5.5《我们的游乐器材》 教学设计-2025-2026学年科学四年级下册大象版

四年级下册科学第五单元《开心游乐场》 第5课《我们的游乐器材》教学设计 一、设计依据 本教学设计严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》理念与要求，聚焦核心素养导向，落实以下原则： 1.科学观念建构：以“力的知识在游乐器材中的应用”为核心概念，引导学生通过设计、制作、展示、反思自制游乐器材，建构“弹力、摩擦力等力学知识可以应用于游乐器材设计，通过改变器材结构可以控制力的作用效果”的科学观念。 2.探究实践能力培养：以“设计方案—制作器材—测试反思—展示交流”为探究主线，通过自制游乐器材的设计制作、测试改进、展示评比等活动，培养学生的工程设计能力、动手实践能力、反思改进能力与表达交流能力。 3.科学思维发展：引导学生通过设计游乐器材，应用力学知识解决实际问题，发展工程思维与创新思维；通过测试反思与评比交流，发展批判性思维与评价思维，初步形成“设计—制作—测试—改进—展示”的工程探究思维习惯。 4.态度责任渗透：通过自制游乐器材的实践活动，体会科学知识的实用性，激发创新意识与探究兴趣；通过小组合作与评比交流，培养团队协作、实事求是的科学态度；同时渗透安全实验意识，培养安全操作习惯。 二、教材分析 本课是大象版四年级科学下册第五单元《开心游乐场》的第5课《我们的游乐器材》，是本单元的总结与实践课，聚焦力学知识的综合应用，完成对力的认识的学习。教材围绕“自制游乐器材的设计与制作”这一核心主题，设计了层层递进的探究活动： 1.情境导入：游乐场器材的巧妙设计：通过游乐场器材的例子，引出“我们也能当小小发明家，自制游乐器材”的主题，激发学生探究兴趣。 2.设计制作：自制游乐器材：引导学生根据所学的力的知识，设计一个游乐器材或模型，给出材料超市和安全提示，提供了投球器、火箭发射器的设计范例。 3.反思：器材的使用与改进：引导学生思考如何操作器材才能使射出的物体射到预定目标，反思器材的设计与使用问题。 4.表达交流：游乐器材设计大比拼：组织学生展示自制器材，通过评比交流，评价作品的构思、结构、实用性等，促进相互学习与改进。 5.反思与评价：总结活动收获：引导学生反思参与制作活动的过程，评价作品的优缺点，深化对力学知识应用的理解。 教材内容从设计构思到制作实践，再到测试反思、展示交流与评价总结，完整呈现了工程实践探究的全过程，体现了“知识应用—实践创新—交流反思”的科学探究逻辑。 三、学情分析 1.知识基础：四年级学生已经学习了浮力、弹力、摩擦力等力学知识，了解了力的作用效果，具备了应用力学知识设计游乐器材的基础。 2.能力水平：学生具备基本的动手制作能力，但工程设计与创新能力较弱，难以将力学知识转化为具体的器材设计方案；在测试反思与评价交流方面，缺乏批判性思维和评价能力，需要教师引导。 3.认知特点：学生对动手制作、展示评比活动充满好奇心，兴趣浓厚，但在设计制作中容易忽略细节，如器材的稳定性、安全性；同时，学生的合作交流能力需要培养，在小组制作与评比中容易出现分工不明确、交流不充分的问题。 四、教学目标 1. 科学观念： 知道弹力、摩擦力等力学知识可以应用于游乐器材设计，通过改变器材结构可以控制力的作用效果。 了解游乐器材的设计需要考虑实用性、安全性、趣味性等因素。 2. 科学思维： 能根据力学知识，设计自制游乐器材的方案，发展工程设计与创新思维能力。 