科學四年級上冊7.設計制作小車 (一)教學設計

這是一份科學四年級上冊7.設計制作小車 (一)教學設計，共18頁。教案主要包含了教材分析，學情分析，教學目標，教學重難點，材料準備，教學流程圖，教學過程，板書設計（生成）等內容，歡迎下載使用。
《設計制作小車（一）》教學設計 【教材分析】依據(jù)課標，最后兩節(jié)課是基于主要概念“工程的關鍵是設計，工程是運用科學和技術進行設計、解決實際問題和制造產(chǎn)品的活動?！倍归_的技術與工程領域教學。本節(jié)課在前幾課學生研究了如何驅動小車和其受到的摩擦力的基礎上，設計一輛小車，對單元知識進行總結和應用，并知道工程設計包括明確問題、制定方案、實施方案和評估與改進等基本流程。本節(jié)課重點在于明確設計對象和制定方案這兩個環(huán)節(jié)，教師重在引導學生針對具體的任務，按照設計的基本步驟來設計一個產(chǎn)品或完成指定的任務。同時，對自己或他人設計的想法、草圖、模型等提出改進建議，優(yōu)化方案。【學情分析】兒童的想象力豐富，對于親手制作一輛運動的小車很感興趣，是本節(jié)課活動的基礎。但是學生想得到未必能做到，所以，教學的難點在于學生能否有效利用已有的經(jīng)驗、知識和技能去設計制作產(chǎn)品，并能持續(xù)圍繞一個主題設計開展有始有終的實踐活動。本節(jié)課還面臨一些挑戰(zhàn)，首先是學生的設計意識比較薄弱，他們往往認為制作一輛小車，只要拿著材料直接開展即可。其次他們對工程設計的基本方法知之甚少，比如設計圖紙需要標注的內容，從不同角度繪制圖紙等。【教學目標】科學概念目標1.工程設計中需要運用相關的科學概念來解決問題。2.工程設計具有一定的執(zhí)行程序。科學探究目標1.在教師的引導下，能利用所給的材料設計方案，繪制設計圖。2.在設計討論活動中，能傾聽他人的想法，并與之交流。3.能對自己的想法和結果進行反思，做出自我評價和調整。4.根據(jù)設計，能利用所給的材料加工小車部件。科學態(tài)度目標1.發(fā)展對工程設計和動手制作的興趣，激發(fā)創(chuàng)新精神。2.意識到科學技術的發(fā)展會給人類和社會發(fā)展帶來好處。3.能夠接納他人的觀點，不斷完善自己的設計制作。科學、技術、社會與環(huán)境目標1.體會到制作的關鍵在于設計。2.人們不斷改進設計以滿足自己不斷增加的需求。3.意識到科學技術的發(fā)展能促進社會發(fā)展。【教學重難點】重點：運用本單元相關的科學概念設計一輛指定任務的小車。難點：畫出比較符合要求的設計圖，并改進完善設計方案。【材料準備】實驗器材：硬紙盒（半成品車身）、安全剪刀、氣球、粗吸管（可作為噴嘴）、橡皮筋、車輪、連接軸、細吸管（能讓連接軸穿過并能使其順利轉動）、膠水、透明膠、小車模型、班級記錄表、設計圖紙、簡易的玩具車模型（自備）。【教學流程圖】【教學過程】1.明確任務（5min）教師提問：（出示這個單元幾種不同動力的小車圖片）這個單元我們和好朋友運動的小車一起經(jīng)歷了科學探究活動，仔細回顧下，這些小車有什么共同特點呢？（預設：學生可能會從小車的結構<比如車輪、車身>和小車動力等方面闡述。）出示任務：這節(jié)課我們來做一個工程師，自己做一輛車子跑起來。我們先看看任務：利用這些材料設計制作一輛動力小車，使它能在5秒內將兩塊橡皮運輸1米遠。要求車身長度不可以超過25cm，用橡皮筋或氣球來作為動力，只可以利用老師給你的這些材料（PPT展示）。