5.18 创意车模大比拼（教学设计）科学冀人版五年级上册（新教材）

该小学科学教学设计聚焦车模四要素及动力能量转化，通过“小创客·大梦想”大赛情境发布任务，拆解约束条件，搭建“原理认知-设计绘图-动手制作-测试改进”的工程学习支架，衔接真实工程需求与科学知识。 以工程设计六步为主线，融合科学思维（模型建构、反向推理）与探究实践（双视图设计图绘制、四步测试法），通过故障诊疗（如跑偏归因车轴平行问题）培养问题解决能力，强化分工协作与环保意识，助力学生提升工程素养，为教师提供结构化、可操作的教学方案。

冀人版（2024）科学五年级上册 5.18《创意车模大比拼》教学设计 课题 5.18 创意车模大比拼 课型 新授课 教学目标 科学观念： 1.知道一辆能行驶的车模必须包含车身+底盘+动力+轮轴(四要素)； 2.理解橡皮筋动力是弹性势能→动能的转化，电力是电能→动能，风力是风能→机械能； 3.认识材料特性（纸轻、木坚、塑料防水）与结构（车轴平行、重心居中）直接影响行驶性能； 4.理解工程受“材料易得、环保、成本、功能”等约束条件。 科学思维： 1.能运用系统与模型思维，将真实汽车抽象为“动力－传动－承载－控制”四子系统； 2.能基于“跑偏/跑不远”的现象反向推理根源（车轴不平行/摩擦大/弹力不足），建立“现象→原因→改进”的因果链； 3.在方案选择中初步权衡“创意vs可行”“成本vs性能”。 探究实践： 1.能按PPT给出的工程设计六步（明确任务→调查知识→画设计图→备料制作→测试改进→展示评价）推进； 2.能绘制含俯视/侧视尺寸标注的简易设计图； 3.能安全使用剪刀、打孔器、热熔胶等工具； 4.掌握直线/距离/速度/载重四步测试法与“重复3次取平均”的数据处理规范。 态度责任： 1.在“小创客·大梦想”情境中乐于动手、不怕返工； 2.养成分工协作、如实记录、安全操作、变废为宝的习惯； 3.通过评价量表学会赞赏他人创意； 4.增强“工程服务生活、绿色制造”的责任意识。 教学重难点 重点： 1.掌握车模四要素与三类动力原理； 2.经历“设计图→（启动）制作→测试改进”工程流程； 3.理解车轴平行与橡皮筋缠绕圈数对直线行驶的影响。 难点： 1.理解模拟测试（橡皮筋小车）与真实工程测试中的控制变量思想； 2.把“跑偏”故障准确归因到几何/摩擦/配重三类原因。 教学环节 教学过程 课堂导入 （一）课堂导入：发布“小创客·大梦想”大赛令（约5分钟） 情境播放：PPT首页“创意车模大比拼”+ 三款优秀作品（环保先锋号/闪电猎豹/探索者一号）闪图。教师扮“大赛组委会”： “学校‘小创客·大梦想’创意车模设计大赛开幕！任务——设计制作一辆能沿直线行驶10米的创意车模，要求：适应环境、安全环保、材料易得、成本低、跑得稳、外形美、有创意。” 拆解约束：PPT亮出6条评比要求，师生共读，教师点出关键词：“能动起来是底线，直线10米是硬指标，废旧材料是加分项。” 揭示课题：“今天这40分钟，我们不急着拼完，而是先当‘总工程师’——学原理、画蓝图、启动制作、定好测试规矩，把创意车模从纸上开进现实。板书：第18课 创意车模大比拼。” 设计意图：用PPT原生大赛情境制造真实任务感，把“10米直线”作为工程验收标准，避免手工课沦为纯娱乐；单课时定位为“工程启动”，节奏清晰。 课 程 学 习 （二）课程学习：工程六站压缩推进（约28分钟） 站1：知识锚定·汽车的“身体”与“心脏”（约6分钟） 四结构对标（PPT“汽车的身体结构”）： 车身（皮肤/盔甲）→ 创意DIY：纸板、瓶、泡沫 底盘（脊梁）→ 木板、冰棒棍 动力（心脏）→ 橡皮筋/马达/螺旋桨 车轮车轴（双脚）→ 瓶盖+竹签 教师强调：“缺动力不动，缺车轮不走，车轴不平行就跑偏——这四样是验收10米的命根子。” 三类动力原理（PPT图）： 风力：风→螺旋桨→车轮（零污染） 弹力：扭橡皮筋蓄势→回弹（经典手工） 电力：电池→马达→传动（可遥控） 板书能量转化箭头：弹→动；电→动；风→机→动。 快速自测：PPT“小法官”预埋——车轮圆形是为美观？（×，减摩擦） 设计意图：把PPT知识讲解压缩成“结构+动力”两张清单，为后续设计图提供词汇库与原理锚点。 站2：明确问题·画设计蓝图（约8分钟，核心） 思维导图（PPT“第一步设计构思”）：4人小组在活动手册画框内写： 车名（如“绿风号”） 动力选哪类（本课统一先攻橡皮筋动力，易做易测） 车身材料（硬纸板+瓶盖） 底盘尺寸（长15cm×宽8cm） 车轮间距（同宽） 绘制双视图（PPT“第二步绘制设计图”）： 俯视图：标底盘长宽、前后车轴孔距（如12cm）、轮距6cm。 