2.3 制作独轮车 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工程设计流程与杠杆原理应用，通过回顾上节课杠杆省力原理，明确独轮车制作任务，搭建前后知识衔接的学习支架，引导学生理解设计图要素及轮子功能与设计的关系。 以工程实践为驱动，融合科学观念（工程流程、轮子发明意义）、科学思维（杠杆原理布局、批判性分析改进）、探究实践（小组合作绘制多视角设计图、制作测试），通过设计图规范绘制、测试评价迭代等环节，培养学生精益求精的科学态度和动手能力，为教师提供完整教学流程与评价工具，提升教学实效。

2.3 制作独轮车 【教学目标】 科学观念 1. 知道工程设计的基本流程包括明确任务、设计、制作、测试、评价与改进等环节。 2. 理解一份合格的设计图需要包含标题信息、多视角图纸、标注内容、用料清单等要素。 3. 认识到轮子的发明对人类社会发展的重要意义，了解不同轮子的设计与其功能需求之间的 关系。 科学思维 1. 能运用上节课所学的杠杆原理，在设计独轮车时合理布局支点、用力点和阻力点的位置。 2. 能根据任务要求，综合考虑材料、结构、功能等因素，绘制出完整的设计图。 3. 能在测试与评价环节，运用批判性思维分析作品的优缺点，提出具体可行的改进方案。 探究实践 1. 能小组合作完成独轮车的设计图绘制，包含至少 2 个视角的图纸和关键尺寸标注。 2. 能根据设计图，选择合适的材料和工具，制作出一辆结构完整、能平稳运送钩码的独轮车。 3. 能按照评价标准对作品进行测试、自评与互评，并根据反馈提出改进方案。 态度责任 1. 体验工程设计与制作的乐趣，增强动手实践和团队协作的意识。 2. 感受工程设计“迭代改进”的重要性，养成精益求精、不断反思的科学态度。 3. 体会轮子发明对人类文明的推动作用，增强对技术发展的认同感。 【教学重难点】 重点：按照工程设计流程，小组合作完成独轮车的设计、制作、测试与评价。 难点：绘制包含多视角、关键尺寸和用料清单的合格设计图；在制作中实现“ 能平稳运送至少 3 个钩码”和“能顺利转弯”的任务要求。 【教学准备】 教学课件（含拓展实验：改变运输的轮子）、制作材料（木条、纸板、吸管、瓶盖、竹签、胶带、胶水等）、制作工具（剪刀、美工刀、尺子、铅笔、热熔胶枪等）、钩码（或替代重物）、“ 独轮车设计图”模板纸、评价量表、实验记录单。 【教学过程】 教学环节 教学活动 聚焦：回顾原理，明确任务 （5 分钟） 1. 回顾提问：上节课我们发现了独轮车省力的秘密是什么？（学生回忆：用力 点离支点远，阻力点离支点近） 2. 激趣引入：今天我们就运用这个秘密，亲自动手制作一辆独轮车！ 3. 明确任务要求： ①结构完整（车身、扶手、轮子） ②能平稳地运送至少 3 个钩码 ③能顺利转弯 4. 聚焦课题：制作独轮车。强调设计是完成一项工程非常重要的一步。 探索：设计制作，实践探究 （25 分钟） 活动一：学画设计图 1. 讲解设计图要素：一份合格的设计图需要包含—— 标题信息：作品名称、班级小组 多视角图纸：至少 2 个视图（正面+侧面），画出整体造型标注内容：标出各部件名称+关键尺寸、用料做法 用料清单：制作材料、所需工具 2. 出示设计图范例，引导学生观察分析各要素的呈现方式。 3. 小组讨论设计思路： ①各部分的位置如何安排？（运用杠杆原理：扶手离车轮远，载物点离车轮近） ②分别用什么材料？（考虑材料的强度、重量、可加工性） ③尺寸大小如何确定？（考虑钩码的放置空间、推行的舒适度） ④如何拼接？（考虑连接方式的牢固性） 4. 