第7課 我們的“過山車”（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2023-2024學(xué)年三年級下冊科學(xué)教科版

第7課我們的“過山車”（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2023-2024學(xué)年三年級下冊科學(xué)教科版課題：科目：班級：課時：計(jì)劃1課時教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容本課為三年級下冊科學(xué)教科版第7課“我們的‘過山車’”。主要內(nèi)容包括：了解過山車的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)動原理，探究過山車運(yùn)動過程中的能量轉(zhuǎn)換，學(xué)習(xí)如何利用簡單工具測量過山車的高度和速度，培養(yǎng)學(xué)生動手操作和科學(xué)探究的能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.發(fā)展科學(xué)探究能力：通過觀察、實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集和分析數(shù)據(jù)的能力。

2.培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度：引導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象保持好奇心和探究精神，尊重事實(shí)，勇于質(zhì)疑。

3.增強(qiáng)工程實(shí)踐意識：通過設(shè)計(jì)簡單的過山車模型，培養(yǎng)學(xué)生動手操作和解決問題的能力。

4.提升跨學(xué)科思維：結(jié)合物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識，培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

學(xué)生在進(jìn)入三年級下冊科學(xué)課程之前，已經(jīng)初步接觸了簡單機(jī)械和力的基本概念。他們可能對平衡、重力、摩擦等概念有一定的了解，但對能量轉(zhuǎn)換和速度測量的認(rèn)識較為有限。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

三年級學(xué)生對新鮮事物充滿好奇心，對與生活相關(guān)的科學(xué)現(xiàn)象尤為感興趣。他們的動手操作能力和觀察能力較強(qiáng)，但邏輯推理和抽象思維能力仍需培養(yǎng)。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生可能偏好動手實(shí)踐，而另一部分則可能更傾向于通過觀察和討論來學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在學(xué)習(xí)過山車這一章節(jié)時，學(xué)生可能會遇到以下困難和挑戰(zhàn)：理解能量轉(zhuǎn)換的過程，特別是勢能和動能之間的轉(zhuǎn)換；正確使用測量工具來計(jì)算過山車的高度和速度；將物理概念與實(shí)際操作相結(jié)合。此外，對于抽象概念的認(rèn)知和理解可能會是學(xué)生的一個挑戰(zhàn)，需要教師通過直觀的教學(xué)方法和實(shí)例來輔助教學(xué)。四、教學(xué)方法與策略1.采用講授與討論相結(jié)合的方法，通過講解過山車的基本原理，引導(dǎo)學(xué)生思考能量轉(zhuǎn)換的過程。

2.設(shè)計(jì)角色扮演活動，讓學(xué)生扮演過山車乘客，體驗(yàn)速度和重力變化，增強(qiáng)對物理現(xiàn)象的感性認(rèn)識。

3.組織實(shí)驗(yàn)活動，讓學(xué)生分組測量過山車的高度和速度，培養(yǎng)動手操作能力和科學(xué)探究精神。

4.利用多媒體展示過山車的實(shí)際案例，結(jié)合動畫和視頻，幫助學(xué)生直觀理解抽象概念。

5.設(shè)計(jì)游戲化學(xué)習(xí)任務(wù)，如“能量轉(zhuǎn)換接力賽”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂參與度。五、教學(xué)過程一、導(dǎo)入（約5分鐘）

1.激發(fā)興趣：教師通過講述一個關(guān)于過山車的故事，引導(dǎo)學(xué)生思考過山車是如何運(yùn)動的，以及其中涉及的科學(xué)原理。

2.回顧舊知：教師簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的簡單機(jī)械和力的概念，為學(xué)習(xí)過山車運(yùn)動原理做好鋪墊。

二、新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

1.講解新知：教師詳細(xì)講解過山車的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動原理以及能量轉(zhuǎn)換的過程。

2.舉例說明：通過展示過山車模型或?qū)嶋H圖片，結(jié)合實(shí)例，幫助學(xué)生理解過山車運(yùn)動中的物理現(xiàn)象。

3.互動探究：教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生通過小組討論、實(shí)驗(yàn)等方式，探究過山車運(yùn)動中的能量轉(zhuǎn)換和速度測量。

三、鞏固練習(xí)（約15分鐘）

1.學(xué)生活動：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量過山車的高度和速度，記錄數(shù)據(jù)，并嘗試分析結(jié)果。

2.教師指導(dǎo)：教師巡視各小組，解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，指導(dǎo)學(xué)生正確操作測量工具。

四、拓展延伸（約10分鐘）

1.學(xué)生展示：各小組展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分享自己的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論。

2.教師點(diǎn)評：教師對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評，肯定優(yōu)點(diǎn)，指出不足，并提出改進(jìn)建議。

五、課堂小結(jié)（約5分鐘）

1.回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧過山車運(yùn)動原理、能量轉(zhuǎn)換和速度測量的知識點(diǎn)。

2.強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)：教師強(qiáng)調(diào)能量轉(zhuǎn)換和速度測量在過山車運(yùn)動中的重要性。

六、課后作業(yè)（約5分鐘）

1.完成課后練習(xí)題：教師布置課后練習(xí)題，鞏固學(xué)生對本節(jié)課知識點(diǎn)的理解和應(yīng)用。

2.家庭實(shí)驗(yàn)：鼓勵學(xué)生在家長的幫助下，進(jìn)行簡單的過山車模型制作和實(shí)驗(yàn)，加深對知識的理解。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：

學(xué)生通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，能夠理解過山車的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動原理以及能量轉(zhuǎn)換的過程。他們能夠識別過山車運(yùn)動中的勢能和動能，并了解它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。學(xué)生對速度和高度測量的方法有了初步的認(rèn)識，能夠使用簡單的工具進(jìn)行基本的測量。

2.能力提升：

在實(shí)驗(yàn)和測量活動中，學(xué)生的動手操作能力得到了鍛煉。他們學(xué)會了如何正確使用尺子、秒表等工具，并能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推理。此外，學(xué)生在小組合作中學(xué)會了如何分工合作，共同解決問題。

3.思維發(fā)展：

通過探究過山車運(yùn)動中的物理現(xiàn)象，學(xué)生的邏輯思維和分析能力得到了提升。他們能夠?qū)⒊橄蟮奈锢砀拍钆c實(shí)際情境相結(jié)合，運(yùn)用科學(xué)方法解釋生活中的現(xiàn)象。

4.學(xué)習(xí)興趣：

本節(jié)課通過故事、實(shí)驗(yàn)和游戲等多種形式，激發(fā)了學(xué)生對科學(xué)的興趣。學(xué)生對過山車這一主題產(chǎn)生了濃厚的興趣，愿意主動探索和學(xué)習(xí)相關(guān)的科學(xué)知識。

5.綜合應(yīng)用：

學(xué)生在課程結(jié)束時，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的物理知識應(yīng)用于實(shí)際生活中。例如，他們能夠解釋為什么過山車在上升過程中速度減慢，在下落過程中速度加快，以及為什么過山車在彎道處會有離心力等。

6.創(chuàng)新意識：

在設(shè)計(jì)過山車模型和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生的創(chuàng)新意識得到了培養(yǎng)。他們嘗試不同的設(shè)計(jì)和方法，尋找解決問題的最佳途徑，這有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維。

7.科學(xué)態(tài)度：

學(xué)生通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了尊重事實(shí)、勇于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度。他們在面對實(shí)驗(yàn)結(jié)果時，能夠客觀分析，不輕易接受錯誤的信息，這有助于他們形成正確的科學(xué)觀念。

8.跨學(xué)科能力：

在本節(jié)課中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了物理知識，還涉及了數(shù)學(xué)、工程學(xué)等方面的內(nèi)容。這有助于學(xué)生形成跨學(xué)科的思維模式，提高他們的綜合應(yīng)用能力。七、板書設(shè)計(jì)①本文重點(diǎn)知識點(diǎn)：

-過山車基本結(jié)構(gòu)

-勢能和動能的轉(zhuǎn)換

-速度和高度測量方法

-重力、摩擦力對運(yùn)動的影響

②關(guān)鍵詞：

-過山車

-勢能

-動能

-能量轉(zhuǎn)換

-速度

-高度

-重力

-摩擦力

③重點(diǎn)句：

-勢能和動能是能量轉(zhuǎn)換過程中的兩種形式。

-過山車的速度和高度可以通過測量工具來計(jì)算。

-重力和摩擦力會影響過山車的運(yùn)動軌跡和速度變化。八、典型例題講解1.例題：

過山車在最高點(diǎn)的速度為0米/秒，下落過程中通過一個高度為20米的陡坡，到達(dá)陡坡底部時的速度為10米/秒。求過山車在陡坡上所受的重力勢能和動能。

解答：

-過山車在最高點(diǎn)的重力勢能E_p=mgh，其中m為過山車質(zhì)量（假設(shè)為1千克），g為重力加速度（約9.8米/秒2），h為高度（20米）。

E_p=1kg×9.8m/s2×20m=196J

-過山車在陡坡底部的動能E_k=1/2mv2，其中v為速度（10米/秒）。

E_k=1/2×1kg×(10m/s)2=50J

-因此，過山車在陡坡上的重力勢能為196焦耳，動能為50焦耳。

2.例題：

一輛過山車在水平軌道上以20米/秒的速度行駛，突然進(jìn)入一個半徑為50米的圓形軌道。求過山車在圓形軌道上的向心加速度。

解答：

-向心加速度a_c=v2/r，其中v為速度（20米/秒），r為半徑（50米）。

a_c=(20m/s)2/50m=8m/s2

-因此，過山車在圓形軌道上的向心加速度為8米/秒2。

3.例題：

過山車在上升過程中，從高度為30米的位置開始，到達(dá)最高點(diǎn)后下降。求過山車在最高點(diǎn)的速度。

解答：

-由于過山車在最高點(diǎn)的速度為0米/秒，我們可以使用能量守恒定律來計(jì)算。

-在起始位置，過山車的勢能E_p=mgh=1kg×9.8m/s2×30m=294J。

-在最高點(diǎn)，過山車的勢能轉(zhuǎn)化為動能，因?yàn)樗俣葹?，所以動能為0。

-因此，過山車在最高點(diǎn)的速度可以通過動能計(jì)算得出：E_k=1/2mv2。

-294J=1/2×1kg×v2。

-v2=588。

-v=√588≈24.2米/秒。

-因此，過山車在最高點(diǎn)的速度約為24.2米/秒。

4.例題：

一輛過山車從靜止開始沿著斜面下滑，斜面長度為10米，高度差為5米。求過山車到達(dá)斜面底部的速度。

解答：

-使用能量守恒定律，過山車在斜面頂部的勢能全部轉(zhuǎn)化為斜面底部的動能。

-勢能E_p=mgh=1kg×9.8m/s2×5m=49J。

-動能E_k=1/2mv2。

-49J=1/2×1kg×v2。

-v2=98。

-v=√98≈9.9米/秒。

-因此，過山車到達(dá)斜面底部的速度約為9.9米