第8课 测试过山车 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“测试过山车”核心内容，围绕物体运动的位置、方向、快慢及能量转化展开。通过展示学生自制过山车模型，结合评价表明确测试目标，承接第7课设计制作，综合运用直线/曲线运动、运动快慢等单元知识，搭建“认识—描述—测量—设计”的学习支架。 此资料以“测试—记录—改进”工程循环为特色，通过三次重复测试、细绳沿轨道测量等活动培养科学思维的模型建构与探究实践能力，用小球撞木块具象化能量概念。跨学科融合数学测量、语文描述等，助力学生形成严谨数据意识，为教师提供可操作的工程实践教学框架，提升课堂效率与学生科学素养。

测试过山车 三年级上册·第三单元《物体的运动》·第8课·1课时（40分钟） 课程标准依据 （一）所属学科核心概念 本课对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心概念4「物体的运动与相互作用」：运动是物质的基本属性，可以用位置、方向和快慢来描述。对应3～4年级学习内容「4.1 物体的运动」——知道可以用位置、方向和快慢来描述物体的运动；知道运动的物体有能量。 （二）关联的跨学科概念 跨学科概念 本课落点 系统与模型 用「测试—记录—改进」循环模型优化过山车设计 因果与相关 轨道形状/坡度→小球能否成功滚完全程 稳定与变化 同一过山车在多次测试中的表现应保持一致 物质与能量 小球起始高度决定其具有的能量是否足够走完全程 单元分析 单元概述 本单元是「物质科学」领域的重要单元，以「物体的运动」为主题，安排了8课内容。第1—2课从运动的基本概念入手（位置和运动形式）；第3课区分直线运动和曲线运动；第4—5课学习比较运动快慢的方法；第6课认识运动与能量的关系；第7—8课综合运用知识设计和测试过山车。八课从「认识运动→描述运动→测量运动→设计运动」层层递进，帮助学生逐步建立「运动是可以被描述和测量的」核心科学概念。 单元八课递进关系： 阶段 课题 核心任务 认识运动 第1—2课 位置·运动形式 认识运动的基本概念和多种运动形式 描述运动 第3课 直线运动·曲线运动 区分直线运动和曲线运动 测量运动 第4—6课 快慢·能量 学会比较运动快慢，认识运动能量 设计运动 第7—8课 过山车 综合运用运动知识设计和测试过山车 本课在单元中的作用 本课是第三单元的收官课，完成「设计—制作—测试—改进」的工程循环。学生用小球测试制作的过山车，记录测试结果并根据测试情况改进设计。本课培养数据记录和分析的能力——每次测试都要记录是否成功、运动时间、出现的问题和改进措施。同时学习从失败中学习——第一次失败不可怕，分析原因、改进再试才是科学的态度。 本课与前后课程的衔接：第7课「设计制作过山车」→ 本课「测试并改进过山车」→ 完成工程循环。测试中涉及第4—5课的比较快慢（测量运动时间）和第3课的直线/曲线轨道（判断轨道形状是否合理），综合运用全单元知识。 一、教学目标 科学观念 了解测试过山车的基本概念和科学原理。 科学思维 能运用观察、比较、分析的方法认识测试过山车。培养用事实证据表达观点的能力。 探究实践 能通过实验和观察探究测试过山车。掌握基本的实验操作技能。 态度责任 培养认真记录、实事求是的科学态度。在合作学习中体验科学探究的乐趣。 教学重点：认识测试过山车的基本概念和科学原理。 教学难点：理解测试过山车中的核心科学概念，能用科学的语言进行描述和解释。 二、课前准备 分组材料 分组材料（每4人小组1套）： 序号 材料 数量 规格说明 来源备注 1 自制的过山车模型 每组1个 - 测试用 2 小球 每组1个 - 测试用 3 秒表 每组1个 - 计时 4 卷尺 每组1把 - 测量 5 记录单 每生1张 A4 记录数据 教师准备 1. 检查各组过山车模型的完成情况 2. 准备测试用的小球和计时器 3. 