第三单元第8课时测试“过山车”（教学设计）（表格式）2025-2026学年三年级上册科学教科版(2024)

课题 （主题） 测试“过山车” 课时 第8课时
一、课标要求（解读课标对所学知识点的要求）
依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“技术与工程”学习领域的内容要求，学生应能通过测试发现产品的问题，并提出改进建议。本课重点在于引导学生运用科学方法对自制“过山车”进行系统评估，包括功能测试、性能测量和团队协作评价。强调通过数据收集与分析提升工程实践的科学性，发展批判性思维和持续改进意识，完整经历“设计—制作—测试—优化”的工程循环过程。
二、学习目标
1. 学生能使用小球模拟运行，从轨道总长、直曲组合、通行能力、合作情况四个方面对“过山车”进行星级评价，填写《我们的“过山车”评价表》，形成初步的质量判断能力。
2. 学生能以起点为参照点，结合方向与距离准确描述小球停止时的位置；观察并记录小球在轨道上的运动方式（直线或曲线）及速度变化（加速、减速、匀速），巩固位置与运动知识的应用。
3. 学生能利用秒表、软尺等工具测量小球运动全程的时间，计算并比较不同“过山车”的快慢；通过观察小球到达终点后能否推动小木块移动，判断其剩余能量大小，实现多维度性能对比。
三、学习重点
1. 能按照四项指标对“过山车”进行客观评价，并根据测试结果发现存在的问题。
2. 能规范使用计时与测距工具，获取小球运动的时间、距离、终点能量等数据，用于横向比较不同作品的性能差异。
四、学习难点
1. 准确描述复杂轨道中小球的运动状态变化，如在坡道上加速、弯道处减速、平直段保持速度等，需综合多种感官观察与已有知识进行推理。
2. 理解为何要从“改进完善”角度出发思考优化方案，部分学生可能仅满足于当前成功，缺乏进一步提升的动力与思路。
五、评价任务（设计活动对应学习目标，镶嵌在教学过程中，或者用教学环节对应目标）
1. 检查各组提交的《“过山车”评价表》，评估其是否如实填写完成度星级，体现自我评估的客观性。
2. 观察学生在描述小球位置时是否使用“起点”作为参照物，并结合方向（前、后、左、右）和距离（约多少厘米）进行表达。
3. 审核各组记录的小球运动时间、终点推木块距离等数据，判断其测量操作是否规范，数据是否可用于班级范围内的比较分析。
六、资源与建议（包含知识的前后联系与学情分析）
本节课是第七课时“设计和制作”的延续与深化，标志着工程项目的进入验收与优化阶段。学生已对自己的作品有较强的情感投入，既期待展示成果，又担心暴露不足。教师需营造“安全容错”的课堂氛围，强调测试是为了改进而非批评。
学生已掌握秒表使用、距离测量、位置描述等技能，但将这些方法整合应用于复杂系统的性能评估尚属首次。他们容易关注单一指标（如谁最快），而忽略整体稳定性与安全性。
建议准备统一规格的小钢球若干（避免因球体差异影响结果）；每组配备电子秒表一只、5米软尺一把、细绳一段（辅助测量弯曲轨道长度）；准备若干轻质小木块作为终点能量检测装置；设置专用测试区，地面铺设防滑垫防止轨道滑动；提前制定班级数据汇总表，便于全班比较。
七、学习过程
一、回顾任务，明确测试内容 （1）、重温项目要求，建立评价标准
上节课我们各小组都完成了“过山车”的搭建任务，今天我们将进入关键的测试环节。
测试不是为了看谁做得最好，而是为了发现问题、积累经验、学会改进。
首先，请大家回顾我们的四大任务要求：
- 轨道总长2米以上
- 包含直线和曲线轨道
- 小球能滚完全程且不脱轨
- 小组合作完成
我们将根据这四项逐一进行检查，并用星级表示完成质量：
★★★ 表示完全达标且结构稳定
★★☆ 基本达标但存在轻微瑕疵
★☆☆ 未完全达到要求
现在请各小组拿出《我们的“过山车”评价表》，先进行自评。
（2）、介绍测试流程与分工建议
今天的测试分为四个部分：
第一部分：功能评估——对照四项要求打星；
第二部分：位置与运动描述——观察小球最终停在哪，怎么走的；
第三部分：性能测量——测时间和能量；
第四部分：改进讨论——想想怎么让它更好。
建议小组内部分工：
- 发令员：负责释放小球
- 计时员：操作秒表
- 观察员：记录运动方式与位置
- 记录员：填写所有数据
每项测试重复2-3次，取最稳定的一次作为正式结果。
