3.6 制作“月球小车”（教学设计）科学教科版五年级上册

课题 3.6 制作"月球小车" 教材简析 本课是单元工程实践课，学生综合运用前5课所学的运动和力知识，设计并制作一辆"月球小车"。教材以真实工程任务为驱动，要求小车能载重1块橡皮、穿过凹凸不平的沙地（模拟月球表面），并给出了材料价格不超过100元、质量不大于100克、10秒内通过测试沙坑等约束条件。教材呈现了工程设计的基本步骤：明确任务→制订方案→实施方案，提供了备选材料清单和组装说明。本课旨在让学生在真实工程情境中体验设计、制作、测试的完整过程，培养工程思维和实践能力。 学情分析 学生在前5课中已经学习了小车结构、重力驱动、弹力驱动、力的测量、摩擦力等知识，具备了制作月球小车的知识基础。学生有一定的动手制作经验，但在综合考虑多种因素（动力选择、车轮设计、重量控制、成本预算等）进行工程设计方面经验不足。学生可能会出现只关注某一方面而忽视整体协调的问题，需要教师引导全面思考。小组合作中可能出现分工不均、意见不统一等情况，需要教师关注和指导。 教学目标 一、科学观念 1.能综合运用运动和力的知识（重力、弹力、摩擦力、力的测量等）指导月球小车的设计与制作。 2.理解工程设计需要在多种约束条件下寻求最优方案。 二、科学思维 1.能基于任务要求和材料特性进行方案设计和比较选择。 2.能预测设计方案可能遇到的问题并提出解决办法。 三、探究实践 1.能按照工程设计步骤（明确任务→制订方案→实施方案）完成月球小车的设计与制作。 2.能根据设计图选择材料、加工组装。 3.能在制作过程中发现问题并及时调整。 四、态度责任 1.体验工程设计与制作的乐趣和挑战。 2.在小组合作中学会分工协作、沟通交流。 3.培养成本意识和质量意识。 4.增强对我国航天工程的认同感和自豪感。 教学重难点 一、教学重点 1.综合运用运动和力知识设计并制作月球小车。 2.体验工程设计的基本流程。 二、教学难点 1.在多种约束条件（成本、重量、性能）下进行方案优化。 2.将科学知识转化为具体的工程设计。 3.小组协作完成复杂制作任务。 教学准备 一、教师材料 月球小车制作材料包（车身支架、车轮+车轴、小电动机、太阳能电池、齿轮、螺丝、扎带、螺丝刀等）、材料价格清单、设计图纸、沙地测试场地（沙盘或沙坑）、秒表、电子秤、评价表。 二、学生材料 科学记录本、铅笔、直尺。 四、课前准备 提前分组，明确小组分工（设计师、材料员、制作员、记录员等）。 教学过程 二次备课 一、明确任务 1. 情境回顾：我们已经学习了运动和力的知识，今天要像工程师一样，设计并制作一辆"月球小车"。 2. 出示任务要求： （1）能载重1块橡皮，穿过凹凸不平的沙地（模拟月球表面）； （2）材料价格不超过100元； （3）小车质量不大于100克； （4）能在10秒内通过测试沙坑。 3. 讨论：完成这个任务需要考虑哪些因素？（动力来源、车轮设计、车身重量、稳定性、成本等） 4. 介绍工程设计基本步骤：明确任务→制订方案→实施方案→测试与改进→展示与交流。 二、制订方案 1. 出示备选材料清单及价格，学生阅读了解材料性能和价格。 2. 小组讨论设计方案，重点思考： （1）选择什么动力？（太阳能电池+电动机——月球上有太阳能；为什么不用重力或弹力？——持续动力不足） （2）选择什么样的车轮？（大车轮还是小车轮？需要考虑沙地通过性和重量） （3）怎样控制重量和成本？ （4）各部件如何连接和组装？ 3. 绘制设计图：从多个角度画出小车设计图，标注主要部件的尺寸和用料。 4. 填写材料清单：根据设计方案选择材料，计算总价格和总重量，确保不超过限制。 5. 方案审核：各小组汇报设计方案，教师和其他小组提出建议，小组修改完善方案。 三、实施方案（制作） 1. 领取材料：材料员根据材料清单领取所需材料和工具。 2. 教师演示组装步骤（参照教材组装说明）： （1）做车架：用扎带连接车架，安装齿轮和车轴； （2）安装轮子和小电动机：将轮子连接到车轴，用扎带固定电动机； （3）固定太阳能电池：用螺丝刀将支架固定在车身上； （4）连接电路：将太阳能电池导线与电动机导线连接，安装绝缘套。 3. 安全提醒：使用螺丝刀、剪刀等工具注意安全；电路连接注意正负极。 4. 学生分组制作，教师巡视指导，重点关注： （1）车轴安装是否端正（影响小车走直线）； （2）齿轮啮合是否正常（影响动力传递）； （3）电路连接是否正确（影响动力输出）； （4）各部件连接是否牢固。 5. 初步测试：制作完成后，在阳光下或强光下初步测试小车是否能运动，发现问题及时调整。 四、课堂小结 1. 各小组汇报制作进度和遇到的问题。 2. 教师总结工程设计的要点：方案设计要全面考虑，制作过程要精细操作，遇到问题要及时调整。 3. 预告下节课：我们将对月球小车进行测试和评价，各小组课后可以继续完善小车。 五、作业设计 1. 基础作业：完善小组设计图和材料清单，记录制作过程中遇到的问题和解决方法。 2. 拓展作业：思考如何改进小车以提高沙地通过能力，列出至少2条改进设想。 3. 实践作业：小组课后继续完善月球小车，准备下节课的测试和展示。 板书设计： 教学反思： 学科网（北京）股份有限公司 $