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教科版四年级上册3.7设计制作小车（一）
课题
设计制作小车（一）
单元
运动和力
学科
科学
年级
四年级
科学概念目标1、工程设计中需要运用相关的科学概念来解决问题。2、工程设计具有一定的执行程序。目标解读在设计制作小车之前，要了解工程设计的一般流程；明确问题、制订方案、实施方案、评估与改进。并能够根据这一流程完成小车的设计。科学探究目标1、能根据任务和提供的材料设计方案、绘制设计图。目标解读学生通过小组分工协作，利用已有的经验、知识和技能去设计制作，体验在真实情境下不断发现问题、改进作品的过程。在认识、体验设计的过程中，意识到设计要先于制作，设计要从实际的用途或需要解决的问题出发，经过讨论、改进选取最优的方案。2、在设计讨论活动中，能倾听他人的想法，并与之交流。3、能对自己的想法和结果进行反思，做出自我评价和调整。科学态度目标1、发展对工程设计和动手制作的兴趣，激发创新精神。2、能够接纳他人的观点，不断完善自己的设计制作。科学、技术、社会与环境目标1、体会到制作的关键在于设计。2、人们不断改进设计以满足不断增加的需求。3、意识到科学技术的发展能促进社会发展。
重点
工程设计具有一定的执行程序。
难点
能根据任务和提供的材料设计方案、绘制设计图。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
出示赛车图片。提出问题：请你说一说这些车的设计有什么特点？讲解：真正的赛车时速要达到300千米以上，同时要尽量做到平稳、安全。设计师们是怎样思考和设计的呢？轮胎的设计可以增大摩擦力，避免打滑。要设计力量很大的发动机。车身很低，轮与轮之间距离较宽，可以使行驶稳定。设计流线型车身，使阻力减到最低。
对教师所提问题展开思考并回答。
激趣导入
新知探究
聚焦：明确问题任务描述：请利用生活中的材料设计制作一辆具有动力的小车，使它能在5秒内把两块橡皮运输1米远。要求：1、车身长度不超过25厘米；2、用橡皮筋或气球作动力；3、只能利用提供的材料。要点提示：1、要求在5秒内把两块橡皮运输1米远，这就要求小车具备一定的速度。2、材料有限，注意材料的选择。想一想：如何利用现有材料设计制作一辆具有动力的小车？要点提示：本单元主要研究的是用橡皮筋的弹力作动力和用气球的反冲力作动力，要基于所学到的知识去设计小车，并且只能用这两种动力，不可以用其他动力。材料有限，所以在选择材料时要考虑到载重问题
、车的动力和所受摩擦力问题。
在设计制作小车之前，要了解工程设计的一般流程；明确问题、制订方案、实施方案、评估与改进。并能够根据这一流程完成小车的设计。
温故知新勤思考，聚集焦点解新疑。
新知探究
探索一：明确设计制作的基本步骤明确设计制作的基本步骤，有助于我们整体规划及合理分配。探索二：制订方案1、观察小车模型，了解小车的结构
观察小车时，可以将小车拆开或观察拆开的图片，研究真正的小车的结构和它们各自的作用，从而获得我们要设计的小车的基本构架，为设计环节奠定基础。2、讨论、确定小车的设计方案，绘制设计图
●动力方式
●各部分所用材料
●每种材料的加工方式和使用工具
●各部分的连接方式设计方案1：橡皮筋动力小车材料：橡皮筋、硬纸盒、轮子、连接轴、胶水、吸管。设计思考：设计的主要目标是行驶的路程要尽量长。因此增大动力，减小阻力是橡皮筋动力小车设计的主要问题。对于橡皮筋动力小车来说，增大小车的动力可以用增加橡皮筋股数和长度的方法来解决。增加橡皮筋股数，相对弹力也会增加，但如果动力太强的话，车子就容易打滑。解决办法：适当增加小车重量和轮胎粗糙程度，增大摩擦力。增加橡皮筋长度，可以获得更多的缠绕圈数，延长橡皮筋作用于小车的时间。但因为车身长度限制，所以也不能一味地加长，要考虑有效作用。解决办法：尽量让系橡皮筋的点与转动轴的距离长一些，以增加橡皮筋长度。
还可以增大驱动轮，让每一圈前进的距离增大。减小阻力方面，主要考虑轮轴转动的灵活程度。解决办法：轮轴可以用吸管做轴套与车身连接，转动摩擦处可以加些润滑油来减小摩擦阻力。