工程設計一般流程：工程師是如何根據(jù)要求制造小車的呢？我們來一起看看工程師都是怎么做的？（PPT出示工程設計流程：明確問題——設計方案——實施方案——評估與改進。）設計意圖：經(jīng)歷過前幾課的學習，學生對于親自設計制作小車充滿熱情。學生看到材料往往很激動，迫不及待地想要拿起材料進行制作，這是由他們的年齡特點和經(jīng)驗所決定的。教師此時通過引導回顧舊知、提問的方式讓學生明確任務，使他們初步認識到工程師進行工程設計的一般流程。2.制定方案（35min）（1）觀察小車模型，了解小車的結構教師引導：要設計一輛小車，我們首先要了解小車各部分結構。今天老師也給大家準備了一輛小車模型，請大家仔細觀察?？纯葱≤囉赡男┙Y構組成。這些結構各有什么特點？作用是什么？學生活動：分組觀察并記錄。匯報交流：分組匯報，教師把學生的想法記錄在班級記錄表中。小車的結構特點及其作用（班級記錄表）結構特點和作用可以用哪些材料制作（隨著下一個環(huán)節(jié)的開展進行補充）車架支持、固定 車身美觀、載人或載物 車軸連接車身、運動 輪子運動 螺絲釘固定 ……  設計意圖：學生在本單元的前面幾節(jié)課學習過程中，重在體驗如何驅動小車以及改變小車運動的快慢。但對小車的各部分結構并沒有全面地觀察和思考。本環(huán)節(jié)重在讓學生有目的地觀察小車模型結構特點，并思考各部分的作用，為下一步確定小車設計方案和繪制設計圖奠定基礎。（2）討論、確定小車的設計方案小組討論：在制作小車前，我們需要考慮哪些方面的內容？（提示：下面的環(huán)節(jié)教師根據(jù)學生的討論實時進行互動交流、幫助學生理清小車設計的要點。）學生討論的問題參考：（1）通過觀察這些材料，我們可以運用哪些學過的知識來解決設計小車采用的動力方式？（是橡皮筋驅動小車或氣球驅動小車。）（2）小車各個部分可以用哪些材料來制作？如何加工和使用？比如怎樣安裝橡皮筋或氣球？怎樣增大小車的動力？怎樣延長動力作用于小車的時間？用橡皮筋做動力時如何解決小車打滑的問題？怎樣安裝車輪才能自由轉動…… （提示：解決這些問題可以引導學生回憶我們之前上過的課，可能學生在之前實驗過程中沒有仔細觀察過橡皮筋或氣球動力小車，教師可以出示圖片幫助學生再觀察。）設計意圖：對于四年級的孩子，雖然經(jīng)歷過三年級設計“過山車”的工程設計過程，但是學生想得到未必做得到。這部分討論顯得尤為重要，在討論交流過程中明確各種材料可以用來制作小車的哪些結構，如何安裝這些材料能夠讓小車順利運動起來等等，在思考、討論、傾聽、辨析的過程中理清小車設計方案。（3）繪制設計圖教師引導：經(jīng)過討論交流，我們已經(jīng)有了初步的設計方案，工程師們會用設計圖的方式記錄下方案。繪制設計圖有哪些具體要求呢？（課件出示設計圖制作的基本要求：①設計圖可以從多角度進行繪畫，但不強求；②圖紙標注各部分的結構、使用的材料和數(shù)量；③適當標注各部分的連接或固定方式。）繪圖示范：如何從多個角度觀察物體，并畫出三視圖。以簡單的方塊組合為例，示范三視圖的畫法。   從正面看              從側面看               從上面看評價前置：出示“設計制作小車”評價表，幫助學生明確任務標準，提高設計的有效性（附第八課評價表）。學生進行設計。（建議：這部分每個學生都動手進行設計，體驗工程設計的過程，這也是本節(jié)課的重點，學生在獨立設計和思考的過程中更加明確工程目標，然后才小組討論確定最優(yōu)方案。）設計意圖：繪制設計圖的重要意義之一是將設計方案可視化，為制作環(huán)節(jié)提供指導。學生在二年級的數(shù)學學習中，能繪制出簡單的立方體組合的三視圖。科學教師可以充分調動學生這些已有的知識經(jīng)驗基礎，幫助他們繪制小車的三視圖。如果學生確實難以完成，則不強求，能在繪圖中表述清楚設計方案即可。工程的關鍵是設計，每個學生應該自己嘗試進行設計、體驗，再進行組內交流，傾聽組員的意見，反思自己的設計，從而在想法碰撞中優(yōu)化設計方案，確定小組的最終設計方案，為下節(jié)課的制作提供指導。【板書設計（生成）】【板書說明】表格內為手寫內容，以學生觀察和交流過程中即時生成，不固定順序，表格紅色方框內“可以用哪些材料制作”在后面的討論方案環(huán)節(jié)根據(jù)學生回答呈現(xiàn)，同時將右側可供選擇的材料，適時移動到表格對應位置。【小車設計單】
課程基本信息課例編號23學科小學科學年級四年級學期第一學期課題《設計制作小車（一）》教科書書名：《科學》                                 出版社：教育科學出版社          出版日期：2020年 7月教學人員 姓名單位授課教師劉天琪北京市大興區(qū)榆垡鎮(zhèn)第一中心小學指導教師劉艷明大興教師進修學校教學目標【教學目標】科學概念目標1.工程設計中需要運用相關的科學概念來解決問題。2.工程設計具有一定的執(zhí)行程序。科學探究目標1.能根據(jù)任務和提供的材料設計方案、繪制設計圖。2.在設計討論活動中，能傾聽他人的想法，并與之交流。3.能對自己的想法和結果進行反思，做出自我評價和調整。科學態(tài)度目標1.發(fā)展對工程設計和動手制作的興趣，激發(fā)創(chuàng)新精神。2.能夠接納他人的觀點，不斷完善自己的設計制作。科學、技術、社會與環(huán)境目標1.體會到制作的關鍵在于設計。2.人們不斷改進設計以滿足不斷增加的需求。3.意識到科學技術的發(fā)展能促進社會發(fā)展帶。【教學重點】能根據(jù)任務和提供的材料設計方案、繪制設計圖。   【教學準備】教師準備：硬紙盒、剪刀、橡皮筋、輪子、連接軸、膠水、吸管、膠帶、氣球、教學課件。學生準備：活動手冊。學生準備：各種重物。 教學過程時間教學環(huán)節(jié)主要師生活動 導入 引入：在本單元的學習中，我們一直離不開一樣東西，它是什么呢？它就是小車，我們今天這節(jié)課的任務是要設計一輛具有動力的小車。 明確問題 1.設計制作的一般流程為：①明確問題———明確設計什么,用途是什么,具體要求有什么;②制定訂案——頭腦風暴,研究會遇到什么問題,怎樣解決,制訂最優(yōu)方案;③實施方案———團隊協(xié)作,根據(jù)方案加工制作,匯報展示;④評估與改進——根據(jù)標準評估、打分,反思方案、制作以及整個過程存在的問題,并進一步改進。我們的設計制作任務要求如下：2.任務：請利用生活中的材料設計制作一輛具有動力的小車，使它能在5秒內把兩塊橡皮運輸1米遠。要求：1.車身長度不超過25厘米。2.用橡皮筋或氣球作動力。3.只能利用提供的材料。制作小車的材料有：硬紙盒、剪刀、橡皮筋、輪子、連接軸、膠水、吸管、膠帶、氣球。 制訂方案 任務一：觀察小車模型。教師出示小車模型，學生分小組觀察小車模型，了解小車的結構。引導學生關注模型小車的結構和每個結構的特點和作用。任務二：討論、確定小車的設計方案，繪制設計圖。1.思考本組設計采用的動力方式，橡皮筋驅動小車或氣球驅動小車。2.各部分所用材料有什么，每種材料的加工方式和使用工具以及各部分的連接方式。3.設計圖可以從多角度進行繪畫，更全面地反映小車結構。4.對于各部分結構所需用的材料和尺寸在圖紙上進行適當?shù)臉俗ⅰ?/span> 
課程基本信息課例編號23學科小學科學年級四年級學期第一學期課題《設計制作小車（一）》教科書書名：《科學》出版社：教育科學出版社    出版日期：2020年7月學生信息姓名學校班級學號    學習目標1.能根據(jù)任務和提供的材料設計方案、繪制設計圖。2.在設計討論活動中，能傾聽他人的想法，并與之交流。3.能對自己的想法和結果進行反思，做出自我評價和調整。課上學習任務【學習任務一】體驗活動：觀察模型小車的結構。 【學習任務二】制定設計方案。設計方案記錄單小組：     日期：  動力方式氣   球設計圖橡皮筋材料數(shù)量從正面看       從側面看 小組分工姓名任務  從上面看      【學習任務三】下節(jié)課的學習準備：氣球、橡皮筋、吸管、車輪、連接軸、橡皮、剪刀、膠帶、紙盒 推薦的學習資源1．2．……
第7課　設計制作小車(一)(教材P56～57)授課時間：______________　　　　　　　　累計    1    課時課題設計制作小車(一)課型新授課教學目標科學知識目標1.知道工程設計中需要運用相關的科學概念來解決問題。2.知道工程設計具有一定的執(zhí)行程序。科學探究目標1.能根據(jù)任務和提供的材料設計方案、繪制設計圖。2.在設計討論活動中，能傾聽他人的想法，并與之交流。3.能對自己的想法和結果進行反思，做出自我評價和調整。科學態(tài)度目標1.發(fā)展對工程設計和動手制作的興趣，激發(fā)創(chuàng)新精神。2.能夠接納他人的觀點，不斷完善自己的設計制作。科學、技術、社會與環(huán)境目標1.體會到制作的關鍵在于設計。2.體會到人們不斷改進設計以滿足不斷增加的需求。3.意識到科學技術的發(fā)展能促進社會發(fā)展。教學重難點重點：觀察小車模型，了解小車的結構。難點：按照要求設計并繪制、修改小車的設計圖。教學準備為學生準備：硬紙盒、剪刀、橡皮筋、輪子、連接軸、膠水、吸管、膠帶、氣球、學生活動手冊。教師準備：學生實驗材料、班級記錄表、小車圖片或模型、教學課件。流程教學設計二次備課聚焦1.引入：出示各種車的圖片。2.提問：這些車分別有什么用途？它們的結構各有什么特點？(預設：學生可能會從有四個車輪、車身是流線型、都需要動力等方面回答。)3.揭題：人們會根據(jù)不同需求設計出不同動力的車輛來執(zhí)行各種任務，而設計一輛車通常具有一定的執(zhí)行程序。接下來，我們也將按以下程序設計一輛具有動力的小車。[板書：設計制作小車(一)] 探索與研討明確問題1.出示任務：利用生活中的材料（如圖）設計制作一輛具有動力的小車，使它能在5秒內把兩塊橡皮運輸1米遠。2.明確要求：(1)車身長度不超過25厘米；(2)用橡皮筋或氣球作動力；(3)只能利用提供的材料。制訂方案1.引導：要想設計一輛小車，我們首先要了解小車的結構，老師給每個小組都準備了一輛小車，請同學們認真觀察并思考小車有哪些結構？這些結構的特點和作用分別是什么？2.布置任務：出示小車，引導學生分組活動并完成活動幫助卡。3.交流：學生分組匯報并討論，達成共識。4.提問：在設計小車時，我們要考慮哪些方面的問題？