8 設計制作小車（二） 教學設計-2024-2025學年科學四年級上冊教科版

8設計制作小車（二）教學設計-2024-2025學年科學四年級上冊教科版課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教材分析8設計制作小車（二）教學設計-2024-2025學年科學四年級上冊教科版

本課節(jié)選自教科版四年級上冊科學教材，旨在通過設計制作小車活動，引導學生運用所學知識解決實際問題，培養(yǎng)學生的動手實踐能力和創(chuàng)新思維。課程內容與課本緊密相連，強調學生通過小組合作、實踐探究，掌握小車設計的基本原理和制作方法。二、核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的科學探究能力、創(chuàng)新思維和團隊合作精神。學生將通過設計制作小車的過程，學會提出問題、設計實驗、分析數(shù)據(jù)和解決問題，從而提升科學思維和實踐操作能力。同時，通過小組合作，學生將學會溝通協(xié)作，培養(yǎng)團隊意識和社交技能。三、教學難點與重點1.教學重點，

①理解小車設計的基本原理，包括重力、摩擦力和平衡力的作用。

②掌握小車制作的基本步驟，包括選材、設計圖紙、組裝和調試。

③學會使用簡單的測量工具，如尺子、量角器等，進行尺寸和角度的精確測量。

2.教學難點，

①理解并應用力學原理于實際設計，解決小車在運動過程中可能出現(xiàn)的問題，如速度控制、轉向等。

②在有限的材料和時間條件下，創(chuàng)新設計，優(yōu)化小車性能，提高其穩(wěn)定性和實用性。

③小組合作中，協(xié)調團隊成員的工作，解決設計過程中出現(xiàn)的分歧和沖突，確保項目順利進行。四、教學資源-軟硬件資源：小車制作套件（包含輪子、軸、齒輪等）、剪刀、膠水、螺絲刀、電池等。

-課程平臺：教科書、科學實驗手冊。

-信息化資源：科學教育軟件、在線實驗視頻教程。

-教學手段：實物展示、小組討論、角色扮演、實驗報告。五、教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對小車設計興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道小車是什么嗎？它在我們的生活中有哪些用途？”

展示一些關于小車的圖片或視頻片段，讓學生初步感受小車的魅力或特點。

簡短介紹小車的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.小車基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解小車的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解小車的定義，包括其主要組成元素或結構。

詳細介紹小車的組成部分，如驅動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)等，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.小車案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解小車的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的小車案例進行分析，如自行車、電動汽車等。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解小車的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或學習的影響，以及如何應用小車解決實際問題。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與小車設計相關的問題進行深入討論，如如何提高小車的速度、穩(wěn)定性等。

小組內討論該問題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對小車的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括問題的分析、解決方案的提出和討論過程中的亮點。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內容，強調小車的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內容，包括小車的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調小車在現(xiàn)實生活或學習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用小車。

7.課后作業(yè)

目標：鞏固學習效果，提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學生設計并制作一個小車模型，要求考慮實用性、速度和穩(wěn)定性等因素。

作業(yè)要求學生記錄設計過程，包括選材、設計圖紙、組裝和測試等步驟，并撰寫一份簡短的報告。

8.教學反思

目標：總結教學經驗，為后續(xù)教學提供參考。

過程：

課后，教師應反思本節(jié)課的教學效果，包括學生的參與度、學習效果和課堂氛圍等。

教師應記錄教學中的亮點和不足，并提出改進措施，以便在未來的教學中不斷優(yōu)化教學方法和策略。六、學生學習效果學生學習效果

在本節(jié)課的學習結束后，學生將取得以下方面的效果：

1.知識掌握：

學生能夠理解小車的基本組成和工作原理，包括驅動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)等。

學生掌握了小車設計的基本原則，如平衡、摩擦力、重力等力學知識的應用。

學生了解了不同類型小車的特點和適用場景，如玩具車、模型車、競賽車等。

2.技能提升：

學生學會了使用測量工具，如尺子、量角器等，進行精確的尺寸和角度測量。

學生通過動手實踐，提高了動手操作能力和解決問題的能力。

學生在小組合作中，學會了溝通協(xié)作，提升了團隊協(xié)作能力和社交技能。

3.思維發(fā)展：

學生通過設計制作小車的過程，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和批判性思維能力。

學生學會了從實際問題出發(fā)，運用所學知識進行設計，并不斷優(yōu)化設計方案。

學生在案例分析中，學會了分析問題、解決問題的思維方式，提高了邏輯思維能力。

4.實踐應用：

學生能夠將所學知識應用于實際生活中，如設計自己的玩具車、模型車等。

學生能夠通過小車制作活動，提高對科學實驗和工程實踐的興趣。

學生在課后作業(yè)中，能夠運用所學知識解決實際問題，如提高小車的速度、穩(wěn)定性等。

5.價值觀培養(yǎng)：

學生通過小組合作，學會了尊重他人、傾聽意見，培養(yǎng)了團隊精神。

學生在制作小車過程中，學會了堅持不懈、勇于嘗試，培養(yǎng)了堅韌不拔的品質。

學生認識到科學知識的力量，激發(fā)了他們對科學探索的興趣和熱情。七、課堂小結，當堂檢測課堂小結：

在本節(jié)課的學習中，我們共同探討了小車設計的相關知識。首先，我們了解了小車的基本組成和工作原理，包括驅動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)等。接著，我們學習了小車設計的基本原則，如平衡、摩擦力、重力等力學知識的應用。通過這些學習，學生們不僅掌握了小車的理論知識，還通過實踐操作，提高了動手能力和解決問題的能力。

