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1、三下物体的运动单元教学设计7.我们的“过山车”【教材简析】本单元以物体运动为研究主题，前六课逐步引导学生认识物体的位置、运动形式及运动的快慢等。本课基于“过山车”这一学生熟悉且感兴趣的工程设计项目，引导学生进行观察分析“过山车”一一设计“过山车”一一搭建“过山车”一一测试“过山车”一系列活动。通过本课的学习实践，学生不仅应用了本单元前几课所学的直线运动、曲线运动、在斜面上的运动等相关知识，更重要的是针对一个具体项目一一建造“过山车”，按照设计的基本步骤完成指定的任务，将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，综合应用跨学科知识，提高交流和评价能力，发展创新和实践能力，体会“做”和“思”的成功和乐
2、趣。【学情分析】学生对于“过山车”是比较熟悉的，很多孩子都曾经坐过“过山车”，或者在书本和视频中看过“过山车”，对它的整体结构是有所了解的。因此，简单的画图设计“过山车”对学生来说可能并不难。但是三年级学生空间想象力不够，同时缺乏实际经验容易在设计时加入过多的想象。由于以上两点，学生在设计和制作中容易出现设计不符合要求或者制作的“过山车”与设计不相符的情况。这就要求在设计前引导学生明确设计要求，制作时要及时调整设计与制作间偏差，以期顺利通过初试并优化设计制作方法。【教学目标】科学观念：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。科学思维：用发散和聚合思维的方式参与技术设计项
3、目，能够了解和领悟技术工程的一般方法。探究实践：1 .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。2 .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。态度责任：愿意跟同伴合作探究完成指定任务，并乐于反思和改进，体验设计产品的成就感。【教学重难点】重点：能根据要求合理设计和制作自己的一座过山车。难点：制作过程中轨道的铺设及曲线轨道的调整。【教学准备】教师：学生实验材料一套，教学课件。学生：塑料底板、固定夹、金属杆和2米长的塑料管、小球、设计图纸（带小方格）、软尺、学生活动手册。【教学过程】一、激发兴趣、创设项目场景（预
4、设4分钟）材料准备：课件，过山车的图片1 .课件出示过山车的图片，多张图片呈现直线轨道、曲线轨道和斜坡。提问：同学们，你们见过或玩过过山车吗？过山车有什么特点呢？（预设：让学生知道我们自己设计的“过山车”也要有直线轨道、曲线轨道、坡度，同时底座要稳固）2 .创设项目化场景：看来同学们对过山车都很熟悉啊！游乐园要修建一个过山车，想邀请同学们作为建筑师，设计和修建过山车模型，他们将从中选出最适合的模型作为最终修建的标准。3 .明确设计要求：轨道的总长应在2米以上。要有直线轨道和曲线轨道。轨道的坡度要有变化。小球能滚完全部轨道，不能脱轨。整座“过山车”要稳固。4 .同学有信心完成这个项目吗？揭示课题
5、：我们的过山车（板书）。【设计意图】“过山车”本身就是学生比较感兴趣的内容，引导学生回忆过山车的特点。教师创设游乐场需建设“过山车”这一情境，激发学生设计建设的兴趣，帮助学生明确设计建设过山车要求，让学生的设计能够落地。二、设计“过山车”的轨道路线（预设12分钟）材料准备：尺子、铅笔、橡皮、“过山车”轨道设计图1 .出示“过山车”轨道设计图（设计图为方格形式，每一格对应模型比例为1格二2CnlX2cm）,提示“过山车”要有起点和终点；路线要保持封闭和连续；同时规定轨道上下交叉时下方画虚线表示。“过山车”轨道设计图小组2 .提问：根据“过山车”设计要求，你们准备设计什么样的“过山车”，你们设计的
6、“过山车”有什么特点？3 .小组进行讨论，明确设计方案，选出一名工程设计师。根据小组内的意见，由工程设计师来绘制小组内的“过山车”。4 .学生反馈交流：对自己小组设计的“过山车”图纸进行说明。由工程设计师介绍设计情况，其他成员补充说明。这一环节要求：小组间可以相互进行提问或设计情况解释，并针对其他组提出修正建议。5 .小组根据其他小组的建议修正设计，让设计的过山车轨道更合理、更科学、更稳定。【设计意图】设计是项目的核心环节，而对于制作可能存在的问题进行梳理是必要的，而且考虑得越周到，越有利于制作的顺利进行。设计图的绘制是学生思维设计的反映，画设计图有一定的技巧需要教师合适地引导。用小组+班级研
