我們的“過山車”教學設計杭州市競舟小學 舒俊波【教材簡介】三年級下冊的“物體的運動”單元共有8課，以物質科學領域主要概念“物體的運動可以用位置、快慢和方向來描述”為線索，組織有層次的學習活動。內容包括：具體從物體的位置、不同物體運動形式的觀察比較、不同物體運動快慢的測量比較三方面展開（第16課）；設計制作（第7課）；綜合應用（第8課）。本課是“物體的運動”單元第7課。聚焦板塊，通過觀察過山車的照片，對過山車建立初步認知，并且明確任務設計和搭建一座自己的“過山車”。探索板塊由兩部分內容組成：第一部分，觀察材料并嘗試搭建直線軌道和曲線軌道，為后續確定方案和實踐活動打好基礎；第二部分，閱讀“過山車”的設計要求并且討論如何達成該設計要求。小實踐板塊由三部分內容組成：第一部分是設計，要求學生參考樣例，在紙上設計“過山車”軌道路線；第二部分是制作，學生根據設計圖制作完成“過山車”軌道模型；第三部分是評價，學生參照“過山車”的設計要求，對“過山車”進行測試和評定，同時調整自己的“過山車”軌道模型。【學生分析】三年級學生由于年齡較小，一般沒有坐過過山車的經歷，對過山車的路徑和軌道缺乏直接體驗。但大部分學生通過圖片和視頻見過過山車，對過山車非常感興趣，渴望對其進行研究。學生在一二年級學習活動中，已經經歷過設計與制作的相關活動，如“做一頂帽子”，要求學生先進行設計，繪制帽子設計圖，再根據設計圖完成制作。“做一個指南針”更是涉及材料準備、磁針磨制、元件裝配、裝置調試、應用完善等完整的制作過程。學生繪制設計圖并進行制作的實踐經驗，有利于本課的學習。【教學目標】科學概念目標 工程設計的基本步驟包括明確問題、確定方案、設計制作、改進完善等。 科學探究目標 1. 根據已有材料，針對“過山車”的設計要求，按照工程設計的基本步驟完成指定的任務。 2. 對自己小組或他人設計的想法、模型等提出改進建議，在制作過程中及完成后進行相應的測試和調整。 科學態度目標 愿意跟同伴合作探究完成指定任務，并樂于反思和改進，體驗設計產品的成就感。 科學、技術、社會與環境目標 1. 體驗科技創造中運用科學知識的重要性。 2. 體驗工程項目的建成需要考慮多方面因素，融合多方面的知識和技能。 【教學重難點】重點：設計過山車軌道路線并且根據設計圖拼搭過山車模型。難點：拼搭和調整符合設計要求的過山車模型。【教材準備】為學生準備：塑料積木套件（或鐵架臺和2米長的防撞條）、小球、設計圖紙（帶小方格）、直尺、學生活動手冊。教師準備：學生實驗材料一套，教學課件。【教學過程】“過山車”的拼搭需要一定的時間，并且第8課還要使用，因此建議安排好課時，將第7課與第8課連在一起進行教學。一、聚焦1. 呈現過山車的圖片。提問：同學們，你見過或玩過游樂園中的過山車嗎？關于過山車，你知道什么？學生回憶并回答。設計意圖：學生對過山車有所認知，但缺乏真實體驗，通過圖片呈現，讓學生了解過山車的基本構造和特點過山車的運動路線有直線和曲線，軌道有上坡也有下坡，為后續設計與拼搭做好鋪墊。2. 小結：讓我們來設計和建造一座自己的“過山車”軌道吧！（板書：我們的“過山車”）二、探索活動一 觀察材料并建造“過山車”的直線軌道和曲線軌道1. 出示搭建“過山車”軌道模型的材料，教師簡單介紹并演示不同材料的作用及拼接方法。2. 學生分組嘗試拼搭直線軌道和曲線軌道。（發放能夠完成最簡單的直線軌道和曲線軌道的材料數量即可。）設計意圖：學生進行“過山車”軌道路線設計前，需要對拼搭“過山車”的基本組件有所了解，為后續的設計環節服務。活動二 閱讀并討論設計要求1. 提出要求：請同學們仔細閱讀教科書第18頁的設計要求，并且組內討論達到設計要求該怎么做。2. 學生先閱讀，再進行組內討論。