江西省中小学生素质科技课堂-11.《两驱小车》 教学设计

江西省中小学生素质科技课堂-11.《两驱小车》教学设计课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计思路本节课以《两驱小车》为主题，结合江西省中小学生素质科技课堂的要求，设计了一系列实践性强的活动。课程内容紧扣课本，通过小组合作、动手实践等方式，引导学生掌握小车的基本构造和驱动原理，培养学生的创新思维和实践能力。二、核心素养目标1.培养学生的工程思维，通过小车设计与制作，提升学生解决实际问题的能力。

2.增强学生的科学探究精神，引导学生通过实验观察和数据分析，理解机械运动原理。

3.培养学生的团队合作与沟通能力，通过小组合作完成小车项目，学会分享与协作。

4.强化学生的创新意识，鼓励学生在小车设计中提出新想法，发展创造性思维。三、教学难点与重点1.教学重点，

①掌握小车的基本构造，包括电池盒、驱动电机、轮轴、支架等部件的安装与连接。

②理解并应用简单的电路原理，学会使用开关控制小车的启动与停止。

2.教学难点，

①精确计算小车各部件尺寸，确保小车整体结构的稳定性和平衡性。

②在小车设计过程中，合理分配电池盒和驱动电机的位置，以实现最佳的驱动效果。

③通过实验调整小车性能，包括速度、转向等，使小车能够在不同地形上稳定行驶。

④鼓励学生在设计中融入创新元素，如使用不同的材料或设计独特的驱动方式，以提升小车的性能和趣味性。四、教学方法与策略1.采用项目导向学习法，引导学生通过小组合作完成小车设计与制作，培养学生的团队协作能力。

2.结合实验教学法，让学生通过实际操作理解电路原理和小车驱动机制。

3.运用讨论法，鼓励学生在制作过程中分享经验，解决问题，提高思维深度。

4.利用多媒体教学，展示小车设计案例和制作步骤，帮助学生直观理解课程内容。五、教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示各种有趣的小车模型或视频，引导学生思考小车的原理和功能，激发学生的学习兴趣。

-回顾旧知：简要回顾电路基础知识，如电池、电路连接等，为后续学习做好铺垫。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：详细讲解小车的基本构造，包括电池盒、驱动电机、轮轴、支架等部件的安装与连接。

-举例说明：通过实际案例，如不同类型的小车模型，展示小车在不同地形上的表现，帮助学生理解小车的驱动原理。

-互动探究：引导学生讨论小车的驱动方式，如直流电机、伺服电机等，并通过实验探究不同驱动方式的特点。

3.小组合作与设计（约30分钟）

-分组：将学生分成小组，每组负责设计一款具有特定功能的小车。

-设计任务：要求学生根据所学知识，设计并制作一款能够完成特定任务的小车，如爬坡、转弯等。

-指导与交流：教师巡回指导，解答学生在设计过程中遇到的问题，鼓励学生之间互相交流，共同进步。

4.制作与调试（约40分钟）

-制作：学生按照设计图纸，动手制作小车，包括组装电路、连接部件等。

-调试：在教师指导下，学生对小车的性能进行调试，如调整速度、转向等，确保小车能够完成设计任务。

5.展示与评价（约20分钟）

-展示：各小组展示自己的小车，分享设计思路和制作过程。

-评价：教师和学生共同评价各小组的小车，从外观、功能、创新等方面进行评分。

-反馈：针对评价结果，教师给予学生反馈，指出优点和不足，鼓励学生不断改进。

6.总结与拓展（约10分钟）

-总结：回顾本节课所学内容，强调小车的基本构造、驱动原理和设计方法。

-拓展：引导学生思考如何将所学知识应用于实际生活中，如制作智能小车、设计环保交通工具等。

7.作业布置（约5分钟）

-布置作业：要求学生课后思考如何改进自己的小车设计，并撰写一份设计报告。

-作业反馈：教师对学生的作业进行批改和反馈，帮助学生巩固所学知识。

教学过程中，教师应密切关注学生的学习状态，适时调整教学节奏，确保每个学生都能积极参与到课堂活动中。同时，注重培养学生的创新思维和实践能力，使学生在掌握知识的同时，提升综合素质。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-电路基础知识：介绍电路的基本元件，如电阻、电容、电感等，以及它们在电路中的作用。

