3.6《制作“月球小车”》教学设计-2026-2027学年科学五年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦《运动和力》单元知识综合应用，通过回顾重力、弹力等力的概念导入，明确制作月球小车任务及工程流程，提供材料清单、设计图范例等支架，引导学生经历完整工程实践。 以项目式学习贯穿工程设计全流程，通过材料成本质量计算培养科学思维，动手制作与测试改进提升探究实践能力，联系玉兔号月球车激发兴趣，助力学生综合应用知识和协作，教师易操作且落实课标要求。

《制作“月球小车”》教学设计 1、 教材分析 本课是教科版五年级上册第三单元《运动和力》的收官课，属于工程技术实践类课程。本课属于2022版课标“工程设计与物化”核心概念，核心要求为“能运用所学科学原理，经历完整的工程实践过程，完成简单的工程任务”。本课以“制作月球小车”为项目任务，要求学生综合运用本单元所学的重力、弹力、摩擦力、轮轴等知识，完成从方案设计到作品测试的完整工程实践。教材按照“明确任务—制订方案—实施方案—展示与交流—测试与改进”的工程设计流程编排，并提供了详细的设计图范例、材料清单和组装说明。本课是单元知识的综合应用与能力检验，体现了“从知识学习到工程实践”的完整学习闭环。 2、 学情分析 经过本单元前五课的学习，五年级学生已经认识了重力、弹力、摩擦力等多种力及其对小车运动的影响，掌握了用弹簧测力计测量力的方法，经历了对比实验和数据分析的完整探究过程。学生在前一单元《工具与技术》中已经历过“明确任务—设计—制作—测试—评价”的工程流程，具备一定的方案设计、材料选择和动手制作能力。学生对“制作月球小车”这一项目充满热情和期待。然而，学生在综合考虑“载重、速度、成本、质量”等多重约束条件进行优化设计方面缺乏经验；在团队分工协作、时间管理方面也需要教师引导。教学中需要提供明确的设计支架和充分的制作时间，引导学生在“做中学”中综合运用本单元所学知识。 3、 学习目标 科学观念：通过制作月球小车，综合运用本单元所学的力与运动知识（重力、弹力、摩擦力等），理解工程实践中需要综合考虑多种因素；知道月球车的设计需要适应月球表面的特殊环境。 科学思维：能根据任务要求（载重、速度、成本、质量等）分析问题，形成设计方案；能在设计中综合考虑材料选择、结构稳定性、动力方式等多重因素；能通过测试发现问题，分析原因并提出改进方案。 探究实践：能完成“月球小车”的设计方案，绘制设计图并标注主要部件尺寸；能根据方案选择合适的材料；能按照组装说明完成小车模型的加工、制作和组装；能对小车进行测试并根据结果进行改进。 态度责任：在团队协作中体验工程设计的乐趣，愿意倾听同伴意见、分工合作完成任务；养成综合考虑成本、质量、性能的工程思维习惯；体会科学知识在工程实践中的应用价值。 四、教学重难点 重点：综合运用本单元所学知识，完成“月球小车”的设计与制作。 难点：在多重要求（载重、速度、成本、质量）的约束下，进行优化设计并完成制作。 五、教学环节 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 一、聚焦：制作我们的“月球小车”！（5分钟） 1. 单元回顾：“通过本单元的学习，我们认识了重力、弹力、摩擦力等多种力，学会了用弹簧测力计测量力的大小。今天，我们要综合运用这些知识，制作一辆‘月球小车’！” 2. 呈现任务：“设计和制作一辆‘月球小车’，该小车模型能载重1块橡皮，穿过凹凸不平的沙地（模拟月球表面）。具体要求——材料价格不超100元；质量不大于100克；能载重1块橡皮，在10秒内通过测试沙坑。” 3. 明确工程流程：“完成一项工程任务的基本步骤——①明确任务；②制订方案；③实施方案；④展示与交流；⑤测试与改进。” 4. 揭示课题：板书“制作‘月球小车’”。 回顾本单元所学的力与运动的知识；了解“月球小车”的制作任务和具体要求；了解工程设计的完整流程；明确本课的学习目标。 单元收官课，从回顾入手建立知识联系；明确工程任务的五步流程；激发项目化学习的热情。 二、探索 活动一：制订方案——设计我们的月球小车（12分钟） 1. 发布任务：“根据任务，讨论、设计并确定‘月球小车’的设计方案，合理选择所需材料。” 2. 引导思考：“小车需要用什么动力？太阳能还是电池？车轮选大的还是中的？车身用什么材料？怎样保证小车能在10秒内通过沙坑？” 3. 