优质课例展播

— 2022广东省小学科学优质课例 —

我们的“过山车”

深圳市实验学校小学部 习文

一、教材分析：

过山车又称为云霄飞车，是游乐园中一种富有刺激性的娱乐工具，令不少人着迷。它常利用重力和惯性使小列车沿蜿蜒的轨道行进，有爬升、滑落、旋转等过程。

本课教材的设计思路是先通过观察过山车的

聚焦过山车的运动，然后熟悉现有材料并且明确设计要求，最后设计、制作、和评价自己小组的“过山车”。在本课的学习中，学生不仅应用了本单元前几课所学的直线运动、曲线运动，在斜面上多运动等相关知识，更重要的是针对一个具体的任务——建造过山车，按照设计的基本步骤（明确问题、确定方案、设计制作、改进完善等）完成指定的任务，将科学、技术、工程、数学有机的融为一体，综合应用跨学科和跨领域知识，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。

二、学情分析：

学生普遍对于过山车非常喜爱，也有绝大多数同学有过乘坐小型过山车的体验，了解简单的过山车的样子和路径，所以对于要动手制作一座过山车都表示非常的喜爱，兴致勃勃。学生使用教材中推荐的简单积木式的拼接件进行制作时，难度上学生能够接受，但是成品往往不符合他们对于过山车这项非常刺激的游乐项目的预期，许多学生认为，过山车最刺激、也是最具有标志性的形状就是大回环和各种各样的上下坡，但是这套器材却难以制作出这样的效果。同时，在使用此类积木类进行制作时，学生往往容易忽略自己的设计，在制作的时候随时改变主意修改作品。

三、教学目标：

科学概念目标

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。

科学探究目标

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制订的任务。

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。

科学态度目标

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

科学、技术、社会和环境目标

1.体验科技创造中运用科学知识的重要性

2.体验工程项目的建成需要考虑多方面的因素，融合多方面的知识和技能。

四、教学准备：

胶带、剪刀、用泡沫条制作的轨道模块若干，如表

五、教学过程：

1. 聚焦

引入主题：用

聚焦“过山车”，指明研究重点。明确本课目标，要制作一个过山车。

观察特点：观察不同过山车的

，寻找过山车中常见形状的一些轨道（包括起点、回环、大转盘、坡道……）

演示运动：请学生展示一下不同的轨道上，过山车是如何运动的。

提出任务：用不同的模块来进行过山车的设计和制作

2. 设计

明确任务：这些都是过山车常用的形状模块，把它们用不同的方式组合、调整，就可以得到不同的过山车了。今天，我们就用这样的模块来设计过山车，先来认识一下。

设计意图：学生自己从过山车中寻找相似点，模拟过山车的运动路径，提炼出过山车中常用的形状，为自己设计过山车提供基础。

介绍不同的模块：

起点架：一共提供三种起点架给大家选择，分为高、中、低三种。由于高度不同，他们的建造成本不同，A成本30，B成本15，C成本10，同时，越高的冲下来速度越快，所以它们的速度等级不同，A5颗星，B三颗星，C一颗星。他们几乎都没有什么旋转，所以旋转等级都只有一颗星

设计意图：真正的工程技术中，成本等各项参数是设计中重要的参考因素，更是限制因素。

回环模块请学生观察、作答：这两个都是回环模块，请你仔细观察，来说说，他们有什么不同？

坡道模块请学生观察、作答：再试试，这两个模块都是上坡和下坡的模块，他们的不同呢？

最后是两个有趣的模块，H是大转盘，和黑板上的那个一样，I是一个过山车常用的山洞，它们的信息都标在这里了。

过山车任务分组，分为幼儿、儿童、成人三组：

为什么聊起过山车呢？是因为有一个新建的游乐场，希望建造3种不同的过山车，他们把这个选拔设计团队的任务委托给我了，希望我从咱们班选择3个最好的小组来设计过山车，所以今天，我们要展开一场设计建造过山车大奖赛来选拔出综合能力最突出的3个小组所以现在，大家都不是小组啦，你们都是参加竞选的设计公司， 1,2,3号公司，你们今天的设计任务是，设计制作一个速度低一点，非常安全和稳定的幼儿过山车，要让小朋友们都喜欢。你们是竞争对手，你们之间会诞生一个优胜者。456号公司，你们的设计任务是设计制作一个儿童过山车，可以稍微刺激一些，但速度也不能太快，玩的时间可以长一点。789号公司你们要设计一款成人过山车，速度要更快一些，更刺激。

