1. 工程任务的五个基本步骤：
明确任务：明确任务的具体要求是什么
制订方案：讨论可能遇到的问题和解决办法，制订最优方案
实施方案：根据方案，团队协作，对材料进行加工、制作和组装
测试与改进：根据任务要求进行测试，反思方案和实施过程中的问题，进一步调整、改进
展示与交流：展示作品，交流经验，评价并改进作品
2. 设计"月球小车"需要考虑的因素（写出4点即可）：
小车的质量不能超过100克
材料价格不能超过100元
小车要能载重1块橡皮
小车要能在10秒内通过沙坑
动力来源的选择（太阳能电池）
轮子的大小和数量（适应沙地）
车身材料的轻便性和坚固性
3. 小车跑不动的可能原因（写出3点即可）：
太阳能电池没有接好，电路不通
太阳能电池接反了，正负极接错
小电动机坏了
轮子被卡住了，转动不灵活
小车太重了，动力不够
太阳能电池电量不足（光线太暗）
五、实践探究题
1. 设计方案题（答案不唯一，合理即可）
设计项目 我的设计
车身材料 塑料板
动力来源 太阳能电池
轮子数量 4 个（大轮子）
预计总质量 约 80 克
预计总价格 约 85 元
设计理由：选用塑料板做车身，既轻便又坚固，能减轻总质量；用大轮子可以更好地适应沙地，不容易陷进去；太阳能电池环保且能持续提供动力。
2. 改进方案题（答案不唯一，合理即可）
改进建议1：换更大、更宽的轮子
理由：大轮子与沙地的接触面积更大，压强更小，不容易陷进沙子里，通过沙地的能力更强。
改进建议2：减轻小车的总质量
理由：小车越轻，对沙地的压力越小，越不容易陷进去，跑起来也更快。可以更换更轻的车身材料，或者去掉不必要的部件。
改进建议3：增加太阳能电池板的数量或面积
理由：更多的太阳能电池可以提供更强的动力，让小车跑得更快，更容易在10秒内通过沙坑。
改进建议4：给轮子加上花纹或履带
理由：增加轮子的摩擦力，防止轮子在沙地里打滑空转，提高抓地力。3.6《制作“月球小车”》教学设计
一、教材分析
本课是运动和力单元工程实践课，整合力与运动、太阳能能量转化、工程设计流程三大核心知识。教材以真实月球探测车为情境，给出完整工程任务链条：明确任务→制订方案→实施方案→测试改进→展示交流，配套材料清单、组装步骤、设计图纸模板，引导学生综合运用摩擦力、动力、载重等力学知识解决真实工程问题，落实 STEM 工程实践思想，衔接前面弹力、摩擦力、力改变物体运动状态的理论内容，实现理论动手一体化。任务设置三重约束：总价≤100 元、整车质量≤100g、10 秒载重通过凹凸沙地，培养学生成本、质量、性能多维度权衡的工程思维。
二、学情分析
五年级学生已掌握摩擦力、拉力、重力、能量转化基础概念，具备简单手工组装、小组合作探究能力，喜欢动手制作类实践活动。但存在三点不足：1. 只会单一运用力学知识，不会综合权衡载重、速度、重量、成本多个限制条件；2. 缺乏完整工程设计思维，不会绘制规范设计图、核算材料质量与总价；3. 测试出现故障后，难以自主分析摩擦力、动力不足、车身过重等问题并迭代改进。同时学生对月球、月球探测车充满好奇心，适合用真实航天素材激发探究兴趣。
三、核心素养分析
科学观念
1. 知道太阳能可转化为电能驱动电机，提供小车动力；
2. 理解摩擦力、车身重量、车轮大小会直接影响小车在凹凸地面的运动速度与载重能力；
3. 明白月球无大气，无法依靠重力、弹力发条持续驱动，太阳能是合理动力来源。
科学思维
1. 能根据任务约束（重量、价格、竞速）对比筛选材料，建立多变量权衡的优化思维；
2. 小车测试失败后，能推理故障原因：车身过重、动力不足、车轮摩擦力过小、传动齿轮卡顿等，提出改进方案；
3. 通过绘制多角度设计图，建立模型结构可视化思维。