-电机原理：讲解不同类型电机的原理，如直流电机、交流电机、伺服电机等，以及它们在不同应用中的特点。

-机械传动：介绍齿轮、皮带、链条等机械传动方式，以及它们在实现运动转换中的作用。

-传感器技术：介绍常见的传感器，如光电传感器、温度传感器、压力传感器等，以及它们在智能小车中的应用。

-环境感知：探讨小车如何通过传感器感知周围环境，如避障、定位等。

2.拓展建议：

-学生可以阅读相关的科普书籍或资料，深入了解电路、电机和传感器的基本原理。

-组织学生参观当地的科技馆或博物馆，实地观察和学习各种机械和电子设备。

-鼓励学生参与学校的科技竞赛或创新项目，通过实际操作提升解决问题的能力。

-引导学生关注科技新闻，了解最新的科技动态和未来发展趋势。

-建议学生尝试使用开源硬件平台，如Arduino或RaspberryPi，进行小车的设计与制作。

-组织学生进行小组讨论，分享各自对小车设计和制作的见解，促进知识交流。

-建议学生参与社区服务活动，将所学知识应用于解决实际问题，如设计用于社区清洁的小车。

-鼓励学生进行跨学科学习，将物理、数学、计算机科学等知识融合到小车设计中。

-提供在线教育平台的学习资源，如视频教程、电子书籍等，供学生自主学习。

-建议学生参加相关的在线课程或工作坊，提升专业技能和创新能力。七、典型例题讲解1.例题：一个两驱小车，使用两个直流电机作为驱动，每个电机的额定电压为12V，额定电流为2A。如果小车的总电阻为1Ω，当小车以最大速度行驶时，求通过每个电机的电流和电机的功率。

解答：首先，根据欧姆定律，计算小车在最大速度行驶时的总电流：

\[I_{\text{总}}=\frac{V}{R}=\frac{12V}{1\Omega}=12A\]

由于小车有两个电机，每个电机的电流相同，所以每个电机的电流为：

\[I_{\text{电机}}=\frac{I_{\text{总}}}{2}=\frac{12A}{2}=6A\]

然后，计算每个电机的功率：

\[P_{\text{电机}}=V\timesI_{\text{电机}}=12V\times6A=72W\]

2.例题：一个两驱小车，电池电压为9V，每个电机的电阻为1Ω。如果小车的总电阻为2Ω，当小车以最大速度行驶时，求小车的总电流和每个电机的功率。

解答：计算小车在最大速度行驶时的总电流：

\[I_{\text{总}}=\frac{V}{R_{\text{总}}}=\frac{9V}{2\Omega}=4.5A\]

由于小车的总电阻包括电池内阻和电机电阻，所以电池内阻为：

\[R_{\text{电池内阻}}=\frac{V}{I_{\text{总}}}-R_{\text{总}}=\frac{9V}{4.5A}-2\Omega=1\Omega\]

每个电机的功率为：

\[P_{\text{电机}}=\frac{V^2}{R_{\text{电机}}}=\frac{9V^2}{1\Omega}=81W\]

3.例题：一个两驱小车，使用两个相同规格的直流电机，每个电机的额定电压为24V，额定电流为1A。如果小车的总电阻为3Ω，当小车以最大速度行驶时，求小车的总电流和每个电机的功率。

解答：计算小车在最大速度行驶时的总电流：

\[I_{\text{总}}=\frac{V}{R_{\text{总}}}=\frac{24V}{3\Omega}=8A\]

每个电机的电流为：

\[I_{\text{电机}}=\frac{I_{\text{总}}}{2}=\frac{8A}{2}=4A\]

