第7课 我们的“过山车”（教学设计）-2023-2024学年三年级下册科学教科版

第7课我们的“过山车”（教学设计）-2023-2024学年三年级下册科学教科版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容本课为三年级下册科学教科版第7课“我们的‘过山车’”。主要内容包括：了解过山车的基本结构和运动原理，探究过山车运动过程中的能量转换，学习如何利用简单工具测量过山车的高度和速度，培养学生动手操作和科学探究的能力。二、核心素养目标1.发展科学探究能力：通过观察、实验，培养学生提出问题、设计实验、收集和分析数据的能力。

2.培养科学态度：引导学生对科学现象保持好奇心和探究精神，尊重事实，勇于质疑。

3.增强工程实践意识：通过设计简单的过山车模型，培养学生动手操作和解决问题的能力。

4.提升跨学科思维：结合物理、数学等学科知识，培养学生的综合运用能力。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入三年级下册科学课程之前，已经初步接触了简单机械和力的基本概念。他们可能对平衡、重力、摩擦等概念有一定的了解，但对能量转换和速度测量的认识较为有限。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

三年级学生对新鲜事物充满好奇心，对与生活相关的科学现象尤为感兴趣。他们的动手操作能力和观察能力较强，但逻辑推理和抽象思维能力仍需培养。学习风格上，部分学生可能偏好动手实践，而另一部分则可能更倾向于通过观察和讨论来学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在学习过山车这一章节时，学生可能会遇到以下困难和挑战：理解能量转换的过程，特别是势能和动能之间的转换；正确使用测量工具来计算过山车的高度和速度；将物理概念与实际操作相结合。此外，对于抽象概念的认知和理解可能会是学生的一个挑战，需要教师通过直观的教学方法和实例来辅助教学。四、教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的方法，通过讲解过山车的基本原理，引导学生思考能量转换的过程。

2.设计角色扮演活动，让学生扮演过山车乘客，体验速度和重力变化，增强对物理现象的感性认识。

3.组织实验活动，让学生分组测量过山车的高度和速度，培养动手操作能力和科学探究精神。

4.利用多媒体展示过山车的实际案例，结合动画和视频，帮助学生直观理解抽象概念。

5.设计游戏化学习任务，如“能量转换接力赛”，激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度。五、教学过程一、导入（约5分钟）

1.激发兴趣：教师通过讲述一个关于过山车的故事，引导学生思考过山车是如何运动的，以及其中涉及的科学原理。

2.回顾旧知：教师简要回顾上节课学习的简单机械和力的概念，为学习过山车运动原理做好铺垫。

二、新课呈现（约20分钟）

1.讲解新知：教师详细讲解过山车的基本结构、运动原理以及能量转换的过程。

2.举例说明：通过展示过山车模型或实际图片，结合实例，帮助学生理解过山车运动中的物理现象。

3.互动探究：教师提出问题，引导学生通过小组讨论、实验等方式，探究过山车运动中的能量转换和速度测量。

三、巩固练习（约15分钟）

1.学生活动：学生分组进行实验，测量过山车的高度和速度，记录数据，并尝试分析结果。

2.教师指导：教师巡视各小组，解答学生在实验过程中遇到的问题，指导学生正确操作测量工具。

四、拓展延伸（约10分钟）

1.学生展示：各小组展示实验结果，分享自己的发现和结论。

2.教师点评：教师对学生的实验结果进行点评，肯定优点，指出不足，并提出改进建议。

五、课堂小结（约5分钟）

1.回顾本节课所学内容：教师引导学生回顾过山车运动原理、能量转换和速度测量的知识点。

2.强调重点：教师强调能量转换和速度测量在过山车运动中的重要性。

六、课后作业（约5分钟）

1.完成课后练习题：教师布置课后练习题，巩固学生对本节课知识点的理解和应用。

2.家庭实验：鼓励学生在家长的帮助下，进行简单的过山车模型制作和实验，加深对知识的理解。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

学生通过本节课的学习，能够理解过山车的基本结构、运动原理以及能量转换的过程。他们能够识别过山车运动中的势能和动能，并了解它们之间的相互转换关系。学生对速度和高度测量的方法有了初步的认识，能够使用简单的工具进行基本的测量。