二、开展测试，收集数据 （1）、实施功能评估与位置描述
现在开始第一项测试：
请各小组先目测轨道总长，可用软尺沿轨道测量实际长度，确认是否超过2米。
检查是否有明显的直线段和曲线段，比例是否合理。
然后进行通行测试：将小球从起点静止释放，观察其是否能自行滚完全程且不脱轨。
若成功，则在评价表相应项目下标注★★★；若有轻微晃动但未掉落可标★★☆；若中途脱轨则标★☆☆。
接着进行第二项测试：
当小球停止后，请观察员以起点为中心，描述其最终位置。
例如：“小球停止在起点前方约1.8米处，略微偏右。”
同时，请观察员回顾整个过程，回答：
- 小球在哪些路段做直线运动？哪些路段做曲线运动？
- 它的速度是如何变化的？（提示：下坡时加速，上坡或弯道减速，平路基本不变）
引导学生注意：即使没有明显上坡，摩擦力也会使小球逐渐减速。
（2）、测量性能参数，进行横向比较
现在进入第三项测试：
我们要用数据来比一比，哪座“过山车”运行得更快、更有能量！
测试A：相同路程比时间
计时员准备好秒表，当小球从起点被释放时按下开始，到达终点时立即停止，记录所用时间（精确到0.1秒）。
提醒：释放动作要轻柔，避免施加额外推力。
测试B：终点能量检测
在终点处放置一个小木块，让小球撞击它，测量木块被推动的距离。
距离越远，说明小球到达终点时仍保留较多动能。
教师组织全班数据汇总，在黑板列出各组编号、轨道长度、运行时间、终点推距等信息。
引导学生分析：
- 运行时间最短的是哪一组？为什么快？（可能坡度大、摩擦小）
- 终点推距最长的是哪一组？说明什么？（初始高度高、能量损失少）
- 有没有时间短但推距短的情况？可能原因是什么？（末端有急弯消耗能量）
三、研讨交流，提出改进 （1）、组织集体反馈与对比分析
现在我们来看全班的数据。
提问：
1. 哪些因素会影响“过山车”的运行速度？
明确答案：起始高度（决定初速度）、轨道坡度分布、轨道光滑程度、弯道数量与半径。
2. 怎样才能让小球到达终点时还有更大的能量？
明确答案：提高起点高度、减少不必要的弯道、降低摩擦阻力、避免中途大幅减速。
3. 如果让你重新设计一次，你会在哪些方面做出改进？
鼓励发言：
- “我们下次要把第一个坡建得更高。”
- “弯道太急了，我们要做大一点。”
- “连接处不够平，小球会跳动，我们要打磨一下。”
（2）、总结工程思维，升华学习意义
今天我们不仅测试了自己的作品，还学会了用数据说话，用证据支持观点。
工程师们就是这样一步步优化产品的：发现问题→分析原因→提出方案→实施改进。
我们的“过山车”虽然只是模型，但它蕴含着真实的科学原理。
下课后，请各小组整理测试数据和改进建议，形成一份简单的《“过山车”测试报告》，为后续可能的二次建造做好准备。
八、作业与检测（对应学习目标）
一、填空题
1. 描述物体位置时，需要选定一个________作为参照。
2. 小球在下坡时速度会________，在弯道处速度通常会________。
3. 测量小球运动时间应使用________，测量轨道长度应使用________。
二、数据分析题
某小组“过山车”测试数据如下：
- 轨道总长：2.3米
- 运行时间：4.6秒
- 终点推木块距离：18厘米
回答：
1. 该“过山车”平均每秒运行约________米。（保留一位小数）
2. 若另一组运行时间为3.8秒，其他条件相近，则哪组更快？________
3. 如何改进才能让小球终点推距更远？写出一条建议：
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三、简答题
请结合本节课的测试活动，谈谈你对“工程需要不断改进”这句话的理解。
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九、学后反思
1. 我以为我们的“过山车”已经很好了，但测试才发现它比最快的那组慢了近一秒。原来坡度不够陡真的会影响速度。科学数据让我看到了自己的不足，也找到了努力的方向。
2. 当我们看到小球撞不动木块时很失望，但老师说这正是改进的机会。我们决定把最后一个弯道拉直，减少能量损耗。我明白了失败不是终点，而是通向成功的必经之路。
3. 通过和其他组比较，我发现光是“能跑完”还不够，还要跑得快、有力量。这种竞争让我更有动力去追求更好的设计。我觉得自己真的像个小工程师了。