小学三年级综合实践活动《“走走停停”的奥秘-创意发条玩具DIY》教学设计

小学三年级综合实践活动《“走走停停”的奥秘——创意发条玩具DIY》教学设计一、教学内容分析

本课隶属于小学《综合实践活动课程指导纲要（2022年版）》中“创意物化”与“劳动技术”主题领域，是三年级上册“设计与制作”单元的核心实践课。课标强调引导学生通过“动手操作实践，初步掌握手工设计与制作的基本技能”，并在此过程中“体验工匠精神，发展创造性思维和解决实际问题的能力”。本节课以“发条玩具”为知识载体，其知识技能图谱涵盖：认知发条蓄能与释放的能量转换原理（理解层面）、掌握齿轮或橡皮筋传动的基本结构（应用层面），以及运用安全工具进行材料的裁剪、连接与装饰。该内容在单元知识链中起着承上启下的作用，既是对前期“认识常用工具”的巩固，又为后续“简单机械结构设计”项目奠定基础。过程方法上，本课遵循“观察现象提出问题设计原型制作测试迭代优化”的工程思维路径，将“设计思维”与“技术试验”方法融入探究活动。素养价值渗透方面，旨在通过“造物”实践，潜移默化地培育学生的技术意识、工程思维、能力以及专注、合作的劳动品质。

学情研判显示，三年级学生具备初步的动手能力和强烈的好奇心，生活中对各类玩具有丰富感性认识，但对内部机械结构原理知之甚少。其认知障碍可能在于：将“动起来”这一复杂结果简单归因于单一部件，难以理解发条、齿轮、轴等部件协同工作的系统观；在将平面设计转化为立体结构时，空间想象与精细化操作存在困难。基于此，教学调适策略为：首先，通过直观的实物拆卸与动态模拟，化抽象为具体，搭建理解能量转换的“脚手架”。其次，提供结构复杂度不同的“任务卡”与“材料包”，实施分层任务驱动。最后，在过程评估中，将重点观察学生能否有依据地调试（如“我发现发条拧的圈数越多，小车跑得越远”），而非仅仅追求作品外观，并设置“调试记录卡”，引导其进行元认知反思。二、教学目标阐述

知识目标：学生能够解释发条玩具“走走停停”现象背后的能量转换原理（弹性势能→动能），识别并说出玩具动力系统中的核心部件（如发条、齿轮、轴）及其基本功能，理解“结构决定功能”的初步概念。

能力目标：学生能够依据简单的设计草图，安全使用剪刀、胶带等工具，合作完成一个具备基本传动功能的发条玩具原型；在测试环节，能够有目的地观察、记录玩具运动状态，并基于观察结果提出至少一项可行的改进设想。

情感态度与价值观目标：在小组协作中，学生能主动承担角色任务，乐于分享材料与想法，面对制作挫折时表现出坚持与互帮互助的积极态度，并在作品展示中体验创造性劳动带来的成就感与乐趣。

科学（学科）思维目标：初步经历“明确问题设计方案制作模型测试评估改进优化”的简易工程设计与物化流程，发展系统分析（将玩具视为由动力、传动、执行部分组成的整体）与迭代优化的技术思维。

评价与元认知目标：能够依据“能动起来”、“结构牢固”、“有创意点”等简易量规，对自家或他组作品进行描述性评价；并通过填写“我的制作反思卡”，回顾自己在遇到困难时采取了何种解决策略，从而提升学习的过程性自觉。三、教学重点与难点

教学重点：理解并实现使玩具“持续走动一段距离”的核心机械结构——即能量存储（发条/橡皮筋）与传动（齿轮/轴）部分的匹配与组装。确立依据源于课标对“创意物化”能力的要求，此结构是玩具实现功能的技术核心，也是后续复杂设计与制作的知识基础。掌握这一关键结构，意味着学生能将抽象原理转化为具体技术实践，是能力培养的枢纽。

