教科版三年級科學(xué)下冊《測試“過山車”》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教案基本信息授課年級：三年級下冊課時安排：1課時（40分鐘）核心素養(yǎng)目標(biāo)：知識目標(biāo)：知道過山車軌道的基本組成（起點(diǎn)、軌道、終點(diǎn)），了解“坡度大小、軌道長度”會影響小球的運(yùn)動速度與穩(wěn)定性；能力目標(biāo)：通過小組合作測試自制過山車模型，能用“秒表計(jì)時、觀察記錄”等方法收集數(shù)據(jù)，分析并改進(jìn)軌道設(shè)計(jì)；情感目標(biāo)：感受工程設(shè)計(jì)中“測試—改進(jìn)—優(yōu)化”的過程，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與問題解決能力，激發(fā)對技術(shù)與工程的探究興趣。二、教學(xué)重難點(diǎn)維度重點(diǎn)內(nèi)容難點(diǎn)突破策略知識理解明確過山車測試的核心指標(biāo)（小球能否順利通過軌道、運(yùn)動速度），理解坡度對運(yùn)動的影響設(shè)計(jì)“對比測試”（不同坡度軌道測試），用秒表記錄運(yùn)動時間，直觀感受“坡度大速度快、坡度小速度慢”實(shí)踐操作規(guī)范完成過山車模型測試，準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)并分析問題（如小球脫軌、卡頓）提供“測試記錄單”（含數(shù)據(jù)記錄、問題分析欄），教師示范計(jì)時方法，巡回指導(dǎo)小組解決脫軌等問題思維培養(yǎng)基于測試結(jié)果提出軌道改進(jìn)方案（如增加護(hù)欄、調(diào)整坡度），理解“設(shè)計(jì)—測試—改進(jìn)”的工程邏輯開展“問題頭腦風(fēng)暴”，引導(dǎo)小組從“小球脫軌原因”反向推導(dǎo)改進(jìn)措施，用“改進(jìn)前后對比圖”呈現(xiàn)優(yōu)化思路三、教學(xué)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料：教師：自制過山車模型（用PVC管、軌道積木搭建，含不同坡度軌道）、秒表、小球（玻璃球/乒乓球，重量均勻）、卷尺、記錄板、“過山車測試評分表”；學(xué)生：課前分組完成的過山車模型（材料：硬紙板軌道、膠帶、支架（如積木、飲料瓶）、小球）、《過山車測試記錄單》、鉛筆、彩筆。多媒體資源：視頻：游樂園過山車運(yùn)行片段（1分鐘，展示軌道組成與小球運(yùn)動軌跡）；圖片：過山車軌道設(shè)計(jì)示意圖（標(biāo)注“起點(diǎn)、彎道、終點(diǎn)、護(hù)欄”）、常見測試問題圖（如軌道銜接不順暢、坡度太陡導(dǎo)致脫軌）。四、教學(xué)過程1.情境導(dǎo)入：“過山車為什么能跑起來？”（5分鐘）視頻激趣：播放游樂園過山車運(yùn)行視頻，定格軌道特寫畫面，提問：“過山車能沿著軌道快速跑，還不會掉下來，它的軌道設(shè)計(jì)有什么秘密？我們自己做的過山車模型，能讓小球順利跑完全程嗎？今天我們就通過‘測試過山車’，尋找答案！”明確任務(wù)：板書課題《測試“過山車”》，講解本節(jié)課核心任務(wù)——“測試我們的過山車模型，看看小球能否順利通過，記錄它的運(yùn)動情況，還要想辦法改進(jìn)讓它跑得更好！”2.探究活動1：明確測試標(biāo)準(zhǔn)與方法（8分鐘）（1）討論：“怎樣才算‘合格的過山車’？”（4分鐘）問題引導(dǎo)：展示“過山車測試問題圖”（小球脫軌、卡頓），提問：“這些情況說明過山車模型有問題，那我們的測試要關(guān)注哪些方面？”小組討論：每組圍繞“測試指標(biāo)”發(fā)言，教師總結(jié)核心測試標(biāo)準(zhǔn)：①安全性：小球能沿著軌道跑完全程，不脫軌、不卡頓；②速度性：用秒表記錄小球從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時間，觀察運(yùn)動速度；③穩(wěn)定性：軌道銜接順暢，支架不晃動。（2）學(xué)習(xí)測試方法（4分鐘）教師示范：①計(jì)時方法：將小球放在起點(diǎn)，秒表歸零，松手瞬間開始計(jì)時，小球到達(dá)終點(diǎn)時停止計(jì)時，記錄時間（保留小數(shù)點(diǎn)后1位）；②數(shù)據(jù)記錄：用卷尺測量軌道總長度，記錄在《測試記錄單》上；③問題標(biāo)記：若小球脫軌，用彩筆在軌道對應(yīng)位置做標(biāo)記，注明“脫軌點(diǎn)”。安全提示：“測試時小球可能會滾落，大家要注意安全，不要用手去接快速運(yùn)動的小球；小組分工合作，一人計(jì)時、一人放球、一人記錄，確保測試有序。”