【教材分析】
依據(jù)課標(biāo)，最后兩節(jié)課是基于主要概念“工程的關(guān)鍵是設(shè)計，工程是運用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計、解決實際問題和制造產(chǎn)品的活動?！倍归_的技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)。本節(jié)課在前幾課學(xué)生研究了如何驅(qū)動小車和其受到的摩擦力的基礎(chǔ)上，設(shè)計一輛小車，對單元知識進(jìn)行總結(jié)和應(yīng)用，并知道工程設(shè)計包括明確問題、制定方案、實施方案和評估與改進(jìn)等基本流程。本節(jié)課重點在于明確設(shè)計對象和制定方案這兩個環(huán)節(jié)，教師重在引導(dǎo)學(xué)生針對具體的任務(wù)，按照設(shè)計的基本步驟來設(shè)計一個產(chǎn)品或完成指定的任務(wù)。同時，對自己或他人設(shè)計的想法、草圖、模型等提出改進(jìn)建議，優(yōu)化方案。
【學(xué)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(chǔ)。但是學(xué)生想得到未必能做到，所以，教學(xué)的難點在于學(xué)生能否有效利用已有的經(jīng)驗、知識和技能去設(shè)計制作產(chǎn)品，并能持續(xù)圍繞一個主題設(shè)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(xué)生的設(shè)計意識比較薄弱，他們往往認(rèn)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(shè)計的基本方法知之甚少，比如設(shè)計圖紙需要標(biāo)注的內(nèi)容，從不同角度繪制圖紙等。
【教學(xué)目標(biāo)】
科學(xué)概念目標(biāo)
1.工程設(shè)計中需要運用相關(guān)的科學(xué)概念來解決問題。
2.工程設(shè)計具有一定的執(zhí)行程序。
科學(xué)探究目標(biāo)
1.在教師的引導(dǎo)下，能利用所給的材料設(shè)計方案，繪制設(shè)計圖。
2.在設(shè)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(jié)果進(jìn)行反思，做出自我評價和調(diào)整。
4.根據(jù)設(shè)計，能利用所給的材料加工小車部件。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
1.發(fā)展對工程設(shè)計和動手制作的興趣，激發(fā)創(chuàng)新精神。
2.意識到科學(xué)技術(shù)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(shè)計制作。
科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境目標(biāo)
1.體會到制作的關(guān)鍵在于設(shè)計。
2.人們不斷改進(jìn)設(shè)計以滿足自己不斷增加的需求。
3.意識到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展能促進(jìn)社會發(fā)展。
【教學(xué)重難點】
重點：運用本單元相關(guān)的科學(xué)概念設(shè)計一輛指定任務(wù)的小車。
難點：畫出比較符合要求的設(shè)計圖，并改進(jìn)完善設(shè)計方案。
【材料準(zhǔn)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(xì)吸管（能讓連接軸穿過并能使其順利轉(zhuǎn)動）、膠水、透明膠、小車模型、班級記錄表、設(shè)計圖紙、簡易的玩具車模型（自備）。
【教學(xué)流程圖】
【教學(xué)過程】
1.明確任務(wù)（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(xué)探究活動，仔細(xì)回顧下，這些小車有什么共同特點呢？
（預(yù)設(shè)：學(xué)生可能會從小車的結(jié)構(gòu)和小車動力等方面闡述。）
出示任務(wù)：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(wù)：利用這些材料設(shè)計制作一輛動力小車，使它能在5秒內(nèi)將兩塊橡皮運輸1米遠(yuǎn)。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(shè)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(shè)計流程：明確問題——設(shè)計方案——實施方案——評估與改進(jìn)。）
設(shè)計意圖：經(jīng)歷過前幾課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對于親自設(shè)計制作小車充滿熱情。學(xué)生看到材料往往很激動，迫不及待地想要拿起材料進(jìn)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(dǎo)回顧舊知、提問的方式讓學(xué)生明確任務(wù)，使他們初步認(rèn)識到工程師進(jìn)行工程設(shè)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(jié)構(gòu)
