3.7 设计和制作过山车（教学设计）- 2026-2027学年科学教科版三年级上册

该小学科学教学设计聚焦工程设计基本步骤（明确问题、确定方案、设计制作、改进完善）及过山车设计要求，通过游乐园过山车图片情境导入，检查学生预习的过山车资料，引出工程设计步骤作为学习支架，帮助学生构建工程设计思维框架。 该资料以完整工程实践流程为特色，通过设计方案（用绳子摆路线或画图）、从低到高拼搭制作等环节，培养学生探究实践与科学思维，如用记录单标注轨道要素体现模型建构，交流评估中分析脱轨问题锻炼推理论证。项目式学习让学生体验合作创造，提升实践能力，为教师提供可操作的教学路径，助力核心素养落地。

设计和制作过山车 一、基本信息 课题 设计和制作过山车 课型 新授课 课时 1课时 教材 教科版《科学》三年级上册 第三单元物体的运动 第7课 年级 三年级 学科 科学 教法 讲授法、演示法、小组讨论法、实验法 教具 塑料套件或卡纸套件、软尺、细绳、小球 【核心素养目标】 1. 科学观念：知道工程设计的基本步骤包括明确问题、确定方案、设计制作、改进完善等。 2. 科学思维：能针对“过山车”的设计要求，分析材料的选择与结构的安排是否合理，提出设计依据。 3. 探究实践：能根据已有材料，针对“过山车”的设计要求，按照工程设计的基本步骤完成指定的任务。 4. 态度责任：能对自己小组或他人设计的想法、模型等提出改进建议，在制作过程中及完成后进行相应的测试和调整，体验合作与创造的乐趣。 【教学重难点】 重点：明确工程设计的基本步骤：明确问题、确定方案、设计制作、改进完善；能合理设计“过山车”轨道路线并且根据设计图拼搭过山车模型。 难点：通过“过山车”设计、制作、评价的完整实践过程，培养细致、认真地观察记录的能力，学会运用思辨的方法获得科学概念；制作过程中轨道铺设及曲线轨道的调整。 二、教学过程 环节一 解读目标，检查预习 (2~3分钟) 情境导入：出示游乐园中“过山车”的图片，提问：游乐园中的过山车真好玩！让我们来设计并制作一座自己的“过山车”吧。 检查预习：请同学们交流搜集到的关于过山车的文字、图片及视频资料，说说过山车是怎样运动的，由哪些部分组成。 揭示课题：今天我们就按照工程设计的基本步骤，设计并制作一座自己的“过山车”。 【预设回答】生1：过山车有高有低，还会转弯。生2：过山车由轨道和车组成。 【关键追问】“设计一座自己的过山车，要先做什么再做什么？”引出工程设计的基本步骤。 小结：这节课我们经历明确任务、制订方案、实施设计的过程。 观察游乐园过山车的图片。 交流搜集的过山车资料。 说说过山车的组成。 明确本课的学习任务。 从游乐园过山车情境引入，激发设计制作的兴趣。 【知识点】工程设计的基本步骤包括明确问题、确定方案、设计制作、改进完善等。 环节二 明确任务 (6~7分钟) 出示教材第73页的“明确任务”内容：用现有的材料，设计并制作一座“过山车”，让小球能从高处自动滚完全部轨道。 逐条解读设计要求：①轨道总长应在2米以上。②要有直线轨道和曲线轨道。③小球能滚完全部轨道，不能脱轨。④与同学合作完成。 讲解：轨道的长度可以用软尺和细绳来测量。 【预设回答】生1：轨道要比2米长，还要有弯的。生2：小球滚的时候不能掉出来。 【关键追问】“这些要求中，哪一条最难做到？”引导学生关注轨道总长和脱轨问题。 小结：设计前要先明确任务，记住四条设计要求。 阅读明确任务的内容。 逐条理解设计要求。 讨论有困难的要求。 记住四条设计要求。 明确设计任务与要求，为制订方案提供依据。 【知识点】过山车设计的要求：轨道总长2米以上、有直线和曲线轨道、小球不脱轨、合作完成。 环节三 制订方案 (8~9分钟) 出示教材第74页“任选一种设计方法”的内容：①方法1：用绳子摆出“过山车”的轨道路线。②方法2：用纸和笔画出“过山车”的轨道路线。 组织学生以小组为单位，3~4人一组进行讨论，任选一种设计方法，鼓励学生大胆创新，同时要考虑实际可行性。 指导学生填写设计图记录单：画出设计图（图文结合），写清起点、终点、直线轨道、曲线轨道、坡度、总长度、是否需要修改。 提示：轨道的长度可以用软尺和细绳来测量。 【预设回答】生1：我们组用绳子在桌上摆路线。生2：我们组想画一个大坡度加两个弯。 【关键追问】“你的设计怎样保证小球不脱轨？”引导学生检查设计的合理性。 小结：制订方案时要画出设计图，标注轨道的各个要素。 讨论选择设计的方法。 设计过山车的轨道路线。 填写设计图记录单。 检查设计的可行性。 通过制订方案落实设计图记录，培养工程设计的思维习惯。 