设计意图：不同的组别，有不同的限制条件和要求标准，学生需要明白自己要做的事就是按照自己的工程标准进行建筑和设计，同时，也要学会理解标准来评价别人的作品。特别设置三种不同的组别，动手中学习，交流中理解。

观看微课明确各组设计要求和设计任务：

① 确定采购清单

S：我们商量一下选哪些模块

② 粘贴模块

S：把选好的模块粘贴在方框中

S：计算总计：共采购了几个模块，将成本相加，计算出总成本为X，将每个模块的速度相加，共计速度几个星，将每个模块的旋转度相加共计几个星。

③ 设计要求自评

S：1幼儿年龄较小，不能使用回环模块。已达标！（打钩）

S：2总成本不超过六颗星。已达标！（打钩）

……依次核对任务要求

④ 找老师确认盖章，进入沙盘设计环节：

S：用自己选中的模块，在设计图中的规定区域中设计如何摆放模块，将它们连成一条过山车

S：完成设计后固定并粘贴每个模块。

S： 桌子上用胶带贴住的长方形区域是过山车的建筑范围，设计单上的长方形区域则对应着实际的建筑范围。将模块贴纸按照自己的设计摆放好，不得超出外边框，完成设计后固定并粘贴每个模块。检查确认，不再修改，向老师提交设计图，确定方案，准备建造！

设计意图：既然是不同的要求，不同的成本等等，于是制作了三种不同的微课，针对各自的任务，分组观看。

明确任务：你们各自的任务明确了没有？要符合自己的设计要求，需要考虑哪些方面？

S：安全、成本、速度等级、旋转等级……

设计优势：老师还要提醒大家，通常在真正的工程设计中，为了战胜竞争对手，在达到要求的情况下，还有尽可能的凸显自己的优势。比如：在成本相同的情况下，达到较高的提高速度等级。或者在都达标的情况下，成本比别人低。这都是优势！在达标的基础上，设计出自己的优势，才是制胜法宝！

设计流程：这次制作过山车，共分为设计、制作、测试、评价四个步骤，你可以在设计前先为你们公司起一个响亮的名字，设计开始！

学生实验：学生开始进行设计，完成设计记录单和设计图，教师巡视，提供帮助。

设计意图：在真实的招标中，竞标者都是在相同的要求下，进行设计、成本控制等来尽量的获取胜利，我们希望孩子们也能明白，在和设计中，既要满足要求，更要想办法突出优势。通过这样的方式，尽可能的营造真实的工程设计。

3. 建造

建造步骤：1. 在材料库选择对应的模块；2. 按照设计图纸连接模块；3. 用胶带固定轨道在桌子上

建造要求：过山车严格按照图纸搭建，不随意修改；按时完成建造；过山车需要搭建非常稳固，不能出现摇晃的情况。

学生实验：学生开始根据设计选择材料、建造过山车

设计意图：按照模块设计后，提供模块化的材料，学生只需要连接好模块，根据设计调整位置和角度即可，大大的节约了制作需要的时间。

4. 展示

展示要求：宣传也是非常重要的一个环节，展示出自己过山车的优势，更容易获得别人的认可。大家可以根据以下的建议，3分钟讨论一下如何为大家介绍自己的作品。

大家好！介绍团队

介绍自己的设计任务，以及每一项是否达到要求

从起点开始，介绍制作好的过山车

介绍自己的优势

展示完毕，谢谢大家！

设计意图：三年级的孩子展示时，很容易不知道说些什么，为孩子们提前提供分享提纲，为孩子们搭好脚手架，给孩子们时间讨论商量，逐步锻炼展示与交流的能力。

交流要求：

认真倾听

发现别人过山车的优点可以适当提出自己的建议

学生展示自己的作品

5. 测试、评价等后续环节

测试：用小球模拟过山车，来测试整个过山车的完整性、运行时间、速度等等。

观看测试视频：准备下节课继续对过山车作品进行测试和评价。

转自：“宝安区小学科学教研”微信公众号

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