教科版（2017秋）科学三年级下册 第一单元第7课时《我们的“过山车”》教案设计

7.我们的“过山车”
【教材简析】
“过山车”又称为云霄飞车，是游乐园中一种富有刺激性的游乐工具，本课内容为：我们的“过山车”。通过前面6节课的学习，学生已经知道物质运动有直线运动、曲线运动、在斜面上运动的方式，本节课的教学需要学生通过先观察真正“过山车”的运动，聚焦分析“过山车”的运动方式，再结合自己所学知识提出设计制作自己的“过山车”。设计制作“过山车”过程和让自己的“过山车”初步完成测试，并对自己的“过山车”进行评价和优化改进，为下一节的真正测试作准备，这是本课教学的核心内容。本节课是典型的工程设计的课程，学生在设计过程中要严格执行工程设计要求，可以按教师提供的材料进行初步设计，但在实际设计中要充分考虑工程成本核算，让孩子们树立起工程设计的初步概念。
聚焦板块通过设计制作“过山车”，初步体验设计和制作“过山车”的乐趣，同时在设计和制作过程中，要注意结合所学知识的运用，设计符合要求的“过山车”模型，同时考虑“过山车”的制作成本，体验工程设计的乐趣。
探索板块，本活动主要分两个块内容，探索活动一：让学生观察“过山车”后，根据教师提供的材料组装直线轨道和曲线轨道，通过活动为设计自己小组的“过山车”作铺垫，学生在活动过程中碰到困难，教师要及时介入进行指导，本活动主要让学生通过活动直观感受“过山车”制作的方法和熟悉材料的特性。
探索活动二：小组讨论设计自己的“过山车”，设计过程中要注意自己的“过山车”要有直线轨道和曲线轨道，同时要求自己的“过山车”有一定的坡度，即教材中要做到的设计要求。
小实践活动，本教学内容与学生的探索活动紧密联系在一起的，主要目的是规范的图纸设计和制作，但对于三年级学生来说有一定的难度；因此，教材小实践通过设计、制作、评价三部分进行活动，让学生在具体制作时起到参考作用。需要指出的是三年级学生在实物拼搭前难以在大脑中形成完善的设计模型，要求学生完全根据设计图进行拼搭有一定难度。所以，拼搭前需要强调：尽量根据先前的设计进行拼搭，如果设计和拼搭有一定的出入，可以适当调整设计。同时建议学生从低到高拼搭，即从位于“过山车”最低处的终点开始，沿着设计的轨道路线，搭建到“过山车”的起点，这样既能有效避免因为材料不足而导致不能完成“过山车”的情况，又能省时高效。
拓展板块，本节课设计和制作的“过山车”主要为下一课测试作准备，但为了下一节能顺利进行测试，教材要求根据设计和制作要求进行简单评价：小球能滚完全部轨道，不能脱轨；整座“过山车”要稳固，并对自己的“过山车”进行综合评价优化修正。
【学情分析】
对于“过山车”学生是比较熟悉的项目，很多孩子都曾经坐过“过山车”，也熟悉“过山车”的整体结构。刺激、有一定的坡度、有弯道等特点，因此，简单的画图设计“过山车”对学生来说可能并不难，在设计时需要按教材的设计要求，这是学生必须要遵循的原则。本课设计中，要求学生设计的“过山车”做到：轨道总长应在2米以上、要有直线轨道和曲线轨道并有坡度变化、小球滚动中不能脱轨和稳固等特点，但在实际制作中由于三年级学生空间想象力不够，可能会出现设计与制作出现偏差情况，在设计和制作过程中加以注意，要及时调整设计与制作间偏差，相信通过孩子们的努力会顺利通过初试并优化设计制作方法。
【教学目标】
科学概念目标
工程设计的基本步骤包括明确问题、确定方案、设计制作、改进完善等。
科学探究目标
1.根据已有材料，针对“过山车”的设计要求，按照工程设计的基本步骤完成指定的任务。
2.对自己小组或他人设计的想法、模型等提出改进建议，在制作过程中及完成后进行相应的测试和调整。
科学态度目标
愿意跟同伴合作探究完成指定任务，并乐于反思和改进，体验设计产品的成就感。
科学、技术、社会与环境目标
1.体验科技创造中运用科学知识的重要性。
2.体验工程项目的建成需要考虑多方面因素，融合多方面的知识和技能。
【教学重难点】
重点：能合理设计和制作自己的一座过山车。
难点：制作过程中轨道铺设及曲线轨道的调整。
【教学准备】
