第二单元《3 制作独轮车》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学五年级上册

这是一份科学五年级上册（2024）第二单元 工具与技术3. 制作独轮车教学设计，共9页。教案主要包含了学情分析，教材分析，核心素养教学目标，教学重难点，教学过程，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
五年级学生经过上一节课的学习，已经全面掌握独轮车的结构特点、省力原理，清晰认知独轮车的杠杆结构、摩擦省力两大核心知识点，为本节课的实践制作奠定了坚实的理论基础。从动手能力来看，五年级学生具备基础的手工制作、拼接组装能力，能够使用剪刀、胶水、胶带、螺丝刀等简易工具，完成基础的手工创作，具备小组协作完成制作任务的能力。但学生的实践操作能力存在明显差异，部分学生动手精细度不足，组装过程中容易出现车身歪斜、结构松动、支点偏移等问题；同时学生重制作、轻优化，大多只追求完成成品，忽略工具结构的科学性、稳定性与实用性，难以结合上节课的力学原理优化作品。此外，学生缺乏工程设计思维，不会提前规划制作流程、预判制作问题，作品完成后无法自主检测、整改优化。结合新课标实践育人要求，本节课需要通过分步指导、小组协作、作品检测、优化改进等环节，规范学生操作流程，培养学生工程实践与创新优化能力，让学生实现“学原理、做工具、会优化”的进阶提升。
二、教材分析
《制作独轮车》是教科版2026新教材五年级上册《工具与技术》单元的实践核心课，是上一节课《独轮车省力的秘密》的延伸与落地，实现单元“理论探究—实践创作—优化创新”的完整教学闭环。本节课教材内容以“工程实践”为核心，遵循“明确制作任务—梳理制作材料—掌握制作步骤—动手制作组装—检测调试优化—评价总结”的工程设计流程编排，完全贴合新课标探究实践育人要求。教材首先明确制作目标：制作一辆结构完整、能够平稳移动、具备省力效果的简易独轮车；随后罗列标准化制作材料与工具，细化分步制作流程，同时设置“作品检测与优化”核心板块，引导学生结合力学原理检测作品性能，整改制作缺陷。本节课的教学重点是将抽象的机械原理转化为具象的实物作品，让学生在动手实践中深化对简单机械、工具技术的认知，体会工程制作的严谨性，理解“结构影响功能，技术优化性能”的核心逻辑，既巩固前期理论知识，又培养学生动手实践、工程设计、创新优化的核心能力，是落实单元核心素养目标的关键实践课程。
三、核心素养教学目标
（一）科学观念
1. 进一步巩固独轮车的结构组成与省力原理，明确独轮车平稳、省力的结构要求。2. 理解工具制作需要遵循科学原理，作品结构的合理性直接决定工具的使用功能与效果。3. 掌握简易独轮车的制作标准，知道平稳性、牢固性、省力性是优质独轮车的核心评价指标。
（二）科学思维
1. 能够结合力学原理，预判制作过程中可能出现的结构问题，建立“结构决定功能、细节影响效果”的工程思维。2. 能够通过作品测试现象，分析作品存在的缺陷及成因，针对性提出优化改进方案，培养辩证分析、创新优化的思维能力。3. 能够对比不同作品的结构差异，总结优质独轮车的结构规律，提升归纳总结与逻辑推理能力。
（三）探究实践
1. 能够依据教材制作流程，规范使用各类制作工具，独立或小组合作完成简易独轮车的组装制作。2. 能够自主完成作品检测实验，测试独轮车的平稳性、承重能力、省力效果，精准排查作品问题。3. 能够针对作品缺陷，自主开展调试、修改与优化，提升作品的实用性与科学性。
（四）态度责任
1. 养成严谨细致、精益求精的工程实践态度，规范操作工具，爱护实验材料，培养良好的科学探究习惯。2. 体会理论与实践结合的科学魅力，感受工具制作、技术优化的价值。3. 乐于小组合作交流，主动分享制作经验与优化思路，培养团队协作、乐于创新的科学品质。
