3《制造独轮车》教学设计-2026-2027学年科学五年级上册教科版

秋季学期教科版小学五年级 科学上册第二单元《制造独轮车》精品教学设计 卷首语：同学们，工程技术藏在我们生活的方方面面。从古时候的运输工具到现代机械，工程师总是根据需求，设计、制作、测试、改进作品。独轮车是一种简单又巧妙的简单机械组合工具，承载着古人的智慧。今天，我们化身小小工程师，一起设计、搭建、测试独轮车，在动手实践中认识轮轴、支点、重心，体会工程设计的完整流程：明确任务—设计方案—动手制作—测试评估—迭代改进。愿大家大胆构思、细心操作，在试错中积累经验，感受技术带来的力量！ 一、基本教学信息 授课年级：五年级 教材版本：2026秋季教科版小学五年级科学上册 课题：第二单元《制造独轮车》 课时：1课时（40分钟） 课件总张数：28张 学情分析：五年级学生已经学习了杠杆、轮轴、重心等简单机械相关知识，具备一定的画图设计、动手搭建的能力，也经历过简单工程实践活动。但是学生在工程设计上容易忽略稳定性、承重、省力等多重需求；搭建时容易出现重心偏高、支点位置不合理、车轮转动不顺畅等问题；测试之后不知道从哪些角度去评估、改进作品。学生对动手制作类工程课兴趣浓厚，适合任务驱动式教学，搭配分层作业，兼顾基础巩固、实验评估、工程创新，落实科学工程实践素养。 二、教学设计意图 1. 立足单元工程主线，打通理论与实践。本课是单元工程实践课，整合杠杆、轮轴、重心、支点等前序知识点，以“制造独轮车”为核心工程任务，让学生完整经历工程设计五步骤，把零散的简单机械知识整合应用，建立“工程任务—设计—制作—测试—改进”的结构化认知。 2. 设置高分梯度任务，落实分层教学目标。习题和任务分为基础巩固、能力提升、拓展拔高三层。基础层聚焦概念识记，保证全体学生掌握独轮车的结构、原理；提升层面向中等学生，侧重测试观察、现象分析；拓展拔高面向学有余力学生，侧重创新优化方案、工程评估，实现培优补差，适配单元评价要求。 3. 聚焦核心素养，培养工程师思维。本节课不只是动手搭建，重在引导学生学会根据评价标准评估作品，找到故障原因、提出可落地的改进方案。引导学生关注结构稳定、省力、承重、便捷多个指标，学会权衡取舍，落实技术与工程、证据推理的科学核心素养。 三、教学目标 1. 科学观念：知道独轮车属于杠杆和轮轴的组合工具；认识独轮车的结构：车轮、车轴、车架、把手、承载筐；理解独轮车支点、用力点、阻力点位置，明白重心对独轮车稳定性的影响。 2. 科学探究：能够按照任务要求画出独轮车设计图，标注结构；会对自制独轮车开展承重、平稳性测试，记录测试现象，发现问题并提出改进办法。 3. 科学思维：能根据测试结果分析作品缺陷，区分不同故障的成因，对比不同设计方案的优缺点。 4. 态度责任：体会古代劳动人民的智慧，愿意反复调试、不怕失败，理解工程产品需要不断迭代优化。 四、教学重难点 重点：认识独轮车结构，知道独轮车运用杠杆、轮轴原理；经历完整的工程设计、制作、测试、改进流程。 难点：找准独轮车支点位置，合理控制重心；根据测试中出现的问题，提出科学有效的改进方案。 五、教学准备 教师：独轮车实物图片、成品模型、故障案例图、评价量表、课件、短视频（传统独轮车使用场景） 学生：硬纸板、木棍、吸管、瓶盖（车轮）、胶带、绳子、剪刀、铅笔、设计记录单 六、教学过程（40分钟） （一）情境导入，揭示任务（5分钟，课件1-5） 1. 教师出示传统独轮车图片，提问：同学们见过这种独轮车吗？古时候人们用它做什么？独轮车有什么优点？ 学生自由发言：运粮食、运货物，方便走小路，轻巧省力。 2. 教师小结：独轮车是我国古代很有代表性的运输工具，巧妙结合了杠杆和轮轴。今天我们的工程任务：制造一辆可以平稳运载重物的独轮车，同时测试它的承重能力。板书课题《制造独轮车》。 （二）回顾原理，明确评价标准（7分钟，课件6-11） 1. 认识独轮车结构：车轮、车轴、车架、把手、载物区。车轮和车轴构成轮轴；独轮车的支点在车轮和地面接触的位置，手握住把手位置是用力点，货物所在位置是阻力点，属于省力杠杆。 2. 明确评价标准（板书）：①车轮可以灵活转动；②承载重物不容易倾倒；③结构牢固；④设计简洁，材料节约。 3. 思考预设问题：如果车子容易翻倒，可能是什么原因？（重心太高、货物放得太靠后、支点位置不合理） （三）设计方案，绘制图纸（8分钟，课件12-15） 1. 