教学难点：学生自主设计并实现传动结构的稳定与有效。难点成因在于：第一，传动涉及多部件空间配合，对三年级学生的空间思维与精细动作协调性要求较高；第二，从“想法”到“实物”的转化过程中，学生需不断调试（如发条松紧、轴的位置），这一过程充满试错，容易因暂时失败而产生挫败感。预设将采用“原型仿制局部创新”的支架策略，并提供多样化的“半成品”组件包，降低初始搭建门槛，使学生在成功启动的基础上再行创新。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：教学课件（含发条原理动画、多种发条玩具实物视频）、实物投影仪、一个可拆卸的透明发条玩具模型。1.2材料与工具：1.基础材料包（每组）：冰棍棒、小木板、橡皮筋、塑料齿轮套件、轴、车轮、吸管（作轴套）、双面胶、安全剪刀。2.升级材料箱（共享）：彩色卡纸、扭扭棒、毛毡、瓶盖、各类小装饰物。3.支持性工具：“灵感卡”（不同难度的玩具设计草图）、“高手锦囊”（针对常见问题的图文提示卡）。2.学生准备4.预习：观察一个会动的玩具，猜猜它为什么能动？携带一个自己喜爱的旧玩具（可选）。5.个人工具：铅笔、橡皮。3.环境布置6.教室桌椅调整为46人小组合作式布局，每组桌面预留足够操作空间。7.黑板划分区域：左侧为核心问题与原理区，中部为设计思路展示区，右侧为“我们的发现”记录区。五、教学过程第一、导入环节（约5分钟）1.情境创设与认知冲突

教师播放一段快节奏视频，展示各式各样奇妙会动的玩具，突然定格在一个老式发条青蛙上。“同学们，看这个铁皮青蛙，既没有电池，也不用遥控，拧几下发条，它就能蹦蹦跳跳。是不是很神奇？它的能量从哪里‘偷’来的呢？”（现场感口语1）接着，教师出示实物，拧紧发条后释放，让玩具在讲台上“走走停停”。“请大家仔细观察，它运动的速度和距离有什么变化？猜猜看，拧紧的发条和我们玩的橡皮筋，有没有什么秘密联系？”2.提出问题与路径明晰

从观察中引出核心驱动问题：“今天，我们就来当一回小小机械师，揭开‘走走停停’的奥秘，并亲手制作一个属于自己的创意发条玩具！”（现场感口语2）随后，勾勒学习路线图：“我们的探索之旅分三步走：第一步，当侦探，拆解奥秘；第二步，当工程师，设计蓝图；第三步，当工匠，动手实现。最后，还要举办一场我们自己的‘玩具博览会’！请大家打开桌上的‘神秘盒子’，我们首先来探究一下，动力是如何‘藏’进去的。”第二、新授环节（约30分钟）本环节采用“探究设计制作”螺旋上升的任务链，共设计5个核心任务。任务一：结构探秘——发现“动力心脏”教师活动：教师出示透明可拆卸的发条玩具模型，慢动作演示拧紧与释放过程。“大家看，当我拧动钥匙时，里面的‘小钢片’（发条）发生了什么变化？对，它卷紧了，像绷紧的肌肉一样储存了力量。”随后，引导学生观察齿轮啮合：“力量是怎么传给车轮的呢？看，这个带齿的轮子带动了那个轮子，一个接一个，像不像在传递接力棒？”（现场感口语3）教师分发包含橡皮筋、齿轮、轴的简易套件，让学生徒手模拟传动。学生活动：观察教师演示，触摸并操作简易套件，尝试描述所见：发条卷紧、齿轮转动、轴带动车轮。小组内讨论并尝试回答：“拧紧的动作，是把我们的‘力’转化成了什么‘储存’起来？”即时评价标准：1.观察描述是否聚焦于核心部件（发条/齿轮）的变化。2.能否使用“储存”、“传递”、“转动”等词汇进行初步解释。3.小组内是否进行了有效的观察交流。形成知识、思维、方法清单：

★核心概念：能量转换。发条（或橡皮筋）被拧紧时发生形变，储存了弹性势能；松开时，势能释放转化为动能，驱动结构运动。

★关键部件功能：发条/橡皮筋是“能量仓库”；齿轮与轴是“动力传输带”，负责传递和改变运动形式。

▲方法提示：观察与类比。将机械运动与生活经验（如拉长的橡皮筋）类比，是理解抽象原理的有效方法。任务二：蓝图绘制——设计“行动方案”教师活动：教师提出设计挑战：“现在，请为你的玩具设计一张‘行动蓝图’。想一想，你的玩具是什么？它怎么动？是跑、是跳、还是转圈？”（现场感口语4）展示几种简单设计草图范例（如直线小车、旋转木马）。差异化支持：提供三种“灵感卡”——A卡（仿照范例）、B卡（在范例上增加装饰或简单功能）、C卡（开放主题，自定结构）。巡视指导，重点引导学生思考动力部分与运动部分的连接方式，并提问：“你的车轮（或运动部件）准备安装在哪根轴上？怎么保证它转得顺畅？”学生活动：根据个人兴趣和能力，选择“灵感卡”或自主构思，在任务单上绘制设计草图，并用箭头标注动力传递方向。与组员交流设计思路。即时评价标准：1.设计草图是否包含动力源、传动结构和运动部件。2.动力传递路径是否在图中得以示意。3.设计想法是否清晰地向同伴表达。形成知识、思维、方法清单：