设计方案2：气球动力小车材料：气球、硬纸盒、喷气嘴、轮子、连接轴、胶带、吸管、润滑油。设计思考：设计的主要目标是行驶的路程要尽量长。因此增大动力，减小阻力是橡皮筋动力小车设计的主要问题。对于气球动力小车来说，增大动力、延长作用时间总体上可以用大气球来解决。但增大动力与延长作用时间对于同一个气球来说，这是一对矛盾的因素。喷气嘴大，动力强，但喷气时间短；喷气嘴小，动力弱，但喷气时间长。所以我们必须要找到一个最佳的配合点，调整好喷气嘴的大小。设计方案2：气球动力小车材料：气球、硬纸盒、喷气嘴、轮子、连接轴、胶带、吸管、润滑油。设计思考：气球动力小车没有打滑问题，车身越轻越好。所以从减小摩擦力来看，气球动力小车应尽量轻。我们可以用硬纸盒来做车身。减小阻力方面，主要考虑轮轴转动的灵活程度。解决办法：轮轴可以用吸管做轴套与车身连接，转动摩擦处可以加些润滑油来减小摩擦阻力。同时轮子使用硬质、光滑的塑料轮子，减小与地面的摩擦力。
学生通过小组分工协作，利用已有的经验、知识和技能去设计制作，体验在真实情境下不断发现问题、改进作品的过程。在认识、体验设计的过程中，意识到设计要先于制作，设计要从实际的用途或需要解决的问题出发，经过讨论、改进选取最优的方案。
科学探索求真知，教师点拨解疑难。
研讨探究
研讨一：明确设计方案时，需要考虑哪些问题？小结：动力和阻力是设计小车时考虑的首要问题，这两个问题可以从材料入手，选取适合的来设计。在小车设计图上标注出主要部位的尺寸，有利于制作小车时，把握得更加精准。明确设计制作的基本步骤，有助于我们整体规划及合理分配。
利用所学知识，对提出的问题展开讨论。
相互交流共分享，集体讨论达共识。
课堂练习
幻灯呈现
应用所学
利用所学知识解决问题
课堂小结
通过本课的学习你有哪些收获？
回顾本课所学
建立知识体系
板书
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建立知识体系
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3.7设计制作小车（一）
一、填空题
1、设计制作的基本步骤分为四个阶段，分别是明确问题（
）、（
）、评估与改进。
2、在确定小车的设计方案时，我们可以从多个（
）画出小车，可以更全面地反映它的（
）。
3、下面是小亮同学设计的小赛车，这辆小赛车的动力是（
）。要使这辆小赛车运动速度变大，可增加橡皮筋的（
）或增加橡皮筋的缠绕（
），为了改变小赛车的运动方向，可以改变橡皮筋的缠绕（
）。
4、在评估与改进的阶段，要根据标准（
）、打分，反思方案、制作以及整个过程存在的问题，并进一步（
）。
二、判断题
1、人们根据需要会设计各种动力的车辆来执行不同的任务。
（
）
2、设计制作时先要明确问题。（
）
3、为了使车辆的行驶速度变大，车身应该越轻越好。（
）
4、每辆小车只能有一种动力来源。（
）
三、选择题
1、要以橡皮筋为动力制作小车，所选材料合适的是
(
)。
A.硬纸盒、剪刀、橡皮筋、轮子、吸管、胶带
B.硬纸盒
、剪刀、橡皮筋、连接轴、气球、胶水
C.硬纸盒、剪刀、橡皮筋、连接轴、轮子、胶水
2、下列说法正确的是(
)。
A.小车受到的空气阻力大小与车身的尺寸和形状有关
B.车轮越光滑，受到的摩擦力越小，小车跑的距离越长
C.橡皮筋小车一定比气球小车行驶的距离长
四、连线题
将小车的结构与其特点作用连线
车架
使小车运动
车身
连接车架与轮子
车轴
美观、载人
轮子
支撑、固定
五、简答题
讨论、确定小车的设计方案时，都需要考虑哪些方面？
六、实验分析
下面是小明的设计图，请仔细观察，根据设计图回答问题
1、这辆小车的车身长度不能超过
(
)厘米。
A.15
B.25
C.35
2、这辆小车的动力来源是(
)。
A重力
B.弹力
C.反冲力
3、在设计小车的过程中，有些摩擦是有害的，应尽量避免。下列不属于有害摩擦的是
(
)。
A.车轴与车身之间的摩擦
B.轮子与地面的摩擦
C.车身与空气之间的摩擦
4、在绘制设计图时，要标注主要部分的(
)。
5、如果想更换车身材料，那么下列备选材料中最好的是(
)。
A泡沫塑料
B.铁块
C.玻璃
6、喷气嘴的口径要适中，如果喷气嘴的口径过大，那么喷气时间(
)；如果喷气嘴的口径过小，那么小车动力(
)。
3.7设计制作小车（一）
答案及解析
一.