小组合作，讨论设计思路，画出设计图，标注车轮、车架、载物筐、把手位置，标注支点。 2. 教师巡视指导，提醒学生：车轮要固定牢固、转动顺畅；载物位置尽量靠近支点，降低重心，提升稳定性。 3. 小组简单交流设计思路，互相提出修改建议。 （四）动手制作、测试记录（12分钟，课件16-22） 1. 学生根据设计图领取材料，分组制作独轮车。教师提醒安全使用剪刀。 2. 制作完成后开展两项测试： 测试1：转动测试，推动独轮车，观察车轮转动是否顺畅，会不会卡住。 测试2：承重稳定测试，在载物区放置小重物，观察是否容易倾倒、变形。 3. 填写记录单，写下发现的问题。 预设问题汇总：车轮卡住转不动、一放重物就翻、车架松散、把手不好用力。 （五）评估交流，迭代改进（5分钟，课件23-26） 各小组展示作品，汇报测试结果：我们的独轮车优点是什么？遇到了什么故障？打算怎么改进？ 师生共同总结改进思路： 车轮卡顿：轴和孔之间增加吸管做轴套，减少摩擦； 容易倾倒：降低载物筐高度，货物靠近车轮支点，降低重心； 车架松散：增加支撑，加固连接处。 （六）课堂小结，拓展延伸（3分钟，课件27-28） 小结：独轮车融合轮轴、杠杆原理。工程不是一次就能成功，要经历设计、制作、测试、不断改进的过程。古代独轮车是劳动人民智慧的结晶，现代很多工程机械也延续了这类机械原理。 七、分层课堂作业（基础巩固、能力提升、拓展拔高） ★基础巩固（全员完成） 1. 填空题 （1）独轮车主要运用了______和______两种简单机械原理。 （2）独轮车的支点在______和地面的接触位置。 （3）独轮车主要结构包含车轮、车轴、______、把手、载物筐。 2. 判断题 （1）独轮车属于省力杠杆。（） （2）独轮车载物筐越高，车子越稳定，不容易翻倒。（） （3）车轴上套吸管，可以减小车轮转动时的摩擦力。（） ★★能力提升（选做，中等学生） 1. 选择题 （1）制作独轮车时，想要车子不容易倾倒，货物应该（） A. 远离车轮 B. 靠近车轮支点 C. 放在把手位置 （2）推动独轮车的时候车轮转动不灵活，原因不可能是（） A. 轴孔太紧，摩擦力大 B. 轴弯曲卡住 C. 重心太低 2. 简答题：说一说独轮车作为运输工具，有哪些优点？ ★★★拓展拔高（选做，学有余力学生） 实验探究题：小组制作的独轮车放上重物后总是向后翻倒，请你分析造成这个现象的原因，并且写出2条具体可行的改进方案。 八、参考答案与解析 ★基础巩固 1. 填空 （1）杠杆；轮轴 解析：本课核心原理，独轮车是组合简单机械。 （2）车轮 解析：支点是车轮与地面接触点。 （3）车架 解析：独轮车基础结构识记。 2. 判断 （1）√ 解析：阻力点距离支点近，用力点距离支点远，是省力杠杆。 （2）× 解析：载物筐越高，重心越高，稳定性变差，更容易倾倒。 （3）√ 解析：吸管做轴套，减小轴和车架之间的摩擦，转动更顺滑。 ★★能力提升 1. 选择 （1）B 解析：重物靠近支点，重心更低，稳定性更好。 （2）C 解析：重心低有利于稳定，不会造成车轮卡顿。 2. 简答参考答案：独轮车轻巧灵活，适合小路、田间通行；利用省力杠杆，搬运重物比较省力；材料简单，容易制作。 ★★★拓展拔高 参考答案： 原因：货物放置位置离车轮支点太远，重心偏后，重心过高或者重心落在支点后方。 改进方案：①把载物筐向前移动，靠近车轮支点；②降低载物筐的高度，降低整体重心；③缩短把手长度，调整用力位置。 解析：本题考察工程故障分析，核心落脚点是重心、支点位置对稳定性的影响，答题需要区分“找原因”和“对应改进方法”。 九、板书设计 制造独轮车 ✅ 原理：杠杆 + 轮轴 ✅ 支点：车轮—地面接触点 ✅ 工程流程：设计→制作→测试→评估→改进 ✅ 稳定秘诀：重心低，重物靠近支点 ✅ 顺滑秘诀：减小轴的摩擦 十、教学反思 本节课以工程任务驱动，学生参与搭建、测试的积极性很高，大部分学生可以说出独轮车用到的简单机械，能独立完成基础搭建。但是课堂中发现部分小组前期设计没有考虑重心问题，测试环节翻车现象较多；少数学生只会动手，不会用科学词汇解释故障原因，评估和改进思路比较零散。 后续教学中，可以在设计环节增加重心示意图提前铺垫；多给学生表达的机会，引导学生用“重心、支点、摩擦力”等科学词语描述现象。同时可以增加对比测试，对比不同位置载物的稳定差异，强化工程评估思维，落实技术与工程的核心素养。 学科网（北京）股份有限公司 $