科学四年级上册7.设计制作小车 (一)教学设计

这是一份科学四年级上册7.设计制作小车 (一)教学设计，共18页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，教学重难点，材料准备，教学流程图，教学过程，板书设计（生成）等内容，欢迎下载使用。
《设计制作小车（一）》教学设计 【教材分析】依据课标，最后两节课是基于主要概念“工程的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。”而展开的技术与工程领域教学。本节课在前几课学生研究了如何驱动小车和其受到的摩擦力的基础上，设计一辆小车，对单元知识进行总结和应用，并知道工程设计包括明确问题、制定方案、实施方案和评估与改进等基本流程。本节课重点在于明确设计对象和制定方案这两个环节，教师重在引导学生针对具体的任务，按照设计的基本步骤来设计一个产品或完成指定的任务。同时，对自己或他人设计的想法、草图、模型等提出改进建议，优化方案。【学情分析】儿童的想象力丰富，对于亲手制作一辆运动的小车很感兴趣，是本节课活动的基础。但是学生想得到未必能做到，所以，教学的难点在于学生能否有效利用已有的经验、知识和技能去设计制作产品，并能持续围绕一个主题设计开展有始有终的实践活动。本节课还面临一些挑战，首先是学生的设计意识比较薄弱，他们往往认为制作一辆小车，只要拿着材料直接开展即可。其次他们对工程设计的基本方法知之甚少，比如设计图纸需要标注的内容，从不同角度绘制图纸等。【教学目标】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。科学探究目标1.在教师的引导下，能利用所给的材料设计方案，绘制设计图。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。4.根据设计，能利用所给的材料加工小车部件。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.意识到科学技术的发展会给人类和社会发展带来好处。3.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自己不断增加的需求。3.意识到科学技术的发展能促进社会发展。【教学重难点】重点：运用本单元相关的科学概念设计一辆指定任务的小车。难点：画出比较符合要求的设计图，并改进完善设计方案。【材料准备】实验器材：硬纸盒（半成品车身）、安全剪刀、气球、粗吸管（可作为喷嘴）、橡皮筋、车轮、连接轴、细吸管（能让连接轴穿过并能使其顺利转动）、胶水、透明胶、小车模型、班级记录表、设计图纸、简易的玩具车模型（自备）。【教学流程图】【教学过程】1.明确任务（5min）教师提问：（出示这个单元几种不同动力的小车图片）这个单元我们和好朋友运动的小车一起经历了科学探究活动，仔细回顾下，这些小车有什么共同特点呢？（预设：学生可能会从小车的结构<比如车轮、车身>和小车动力等方面阐述。）出示任务：这节课我们来做一个工程师，自己做一辆车子跑起来。我们先看看任务：利用这些材料设计制作一辆动力小车，使它能在5秒内将两块橡皮运输1米远。要求车身长度不可以超过25cm，用橡皮筋或气球来作为动力，只可以利用老师给你的这些材料（PPT展示）。工程设计一般流程：工程师是如何根据要求制造小车的呢？我们来一起看看工程师都是怎么做的？（PPT出示工程设计流程：明确问题——设计方案——实施方案——评估与改进。）设计意图：经历过前几课的学习，学生对于亲自设计制作小车充满热情。学生看到材料往往很激动，迫不及待地想要拿起材料进行制作，这是由他们的年龄特点和经验所决定的。教师此时通过引导回顾旧知、提问的方式让学生明确任务，使他们初步认识到工程师进行工程设计的一般流程。2.制定方案（35min）（1）观察小车模型，了解小车的结构教师引导：要设计一辆小车，我们首先要了解小车各部分结构。今天老师也给大家准备了一辆小车模型，请大家仔细观察。看看小车由哪些结构组成。这些结构各有什么特点？作用是什么？学生活动：分组观察并记录。汇报交流：分组汇报，教师把学生的想法记录在班级记录表中。小车的结构特点及其作用（班级记录表）结构特点和作用可以用哪些材料制作（随着下一个环节的开展进行补充）车架支持、固定 车身美观、载人或载物 车轴连接车身、运动 轮子运动 螺丝钉固定 ……  设计意图：学生在本单元的前面几节课学习过程中，重在体验如何驱动小车以及改变小车运动的快慢。但对小车的各部分结构并没有全面地观察和思考。本环节重在让学生有目的地观察小车模型结构特点，并思考各部分的作用，为下一步确定小车设计方案和绘制设计图奠定基础。（2）讨论、确定小车的设计方案小组讨论：在制作小车前，我们需要考虑哪些方面的内容？（提示：下面的环节教师根据学生的讨论实时进行互动交流、帮助学生理清小车设计的要点。）学生讨论的问题参考：（1）通过观察这些材料，我们可以运用哪些学过的知识来解决设计小车采用的动力方式？（是橡皮筋驱动小车或气球驱动小车。）（2）小车各个部分可以用哪些材料来制作？如何加工和使用？比如怎样安装橡皮筋或气球？怎样增大小车的动力？怎样延长动力作用于小车的时间？用橡皮筋做动力时如何解决小车打滑的问题？怎样安装车轮才能自由转动…… （提示：解决这些问题可以引导学生回忆我们之前上过的课，可能学生在之前实验过程中没有仔细观察过橡皮筋或气球动力小车，教师可以出示图片帮助学生再观察。）设计意图：对于四年级的孩子，虽然经历过三年级设计“过山车”的工程设计过程，但是学生想得到未必做得到。这部分讨论显得尤为重要，在讨论交流过程中明确各种材料可以用来制作小车的哪些结构，如何安装这些材料能够让小车顺利运动起来等等，在思考、讨论、倾听、辨析的过程中理清小车设计方案。（3）绘制设计图教师引导：经过讨论交流，我们已经有了初步的设计方案，工程师们会用设计图的方式记录下方案。绘制设计图有哪些具体要求呢？（课件出示设计图制作的基本要求：①设计图可以从多角度进行绘画，但不强求；②图纸标注各部分的结构、使用的材料和数量；③适当标注各部分的连接或固定方式。）绘图示范：如何从多个角度观察物体，并画出三视图。以简单的方块组合为例，示范三视图的画法。   从正面看              从侧面看               从上面看评价前置：出示“设计制作小车”评价表，帮助学生明确任务标准，提高设计的有效性（附第八课评价表）。学生进行设计。（建议：这部分每个学生都动手进行设计，体验工程设计的过程，这也是本节课的重点，学生在独立设计和思考的过程中更加明确工程目标，然后才小组讨论确定最优方案。）设计意图：绘制设计图的重要意义之一是将设计方案可视化，为制作环节提供指导。学生在二年级的数学学习中，能绘制出简单的立方体组合的三视图。科学教师可以充分调动学生这些已有的知识经验基础，帮助他们绘制小车的三视图。如果学生确实难以完成，则不强求，能在绘图中表述清楚设计方案即可。工程的关键是设计，每个学生应该自己尝试进行设计、体验，再进行组内交流，倾听组员的意见，反思自己的设计，从而在想法碰撞中优化设计方案，确定小组的最终设计方案，为下节课的制作提供指导。【板书设计（生成）】【板书说明】表格内为手写内容，以学生观察和交流过程中即时生成，不固定顺序，表格红色方框内“可以用哪些材料制作”在后面的讨论方案环节根据学生回答呈现，同时将右侧可供选择的材料，适时移动到表格对应位置。【小车设计单】
课程基本信息课例编号23学科小学科学年级四年级学期第一学期课题《设计制作小车（一）》教科书书名：《科学》                                 出版社：教育科学出版社          出版日期：2020年 7月教学人员 姓名单位授课教师刘天琪北京市大兴区榆垡镇第一中心小学指导教师刘艳明大兴教师进修学校教学目标【教学目标】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。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。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带。【教学重点】能根据任务和提供的材料设计方案、绘制设计图。   【教学准备】教师准备：硬纸盒、剪刀、橡皮筋、轮子、连接轴、胶水、吸管、胶带、气球、教学课件。学生准备：活动手册。学生准备：各种重物。 教学过程时间教学环节主要师生活动 导入 引入：在本单元的学习中，我们一直离不开一样东西，它是什么呢？它就是小车，我们今天这节课的任务是要设计一辆具有动力的小车。 明确问题 1.设计制作的一般流程为：①明确问题———明确设计什么,用途是什么,具体要求有什么;②制定订案——头脑风暴,研究会遇到什么问题,怎样解决,制订最优方案;③实施方案———团队协作,根据方案加工制作,汇报展示;④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。我们的设计制作任务要求如下：2.任务：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。制作小车的材料有：硬纸盒、剪刀、橡皮筋、轮子、连接轴、胶水、吸管、胶带、气球。 制订方案 任务一：观察小车模型。教师出示小车模型，学生分小组观察小车模型，了解小车的结构。引导学生关注模型小车的结构和每个结构的特点和作用。任务二：讨论、确定小车的设计方案，绘制设计图。1.思考本组设计采用的动力方式，橡皮筋驱动小车或气球驱动小车。2.各部分所用材料有什么，每种材料的加工方式和使用工具以及各部分的连接方式。3.设计图可以从多角度进行绘画，更全面地反映小车结构。4.对于各部分结构所需用的材料和尺寸在图纸上进行适当的标注。 
课程基本信息课例编号23学科小学科学年级四年级学期第一学期课题《设计制作小车（一）》教科书书名：《科学》出版社：教育科学出版社    出版日期：2020年7月学生信息姓名学校班级学号    学习目标1.能根据任务和提供的材料设计方案、绘制设计图。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。课上学习任务【学习任务一】体验活动：观察模型小车的结构。 【学习任务二】制定设计方案。设计方案记录单小组：     日期：  动力方式气   球设计图橡皮筋材料数量从正面看       从侧面看 小组分工姓名任务  从上面看      【学习任务三】下节课的学习准备：气球、橡皮筋、吸管、车轮、连接轴、橡皮、剪刀、胶带、纸盒 推荐的学习资源1．2．……
第7课　设计制作小车(一)(教材P56～57)授课时间：______________　　　　　　　　累计    1    课时课题设计制作小车(一)课型新授课教学目标科学知识目标1.知道工程设计中需要运用相关的科学概念来解决问题。2.知道工程设计具有一定的执行程序。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。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.体会到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。教学重难点重点：观察小车模型，了解小车的结构。难点：按照要求设计并绘制、修改小车的设计图。教学准备为学生准备：硬纸盒、剪刀、橡皮筋、轮子、连接轴、胶水、吸管、胶带、气球、学生活动手册。教师准备：学生实验材料、班级记录表、小车图片或模型、教学课件。流程教学设计二次备课聚焦1.引入：出示各种车的图片。2.提问：这些车分别有什么用途？它们的结构各有什么特点？(预设：学生可能会从有四个车轮、车身是流线型、都需要动力等方面回答。)3.揭题：人们会根据不同需求设计出不同动力的车辆来执行各种任务，而设计一辆车通常具有一定的执行程序。接下来，我们也将按以下程序设计一辆具有动力的小车。[板书：设计制作小车(一)] 探索与研讨明确问题1.出示任务：利用生活中的材料（如图）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。2.明确要求：(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。制订方案1.引导：要想设计一辆小车，我们首先要了解小车的结构，老师给每个小组都准备了一辆小车，请同学们认真观察并思考小车有哪些结构？这些结构的特点和作用分别是什么？2.布置任务：出示小车，引导学生分组活动并完成活动帮助卡。3.交流：学生分组汇报并讨论，达成共识。4.提问：在设计小车时，我们要考虑哪些方面的问题？(教学提示：动力方式、各部分所用材料、每种材料的加工方式和使用的工具、各部分的连接方式等。)5.引导：在动手设计之前，请大家先思考以下问题：怎样安装橡皮筋或气球？怎样增大小车的动力？如何延长动力作用于小车的时间？用橡皮筋作动力时，如果出现打滑的问题该如何解决？怎样安装车轮可以让车轮自由转动？【设计意图】鼓励学生集思广益，引导学生发现可以用吸管作轴套与车身连接，既可以让安在连接轴上的轮子自由转动，也可以防止橡皮筋打滑；车轮能自由转动的同时，也必须保证所有车轮能平衡着地等。6.布置任务：引导学生分组讨论设计方案，思考需要的材料，并在材料箱中选出所需的材料。 探索与研讨7.研讨汇报。组内研讨帮助卡主持人：我们小组设计的小车采用哪种动力方式？学生1：橡皮筋。主持人：小车各部分分别用什么材料？学生2：车身用硬纸盒，车架用吸管，车轴用吸管和连接轴……主持人：各部分怎么连接？学生3：先用胶带将吸管绑成方形的车架，再用胶水将车架粘在硬纸盒上……主持人汇总大家的发言。 拓展与小结绘制设计图1.布置任务：请大家把你们组小车的设计图画在《学生活动手册》上，要求画出从正面看、从侧面看和从上面看的三幅图。画好了的可以组内进行交流和修改，让你们设计的小车更合理、更科学、更美观。  拓展与小结2.展示与交流。(教学提示：将汇报小组的设计图投影至大屏幕。)集体汇报帮助卡主持人：请各小组代表依次汇报你们组的设计方案。