资源简介

制作“月球小车”
一、基本信息
课题 制作“月球小车” 课型 新授课
课时 1课时 教材 教科版《科学》五年级上册 第三单元运动和力 第6课
年级 五年级 学科 科学
教法 讲授法、演示法、小组讨论法、实验法 教具 备选材料（太阳能电池、车轮与车轴、车身支架、小电动机、齿轮等）、螺丝刀、扎带、沙坑（模拟月球表面）、橡皮、秒表、电子秤、记录单
【教学目标】 1. 知识目标：了解工程设计的基本流程，知道小车的运动受多种力的影响。 2. 能力目标：能综合运用所学知识，设计并制作能载重、在规定时间内通过沙地的“月球小车”模型。 3. 情感态度价值观目标：培养工程思维和团队协作精神，体验从设计到制作的完整过程。
【教学重难点】 重点：综合运用力学知识，按工程流程设计制作“月球小车”。 难点：能在材料选择、成本控制、载重能力和通过时间等多项约束条件下做出合理决策。
二、教学过程
环节一 解读目标，检查预习 (2~3分钟) 情境导入：我们已经学习了运动和力的有关知识。通过前面的研究，我们知道了小车的运动受多种力的影响。现在我们要综合运用所学知识，设计并制作一辆“月球小车”，你们有信心完成这个挑战吗？学生回答。 出示任务：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）。 检查预习：请学生说说预习中了解到的任务要求。 【预设回答】生1：价格不超100元。生2：质量不大于100克，还要在10秒内通过测试沙坑。 【关键追问】“哪些力学的知识能帮小车顺利通过沙坑？”引导学生回顾单元所学。 小结：像工程师一样，按流程完成这项任务。 明确“月球小车”的制作挑战。 了解任务要求。 汇报预习中了解到的任务要求。 回顾本单元所学的力学知识。 以工程挑战任务统整单元所学，明确任务指标，激发综合运用知识的兴趣。 【知识点】设计和制作一辆“月球小车”，能载重1块橡皮，穿过凹凸不平的沙地；材料价格不超100元，质量不大于100克，在10秒内通过测试沙坑。
环节二 明确任务与工程流程 (4~5分钟) 教师出示任务指标，学生明确任务目标：材料价格不超100元；质量不大于100克；能载重1块橡皮，在10秒内通过测试沙坑。 说明：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。 介绍完成一项工程任务的基本步骤：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）。 强调：工程师的工作就是按照这个流程来完成的，今天我们也要思考和行动。 【预设回答】生1：先要画设计图。生2：还要算一算花了多少钱、有多重。 【关键追问】“为什么工程任务要按流程一步步来？”引导学生理解流程的意义。 小结：明确任务后，我们先制订方案。 记住任务的三项指标。 了解工程任务的基本步骤及各步骤内容。 理解按流程完成工程任务的意义。 准备进入制订方案阶段。 建立工程流程意识，让学生明白从任务到作品需要经过规范的步骤，落实重点。 【知识点】完成一项工程任务的基本步骤：明确任务→制订方案→实施方案→测试与改进→展示与交流。
环节三 制订方案：设计月球小车 (9~10分钟) 提出问题：选择材料需要考虑哪些因素？（成本、质量、性能、匹配性等） 组织小组讨论：用什么做动力？（太阳能电池+小电动机）用什么做车轮？（车轮A还是车轮B，考虑尺寸和质量）怎样保证在规定时间内通过沙地？（动力、车轮抓地力、车身轻量化） 点拨：从多个角度画出小车设计图，可以更全面地反映它的结构；如果能标注主要部件的尺寸就更好了。 组织各组完成“月球小车”设计图，标注主要部件的尺寸和位置。教师巡视指导。 【预设回答】生1：选车轮B，中号轻一些。生2：太阳能电池A能量大，但贵又重。 【关键追问】“你的每个选择是怎样同时满足价格、质量和时间要求的？”引导学生权衡取舍。 【易错点】学生只考虑性能不看价格和质量的约束，强调三项指标都要达标。 小结：设计要综合考虑成本、质量、性能和匹配性。 讨论材料选择的考虑因素。 比较太阳能电池、车轮、小电动机等备选材料。 从多个角度画出“月球小车”设计图并标注尺寸和位置。 在约束条件下权衡并作出设计决策。 在多项约束条件下进行设计决策，训练工程思维中的权衡能力，突破难点。 【知识点】选择材料需要考虑成本、质量、性能、匹配性等因素；动力采用太阳能电池加小电动机。
记录单1：“月球小车”设计图（环节三用，仿课本记录单）
设计要求 我们的设计
动力装置
车轮（数量、尺寸）
车身（尺寸）
设计说明
