7 设计制作小车（一） 教学设计-2024-2025学年科学四年级上册教科版

7设计制作小车（一）教学设计-2024-2025学年科学四年级上册教科版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计意图本节课旨在通过引导学生设计制作小车，培养学生的创新意识和动手能力，让学生在实践过程中了解小车的基本结构和原理，掌握简单的物理知识，并学会运用科学方法解决问题。结合四年级学生的认知水平，本节课将围绕教科版科学四年级上册中关于简单机械和小车运动的相关内容，让学生在动手操作中深入理解课本知识，增强学习的趣味性和实用性。二、核心素养目标1.科学探究：培养学生观察、实验、推理的能力，通过设计制作小车的实践操作，探究小车运动规律和力的作用，提高学生运用科学方法解决问题的能力。

2.科学态度：培养学生认真观察、积极思考的科学态度，激发学生对科学现象的好奇心和求知欲。

3.科学思维：训练学生运用逻辑思维分析小车运行过程中的物理原理，发展学生的科学推理和创新能力。

4.科学实践：通过小组合作设计制作小车，培养学生的团队协作能力，提高学生将理论知识应用于实际操作的能力。三、教学难点与重点1.教学重点

-小车的结构认识：明确小车的各个部分，如轮子、车轴、车身等，以及它们的作用和相互关系，例如轮子与车轴的配合，车身的稳定作用。

-力和运动的原理：理解力对小车运动状态的影响，如推力、摩擦力等，以及如何通过改变力的大小和方向来控制小车的运动。

-设计与制作过程：掌握设计小车的基本步骤，包括构思、画图、选择材料、组装和测试，确保设计符合实际操作要求。

2.教学难点

-小车运动原理的理解：学生可能难以理解小车运动中力的传递和转换，例如，如何通过轮子和车轴的摩擦力来驱动小车前进。

-解决方法：通过实验演示和互动讨论，让学生直观感受力的作用和运动变化。

-设计思维的培养：学生在设计小车时可能缺乏创新思维和实际操作的联想，难以将理论知识应用于实践。

-解决方法：引导学生在设计过程中思考不同的解决方案，鼓励他们尝试不同的材料和结构，培养发散思维。

-小组合作的协调：学生在小组合作时可能会遇到沟通不畅、分工不明确等问题，影响设计制作的效率和质量。

-解决方法：在小组合作前，明确各自职责，制定合作规则，并在过程中进行适当的指导和监督。四、教学资源-硬件资源：小车模型套件、轮子、车轴、车身材料、螺丝刀、扳手等工具。

-软件资源：设计绘图软件（如CAD）、教育动画演示软件。

-课程平台：校园内科学实验交流平台。

-信息化资源：科学探究视频、小车制作教学PPT、网络科学教育资源。

-教学手段：小组合作讨论、实验演示、学生动手实践、成果展示与评价。五、教学流程1.导入新课（5分钟）

通过展示一些常见的小车模型，引导学生观察并讨论它们的特点和运动方式。接着提出问题：“为什么小车能够在地面上行驶？”激发学生的好奇心，导入本节课的主题“设计制作小车”。

2.新课讲授（15分钟）

-小车结构介绍：详细讲解小车的各个部分，如轮子、车轴、车身等，并展示它们在实际小车中的应用。通过实物或图片举例，让学生理解各部分的作用。

-力和运动原理：通过简单的实验（如推动小车），让学生感受力的作用，讲解推力、摩擦力等对小车运动的影响，并举例说明如何通过改变力的大小和方向来控制小车的运动。

-设计与制作步骤：详细介绍设计小车的步骤，包括构思、画图、选择材料、组装和测试。通过展示成功的小车设计案例，让学生理解设计的重要性和实际操作的方法。

3.实践活动（15分钟）

-设计小车草图：学生根据所学内容，独立设计一份小车草图，包括轮子、车轴、车身等部分，并注明所用材料。

-制作小车模型：学生分组，根据草图和提供的材料，动手制作小车模型。在制作过程中，教师巡回指导，帮助学生解决遇到的问题。

-测试小车性能：完成小车制作后，让学生在平滑地面上测试小车模型的运动性能，观察小车是否能够顺利行驶，并记录测试结果。

4.学生小组讨论（5分钟）

-设计反思：学生讨论在设计和制作过程中遇到的问题，如小车轮子打滑、车身不稳等，并思考解决方法。

-改进方案：针对测试结果，学生讨论如何改进小车的设计，例如增加轮子与地面的摩擦力、优化车身的重心等。

-合作经验分享：学生分享在小组合作中的经验，包括如何分工、如何沟通、如何解决分歧等。

5.总结回顾（5分钟）

回顾本节课的主要内容，强调小车各部分的作用、力和运动的原理以及设计与制作步骤。通过提问方式，检查学生对重难点的掌握情况，如：“如何通过改变力的大小和方向来控制小车的运动？”等。最后，鼓励学生在课后继续探索和改进小车设计，提升创新能力和实践技能。六、知识点梳理1.小车的基本结构

