第7課我們的“過山車”（教學設計）-2023-2024學年三年級下冊科學教科版課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設計思路嗨，同學們！今天咱們這節(jié)課要一起探索一個充滿樂趣的科學現(xiàn)象——“過山車”。首先，我會用一個有趣的動畫視頻引入，讓大家直觀地感受過山車的運動軌跡。然后，我會引導你們動手做一個簡單的過山車模型，通過觀察和實驗，發(fā)現(xiàn)速度、高度和形狀對過山車的影響。最后，我們會用圖表和數(shù)學公式來分析這些現(xiàn)象，讓你們體驗科學的魅力。讓我們一起踏上這趟刺激的“過山車”之旅吧！????二、核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)同學們的科學探究能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新實踐能力。通過觀察過山車的運動，學生將學會提出問題、設計實驗、收集數(shù)據(jù)、分析結果，并運用數(shù)學工具進行解釋。同時，鼓勵學生發(fā)揮想象力，設計獨特的過山車模型，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識。在整個過程中，學生將體驗到科學研究的樂趣，提升對科學的興趣和責任感。三、學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關知識：

同學們在之前的學習中已經(jīng)接觸過簡單的物理現(xiàn)象，如重力、摩擦力等。他們對物體的運動和力的作用有一定的了解，這將為今天的學習奠定基礎。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

三年級的學生對新鮮事物充滿好奇，對科學實驗特別感興趣。他們的動手能力和觀察力逐漸增強，但邏輯思維和抽象思維能力仍需培養(yǎng)。在課堂上，他們傾向于通過實際操作和直觀體驗來學習，因此，設計互動性強的教學活動能夠激發(fā)他們的學習熱情。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

部分學生可能在理解速度、高度與過山車運動關系時遇到困難，尤其是在將抽象概念與具體實例相結合時。此外，設計過山車模型時，學生可能會遇到材料選擇、結構穩(wěn)定性等方面的挑戰(zhàn)。針對這些困難，教師應提供適當?shù)闹笇Ш椭С?，幫助學生逐步克服。四、教學方法與策略為了實現(xiàn)教學目標，我將采用多種教學方法。首先，通過講授法介紹過山車的基本原理，讓學生對相關知識有一個初步的了解。接著，組織小組討論，讓學生分享他們對過山車運動的看法，培養(yǎng)他們的合作能力和表達能力。實驗環(huán)節(jié)中，學生將分組進行過山車模型制作，通過實際操作加深對物理現(xiàn)象的理解。此外，利用多媒體展示過山車設計的視頻和圖片，激發(fā)學生的興趣，并輔助他們進行視覺學習。游戲化教學也將被引入，通過“過山車設計大賽”等活動，提高學生的參與度和學習樂趣。五、教學流程一、導入新課（用時5分鐘）

1.創(chuàng)設情境：播放一段過山車主題的電影或動畫片段，激發(fā)學生的興趣。

2.提問導入：引導學生思考過山車是如何運動的？為什么過山車會有那么大的吸引力？

3.引出課題：今天我們就來探索過山車的奧秘，學習過山車運動的相關知識。

二、新課講授（用時10分鐘）

1.講解過山車的結構：介紹過山車的組成部分，如軌道、座椅、安全裝置等。

2.分析過山車的運動規(guī)律：講解重力、摩擦力等物理因素對過山車運動的影響。

3.舉例說明：通過實際案例，如不同類型的過山車，讓學生了解過山車的多樣性。

三、實踐活動（用時15分鐘）

1.分組討論：將學生分成小組，討論過山車設計的關鍵要素，如速度、高度、形狀等。

2.制作過山車模型：每個小組利用提供的材料，制作一個簡單的過山車模型。

3.測試模型：讓學生測試他們的過山車模型，觀察并記錄運動情況。

四、學生小組討論（用時10分鐘）

1.過山車設計的關鍵要素：

-速度：討論如何調(diào)整過山車的速度，以增加刺激感。

-高度：分析過山車高度對體驗的影響，如心理和物理上的感受。

-形狀：探討不同形狀的軌道如何影響過山車的運動軌跡和體驗。

2.材料選擇：

-學生討論使用不同材料制作過山車模型的效果，如塑料、紙板等。

-分析材料對模型穩(wěn)定性和運動性能的影響。

3.結構穩(wěn)定性：

-學生討論如何確保過山車模型在測試過程中的穩(wěn)定性。

-舉例說明加固措施，如增加支撐、使用粘合劑等。

五、總結回顧（用時5分鐘）

1.回顧本節(jié)課學習的主要內(nèi)容：過山車的結構、運動規(guī)律和設計要素。

2.強調(diào)重點：重力、摩擦力對過山車運動的影響，以及如何通過設計調(diào)整體驗。

3.鼓勵學生：希望同學們在課后繼續(xù)探索科學知識，設計出更精彩的過山車。

整個教學流程用時約35分鐘，剩余時間可用于學生提問、教師解答以及課堂小結。通過以上環(huán)節(jié)，學生將能夠掌握過山車運動的基本知識，并通過實踐活動提升科學探究能力和創(chuàng)新思維。六、拓展與延伸一、提供與本節(jié)課內(nèi)容相關的拓展閱讀材料

