3.7《设计和制作 “过山车”》 教学设计-2026-2027学年科学三年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦“运动和力”单元综合实践，通过直线运动、曲线运动、斜面坡度等知识设计制作过山车模型。课堂以第一视角过山车视频导入，梳理轨道结构特点，明确制作任务后引导绘制设计图，搭建知识应用与工程实践的学习支架。 亮点在于完整呈现工程设计四步流程，培养科学思维与探究实践能力，如小组分工绘制规范图纸、按图搭建并测试优化。采用情境激趣与工程分步实践法，通过测试修正记录单和评价表落实态度责任，助力学生建立工程思维，为教师提供可操作的实践教学方案。

《设计和制作 “过山车”》教学设计 （2026-2027 学年三年级上册 教科版 2024） 一、教材简析 本课是 “运动和力” 单元工程实践综合课，对标 2022 版新课标 “技术与工程” 要求：尝试设计、制作简易模型，融合本单元直线运动、曲线、斜面快慢、运动能量全部科学知识。 课堂流程分为三大核心环节：明确制作任务→小组设计图纸→搭建实施模型。提供积木、卡纸两套制作材料，规定轨道长度、轨道类型、小球不脱轨、小组合作四项硬性标准。本课完整呈现工程设计四步流程：明确需求→制定方案→动手制作→测试优化，重在培养学生工程思维、规划能力与团队协作，是单元知识综合应用实践课，通常建议两课时完成。 二、学情分析 三年级学生大多通过视频见过过山车，清楚轨道有直道、弯道、高低落差，但缺少实物搭建经验，动手规划能力薄弱。设计图纸时容易忽略轨道连续、长度达标等硬性要求；搭建阶段常出现接口缝隙大、弯道过陡、支架高度不合理，导致小球脱轨。学生动手热情高，但分工混乱、随意改动图纸、搭建无顺序等问题突出，需要教师分步示范、明确小组分工，引导学生先设计后搭建、测试后微调。 三、教学目标（四维核心素养） 科学观念 综合运用直线运动、曲线运动、斜面坡度影响运动快慢等知识搭建轨道。 科学思维 建立完整工程设计思路：明确任务→绘图规划→搭建制作→测试改进，形成初步工程思维。 探究实践 1. 读懂制作要求，规范绘制过山车轨道设计图； 2. 依据图纸合作搭建模型，完成测试并根据问题调整轨道结构。 态度责任 1. 养成小组分工协作习惯，遇到问题共同商讨改进； 2. 体会工程产品需要反复调试优化，培养耐心、严谨的实践态度。 四、教学重难点 重点：读懂任务要求，规范绘制轨道设计图，按图纸搭建过山车模型。 难点 合理设计连续平滑弯道、调节支架高度，保证小球全程不脱轨。 五、教学准备 教师教具 多媒体课件（过山车实景视频、积木 / 卡纸两套材料图示、图纸绘制示范、搭建易错点讲解）、完整示范过山车、软尺、细绳、班级评价表、板书磁贴。 学生分组材料（4 人一组） 塑料轨道积木套装、底板、小球、软尺、细绳、设计图纸、铅笔、直尺； 小组分工：设计师、搭建员、测试员、材料管理员。 六、教学方法 情境激趣法、工程分步实践法、小组合作探究、问题修正法、示范指导法 七、教学过程（第一课时：明确任务 + 绘制设计图，40 分钟） （一）聚焦激趣（5 分钟） 1. 播放第一视角过山车视频，提问：过山车行驶轨道有什么特点？ 2. 学生发言，教师梳理结构：支架支撑、轨道包含直线与曲线，高低起伏，车厢全程不飞出轨道。 3. 揭示课题：今天我们小组合作，设计并搭建一座符合标准的过山车模型。 （二）明确制作任务与材料（12 分钟） 1. 出示四条硬性制作标准，全班齐读： ① 轨道总长度达到 2 米及以上； ② 轨道必须同时包含直线段、曲线段； ③ 小球完整滚完全程，全程不能脱轨； ④ 四人小组分工合作完成。 补充测量方法：可用细绳贴合轨道再用软尺测量总长。 2. 介绍两套制作材料：塑料积木套件、卡纸支架套件，重点讲解积木各部件功能（直轨道、弯轨道、高低支撑柱、底座）。 3. 简易试搭体验：每组发放少量轨道，简单拼接直道、弯道，感知拼接缝隙、弯道弧度对小球的影响，试搭后回收材料。 4. 搭建关键提示：轨道拼接无缝隙；弯道不能过陡；高低落差循序渐进，防止小球飞出。 （三）制订轨道设计方案（20 分钟） 1. 图纸绘制统一要求： ① 标注起点、终点，终点放在底板边缘； ② 轨道全程连续、无断开； ③ 同时画出直线、曲线轨道； ④ 多层重叠轨道，下层用虚线表示并文字标注； ⑤ 估算轨道总长，保证超过 2 米。 2. 小组流程：独立构思→组内讨论统一方案→合作绘制完整轨道图。 3. 教师巡回指导，对轨道断裂、弯道过急、长度不足的小组给出修改建议。 4. 小组图纸互评：各组上台展示设计图，其他小组对照四条标准提出优化意见。 （四）课堂小结与布置任务（3 分钟） 1. 梳理工程第一步、第二步：明确任务→绘制设计图纸。 2. 课后思考：搭建时如果小球在弯道脱轨，可以怎么调整轨道？ 八、第二课时（搭建、测试、优化，40 分钟） （一）回顾标准（3 分钟） 复习四项搭建要求，强调搭建必须以本组设计图为依据，可小幅微调，不随意大幅改动方案。 （二）分组搭建过山车（20 分钟） 1. 搭建建议：从起点由低到高逐层搭建，便于调整支架高度；轨道拼接紧密，减少缝隙。 2. 发放全套积木，四人分工同步开展搭建，教师巡回，针对脱轨、长度不足、缺少曲线等问题现场示范调整方法。 3. 阶段性测试：搭建一段即用小球测试，提前发现问题及时修改，避免全部完工后大面积返工。 （三）测试、优化轨道（12 分钟） 1. 完整测试：释放小球，观察是否全程不脱轨，测量轨道总长度是否达标。 2. 常见问题修正： ① 弯道脱轨：放缓弯道坡度、降低弯道高度； ② 中途停下：抬高前段支架，增加起始落差； ③ 总长不足：增加直线轨道延长线路。 3. 各组完善模型，记录修改位置与调整方法。 （四）展示评价 + 课堂总结（5 分钟） 1. 小组轮流展示过山车，对照四项标准自评。 2. 全班总结完整工程流程：明确任务→设计图纸→搭建模型→测试优化。 3. 课后实践：利用纸箱、吸管在家制作简易迷你轨道。 九、课堂随堂巩固练习题 1. 过山车设计图上下重叠轨道，下层路线应使用（） A. 实线 B. 虚线 C. 粗线 答案：C 解析：重叠下层轨道用虚线标注区分层次。 2. 搭建过山车合理做法是（） A 完全抛弃图纸随意拼搭 B 按图纸搭建，测试后小幅微调 C 只做曲线轨道 答案：B 3. 过山车轨道硬性要求不包含（） A 总长 2 米以上 B 只有直线轨道 C 小球不脱轨 答案：B 4. 判断：过山车轨道中间可以断开，更刺激。（×） 5. 判断：小组分工合作，每人负责不同环节效率更高。（√） 十、板书设计 设计和制作 “过山车” 一、四大制作要求 1. 轨道总长≥2 米 2. 含直线 + 曲线轨道 3. 轨道连续，小球不脱轨 4. 小组合作完成 二、工程四步骤 明确任务 → 绘制设计图 → 搭建模型 → 测试优化 三、轨道结构：支架、轨道、小球（车厢） 十一、配套 Word 可直接复制表单 表 1 过山车轨道设计图纸填写要求 小组：________ 1. 标出起点、终点，终点设在底板边缘 2 轨道全程连续不断，同时有直线、曲线 3 多层重叠轨道下层画虚线并标注说明 4 预估轨道总长：________米 表 2 搭建测试修正记录单 表格 测试出现问题 调整修改方法 修改后效果 弯道小球脱轨 小球中途停下 轨道总长不足 表 3 课堂综合评价表 表格 评价维度 评价标准 自评√ 互评√ 图纸设计 符合全部四项任务标准 动手搭建 依据图纸搭建，会微调优化 小组合作 分工清晰，互相配合讨论 整理习惯 课后分类整理所有积木材料 十二、课后教学反思预设 1. 目标落实：学生是否清晰工程完整流程；图纸能否满足轨道、长度、连续等硬性标准；搭建后小球脱轨问题是否有效解决。 2 活动时间：两课时分配是否合理，绘图、搭建、测试环节有无前松后紧。 3 难点突破：学生能否自主分析脱轨原因并调整轨道，还是完全依靠教师指导。 4 思维培养：学生工程规划意识是否建立，是否理解 “先设计再制作” 的意义。 5 分层教学：动手薄弱小组是否得到分步示范；能力强小组能否自主优化轨道高低落差。 学科网（北京）股份有限公司 $