【知识点】设计方法有用绳子摆出路线和用纸笔画出路线两种。 记录单：过山车轨道设计图（环节三用，仿课本记录单） 项目 内容 设计图（图文结合） 起点 终点 直线轨道 曲线轨道 坡度 总长度 是否需要修改 环节四 实施方案 (8~9分钟) 组织制作：根据设计图，制作我们的“过山车”。 提问：制作“过山车”的时候有什么要注意的吗？制作顺序是怎样的呢？（“过山车”的制作从低到高拼搭，从位于“过山车”最低处的终点开始，沿着设计的轨道路线，搭建到“过山车”的起点） 接下来请同学们分小组，根据设计图和材料制作自己的“过山车”。 提问：设计中要求轨道的总长要大于2米，我们怎样测量“过山车”轨道的长度呢？（测量轨道长度时可以用软尺直接测量；如果曲线轨道较多，不方便直接用软尺测量，也可以先用细绳量出轨道长度，再用软尺测量这段细绳的长度） 组织交流汇报：同学们在制作“过山车”的过程中还有什么问题吗？（我们应该如何实现坡度的变化？“过山车”轨道的起点和终点有什么要求？制作“过山车”的步骤包括哪些？……） 【预设回答】生1：从终点开始往高搭。生2：弯的地方不好搭，容易脱轨。 【关键追问】“为什么要从低到高拼搭？”引导学生理解这样便于调整轨道的坡度。 小结：按从低到高的顺序拼搭，注意曲线轨道的调整。 根据设计图分工制作。 从低到高拼搭轨道。 测量轨道的总长度。 交流制作中的问题。 经历根据设计图制作模型的工程实践，突破轨道铺设的难点。 【知识点】过山车的制作从低到高拼搭，从终点开始搭建到起点。 环节五 交流评估 (4~5分钟) 组织展示：展示我们的“过山车”，说一说设计思路，演示小球的运动。 组织评价：制作完成“过山车”后，根据“过山车”的设计要求和设计图，对“过山车”的长度、轨道情况、坡度、稳固性等进行评价；也可以尝试把小球放在“过山车”的顶端，让其自由运动，观察小球在轨道内的运动情况。 引导学生对其他小组的作品提出改进建议。 【预设回答】生1：我们组的轨道有2米多，小球没脱轨。生2：他们的轨道有个地方弯太大，小球容易掉。 【关键追问】“小球在哪一段容易脱轨？为什么？”引导学生结合运动路线分析问题。 小结：交流评估能帮助我们发现设计和制作中的问题。 展示本组的过山车。 演示小球的运动。 评价其他组的作品。 提出改进的建议。 通过展示评估检验设计要求的达成情况，培养思辨与表达能力。 【知识点】评估要从长度、轨道情况、坡度、稳固性等方面进行。 环节六 改进完善 (4~5分钟) 布置任务：根据交流评估的结果，改进“过山车”。 组织学生针对评估中发现的问题调整轨道，如降低过陡的坡度、调缓过急的弯道、加固松动的支架。 组织学生再次测试，让小球从高处自动滚完全部轨道，不脱轨。 【预设回答】生1：我们把弯道调缓了，小球不掉了。生2：支架加固后轨道更稳了。 【关键追问】“改进后小球运动得怎样？还要再调整吗？”引导学生体会反复测试改进的过程。 小结：改进完善是工程设计中不可缺少的步骤。 根据评估改进过山车。 调整坡度和曲线轨道。 再次测试小球运动。 体会改进的作用。 经历改进完善的完整工程流程，体验设计产品的成就感。 【知识点】根据交流评估的结果改进过山车，不断完善作品。 环节七 归纳总结 (2~3分钟) 结合板书带领学生梳理：工程流程为明确任务—制订方案—实施方案；设计要求有轨道总长在2米以上、有直线轨道和曲线轨道、小球能滚完全部轨道不能脱轨、与同学合作完成；材料用塑料套件或卡纸套件、软尺、细绳；设计方法有用绳子摆出路线和在纸上设计路线。 请学生看着板书完整说出本课要点。 总结：这节课我们像工程师一样经历了设计、制作、评估、改进的过程，建成了自己的“过山车”。 【预设回答】生：先明确任务，再设计方案，然后制作、评估、改进。 【关键追问】“怎样检验我们的过山车是否合格？”引出下一课话题。小结：下节课我们一起来测试“过山车”。 看板书回顾工程流程。 说出设计的要求。 思考测试的方法。 期待新课的学习。 以板书收束全课，梳理工程设计的流程与要求，衔接新课。 【知识点】流程：明确任务—制订方案—实施方案。 三、板书设计 设计和制作过山车 流程：明确任务—制订方案—实施方案 “过山车”设计的要求：轨道总长在2米以上；有直线轨道和曲线轨道；小球能滚完全部轨道，不能脱轨；与同学合作完成 材料：塑料套件或卡纸套件、软尺、细绳 设计方法：用绳子摆出“过山车”的轨道路线；在纸上设计“过山车”的轨道路线 AIGC标识: f27d7a3b-a14e-44a9-be85-b7b095bba5b1 学科网（北京）股份有限公司 $