四、教学重难点
教学重点
严格按照教材流程规范制作简易独轮车，保证作品结构完整、连接牢固、能够平稳滚动，熟练掌握独轮车的制作方法与组装技巧。
教学难点
结合省力原理优化作品结构，精准调整支点、动力臂、阻力臂的位置，解决作品歪斜、卡顿、费力、不稳等问题，实现作品平稳、省力、实用的制作目标。
五、教学过程
复习回顾，明确任务
教师结合上节课教材核心知识点，开展问答式复习，衔接本节课实践内容，实现新旧知识无缝衔接。
师：上节课我们探究了独轮车省力的秘密，谁能说一说独轮车省力的两个核心原因？
生：一是车轮将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了运动阻力；二是独轮车是省力杠杆，动力臂大于阻力臂。
师：非常准确！那想要制作一辆省力、好用的独轮车，我们必须保证哪些核心结构达标？
生：需要有完整的车轮、车架、承重槽、扶手，保证支点位置准确，动力臂大于阻力臂，车身结构稳固。
教师顺势导入新课，结合本节课教材开篇内容讲解：“掌握了独轮车的科学原理后，今天我们就开启工程实践活动，按照教材的制作要求，亲手制作一辆简易独轮车。教材明确要求，我们制作的独轮车需要满足结构完整、滚动平稳、能够承重、省力高效的标准，接下来我们就分步完成制作、检测、优化的全过程。”
设计意图：通过问答式复习，快速巩固上节课核心理论知识，为本节课实践制作提供理论支撑，让学生明确制作的科学依据，避免盲目制作。同时清晰公示本节课学习任务与制作标准，让学生带着目标开展实践活动。
研读教材，梳理制作方案
教师引导学生自主阅读教材制作板块内容，结合教材图文，梳理制作工具、材料与完整流程。教师结合教材内容详细讲解：教材为我们提供了标准化的制作方案，首先我们需要准备制作材料与工具，核心材料包含硬纸板、塑料瓶盖、竹签、细木棍、胶带、胶水、剪刀等；制作核心流程分为车架搭建、车轮组装、扶手固定、承重槽搭建四个核心步骤。
开展师生互动，引导学生梳理制作重难点：
师：结合教材图文步骤，大家认为制作过程中，哪个步骤最关键、最容易出错？
生：车轮的固定很重要，如果车轮歪斜，车子就无法平稳滚动；扶手的长度和位置会影响动力臂长度，影响省力效果。
师：大家观察得非常细致！教材特别标注了两个制作关键点：一是车轮必须居中垂直固定，保证车身平衡；二是扶手长度要合理，确保动力臂大于阻力臂，保障省力效果。这也是我们本节课制作的核心注意事项。
教师进一步细化教材制作规范，明确小组分工：每组四人，分别负责材料准备、车架组装、车轮固定、整体调试，确保人人参与、分工明确，严格按照教材步骤有序操作。
设计意图：引导学生自主研读教材，培养学生读取教材信息、梳理实验方案的能力，改变教师单向灌输的模式。通过师生互动梳理制作重难点，提前规避制作问题，规范制作流程，培养学生严谨的工程实践思维。
分步实操，动手制作作品
教师严格依据教材分步制作内容，逐步骤示范讲解，指导学生动手操作，全程融入师生互动与细节指导，落实课堂实操教学。
搭建车架。教师讲解教材要求：选取硬纸板裁剪成长方形车架主体，保证车架平整、对称，无歪斜、无褶皱，这是车身平稳的基础。学生动手裁剪制作，教师巡视，针对学生裁剪不规整、车架不对称等问题逐一指导。
组装车轮与车轴。结合教材图示讲解：选取坚硬竹签作为车轴，将塑料瓶盖作为车轮，将车轮垂直固定在车轴两端，保证车轮转动灵活、无卡顿，车轴水平不歪斜。师问：如果车轴歪斜，会出现什么问题？生答：车子滚动会跑偏、倾倒，无法平稳移动。
固定扶手与承重槽。按照教材标准，将细木棍固定在车架后端作为扶手，保证扶手稳固不晃动；在车架前端搭建承重槽，用于放置重物。教师强调：承重槽的位置要靠近车轮支点，保证阻力臂短于动力臂，贴合省力杠杆原理。
整体加固定型。用胶带、胶水对车身所有连接处进行加固，确保结构牢固，无松动、无脱落，静置等待胶水定型，完成初步作品制作。