学生准备：塑料积木套件（或铁架台和 2 米长的保温塑料管、防撞条）、小球、设计图纸（带小方格）、直尺、学生活动手册。
教师准备：学生实验材料一套，教学课件。
【教学过程】
一、聚焦：揭示课题（预设5分钟）
[材料准备：ppt播放实际运行的“过山车”的图片]
1.播放“过山车”的实物图片。
提问：你们认为这些“过山车”有什么特点吗？（预设：“过山车”为什么会运行？“过山车”运行的动力呢？）
2.师生分析原因
“过山车”由直线轨道、曲线轨道、坡度等组成，还有一个底座。（预设：让学生知道我们自己设计的“过山车”也要有直线轨道、曲线轨道、坡度，同时底座要稳固）
3.揭示课题：我们的“过山车”（板书）
二、探索：过山车的探索活动及图纸设计（预设7分钟）
[材料准备：每组设计图纸一张、学生活动手册、简单的积木]
1．探索直线轨道和曲线轨道拼接。
根据教师提供的材料让小组内学生建造一条直线轨道和曲线轨道，教师要巡视指导，让学生熟悉材料，熟练掌握拼接技巧。
提问：“过山车”的轨道主要由哪几种？我们在制作时要注意些什么？
2.小组设计自己的“过山车”。
（1）观察教材中小实践中的设计图，仔细观察书中的小朋友是怎么设计的：
提问：如果让我们自己去设计一辆“过山车”，你们准备怎么来设计？（预设：提出问题，让学生去思考？注意：为小组内准备设计什么样的“过山车”，自己小组内的“过山车”有什么特点作铺垫？）
（2）小组内进行设计前的讨论并推荐一名工程设计师。
根据小组内的意见，由工程设计师来设计小组内的“过山车”，要考虑“过山车”的实用性和制作材料的成本。提问：设计时要注意选择什么材料后进行？（预设：根据材料进行设计）
3.出示活动手册，明确设计要求，画设计图。
三、小实践：设计和制作自己的“过山车”（预设22分钟）
[材料准备：设计图一张、每小组所选择的材料、铁架台、软尺或细线等]
1.学生反馈交流：对自己小组设计的“过山车”图纸进行了说明？
由工程设计师介绍设计情况，其他成员补充说明。
这一环节要求：小组间可以相互进行提问或设计情况解释，并针对其他组提出修正建议。
2.提问：制作“过山车”的时候有什么要注意的吗？有什么制作顺序呢？
（预设：让学生知道“过山车”的制作从低到高拼搭，即从位于“过山车”最低处的终点开始，沿着设计的轨道路线，搭建到“过山车”的起点，这样的搭建操作会更规范、更科学。）
3.学生搭建制作自己的“过山车”，小组内设计师指导制作，其他成员协同具体制作，对制作中出现问题进行及时告知设计师调整设计？
4.初步评价：制作完成“过山车”后，小组内先进行初步测试，检验“过山车”整体的稳固性，并尝试用小球进行检测。
（预设：要按照教材设计和制作“过山车”的要求进行，测量长度、检查轨道情况、坡度等。）
四、拓展：展示评价“过山车”及调整修正（预设6分钟）
[材料准备：制作完成“过山车”、秒表、小球、细线、软尺]
1.由几个小组上来进行展示，先测量“过山车”的长度，并进行测试比赛。
2.其他小组同学提问。
3.对运行过程出现的问题提出修正建议。
4.小结：通过初步测试结果和其他同学的建议，小组内设计工程师进行优化调整，为下一课准备真正测试做准备。
（预设：评比活动中要考虑各个小组制作“过山车”的实用性和成本核算。）
【板书设计】
7．我们的“过山车”
实验设计的要求
1.轨道的总长应在2米以上。
2.要有直线轨道和曲线轨道。 设计图纸
3.轨道的坡度要有变化。
4.小球能滚完全部轨道，不能脱轨。 制 作
5.整座过山车要稳固。
【活动手册使用说明】
1.表格中的设计图是学生活动过程中画，边活动边记录，培养学生良好的记录习惯。
2.活动手册中的表格，需要学生通过初步评价之后，再根据评价情况后填写。
【作业设计】
1.在设计和制作“过山车”的过程中，我们要做到（ C ）。
A.先制作后设计 B.边制作边设计 C.先设计后制作
2. 在测量我们的制作的“过山车”轨道时，我们可以用（ A ）来测量。
A.软尺 B.三角板 C.直尺
3.在设计和制作“过山车”时，要让小球要自行滚动需要设计轨道有（ C ）。
A. 直线 B. 曲线 C. 坡度