探究实践
1. 完整经历工程五步骤：明确任务→设计方案选材→组装制作→测试迭代→展示评价；
2. 独立完成材料质量、价格核算，规范绘制标注尺寸的小车设计图；
3. 动手组装太阳能小车，完成沙地竞速载重测试，记录数据并针对性改良模型。
态度责任
1. 感受我国探月工程科技成就，树立航天科学自豪感；
2. 养成节约材料、控制成本、严谨测量、反复调试的工程探究习惯；
3. 小组分工协作，学会倾听他人方案、客观评价作品，包容改进中的失误。
四、教学重点
1. 掌握完整工程实践流程，综合运动和力知识设计、制作太阳能月球小车；
2. 根据重量、价格、性能三重限制合理选择材料，完成模型组装与沙地测试。
五、教学难点
1. 多条件约束下优化设计：平衡整车重量、动力大小、成本、越野能力；
2. 测试后自主分析小车卡顿、行驶缓慢、载重打滑等故障，提出有效改进措施。
六、教具准备
教师教具
多媒体课件、嫦娥探月月球车实拍视频、教材素材图片、成品月球小车模型、凹凸模拟沙坑、电子秤、计时器、橡皮、全套备选材料套装、材料清单展板。
学生分组器材
太阳能电池、大小电机、大小车轮、车身支架、齿轮、螺丝扎带、剪刀螺丝刀、绘图本、铅笔、直尺、电子秤、记录表。
七、教学过程
一、导入新课
教师活动：播放玉兔号月球车月球行驶实拍视频，提问：月球表面凹凸不平，没有加油站，月球车靠什么动力行驶？为什么我们不能用橡皮筋、重物驱动月球车？出示本课成品太阳能月球小车模型，揭示本节课工程任务 —— 制作符合标准的月球小车。
学生活动：观看视频，思考月球环境特点，自由发言猜想月球车动力，观察成品小车结构。
设计意图：以真实航天工程情境激发学习兴趣，抛出核心问题，自然引出本课工程实践主题。
二、讲授新课
（一）聚焦：明确工程任务
教师活动：出示教材任务要求，逐条拆解三大硬性指标：总价不超 100 元、总质量≤100 克、载重 1 块橡皮 10 秒通过凹凸沙坑；讲解月球特殊环境：无空气、昼夜温差大，排除重力、弹力驱动方式，点明太阳能动力的合理性；出示备选材料与工具，介绍每种材料的质量、价格、性能差异。
学生活动：勾画任务限制条件，记录材料参数，小组讨论不同材料的优缺点，思考选材需要兼顾哪些因素。
设计意图：让学生清晰工程任务约束，建立 “设计不能随心所欲，要受条件限制” 的工程基本认知，为后续方案设计铺垫。
（二）探索：制订方案 + 实施方案
教师活动：
1. 制订方案板块：讲解材料清单填写方法，示范核算总质量、总价；示范多角度标注尺寸的规范设计图绘制方法，提示车轮、太阳能板、电机、支架四大核心部件必须标注；组织小组讨论选材方案，巡视指导学生平衡重量、成本、动力。
2. 实施方案板块：播放组装流程微课，分步讲解车架搭建、车轮电机安装、太阳能板固定、电路接线四步操作要点；强调安全使用螺丝刀，电路接线绝缘注意事项；巡视各组组装，及时纠正齿轮卡滞、电机固定不稳、线路接反等问题。
学生活动：小组合作填写材料清单、核算总价总质量，绘制多角度月球小车设计图；依据设计方案领取材料，分步组装小车，互相配合完成机械结构与电路连接。
设计意图：落实工程设计、动手实践两大核心环节，锻炼学生数据计算、绘图建模、动手操作能力，在小组合作中分工解决制作难题。
（三）研讨：测试与改进
教师活动：布置统一测试场地（凹凸模拟沙坑），发放计时器、电子秤；组织各组依次测试，记录三项数据：整车重量、总花费、通过沙坑用时；引导各组针对失败现象提问：小车走得慢、打滑、载重不动、车身超重分别是什么原因？带领学生从摩擦力、动力、重量、传动结构四个角度分析，梳理改进思路。