制作过程中，教师全程巡视，实时开展师生互动答疑，解决学生制作过程中的各类问题，同时提醒学生规范使用工具，注意操作安全，爱护实验材料。
设计意图：严格贴合教材分步制作内容，细化每一个操作环节，让学生依托教材标准开展实践，保证制作的规范性。通过实时互动答疑、针对性指导，解决学生实操难点，提升学生动手操作能力，落实探究实践核心素养。
作品检测，问题诊断优化
本环节落实教材“作品测试与优化”核心内容，引导学生结合科学原理，自主检测作品性能，排查问题、优化作品，突破教学难点。教师讲解教材检测标准：作品检测包含三项核心指标，分别是平稳性检测、承重检测、省力效果检测。
平稳性检测：学生将制作好的独轮车放在平整桌面，轻轻推动，观察车身是否平稳、是否跑偏、是否倾倒，记录检测结果。
承重检测：在承重槽内放置适量钩码，观察车身是否变形、结构是否松动，测试作品承重能力。
省力效果检测：用测力器拉动承载重物的独轮车，记录拉力数值，与徒手拉力对比，验证省力效果。
检测完成后，开展小组交流与师生互动分析：
师：大家在检测过程中，发现自己的作品存在哪些问题？结合我们学过的原理，分析问题成因。
生1：我的车子滚动时容易跑偏，是因为车轮固定歪斜，车轴不水平。
生2：我的车子比较费力，推测是扶手太短，动力臂太短，省力效果不明显。
生3：车子承重后松动变形，是因为连接处加固不到位，结构不稳固。
教师结合教材优化指导内容，针对性讲解优化方案：针对跑偏问题，重新调整车轮与车轴位置，保证垂直水平；针对费力问题，加长扶手、调整承重槽位置，延长动力臂、缩短阻力臂；针对松动问题，二次加固连接处，增强车身稳定性。学生自主开展作品优化整改，教师巡视指导。
设计意图：严格落实教材作品检测与优化环节，让学生实现“制作—检测—诊断—优化”的完整工程实践流程。通过自主检测、问题分析、针对性优化，培养学生的工程思维与创新能力，突破教学难点，实现理论与实践的深度融合。
作品展示，评价总结
教师组织小组作品展示活动，各小组依次展示优化后的独轮车，介绍自己的制作过程、遇到的问题及优化方法。教师结合教材评价标准，从结构完整性、平稳性、省力性、创新性四个维度开展综合评价，肯定学生的制作成果，表扬制作精良、优化到位、善于思考的小组，同时针对共性问题进行集中总结。
师：通过本节课的制作实践，大家不仅做出了完整的独轮车，还学会了结合科学原理优化作品，谁能分享一下本节课的收获？
学生自由发言，分享实践收获与感悟，教师汇总升华：工具制作不是简单的手工拼接，必须遵循科学原理，细节决定工具的使用效果，合理的结构设计、精准的细节处理，才能让工具发挥最优功能，这就是工具与技术的核心价值。
设计意图：通过作品展示与互评自评，帮助学生相互学习、取长补短，深化实践认知。通过收获分享与教师升华，帮助学生梳理课堂知识与实践经验，强化科学思维与态度责任。
六、课堂小结
本节课我们依托教材标准流程，完成了简易独轮车的制作、检测与优化全过程，顺利达成了本节课的实践教学目标。课堂上，我们先通过复习回顾，巩固了独轮车的省力原理，明确了制作的科学依据；随后研读教材，梳理了完整的制作材料、工具与分步流程，掌握了独轮车的标准化制作方法；通过动手实操，完成了车架、车轮、扶手、承重槽的组装与定型，打造出了完整的独轮车作品。同时，我们依据教材检测标准，从平稳性、承重性、省力性三个维度完成作品检测，精准排查出作品制作中的结构缺陷、细节问题，并结合杠杆原理、摩擦知识完成作品优化。通过本节课的实践，我们深刻体会到科学理论对实践制作的指导作用，明白了工具的功能由结构决定，技术的优化能提升工具的使用价值，有效培养了工程实践、创新优化的科学能力。同时，在小组合作制作中，提升了团队协作能力，养成了严谨细致、精益求精的科学探究态度，完整落实了单元“认识工具、应用技术、创新优化”的核心学习目标。