3.7 设计和制作过山车 教学设计-2026-2027学年科学三年级上册教科版

3-7《设计和制作"过山车"》教学设计 一、教材分析 本课是单元中唯一一节工程课，也是前六课知识的综合应用场。课标在 3～4 年级"13.1 工程需要定义和界定"中要求"描述简单的设计问题，包括材料、时间或成本等限制条件"，在"13.2 工程的关键是设计"中要求"借助表格、草图、实物模型、戏剧或故事等方式说明自己的设计思路"。 本课的结构就是工程设计的基本步骤：明确任务（设计制作一座"过山车"，小球能滚完全部轨道、不能脱轨）→ 制订方案（小组合作设计轨道路线，可用绳子摆路线再拍照留存，也可绘制设计图）→ 实施方案（按设计搭建、测试、调整）。这个流程本身是比作品更重要的学习内容。 本课的教学价值在于让学生体验"设计先于制作"。三年级学生拿到材料往往立刻动手，教材特意安排了先熟悉材料、再讨论方案、最后才搭建的顺序，并提醒设计不要过于复杂以免搭建难以完成。另外，本课制作的"过山车"是下一课的学具，必须牢固耐用，这也让学生第一次体会工程作品的"交付"要求。 二、学情分析 前概念：三年级学生年龄较小，一般没有坐过山车的经历，对过山车的路径和轨道缺乏直接体验；但大多数在视频和图片中见过，对过山车的运动方式有一定认知，对过山车非常感兴趣。 思维难点：项目要求"小球能滚完全部轨道，不能脱轨"，这需要学生在制作过程中不断测试和调整；把平面上的设计图转化为立体可运行的轨道，涉及空间想象的转换。 表达难点：设计图绘制时容易遗漏起点终点标注、上下层重叠路线的表达；小组讨论时想法多但难以形成一致方案。 三、教学目标 科学观念：知道工程设计的基本步骤包括明确任务、制订方案、实施方案、改进完善等。 科学思维：在设计和制作"过山车"的过程中发展设计思维和工程思维。 探究实践：能利用已有材料，完成"过山车"的设计和制作。 态度责任：愿意跟同伴合作探究，并乐于反思和改进，体验设计产品的成就感；感知工程项目的建成需要考虑多方面因素，融合多方面的知识和技能。 四、教学重难点 重点：根据要求，合理设计和制作"过山车"。 难点：制作过程中根据项目要求对轨道的铺设及曲线轨道进行调整。 五、教学准备 教师：多媒体课件、摄影摄像设备（条件允许时）。 学生：塑料套件（或卡纸套件）、细绳、软尺、小方格图纸、小球。 六、教学过程（40 分钟） （一）揭示主题与明确任务（0—12 分钟） 教师活动：呈现过山车的图片或播放视频，设问：你见过或玩过游乐园中的过山车吗？关于过山车，你知道什么？结合学生的回答引导认识：过山车由轨道和支架组成，有直线轨道和曲线轨道，在轨道上做直线运动和曲线运动；有时运动得快、有时运动得慢；在轨道中运行，不能脱轨。揭示主题后，请学生阅读项目要求。先用实物或照片简单介绍现有材料，再让学生尝试搭建简易轨道，教师巡视指导轨道与支撑材料的拼接拆除技巧、轨道之间的连接方法、使轨道牢固的搭建方法等。活动后及时收回材料。 学生活动：学生交流对过山车的认识，阅读项目要求，尝试用材料搭建简易轨道，熟悉拼接方式。 设计意图：先熟悉材料再设计，避免设计时脱离材料实际；及时收回材料，防止学生把注意力停留在玩材料上。 （二）制订方案（12—24 分钟） 教师活动：组织小组讨论"怎样才能达成项目要求？"，再全班交流，明确具体操作方法：设计的重点是轨道的铺设；坡度变化可通过调整支架高度来实现；轨道之间对接要紧密平滑，使小球不易脱轨；轨道总长度要达到 2 米以上，需要多少轨道部件、怎样测量长度；小组同学如何合作。请学生选择设计方法——方法 1 用绳子摆出轨道路线并调整至满足要求，再用摄影留存并作语言阐述；方法 2 绘制设计图，要求清楚标注起点和终点、路线保持封闭连续、沿格子绘直道、弯道用弧线、上下层重叠时下层用虚线并配文字说明。提醒轨道设计不要过于复杂，并务必把终点留在底座边缘处以便下节课测试。 学生活动：学生分组讨论，各自先构思再组内交流，达成共识后合作完成轨道设计图或用绳摆出路线并留存。 设计意图：两种设计方法给了不同水平的学生选择空间；"终点留在底座边缘"这一细节直接服务于下一课的测试。 （三）实施方案（24—36 分钟） 教师活动：搭建前提示：建议从低到高搭建，从最低处的终点开始沿设计路线搭到高处的起点，这样既避免材料不足导致无法完成，也节省时间；尽量按设计搭建，若发现设计难以达成可适当调整；搭建完成后对照设计要求，用小球初步测试并调整。巡视指导，重点关注搭建困难、进度、轨道是否符合要求，必要时示范拼搭局部。根据各组进程适时分发测试小球，鼓励组间相互观摩、取长补短。活动前与学生约定"停"的信号，并适时收回测试小球。 学生活动：学生分组搭建"过山车"，用小球测试并调整，确保小球能滚完全部轨道且不脱轨。 设计意图：从低到高的搭建顺序是实用的工程技巧；测试与调整环节让学生体会工程不是一次成功的。 （四）交流小结（36—40 分钟） 教师活动：组织各组展示作品，围绕"是否达到项目要求""搭建中遇到了什么困难、怎样解决""还有哪些可以改进的地方"进行交流，并提醒妥善保管作品以供下节课使用。 学生活动：学生展示本组"过山车"，交流搭建中的困难与改进想法。 设计意图：把隐含的工程思维显性化；明确作品的"交付"要求，为下一课作准备。 七、板书设计 设计和制作"过山车" 明确任务 小球能滚完全部轨道，不能脱轨，总长 2 米以上 制订方案 绳摆路线拍照 / 绘制设计图（标起点终点） 实施方案 从低到高搭建 → 测试 → 调整 工程设计步骤：明确任务 → 制订方案 → 实施方案 → 改进完善 学科网（北京）股份有限公司 $