小组合作绘制“ 号独轮车设计图”，教师巡视指导，提醒标注完整。 活动二：制作独轮车 1. 强调要求：严格按照图纸设计进行制作。 2. 小组分工合作，利用所选工具加工材料，做出车身和轮子，最后组装独轮 车的各个部分。 3. 教师巡视：指导学生安全使用工具，提醒按照设计图操作，遇到问题先小组讨论解决。 活动三：测试作品 1. 明确测试内容： 能放几个钩码？（至少 3 个） 能不能顺利推动？ 会不会翻车？ 能不能顺利转弯？ 2. 各小组轮流进行测试，如实记录测试结果。 3. 测试过程中发现问题及时记录，为后续改进提供依据。 研讨：交流评价，反思改进 （10 分钟） 1. 小组展示：各组展示作品，介绍设计思路和制作过程。 2. 自评环节：小组按评价要点进行自评—— 设计思路是否合理？ 遇到了哪些困难？ 是怎么解决的？ 3. 互评环节：各组之间互相评价—— 其他组值得我们学习的地方 我们想给他们提的建议 4. 教师引导总结：制作独轮车过程中，哪些设计让车子更省力？ 哪些结构让车子更稳定？转弯不顺畅可能是什么原因？ 5.渗透工程思想：工程设计不是一次就能完美的，需要不断测试、评价、改进，这就是“迭代”的过程。 拓展：联系生活，延伸思考 （5 分钟） 1. 资料阅读：轮子被视作人类最古老、最重要的发明之一。轮子的出现，大 大增强了人类的运载能力，也改变了人类的交通方式，更好地促进了不同族群之 间信息、物资的交流，推动了社会经济和文化的发展。 2. 观察思考：出示各种轮子的图片（汽车轮胎、自行车轮、火车轮、行李箱万向轮等，见课件），提问—— 这些轮子和我们独轮车的轮子有什么不同？ 为什么 有各种各样的轮子？ 引导学生发现：不同的轮子设计是为了适应不同的功能需求和使用场景。 3. 课堂总结：师生共同回顾工程设计流程——“ 明确任务→设计图纸→制作作品→测试评价→改进完善”。 4. 布置作业：根据课堂测试和同学建议，修改完善自己的设计图，写出至少 3 条具体的改进方案。 板书设计 第 3 课 制作独轮车 习题设计 【教学反思】 本节课以“ 运用杠杆原理制作独轮车”为驱动任务，将上节课的科学原理转化为工程实践，有效激发了学生的制作热情和学习动机。 “探索”环节是本课的核心，包含设计、制作、测试三个层次递进的活动。设计环节强调设计图的规范性，引导学生理解工程设计“先设计后制作”的重要性。制作环节给予学生充分的动手时间， 但在实际操作中，部分小组存在“边做边改”、偏离设计图的现象，反映出学生工程设计意识尚需加 强。测试环节让学生真实体验“作品是否达标”的检验过程，部分小组因轮子安装不牢固、车身重心 不稳等问题导致测试失败，这些“失败”恰恰是宝贵的学习资源，为后续改进提供了明确方向。 “研讨”环节的自评与互评，培养了学生的批判性思维和表达能力。学生在评价他人作品时能发现“扶手太短不好推“”轮子太小吃力“”车身太窄钩码放不下”等具体问题，展现出初步的工程评价能力。教师需引导学生将评价意见转化为可操作的改进方案，而非停留在笼统的“做得好/不好”。 “ 拓展”环节通过轮子发展的资料阅读，将本课内容置于更宏大的技术史背景中，帮助学生理解技术发明对社会发展的推动作用。对各种轮子设计的观察讨论，渗透了“设计服务于功能”的工程思想。课后布置的改进作业，延续了“迭代改进”的工程实践，有助于学生形成持续反思、精益求精的科学态度。下节课可安排时间展示改进后的设计图，分享改进思路，巩固工程设计流程的认知。 学科网（北京）股份有限公司 ( 104 ) ( 105 ) 学科网（北京）股份有限公司 $