环节四 制订方案：列出材料清单 (5~6分钟) 提出任务：各组完成“材料清单”，从备选材料中选出所需材料并填写数量。 指导计算：计算总价和总质量，确保不超过100元和100克。 组织小组展示设计方案，全班交流：能否满足任务要求？有没有更优方案？学生积极思考。 【预设回答】生1：我们选太阳能电池B加小电动机A，总价78元。生2：他们组的车轮抓地力强，值得学习。 【关键追问】“有没有既省钱又轻、还能按时通过沙坑的组合？”引导学生优化方案。 【易错点】学生漏算材料质量导致超重，提醒逐项累加并合计检查。 小结：材料清单要用数据检查方案是否满足约束条件。 根据设计图选择所需材料。 完成材料清单，计算价格小计、总价和总质量。 对照任务指标检查方案是否达标。 展示设计方案，交流优化建议。 通过材料清单的核算把设计与约束条件对应起来，训练基于数据的方案优化。 【知识点】材料清单要计算总价和总质量，确保不超过100元和100克。
记录单2：材料清单（环节四用，仿课本记录单）
材料名称 性能及质量 价格/元 需要数量 价格小计
太阳能电池A（能量5，25克/对） 40
太阳能电池B（能量3，20克/对） 30
车轮A+车轴A（大，10克/对） 15
车轮B+车轴B（中，8克/对） 10
车身支架（标准，10克） 10
小电动机A（大，转速快，20克） 15
小电动机B（小，转速慢，15克） 10
齿轮（标准，2克） 2
螺丝、螺丝刀、扎带等（全套） 0
合计 总质量： 总价：
环节五 实施方案：组装月球小车 (9~10分钟) 出示“月球小车”组装说明，讲解制作步骤：1.做车架——用扎带连接起车架，将齿轮安装在车轴上，并与车身连接；2.安装轮子和小电动机——将轮子连接到车轴上，用扎带将小电动机固定在车身上；3.固定太阳能电池——用螺丝刀将太阳能电池支架固定在车身上；4.连接太阳能电池和小电动机——将太阳能电池的两根导线分别与小电动机上的导线连接起来，并安装绝缘套。 学生分组制作，教师巡回指导，提醒安全使用工具。各组注意记录制作过程中的问题。 提出思考：为什么不用重力和弹力驱动小车？ 【预设回答】生1：月球上没有空气也不好挂重物。生2：太阳能电池在月球上可以持续供电。 【关键追问】“导线连接后为什么要装绝缘套？”引导学生关注制作规范。 【易错点】学生扎带未拉紧导致车身松散，强调边组装边检查牢固程度。 小结：团队协作，按组装说明规范制作。 按组装说明四步制作：做车架、安装轮子和小电动机、固定太阳能电池、连接太阳能电池和小电动机。 分工协作，安全使用螺丝刀等工具。 记录制作过程中遇到的问题。 思考月球小车选用太阳能动力的原因。 在约束条件下动手实施设计方案，体验团队协作的工程制作过程，落实重点。 【知识点】组装步骤：做车架→安装轮子和小电动机→固定太阳能电池→连接太阳能电池和小电动机，并安装绝缘套。
环节六 研讨 (4~5分钟) 组织研讨：对照任务指标，我们的设计方案有哪些亮点？还有哪些需要改进？ 引导学生围绕动力、车轮抓地力、车身轻量化、稳定性四个关键交流。 【预设回答】生1：我们选了大尺寸车轮，抓地力强。生2：车身越轻，跑得越快，但不能不结实。 组织思考：为什么不用重力和弹力驱动小车？（月球表面环境特殊，太阳能电池加小电动机更适合月球小车） 【关键追问】“如果小车在沙坑中陷住，可能是哪个环节的问题？”引导学生预想测试中的问题。 小结：设计方案的优劣要通过测试来检验，为下节课的评价作准备。 对照任务指标交流设计亮点与不足。 围绕动力、抓地力、轻量化、稳定性展开讨论。 解释不用重力和弹力驱动的原因。 预想测试中可能出现的问题。 通过研讨反思设计决策，理解工程方案需要反复论证，为测试评价环节作铺垫。 【知识点】月球小车设计的关键：动力、车轮抓地力、轻量化、稳定性。
环节七 归纳总结 (2~3分钟) 结合板书带领学生梳理：工程任务分哪几步？月球小车设计的关键是什么？ 请学生看着板书完整说出本课要点。 总结：流程：明确任务→制定方案→实施方案。关键：动力、车轮抓地力、轻量化、稳定性。 【预设回答】生：我们是按明确任务、订方案、动手做三步完成的。 【关键追问】“小车做得好不好，谁说了算？下节课用测试和评价来说话。”为下节课埋下伏笔。 小结：按流程设计和制作，是完成工程任务的法宝。 看板书回顾工程流程和设计关键。 完整说出本课要点。 思考测试与评价的意义，为下节课做准备。 以板书为线索收束全课，帮助学生形成工程流程认知，衔接评价课程。 【知识点】流程：明确任务→制定方案→实施方案；关键：动力、车轮抓地力、轻量化、稳定性。
三、板书设计
制作“月球小车” 流程：明确任务→制定方案→实施方案 关键：动力、车轮抓地力、轻量化、稳定性

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