3.10《中国高铁》（教学设计）-2025-2026学年科学三年级下册冀人版

三年级下册科学第三单元《运动与交通》 第10课《中国高铁》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）》的要求，以“核心素养”为导向，聚焦科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四大目标。教学以学生熟悉的高铁为切入点，通过“情境与问题—探究与发现—应用与拓展”的结构，引导学生通过“探究高铁特点—分析技术原理—感受科技进步—畅想未来高铁”的完整探究过程，了解中国高铁的特点、关键技术和发展历程，理解科技进步对交通的推动作用，培养学生的信息搜集能力、科学探究能力和民族自豪感，同时结合生活体验与实践活动，强化科学与生活的联系，落实新课标对“技术与工程”领域的培养要求。 二、教材分析 本课是冀人版三年级下册第三单元《运动与交通》的第10课，以“中国高铁”为主题，引导学生认识高铁的特点和技术原理。教材首先通过“情境与问题”环节，以学生乘坐高铁的体验引入，激发学生对高铁的探究兴趣；接着通过“探究高铁技术”环节，引导学生结合自身经历，总结高铁速度快、准时、平稳、安全舒适的特点，并提出探究问题；然后通过分析高铁速度快、运行平稳的技术因素，介绍无砟轨道、列控设备、动车组等关键技术；再通过“科技在线”环节，介绍“复兴号”动车组和磁悬浮列车的发展，展示中国高铁的科技实力；最后通过“应用与拓展”环节，引导学生畅想未来的高铁，用科幻画或科技文章呈现，培养创新思维和民族自豪感。教材注重探究的实践性与层次性，从生活体验到技术探究，再到未来畅想，逐步引导学生形成对中国高铁的系统认知，同时通过多种形式的交流分享，培养学生的表达能力和合作意识。 三、学情分析 三年级学生大多有乘坐高铁的经历，对高铁的速度快、平稳等特点有直观感受，但缺乏对高铁技术原理的了解，不知道高铁为什么快、为什么稳。学生对“动车组”“无砟轨道”“列控设备”等专业术语比较陌生，需要教师通过通俗的语言和实例进行讲解。该年龄段学生好奇心强，乐于参与信息搜集和探究活动，但对复杂技术的分析能力不足，需要教师通过资料分享、小组讨论等方式，帮助学生理解关键技术的作用。此外，学生对中国高铁的科技成就了解不够深入，需要通过资料介绍和拓展活动，激发学生的民族自豪感和创新意识。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道中国高铁具有速度快、准时、平稳、安全舒适的特点；了解高铁的关键技术，如动车组、无砟轨道、列控设备、无缝钢轨、空气弹簧等。 2. 了解中国高铁的发展历程，知道“复兴号”动车组和磁悬浮列车的科技成就，理解科技进步推动了高铁的发展。 （二）科学思维目标 1. 能通过分析高铁的特点，探究其背后的技术原理，发展逻辑推理能力；能通过对比普通火车和高铁，归纳高铁的优势，发展比较分析能力。 2. 能根据高铁的现有技术，畅想未来高铁的发展，发展创新思维能力；能通过绘制概念图，梳理高铁的技术体系，发展归纳概括能力。 （三）探究实践目标 1. 能结合自身乘坐高铁的经历，总结高铁的特点，提出探究问题；能通过查阅资料、实验观察（如硬币立在高铁窗台上），获取高铁技术的相关信息。 2. 能整理搜集到的资料，用概念图列举中国高铁的技术；能小组合作完成未来高铁的科幻画或科技文章，进行展示交流。 （四）态度责任目标 1. 对中国高铁的技术和发展保持好奇心与探究热情，乐于参与信息搜集和探究活动，形成严谨的科学态度。 2. 感受中国高铁的科技成就，增强民族自豪感；体会科技进步给生活带来的便利，培养用科学改善生活的意识和创新精神。 