能通过测试反思，发现器材设计的问题并提出改进方案，发展批判性思维与问题解决能力。 能通过评比交流，评价他人作品的优缺点，发展评价思维与交流能力。 3. 探究实践： 能设计并制作自制游乐器材，提升工程设计与动手实践能力。 能测试自制器材的效果，反思并改进器材设计，提升实践反思与改进能力。 能参与游乐器材设计大比拼，展示作品并交流评价，提升表达交流与评价能力。 4. 态度责任： 感受力学知识在生活中的应用，体会科学知识的实用性，激发创新意识与探究兴趣。 在设计制作与评比交流中，培养团队协作、实事求是、勇于创新的科学态度。 树立安全实验意识，了解工具使用与器材测试的安全注意事项。 五、教学重难点 教学重点：应用力学知识设计并制作自制游乐器材，体会科学知识的实用性。 教学难点：将力学知识转化为具体的器材设计方案，通过测试反思改进器材设计。 六、教学准备 1. 教师准备：多媒体课件（游乐器材设计范例视频、安全操作示范视频）、设计方案模板、评比标准表、安全提示卡。 2. 学生准备：课前预习教材内容；小组准备制作材料：木板、橡皮筋/弹簧、木棍、铁钉、粗铁丝、锤子、手工锯、木工刀等。 七、教学过程 （一）情境导入，揭示课题（5分钟） 师：同学们，游乐场里的器材设计得真巧妙，有的利用弹力发射，有的利用摩擦力控制速度，给我们带来了很多乐趣。其实，只要我们善于观察、勤于思考、勇于创新，我们也能当小小发明家，设计制作自己的游乐器材。今天我们就一起来探究《我们的游乐器材》，开启我们的发明之旅。（板书课题） （二）设计方案：构思游乐器材（10分钟） 师：请大家小组讨论，结合我们学过的浮力、弹力、摩擦力等力学知识，设计一个游乐器材，可以是实际器材、模型或设计方案。设计时要考虑： 1. 应用了什么力学知识？ 2. 器材的结构是什么样的？ 3. 有什么特点和玩法？ 4. 需要哪些材料？ （学生小组讨论，制定设计方案，填写设计方案模板） 师：哪个小组来分享一下你们的设计方案？ 生1：我们小组设计的是投球器，应用了弹力的知识，用木板做支架，橡皮筋做动力，拉动橡皮筋可以把球射出去，拉得越长，弹力越大，球射得越远。 生2：我们小组设计的是可调节滑梯，应用了摩擦力的知识，滑梯板两面光滑程度不同，反转过来可以改变摩擦力；还可以通过改变倾斜角度，改变滑动的快慢。 师：大家的设计方案都很有创意，结合了我们学过的力学知识，考虑了器材的结构和玩法。接下来我们就来制作我们的游乐器材，制作时要注意安全： 1. 使用工具时要注意安全，手工锯、木工刀不要对着自己和别人； 2. 器材制作完成后，测试时要在空旷的地方进行，不要向人群方向发射； 3. 小组分工合作，明确任务，高效完成制作。 （三）制作器材：动手实践（15分钟） 师：请大家根据设计方案，小组合作制作游乐器材。制作过程中如果遇到问题，可以调整设计方案，同时要记录制作过程和遇到的问题。 （学生小组合作制作游乐器材，教师巡视指导，帮助学生解决制作中的技术难题，强调安全操作） 师：制作过程中，哪个小组遇到了问题？我们一起来解决。 生：我们的投球器橡皮筋总是松掉，怎么办？ 师：可以用铁钉把橡皮筋固定在木板上，或者在木板上刻一个凹槽，把橡皮筋卡住，这样就不容易松掉了。 生：我们的滑梯总是歪的，怎么让它更稳？ 师：可以在滑梯的支架底部加一块木板，增大支撑面积，这样滑梯就更稳了。 （四）测试反思：改进器材（5分钟） 师：器材制作完成后，我们来测试一下效果，想一想怎样操作才能使射出的物体射到预定目标？器材还有哪些需要改进的地方？ （学生小组测试器材，反思设计问题，提出改进方案） 师：谁来说说你们的测试结果和改进方案？ 生1：我们的投球器测试时，球总是射偏，我们发现是因为橡皮筋拉得不对称，改进方案是调整橡皮筋的位置，让它在同一水平线上。 生2：我们的滑梯测试时，物体滑得太快，不好控制，改进方案是在滑梯表面贴一层粗糙的布，增大摩擦力，减慢滑动速度。 （五）表达交流：游乐器材设计大比拼（7分钟） 师：现在我们召开“游乐器材设计大比拼”，请每个小组带着作品上台展示，说明你们的设计方案、应用的力学知识、器材的特点，然后接受评委的提问。评比标准包括：应用的力学知识多少、结构巧妙性、外形美观、安全实用、好玩有趣。 （学生小组依次上台展示作品，介绍设计方案，回答评委提问，其他小组进行评价） 师：哪个小组的作品给你留下了深刻印象？为什么？ 生：我觉得投球器小组的作品很有创意，应用了弹力的知识，还能调整射程，而且制作得很结实，很安全。 生：我觉得可调节滑梯小组的作品考虑得很周到，不仅改变了光滑程度，还能调整倾斜角度，很实用。 （六）反思与评价：总结收获（3分钟） 师：今天的制作活动，大家都很投入，谁来说说你参与的制作活动是怎样的？你的作品有哪些优点和需要改进的地方？ 生：我参与了投球器的制作，我们的作品优点是能调整射程，应用了弹力的知识，需要改进的地方是橡皮筋的固定还不够牢固，容易松掉。 师：大家的收获都很丰富！通过这次活动，我们不仅把力学知识应用到了实践中，还培养了设计、制作、反思、交流的能力，希望大家能继续保持这种创新精神，在生活中发现更多科学的奥秘。 八、板书设计 我们的游乐器材 设计方案： 应用的力学知识：弹力、摩擦力等 器材结构与玩法 材料与工具 制作与测试： 安全操作 测试效果与问题改进 展示与评价： 评比标准：知识应用、结构巧妙、安全实用、好玩有趣 交流学习与反思 九、教学反思 （一）亮点与成效 1. 工程实践探究环节完整，落实核心素养：本课以“设计—制作—测试—展示—评价”为主线，完整呈现了工程实践探究的过程，让学生从设计方案，到制作器材、测试改进，再到展示交流与评价反思，培养了工程设计、动手实践、反思改进与表达交流能力，落实了新课标核心素养的培养要求。 2. 小组合作与展示评比结合，激发兴趣：通过小组合作制作游乐器材，培养了团队协作能力；通过展示评比活动，让学生充分展示自己的作品，交流设计思路，激发了创新意识与探究兴趣。 3. 安全与创新并重，培养科学态度：通过强调安全操作注意事项，培养了学生的安全实验意识；通过鼓励学生大胆创新、改进设计，培养了勇于尝试、实事求是的科学态度。 （二）不足与改进方向 1. 制作过程指导不足：部分学生在制作中遇到了技术难题，如工具使用不熟练、器材结构不稳定，影响了制作进度和效果。后续教学中，可以增加制作技巧示范视频，如橡皮筋固定、木板连接的方法，帮助学生解决技术难题。 2. 个体差异关注不足，部分学生参与度不高：在小组制作环节，部分学困生参与度较低，更多依赖小组内的其他同学。后续教学中，可以为学生提供分层的制作任务，比如为学困生提供预制作好的器材零件，让他们重点完成组装和测试，同时通过小组内的角色分工，确保每个学生都能参与到制作中。 3. 评价交流不够深入：部分学生在展示交流时，对作品的力学知识应用说明不够清晰，评价也比较表面。后续教学中，可以提供评价引导卡，引导学生从知识应用、结构设计、实用性等方面进行评价，促进交流的深入。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $