3.7 设计和制作“过山车”【教材解读】
文档属性
| 名称 | 3.7 设计和制作“过山车”【教材解读】 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 414.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版（2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-30 20:54:09 | ||
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文档简介
/ 让教学更有效 精品试卷 | 小学科学
三年级科学上册（教科版）3.7设计和制作“过山车”【教材解读】
（一）教学目标
科学观念目标
●知道工程设计的基本步骤包括明确任务、制订方案、实施方案、改进完善等。
科学思维目标
●在设计和制作“过山车”的过程中发展设计思维和工程思维。
探究实践目标
●能利用已有材料，完成“过山车”的设计和制作。
责任态度目标
●愿意跟同伴合作探究，并乐于反思和改进，体验设计产品的成就感。
●感知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。
（二）教学内容分析
本课为单元的第7课，对应课程标准3 ~ 4年级学习内容“13.1工程需要定义和界定”中的第一点 “描述简单的设计问题，包括材料、时间或成本等限制条件”和“13.2 工程的关键是设计”中的第二点“借助表格、草图、实物模型、戏剧或故事等方式说明自己的设计思路”。在本课的学习中，学生不仅需要应用本单元前几课所学的相关知识，更重要的是针对一个具体任务——制作“过山车”，按照工程设计的基本步骤（明确任务、制订方案、实施方案、改进完善等）完成任务，将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，综合应用跨学科和跨领域知识，发展创新和实践能力，体会“做”和“思”的成功和乐趣。
本课内容分为三个环节，分别是明确任务、制订方案和实施方案。第一个环节是明确任务——设计和制作 “过山车”；第二个环节是制订方案，即小组合作设计“过山车”轨道路线；第三个环节是实施方案，学生以小组为单位，根据设计制作“过山车”轨道。本课制作完成的“过山车”，在下节课成为学具，需要利用其完成本单元的总结回顾（物体位置、运动方式、运动快慢等），因此完成的作品务必牢固耐用。
三年级学生由于年龄较小，一般没有坐过山车的经历，对过山车的路径和轨道缺乏直接体验。但大多数学生在视频和图片中见过过山车，对于过山车的运动方式有一定认知。学生对过山车非常感兴趣，渴望研究相关内容。本课项目要求“小球能滚完全部轨道，不能脱轨”，这需要学生在制作过程中不断测试和调整，对三年级学生具有挑战性，需要教师进行相应指导。
（三）教学重难点
重点：根据要求，合理设计和制作“过山车”。
难度：制作过程中根据项目要求对轨道的铺设及曲线轨道进行调整。
（四）教材解读
本课情境：图片呈现了一个游乐园中的大型过山车设施。教师教学时，可以利用该图片激发学生学习兴趣，还可以引导学生认识到真实的过山车由轨道和支架组成，过山车在轨道中将经历直线运动和曲线运动。
明确任务：“用现有的材料，设计并制作一座‘过山车’”，是指学生需要依据能取用的材料来设计和制作“过山车”。“让小球能从高处自动滚完全部轨道”，表示要求小球利用自身重力和惯性运动，不能用外力推动。
项目要求：①“轨道总长在2米以上”，是因为第8课要测量小球运动时间，如果轨道长度太短将难以测量小球的运动时间；②“有直线轨道和曲线轨道”是为了学生能将本单元所学知识应用于具体项目中；③“小球能滚完全部轨道，不能脱轨”，意味着轨道中间不能断开、轨道完整且通畅、轨道要有适宜的坡度，既给小球提供足够动力，又不能使小球速度过快导致冲出轨道，让项目具有挑战性；
④“与同学合作完成”，是因为该项目耗时长且有挑战性，同时也对学生的有效合作提出要求。
图片呈现了两种材料套件。塑料套件材料的好处是搭建方便，易于调整，结构牢固，但需要提前购买，且成本相对较高。卡纸套件材料价格相对低廉，取材比较容易，但材料加工较耗费时间。此外，卡纸轨道还需利用其他材料搭建和支撑坡度，并将卡纸固定到相应的坡度中。纸张
在使用过程中容易发生位移和变形，对学生操作要求较高。
制作“过山车”的材料不限于教材中呈现的两种，不同地区的师生可以结合自身情况自由选择材料。宜选用取材容易、价格适宜、操作要求符合学生水平的材料。
制订方案：提供了两种设计“过山车”轨道路线的方案供学生参考，学生任选一种即可。
方法1：借助绳子直观呈现“过山车”运行轨道的大致样式，需要团队合作完成。该方法降低了设计难度，节约了设计时间，且设计方案便于调整。缺点是设计方案无法直接保存，容易变形，可以拍照或拍视频留存。
方法2：在纸上画出“过山车”的轨道路线设计图。教材提供了设计图的例子供学生参考，意在降低设计难度，且提示学生采用图文结合的方式，画出轨道，用文字标识起点和终点。
实施方案：该环节提醒学生根据设计图制作“过山车”。图片中的两座过山车，分别是用卡纸套件和用塑料套件制作的“过山车”，供学生参考。
（五）教学准备
学生：塑料套件（或卡纸套件）、细绳、软尺、小方格图纸、小球等。
教师：多媒体课件、摄影摄像设备（条件允许时）。
“过山车”的制作需要一定的时间， 而且第8课还要使用它，最好采用连续的三个课时进行第7课和第8课的教学方法。
1.揭示主题
教师呈现过山车的图片或播放过山车的视频，设问：你见过或玩过游乐园中的过山车吗？关于过山车，你知道什么？教师结合学生的回答，引导学生认识到过山车由轨道和支架组成，有直线轨道和曲线轨道，过山车在轨道上做直线运动和曲线运动；过山车有时运动得快，有时运动得慢；过山车在轨道中运行，不能脱轨。
揭示研究主题：让我们来设计并搭建一座自己的“过山车”吧。
2.明确任务
请学生仔细阅读教材第76页的项目要求。项目要求中指出，用现有材料设计并制作“过山车”，因此学生要先熟悉材料。具体可以采用以下方法：①教师先通过实物或照片，对现有材料作简单介绍；②学生尝试用教师提供的材料搭建简易的轨道，教师巡视了解各小组在尝试过程中是否遇到困难并做有针对性的指导。此环节的要点有：指导学生轨道和支撑材料之间的拼接和拆除技巧，轨道与轨道之间的连接方法，使轨道牢固地搭建方法，等等。需要注意的是，此教学环节用时不能太长，提供的材料也不宜过多，学生对材料及其拼接方式有直观感受即可。活动后，建议教师及时收回材料，以免学生将注意力过多集中在材料上，干扰后续的讨论和设计。
3.制订方案
小组讨论“怎样才能达成项目要求？”在小组讨论的基础上进行全班交流，为分组设计做好铺垫工作。在交流中明确一些具体的操作方法，如：设计的重点是轨道的铺设；轨道的坡度变化可以通过调整塑料套件的支架的高度（卡纸套件需要调整支撑物的高度）来实现；轨道材料之间对接需要紧密、平滑，使小球不容易脱轨；轨道总长度要达到2米以上，大概需要多少轨道部件；怎样才能测量出轨道的长度；小组同学如何合作。
请学生阅读教材第77页和第78页的“过山车”轨道设计方法1和方法2，进行选择，如学生对设计方法存在困惑，教师进行引导。对于方法1，要指导学生明确职责和分工，再利用绳子摆出“过山车”的轨道路线，通过调整使轨道满足设计要求。设计后，利用摄影技术对设计方案进行留存，用语言对轨道进行简单阐述。对于方法2，先通过交流讨论，明晰绘制设计图的要求。如：要清楚标注起点和终点；整个轨道路线应该保持封闭和连续；建议沿着空白设计图纸上印刷的格子绘制直道，弯道用弧线表示； 上下层路线有重叠时，位于下层的路线使用虚线，并配有文字说明。同时，教师还要提醒学生，轨道设计不要过于复杂，不然容易导致后续的搭建难以完成。接着，每个学生可先独自构思设计图，再进行组内交流，组内达成共识之后，合作完成“过山车”轨道设计图。需要注意的是，无论采用哪种设计方法，都要提醒学生把终点留在底座的边缘处，以便下节课测试。