7、讨的方式，集思广益，可以更好地促进团队的设计完善。三、制作我们的过山车（预设18分钟）材料准备：过山车搭建材料、过山车评价单、软尺、小球1.了解“过山车”轨道拼接的技巧。教师通过图片配合讲解指导学生掌握金属管的安装、轨道组装和辅助夹安装方法。（教师也可通过微课的形式进行指导，同时建议提前将轨道支架和金属管安装完毕，这样降低了学生安装的难度，又不影响搭建的灵活性。）学生熟悉材料，教师巡视指导，帮助学生熟练掌握拼接技巧。2 .提问：制作“过山车”的时候有什么要注意的吗？有什么制作顺序呢？（预设：让学生知道“过山车”的制作从低到高拼搭，即从位于“过山车”最低处的终点开始，沿着设计的轨道路线，搭建到“
8、过山车”的起点，这样的搭建操作会更规范、更科学。）3 .学生搭建制作自己的“过山车”，小组成员合作进行具体搭建，对制作中出现的问题时告知设计师调整设计。4 .制作完成“过山车”轨道后，我们小组可以进行初步测试，我们需要测试“过山车”轨道的哪些方面呢？（预设：要按照制作“过山车”的要求进行，测量长度、检查轨道情况、坡度等。）5 .教师提供小球和软尺，检验“过山车”整体的稳固性，并尝试用小球进行检测。小组完成评价表自评部分内容。“过山车”轨道测试评价表小组轨道的总长在2米以上有直线轨道和曲线轨道轨道的坡度有变化小球能通过全部轨道，不脱轨过山车的稳定性强总评小组自评组间互评【设计意图】制作中，团队的
9、合作很重要，制作中、测试中如何及时发现问题，修正问题，改进设计，这体现团队的敏锐性。其实，整个设计制作的过程中设计是自始至终的存在的，没有完美的设计，只有更好地设计，教学中学生需要明白，教师需要发挥激励动员作用。四、评价“过山车”及调整修正（预设6分钟）材料准备：制作完成“过山车”1 .进行“过山车”轨道展示交流环节，各组派一名同学将“过山车”放到展示台并负责本组“过山车”的讲解，其他同学作为评委团参观并评价感兴趣小组的过山车，过程中可提出疑问和修正建议，并填写“过山车”轨道测试评价表。2 .小结：通过初步测试结果和其他同学的建议，小组内成员讨论并进行优化调整，为下一课准备真正测试做准备。【设
10、计意图】“过山车”的展示环节十分重要，设计与制作的迭代是工程设计的重要环节，小组之间的交流有利于发现问题并做出更好地改进，为下节课的进一步测试“过山车”打下坚实的的基础。但需注意本次的测试和评价较为简单，旨在帮助每个小组的“过山车”轨道都能达到要求，无需区分优劣。【板书设计】7.我们的“过山车”评价及改进实验设计的要求1 .轨道的总长应在2米以上。2 .要有直线轨道和曲线轨道。3 .轨道的坡度要有变化。4 .小球能滚完全部轨道，不能脱轨。5 .整座过山车要稳固。【疑难解答】“过山车”轨道制作的材料如何选择？“过山车”轨道制作的材料十分重要，既要符合学生设计中的直线轨道和曲线轨道灵活多变的特点，
11、有需要适合三年级学生的动手能力。这样符合要求的材料并不多，教师在课前寻找并准备适合的材料是本课的一大难点和重要环节。本教学设计中采用的是爱牛科教的整套材料，优点在于很多学校都有配备，不需要额外准备，并且轨道有塑料管制成方便形成学生设计中的“过山车”轨道。缺点在于轨道支架的组装对于三年级的学生来说十分困难且费时。本课在设计时为克服这一问题，采用教师提前组装好多个轨道支架和金属管的方式，这样学生只需要将金属管安装到底座、根据设计组装轨道、安装辅助夹和调整即可，大大降低了学生的操作难度。除了爱牛科教中的配套材料外，常见的还有乐高式的材料，这种材料的优势在于学生比较熟悉，拼装便利。缺点是需要另外购置材料，一整套价格比较昂贵。教师也可尝试替代方案：收集学生学具袋中的材料。每个学具袋中有两个直线轨道和两个曲线轨道，八个正方形乐高块用作高度的改变。收集一个班的材料后再让学生按需选择。替代方案解决了另外购置材料的问题，同时操作也比较方便。缺点在于直线轨道和曲线轨道固定缺乏灵活性，容易与学生的设计脱节。另外扑克牌、泡沫保温管、纸筒等配合铁架台使用也是不错的选择。当然条件允许的话，多种材料让学生充分进行选择更好，因为工程设计的一个要素就是选择材料和成本控制。