学生活动：分组称重、核算成本、沙地竞速测试；记录测试数据，小组复盘故障问题，讨论更换大车轮、大功率太阳能板、轻量化支架等改良方案，动手修改小车模型再次测试。
设计意图：通过真实测试暴露设计缺陷，引导学生运用运动和力知识推理分析，实现 “发现问题 — 分析问题 — 迭代优化” 的科学探究闭环，突破教学难点。
（四）拓展：展示与交流
教师活动：开展作品展示交流会，制定评价标准：达标三项指标、设计图完整、成本控制合理、改良思路清晰；播放中国探月工程拓展短片，介绍真实玉兔、玉兔二号月球车技术难点。
学生活动：小组上台展示小车，讲解设计思路、测试问题与改进方法；互评其他小组作品，交流选材、组装、改良经验；观看航天视频，分享自己对月球探测车的新想法。
设计意图：完成工程流程最后一步展示评价，同时链接航天科技，落实态度责任素养，升华课堂主题。
三、课堂练习
选择题
1. 月球上不能用橡皮筋弹力驱动小车，主要原因是（）
A. 月球引力太小 B. 弹力装置无法持续供能，月球无补给 C. 月球表面摩擦力太大
答案：B
2. 想要小车更快通过凹凸沙地，优先选择（）
A. 大尺寸宽轮胎车轮 B. 小尺寸窄车轮 C. 轻量化光滑塑料轮
答案：A
3. 选择材料时首要遵守的硬性约束是（）
A. 外观好看 B. 总价≤100 元、总质量≤100g C. 零件数量多
答案：B
判断题
1. 太阳能小车是将太阳能转化为电能，再转化为小车运动的机械能。（√）
2. 车身支架越重，小车载重橡皮后行驶越稳定，不用控制总质量。（×）
3. 车轮齿轮安装错位卡滞，会减小摩擦力，让小车跑得更快。（×）
情境题
小组制作的月球小车称重 108 克，载重橡皮后在沙坑打滑，15 秒才通过终点，请写出两条可行改进方案。
参考答案：①更换更轻的车身支架、小型电机，减轻整车总质量至 100g 以内；②更换大尺寸防滑车轮，增大接触面摩擦力，同时选用大功率太阳能电池提升动力。
四、课堂小结
今天我们完整完成了月球小车的工程实践，先明确任务里重量、价格、竞速三条要求，再对比材料参数设计图纸、核算成本重量，分组动手组装太阳能小车。测试时我们发现车身过重、车轮打滑、动力不足都会影响小车行驶，结合摩擦力、能量转化知识调整改良。我们还知道月球没有空气，弹力、重力驱动无法长期使用，太阳能是月球车最合适的动力。整个过程告诉我们，工程制作不能只看外观，要综合多种条件权衡优化，我国玉兔月球车也是工程师反复调试才成功登月，今后我们遇到动手实践任务，也要学会设计、测试、不断改进。
五、板书设计
制作 “月球小车”
一、工程五步骤
明确任务→制订方案→组装制作→测试改进→展示交流
二、任务约束
总价≤100 元 总质量≤100g 10 秒载重过沙地
三、核心原理
太阳能→电能→机械能；摩擦力影响越野速度
四、故障改良
超重→轻量化；打滑→大防滑轮；慢速→加大动力
六、教学反思
成功之处
1. 以玉兔探月真实情境导入，学生探究积极性高，能主动结合月球环境理解太阳能动力的优势；
2. 完整落实工程实践全流程，选材核算、绘图、组装、测试迭代层层递进，学生综合运用运动和力知识解决实际问题，科学思维与动手能力得到充分锻炼；
3. 分组合作模式清晰，测试研讨环节给学生充足自主分析故障的空间，多数小组能独立提出改良方案。
不足之处
1. 课堂组装环节耗时较长，部分动手能力弱的小组未能完成二次改良测试；
2. 材料质量、价格核算讲解速度偏快，少数学生不会计算总重量、总价；
3. 研讨环节学生发言分散，缺少统一的数据记录表，对比各组测试结果不够直观。
教学建议
1. 课前提前让学生预习材料清单，课堂精简讲解时间，预留充足测试改良时长；
2. 统一印制质量、价格核算记录表，用表格直观辅助学生计算，降低数据处理难度；