五、教学重难点 教学重点 了解中国高铁的特点和关键技术，感受中国高铁的科技成就。 教学难点 理解高铁速度快、运行平稳的技术原理，体会科技进步对高铁发展的推动作用。 六、教学准备 1. 教师准备：教学课件、高铁乘坐体验视频、硬币立在高铁窗台上的实验视频、高铁技术资料包（动车组、无砟轨道、列控设备等）、“复兴号”和磁悬浮列车介绍视频、概念图模板、未来高铁科幻画模板。 2. 学生准备：课前搜集1-2个关于高铁的问题或资料；彩笔、画纸。 七、教学过程 （一）情境导入：分享高铁乘坐体验，提出探究问题（5分钟） 师：同学们，上课！大家外出旅行时，是否乘坐过高铁？乘坐高铁时，你有怎样的感受？谁来说一说？ 生1：我坐过高铁，从北京到上海只需要4个多小时，比以前的火车快多了。 生2：我坐高铁的时候，把硬币放在窗台上，硬币一直没倒，高铁很平稳。 生3：高铁很准时，几乎不晚点，座位也很舒服。 师：大家都有丰富的体验！关于高铁，你还想了解哪些问题？请大家把问题记录在教材第57页的问题卡上。 （学生记录问题，教师巡视指导） 师：谁来说说你想探究的问题？ 生1：中国高铁的速度有多快？快速运行与哪些因素有关？ 生2：怎样证明中国高铁运行平稳？高铁的平稳运行与哪些技术有关？ 生3：中国高铁为什么非常准时？ 生4：中国高铁给人们的生活带来了哪些影响？ 师：这些问题都很有价值！今天，我们就一起来探究《中国高铁》，解开这些疑问，了解中国高铁的秘密。（板书课题：中国高铁） （二）探究活动一：探究高铁速度快的秘密（10分钟） 师：首先，我们来探究第一个问题：中国高铁的速度有多快？快速运行与哪些因素有关？大家看亮亮搜集到的资料，“复兴号”高铁的速度是350-400千米/时。那高铁为什么能跑这么快呢？ 生1：高铁有专用的轨道，而且轨道很直，没有太多弯道。 生2：高铁的车头是流线型的，能减少空气阻力。 生3：高铁的动力很强，有多个动力车厢一起驱动。 师：说得很对！大家看教材第58页的“科技在线”，“复兴号”动车组是由两个及以上自带动力的车厢和其他不带动力的车厢组成的，相当于多个“火车头”一起拉着跑，这样列车就会跑得更快。根据动力分布，动车组还分为动力分散型和动力集中型。动力分散型动车组的动力分散在不同车厢上，动力车厢一起带动列车行驶；动力集中型动车组的动力集中在两边的车头上。 师：除了动车组技术，还有哪些因素让高铁跑得快？大家看资料，还有高铁的线路设施，比如以高架桥为主的无砟轨道，为高铁高速行驶创造了良好的基础条件；还有先进的列控设备，保证信号控制的准确性，让高铁能安全快速行驶；还有流线型外观设计，有效降低空气阻力。 师：现在，大家小组讨论，整理一下高铁速度快的技术因素，用自己的话说一说。 （学生小组讨论，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享你们的整理结果？ 生：高铁速度快的因素有：1. 专用无砟轨道，减少阻力和颠簸；2. 先进列控设备，保证信号准确；3. 流线型车身，降低空气阻力；4. 动车组技术，多个动力车厢一起驱动。 师：总结得非常全面！这些技术共同作用，让中国高铁成为世界上跑得最快的高铁之一。 （三）探究活动二：探究高铁运行平稳的秘密（10分钟） 师：接下来，我们探究第二个问题：怎样证明中国高铁运行平稳？高铁的平稳运行与哪些技术有关？大家看明明同学的实验，他坐在时速300千米的高铁上，将一枚硬币竖直放在窗台上，松开手后硬币保持直立状态9分钟未倒，这说明高铁运行非常平稳。 师：高铁为什么这么平稳呢？大家看资料，有三个主要因素：1. 