第17課《設計與制作：風帆小車》教學設計-2024-2025學年粵教粵科版科學四年級下冊學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內容本課選自2024-2025學年粵教粵科版科學四年級下冊第17課《設計與制作：風帆小車》。內容包括：了解風帆小車的工作原理，學習制作風帆小車的基本步驟，動手實踐制作風帆小車，并測試其性能。通過本節課的學習，學生能夠掌握風帆小車的設計與制作方法，培養動手實踐能力和創新思維。核心素養目標1.發展科學探究能力，通過觀察、設計、制作和測試風帆小車，培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。

2.培養工程思維，學習從材料選擇、結構設計到功能測試的工程流程，提升學生的創新設計和實踐操作能力。

3.增強技術應用意識，理解科技與生活的聯系，激發學生對科學技術的興趣和探索欲望。學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

學生在之前的學習中已經接觸過簡單的物理現象，如風力和浮力等，對基本的科學概念有一定的了解。此外，他們可能已經具備一定的動手操作能力，如使用剪刀、膠水等工具。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

四年級學生對新鮮事物充滿好奇，對動手制作活動有較高的興趣。他們的動手能力逐漸增強，能夠按照步驟進行簡單的制作。學習風格上，部分學生可能更傾向于動手實踐，而另一部分學生可能更傾向于觀察和思考。

3.學生可能遇到的困難和挑戰：

在設計和制作風帆小車過程中，學生可能會遇到以下困難：一是理解風帆小車的工作原理，二是選擇合適的材料和工具，三是解決制作過程中遇到的問題。此外，部分學生可能因為缺乏耐心或動手能力不足而感到挑戰。教師需要引導學生逐步克服這些困難，培養他們的耐心和解決問題的能力。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有本節課所需的教材或學習資料，包括《設計與制作：風帆小車》相關章節。

2.輔助材料：準備與教學內容相關的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，幫助學生理解風帆小車的工作原理。

3.實驗器材：準備剪刀、膠水、紙板、塑料瓶、木棍、帆布等材料，以及用于測試的小車軌道。

4.教室布置：布置教室環境，包括分組討論區、實驗操作臺，確保學生有足夠的空間進行操作和交流。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發布預習任務：提前一周通過學校學習平臺發布《設計與制作：風帆小車》的PPT和視頻資料，要求學生了解風帆小車的基本原理和制作步驟。

-設計預習問題：圍繞風帆小車的設計，提出問題如“風帆如何影響小車的速度？”“如何選擇合適的材料？”等，引導學生思考。

-監控預習進度：通過平臺數據和學生反饋，了解學生的預習情況，確保大多數學生能夠完成預習任務。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生自主閱讀資料，初步了解風帆小車的制作過程。

-思考預習問題：學生針對提出的問題進行思考，并在小組內討論可能的解決方案。

作用與目的：

通過預習，學生能夠對課堂內容有一個初步的了解，激發學習興趣，并為課堂學習打下基礎。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過展示一個成功的風帆小車比賽視頻，引出本節課的主題。

-講解知識點：詳細講解風帆小車的工作原理、設計要點和材料選擇。

-組織課堂活動：設計小組合作制作風帆小車，并在制作過程中提供指導和幫助。

學生活動：

-聽講并思考：學生認真聽講，記錄關鍵信息，思考制作過程中的難點。

-參與課堂活動：學生積極參與小組討論和制作過程，解決實際問題。

作用與目的：

通過講解和實踐活動，學生能夠掌握風帆小車的制作技能，提高動手能力和團隊合作能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業：要求學生課后改進自己的風帆小車設計，并制作一個更加優化的版本。