1、制订方案
实施方案
2、角度
结构
3、橡皮筋
数量
圈数
方向
4、评估
改进
二.
1、√
2、√
解析：设计制作的第一步要明确问题。
3、×
解析：车身太轻可能导致轮胎打滑，因此应综合考虑各种因素，合理控制车身质量。
4、×
解析：可以设计多种动力混合使用的小车。
三.
1、C
2、A
四、
车架
使小车运动
车身
连接车架与轮子
车轴
美观、载人
轮子
支撑、固定
五、
1、动力方式；2、各部分所用材料；3、每种材料的加工方式和使用工具；4、各部分的连接方式。
六、
1、B
2、C
解析：气球中的气体从喷气嘴喷出，产生的反冲力使小车运动，因此小车的动力来源是反冲力。
3、B
解析：小车启动时，需要地面对轮子提供摩擦力，因此这个摩擦力是有利的，应该尽量增大，这样小车才更容易启动。
4、尺寸
5、A
解析：玻璃易碎，铁块和玻璃都比较重，用弹力或者反冲力不容易驱动。
6、短
小
解析：喷气嘴的口径要大小适中，过大气体很快放完，小车行驶距离短，过小小车的动力小于摩擦力不能启动。
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3.7设计制作小车（一）
教科版
四年级上
请你说一说这些车的设计有什么特点？
导入新课
真正的赛车时速要达到300千米以上，同时要尽量做到平稳、安全。设计师们是怎样思考和设计的呢？
要设计力量很大的发动机。
轮胎的设计可以增大摩擦力，避免打滑。
车身很低，轮与轮之间距离较宽，可以使行驶稳定。
设计流线型车身，使阻力减到最低。
导入新课
新知探究
明确问题
聚焦
任务描述：请利用生活中的材料设计制作一辆具有动力的小车，使它能在5秒内把两块橡皮运输1米远。
要求：1、车身长度不超过25厘米；2、用橡皮筋或气球作动力；3、只能利用提供的材料。
1、要求在5秒内把两块橡皮运输1米远，这就要求小车具备一定的速度。
2、材料有限，注意材料的选择。
要点提示
新知探究
明确问题
聚焦
想一想：如何利用现有材料设计制作一辆具有动力的小车？
本单元主要研究的是用橡皮筋的弹力作动力和用气球的反冲力作动力，要基于所学到的知识去设计小车，并且只能用这两种动力，不可以用其他动力。材料有限，所以在选择材料时要考虑到载重问题
、车的动力和所受摩擦力问题。
要点提示
硬纸盒也得选，正好作车身载橡皮！
用四个轮子更平稳。
选橡皮筋作动力吧！
明确设计制作的基本步骤
新知探究
一
探索
明确问题
明确设计什么，用途是什么，具体要求有什么
制订方案
头脑风暴，研究会遇到什么问题，怎样解决，制订最优方案
实施方案
团队协作，根据方案加工制作，汇报展示
评估与改进
根据标准评估、打分，反思方案、制作以及整个过程存在的问题，并进一步改进
明确设计制作的基本步骤，有助于我们整体规划及合理分配。
1
2
4
3
新知探究
1、观察小车模型，了解小车的结构
观察小车时，可以将小车拆开或观察拆开的图片，研究真正的小车的结构和它们各自的作用，从而获得我们要设计的小车的基本构架，为设计环节奠定基础。
二
探索
制订方案
能动性、使小车动起来
动力装置
滚动、行驶
轮子
摩擦小、连接
车轴
美观、载人
车身
支撑、固定
车架
特点和作用
结构
小车的结构（班级记录表）
新知探究
2、讨论、确定小车的设计方案，绘制设计图
●动力方式
●各部分所用材料
●每种材料的加工方式和使用工具
●各部分的连接方式
二
探索
制订方案
新知探究
设计方案1：橡皮筋动力小车
材料：橡皮筋、硬纸盒、轮子、连接轴、胶水、吸管。
设计思考：设计的主要目标是行驶的路程要尽量长。因此增大动力，减小阻力是橡皮筋动力小车设计的主要问题。
对于橡皮筋动力小车来说，增大小车的动力可以用增加橡皮筋股数和长度的方法来解决。增加橡皮筋股数，相对弹力也会增加，但如果动力太强的话，车子就容易打滑。
解决办法：适当增加小车重量和轮胎粗糙程度，增大摩擦力。增加橡皮筋长度，可以获得更多的缠绕圈数，延长橡皮筋作用于小车的时间。但因为车身长度限制，所以也不能一味地加长，要考虑有效作用。
解决办法：尽量让系橡皮筋的点与转动轴的距离长一些，以增加橡皮筋长度。