高铁轨道采用直线或者大半径的圆弧曲线，避免有太多太急的弯道；2. 中国高铁采用了无砟轨道技术以及500米长无缝衔接的钢轨技术，减少了轨道的接缝，让行驶更平稳；3. 在高铁车厢底部装有空气弹簧，它像气垫一样垫在车厢下，可以最大限度降低车厢的颠簸程度。 师：大家想一想，这些技术是怎么让高铁变平稳的？比如无缝钢轨，以前的普通火车轨道有很多接缝，车轮经过时会颠簸，而高铁的钢轨是无缝衔接的，几乎没有接缝，所以行驶起来很平稳。空气弹簧就像汽车的减震器，能吸收震动，让车厢不颠簸。 师：现在，我们来做一个小体验，用铅笔代替硬币，放在匀速移动的书本上，感受平稳运动的状态。 （学生进行小体验，教师巡视指导） 师：大家都感受到了平稳运动的状态，高铁就是通过这些技术，让乘客在高速行驶中也能享受到平稳舒适的体验。 （四）探究活动三：探究高铁准时、安全的技术（8分钟） 师：除了速度快、平稳，高铁还有准时、安全的特点，这背后又有哪些技术支持呢？大家结合自己的体验和资料，小组讨论一下。 （学生小组讨论，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享你们的发现？ 生1：高铁的列控技术很先进，能精准控制列车的行驶速度和到站时间，所以非常准时。 生2：高铁有很多安全保障技术，比如信号系统、轨道监控系统，还有紧急制动系统，保证列车安全运行。 生3：高铁的无砟轨道很坚固，不容易变形，而且轨道是封闭的，没有人和动物进入，所以很安全。 师：说得很对！高铁的列控系统就像列车的“大脑”，能实时监控列车的位置和速度，精准控制到站时间，所以几乎不晚点。同时，高铁的轨道、信号、制动等都有多重安全保障，确保列车安全运行。 师：现在，我们来整理中国高铁的技术，用教材第59页的概念图，列举出更多的高铁技术，比如速度快、平稳、安全、准时对应的技术。 （学生填写概念图，教师巡视指导） 师：谁来展示你的概念图？ 生：速度快对应的技术有动车组技术、流线型车身、无砟轨道；平稳对应的技术有无砟轨道、无缝钢轨、空气弹簧、大半径曲线；安全对应的技术有列控设备、轨道监控系统；准时对应的技术有列控技术。 师：整理得很清楚！这些技术共同构成了中国高铁的核心技术体系，让中国高铁成为世界一流的交通方式。 （五）探究活动四：了解中国高铁的发展，感受科技成就（5分钟） 师：中国高铁的技术这么先进，它是怎么发展起来的呢？大家看教材第60页的“科技在线”，了解磁悬浮列车的发展。2002年，上海开通了世界上第一条商业化运营的磁悬浮列车路线，设计最高时速为430千米；2021年7月，中国具有完全自主知识产权、时速600千米的高速磁悬浮列车在青岛成功下线，这是世界首套设计时速达600千米的高速磁悬浮列车。我国还在研制一种超级磁悬浮列车，采用真空管道设计，未来速度可以达到2000-4000千米/时。 师：磁悬浮列车利用电磁力使列车悬浮于轨道，实现无接触运行，速度更快、更平稳。这是中国科技发展的一个缩影，我们为此感到自豪！大家还知道哪些中国高铁的科技成就？ 生1：“复兴号”动车组有完全自主知识产权，技术很先进。 生2：中国高铁已经走出国门，帮其他国家修建高铁了。 师：说得很好！中国高铁从引进技术到自主创新，再到走出国门，已经成为中国的一张亮丽名片，体现了中国科技的进步和实力。 （六）应用与拓展：畅想未来的高铁（5分钟） 师：随着科技的进步，未来的高铁将会速度更快、运行更平稳、乘坐体验更安全舒适，为我们的生活提供更多的便利。请大家发挥想象力，想象未来的高铁是什么样的，用科幻画或科技文章呈现出来。大家看瑶瑶同学的科幻画，她设计了从地球通往其他星球的高铁，很有创意。 