学生在进行“过山车”的轨道设计时，教师巡视、了解进程，对过于复杂的轨道设计及时进行干预，使轨道设计方案能在搭建环节顺利实现并完成。小组完成“过山车”轨道设计后，采用相同设计方法的小组可以进行组间交流，在交流的基础上对本组的设计进行微调。
4.实施方案
学生搭建“过山车”前，教师视具体状况，可进行如下提示：①建议从低到高搭建，从位于“过山车”最低处的终点开始，沿着设计的轨道路线，搭建到高处的起点，这样既能避免因为材料不足而导致不能完成搭建的情况，也能节省时间，提高搭建效率；②尽量根据先前的设计进行搭建，在搭建过程中若发现设计难以达成，可以适当调整设计；③搭建完成后，对照设计要求，利用小球进行初步测试，并进行调整，确保符合项目要求。
学生分小组搭建“过山车”时，教师进行巡视指导。重点关注学生搭建时遇到的困难、搭建的进度、轨道是否符合项目要求，必要时可以示范拼搭某个局部。教师巡视过程中，根据各组的搭建进程适时分发测试小球，鼓励组间相互观摩，取长补短，完善自己的“过山车”需要注意的是学生搭建和测试“过山车”时很容易兴奋，活动前一定要和学生约定“停”的信号，建议将测试小球适时收回，以保证后续活动的正常开展。
（七）教学评价建议
从“会设计”“会制作”“会合作”“会整理”几个维度，对学生的课堂表现进行评价，能做到的打“√”，如表所示。
表“ 设计和制作‘过山车’”自我评价
评价维度 评价内容 能做到的打“√”
会探究 能按照任务要求设计“过山车”
会思考 能根据设计图制作“过山车”
会合作 能和小组成员合作进行设计和制作，遇到问题及时交流，关系和谐
会整理 实验结束后，及时整理剩余实验材料
软尺和细绳是用来测量“过山车”轨道长度的工具。
提示学生当画到轨道重叠时，可以采用合适的方法进行区分，方便后续的交流表达和轨道搭建。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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三年级科学上册（教科版）3.7设计和制作“过山车”【教材解读】
（一）教学目标
科学观念目标
●知道工程设计的基本步骤包括明确任务、制订方案、实施方案、改进完善等。
科学思维目标
●在设计和制作“过山车”的过程中发展设计思维和工程思维。
探究实践目标
●能利用已有材料，完成“过山车”的设计和制作。
责任态度目标
●愿意跟同伴合作探究，并乐于反思和改进，体验设计产品的成就感。
●感知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。
（二）教学内容分析
本课为单元的第7课，对应课程标准3 ~ 4年级学习内容“13.1工程需要定义和界定”中的第一点 “描述简单的设计问题，包括材料、时间或成本等限制条件”和“13.2 工程的关键是设计”中的第二点“借助表格、草图、实物模型、戏剧或故事等方式说明自己的设计思路”。在本课的学习中，学生不仅需要应用本单元前几课所学的相关知识，更重要的是针对一个具体任务——制作“过山车”，按照工程设计的基本步骤（明确任务、制订方案、实施方案、改进完善等）完成任务，将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，综合应用跨学科和跨领域知识，发展创新和实践能力，体会“做”和“思”的成功和乐趣。
本课内容分为三个环节，分别是明确任务、制订方案和实施方案。第一个环节是明确任务——设计和制作 “过山车”；第二个环节是制订方案，即小组合作设计“过山车”轨道路线；第三个环节是实施方案，学生以小组为单位，根据设计制作“过山车”轨道。本课制作完成的“过山车”，在下节课成为学具，需要利用其完成本单元的总结回顾（物体位置、运动方式、运动快慢等），因此完成的作品务必牢固耐用。
三年级学生由于年龄较小，一般没有坐过山车的经历，对过山车的路径和轨道缺乏直接体验。但大多数学生在视频和图片中见过过山车，对于过山车的运动方式有一定认知。学生对过山车非常感兴趣，渴望研究相关内容。本课项目要求“小球能滚完全部轨道，不能脱轨”，这需要学生在制作过程中不断测试和调整，对三年级学生具有挑战性，需要教师进行相应指导。
（三）教学重难点
重点：根据要求，合理设计和制作“过山车”。
难度：制作过程中根据项目要求对轨道的铺设及曲线轨道进行调整。
（四）教材解读
本课情境：图片呈现了一个游乐园中的大型过山车设施。教师教学时，可以利用该图片激发学生学习兴趣，还可以引导学生认识到真实的过山车由轨道和支架组成，过山车在轨道中将经历直线运动和曲线运动。
明确任务：“用现有的材料，设计并制作一座‘过山车’”，是指学生需要依据能取用的材料来设计和制作“过山车”。“让小球能从高处自动滚完全部轨道”，表示要求小球利用自身重力和惯性运动，不能用外力推动。
项目要求：①“轨道总长在2米以上”，是因为第8课要测量小球运动时间，如果轨道长度太短将难以测量小球的运动时间；②“有直线轨道和曲线轨道”是为了学生能将本单元所学知识应用于具体项目中；③“小球能滚完全部轨道，不能脱轨”，意味着轨道中间不能断开、轨道完整且通畅、轨道要有适宜的坡度，既给小球提供足够动力，又不能使小球速度过快导致冲出轨道，让项目具有挑战性；
④“与同学合作完成”，是因为该项目耗时长且有挑战性，同时也对学生的有效合作提出要求。
图片呈现了两种材料套件。塑料套件材料的好处是搭建方便，易于调整，结构牢固，但需要提前购买，且成本相对较高。卡纸套件材料价格相对低廉，取材比较容易，但材料加工较耗费时间。此外，卡纸轨道还需利用其他材料搭建和支撑坡度，并将卡纸固定到相应的坡度中。纸张
在使用过程中容易发生位移和变形，对学生操作要求较高。
制作“过山车”的材料不限于教材中呈现的两种，不同地区的师生可以结合自身情况自由选择材料。宜选用取材容易、价格适宜、操作要求符合学生水平的材料。
制订方案：提供了两种设计“过山车”轨道路线的方案供学生参考，学生任选一种即可。
方法1：借助绳子直观呈现“过山车”运行轨道的大致样式，需要团队合作完成。该方法降低了设计难度，节约了设计时间，且设计方案便于调整。缺点是设计方案无法直接保存，容易变形，可以拍照或拍视频留存。
方法2：在纸上画出“过山车”的轨道路线设计图。教材提供了设计图的例子供学生参考，意在降低设计难度，且提示学生采用图文结合的方式，画出轨道，用文字标识起点和终点。
实施方案：该环节提醒学生根据设计图制作“过山车”。图片中的两座过山车，分别是用卡纸套件和用塑料套件制作的“过山车”，供学生参考。
（五）教学准备
学生：塑料套件（或卡纸套件）、细绳、软尺、小方格图纸、小球等。
教师：多媒体课件、摄影摄像设备（条件允许时）。
“过山车”的制作需要一定的时间， 而且第8课还要使用它，最好采用连续的三个课时进行第7课和第8课的教学方法。
1.揭示主题
教师呈现过山车的图片或播放过山车的视频，设问：你见过或玩过游乐园中的过山车吗？关于过山车，你知道什么？教师结合学生的回答，引导学生认识到过山车由轨道和支架组成，有直线轨道和曲线轨道，过山车在轨道上做直线运动和曲线运动；过山车有时运动得快，有时运动得慢；过山车在轨道中运行，不能脱轨。
揭示研究主题：让我们来设计并搭建一座自己的“过山车”吧。
2.明确任务
