3.7 设计和制作“过山车” 教学设计-2025-2026学年科学三年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦工程设计与物化核心概念，围绕“明确任务-设计方案-制作模型-测试改进”流程展开。通过游乐园过山车视频导入，结合学生生活经验引出设计含直线+曲线（≥2米）轨道的任务，提供设计图绘制微课、细绳+卷尺测量法等学习支架。 此资料特色在于以完整工程实践培养核心素养，科学思维上引导分析坡度与连接对小球运动的影响，探究实践中通过小组合作绘制设计图、搭建测试改进模型，态度责任方面强调分享建议与协作解决脱轨问题。配套微课视频和四维评价表，助力学生提升工程思维与实践能力，为教师提供结构化教学方案。

3.7 《设计和制作“过山车”》 【核心概念】 1. 工程设计与物化 【学习内容与要求】 13.2 工程的关键是设计 ②利用示意图、影像、文字或实物等多种方式，阐明自己的创意，初步认识设计方案中各影响因素间的关系； 13.3 工程是设计方案物化的结果 ④利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进并展示。 【教学目标】 1.科学观念 理解工程设计包含明确任务、设计方案、制作模型、测试改进等基本步骤。 2.科学思维 能分析轨道坡度、连接方式对小球运动的影响，根据测试结果优化设计。 3.探究实践 能绘制设计图，用材料搭建2米以上直线+曲线轨道，确保小球顺利滚完全程。 4.态度责任 在小组合作中主动分享想法，接纳他人建议，培养团队协作和问题解决能力。 【教学重点、难点】 1. 重点：经历“设计－制作－测试－改进”的完整工程流程。 2.难点：学会画设计图，制作时控制轨道坡度与连接顺滑度，防止小球脱轨。 【教学准备】 材料：积木、纸板、吸管、胶带、小球、卷尺、细绳、设计图纸（每组1份）。 2. 工具：微课视频（轨道搭建技巧）、评价表（课件P18）。 【教学过程】 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 聚焦 1.情景导入：播放游乐园中的过山车视频（课件P2），提问：“过山车由哪几部分组成？”（轨道、车厢、支架）。 2.明确过山车的运动轨迹：过山车可以做直线运动和曲线运动。 3.引出任务：用现有材料设计制作轨道长≥2米、含直线和曲线的过山车模型（课件P5）。 观察图片，回答问题，明确任务要求。 从真实情境切入，建立工程问题意识。 探索 （一）活动一：拆解任务，设计方案 1.引导分析关键问题： 如何测量轨道长度？（课件P8：细绳+卷尺法） 2.如何确保小球不脱轨？（课件P9：坡度控制、顺滑连接、护栏设计） 3.播放设计图绘制微课（课件P10-13），要求标注起点/终点。 （二）活动2：搭建模型，测试优化 提供材料，强调搭建要求（课件P14）： 1.按图施工，允许灵活调整；用小球测试，记录脱轨点并改进。 2.播放制作指导视频。 3.巡视指导，关注坡度合理性（如“高处起点→低处终点”）。 （一）学生活动 小组讨论，选择“绳子摆法”或“图纸绘制法”设计轨道（课件P10-11）。 绘制设计图，明确直线/曲线分布及起点位置。 （2） 学生活动 讨论制作方案，小组合作搭建轨道，用小球测试3次以上； 针对问题调整（如加固支架、平滑连接处）。 培养变量控制思维。 实践工程思维，体会“设计-测试-迭代”循环。 研讨 总结规律： 组织小组分享： 1.“你们遇到了什么问题？如何解决的？”（如曲线脱轨→增加护栏） 2.“哪种轨道设计更利于小球滚动？”（坡度适中、连接顺滑） 展示模型，分析成功/失败案例，归纳关键设计要素。 提炼工程原理，深化对结构功能的理解。 拓展 提问：“如果要求小球滚动时间更长，你会如何改进轨道？”（课件P19预告下节课测试）。 保留模型，思考优化方案（如增加弯道、调整坡度）。 测试评价过山车模型，形成工程是需要迭代改进的理念 教学评价 1. 从“科学概念、科学思维、探究实践、态度责任”四个维度引导学生进行自评、小组成员间互评、教师点评。 采用课件P18的四维评价表，小组自评+互评+师评： 具体可以根据学生情况进行调整，主要以鼓励为主，帮助学生养成良好的 科学课堂学习习惯。 【板书】 3.7 设计和制作“过山车” 1. 工程步骤： 明确任务 → 设计方案 → 制作模型 → 测试改进 2. 关键设计： · 轨道：直线+曲线（总长≥2米） · 坡度：高→低 · 连接：顺滑无卡顿 · 防脱轨：护栏+合理弯道 · 与同学合作完成 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $