【AI赋能+四学四步】3.7《设计和制作“过山车”》教学设计

/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科 3.7《设计和制作“过山车”》教学设计 1.教学内容分析 本课是小学科学三年级上册技术与工程领域的核心课，承接前序“物体运动形式”知识，聚焦工程设计实践。教材以学生熟悉的过山车为情境，激发探究兴趣，整合运动形式、能量转换与工程设计概念。内容按“明确任务—制定方案—实施方案”展开：先明确轨道总长2米以上、含直曲轨道等核心要求；再提供绳子摆路线、纸上画设计图两种方法，提示重叠轨道用虚实线区分；最后侧重动手制作与试错调整。教材突出STEM教育特点，通过小组合作解决轨道衔接、小球脱轨等问题，既落实力与运动的科学观念，又培养工程思维与协作能力，为后续评估改进环节铺垫基础。 2.学情分析 三年级学生已具备初步科学认知，在前序学习中了解物体运动形式，对“过山车”等生活场景充满兴趣，易被动手实践任务吸引，但抽象思维仍较弱，对“重力”“惯性”等概念需具象支撑。能力上，他们能完成简单观察与操作，却缺乏系统工程设计经验，小组合作时易出现分工模糊、争论等问题。多数学生绘图能力有限，设计轨道时难以清晰呈现层次与衔接细节。情感上，学生好奇心强，渴望展示成果，但面对“小球脱轨”等问题时，易产生挫败感。教学需通过具象演示、明确分工指引及阶梯式任务，化解学习难点，保护探究热情。 3.学习目标确定 科学观念：理解重力是小球在过山车轨道上运动的动力，明白轨道的坡度、形状等因素对小球运动的影响。 科学思维：能运用分析、比较的方法，对不同轨道设计方案的可行性进行思考。 探究实践：通过选用塑料套件、卡纸等材料，运用绳子摆路线、纸上画设计图等方法，动手设计并制作过山车模型。 态度责任：体验到科学探究的乐趣，激发对科学和工程设计的兴趣。 4.学习重点难点 重点：设计并制作出轨道总长 2 米以上、包含直线和曲线轨道且小球能顺利滚完全程的过山车模型。 难点：轨道的衔接设计，确保小球不脱轨。 5.教学策略 （一）教学方法 1. 情境教学法：以过山车视频导入，结合生活场景提问，激发探究兴趣。 2. 实践操作法：通过绳摆路线、绘制设计图、动手搭建等实操任务，落实工程设计目标。 3. 小组合作法：明确分工与协作要求，培养团队沟通与问题解决能力。 4. AI 辅助教学法：借助 AI 智能体解答学生疑难，突破认知难点。 （二）教学设计 1. 阶梯式任务：按 “明确任务 — 制订方案 — 实施方案” 推进，符合三年级学生认知规律。 2. 双方案设计：提供绳摆与绘图两种规划方式，适配不同学生能力。 3. 聚焦重难点：通过轨道衔接指导、试错调整环节，针对性解决脱轨问题。 4. 学练结合：搭配课堂练习与课后改进任务，巩固知识与技能。 6.学习活动设计 (一)情景导入 观看有关玩过山车视频 提问：过山车为什么能从高处快速滑下，还能在各种轨道上穿梭？ 利用AI智能体解决学生无法解决的问题。 过渡： 游乐园中的过山车真好玩！让我们来设计并搭建一座自己的“过山车”吧。 （二）任务与要求 1. 明确任务 用现有的材料，设计并制作一座过山车模型，让小球能从高处自动滚完全部轨道。 2. 具体要求 ◎轨道总长在2 米以上。 ◎有直线轨道和曲线轨道。 ◎小球能滚完全部轨道，不能脱轨。 ◎与同学合作完成。 （三）材料与工具 1. 材料选项：塑料套件、卡纸套件（也可选用身边材料，如硬纸板、吸管等）。 2. 测量工具：软尺、细绳，测量轨道的长度。 3. 其他准备：小球、胶水、剪刀 （四）制订方案 1. 方法1：用绳子摆出“过山车”的轨道路线。 具体步骤 ◎小组分工：小组成员明确各自负责的绳段，确保每个人都清楚自己的任务。 ◎确定起点和终点：先在地面上标记出过山车轨道的起点和终点位置。 ◎规划轨道形状：根据设计思路，合作摆放绳子，构建出包 ... ...