请学生仔细阅读教材第76页的项目要求。项目要求中指出，用现有材料设计并制作“过山车”，因此学生要先熟悉材料。具体可以采用以下方法：①教师先通过实物或照片，对现有材料作简单介绍；②学生尝试用教师提供的材料搭建简易的轨道，教师巡视了解各小组在尝试过程中是否遇到困难并做有针对性的指导。此环节的要点有：指导学生轨道和支撑材料之间的拼接和拆除技巧，轨道与轨道之间的连接方法，使轨道牢固地搭建方法，等等。需要注意的是，此教学环节用时不能太长，提供的材料也不宜过多，学生对材料及其拼接方式有直观感受即可。活动后，建议教师及时收回材料，以免学生将注意力过多集中在材料上，干扰后续的讨论和设计。
3.制订方案
小组讨论“怎样才能达成项目要求？”在小组讨论的基础上进行全班交流，为分组设计做好铺垫工作。在交流中明确一些具体的操作方法，如：设计的重点是轨道的铺设；轨道的坡度变化可以通过调整塑料套件的支架的高度（卡纸套件需要调整支撑物的高度）来实现；轨道材料之间对接需要紧密、平滑，使小球不容易脱轨；轨道总长度要达到2米以上，大概需要多少轨道部件；怎样才能测量出轨道的长度；小组同学如何合作。
请学生阅读教材第77页和第78页的“过山车”轨道设计方法1和方法2，进行选择，如学生对设计方法存在困惑，教师进行引导。对于方法1，要指导学生明确职责和分工，再利用绳子摆出“过山车”的轨道路线，通过调整使轨道满足设计要求。设计后，利用摄影技术对设计方案进行留存，用语言对轨道进行简单阐述。对于方法2，先通过交流讨论，明晰绘制设计图的要求。如：要清楚标注起点和终点；整个轨道路线应该保持封闭和连续；建议沿着空白设计图纸上印刷的格子绘制直道，弯道用弧线表示； 上下层路线有重叠时，位于下层的路线使用虚线，并配有文字说明。同时，教师还要提醒学生，轨道设计不要过于复杂，不然容易导致后续的搭建难以完成。接着，每个学生可先独自构思设计图，再进行组内交流，组内达成共识之后，合作完成“过山车”轨道设计图。需要注意的是，无论采用哪种设计方法，都要提醒学生把终点留在底座的边缘处，以便下节课测试。
学生在进行“过山车”的轨道设计时，教师巡视、了解进程，对过于复杂的轨道设计及时进行干预，使轨道设计方案能在搭建环节顺利实现并完成。小组完成“过山车”轨道设计后，采用相同设计方法的小组可以进行组间交流，在交流的基础上对本组的设计进行微调。
4.实施方案
学生搭建“过山车”前，教师视具体状况，可进行如下提示：①建议从低到高搭建，从位于“过山车”最低处的终点开始，沿着设计的轨道路线，搭建到高处的起点，这样既能避免因为材料不足而导致不能完成搭建的情况，也能节省时间，提高搭建效率；②尽量根据先前的设计进行搭建，在搭建过程中若发现设计难以达成，可以适当调整设计；③搭建完成后，对照设计要求，利用小球进行初步测试，并进行调整，确保符合项目要求。
学生分小组搭建“过山车”时，教师进行巡视指导。重点关注学生搭建时遇到的困难、搭建的进度、轨道是否符合项目要求，必要时可以示范拼搭某个局部。教师巡视过程中，根据各组的搭建进程适时分发测试小球，鼓励组间相互观摩，取长补短，完善自己的“过山车”需要注意的是学生搭建和测试“过山车”时很容易兴奋，活动前一定要和学生约定“停”的信号，建议将测试小球适时收回，以保证后续活动的正常开展。
（七）教学评价建议
从“会设计”“会制作”“会合作”“会整理”几个维度，对学生的课堂表现进行评价，能做到的打“√”，如表所示。
表“ 设计和制作‘过山车’”自我评价
评价维度 评价内容 能做到的打“√”
会探究 能按照任务要求设计“过山车”
会思考 能根据设计图制作“过山车”
会合作 能和小组成员合作进行设计和制作，遇到问题及时交流，关系和谐
会整理 实验结束后，及时整理剩余实验材料
软尺和细绳是用来测量“过山车”轨道长度的工具。
提示学生当画到轨道重叠时，可以采用合适的方法进行区分，方便后续的交流表达和轨道搭建。
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