教科版 (2017)三年级下册7.我们的“过山车”教案

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”——设计“过山车”——搭建“过山车”——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——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：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

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=2cm×2cm），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

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“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“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

 [设计意图]制作中，团队的合作很重要，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”

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。

【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，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。

【教学后记】