设计好测试记录表 三、教学过程（共40分钟） 环节一 聚焦：过山车能‘跑’起来吗？（约8分钟） 教师出示3组典型学生自制过山车实物（一组轨道不足2米、一组无曲线段、一组小球中途脱轨），引导学生观察并回忆上节课设计目标；发放《过山车评价表》（教材P80），全班齐读4项项目要求；师生共同明确‘测试’就是用小球代替小车，真实检验作品是否达标。 师：同学们，上周我们像小小工程师一样，设计、选材、搭建了自己的过山车。今天，它不是摆设——我们要当‘测试员’！请看这张评价表：总长2米以上、有直有弯、小球不脱轨、合作完成——这四颗星，一颗都不能少。现在，请小组快速检查：你们的过山车起点有没有标记？终点有没有留出放小木块的位置？小球能从头滚到尾吗？ → 预设：（学生A）我们轨道只有1.8米…（学生B）小球在第二个弯道飞出去了！（学生C）我们用胶带粘得特别牢，小球一路滚到底！ ▎ 紧扣工程实践本质，将‘测试’定义为用事实验证设计目标，避免学生把本课当成单纯玩玩具；强调起点/终点标记和小木块预留空间，为后续能量比较埋下伏笔。 环节二 探索：三步实测，收集运动证据（约20分钟） 活动1：测位置——每组用细绳沿轨道从起点贴合铺设至小球停止处，再用卷尺量出细绳长度，记录‘轨道运行距离’；用‘左上/右下/正前方’等方向词+高度描述小球最终位置（如‘终点木块右上方15厘米处’）。活动2：观运动——释放小球3次，用秒表计时全程，同时观察并画简笔图记录运动轨迹（直线→曲线→斜坡→平路），标注‘快’‘慢’‘停’字样；重点记录‘哪里最快？哪里最慢？为什么？’ 师：第一轮任务：请用这根细绳‘跟着小球走过的路’铺一遍，不能悬空拉直线哦——记住，小球是踩着轨道跑的，不是飞过去的！第二轮：让小球滑三次，同组两人分工——一人按秒表，一人盯小球，画下它怎么跑、在哪加速、在哪减速。比如：‘冲下陡坡时像坐火箭！’‘爬小坡时像老爷爷散步’。 → 预设：（学生画图标注）‘下坡快→弯道慢→平路匀速’；（学生计时）‘第一次5.2秒，第二次4.9秒，第三次5.0秒’；（学生疑问）‘为什么第二次更快？是不是我们松手时没抖？’ ▎ 强调‘沿轨道测量’破除空间错觉；用生活化语言（‘坐火箭’‘老爷爷散步’）引导描述速度变化；三次重复操作渗透‘减少偶然误差’意识，自然引出数据取平均值需求。 环节三 研讨：快慢与能量，谁说了算？（约10分钟） 全班汇总各组数据：投影展示2组对比案例（A组：高起点+长直道；B组：低起点+多弯道）；引导分析‘相同距离比时间’或‘相同时间比距离’两种方法；聚焦终点小木块实验：轻推小木块→小球撞后移动距离越远，说明到达终点时‘能量越大’；关联‘起点越高→重力势能越大→转化动能越多’的初步观念。 师：看这两组过山车——A组小球5秒跑完2米，B组用了8秒。如果只比时间，A组更快；但如果B组轨道更长呢？我们约定：统一用‘1米轨道段’来比——谁在这1米里用的时间短，谁就更快！再看小木块：小球撞它一下，它滑出去20厘米；换A组小球撞，它滑出35厘米——说明什么？对！小球到终点时‘力气更大’，而这个力气，就藏在它出发时站得‘更高’的地方！ → 预设：（学生发现）‘A组起点比B组高两本书厚！’（学生推理）‘站得高，滚下来就更有劲！’（学生质疑）‘那弯道多是不是会‘耗电’？’ ▎ 用具体数字和可视现象（木块滑距）具象化‘能量’概念；不提术语‘重力势能’，而用‘站得高→更有劲’建立前科学概念；回应学生‘耗电’类比，肯定其观察，引导思考‘弯道摩擦大，会减慢速度’。 环节四 拓展：我的过山车，能改得更好吗？（约7分钟） 联系生活：播放短视频《上海迪士尼创极速光轮启动瞬间》——突出‘陡坡蓄能→直道加速→弯道稳控’设计逻辑；小组头脑风暴：基于本组测试数据，提出1条可操作改进方案（如‘把起点垫高2厘米’‘减少一个急弯’‘加一段粗糙轨道减速’），填写《改进小锦囊》卡片；教师选取2张卡片现场演示微调（如用书本垫高起点），即刻重测验证。 师：真正的工程师不会只做一次测试！