2.能力提升：

在实验和测量活动中，学生的动手操作能力得到了锻炼。他们学会了如何正确使用尺子、秒表等工具，并能够根据实验数据进行分析和推理。此外，学生在小组合作中学会了如何分工合作，共同解决问题。

3.思维发展：

通过探究过山车运动中的物理现象，学生的逻辑思维和分析能力得到了提升。他们能够将抽象的物理概念与实际情境相结合，运用科学方法解释生活中的现象。

4.学习兴趣：

本节课通过故事、实验和游戏等多种形式，激发了学生对科学的兴趣。学生对过山车这一主题产生了浓厚的兴趣，愿意主动探索和学习相关的科学知识。

5.综合应用：

学生在课程结束时，能够将所学的物理知识应用于实际生活中。例如，他们能够解释为什么过山车在上升过程中速度减慢，在下落过程中速度加快，以及为什么过山车在弯道处会有离心力等。

6.创新意识：

在设计过山车模型和进行实验的过程中，学生的创新意识得到了培养。他们尝试不同的设计和方法，寻找解决问题的最佳途径，这有助于培养他们的创新思维。

7.科学态度：

学生通过本节课的学习，培养了尊重事实、勇于质疑的科学态度。他们在面对实验结果时，能够客观分析，不轻易接受错误的信息，这有助于他们形成正确的科学观念。

8.跨学科能力：

在本节课中，学生不仅学习了物理知识，还涉及了数学、工程学等方面的内容。这有助于学生形成跨学科的思维模式，提高他们的综合应用能力。七、板书设计①本文重点知识点：

-过山车基本结构

-势能和动能的转换

-速度和高度测量方法

-重力、摩擦力对运动的影响

②关键词：

-过山车

-势能

-动能

-能量转换

-速度

-高度

-重力

-摩擦力

③重点句：

-势能和动能是能量转换过程中的两种形式。

-过山车的速度和高度可以通过测量工具来计算。

-重力和摩擦力会影响过山车的运动轨迹和速度变化。八、典型例题讲解1.例题：

过山车在最高点的速度为0米/秒，下落过程中通过一个高度为20米的陡坡，到达陡坡底部时的速度为10米/秒。求过山车在陡坡上所受的重力势能和动能。

解答：

-过山车在最高点的重力势能E_p=mgh，其中m为过山车质量（假设为1千克），g为重力加速度（约9.8米/秒²），h为高度（20米）。

E_p=1kg×9.8m/s²×20m=196J

-过山车在陡坡底部的动能E_k=1/2mv²，其中v为速度（10米/秒）。

E_k=1/2×1kg×(10m/s)²=50J

-因此，过山车在陡坡上的重力势能为196焦耳，动能为50焦耳。

2.例题：

一辆过山车在水平轨道上以20米/秒的速度行驶，突然进入一个半径为50米的圆形轨道。求过山车在圆形轨道上的向心加速度。

解答：

-向心加速度a_c=v²/r，其中v为速度（20米/秒），r为半径（50米）。

a_c=(20m/s)²/50m=8m/s²

-因此，过山车在圆形轨道上的向心加速度为8米/秒²。

3.例题：

过山车在上升过程中，从高度为30米的位置开始，到达最高点后下降。求过山车在最高点的速度。

解答：

-由于过山车在最高点的速度为0米/秒，我们可以使用能量守恒定律来计算。

-在起始位置，过山车的势能E_p=mgh=1kg×9.8m/s²×30m=294J。

-在最高点，过山车的势能转化为动能，因为速度为0，所以动能为0。

-因此，过山车在最高点的速度可以通过动能计算得出：E_k=1/2mv²。

-294J=1/2×1kg×v²。

-v²=588。

-v=√588≈24.2米/秒。

-因此，过山车在最高点的速度约为24.2米/秒。

4.例题：

一辆过山车从静止开始沿着斜面下滑，斜面长度为10米，高度差为5米。求过山车到达斜面底部的速度。

解答：

-使用能量守恒定律，过山车在斜面顶部的势能全部转化为斜面底部的动能。

-势能E_p=mgh=1kg×9.8m/s²×5m=49J。

-动能E_k=1/2mv²。

-49J=1/2×1kg×v²。

-v²=98。

-v=√98≈9.9米/秒。

-因此，过山车到达斜面底部的速度约为9.9米