3.探究活動2：小組合作——過山車測試與記錄（15分鐘）（1）分組測試（10分鐘）任務(wù)布置：每組按“測試標(biāo)準(zhǔn)”開展3次測試（避免偶然誤差），完成《過山車測試記錄單》：測試次數(shù)軌道總長度（厘米）小球運(yùn)動時間（秒）運(yùn)動情況（順利通過/脫軌/卡頓）問題描述（如脫軌位置、卡頓原因）123教師指導(dǎo)：①巡回觀察各組測試，重點(diǎn)幫助解決“計(jì)時不準(zhǔn)確”（如松手與計(jì)時不同步）、“小球脫軌”（如軌道銜接處有縫隙，指導(dǎo)用膠帶加固）等問題；②提醒小組：若3次測試均出現(xiàn)脫軌，先暫停測試，分析脫軌原因（如坡度太陡、軌道無護(hù)欄），簡單調(diào)整后再測試。（2）數(shù)據(jù)匯總與初步分析（5分鐘）小組匯報(bào)：邀請2-3組分享測試結(jié)果，如“我們的過山車軌道長120厘米，小球最快用了8.5秒通過，但是在彎道處脫軌了”；集體討論：“為什么有的小組小球跑得慢，有的跑得快？”（引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)：軌道坡度大、長度短，速度快；坡度小、長度長，速度慢）；“小球脫軌可能是什么原因？”（預(yù)設(shè)：軌道無護(hù)欄、坡度太陡、軌道銜接不順暢）。4.探究活動3：改進(jìn)優(yōu)化——讓過山車更好跑（12分鐘）（1）“問題頭腦風(fēng)暴”（5分鐘）聚焦問題：每組結(jié)合測試記錄單，討論“我們的過山車有哪些問題？怎么改進(jìn)？”，教師引導(dǎo)從“軌道、支架、小球”三個維度思考：軌道問題：脫軌→增加護(hù)欄（用硬紙板條粘貼在軌道兩側(cè)）；卡頓→打磨軌道銜接處，使其更平滑；支架問題：晃動→用重物（如書本）固定支架底部；坡度問題：太快易脫軌→減小起點(diǎn)坡度；太慢→適當(dāng)增大起點(diǎn)坡度。繪制改進(jìn)圖：每組在記錄單背面畫“改進(jìn)前后對比圖”，用紅筆標(biāo)注改進(jìn)部位（如“在彎道處加護(hù)欄”），簡單說明改進(jìn)理由。（2）二次測試與效果驗(yàn)證（7分鐘）小組實(shí)踐：每組根據(jù)改進(jìn)方案，用5分鐘快速調(diào)整模型（如加護(hù)欄、調(diào)整坡度），然后進(jìn)行1次二次測試；對比分析：記錄二次測試的運(yùn)動時間與運(yùn)動情況，對比“改進(jìn)前后”的變化，如“改進(jìn)后小球沒有脫軌，時間從10秒縮短到8秒，跑得更順暢了”；評價激勵：教師用“過山車測試評分表”（從“安全性、速度性、改進(jìn)效果”打分），對各組表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評，表揚(yáng)“改進(jìn)思路清晰、合作默契”的小組。5.總結(jié)與延伸：“工程設(shè)計(jì)的秘密”（8分鐘）課堂總結(jié)：①回顧核心：過山車測試要關(guān)注“小球能否順利通過、運(yùn)動速度”，坡度、軌道銜接會影響運(yùn)動；工程設(shè)計(jì)中，我們要通過“測試發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)解決問題”，讓設(shè)計(jì)更完善；②知識拓展：播放工程師改進(jìn)過山車設(shè)計(jì)的短視頻（1分鐘），講解“真實(shí)的過山車設(shè)計(jì)，會經(jīng)過上百次測試，確保安全又刺激”。課后任務(wù)：①完善改進(jìn)：和小組同學(xué)一起，根據(jù)課堂測試結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化過山車模型，拍攝“改進(jìn)后模型運(yùn)行視頻”（10-20秒），下節(jié)課分享；②創(chuàng)意設(shè)計(jì)：思考“如果給過山車增加‘隧道’‘螺旋軌道’，需要注意什么？”，用彩筆繪制“我的創(chuàng)意過山車設(shè)計(jì)圖”，標(biāo)注新功能（如隧道入口高度、螺旋軌道半徑）；③家庭實(shí)踐：和家長一起用家里的材料（如紙盒、吸管）搭建簡易軌道，測試不同重量小球的運(yùn)動情況，記錄發(fā)現(xiàn)。五、板書設(shè)計(jì)測試“過山車”測試標(biāo)準(zhǔn)安全：小球不脫軌、不卡頓速度：用秒表計(jì)時，記錄運(yùn)動時間穩(wěn)定：軌道銜接順、支架不晃測試發(fā)現(xiàn)坡度大→速度快；坡度小→速度慢問題：脫軌（缺護(hù)欄）、卡頓（銜接差）改進(jìn)方法加護(hù)欄→防脫軌；磨銜接→防卡頓；調(diào)坡度→控速度工程邏輯：設(shè)計(jì)→測試→改進(jìn)→優(yōu)化六、教學(xué)反思（課后填寫）學(xué)