二
探索
制订方案
新知探究
还可以增大驱动轮，让每一圈前进的距离增大。
减小阻力方面，主要考虑轮轴转动的灵活程度。解决办法：轮轴可以用吸管做轴套与车身连接，转动摩擦处可以加些润滑油来减小摩擦阻力。
二
探索
制订方案
设计图：
后驱动轮
轴套
橡皮筋
21厘米
6厘米
新知探究
二
探索
制订方案
俯视图
侧视图
正视图
设计方案1：橡皮筋动力小车
新知探究
设计方案2：气球动力小车
材料：气球、硬纸盒、喷气嘴、轮子、连接轴、胶带、吸管、润滑油。
设计思考：设计的主要目标是行驶的路程要尽量长。因此增大动力，减小阻力是橡皮筋动力小车设计的主要问题。
对于气球动力小车来说，增大动力、延长作用时间总体上可以用大气球来解决。但增大动力与延长作用时间对于同一个气球来说，这是一对矛盾的因素。喷气嘴大，动力强，但喷气时间短；喷气嘴小，动力弱，但喷气时间长。所以我们必须要找到一个最佳的配合点，调整好喷气嘴的大小。
二
探索
制订方案
新知探究
设计方案2：气球动力小车
材料：气球、硬纸盒、喷气嘴、轮子、连接轴、胶带、吸管、润滑油。
设计思考：气球动力小车没有打滑问题，车身越轻越好。所以从减小摩擦力来看，气球动力小车应尽量轻。我们可以用硬纸盒来做车身。
减小阻力方面，主要考虑轮轴转动的灵活程度。
解决办法：轮轴可以用吸管做轴套与车身连接，转动摩擦处可以加些润滑油来减小摩擦阻力。同时轮子使用硬质、光滑的塑料轮子，减小与地面的摩擦力。
二
探索
制订方案
新知探究
二
探索
制订方案
俯视图
正视图
侧视图
设计方案2：气球动力小车
新知探究
二
探索
制订方案
俯视图
正视图
侧视图
设计方案2：气球动力小车
新知探究
俯视图
动力和阻力是设计小车时考虑的首要问题，这两个问题可以从材料入手，选取适合的来设计。在小车设计图上标注出主要部位的尺寸，有利于制作小车时，把握得更加精准。
俯视图
明确设计方案时，需要考虑哪些问题？
一
研讨
明确设计方案时，需要考虑哪些问题？
研讨探究
一
研讨
明确设计制作的基本步骤，有助于我们整体规划及合理分配。
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课堂练习
1、赛车设计成流线型是为了减小空气阻力。
（
）
一、判断对错
2、气球动力小车是依靠气体的反冲力前进的。
（
）
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课堂练习
一、判断对错
3、设计用橡皮筋作动力的小车时，摩擦力越小越好。
（
）
解析：车轮的摩擦力有助于提升小车的稳定性，如果摩擦力太小，车轮容易打滑。所以并不是摩擦力越小越好。
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课堂练习
二、选择题
1、下列选项中，提高电动小车速度的最有效办法是（
）。
A.轮胎上的花纹
B.很低的车身
C.大功率的发动机
C
解析：电动小车依靠电力来运动，所以大功率的发动机可以提升小车的动力。
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课堂练习
二、选择题
2、克服橡皮筋动力小车轮胎打滑的办法是（
）。
A.增加橡皮筋的根数
B.增加车身重量
C.增加缠绕橡皮筋的圈数
B
解析：小车打滑是因为摩擦力不足，需要增加轮胎的摩擦力，最有效的办法是增加轮胎的花纹或车身的重量。
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课堂练习
二、选择题
3、为了让我们的气球动力小车行驶得更远，我们应尽量（
）。
A.增大接触面的粗糙程度
B.减小气球体积
C.减小车身重量
C
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板书设计
设计制作小车（一）
明确问题→制订方案→实施方案→评估与改进
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