-轮子：小车的基本运动部件，负责在地面上滚动。

-车轴：连接轮子和车身，使轮子能够转动。

-车身：支撑小车的主体结构，通常包括车架和车身板。

2.力和运动的原理

-推力：外力作用于小车，使小车由静止状态变为运动状态。

-摩擦力：小车与地面接触时产生的阻力，影响小车的运动速度和方向。

-力的传递：力通过车轴和轮子传递，使小车能够滚动前进。

3.设计与制作过程

-设计构思：根据需求确定小车的功能和基本结构。

-绘制草图：将构思转化为可视化的设计图，标注尺寸和材料。

-材料选择：根据设计图选择合适的材料，如塑料、金属、木材等。

-组装小车：按照设计图组装小车的各个部分。

-测试优化：测试小车的运动性能，并根据测试结果进行优化。

4.小车运动的物理知识

-重心与稳定性：小车的重心位置影响其稳定性，重心越低，稳定性越好。

-轮子与地面的摩擦：轮子与地面的摩擦力影响小车的加速和制动。

-能量转换：小车的运动过程中，推力能量转化为动能。

5.设计思维与创新

-创新设计：在满足基本功能的基础上，探索更多创新的可能，如使用不同材料、改变轮子形状等。

-问题解决：在设计和制作过程中，遇到问题能够灵活应对，寻找最佳解决方案。

-用户体验：考虑用户使用小车的体验，如操作的便捷性、舒适度等。

6.小组合作与沟通

-分工协作：在小组合作中，合理分配任务，发挥每个成员的专长。

-沟通交流：通过有效沟通，分享想法，协调不同意见，达成共识。

-团队精神：培养团队合作精神，共同完成设计制作任务。

7.科学探究方法

-观察实验：通过观察和实验，收集数据，分析小车的运动规律。

-推理分析：基于实验数据，进行推理分析，得出科学结论。

-反思总结：在探究过程中，不断反思总结，提升探究能力。七、课后作业1.设计一个小车模型

请根据本节课所学内容，设计一个小车模型，包括轮子、车轴和车身的设计草图。在草图上标注各部分的尺寸和材料。

补充说明：本题旨在考察学生对小车基本结构的理解，以及将理论知识应用于实践的能力。

2.分析小车运动中的力

请分析以下情况下小车运动中的力：

a)小车在平坦地面上静止不动。

b)小车在平坦地面上匀速前进。

c)小车在斜坡上加速下滑。

补充说明：本题旨在考察学生对力和运动关系的理解，以及分析不同情况下力的作用。

答案：

a)小车受到的力有重力和地面的支持力，两者相互抵消，使小车保持静止。

b)小车受到的力有推力和摩擦力，推力大于摩擦力，使小车匀速前进。

c)小车受到的力有重力和摩擦力，重力沿斜坡方向分解为推力和垂直于斜坡的支持力，推力大于摩擦力，使小车加速下滑。

3.设计小车改进方案

请根据以下情况，提出一个改进小车设计的方案：

a)小车在行驶过程中轮子打滑。

b)小车在行驶过程中车身摇晃不稳定。

补充说明：本题旨在考察学生对小车设计问题的分析和解决能力。

答案：

a)增加轮子与地面的摩擦力，例如使用有纹路的轮胎或在轮子表面添加防滑材料。

b)加强车身的稳定性，例如增加车身框架的厚度或使用更结实的材料。

4.小车运动实验

请设计一个实验，验证以下假设：“小车的速度与轮子的直径成正比。”

