《測(cè)試“過山車”》（教案）2023-2024學(xué)年教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)

《測(cè)試“過山車”》（教案）2023-2024學(xué)年教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容《測(cè)試“過山車”》（教案）

2023-2024學(xué)年教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)

本節(jié)課我們將探索教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)第七單元“力的世界”中的第二章“過山車”。教學(xué)內(nèi)容主要包括：

1.了解過山車運(yùn)動(dòng)的基本原理；

2.探究重力、慣性、摩擦力等在過山車運(yùn)動(dòng)中的作用；

3.實(shí)踐操作：設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡(jiǎn)單的過山車模型，測(cè)試并優(yōu)化其性能；

4.總結(jié)過山車運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，并學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：

1.科學(xué)探究：通過設(shè)計(jì)、制作和測(cè)試過山車模型，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)等科學(xué)探究能力；

2.物理觀念：使學(xué)生理解重力、慣性、摩擦力等物理概念，并能運(yùn)用這些概念解釋過山車運(yùn)動(dòng)中的現(xiàn)象；

3.科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱愛，敢于面對(duì)困難和挑戰(zhàn)，善于合作與交流；

4.科學(xué)精神：激發(fā)學(xué)生探索未知、勇于創(chuàng)新的精神，學(xué)會(huì)從實(shí)踐中獲取知識(shí)，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)的興趣。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在之前的課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單機(jī)械（如斜面、滑輪）的基本原理，對(duì)力的概念有了初步了解，能夠識(shí)別重力、摩擦力等基本力，并了解它們?cè)谖矬w運(yùn)動(dòng)中的作用。

2.學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：三年級(jí)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作表現(xiàn)出濃厚的興趣，他們喜歡探究和發(fā)現(xiàn)，具有較強(qiáng)的觀察能力和動(dòng)手能力。學(xué)生們的學(xué)習(xí)風(fēng)格多樣，有的喜歡獨(dú)立思考，有的則更傾向于合作交流。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在理解過山車運(yùn)動(dòng)背后的復(fù)雜物理原理時(shí)，學(xué)生可能會(huì)感到困惑，尤其是對(duì)摩擦力、慣性的理解可能不夠深入。此外，設(shè)計(jì)并制作過山車模型時(shí)，學(xué)生可能會(huì)在如何優(yōu)化設(shè)計(jì)、解決實(shí)際問題等方面遇到挑戰(zhàn)，需要引導(dǎo)他們進(jìn)行批判性思考和創(chuàng)造性解決問題。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都提前準(zhǔn)備好教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)教材，以便課堂上隨時(shí)查閱；

2.輔助材料：準(zhǔn)備過山車運(yùn)動(dòng)的圖片、視頻資料，以及相關(guān)物理概念的圖表，用于輔助講解和展示；

3.實(shí)驗(yàn)器材：為學(xué)生提供制作過山車模型的材料，如紙板、塑料管、滑輪、膠帶等，并確保實(shí)驗(yàn)器材的安全性和完整性；

4.教室布置：將教室分為討論區(qū)、實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)和展示區(qū)，便于學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和展示成果。同時(shí)，提前檢查多媒體設(shè)備，確保教學(xué)過程中能夠順暢播放相關(guān)視頻和圖片。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

-教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校的學(xué)習(xí)平臺(tái)，發(fā)布關(guān)于過山車運(yùn)動(dòng)原理的預(yù)習(xí)資料，包括視頻和預(yù)習(xí)問題。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞過山車運(yùn)動(dòng)原理，設(shè)計(jì)問題如“過山車在運(yùn)動(dòng)中受到哪些力的作用？”

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過學(xué)習(xí)平臺(tái)跟蹤學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，確保學(xué)生提前了解課程內(nèi)容。

-學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生按照要求，觀看視頻，閱讀相關(guān)資料。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生嘗試回答預(yù)習(xí)問題，記錄自己的理解和疑問。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記或問題通過平臺(tái)提交。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)的能力。

信息技術(shù)手段：利用學(xué)習(xí)平臺(tái)和多媒體資源，提高預(yù)習(xí)效果。

-作用與目的：

幫助學(xué)生初步了解過山車運(yùn)動(dòng)原理，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和問題意識(shí)。

2.課中強(qiáng)化技能

-教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過播放過山車運(yùn)動(dòng)的視頻，激發(fā)學(xué)生興趣，引出本節(jié)課主題。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解重力、摩擦力等物理概念在過山車運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)制作過山車模型的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握相關(guān)知識(shí)。

解答疑問：及時(shí)解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中產(chǎn)生的疑問。

-學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，思考老師提出的問題。

參與課堂活動(dòng)：學(xué)生積極參與小組制作過山車模型，體驗(yàn)物理知識(shí)的應(yīng)用。

提問與討論：學(xué)生針對(duì)不懂的問題勇敢提問，參與小組討論。

-教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過講解，幫助學(xué)生理解物理概念。

實(shí)踐活動(dòng)法：通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

合作學(xué)習(xí)法：通過小組合作，加強(qiáng)學(xué)生之間的溝通與協(xié)作。

-作用與目的：

加深學(xué)生對(duì)過山車運(yùn)動(dòng)原理的理解，掌握相關(guān)物理概念。

通過實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)生的問題解決能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：根據(jù)課堂內(nèi)容，布置相關(guān)的課后作業(yè)，鞏固學(xué)生對(duì)物理概念的理解。

提供拓展資源：推薦一些科學(xué)網(wǎng)站和視頻，供學(xué)生進(jìn)一步探索過山車運(yùn)動(dòng)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

-學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)。

拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源，進(jìn)行更深入的自主學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，提出改進(jìn)建議。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生通過反思，促進(jìn)自我提升。

-作用與目的：

鞏固學(xué)生對(duì)過山車運(yùn)動(dòng)原理的理解。

拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，提高學(xué)生的自我反思和自我管理能力。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《力的世界》：深入探討各種力的概念，如重力、摩擦力、彈力等，以及它們?cè)谏钪械膽?yīng)用。

-《簡(jiǎn)單機(jī)械》：介紹簡(jiǎn)單機(jī)械的原理和應(yīng)用，如斜面、滑輪等，幫助學(xué)生更好地理解過山車模型中的機(jī)械原理。

-《過山車的設(shè)計(jì)與制作》：詳細(xì)介紹過山車的設(shè)計(jì)原則、制作過程和優(yōu)化方法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程設(shè)計(jì)能力。

-《科學(xué)家故事》：分享科學(xué)家在物理領(lǐng)域的研究故事，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的探索精神和堅(jiān)持不懈的品質(zhì)。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究過山車的歷史：鼓勵(lì)學(xué)生查閱資料，了解過山車的發(fā)展歷程，從最早的木制過山車到現(xiàn)代的鋼鐵結(jié)構(gòu)，探究技術(shù)的進(jìn)步如何影響過山車的設(shè)計(jì)和體驗(yàn)。

-探索不同類型的過山車：學(xué)生可以研究不同國(guó)家、不同主題公園的過山車，分析它們的獨(dú)特設(shè)計(jì)和運(yùn)作原理，以及如何滿足不同年齡段游客的需求。

-動(dòng)手實(shí)踐項(xiàng)目：學(xué)生可以嘗試在家中利用廢舊材料制作小型過山車模型，通過實(shí)際操作來理解課堂上學(xué)到的物理概念，如重力、摩擦力等，并嘗試解決制作過程中遇到的問題。

-調(diào)查過山車的安全措施：學(xué)生可以研究過山車運(yùn)動(dòng)中的安全措施，了解工程師如何通過設(shè)計(jì)來確保乘客的安全，包括安全帶、緊急制動(dòng)系統(tǒng)等。

-分析過山車對(duì)人體的生理影響：引導(dǎo)學(xué)生了解過山車運(yùn)動(dòng)對(duì)人體的影響，如加速度、高度變化等因素對(duì)人體心理和生理的影響，以及如何保證乘客的舒適度和安全性。典型例題講解例題1：解釋過山車在下坡時(shí)速度增加的原因。

答案：過山車在下坡時(shí)速度增加是因?yàn)橹亓ψ饔谩．?dāng)過山車從高處向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力會(huì)使過山車加速，因?yàn)橹亓?shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