(教學提示：動力方式、各部分所用材料、每種材料的加工方式和使用的工具、各部分的連接方式等。)5.引導：在動手設計之前，請大家先思考以下問題：怎樣安裝橡皮筋或氣球？怎樣增大小車的動力？如何延長動力作用于小車的時間？用橡皮筋作動力時，如果出現(xiàn)打滑的問題該如何解決？怎樣安裝車輪可以讓車輪自由轉動？【設計意圖】鼓勵學生集思廣益，引導學生發(fā)現(xiàn)可以用吸管作軸套與車身連接，既可以讓安在連接軸上的輪子自由轉動，也可以防止橡皮筋打滑；車輪能自由轉動的同時，也必須保證所有車輪能平衡著地等。6.布置任務：引導學生分組討論設計方案，思考需要的材料，并在材料箱中選出所需的材料。 探索與研討7.研討匯報。組內研討幫助卡主持人：我們小組設計的小車采用哪種動力方式？學生1：橡皮筋。主持人：小車各部分分別用什么材料？學生2：車身用硬紙盒，車架用吸管，車軸用吸管和連接軸……主持人：各部分怎么連接？學生3：先用膠帶將吸管綁成方形的車架，再用膠水將車架粘在硬紙盒上……主持人匯總大家的發(fā)言。 拓展與小結繪制設計圖1.布置任務：請大家把你們組小車的設計圖畫在《學生活動手冊》上，要求畫出從正面看、從側面看和從上面看的三幅圖。畫好了的可以組內進行交流和修改，讓你們設計的小車更合理、更科學、更美觀。  拓展與小結2.展示與交流。(教學提示：將匯報小組的設計圖投影至大屏幕。)集體匯報幫助卡主持人：請各小組代表依次匯報你們組的設計方案。小組1：這是我們小組的設計圖。我們的小車以橡皮筋為動力，硬紙盒作車身，吸管作車架，用2根連接軸分別連接4個輪子，使小車更平穩(wěn)……主持人：大家對小組1的設計方案有什么建議嗎？請小組代表回答。小組2：我們認為以氣球的反沖力、橡皮筋的彈力兩種動力方式共用的混合動力能讓小車跑得更遠。小組3：以橡皮筋為動力設計小車時，盡量選用較大的輪子和較重的車身，以免車輪打滑。主持人：謝謝大家的發(fā)言，匯報活動結束。3.反思與改進：教師指導各小組改進設計圖。 板書設計       教學反思　　通過前面6節(jié)課的學習，學生已經(jīng)知道了小車的運動與其受到的動力和摩擦力的關系，知道如何根據(jù)需要減小或增大摩擦力，認識到了運動的物體具有能量。本課就是圍繞設計制作小車展開的，這既能對之前所學的知識和技能進行歸納、總結，又能進一步培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，發(fā)展對工程設計的認識、理解和應用。　　通過對學生前概念的調查，發(fā)現(xiàn)四年級的學生具有豐富的想象力，對許多事物充滿好奇，也十分熱衷于制作一些新奇的物品，這都是對開展設計活動有利的基礎。但要把想象變?yōu)閷嶋H的作品，要克服的困難是很多的，因此，在教學中應該引導學生利用已有的經(jīng)驗、知識和技能去設計“能做得到”的產(chǎn)品，還要讓他們能持續(xù)圍繞一個主題開展有始有終的實踐活動。綜合以上考慮，故將本節(jié)課的教學重點分為兩個板塊：　　一、明確問題板塊。讓學生明白本節(jié)課的任務，明確制作小車的三點要求。　　二、制訂方案板塊。先通過觀察小車模型的活動，讓學生了解小車各部分的結構和作用；再通過討論確定小車的設計方案并繪制設計圖。 課后作業(yè)見“狀元成才路”系列叢書《創(chuàng)優(yōu)作業(yè)100分》對應課時訓練。 
第7課時《設計與制作（一）》【教學目標】科學概念目標1.工程設計中需要運用相關的科學概念來解決問題。2.工程設計具有一定的執(zhí)行程序。科學探究目標1.能根據(jù)任務和提供的材料設計方案、繪制設計圖。2.在設計討論活動中，能傾聽他人的想法，并與之交流。3.能對自己的想法和結果進行反思，做出自我評價和調整。科學態(tài)度目標1.發(fā)展對工程設計和動手制作的興趣，激發(fā)創(chuàng)新精神。2.能夠接納他人的觀點，不斷完善自己的設計制作。科學、技術、社會與環(huán)境目標1.體會到制作的關鍵在于設計。2.人們不斷改進設計以滿足不斷增加的需求。3.意識到科學技術的發(fā)展能促進社會發(fā)展帶。【教學重點】能根據(jù)任務和提供的材料設計方案、繪制設計圖。   【教學準備】教師準備：硬紙盒、剪刀、橡皮筋、輪子、連接軸、膠水、吸管、膠帶、氣球、教學課件。學生準備：活動手冊。 
 
【教學流程】教學環(huán)節(jié)教師指導與評價學生學習活動評價要點一、導入（2分鐘）在本單元的學習中，我們一直離不開一樣東西，它是什么呢？它就是小車，我們今天這節(jié)課的任務是要設計一輛具有動力的小車。板書：設計與制作（一）學生任務:回顧學習過程、思考并回答問題。揭示課題。二、明確問題（6分鐘）設計制作的一般流程為：①明確問題———明確設計什么,用途是什么,具體要求有什么;②制定訂案——頭腦風暴,研究會遇到什么問題,怎樣解決,制訂最優(yōu)方案;③實施方案———團隊協(xié)作,根據(jù)方案加工制作,匯報展示;④評估與改進——根據(jù)標準評估、打分,反思方案、制作以及整個過程存在的問題,并進一步改進。我們的設計制作任務要求如下：任務：請利用生活中的材料設計制作一輛具有動力的小車，使它能在5秒內把兩塊橡皮運輸1米遠。要求：1.車身長度不超過25厘米。2.用橡皮筋或氣球作動力。3.只能利用提供的材料。制作小車的材料有：硬紙盒、剪刀、橡皮筋、輪子、連接軸、膠水、吸管、膠帶、氣球。學生任務:了解設計制作流程，明確問題及任務要求。了解工程設計具有一定的執(zhí)行程序，并明確問題。三、制訂方案（30 分鐘）任務一：觀察小車模型。教師出示小車模型，學生分小組觀察小車模型，了解小車的結構。引導學生關注模型小車的結構和每個結構的特點和作用。任務二：討論、確定小車的設計方案，繪制設計圖。1.思考本組設計采用的動力方式，橡皮筋驅動小車或氣球驅動小車。2.各部分所用材料有什么，每種材料的加工方式和使用工具以及各部分的連接方式。3.設計圖可以從多角度進行繪畫，更全面地反映小車結構。4.對于各部分結構所需用的材料和尺寸在圖紙上進行適當?shù)臉俗ⅰ?/span> 學生任務一:觀察小車模型過程:觀察分析小車模型的結構、思考每個結構具有的特點與自身的作用學生任務二:確定方案、繪制圖紙過程：1.小組討論、思考安裝橡皮筋回顧用橡皮筋和氣球作動力的小車的安裝方法;怎樣增大小車的動力？怎樣延長動力作用于小車的時間等。2.商議各部分所用材料。思考怎樣安裝車輪可以使輪子自由轉動等問題。3.在活動手冊上繪制設計圖，從多個角度畫出小車，記錄下每部分的材料并標注尺寸。 在小組討論、制訂方案的過程之中，能傾聽他人的想法，并與之交流。與此同時體會到制作的關鍵在于設計。發(fā)展對工程設計和動手制作的興趣，激發(fā)創(chuàng)新精神。 四、展示（2分鐘）選取一組同學的設計，簡單介紹展示。學生任務:傾聽介紹思路、反思自己的設計。通過介紹展示，了解設計、介紹的思路，能對自己的想法和結果進行反思，做出自我評價和調整。