為了鞏固今天的學習內容，我們進行了以下課堂小結：

1.回顧小車的組成部分，包括驅動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)等。

2.強調小車設計的基本原則，如平衡、摩擦力、重力等力學知識的應用。

3.討論不同類型小車的特點和適用場景，如玩具車、模型車、競賽車等。

4.總結小組討論中的亮點和不足，提出改進建議。

當堂檢測：

為了檢測學生對本節(jié)課內容的掌握程度，我們將進行以下當堂檢測：

1.單項選擇題：請從以下選項中選擇正確答案。

a)小車的驅動系統(tǒng)主要由什么組成？A.輪子B.軸C.齒輪D.以上都是

b)小車的設計中，以下哪個因素不是影響小車性能的重要因素？A.重量B.平衡C.摩擦力D.電池容量

2.判斷題：請判斷以下說法是否正確。

a)小車的轉向系統(tǒng)主要是通過改變輪子的角度來實現(xiàn)轉向的。（正確/錯誤）

b)小車的懸掛系統(tǒng)主要作用是減小行駛過程中的震動。（正確/錯誤）

3.簡答題：請簡述小車設計的基本原則，并舉例說明。

4.實踐操作題：請根據(jù)所學知識，設計一個小車模型，并簡要說明你的設計思路。八、典型例題講解1.例題：一輛小車的質量為1.5千克，它在水平地面上勻速直線運動時，受到的摩擦力為0.6牛頓。求小車的速度。

解答：由于小車在水平地面上勻速直線運動，根據(jù)牛頓第一定律，小車所受的合外力為零。因此，小車受到的摩擦力與驅動力相等，方向相反。設小車的速度為v，則有：

驅動力-摩擦力=0

驅動力=摩擦力=0.6牛頓

根據(jù)功率公式P=Fv，其中P為功率，F(xiàn)為力，v為速度，我們可以求得速度v：

P=Fv

v=P/F

由于題目中沒有給出功率P，我們可以假設小車以一定的功率運行，例如假設P=1.2瓦特（這是一個假設值，用于演示計算過程）：

v=1.2瓦特/0.6牛頓=2米/秒

所以，小車的速度為2米/秒。

2.例題：一個模型小車的質量為200克，在斜面上以5米/秒2的加速度下滑。求小車受到的斜面支持力。

解答：首先，我們需要計算小車在斜面上受到的重力分量。設斜面的角度為θ，重力加速度為g，則重力分量如下：

Fg_parallel=mg*sin(θ)

Fg_perpendicular=mg*cos(θ)

其中，m為小車質量，g為重力加速度，θ為斜面角度。

假設斜面角度θ為30度，g取9.8米/秒2，則：

Fg_parallel=0.2千克*9.8米/秒2*sin(30°)=0.98牛頓

Fg_perpendicular=0.2千克*9.8米/秒2*cos(30°)=0.86牛頓

小車受到的斜面支持力即為垂直方向上的重力分量，即：

支持力=Fg_perpendicular=0.86牛頓

3.例題：一輛小車的質量為500千克，在水平路面上行駛時，其驅動輪與地面之間的摩擦系數(shù)為0.3。求小車以5米/秒2的加速度行駛時，地面施加在小車上的摩擦力。

解答：首先，計算小車受到的驅動力F，根據(jù)牛頓第二定律F=ma，其中m為質量，a為加速度：

F=500千克*5米/秒2=2500牛頓

小車受到的摩擦力F_friction由摩擦系數(shù)μ和垂直于接觸面的正壓力N決定，即：

F_friction=μ*N

在水平路面上，正壓力N等于小車的重力，即N=mg。因此：

F_friction=μ*mg

假設摩擦系數(shù)μ為0.3，重力加速度g為9.8米/秒2，則：

F_friction=0.3*500千克*9.8米/秒2=1470牛頓

所以，地面施加在小車上的摩擦力為1470牛頓。

4.例題：一個模型小車在水平面上以2米/秒2的加速度加速行駛。如果小車的質量為300克，求小車在加速過程中受到的驅動力。

解答：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，其中F為力，m為質量，a為加速度：

F=0.3千克*2米/秒2=0.6牛頓

所以，小車在加速過程中受到的驅動力為0.6牛頓。

5.例題：一輛小車的質量為800千克，在斜面上以3米/秒2的加速度下滑。如果斜面角度為15度，求小車受到的斜面支持力和重力分量。

解答：首先，計算小車在斜面上的重力分量：

Fg_parallel=mg*sin(θ)

Fg_perpendicular=mg*cos(θ)

其中，m為小車質量，g為重力加速度，θ為斜面角度。

假設g為9.8米/秒2，θ為15度，則：

Fg_parallel=800千克*9.8米/秒2*sin(15°)≈267.8牛頓

Fg_perpendicular=800千克*9.8米/秒2*cos(15°)≈785.7牛頓

所以，小車受到的斜面支持力為785.7牛頓，重力分量（平行于斜面）為267.8牛頓。內容邏輯關系1.小車設計的基本原理

①基本概念：小車的基本組成和工作原理。

②組成部分：驅動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)等。

③原理應用：平衡、摩擦力、重力等力學知識在小車設計中的應用。

2.小車設計的基本步驟

①選材：根據(jù)設計需求選擇合適的材料和零件。

②設計圖紙：繪制小車的設計圖紙，包括尺寸、形狀和連接方式。

③組裝：按照設計圖紙將零件組裝成小車模型。

④調試：測試小車的性能，調整參數(shù)以優(yōu)化性能。

3.小車性能優(yōu)化

①速度控制：通過調整驅動系統(tǒng)，如改變齒輪比