-提供拓展資源：推薦相關的科學實驗網站和書籍，鼓勵學生進行進一步的探索。

學生活動：

-完成作業：學生根據作業要求，獨立完成改進設計并制作風帆小車。

-拓展學習：學生利用提供的資源，學習更多關于風能和機械設計的知識。

作用與目的：

通過課后作業和拓展學習，鞏固課堂所學，拓展學生的知識面，培養自主學習的習慣。知識點梳理1.風帆小車的工作原理

-風帆小車利用風力作為動力，通過風帆的升力推動小車前進。

-風帆的形狀和角度會影響風帆的升力和阻力，進而影響小車的速度和穩定性。

-小車的重量和輪子的摩擦力也會影響小車的運動狀態。

2.風帆的設計與制作

-風帆的形狀：通常采用流線型設計，以減少空氣阻力，提高速度。

-風帆的材料：選擇輕質、耐用的材料，如塑料布、帆布等。

-風帆的固定：確保風帆牢固地固定在小車上，避免在運動過程中脫落。

-小車的結構：小車的設計應考慮輕便、穩定和易于操控。

3.材料選擇與工具使用

-材料選擇：根據風帆小車的需求和預算，選擇合適的材料。

-工具使用：學會使用剪刀、膠水、螺絲刀等基本工具進行制作。

4.制作步驟

-設計草圖：在紙上畫出風帆小車的草圖，確定各部分的比例和位置。

-制作風帆：根據設計圖紙，剪裁和拼接風帆材料。

-制作小車底盤：使用木棍、塑料瓶等材料制作小車底盤。

-安裝風帆和輪子：將風帆固定在小車上，安裝輪子。

-調試與測試：測試風帆小車的性能，根據需要進行調整。

5.性能測試與優化

-測試速度：在平坦的軌道上測試風帆小車的速度，記錄數據。

-測試穩定性：觀察風帆小車在不同風速下的穩定性。

-優化設計：根據測試結果，對風帆小車的結構進行優化，提高性能。

6.安全注意事項

-使用安全工具：在制作過程中，使用剪刀、膠水等工具時要注意安全。

-避免碰撞：在測試過程中，注意保持安全距離，避免碰撞。

-防止材料脫落：確保風帆和小車各部分連接牢固，防止在運動過程中脫落。

7.科學探究方法

-觀察法：通過觀察風帆小車的運動狀態，了解其性能。

-實驗法：通過制作和測試風帆小車，驗證設計效果。

-數據分析法：對測試數據進行分析，找出影響風帆小車性能的因素。

8.團隊合作與溝通

-分工合作：在小組制作過程中，明確分工，各司其職。

-溝通協調：在制作過程中，保持良好的溝通，解決遇到的問題。

9.創新與改進

-嘗試不同的設計方案：在制作過程中，嘗試不同的設計方案，尋找最佳方案。

-不斷改進：根據測試結果，對風帆小車進行改進，提高性能。

10.知識拓展

-風能的利用：了解風能的利用方式，如風力發電、風力提水等。

-機械原理：學習機械原理，了解風帆小車的工作原理。

-科學技術：了解科學技術的發展，激發學生對科學的興趣。作業布置與反饋作業布置：

1.完成風帆小車制作記錄表：學生需記錄制作風帆小車過程中的每一個步驟，包括材料選擇、設計草圖、制作過程和測試結果。這有助于學生回顧和總結所學知識。

2.設計改進方案：學生根據本節課所學，設計一個改進的風帆小車方案，并說明改進的原因和預期效果。這有助于培養學生的創新思維和問題解決能力。

3.制作風帆小車模型：學生根據所學知識，制作一個風帆小車模型，并嘗試在不同風速下測試其性能。這有助于學生將理論知識應用于實踐。

4.小組討論報告：學生以小組為單位，討論風帆小車制作過程中的難點和解決方法，并撰寫一份討論報告。這有助于培養學生的團隊合作能力和溝通能力。

作業反饋：

1.及時批改作業：教師應在課后及時批改學生的作業，確保學生能夠及時了解自己的學習情況。

2.指出問題：在批改作業時，教師應指出學生在制作過程中存在的問題，如材料選擇不當、設計不合理、制作工藝不規范等。

3.給出改進建議：針對學生存在的問題，教師應給出具體的改進建議，如調整材料、優化設計、改進制作工藝等。

4.個性化反饋：教師應根據每個學生的特點，給出個性化的反饋，鼓勵學生發揮自己的優勢，克服不足。

5.課堂展示與討論：教師可以選擇部分學生的作業在課堂上進行展示，引導學生進行討論，共同分析問題、解決問題。

6.定期總結：教師應定期對學生的作業進行總結，分析學生在學習過程中的進步和不足，為后續教學提供參考。