师：大家可以从动力、速度、功能、外形等方面畅想，比如未来的高铁可能是磁悬浮的，能在真空管道里行驶，速度超快；或者是海陆空三栖的，能在陆地、水上、空中行驶；或者更环保，用太阳能或其他清洁能源驱动。 （学生进行科幻画创作，教师巡视指导，提供帮助） 师：谁来展示你的科幻画，说说你的设计理念？ 生：我设计的未来高铁是“太空高铁”，能在地球和月球之间行驶，用核能驱动，速度很快，还能自动调节温度和空气，乘客在里面像在地球上一样舒适。 师：这个设计很有创意，体现了未来科技的发展方向！大家的设计都充满了想象力，希望你们未来能成为一名高铁工程师，让这些设想变成现实。 （七）课堂小结（2分钟） 师：今天的科学课就要结束了，我们一起来回顾一下，这节课你学到了什么？ 生1：我知道了中国高铁速度快、平稳、准时、安全舒适，背后有很多先进的技术支持。 生2：我了解了“复兴号”动车组和磁悬浮列车的技术，感受到了中国高铁的科技成就。 生3：我畅想了未来的高铁，用科幻画把我的想法画了出来。 师：大家的收获都很多！中国高铁是中国科技的骄傲，它的发展离不开无数工程师的创新和努力。希望大家能保持这份好奇心和创造力，努力学习科学知识，未来也能为中国的科技发展贡献自己的力量。 八、全课小结 本课以“中国高铁”为主题，通过情境导入、探究高铁速度快、平稳、准时、安全的技术原理、了解高铁发展历程、畅想未来高铁等环节，引导学生经历了“提出问题—探究技术—整理信息—感受成就—创新畅想”的完整科学探究过程。学生在分析高铁特点和技术原理的过程中，理解了科技进步对交通发展的推动作用；在了解磁悬浮列车等科技成就的过程中，增强了民族自豪感；在畅想未来高铁的活动中，发挥了想象力和创造力。教学中注重科学知识与生活的联系，通过学生的乘坐体验和实验观察，让学生直观感受高铁的特点，同时通过资料搜集和小组讨论，培养了学生的信息整理能力和合作探究能力，落实了新课标对核心素养的培养要求。 九、板书设计 中国高铁 高铁的特点 速度快、平稳、准时、安全舒适 关键技术 速度快：动车组技术、流线型车身、无砟轨道、列控设备 平稳：无砟轨道、无缝钢轨、空气弹簧、大半径曲线 准时/安全：列控技术、多重安全保障 中国高铁的发展 “复兴号”动车组 → 磁悬浮列车（时速600千米）→ 真空管道磁悬浮列车（未来） 未来高铁 更快、更稳、更环保、更智能 十、教学反思 （一）教学亮点 1. 探究活动贴近生活，激发学习兴趣：本课从学生的高铁乘坐体验入手，通过硬币立在窗台上的实验、高铁视频等直观素材，让学生感受高铁的特点，有效激发了学生的学习兴趣，体现了科学与生活的密切联系。 2. 技术探究层层递进，突破重难点：通过分问题探究（速度快、平稳、准时、安全），结合资料分析和小组讨论，帮助学生逐步理解高铁的关键技术，突破了“理解技术原理”的难点，培养了学生的逻辑推理能力。 3. 科技成就教育渗透，增强民族自豪感：通过介绍“复兴号”和磁悬浮列车的发展，让学生了解中国高铁的科技成就，增强了民族自豪感，同时激发了学生的创新意识和学习科学的热情。 （二）不足与改进方向 1. 部分学生对动车组、无砟轨道等技术的理解仍有困难，后续可以增加更多实物模型或动画演示，帮助学生直观理解这些技术的工作原理。 2. 学生的资料搜集不够充分，部分小组的讨论不够深入，后续可以提前布置资料搜集任务，让学生有更充足的时间准备，课堂上可以增加更多的小组交流和分享环节。 3. 未来高铁的科幻画创作时间有些紧张，部分学生的设计不够完善，后续可以将活动延伸到课后，让学生有更充足的时间完成创作，并在下次课进行更充分的展示交流。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $