3.7《设计和制作“过山车”》导学案-2025-2026学年科学三年级上册（教科版）

该小学科学导学案围绕“设计和制作‘过山车’”展开，引导学生认识运动物体的能量，理解动能与高度、坡度的关系，通过课前预习回忆过山车特点、猜想最高点作用建立生活与科学联系，课堂探究设计、搭建轨道作为学习支架，实现从概念到实践的过渡。 以探究实践为核心，通过分组讨论设计方法、动手搭建测试及迭代改进培养科学思维，结合课后拓展与自我评价，提升学生的动手能力与问题解决能力，体现科学观念与态度责任的融合，助力核心素养发展。

《设计和制作“过山车”》导学案 【学习目标】 •科学观念：认识运动的物体具有能量，能举例说明生活中运动物体做功的现象；理解动能与高度、坡度之间的关系。 •科学思维：能够根据实验现象提出问题，进行合理推测；运用对比、分析等方法优化设计方案。 •探究实践：能独立或合作完成过山车轨道的设计与制作，掌握基本的测量、组装与调试技能。 •态度责任：在活动中表现出耐心、细心和责任感，尊重他人意见，愿意分享成果并接受反馈。 【学习重点】 •理解运动的物体具有能量，并能通过实际现象（如撞击木块、推动水车）加以验证； •掌握使用绳子或纸张绘制轨道设计图的方法； •按照任务要求完成一条总长2米以上、包含直线与曲线轨道的过山车模型； •在实践中体会“高度决定速度”“坡度影响能量”的科学规律。 【学习难点】 •如何合理设计轨道结构，使小球既能快速滑行又不脱轨； •在多次试运行中准确判断问题所在（如转弯太急、坡度过缓、连接处松动），并做出有效调整； •将抽象的“能量传递”概念转化为具体的操作行为，在操作中感知“动能转化”。 【课前预习·自主探究】 1.请你回忆一下自己见过的过山车，它有哪些特点？ （例如：有高高的起点、弯弯曲曲的轨道、上下翻转等） 2.你知道为什么过山车一开始要被“推”到最高点吗？ 这个最高点有什么作用？ （提示：可以联系“重力势能”和“动能”的转换） （请写出你的猜想） 3.观察教材中的“雨点落地”“子弹击穿苹果”“汽车受撞击变形”等图片，想一想：这些现象说明了什么？ （填空）运动的物体能（____），所以它们具有（____）。 4.你认为什么样的轨道能让小球跑得更快？是平缓的坡道还是陡峭的坡道？为什么？ · （选择一项并说明理由） · ☐ 平缓的坡道 —— 因为…… · ☐ 陡峭的坡道 —— 因为…… · （请在括号内打勾，并补充理由） 5.如果你是设计师，你会怎么画出你的过山车轨道？ · 你打算用什么工具辅助设计？（比如绳子、尺子、铅笔、纸张） · （请填写以下表格） 工具名称 用途 （______） （______） （______） （______） （______） （______） 【课堂学习·合作探究】 1.分组讨论：你们小组准备采用哪种设计方法？ · （请选择一种） · ☐ 方法1：用细绳在地面上摆出轨道轮廓 · ☐ 方法2：在纸上绘制轨道设计图 · （请在括号内打勾，并说明理由） · 我们选（__），因为_____。 2.请根据你们的设计图，尝试用提供的材料搭建初步模型。 （1）在搭建过程中，请注意以下几点： 轨道连接处是否牢固？（□ 是 □ 否） 曲线部分是否有明显的“卡顿”或“跳跃”现象？（□ 有 □ 无） 小球能否顺利通过每一个转弯和斜坡？（□ 可以 □ 不行） · （请在对应选项上打√） （2）第一次测试后，记录下小球的表现： 小球在哪个位置停止了？（例如：第一个弯道、半途的平台、终点前） （3）你觉得可能的原因是什么？（可从坡度、轨道缝隙、转弯角度等方面分析） · （4）根据测试结果，你们小组决定对轨道进行哪些修改？ · 请填写以下改进计划表： 修改项目 原因分析 改进措施 （______） （______） （______） （______） （______） （______） （______） （______） （______） （5）完成最终版本后，请全班展示你们的“过山车”。 · 其他小组可以提出建议，你们需要认真倾听并记录下来。 · 你听到的最有价值的一条建议是： 【课后拓展·深度思考】 1.如果把小球换成更大的球，或者换成不同材质的球（如塑料球、金属球），过山车的表现会改变吗？ · 为什么？请预测并设计一个小实验来验证你的想法。 · 实验步骤： （1）_______ · （2）_______ （3）_______ · （4）_______ · （5）________ 2.生活中还有哪些现象可以用“运动的物体具有能量”来解释？ · 请列举三个例子，并简要说明其原理。 示例：风吹动风车 → 风是运动的空气，具有能量，能把风车转动起来。 （1）_______ （2）_______ （3）________ 3.你能用一句话总结今天学到的核心科学道理吗？ 4.请给你的“过山车”起一个名字，并写一句宣传语，介绍它的特色。 名字：___________ · · 宣传语：___________ 5.思考题：如果要在过山车上加一个“回旋镖”或“空中翻转”装置，你觉得应该放在哪里？为什么？ · （提示：考虑能量是否足够支撑复杂动作） · 【自我评价·学习反思】 1.我在这节课中最喜欢的部分是：（______） · （可填写：设计图纸、动手搭建、测试失败、小组讨论、展示作品等） 2.我觉得自己做得最好的是：（______） · （例如：能主动提出改进建议、善于倾听同伴意见、不怕失败反复尝试等） 3.我还需要提高的是：（______） · （例如：更仔细地测量长度、更好地分工协作、更冷静地面对失败等） 4.通过这节课，我明白了： · （_______） 5.下次制作类似项目时，我会注意： 学科网（北京）股份有限公司 $