侧视图：标车轮直径（瓶盖Φ约3cm）、轮距、离地间隙。 引线标注：竹签车轴、橡皮筋固定点（前轴—后轴）、橡皮筋缠绕方向。 教师巡视纠偏：车轴孔必须前后对齐平行；橡皮筋一端系前轴一端系后轴。 材料清单：对照PPT“百宝箱”勾选：硬纸板1块、瓶盖4个、竹签2根、橡皮筋2根、胶水、彩笔。 设计意图：单课时必须把“画图纸”做扎实——课标5~6年级明确要求“利用文字或实物表达创意”“绘制设计图”。用双视图+标注替代自由涂鸦，培养工程表达。 站3：动手启动·橡皮筋小车装配（约8分钟） 按PPT“第三步动手制作”进行操作，教师演示，小组同步完成前三步，装饰留到课后： Step1 底盘：硬纸板剪15×8cm矩形，磨边。 Step2 车轴：前后端打孔，竹签穿入，保证前后轴平行、转动顺滑（关键！用尺比一下孔位）。 Step3 车轮：瓶盖中心打孔，竹签穿出，胶水固封；四轮触地平稳。 Step4 动力（启动）：橡皮筋一端系前轴，一端系后轴；向后转，使车轮绞紧5~8圈，放手试跑一次（在课桌通道短距离试）。 Step5 美化留课后。 教师抓典型故障车演示：“大家看这辆老师提前做的‘歪脖子车’——车轴孔前后错开5mm，一放就画龙，为什么？因为前后轴不平行，推力方向歪了。” 设计意图：课内只做“能验证原理”的裸车，装饰/智能升级留课后，符合40分钟物理极限；用预设故障车直观破解难点。 站4：测试与改进·工程师的四把尺（约6分钟） PPT“如何科学测试”四法齐讲： 直线测试：看车轴平行、轮径一致→不跑偏 距离测试：跑3次取平均（减偶然误差） 速度测试：测10米用时，3次平均 载重测试（进阶）：放橡皮泥50g看能否动 故障诊疗所（PPT常见问题）： 跑偏→车轴不平行/轮大小不一/配重偏→调轴、换轮、轻侧加配重 跑不远→皮筋细短/轴摩擦大/轮打滑→换粗皮筋、铅笔屑润滑、轮贴胶带 学生在活动手册“测试记录区”预填表格（三次距离、平均、跑偏方向）。 改进循环：教师口诀：“测一次→记问题→改一处→再测”，不是推倒重来。 设计意图：把PPT检测改进页转化为可操作方法论，落实课标“能根据证据改进实物模型”。 课堂 小结与课后作业 （三）课堂小结与展示规则（约5分钟） 回顾闭环：指板书“工程六站”贴纸，齐背：“任务明、原理清、画图准、装配稳、测试真、改一处。” （四）课后作业（约2分钟布置） 完工任务：按今日设计图在家完成车模美化、动力调试，确保能直线跑≥3米（为下节课10米达标打底），填好3次距离测试表。 改进日志：记录一个你解决的实际问题（如“跑偏→把后轴孔重打正”），写50字。 环保加分：车身必须用至少1种废旧物（瓶盖/纸盒），拍照贴手册。 选做：给小车加一个“创意功能”（灯光/载物舱/七彩贴），下节课讲设计理由。 板书设计 第18课 创意车模大比拼 🏁 工程闭环·赛车跑道 🏁 发车区→ ①明确任务（直线10米·环保·低成本） │ ▼ 补给站→ ②知识锚定：车身+底盘+动力+轮轴（四要素） │ 动力箭头：弹→动 / 电→动 / 风→机→动 ▼ 设计区→ ③画蓝图：俯视（轴距/轮距）+侧视（轮径/离地）+引线标注 │ ▼ 装配区→ ④动手：纸板底盘→平行车轴→瓶盖轮→橡皮筋绞紧 │ ⚠️关键：前后轴平行！橡皮筋两端固定！ ▼ 检测区→ ⑤四把尺：直线/距离（3次平均）/速度/载重 │ 故障站：跑偏（轴/轮/重） 跑不远（力/摩/滑） ▼ 领奖台→ ⑥展示评价：创意30 功能30 工艺20 合作20 奖项：创意/性能/工艺/环保卫士 💡 工程师口诀：测一次→记问题→改一处→再测 教学反思 成功之处： 难点突破巧妙：用“压力锅（化学）→汽水罐（物理）→鸡蛋（结构）”三重类比，将抽象的“地幔流动”“压力积累”“岩浆起源”具象化，符合五年级认知水平。 实验探究扎实：严格按PPT步骤操作，强调安全规范，学生亲历“建造—准备—喷发”全过程，现象震撼（红色泡沫），记忆深刻。 改进空间： 安全细节强化：白醋虽弱酸，但仍需强调“不触碰喷发物”“结束后洗手”；色素若沾衣需及时处理。建议课前发放旧围裙或报纸垫桌。 差异化指导：对实验操作慢或理解弱的学生，可采用“强弱搭档”分组，或教师提前预制部分“半成品”（如包好小苏打）。 1 学科网（北京）股份有限公司 $