★工程设计起点：先设计，后制作。设计图是将想法可视化的第一步，能帮助理清思路，预见问题。

▲核心技能：草图绘制。不追求绘画精美，重在示意结构关系，标注关键连接点。

★思维方法：功能导向思维。设计需围绕“如何实现运动”这一核心功能展开，形式服务于功能。任务三：原型搭建——组装“动力骨架”教师活动：教师演示关键连接技术：如何用吸管做轴套减少摩擦，如何将车轮固定在轴上，如何将橡皮筋有效地钩挂以提供动力。“注意，我们的目标是先让‘骨架’动起来，就像盖房子先搭钢筋一样。”（现场感口语5）分发差异化“材料包”：基础包（部件明确，易组装）、挑战包（部件需自行裁剪组合）。教师巡视，化身“技术支持顾问”，对遇到普遍困难（如轴太松、橡皮筋打滑）的小组进行集中微讲解，并鼓励学生查阅“高手锦囊”。学生活动：依据设计图，选取材料，合作搭建玩具的动力与传动部分。进行初步测试，观察能否实现基本运动。记录遇到的问题。即时评价标准：1.能否安全、规范地使用工具（如剪刀、胶带）。2.组装过程是否基本遵循设计意图，各部件连接是否稳固。3.小组内分工是否明确，合作是否有序。形成知识、思维、方法清单：

★核心技术：稳定性连接。结构的牢固性是功能实现的基础。轴与孔需匹配，粘合点需压实。

▲技术难点：摩擦力管理。使用轴套（吸管）是为了减少轴与支撑物间的摩擦，让动力更有效传递。

★工程实践：测试驱动开发。边做边测，及时发现问题，是工程技术的关键习惯。任务四：创意物化——赋予“个性生命”教师活动：教师鼓励已完成核心结构的小组进行个性化装饰与功能添加。“动力骨架已经健壮了，现在让我们给它穿上‘外衣’，赋予它独特的个性！想想怎么让你的玩具故事更吸引人？”（现场感口语6）展示创意装饰案例，并启发思考：“除了跑，能不能让它在跑的时候扇动翅膀？能不能给它设计一个有趣的赛道终点？”打开“升级材料箱”，供学生选用。学生活动：利用装饰材料美化玩具外观，或尝试增加简单联动装置（如用绳子连个小旗子）。完善作品，并为玩具起名，构思一句“广告语”。即时评价标准：1.创意添加是否与核心功能和谐，不影响原有结构的运行。2.装饰是否体现了个人或小组的独特想法。3.能否为作品赋予一个有趣的名字或故事。形成知识、思维、方法清单：

★创新维度：形式与功能创新。创意不仅在于外观美化，也在于对基本功能的延伸思考。

▲跨学科联系：技术与美学的结合。优秀的作品是实用性与观赏性的统一，体现了STEAM理念。

★表达与交流：为设计代言。为作品命名和构思广告语，是将技术成果进行创造性表达的过程。任务五：调试优化——挑战“最佳状态”教师活动：组织“第一次试运行”。宣布测试要求：在指定赛道上测试玩具的运动距离和稳定性。“请大家当一回严谨的测试员，看看谁的作品走得又直又远，并思考：如果结果不理想，可以调整哪里？”（现场感口语7）引导学生关注可调变量：发条拧紧圈数、重心位置、车轮摩擦力等。鼓励学生记录调整前后的变化。学生活动：分组测试作品，观察并记录运动情况。针对问题（如跑偏、距离短）进行小组讨论和调试优化。填写简单的“调试记录卡”：我调整了……，结果发现……。即时评价标准：1.是否基于测试结果进行有目的的观察和分析。2.能否提出至少一种合理的调试假设并进行尝试。3.“调试记录卡”的填写是否反映了真实的思考过程。形成知识、思维、方法清单：