小组1：这是我们小组的设计图。我们的小车以橡皮筋为动力，硬纸盒作车身，吸管作车架，用2根连接轴分别连接4个轮子，使小车更平稳……主持人：大家对小组1的设计方案有什么建议吗？请小组代表回答。小组2：我们认为以气球的反冲力、橡皮筋的弹力两种动力方式共用的混合动力能让小车跑得更远。小组3：以橡皮筋为动力设计小车时，尽量选用较大的轮子和较重的车身，以免车轮打滑。主持人：谢谢大家的发言，汇报活动结束。3.反思与改进：教师指导各小组改进设计图。 板书设计       教学反思　　通过前面6节课的学习，学生已经知道了小车的运动与其受到的动力和摩擦力的关系，知道如何根据需要减小或增大摩擦力，认识到了运动的物体具有能量。本课就是围绕设计制作小车展开的，这既能对之前所学的知识和技能进行归纳、总结，又能进一步培养学生的科学素养，发展对工程设计的认识、理解和应用。　　通过对学生前概念的调查，发现四年级的学生具有丰富的想象力，对许多事物充满好奇，也十分热衷于制作一些新奇的物品，这都是对开展设计活动有利的基础。但要把想象变为实际的作品，要克服的困难是很多的，因此，在教学中应该引导学生利用已有的经验、知识和技能去设计“能做得到”的产品，还要让他们能持续围绕一个主题开展有始有终的实践活动。综合以上考虑，故将本节课的教学重点分为两个板块：　　一、明确问题板块。让学生明白本节课的任务，明确制作小车的三点要求。　　二、制订方案板块。先通过观察小车模型的活动，让学生了解小车各部分的结构和作用；再通过讨论确定小车的设计方案并绘制设计图。 课后作业见“状元成才路”系列丛书《创优作业100分》对应课时训练。 
第7课时《设计与制作（一）》【教学目标】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。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。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带。【教学重点】能根据任务和提供的材料设计方案、绘制设计图。   【教学准备】教师准备：硬纸盒、剪刀、橡皮筋、轮子、连接轴、胶水、吸管、胶带、气球、教学课件。学生准备：活动手册。 
 
【教学流程】教学环节教师指导与评价学生学习活动评价要点一、导入（2分钟）在本单元的学习中，我们一直离不开一样东西，它是什么呢？它就是小车，我们今天这节课的任务是要设计一辆具有动力的小车。板书：设计与制作（一）学生任务:回顾学习过程、思考并回答问题。揭示课题。二、明确问题（6分钟）设计制作的一般流程为：①明确问题———明确设计什么,用途是什么,具体要求有什么;②制定订案——头脑风暴,研究会遇到什么问题,怎样解决,制订最优方案;③实施方案———团队协作,根据方案加工制作,汇报展示;④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。我们的设计制作任务要求如下：任务：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。制作小车的材料有：硬纸盒、剪刀、橡皮筋、轮子、连接轴、胶水、吸管、胶带、气球。学生任务:了解设计制作流程，明确问题及任务要求。了解工程设计具有一定的执行程序，并明确问题。三、制订方案（30 分钟）任务一：观察小车模型。教师出示小车模型，学生分小组观察小车模型，了解小车的结构。引导学生关注模型小车的结构和每个结构的特点和作用。任务二：讨论、确定小车的设计方案，绘制设计图。1.思考本组设计采用的动力方式，橡皮筋驱动小车或气球驱动小车。2.各部分所用材料有什么，每种材料的加工方式和使用工具以及各部分的连接方式。3.设计图可以从多角度进行绘画，更全面地反映小车结构。4.对于各部分结构所需用的材料和尺寸在图纸上进行适当的标注。 学生任务一:观察小车模型过程:观察分析小车模型的结构、思考每个结构具有的特点与自身的作用学生任务二:确定方案、绘制图纸过程：1.小组讨论、思考安装橡皮筋回顾用橡皮筋和气球作动力的小车的安装方法;怎样增大小车的动力？怎样延长动力作用于小车的时间等。2.商议各部分所用材料。思考怎样安装车轮可以使轮子自由转动等问题。3.在活动手册上绘制设计图，从多个角度画出小车，记录下每部分的材料并标注尺寸。 在小组讨论、制订方案的过程之中，能倾听他人的想法，并与之交流。与此同时体会到制作的关键在于设计。发展对工程设计和动手制作的兴趣，激发创新精神。 四、展示（2分钟）选取一组同学的设计，简单介绍展示。学生任务:倾听介绍思路、反思自己的设计。通过介绍展示，了解设计、介绍的思路，能对自己的想法和结果进行反思，做出自我评价和调整。