看这段视频——光轮过山车为什么先冲上高塔？就是为了‘存够力气’再冲刺！现在，请你们化身升级师：对照自己的数据，想一条马上能试的改进办法。比如：‘我们小球在终点只推木块5厘米，太弱了——那就把起点垫高一本字典！’写好后，我们现场调高、再测一次，看看‘力气’涨没涨！ → 预设：（学生方案）‘把第三个弯改成缓弯’‘在终点前加一小段毛毯减速’‘用橡皮筋拉起点，增加初速度’；（学生验证）‘垫高后木块滑出12厘米，真的变强了！’ ▎ 以真实游乐设施建立科学与生活的强关联；‘可操作’限定杜绝空泛建议（如‘让它更好’）；现场微调验证强化‘实证—改进—再检验’工程闭环思维。 四、板书设计 课后作业 必做： 1. 继续改进你的过山车模型，直到小球能滚完全程。记录每次改进的内容。 2. 和家长分享你的过山车制作过程：你遇到了什么困难？怎么解决的？ 选做： 3. 设计一个「升级版」过山车——加入更多的环形轨道或S形弯道。 4. 观察游乐场里的过山车（看视频），说说它运用了哪些科学原理。 五、教学反思 反思维度 课后自问 教学目标达成 本课的四维教学目标是否全部达成？哪些目标需要加强？ 学生参与度 学生在探究活动中是否积极主动？合作学习是否有效？ 教学策略 教学环节设计是否合理？实验材料准备是否充足？ 改进措施 下一次教学可以在哪些方面进行调整和改进？ 六、跨学科融合设计说明 学科 融合点 教学环节 具体做法 数学 空间/测量 探究环节 用方位描述位置，用距离和时间测量快慢 语文 描述表达 研讨环节 准确描述物体的位置和运动形式 美术 设计绘图 设计环节 画过山车设计图和运动路线 道德与法治 安全意识 拓展环节 交通限速与运动能量的关系 劳动教育 模型制作 制作环节 动手制作过山车模型 设计说明：本课的核心是测试—记录—改进的工程循环，培养数据记录和分析的科学素养。测试中遇到失败后的改进（抗挫折能力）渗透心理健康教育。过山车模型展示环节融合美术（美观）和语言表达（介绍设计思路）。 七、学生疑难解答 学生测试多次失败后容易气馁，放弃改进，如何激励？ 用爱迪生发明灯泡的故事鼓励：失败不是失败，而是找到了一种不行的方法。每一次测试都有收获——知道了哪个地方需要改进。教师设定「进步奖」：只要比上一次有进步（哪怕只多滚了5cm），就给予表扬。降低门槛，让每个组都能体验到成功。 学生记录测试数据不认真，怎么培养记录习惯？ 用数据说话的实例：展示一个组的不完整记录和另一个组的完整记录，问学生：哪个组的记录更有价值？为什么？让学生明白好的记录能帮我们快速找到问题在哪里。限定「三记」：每次测试前记下改了哪里、测试后记结果、记新问题。每记一次画一颗星。 附件资料 附件一：学生记录单 第8课 测试过山车 · 测试记录单 姓名：______ 小组：______ 日期：______ 过山车测试记录 测试次数 改进内容 是否成功 运动时间（秒） 新问题 1 2 3 附件二：小组合作评价表 小组名称：______　　评价日期：______ 评价项目 评价标准 自评 互评 师评 参与讨论 积极说出自己的想法，参与制定方案 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 动手操作 认真操作实验，记录数据 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 记录结果 在记录单上清楚记录实验数据 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 合作互助 和组员友好合作，分工完成任务 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 附件三：个人评价表 姓名：______　　日期：______ 评价内容 能做到打√ 我能测试过山车的性能 我能记录测试数据 我能根据测试结果改进设计 学科网（北京）股份有限公司 $