1.《過山車原理揭秘》：這本書詳細介紹了過山車的歷史、設計原理和科技發(fā)展，適合對過山車感興趣的同學們閱讀。

2.《物理世界中的過山車》：本書從物理學角度出發(fā)，解釋了過山車運動中的力學原理，適合對物理感興趣的同學們深入探索。

3.《設計你的過山車》：這是一本互動性很強的書籍，提供了過山車設計的指南和案例，鼓勵讀者動手實踐。

二、鼓勵學生進行課后自主學習和探究

1.學生可以嘗試設計自己的過山車模型，并記錄設計過程和實驗結果。

2.通過網(wǎng)絡資源或圖書館，尋找更多關于過山車的歷史、科技和設計的資料，進行深入研究。

3.觀察現(xiàn)實中的過山車，分析其設計特點，并與課本所學知識進行對比。

三、知識點拓展

1.過山車的歷史：了解過山車的起源和發(fā)展，包括早期的木質(zhì)過山車到現(xiàn)代的鋼制過山車。

2.過山車的力學原理：研究過山車運動中的重力、摩擦力、離心力等力學現(xiàn)象。

3.過山車設計要素：探討過山車設計中的速度、高度、形狀、材料選擇等因素對體驗的影響。

4.過山車安全標準：了解過山車設計中的安全標準和測試方法，如碰撞測試、載人測試等。

5.過山車科技發(fā)展：研究過山車在設計、制造和運營過程中所應用的最新科技，如計算機模擬、自動化控制系統(tǒng)等。

四、實踐活動建議

1.組織學生進行過山車模型制作比賽，鼓勵創(chuàng)新和團隊合作。

2.安排參觀當?shù)氐倪^山車主題公園，讓學生實地觀察和體驗。

3.邀請相關領域的專家來校進行講座，分享過山車設計和運營的經(jīng)驗。七、課堂課堂評價是教學過程中不可或缺的一環(huán)，它有助于教師了解學生的學習情況，及時調(diào)整教學策略，確保教學目標的實現(xiàn)。以下是我對課堂評價的具體實施方法：

1.課堂提問

提問是了解學生學習情況的有效手段。在課堂教學中，我會通過以下方式提問：

-開放性問題：鼓勵學生發(fā)散思維，提出自己的觀點和看法。

-逐步引導性問題：針對學生的回答，逐步深入，引導學生思考。

-知識點回顧性問題：幫助學生鞏固課堂所學知識。

2.觀察學生參與度

觀察學生的課堂參與度，可以了解他們對課程的興趣和掌握程度。以下是我會關注的幾個方面：

-學生是否積極參與討論和活動。

-學生在實驗操作中的表現(xiàn)，如是否按照要求進行操作，是否能夠獨立思考。

-學生在解決問題時的態(tài)度，如是否主動尋求幫助，是否能夠堅持到底。

3.課堂測試

課堂測試是檢驗學生學習效果的重要手段。以下是我會采用的測試方式：

-簡答題：考察學生對基本概念和原理的理解。

-實驗報告：評估學生在實驗過程中的操作技能和數(shù)據(jù)分析能力。

-小組展示：考察學生的團隊合作能力和表達能力。

4.及時反饋

在課堂評價過程中，我會及時給予學生反饋，幫助他們發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。以下是我會采取的反饋方式：

-針對學生的回答，給予肯定和鼓勵，增強他們的自信心。

-對于錯誤，耐心解釋原因，并提供正確的解答。

-對于優(yōu)秀的學生，給予表揚，激發(fā)他們的學習熱情。

5.教學策略調(diào)整

根據(jù)課堂評價的結果，我會及時調(diào)整教學策略，以適應學生的學習需求。以下是我會采取的措施：

-優(yōu)化教學內(nèi)容，確保學生能夠理解和掌握。

-改進教學方法，提高學生的學習興趣和參與度。

-加強與學生的溝通，了解他們的困惑和需求。八、重點題型整理1.題型一：過山車運動軌跡分析

-題目：假設一個過山車從高度為20米的點開始下滑，不考慮空氣阻力，求過山車到達地面時的速度。

-解答：使用自由落體運動的公式\(v^2=u^2+2gh\)，其中\(zhòng)(v\)是最終速度，\(u\)是初始速度（此處為0），\(g\)是重力加速度（約9.8m/s2），\(h\)是高度差。計算得到\(v=\sqrt{2\times9.8\times20}\approx19.8\)m/s。

2.題型二：過山車最高點的速度計算

-題目：一個過山車在最高點時速度為0，從最高點下降到地面，軌道長度為100米，求過山車在地面時的速度。

-解答：使用能量守恒定律，過山車在最高點的勢能轉化為地面時的動能。設過山車質(zhì)量為\(m\)，重力加速度為\(g\)，則有\(zhòng)(mgh=\frac{1}{2}mv^2\)。解得\(v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times9.8\times100}\approx14\)m/s。

3.題型三：過山車曲線軌道的半徑計算

-題目：一個過山車在曲線軌道的最高點時速度為5m/s，求該曲線軌道的半徑。

-解答：使用向心加速度的公式\(a_c=\frac{v^2}{r}\)，其中\(zhòng)(a_c\)是向心加速度，\(v\)是速度，\(r\)是軌道半徑。由于在最高點，向心加速度等于重力加速度\(g\)，所以\(g=\frac{v^2}{r}\)。解得\(r=\frac{v^2}{g}=\frac{5^2}{9.8}\approx2.55\)米。

4.題型四：過山車設計中的摩擦力影響

-題目：在設計過山車時，如何考慮摩擦力對過山車運動的影響？

-解答：摩擦力會減慢過山車的速度，影響其運動軌跡。在設計時，應考慮以下因素：

-使用潤滑劑減少摩擦。

-優(yōu)化軌道設計，減少不必要的彎曲和傾斜。

-選擇合適的材料，降低摩擦系數(shù)。

5.題型五：過山車安全裝置的作用

-題目：過山車上的安全裝置有哪些？它們的作用是什么？

-解答：過山車上的安全裝置包括：

-安全帶：確保乘