★工程核心：迭代优化。没有一蹴而就的完美设计，反复测试与改进是工程实践的常态。

★科学方法：控制变量。调试时，应有意识地一次只改变一个条件（如只增加发条圈数），观察结果，才能找到症结。

▲元认知策略：问题归因。引导学生从“作品失败了”的挫折感，转向“是哪个环节可以改进”的问题分析思维。第三、当堂巩固训练（约8分钟）设计分层训练体系：1.基础层（全员参与）：完成作品的最终调试，确保其能稳定完成一次“走走停停”的运动过程。同桌互评，依据“能动起来/结构牢固/外观完整”三项基础标准，给出一个“星级”评价和一句口头表扬。2.综合层（大多数学生可尝试）：挑战在略有坡度（铺有书本）的“赛道”上运行，观察并解释玩具运动速度或距离的变化。“想一想，这和我们刚才在平地测试，有什么不同？能量消耗到哪里去了？”（现场感口语8）3.挑战层（学有余力者选做）：尝试改进传动方式，例如将橡皮筋动力改为发条（提供迷你发条盒），或设计一个让玩具碰到障碍物后“转向”的简单机构。反馈机制：教师选取一个“优化成功”的典型案例和一个“典型问题”案例，通过实物投影进行对比展示和点评。重点强调优化过程中的思维闪光点，如“第三组同学通过在后轮加装配重片解决了跑偏问题，这就是在调整‘重心’！”第四、课堂小结（约4分钟）1.成果展示与知识整合：举办微型“玩具博览会”，邀请几个小组上台展示作品，并简述其设计亮点与调试故事。“请用一句话总结，让你的玩具动起来的‘秘诀’是什么？”（现场感口语9）教师引导学生共同回顾，并用思维导图形式在黑板上总结从“能量输入（拧发条）→能量储存→能量传递→能量输出（运动）”的完整知识链。2.方法提炼与元认知反思：提问：“回顾今天的制作过程，你觉得哪一步最关键？如果下次再做，你会首先确保什么？”引导学生提炼“设计先行”、“测试反馈”、“团队合作”等方法性收获。3.分层作业布置与延伸：1.必做（基础性）：进一步完善你的玩具，并为其制作一张“产品说明书”，画上结构图并写出玩法。2.选做（拓展性）：寻找家中利用类似原理（弹性势能转化）的物品（如自动伞、跳跳蛙），研究其结构。3.挑战（探究性）：尝试用不同的材料（如气球、反冲力）设计一个能“自己走”的玩具，思考其动力原理与我们今天学的有何异同。六、作业设计基础性作业（必做）：每位学生需完成自制发条玩具的“产品说明书”。说明书需包含：①玩具名称与创意来源；②清晰的手绘结构示意图，并标注出发条/动力源、传动部分、运动部分；③简单的操作步骤与注意事项。旨在巩固对核心结构的理解，并训练技术表达。拓展性作业（选做，鼓励多数学生尝试）：“家庭寻宝”活动。在家中寻找至少一件利用弹性势能（如发条、弹簧、橡皮筋）工作的物品或玩具，拍摄照片或绘制简图，用几句话简要解释其“动力从哪里来，到哪里去”。促进学生将课堂所学与真实生活建立联系。探究性/创造性作业（选做，供学有余力者挑战）：“动力改造计划”。尝试使用除橡皮筋/发条外的其他动力（如气球喷气、重心偏移、磁力排斥等），设计一个能让你的玩具或一个新玩具动起来的方案。可以以设计图+文字说明的形式提交，不要求必须做出实物。旨在激发创新思维，初步接触多样的动力形式。七、本节知识清单及拓展★1.能量转换（核心）：发条玩具的动力核心是能量形式的转换。当我们拧紧发条或旋紧橡皮筋时，我们对它做功，能量以弹性势能的形式储存起来；松开时，储存的势能释放，转化为使车轮或部件运动的动能。这就是“走走停停”的能量根源。★2.发条与橡皮筋：两者都是常见的弹性储能元件。发条通常为金属片，能储存较大能量，释放平稳；橡皮筋易得，但能量储存和释放受其材质、长度影响大。它们是玩具的“心脏”或“肌肉”。★3.传动系统：指将动力从储存位置传递到运动部件的中间装置。常见的有齿轮传动（通过齿牙啮合传递动力和改变转速）、轴传动（通过一根杆直接带动部件旋转）。传动系统是动力的“高速公路”。★4.结构稳定性：确保玩具能正常工作而不散架的基础。涉及部件的牢固连接（如粘合、插接）和合理布局（如重心平衡、对称设计）。这是工程师需要首先考虑的问题。▲5.摩擦力：一个关键但常被忽视的因素。有益的摩擦力（如车轮与地面的摩擦）使玩具前进；有害的摩擦力（如轴与孔壁间的摩擦）会损耗动力。使用“轴套”（如吸管）是为了减少有害摩擦。★6.工程设计流程（思维方法）：一个完整的制作过程通常遵循明确问题→构思方案→设计草图→制作模型→测试评估→改进优化的循环。这不仅是做玩具的步骤，也是解决许多实际问题的通用思路。★7.测试与调试：这是区分“随意制作”与“工程设计”的关键环节。调试是基于测试结果的有目的改进，例如调整发条圈数、改变重心、润滑转动部位。记录调试过程（“我改了哪里，结果如何”）是宝贵的学习证据。▲8.功能与形式：好的设计追求功能与形式的统一。首先要确保核心功能（如“能动”）的可靠实现，在此基础上进行个性化、美观化的装饰与创意添加，赋予作品情感和故事。▲9.玩具中的简单机械：除了齿轮，玩具中还可能隐藏着杠杆（如跷跷板玩具）、滑轮等简单机械原理。观察和拆解旧玩具是学习机械知识的绝佳途径。★10.安全操作规范：使用剪刀、胶水等工具时，必须遵守安全第一的原则：传递剪刀时柄朝对方，使用热熔胶枪需教师协助，制作完成后清理桌面碎屑。这是技术实践中的首要素养。八、教学反思（一）教学目标达成度分析