呈现材料清单：出示材料清单表——太阳能电池A（能量5、质量25克、40元）、太阳能电池B（能量3、质量20克、30元）、车轮A（尺寸大、质量10克/对、15元）、车轮B（尺寸中、质量8克/对、10元）、车身支架（质量10克、10元）、小电动机A（规格大、转速快、质量20克、15元）、小电动机B（规格小、转速慢、质量15克、10元）、齿轮（质量2克、2元）。 4. 强调约束条件：“材料价格不超100元；质量不大于100克——选材时要精打细算。” 5. 指导设计图：“从多个角度画出小车设计图，可以更全面地反映它的结构。如果能够标注一下主要部件的尺寸就更好了。” 6. 发放记录单：发放“月球小车设计图”和“材料清单”记录单。 7. 小组设计：小组讨论并绘制设计图，填写材料清单。 8. 方案交流：请2-3个小组展示设计方案，全班评议可行性。 了解设计任务和材料清单；思考动力选择、材料搭配等设计问题；领取设计记录单；小组讨论，绘制设计图，标注主要部件尺寸；填写材料清单，计算总质量和总价；展示方案，听取建议并修改。 方案设计是工程实践的关键环节；多重约束条件（成本、质量、性能）培养优化设计思维；设计图绘制培养工程表达能力。 活动二：实施方案——动手制作月球小车（15分钟） 1. 发布任务：“根据方案，团队协作，对材料进行加工、制作和组装。” 2. 呈现组装说明： （1）做车架：用扎带连接起车架，将齿轮安装在车轴上，并与车身连接； （2）安装轮子和小电动机：将轮子连接到车轴上，用扎带将小电动机固定在车身上； （3）固定太阳能电池：用螺丝刀将太阳能电池支架固定在车身上； （4）连接太阳能电池和小电动机：将太阳能电池的两根导线分别与小电动机上的导线连接起来，并安装绝缘套。 3. 关键追问：“为什么不用重力和弹力驱动小车？”引导学生回顾——重力和弹力难以持续稳定提供动力，太阳能或电池动力更适合月球车。 4. 安全提醒：使用螺丝刀、扎带时注意安全。 5. 分组制作：学生分组按照设计方案进行制作。 6. 巡视指导：关注各组制作进度、连接是否牢固、电路连接是否正确。 了解组装步骤；思考“为什么不用重力和弹力驱动小车”；分组按照设计方案进行制作；遇到问题时小组讨论解决方案或请教教师。 组装说明降低制作难度；“为什么不用重力和弹力”引导学生综合运用本单元知识；小组合作培养团队协作能力。 活动三：测试与改进——检验我们的作品（8分钟） 1. 发布任务：“根据任务要求进行测试，反思方案和实施过程中的问题，进一步调整、改进。” 2. 指导测试方法：“小车能载重1块橡皮吗？能在10秒内通过沙坑吗？” 3. 分组测试：学生将小车放在沙坑起点，放置橡皮后启动，计时通过沙坑的时间。 4. 记录结果：记录是否载重成功、通过时间、是否平稳。 5. 引导改进：“如果小车没能通过测试，问题出在哪里？怎样改进？”引导学生从动力不足、车轮打滑、结构不稳等角度分析。 6. 改进优化：学生根据测试结果进行改进——更换动力更强的电动机、更换更大的车轮、加固车身等。 了解测试方法和要求；分组进行载重和速度测试；记录测试结果；分析未通过测试的原因；提出改进方案并进行改进。 测试是检验工程成果的关键环节；通过测试发现问题、分析原因、提出改进——培养工程思维。 三、交流与评价——分享成果，互相学习（5分钟） 1. 发布任务：“展示作品，交流经验，评价并改进作品。” 2. 组织展示：各小组展示“月球小车”，演示载重通过沙坑。 3. 引导交流：“你们的小车用了什么动力？为什么选择这种方案？制作中遇到了什么困难？是怎样解决的？” 4. 引导评价：“其他小组的设计对我们有什么启发？我们的小车还有什么可以改进的地方？” 小组展示月球小车并演示；分享设计思路和制作经验；倾听其他小组的分享；反思自己作品的改进空间。 展示与交流培养表达能力和反思能力；从同伴作品中学习是工程实践的重要途径。 四、拓展延伸——从月球小车到真实月球车（2分钟） 1. 总结提升：“今天我们综合运用了本单元所学的力与运动的知识，经历了‘明确任务→制订方案→实施方案→测试与改进→展示与交流’的完整工程实践过程。从设计图纸到亲手制作，从测试到改进——这就是工程师的工作方式！” 2. 联系真实：“真实的‘玉兔’号月球车，也经历了我们今天这样的设计、制作、测试、改进的过程。工程师们需要综合考虑月球表面的特殊环境、能源供应、通信需求等多种因素。” 3. 布置任务：课后查阅“玉兔”号月球车的更多资料，了解它的设计细节和工程师们遇到的挑战。 回顾本课经历的工程设计完整流程；了解真实月球车设计中的工程挑战；课后查阅“玉兔”号月球车资料。 将课堂实践与真实航天工程建立联系；培养持续探究的兴趣。 学科网（北京）股份有限公司 $