7設(shè)計制作小車（一）教學(xué)設(shè)計-2024-2025學(xué)年科學(xué)四年級上冊教科版課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設(shè)計意圖本節(jié)課旨在通過引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計制作小車，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力，讓學(xué)生在實踐過程中了解小車的基本結(jié)構(gòu)和原理，掌握簡單的物理知識，并學(xué)會運用科學(xué)方法解決問題。結(jié)合四年級學(xué)生的認知水平，本節(jié)課將圍繞教科版科學(xué)四年級上冊中關(guān)于簡單機械和小車運動的相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生在動手操作中深入理解課本知識，增強學(xué)習(xí)的趣味性和實用性。二、核心素養(yǎng)目標1.科學(xué)探究：培養(yǎng)學(xué)生觀察、實驗、推理的能力，通過設(shè)計制作小車的實踐操作，探究小車運動規(guī)律和力的作用，提高學(xué)生運用科學(xué)方法解決問題的能力。

2.科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)學(xué)生認真觀察、積極思考的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象的好奇心和求知欲。

3.科學(xué)思維：訓(xùn)練學(xué)生運用邏輯思維分析小車運行過程中的物理原理，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)推理和創(chuàng)新能力。

4.科學(xué)實踐：通過小組合作設(shè)計制作小車，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力，提高學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實際操作的能力。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

-小車的結(jié)構(gòu)認識：明確小車的各個部分，如輪子、車軸、車身等，以及它們的作用和相互關(guān)系，例如輪子與車軸的配合，車身的穩(wěn)定作用。

-力和運動的原理：理解力對小車運動狀態(tài)的影響，如推力、摩擦力等，以及如何通過改變力的大小和方向來控制小車的運動。

-設(shè)計與制作過程：掌握設(shè)計小車的基本步驟，包括構(gòu)思、畫圖、選擇材料、組裝和測試，確保設(shè)計符合實際操作要求。

2.教學(xué)難點

-小車運動原理的理解：學(xué)生可能難以理解小車運動中力的傳遞和轉(zhuǎn)換，例如，如何通過輪子和車軸的摩擦力來驅(qū)動小車前進。

-解決方法：通過實驗演示和互動討論，讓學(xué)生直觀感受力的作用和運動變化。

-設(shè)計思維的培養(yǎng)：學(xué)生在設(shè)計小車時可能缺乏創(chuàng)新思維和實際操作的聯(lián)想，難以將理論知識應(yīng)用于實踐。

-解決方法：引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計過程中思考不同的解決方案，鼓勵他們嘗試不同的材料和結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)發(fā)散思維。

-小組合作的協(xié)調(diào)：學(xué)生在小組合作時可能會遇到溝通不暢、分工不明確等問題，影響設(shè)計制作的效率和質(zhì)量。

-解決方法：在小組合作前，明確各自職責(zé)，制定合作規(guī)則，并在過程中進行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和監(jiān)督。四、教學(xué)資源-硬件資源：小車模型套件、輪子、車軸、車身材料、螺絲刀、扳手等工具。

-軟件資源：設(shè)計繪圖軟件（如CAD）、教育動畫演示軟件。

-課程平臺：校園內(nèi)科學(xué)實驗交流平臺。

-信息化資源：科學(xué)探究視頻、小車制作教學(xué)PPT、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)教育資源。

-教學(xué)手段：小組合作討論、實驗演示、學(xué)生動手實踐、成果展示與評價。五、教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

通過展示一些常見的小車模型，引導(dǎo)學(xué)生觀察并討論它們的特點和運動方式。接著提出問題：“為什么小車能夠在地面上行駛？”激發(fā)學(xué)生的好奇心，導(dǎo)入本節(jié)課的主題“設(shè)計制作小車”。

2.新課講授（15分鐘）

-小車結(jié)構(gòu)介紹：詳細講解小車的各個部分，如輪子、車軸、車身等，并展示它們在實際小車中的應(yīng)用。通過實物或圖片舉例，讓學(xué)生理解各部分的作用。

-力和運動原理：通過簡單的實驗（如推動小車），讓學(xué)生感受力的作用，講解推力、摩擦力等對小車運動的影響，并舉例說明如何通過改變力的大小和方向來控制小車的運動。

