小学科学教科版（2024）三年级下册7.我们的“过山车”教学设计

这是一份小学科学教科版（2024）三年级下册7.我们的“过山车”教学设计，共4页。

课题
空气有质量吗
单元
一
学科
科学
年级
三
学习
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。
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。
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。
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。
体验科技创造中运用科学知识的重要性。
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。
重点
设计过山车轨道路线并且根据设计图拼搭过山车模型。
难点
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。。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
观看“过山车”视频资料。介绍过山车的专利化，一项技术的发明不仅要有智慧，而且还应该有知识产权的意识。现代过山车的最早发明者没有意识到这个问题，但美国人拉马库斯·阿德纳·汤普森敏锐地意识到了。拉马库斯是美国的一位发明家和商人，他曾制造过数十个过山车设施，因此被誉为“重力之父”。1885年1月20日，拉马库斯将过山车的相关专利技术进行了注册，过山车正式被专利化。
学生观看视频。
激发学生探究科学的学习兴趣。
讲授新课
聚焦：你见过或玩过游乐园中的过山车吗？过山车又称云霄飞车，是游乐园中一种富有刺激性的娱乐工具，令不少人着迷。它常利用重力和惯性使小列车沿蜿蜒的轨道行进，有爬升、滑落、旋转等过程(儿童过山车没有倒转)，其轨道的设计不一定是一个完整的回圈，也可以设计为车体在轨道上的运行方式为来回移动。大部分过山车的每个乘坐车厢可容纳2人、4人或6人8人，这些车厢利用勾子相互连结起来，就像火车一样。它们有什么特点呢？有直线运动和曲线运动。
探索：观察现有的材料，试着建造直线轨道和曲线轨道。
1.建造塑料积木轨道。
制作材料：塑料积木、底板。
制作过程：（1）选择恰当的积木连接出一条直线轨道。
（2）选择恰当的积木连接一条曲线轨道。
提醒：将积木用力压在底板上，两块积木的连接处要压平。
2.建造泡沫保温管轨道。
制作材料：铁架台、泡沫保温管、剪刀。
制作步骤：（1）将泡沫保温管用剪刀剪开。
（2）用铁架台的试管夹将泡沫保温管连接起来，并调整高度。
（3）根据需要设计直线或曲线轨道。
制作须知：相接的泡沫保温管处不要有漏缝，可以用透明胶带在底部粘结，或将相接的泡沫保温管叠放在一起。
仔细阅读设计要求，讨论一下怎样才能做到。
“过山车”设计要求
轨道的总长应在2米以上；要有直线轨道和曲线轨道；轨道的坡度要有变化；小球能滚完全部轨道，不能脱轨；整座“过山车”要稳固。
1.轨道的总长应在2米以上。
“轨道的总长应在2米以上”,这是因为下节课有一个比较不同“过山车”上小球运动快慢的活动，如果轨道距离太短将难以测量运动的时间。轨道也不宜太长,不然需要的材料过多，搭建起来用时也会较长。可以用软尺和细绳来测量轨道的长度。
2.要有直线轨道和曲线轨道。
“有直线轨道和曲线轨道”，旨在将所学知识应用于活动项目的具体问题中。
3.轨道的坡度要有变化。
“轨道的坡度要有变化”,是为了让轨道上的小球可凭借重力和惯性而运动，一方面是更符合真正的过山车情况,另一方面是让下节课比较不同“过山车”上小球运动快慢的活动更公平。
4.小球能滚完全部轨道，不能脱轨。
“小球能滚完全部轨道，不能脱轨”,意味着轨道中间不宜断开，全程完整通畅，同时轨道要有适宜的坡度，能给小球提供足够动力。
5.整座“过山车”要稳固。
“整座‘过山车’要稳固”,是在提醒关注轨道连接的同时也要关注承载“过山车”的基础设施。
小实践。
1.设计。
在纸上设计“过山车”的轨道路线。要有起点和终点，分直线轨道和曲线轨道，轨道的坡度要有变化。
（1）图文结合
（2）要有起点和终点
（3）有直线轨道和曲线轨道
（4）坡度和弯道要注明
（5）上下重叠时，下层用虚线表示……
2.制作。
在制作“过山车”之前的设计图纸阶段是很必要的，也是非常重要的、有效率的一种方法。根据设计要求，符合科学规律才能设计成功作品。制作的过程不要随意更改之前的设计图。
制作材料：积木、软尺、细绳。
制作过程：根据设计图和材料，制作我们的“过山车”。制作时，可以根据图纸适当调整轨道的高度和长度。
3.评价。
根据“过山车”的设计要求,完成对“过山车”的评价。
(1)长度是否达标。
(2)是否同时具有直线轨道和曲线轨道。
(3)轨道的坡度是否有变化。
(4)“过山车”是否稳固。
评价过程:在“过山车”的拼搭过程中，可以边拼搭边测试，对于测试过程中发现的各种问题，进行相应的调试,确保“过山车”顺利运行。另外，小组之间要互相交流,取长补短，使得“过山车”轨道模型的功能更齐全，为下节课测试“过山车”做准备。观看视频资料。
拓展：过山车的起源
你知道吗?过山车起源于俄罗斯的一种滑冰运动。
17世纪，俄罗斯流行着这样一种户外活动:利用雪橇从覆盖冰或雪的斜坡上滑下来。为了使这项活动更加有趣，有些俄罗斯贵族索性利用人造冰山作为滑冰的斜坡。这被称为“俄罗斯山脉”。后来，因为战争，很多俄罗斯人流落他乡，但是怀念故乡生活的俄罗斯人在各处建造“俄罗斯山脉”，将这种滑冰活动逐步传播到整个欧洲。然而，并不是每个地方都冷得可以长时间地保存冰雪，于是人们建造了木制的轨道，用带着轮子的小车代替雪橇，过山车的雏形就出现了。
学生回忆回答。
学生分小组进行搭建轨道（直线和曲线）。
学生阅读，再进行组内讨论，并回答。
学生阅读并思考，全班交流研讨。
学生可独自设计，学生独自完成活动手册第4页的“过山车”轨道设计图。
小组内交流“过山车”轨道设计图，选取一份设计图作为本组代表作，组内成员合作对该设计图进行优化。
全班交流：请1~2组介绍设计图，并请其他组同学进行点评。
全班交流意见，修改完善本组的设计图。
各小组开始搭建“过山车”轨道模型，搭建完成后请根据设计要求对轨道模型进行测试和调整。
学生分组进行活动，
旨在让学生认知过山车的运动路线有直线和曲线，轨道有上坡也有下坡等。
帮助学生明确如何才能达到设计要求。
确保大部分学生能够顺利完成“过山车”轨道的搭建与评价。
旨在通过拼搭、测试、调试与评价的过程相互交错。将上述环节整合在一起，有助于时间优化，确保大部分学生能够顺利完成“过山车”轨道的搭建与评价。
课堂小结
通过本节课的学习，我们知道了根据已有材料，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。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。。
板书
7 我们的“过山车”
基本步骤：明确问题、确定方案、设计制作、改进完善等。
图文相结合：
1.有起点和终点
2.有直线轨道和曲线轨道
3.有坡度变化
4.用实线和虚线