（說明：教師可以將“過山車”軌道模型的設計要求用幻燈片呈現出來，并且在設計、制作、評價等過程中，始終呈現在屏幕上。）3. 全班交流怎樣做才能達成“過山車”軌道模型的設計要求，學生根據設計要求逐條進行闡述；教師再強調：可以通過軟尺和細繩對軌道進行測量，確保軌道長度超過2米，起點的位置設計得比終點的位置更高，并且直線軌道和曲線軌道連接到位，確保小球能順利滾完全程。設計意圖：教科書中的設計要求非常清晰，本環節通過討論、交流等形式，幫助學生明確如何才能達到設計要求。活動三 小實踐（一）設計“過山車”軌道路線圖1. 學習范例。（1）講述及提出要求：設計“過山車”軌道需要經歷明確問題、確認方案、設計制作、改進完善等過程。我們先設計再制作，請同學們先閱讀教科書第18頁的軌道設計路線圖，并且思考“過山車”軌道設計圖需要關注哪些內容。（2）學生閱讀并思考。（3）全班交流，教師對學生的回答進行整理并板書。預設：學生會關注到諸如用箭頭和文字相結合的方式畫設計圖、設計時需要考慮到有坡度、上下層路線重疊時下層路線用虛線等事項，教師在學生回答的基礎上進行補充。2. 分組活動。（1）獨自設計：學生獨自完成活動手冊第4頁的“過山車”軌道設計圖。（2）選擇并優化：小組內交流“過山車”軌道設計圖，選取一份設計圖作為本組代表作，組內成員合作對該設計圖進行優化。3. 全班交流：請12組介紹設計圖，并請其他組同學進行點評。4. 修改完善：請學生根據全班交流意見，修改完善本組的設計圖。設計意圖：讓學生自己先設計，然后進行交流，再修改完善方案，可以讓更多的學生真正參與到設計中來。（二）制作、調試與評價1. 提問：根據“過山車”設計圖進行拼搭，怎樣的搭建順序會更高效，更合理？在學生回答的基礎上，做出提醒：拼搭“過山車”軌道可以考慮從低到高拼搭。2. 提問：如果在搭建過程中發現很難達成設計要求該怎么處理？在學生回答的基礎上，做出提醒：盡量根據先前的設計進行拼搭，如果拼搭和設計有一定的出入，可以適當調整設計。3. 布置任務：各小組開始搭建“過山車”軌道模型，搭建完成后請根據設計要求對軌道模型進行測試和調整，完成活動手冊第4頁的小組自評和組間互評。4. 學生分組進行活動，教師巡視指導。（建議采用拍照方式記錄拼搭過程，為后續的研究活動保留信息。）（1）學生根據設計圖開始拼搭。（2）拼搭完成后測試“過山車”的運動情況。（3）根據測試結果，對“過山車”軌道模型進行調整。（4）觀察“過山車”的運行情況，完成小組自評。（5）各組互相交流，完成組間互評。設計意圖：此環節比較花費時間，因為拼搭、測試、調試與評價的過程相互交錯。將上述環節整合在一起，有助于時間優化，確保大部分學生能夠順利完成“過山車”軌道的搭建與評價。（三）材料整理提出要求：同學們已經完成了“過山車”軌道的制作，請將軌道放置在桌子中央，并將多余的材料整理好后交回教師。（說明：若第7、8兩課連上，則要求學生將“過山車”軌道放置在桌子中央。若不是兩節課連續進行，則要求學生將軌道放置在指定位置，確保“過山車”軌道不被損壞，可供下節課使用。）【板書設計】7.我們的“過山車”圖文相結合：1.有起點和終點2.有直線軌道和曲線軌道3.有坡度變化4.用實線和虛線工程設計基本步驟：明確問題、確定方案、設計制作、改進完善等。 【活動手冊使用說明】活動目的：幫助學生完成“過山車”的軌道路線設計和搭建后的評價。活動手冊使用說明：本課的活動手冊共有兩項內容。第1項內容用于小實踐的“設計”，學生利用鉛筆、直尺等工具，參考教科書的設計圖范例，用線條、箭頭繪制并輔之文字，完成“過山車”軌道路線設計。第2項內容用于小實踐的“評價”，學生觀察小球在“過山車”模型的運行情況后，采用涂色、圈畫等形式進行記錄。先進行小組自評，再進行組間互評。5