3. 增设小组测试数据展板，汇总各组用时、重量、成本，方便全班横向对比分析；
4. 分层准备组装辅助步骤卡，给动手薄弱小组提供图文指引，缩小小组进度差距。(共22张PPT)
3.6《制作 “月球小车”》
2026年秋期教科版（新教材）五年级上册科学
我们已经学习了运动和力的有关知识，下面就开始制作我们的“月球小车”吧！
月球表面凹凸不平，没有加油站，月球车靠什么动力行驶？为什么我们不能用橡皮筋、重物驱动月球车？
导入新课
通过研究，我们知道了小车的运动受多种力的影响。现在需要综合前面所学的知识，设计并制作我们的“月球小车”。
讲授新课
任 务
设计和制作一辆“月球小车”，该小车模型能载重1块橡皮，穿过凹凸不平的沙地（模拟月球表面）。
①材料价格不超100元；
②质量不大于100克；
③能载重1块橡皮，在10秒内通过测试沙坑。
备注：任务中的数据指标可以根据学校的具体情况进行调整。
价格要在真实调查的基础上确定。这里的“100元”只是一个虚拟数据。
根据任务，讨论、设计并确定“月球小车”的设计方案，合理选所需材料。
小车走得慢、打滑、载重不动、车身超重分别是什么原因？
小车走得慢：摩擦力大、动力不足；打滑：车轮接触面光滑，抓地摩擦力太小；载重不动：拉力小于摩擦力，动力不足以克服阻力；车身超重：整体压力大，摩擦力大幅增加，动力难以带动整车前行。
作品展示交流会
评价标准：
1.达标三项指标
2.设计图完整
3.成本控制合理
4.改良思路清晰。
课堂练习
1. 月球上不能用橡皮筋弹力驱动小车，主要原因是（ ）
A. 月球引力太小 B. 弹力装置无法持续供能，月球无补给 C. 月球表面摩擦力太大
2. 想要小车更快通过凹凸沙地，优先选择（ ）
A. 大尺寸宽轮胎车轮 B. 小尺寸窄车轮 C. 轻量化光滑塑料轮
3. 选择材料时首要遵守的硬性约束是（ ）
A. 外观好看 B. 总价≤100 元、总质量≤100g
C. 零件数量多
B
B
A
一、选择题
1. 太阳能小车是将太阳能转化为电能，再转化为小车运动的机械能。（ ）
2. 车身支架越重，小车载重橡皮后行驶越稳定，不用控制总质量。（ ）
3. 车轮齿轮安装错位卡滞，会减小摩擦力，让小车跑得更快。（ ）
×
√
二、判断题
×
小组制作的月球小车称重 108 克，载重橡皮后在沙坑打滑，15 秒才通过终点，请写出两条可行改进方案。
参考答案：①更换更轻的车身支架、小型电机，减轻整车总质量至 100g 以内；②更换大尺寸防滑车轮，增大接触面摩擦力，同时选用大功率太阳能电池提升动力。
三、情境题
今天我们完整完成了月球小车的工程实践，先明确任务里重量、价格、竞速三条要求，再对比材料参数设计图纸、核算成本重量，分组动手组装太阳能小车。测试时我们发现车身过重、车轮打滑、动力不足都会影响小车行驶，结合摩擦力、能量转化知识调整改良。我们还知道月球没有空气，弹力、重力驱动无法长期使用，太阳能是月球车最合适的动力。整个过程告诉我们，工程制作不能只看外观，要综合多种条件权衡优化，我国玉兔月球车也是工程师反复调试才成功登月，今后我们遇到动手实践任务，也要学会设计、测试、不断改进。
课堂总结
3.6 制作 “月球小车”
一、工程五步骤
明确任务→制订方案→组装制作→测试改进→展示交流
二、任务约束
总价≤100 元 总质量≤100g 10 秒载重过沙地
三、核心原理
太阳能→电能→机械能；摩擦力影响越野速度
四、故障改良
超重→轻量化；打滑→大防滑轮；慢速→加大动力
板书设计

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