教師引導(dǎo)：要設(shè)計一輛小車，我們首先要了解小車各部分結(jié)構(gòu)。今天老師也給大家準(zhǔn)備了一輛小車模型，請大家仔細(xì)觀察?？纯葱≤囉赡男┙Y(jié)構(gòu)組成。這些結(jié)構(gòu)各有什么特點？作用是什么？
學(xué)生活動：分組觀察并記錄。
匯報交流：分組匯報，教師把學(xué)生的想法記錄在班級記錄表中。
小車的結(jié)構(gòu)特點及其作用（班級記錄表）
設(shè)計意圖：學(xué)生在本單元的前面幾節(jié)課學(xué)習(xí)過程中，重在體驗如何驅(qū)動小車以及改變小車運動的快慢。但對小車的各部分結(jié)構(gòu)并沒有全面地觀察和思考。本環(huán)節(jié)重在讓學(xué)生有目的地觀察小車模型結(jié)構(gòu)特點，并思考各部分的作用，為下一步確定小車設(shè)計方案和繪制設(shè)計圖奠定基礎(chǔ)。
（2）討論、確定小車的設(shè)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(nèi)容？
（提示：下面的環(huán)節(jié)教師根據(jù)學(xué)生的討論實時進(jìn)行互動交流、幫助學(xué)生理清小車設(shè)計的要點。）
學(xué)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(xué)過的知識來解決設(shè)計小車采用的動力方式？（是橡皮筋驅(qū)動小車或氣球驅(qū)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(zhuǎn)動……
（提示：解決這些問題可以引導(dǎo)學(xué)生回憶我們之前上過的課，可能學(xué)生在之前實驗過程中沒有仔細(xì)觀察過橡皮筋或氣球動力小車，教師可以出示圖片幫助學(xué)生再觀察。）
設(shè)計意圖：對于四年級的孩子，雖然經(jīng)歷過三年級設(shè)計“過山車”的工程設(shè)計過程，但是學(xué)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(jié)構(gòu)，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(shè)計方案。
（3）繪制設(shè)計圖
教師引導(dǎo)：經(jīng)過討論交流，我們已經(jīng)有了初步的設(shè)計方案，工程師們會用設(shè)計圖的方式記錄下方案。繪制設(shè)計圖有哪些具體要求呢？
（課件出示設(shè)計圖制作的基本要求：①設(shè)計圖可以從多角度進(jìn)行繪畫，但不強求；②圖紙標(biāo)注各部分的結(jié)構(gòu)、使用的材料和數(shù)量；③適當(dāng)標(biāo)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(cè)面看 從上面看
評價前置：出示“設(shè)計制作小車”評價表，幫助學(xué)生明確任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，提高設(shè)計的有效性（附第八課評價表）。
學(xué)生進(jìn)行設(shè)計。
（建議：這部分每個學(xué)生都動手進(jìn)行設(shè)計，體驗工程設(shè)計的過程，這也是本節(jié)課的重點，學(xué)生在獨立設(shè)計和思考的過程中更加明確工程目標(biāo)，然后才小組討論確定最優(yōu)方案。）
設(shè)計意圖：繪制設(shè)計圖的重要意義之一是將設(shè)計方案可視化，為制作環(huán)節(jié)提供指導(dǎo)。學(xué)生在二年級的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，能繪制出簡單的立方體組合的三視圖?？茖W(xué)教師可以充分調(diào)動學(xué)生這些已有的知識經(jīng)驗基礎(chǔ)，幫助他們繪制小車的三視圖。如果學(xué)生確實難以完成，則不強求，能在繪圖中表述清楚設(shè)計方案即可。工程的關(guān)鍵是設(shè)計，每個學(xué)生應(yīng)該自己嘗試進(jìn)行設(shè)計、體驗，再進(jìn)行組內(nèi)交流，傾聽組員的意見，反思自己的設(shè)計，從而在想法碰撞中優(yōu)化設(shè)計方案，確定小組的最終設(shè)計方案，為下節(jié)課的制作提供指導(dǎo)。
【板書設(shè)計（生成）】
【板書說明】
表格內(nèi)為手寫內(nèi)容，以學(xué)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(nèi)“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(xué)生回答呈現(xiàn)，同時將右側(cè)可供選擇的材料，適時移動到表格對應(yīng)位置。
【小車設(shè)計單】
結(jié)構(gòu)
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(jìn)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
……

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