每个电机的功率为：

\[P_{\text{电机}}=V\timesI_{\text{电机}}=24V\times4A=96W\]

4.例题：一个两驱小车，电池电压为18V，每个电机的电阻为0.5Ω。如果小车的总电阻为1Ω，当小车以最大速度行驶时，求小车的总电流和每个电机的功率。

解答：计算小车在最大速度行驶时的总电流：

\[I_{\text{总}}=\frac{V}{R_{\text{总}}}=\frac{18V}{1\Omega}=18A\]

每个电机的电流为：

\[I_{\text{电机}}=\frac{I_{\text{总}}}{2}=\frac{18A}{2}=9A\]

每个电机的功率为：

\[P_{\text{电机}}=V\timesI_{\text{电机}}=18V\times9A=162W\]

5.例题：一个两驱小车，使用两个直流电机，每个电机的额定电压为12V，额定电流为1.5A。如果小车的总电阻为4Ω，当小车以最大速度行驶时，求小车的总电流和每个电机的功率。

解答：计算小车在最大速度行驶时的总电流：

\[I_{\text{总}}=\frac{V}{R_{\text{总}}}=\frac{12V}{4\Omega}=3A\]

每个电机的电流为：

\[I_{\text{电机}}=\frac{I_{\text{总}}}{2}=\frac{3A}{2}=1.5A\]

每个电机的功率为：

\[P_{\text{电机}}=V\timesI_{\text{电机}}=12V\times1.5A=18W\]八、教学反思今天上了《两驱小车》这一节课，我觉得整体效果还不错，但也有些地方需要反思和改进。

首先，我觉得课堂气氛比较活跃，学生们对小车的设计和制作表现出浓厚的兴趣。在导入环节，我通过展示一些有趣的小车模型和视频，成功吸引了学生的注意力，让他们对这节课产生了好奇心。这让我意识到，教学过程中，激发学生的兴趣是非常重要的。

在讲解新知环节，我详细介绍了小车的基本构造和驱动原理，并结合实际案例进行讲解。我发现，学生们对电路原理和机械传动部分的理解比较困难，因此在讲解过程中，我尽量用简单易懂的语言，并结合图片和实物进行演示，帮助学生更好地理解。

在小组合作环节，学生们积极参与，互相讨论，共同完成了小车的设计和制作。这让我看到了学生们团队合作的能力，也让我意识到，在今后的教学中，应该更多地鼓励学生进行合作学习。

然而，在教学过程中，我也发现了一些问题。比如，有些学生在设计小车时，对电路连接和电机安装不够熟练，导致小车无法正常工作。针对这个问题，我决定在下一节课中，增加一个专门的实践环节，让学生们有机会亲自动手操作，提高他们的实践能力。

此外，我还发现，部分学生在小车设计过程中，缺乏创新意识。他们往往按照既定的模式进行设计，没有尝试提出新的想法。为了解决这个问题，我将在下一节课中，设置一个创新设计环节，鼓励学生们发挥想象力，设计出具有独特功能的小车。

在教学反思中，我还注意到，部分学生在课堂上表现较为被动，不太愿意主动发言。为了提高学生的参与度，我将在今后的教学中，采用更多的互动方式，如小组讨论、角色扮演等，让学生在课堂上更加活跃。

最后，我认为在评价环节，我还可以做得更好。在今天的课堂上，我主要关注了学生们的小车制作过程，对他们的评价主要集中在完成度和正确性上。但在今后的教学中，我打算更加注重学生的创新能力和团队协作能力的培养，将这些因素纳入评价体系。内容逻辑关系1.小车的基本构造

①电池盒：提供电能的装置。

②驱动电机：将电能转换为机械能，驱动小车行驶。

③轮轴：连接驱动电机和车轮，传递动力。

④支架：支撑小车整体结构，保持稳定性。

2.电路原理

①电池：提供直流电压。

②开关：控制