-設(shè)計與制作步驟：詳細介紹設(shè)計小車的步驟，包括構(gòu)思、畫圖、選擇材料、組裝和測試。通過展示成功的小車設(shè)計案例，讓學(xué)生理解設(shè)計的重要性和實際操作的方法。

3.實踐活動（15分鐘）

-設(shè)計小車草圖：學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，獨立設(shè)計一份小車草圖，包括輪子、車軸、車身等部分，并注明所用材料。

-制作小車模型：學(xué)生分組，根據(jù)草圖和提供的材料，動手制作小車模型。在制作過程中，教師巡回指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決遇到的問題。

-測試小車性能：完成小車制作后，讓學(xué)生在平滑地面上測試小車模型的運動性能，觀察小車是否能夠順利行駛，并記錄測試結(jié)果。

4.學(xué)生小組討論（5分鐘）

-設(shè)計反思：學(xué)生討論在設(shè)計和制作過程中遇到的問題，如小車輪子打滑、車身不穩(wěn)等，并思考解決方法。

-改進方案：針對測試結(jié)果，學(xué)生討論如何改進小車的設(shè)計，例如增加輪子與地面的摩擦力、優(yōu)化車身的重心等。

-合作經(jīng)驗分享：學(xué)生分享在小組合作中的經(jīng)驗，包括如何分工、如何溝通、如何解決分歧等。

5.總結(jié)回顧（5分鐘）

回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)小車各部分的作用、力和運動的原理以及設(shè)計與制作步驟。通過提問方式，檢查學(xué)生對重難點的掌握情況，如：“如何通過改變力的大小和方向來控制小車的運動？”等。最后，鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)探索和改進小車設(shè)計，提升創(chuàng)新能力和實踐技能。六、知識點梳理1.小車的基本結(jié)構(gòu)

-輪子：小車的基本運動部件，負責(zé)在地面上滾動。

-車軸：連接輪子和車身，使輪子能夠轉(zhuǎn)動。

-車身：支撐小車的主體結(jié)構(gòu)，通常包括車架和車身板。

2.力和運動的原理

-推力：外力作用于小車，使小車由靜止狀態(tài)變?yōu)檫\動狀態(tài)。

-摩擦力：小車與地面接觸時產(chǎn)生的阻力，影響小車的運動速度和方向。

-力的傳遞：力通過車軸和輪子傳遞，使小車能夠滾動前進。

3.設(shè)計與制作過程

-設(shè)計構(gòu)思：根據(jù)需求確定小車的功能和基本結(jié)構(gòu)。

-繪制草圖：將構(gòu)思轉(zhuǎn)化為可視化的設(shè)計圖，標注尺寸和材料。

-材料選擇：根據(jù)設(shè)計圖選擇合適的材料，如塑料、金屬、木材等。

-組裝小車：按照設(shè)計圖組裝小車的各個部分。

-測試優(yōu)化：測試小車的運動性能，并根據(jù)測試結(jié)果進行優(yōu)化。

4.小車運動的物理知識

-重心與穩(wěn)定性：小車的重心位置影響其穩(wěn)定性，重心越低，穩(wěn)定性越好。

-輪子與地面的摩擦：輪子與地面的摩擦力影響小車的加速和制動。

-能量轉(zhuǎn)換：小車的運動過程中，推力能量轉(zhuǎn)化為動能。

5.設(shè)計思維與創(chuàng)新

-創(chuàng)新設(shè)計：在滿足基本功能的基礎(chǔ)上，探索更多創(chuàng)新的可能，如使用不同材料、改變輪子形狀等。

-問題解決：在設(shè)計和制作過程中，遇到問題能夠靈活應(yīng)對，尋找最佳解決方案。

-用戶體驗：考慮用戶使用小車的體驗，如操作的便捷性、舒適度等。

6.小組合作與溝通

-分工協(xié)作：在小組合作中，合理分配任務(wù)，發(fā)揮每個成員的專長。

-溝通交流：通過有效溝通，分享想法，協(xié)調(diào)不同意見，達成共識。

-團隊精神：培養(yǎng)團隊合作精神，共同完成設(shè)計制作任務(wù)。

7.科學(xué)探究方法

-觀察實驗：通過觀察和實驗，收集數(shù)據(jù)，分析小車的運動規(guī)律。

-推理分析：基于實驗數(shù)據(jù)，進行推理分析，得出科學(xué)結(jié)論。

-反思總結(jié)：在探究過程中，不斷反思總結(jié)，提升探究能力。七、課后作業(yè)1.設(shè)計一個小車模型

請根據(jù)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，設(shè)計一個小車模型，包括輪子、車軸和車身的設(shè)計草圖。在草圖上標注各部分的尺寸和材料。

補充說明：本題旨在考察學(xué)生對小車基本結(jié)構(gòu)的理解，以及將理論知識應(yīng)用于實踐的能力。

2.分析小車運動中的力

請分析以下情況下小車運動中的力：

a)小車在平坦地面上靜止不動。

b)小車在平坦地面上勻速前進。

c)小車在斜坡上加速下滑。

補充說明：本題旨在考察學(xué)生對力和運動關(guān)系的理解，以及分析不同情況下力的作用。

答案：

a)小車受到的力有重力和地面的支持力，兩者相互抵消，使小車保持靜止。

b)小車受到的力有推力和摩擦力，推力大于摩擦力，使小車勻速前進。

c)小車受到的力有重力和摩擦力，重力沿斜坡方向分解為推力和垂直于斜坡的支持力，推力大于摩擦力，使小車加速下滑。

3.設(shè)計小車改進方案

請根據(jù)以下情況，提出一個改進小車設(shè)計的方案：

a)小車在行駛過程中輪子打滑。

b)小車在行駛過程中車身搖晃不穩(wěn)定。

補充說明：本題旨在考察學(xué)生對小車設(shè)計問題的分析和解決能力。

答案：

a)增加輪子與地面的摩擦力，例如使用有紋路的輪胎或在輪子表面添加防滑材料。

b)加強車身的穩(wěn)定性，例如增加車身框架的厚度或使用更結(jié)實的材料。

4.小車運動實驗

請設(shè)計一個實驗，驗證以下假設(shè)：“小車的速度與輪子的直徑成正比。”

描述實驗步驟、所需材料和預(yù)期結(jié)果。

補充說明：本題旨在考察學(xué)生的實驗設(shè)計能力和科學(xué)探究思維。

答案：

實驗步驟：

a)準備不同直徑的輪子和小車模型。

b)在同一地面上，分別安裝不同直徑的輪子，并推動小車前進。

c)測量小車的速度和輪子的直徑。

d)分析數(shù)據(jù)，比較小車速度與輪子直徑的關(guān)系。

所需材料：不同直徑的輪子、小車模型、計時器、測量工具。

預(yù)期結(jié)果：小車的速度與輪子的直徑成正比。

5.小車設(shè)計反思

請根據(jù)本節(jié)課的設(shè)計制作小車活動，回答以下問題：

a)在設(shè)計制作過程中，遇到了哪些問題？是如何解決的？

b)如果有機會重新設(shè)計小車，你會做哪些改進？

c)通過這次活動，你學(xué)到了哪些科學(xué)知識和技能？

補充說明：本題旨在考察學(xué)生的反思能力和對科學(xué)知識的應(yīng)用。

答案：

a)在設(shè)計制作過程中，可能遇到的問題包括輪子打滑、車身不穩(wěn)等。解決方法：增加輪子與地面的摩擦力、調(diào)整車身重心等。

b)如果有機會重新設(shè)計小車，我會嘗試使用不同材料，優(yōu)化小車結(jié)構(gòu)，提高運動性能。

c)通過這次活動，我學(xué)到了小車的基本結(jié)構(gòu)、力和運動的關(guān)系，以及如何將科學(xué)知識應(yīng)用于實踐。八、內(nèi)容邏輯關(guān)系①小車結(jié)構(gòu)與功能