例題2：如果過山車在水平軌道上行駛，它會(huì)一直保持勻速運(yùn)動(dòng)嗎？請(qǐng)說明原因。

答案：不會(huì)。由于摩擦力的存在，過山車在水平軌道上不會(huì)一直保持勻速運(yùn)動(dòng)。摩擦力會(huì)逐漸減慢過山車的速度，除非有外力（如電機(jī)推動(dòng)）來克服摩擦力。

例題3：設(shè)計(jì)一個(gè)過山車模型時(shí)，如何減少摩擦力對(duì)過山車運(yùn)動(dòng)的影響？

答案：可以通過以下方法減少摩擦力：

-使用光滑的材料制作軌道和車輪，以減少接觸面的粗糙度。

-使用滑輪和軸承來減少滾動(dòng)摩擦。

-保持車輪和軌道的清潔，避免灰塵和污垢增加摩擦。

例題4：在過山車的設(shè)計(jì)中，為什么要在爬坡段之后設(shè)計(jì)一個(gè)下坡段？

答案：爬坡段后設(shè)計(jì)下坡段是為了利用重力來幫助過山車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)。在爬坡時(shí)，過山車需要消耗能量來克服重力，而在下坡時(shí)，重力則可以幫助過山車加速，恢復(fù)在爬坡時(shí)損失的速度。

例題5：如果你在過山車的設(shè)計(jì)中增加一個(gè)圓形軌道，這會(huì)對(duì)過山車的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生什么影響？

答案：增加一個(gè)圓形軌道會(huì)使過山車在進(jìn)入圓形軌道時(shí)受到向心力的作用。這會(huì)導(dǎo)致過山車在圓形軌道上的速度發(fā)生變化，因?yàn)橄蛐牧π枰徊糠謩?dòng)能來維持過山車在圓周運(yùn)動(dòng)中的方向改變。因此，過山車在圓形軌道上的速度會(huì)比在直線軌道上慢，并且乘客會(huì)感受到向外的離心力。教學(xué)反思與改進(jìn)在本節(jié)課的教學(xué)中，我重點(diǎn)關(guān)注了學(xué)生對(duì)過山車運(yùn)動(dòng)原理的理解和應(yīng)用。通過課前自主探索、課中強(qiáng)化技能和課后拓展應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)，我希望幫助學(xué)生深入理解物理概念，并能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際情境中。在課堂活動(dòng)中，我觀察到學(xué)生們積極參與討論和實(shí)驗(yàn)操作，展現(xiàn)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣。他們通過小組合作，設(shè)計(jì)和制作過山車模型，不僅鍛煉了動(dòng)手能力，還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神。

然而，在課后反思中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在理解重力、摩擦力等物理概念時(shí)還存在一些困難。他們對(duì)于這些力的作用機(jī)理和相互關(guān)系理解不夠透徹，這可能會(huì)影響到他們對(duì)過山車運(yùn)動(dòng)的深入理解。此外，在實(shí)驗(yàn)操作中，一些學(xué)生對(duì)于如何優(yōu)化過山車模型的設(shè)計(jì)和性能也遇到了挑戰(zhàn)，需要更多的指導(dǎo)和實(shí)踐機(jī)會(huì)。

為了解決這些問題，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中采取以下改進(jìn)措施：

1.加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)：通過提供更詳細(xì)的預(yù)習(xí)資料和問題，引導(dǎo)學(xué)生更深入地思考和探索過山車運(yùn)動(dòng)的原理。同時(shí)，我會(huì)利用在線平臺(tái)或班級(jí)微信群監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保他們能夠充分準(zhǔn)備。

2.優(yōu)化課堂教學(xué)：在課堂教學(xué)中，我會(huì)更加注重通過實(shí)例和實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解物理概念。通過設(shè)計(jì)更多的小組討論和實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握知識(shí)，提高他們的動(dòng)手能力和問題解決能力。

3.提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)：為了讓學(xué)生更好地理解過山車運(yùn)動(dòng)原理，我將提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，如設(shè)計(jì)不同難度的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生在不同的情境中應(yīng)