本节课预设的多元目标基本达成。从知识层面看，通过实物探秘与动画演示，绝大多数学生能准确指出“发条拧紧是储存能量”这一核心。在成果展示环节，学生能用“我的小车是靠橡皮筋的弹力跑的”等语言进行描述，表明对能量转换有了直观理解。能力目标上，所有小组均完成了可运动的玩具原型，差异主要体现在结构的复杂度和运行的稳定性上。约70%的小组在“调试记录卡”中记录了有意义的观察和一次以上的调整尝试，体现了初步的工程实践能力。情感与价值观目标在小组协作中表现突出，观察到学生自发进行角色分工（“你负责剪，我来粘”），并在作品受挫时互相鼓励（“没关系，我们看看是轮子卡住了还是皮筋松了”），课堂氛围积极融洽。元认知目标通过反思卡的填写得以落实，但部分学生反思仍停留在“我很开心”或“有点难”的情绪层面，对“如何解决困难”的策略性反思深度不足，后续需提供更结构化的反思问题支架。（二）核心教学环节有效性评估

1.导入环节：以“没有电池为何能动”的认知冲突成功激发了全员探究兴趣，驱动性问题明确有力。2.任务链设计：“探秘设计搭建装饰调试”五步逻辑清晰，层层递进。其中，“任务三：原型搭建”是承上启下的关键，也是耗时最长、问题最集中的阶段。预设的差异化材料包和“高手锦囊”发挥了重要作用，使动手能力较弱的学生也能快速获得“能动起来”的正反馈，维持了学习信心。一位起初不知所措的学生在参照“锦囊”调整了轴的位置后兴奋地说：“老师，它真的滚起来了！”（反思内心独白1）这正是脚手架的价值。3.“调试优化”任务是本节课的亮点与难点。虽然预留了时间，但对于三年级学生而言，从“发现问题”到“分析原因”再到“实施改进”的思维跨度仍然较大。部分小组停留在反复试、碰运气的阶段。下次可考虑在调试前增加一个“故障诊断会”的微型环节，教师呈现几个典型“病状”（如只转不走、走歪、跑不远），引导全班共同“会诊”，归纳出“查动力是否足够”、“查传动是否打滑”、“查结构是否平衡”等通用排查思路，为其后的自主调试提供更明确的思维工具。（三）针对不同层次学生的表现剖析

对于基础层学生，他们能成功仿制范例结构，享受动手和装饰的乐趣，但在原理表述和自主调试上需要更多支持。教学中通过安排其与能力较强的同伴同组，并优先领取“基础材料包”，确保了他们的参与度和基本成功体验。对于拓展层学生（大多数），他们不满足于简单模仿，会在设计中加入故事元素（如“海盗船”、“月球车”）或尝试装饰与运动的联动，是课堂创意的主要贡献者。他们能较好地进行调试，但分析有时不够系统。对于挑战层学生，他们不满足于既有方案，有的尝试用多个橡皮筋并联增加动力，有的研究如何让玩具走曲线。对于这些“超前”探索，教师采取了“肯定方向、提示风险、鼓励课后深化”的策略，既保护了其探究热情，又确保了课堂主线的推进。例如，对一个想用齿轮组改变速度的学生，我说：“你这个想法非常工程师！但小齿轮咬合需要很精确，我们先保证它能转起来，下课你可以用这个高级套装继续研究！”（反思内心独白2）（