-知識點：小車的各個部分及其作用。

-詞：輪子、車軸、車身、滾動、支撐。

-句：小車的輪子負責(zé)在地面上滾動，車軸連接輪子和車身，車身則是支撐整個小車的結(jié)構(gòu)。

②力和運動原理

-知識點：力對小車運動狀態(tài)的影響。

-詞：推力、摩擦力、動能、重力、支持力。

-句：推力使小車由靜止變?yōu)檫\動，摩擦力則可能阻止或減緩小車的運動，而動能是推動小車前進的能量形式。

③設(shè)計與制作過程

-知識點：設(shè)計制作小車的步驟和方法。

-詞：構(gòu)思、草圖、材料、組裝、測試。

-句：首先構(gòu)思小車的功能和結(jié)構(gòu)，然后繪制草圖，選擇合適的材料，組裝小車，并進行測試以優(yōu)化性能。教學(xué)反思與總結(jié)1.教學(xué)反思

在這次關(guān)于“設(shè)計制作小車”的教學(xué)過程中，我嘗試了多種教學(xué)方法和策略，也遇到了一些挑戰(zhàn)。我意識到，理論知識的傳授和實踐操作的結(jié)合對于學(xué)生的理解至關(guān)重要。在教學(xué)方法上，我通過實物展示和實驗演示來幫助學(xué)生直觀地理解小車的工作原理，但我發(fā)現(xiàn)，對于一些抽象的概念，如力的傳遞和能量轉(zhuǎn)換，學(xué)生仍然感到難以理解。在課堂管理方面，我鼓勵學(xué)生積極參與和小組合作，但我也發(fā)現(xiàn)，在小組合作中，有些學(xué)生可能會依賴同伴，而不是主動參與其中。

我認識到，在今后的教學(xué)中，我需要更加注重以下幾個方面：

-強化理論與實踐的結(jié)合，通過更多的實驗和操作活動，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)。

-針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，提供不同程度的指導(dǎo)和支持，確保每個學(xué)生都能跟上課程的進度。

-在小組合作中，明確每個學(xué)生的責(zé)任和任務(wù)，鼓勵他們獨立思考和貢獻自己的想法。

2.教學(xué)總結(jié)

總體來說，本節(jié)課的教學(xué)效果是積極的。學(xué)生們在設(shè)計和制作小車時表現(xiàn)出了很高的興趣和熱情。他們不僅掌握了小車的基本結(jié)構(gòu)和原理，而且在實際操作中學(xué)會了如何解決問題和優(yōu)化設(shè)計。通過課堂上的討論和實驗，學(xué)生們對力和運動的關(guān)系有了更深入的理解，他們能夠?qū)⑺鶎W(xué)的理論知識應(yīng)用到實際的小車設(shè)計中。

學(xué)生們在以下方面取得了明顯的進步：

-知識掌握：學(xué)生們能夠清晰地描述小車的各個部分及其功能，理解力對小車運動的影響。

-技能提升：學(xué)生們在設(shè)計和制作小車時，展現(xiàn)出了良好的動手能力和創(chuàng)新思維。

-情感態(tài)度：學(xué)生們對科學(xué)探究和小車制作表現(xiàn)出了濃厚的興趣，增強了學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

然而，教學(xué)中也存在一些問題和不足。例如，有些學(xué)生在小組合作中參與度不高，依賴性較強。此外，課堂上的時間安排有時顯得緊張，無法給予每個學(xué)生足夠的時間進行深入探究和討論。

針對這些問題，我計劃采取以下改進措施：

-在小組合作活動中，更加明確每個學(xué)生的角色和任務(wù)，確保每個學(xué)生都有機會參與到設(shè)計制作過程中。

-優(yōu)化課堂時間管理，合理安排每個環(huán)節(jié)的時間，確保學(xué)生們有足夠的時間進行實驗和討論。

-加強對學(xué)生的個別指導(dǎo)，特別是對于那些在理解力和動手能力上存在困難的學(xué)生，提供更多的支持和幫助。

通過這次教學(xué)，我學(xué)到了很多寶貴的經(jīng)驗，這些經(jīng)驗將為我今后的教學(xué)提供寶貴的參考和借鑒。我將繼續(xù)努力，不斷提升自己的教學(xué)水平，以期更好地幫助學(xué)生們學(xué)習(xí)和成長。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

今天我們一起學(xué)習(xí)了設(shè)計制作小車的基本原理和步驟。我們首先了解了小車的基本結(jié)構(gòu)，包括輪子、車軸和車身，并明白了它們各自的作用。接著，我們探討了力和運動的