7设计制作小车（一）教学设计-2024-2025学年科学四年级上册教科版

7 设计制作小车（一） 教材分析 《设计制作小车（一）》是第三单元第7课。本节课的教学内容是让学生设计和制作具有动力的小车，从“如何按要求制作一辆动力小车”的问题开始，用详尽的图文介绍了制作小车的材料，同时对制作任务提出了具体的要求，由此引发学生制作小车的兴趣。主要内容分为两部分：第一部分是明确问题，教材先给出了设计制作小车的明确任务，并且拟定了清晰的达标条件，为学生的设计思路提供了有利的立足点，同时为后续的小组间评估奠定了公平的指标基础。第二部分是制订方案，先让学生观察一些小车模型，了解根据需要设计和生产的动力车辆，指出这都是为了满足人们更多的需要而设计的，随后过渡到讨论、确定小车的设计方案，并指导学生绘制设计图。 学情分析 四年级学生具有丰富的想象力，并且喜欢动手，这些特点都是他们设计和制作学具的基础。但对于这个年龄段的学生来说，他们多数能“想得到”，却未必“办得到”。因此，本节课教学的重难点在于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。 教学目标 科学观念 通过阅读资料和制订小车设计方案，知道工程设计具有一定的执行程序，认识到工程设计中需要运用相关的科学概念来解决问题。 科学思维 运用讨论、比较的方法确定小车的最佳设计方案，能修改小车的设计图。 探究实践 根据任务要求和材料条件绘制设计图，并对自己的想法和结果进行反思，做出自我评价和调整。 态度责任 通过制定方案、绘制设计图，发展对工程设计和动手制作的兴趣，激发创新精神，培养能够接纳他人观点、不断自我完善的科学态度，意识到科学技术的发展对社会发展的重要意义。 重点难点 重点 能利用所给的材料，思考、确定设计方案，绘制出设计图。 难点 思考所设计的小车是否“做得到”，对设计的小车的功能进行改进。 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、玩具车模型、多媒体课件等。 学生准备 学生活动手册。 教学设计 一、导入新课 谈话导入：（出示制作好的玩具车模型）请大家看一看，这是什么？我们已经知道了玩具小车的动力有很多种，那你们对制作小车感兴趣吗？今天，我们就来设计一辆具有动力的玩具小车吧。 设计意图：从学生的兴趣和爱好出发，提出具有挑战性的问题，从而激发学生思考，帮助学生快速进入新课的学习。 二、活动过程 活动1：明确任务 1．出示活动任务，让学生读一读，了解本次活动的具体要求。 请利用生活中的材料，设计制作一辆具有动力的小车，并使它能在5秒内把两块橡皮运输1米远。 2．解读任务： （1）利用生活中容易找到的材料进行设计制作。 （2）制作好的小车要具有动力。 （3）小车能在5秒内把两块橡皮运输1米远。 3．明确要求： （1）车身长度不超过25厘米。 （2）用橡皮筋或气球作为动力。 （3）只能使用提供的材料：硬纸盒、剪刀、橡皮筋、轮子、连接轴、胶水、吸管、胶带、气球等。 4．了解设计制作的基本步骤： 第1步：明确问题。明确设计的是什么，用途是什么，具体要求有什么。 第2步：设计方案。进行头脑风暴，研究会遇到什么问题，怎样解决，得出最优方案。 第3步：实施方案。团队协作，根据方案加工制作，汇报展示。 第4步：评估与改进。根据标准评估、打分，反思设计方案、制作过程中存在的问题，并进一步改进。 设计意图：明确任务，为下面的活动开展指明了方向。 活动2：设计方案 1．小组分工，明确任务。 （1）教师引导：本次设计制作小车的任务比领复杂．因此，小组成员之间要互相配合，团结协作。 （2）各小组讨论交流，明确小组分工和各个成员的任务，然后填写在学生活动手册的记录表上。 2．观察小车模型，了解小车的结构。 （1）教师引导：要想设计制作符合要求的小车，我们首先要观察小车，了解小车的结构。 （2）出示小车的图片，引导学生看一看，初步了解小车的结构。 （3）各小组观察小车模型，交流小车的结构，并填写在教材第57页的“小车的结构”记录表中。 小车的结构 结构 特点和作用 车架 支撑、固定 车身 美观、载物 车轴 坚固、耐用、摩擦力小 轮子 滚动、摩擦力小 3．讨论并确定小车的设计方案，绘制出设计图，然后提出设计要求： （1）明确小车的动力方式。 （2）明确小车各部分所用的材料。 （3）明确每种材料的加工方式和使用的工具。 （4）明确各部分的连接方式。 4．教师强调：在绘制设计图时，可以从正面、侧面和上面三个方位进行绘制，并且能够在设计图中标注小车主要部分的尺寸，这样可以更全面地反映小车的结构。 5．学生分小组活动，共同讨论确定小车的设计方案，然后绘制出小车的设计图。 动力材料 车体材料 设计草图 设计意图：设计方案，为下面的制作活动奠定基础。 活动3：展示方案 1．全班交流，展示各小组绘制的设计图，并详细讲解自己的设计方案。其他同学认真倾听，肯定设计中的优点，并且提出自己的改进意见。 2．学生再次分小组活动，各小组继续讨论交流，完善本小组的设计图。 设计意图：进行方案展示，能够让学生充分了解自己小组设计中的不足，为完善和改进方案奠定了基础。 三、课堂小结 通过本节课的学习，我们了解到了本次设计制作小车活动的任务及要求，并且通过各小组同学的讨论，确定了小车的设计方案，绘制出了本小组的设计图。下节课我们 将根据各小组的设计图来制作小车。课后请大家准备好制作小车所需要的材料。 板书设计 7 设计制作小车（一） 明确任务→设计方案→展示方案→改进方案 教学研讨 本节课教学设计的重点在绘制小车的设计图上，特别聚焦在讨论、设计方案上，旨在引导学生根据教材提供的材料设计一辆能“做得出”的小车。让学生体会工程制造中的设计思路，这样就能培养学生的思维能力，促进学生科学素养的发展。 备课资料 教学活动设计 在进行小车的设计时，为了更好地让学生明确小车的结构，可以给学生设计这样的问题：你家里不能再跑的小赛车的零部件能用上吗？这样就能进一步开拓学生的思路，让学生想到废旧赛车的轮子、电动机甚至是车架都可以再次利用，进行设计和制作后就会变成新的小赛车。 科学知识聚焦 汽车的动力类型有哪些 现代汽车动力的来源，以燃油、混合动力、纯电动为主。 目前，我们生活中使用的绝大部分汽车仍然使用汽油、柴油等化石燃料。随着能源价格的上涨、排放和燃油消耗标准的提升，油电混合动力汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车正变得越来越多。 油电混合动力汽车，是在传统燃油车的基础上增加电动机、电池、电控而制成的。车辆在驾驶过程中是由电动机与发动机共同驱动车轮。因此，这种车有更强劲的起步、加速。同时，还能实现较高水平的燃油经济性。 插电式混合动力汽车，是介于纯电动汽车与燃油汽车两者之间的一种新能源汽车，既有传统汽车的发动机、变速器、传动系统、油路、油箱，也有纯电动汽车的电池、电动机、控制电路，而且电池容量比较大，有充电接口。它综合了纯电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）的优点，既可实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式增加车辆的续驶里程。 增程式混合动力汽车是用发动机进行发电，电动机进行驱动的车辆。当电池组电量充足时采用纯电动模式行驶，当电量不足时，车内发动机启动，带动发电机为动力电池充电，提供电动机运行的电力。 太阳能汽车 传统汽车消耗汽油后会产生污染大气的尾气，而太阳能汽车是真正的零排放。因此，太阳能汽车被很多国家所提倡，太阳能汽车产业的发展也日益蓬勃。 从某种意义上讲，太阳能汽车也是电动汽车的一种，所不同的是电动汽车的蓄电池靠工业电网充电，而太阳能汽车用的是太阳能电池。在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装置，它就是太阳能电池板。在阳光下，太阳能光伏电池板采集阳光，并产生人们通用的电能。电能会在蓄电池中存起备用，用来推动汽车的电动机。由于太阳能汽车不用燃烧化石燃料，所以不会放出有害物。据估计，如果用太阳能汽车取代燃油车辆，每辆汽车的二氧化碳排放量可减少43％至54％。因为没有内燃机，在太阳能电动车行驶时也听不到燃油汽车内燃机的轰鸣声，也减少了噪声污染。 课后实践活动 ［活动主题］“利用绘图软件（CAD）设计小车”实践活动 ［活动目标］进一步了解学生对动力小车的认知情况，拓展学生的创新思维和能力。 ［活动方法］学习软件的使用方法，利用软件进行设计，改进自己设计的方案。 学科网（北京）股份有限公司 $$