描述实验步骤、所需材料和预期结果。

补充说明：本题旨在考察学生的实验设计能力和科学探究思维。

答案：

实验步骤：

a)准备不同直径的轮子和小车模型。

b)在同一地面上，分别安装不同直径的轮子，并推动小车前进。

c)测量小车的速度和轮子的直径。

d)分析数据，比较小车速度与轮子直径的关系。

所需材料：不同直径的轮子、小车模型、计时器、测量工具。

预期结果：小车的速度与轮子的直径成正比。

5.小车设计反思

请根据本节课的设计制作小车活动，回答以下问题：

a)在设计制作过程中，遇到了哪些问题？是如何解决的？

b)如果有机会重新设计小车，你会做哪些改进？

c)通过这次活动，你学到了哪些科学知识和技能？

补充说明：本题旨在考察学生的反思能力和对科学知识的应用。

答案：

a)在设计制作过程中，可能遇到的问题包括轮子打滑、车身不稳等。解决方法：增加轮子与地面的摩擦力、调整车身重心等。

b)如果有机会重新设计小车，我会尝试使用不同材料，优化小车结构，提高运动性能。

c)通过这次活动，我学到了小车的基本结构、力和运动的关系，以及如何将科学知识应用于实践。八、内容逻辑关系①小车结构与功能

-知识点：小车的各个部分及其作用。

-词：轮子、车轴、车身、滚动、支撑。

-句：小车的轮子负责在地面上滚动，车轴连接轮子和车身，车身则是支撑整个小车的结构。

②力和运动原理

-知识点：力对小车运动状态的影响。

-词：推力、摩擦力、动能、重力、支持力。

-句：推力使小车由静止变为运动，摩擦力则可能阻止或减缓小车的运动，而动能是推动小车前进的能量形式。

③设计与制作过程

-知识点：设计制作小车的步骤和方法。

-词：构思、草图、材料、组装、测试。

-句：首先构思小车的功能和结构，然后绘制草图，选择合适的材料，组装小车，并进行测试以优化性能。教学反思与总结1.教学反思

在这次关于“设计制作小车”的教学过程中，我尝试了多种教学方法和策略，也遇到了一些挑战。我意识到，理论知识的传授和实践操作的结合对于学生的理解至关重要。在教学方法上，我通过实物展示和实验演示来帮助学生直观地理解小车的工作原理，但我发现，对于一些抽象的概念，如力的传递和能量转换，学生仍然感到难以理解。在课堂管理方面，我鼓励学生积极参与和小组合作，但我也发现，在小组合作中，有些学生可能会依赖同伴，而不是主动参与其中。

我认识到，在今后的教学中，我需要更加注重以下几个方面：

-强化理论与实践的结合，通过更多的实验和操作活动，让学生在实践中学习。

-针对不同学生的学习水平，提供不同程度的指导和支持，确保每个学生都能跟上课程的进度。

-在小组合作中，明确每个学生的责任和任务，鼓励他们独立思考和贡献自己的想法。

2.教学总结

总体来说，本节课的教学效果是积极的。学生们在设计和制作小车时表现出了很高的兴趣和热情。他们不仅掌握了小车的基本结构和原理，而且在实际操作中学会了如何解决问题和优化设计。通过课堂上的讨论和实验，学生们对力和运动的关系有了更深入的理解，他们能够将所学的理论知识应用到实际的小车设计中。

学生们在以下方面取得了明显的进步：

-知识掌握：学生们能够清晰地描述小车的各个部分及其功能，理解力对小车运动的影响。

-技能提升：学生们在设计和制作小车时，展现出了良好的动手能力和创新思维。

-情感态度：学生们对科学探究和小车制作表现出了浓厚的兴趣，增强了学习的积极性和主动性。

然而，教学中也存在一些问题和不足。例如，有些学生在小组合作中参与度不高，依赖性较强。此外，课堂上的时间安排有时显得紧张，无法给予每个学生足够的时间进行深入探究和讨论。

针对这些问题，我计划采取以下改进措施：

-在小组合作活动中，更加明确每个学生的角色和任务，确保每个学生都有机会参与到设计制作过程中。

-优化课堂时间管理，合理安排每个环节的时间，确保学生们有足够的时间进行实验和讨论。

-加强对学生的个别指导，特别是对于那些在理解力和动手能力上存在困难的学生，提供更多的支持和帮助。

通过这次教学，我学到了很多宝贵的经验，这些经验将为我今后的教学提供宝贵的参考和借鉴。我将继续努力，不断提升自己的教学水平，以期更好地帮助学生们学习和成长。课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们一起学习了设计制作小车的基本原理和步骤。我们首先了解了小车的基本结构，包括轮子、车轴和车身，并明白了它们各自的作用。接着，我们探讨了力和运动的