7.家長溝通：教師可以通過家長會或家校聯系平臺，與家長溝通學生的作業情況，共同關注學生的學習進步。

8.評價方式：作業評價應采用多元化的評價方式，包括過程性評價和結果性評價，關注學生在學習過程中的努力和進步。

9.反饋渠道：學生可以通過課堂提問、課后輔導、在線平臺等方式，向教師反饋作業中的疑問和困惑，教師應及時給予解答。

10.持續改進：教師應根據學生的作業反饋，不斷調整教學策略，提高教學質量，促進學生的全面發展。典型例題講解1.例題一：

風帆小車的風帆面積是20平方厘米，風速為每秒5米。根據伯努利原理，計算風帆所受的升力。

解答：根據伯努利原理，升力F可以通過以下公式計算：

F=1/2*ρ*A*v^2*C_l

其中，ρ是空氣密度（約為1.225kg/m3），A是風帆面積（0.002m2），v是風速（5m/s），C_l是升力系數（假設為1.2）。

F=1/2*1.225*0.002*5^2*1.2

F=0.0186N

所以，風帆所受的升力約為0.0186牛頓。

2.例題二：

一位學生制作的風帆小車在風速為每秒4米時，其速度達到每秒2米。如果風速增加到每秒6米，估算小車的最大速度。

解答：風速的增加會直接影響小車的速度。由于風帆小車的速度與風速成正比，我們可以通過以下比例計算最大速度：

速度比=風速比

2m/s/4m/s=最大速度/6m/s

最大速度=(2m/s*6m/s)/4m/s

最大速度=3m/s

所以，小車在風速為每秒6米時的最大速度約為每秒3米。

3.例題三：

學生A和B分別制作了兩個風帆小車，A的小車在風速為每秒3米時速度為每秒1.5米，B的小車在相同風速下速度為每秒2米。比較兩個小車的效率。

解答：小車的效率可以通過速度與風速的比值來比較：

效率A=1.5m/s/3m/s=0.5

效率B=2m/s/3m/s≈0.67

由于效率B大于效率A，說明B的小車效率更高。

4.例題四：

如果風帆小車的風帆面積增加到原來的兩倍，其他條件不變，計算升力將如何變化。

解答：升力與風帆面積成正比，因此如果風帆面積增加到原來的兩倍，升力也將增加到原來的兩倍：

新升力=2*原升力

5.例題五：

一位學生想要提高風帆小車的速度，他可以采取以下哪些措施？（多選）

A.增加風帆面積

B.減少小車重量

C.增加風速

D.使用更輕的材料

解答：正確答案是A、B和D。

-A.增加風帆面積：可以增加風帆所受的升力，從而提高速度。

-B.減少小車重量：可以減少小車對地面的壓力，降低摩擦力，提高速度。

-D.使用更輕的材料：可以減輕小車的整體重量，同樣有助于提高速度。

-C.增加風速：雖然增加風速可以提供更多的動力，但這不是學生可以直接控制的措施。教學反思教學反思

這節課我們學習了《設計與制作：風帆小車》，我對這節課的教學過程進行了反思，以下是我的一些思考和體會。

首先，我注意到學生們在課前預習的過程中，對于風帆小車的基本原理有了初步的了解，這讓我感到很高興。他們在預習過程中提出的問題也讓我看到了他們對科學知識的渴望和好奇心。在課堂上，我通過視頻和實例的講解，進一步加深了他們對風帆小車工作原理的理解。我發現，當學生能夠將理論知識與實際操作相結合時，他們的學習興趣會更加濃厚。

其次，我在課堂上的互動環節中，發現了一些值得注意的問題。有的學生在制作風帆小車時，對材料的選擇和制作工藝不夠重視，導致小車在測試過程中性能不佳。針對這個問題，我在課后進行了反思，認為應該加強對學生動手能力的培養，讓他們在制作過程中更加注重細節。

此外，我發現部分學生在小組合作時，存在溝通不暢的問題。有些學生不愿意表達自己的想法，或者不善于傾聽他人的意見。針對這種情況，我在課堂上特別強調了團隊合作的重要性，鼓勵學生積極參與討論，分享自己的觀點，同時也學會了傾聽和尊重他人。

在教學過程中，我還發現了一些亮點。比如，有的學生在制作風帆小車時，能夠充分發揮自己的創造力，設計出獨特的造型和功能。這讓我看到了學生們在科學探究方面的潛力。在評價學生的作品時，我不僅關注了小車的性能，還關注了學生的創新精神和實踐能力。

然而，在教學過程中也暴露出了一些不足。比如，有些學生在動手操作時，由于缺乏經驗，容易出現操作不當的情況，導致小車損壞。對此，我應該在課堂上更加