《制作“月球小车”》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学五年级上册

《制作“月球小车”》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学五年级上册一、学情分析五年级学生经过本单元前期课程学习，已经熟练掌握了拉力、摩擦力等运动与力的核心规律，学会了弹簧测力计的使用、对比实验的探究方法，同时具备扎实的小车组装、部件调试的工程实操能力，能够独立完成简易小车的搭建与基础优化。从认知特点来看，学生对太空、月球、航天工程等主题充满探究兴趣，乐于开展创新性、实践性的工程制作活动，课堂参与积极性高。但学生的工程系统思维仍不完善，存在明显的短板：多数学生只能进行单一部件组装，无法结合月球特殊环境进行针对性设计优化；注重制作成品效果，忽略设计原理、变量适配、性能调试的过程；小组合作中容易出现分工混乱、创新不足、优化片面等问题。同时，学生对月球重力、表面环境的认知较为浅显，难以自主结合环境特点匹配小车结构、减小运动阻力，需要依托教材内容、教师引导，搭建“环境特点—结构设计—性能优化”的系统工程思维，适配新课标工程实践素养培养要求。二、教材分析《制作“月球小车”》是2026新教科版五年级上册第三单元《运动和力》的收官工程实践课，是单元所有科学规律的综合应用与素养落地课程，承接前序摩擦力对比、小车运动规律、力的作用效果等知识点，实现从科学探究到工程创造的进阶升级。新教材立足新课标“工程实践与创新”核心素养，打破传统手工制作的单一模式，以“真实太空工程场景”为载体，构建“认知环境—设计方案—动手制作—调试优化—评价反思”的完整工程设计流程。教材课文内容分为五大核心模块：第一模块介绍月球特殊环境，包括低重力、表面凹凸不平、无空气、摩擦力特殊等特点，明确月球小车的设计限制条件；第二模块给出月球小车的设计要求、核心功能与制作材料清单；第三模块提供基础制作流程与结构设计参考，重点指导车轮、车身、减震、减阻结构的设计；第四模块设置性能测试与问题优化任务，引导学生结合运动与力的规律调试小车；第五模块开展成果评价与工程反思，培养学生系统的工程思维。本课是单元综合性最强的课程，既巩固了所有力学核心知识，又全面锻炼学生的设计、制作、调试、创新能力，是落实科学探究、工程实践、技术创新素养的核心课程。三、核心素养教学目标（一）科学观念了解月球表面的特殊环境特点，知晓月球环境对小车运动、受力状态的影响；综合运用摩擦力、拉力、重力等力学规律，理解月球小车车轮宽大、车身稳定、阻力较小的结构设计原理，建立“环境决定设计、结构适配功能”的工程科学观念。（二）科学探究能依据教材设计要求和月球环境特点，自主完成月球小车的方案设计、动手制作与性能调试；能结合前期力学实验规律，自主排查小车行驶卡顿、颠簸、阻力过大、行驶偏移等问题，针对性优化结构，提升小车运动性能，具备综合的工程探究与优化能力。（三）科学态度在工程制作中养成严谨设计、精益求精、敢于创新、乐于纠错的科学态度；积极参与小组分工协作、方案研讨、成果交流，尊重不同的设计思路和制作成果，培养团队协作、大胆创新、勇于实践的探究精神。（四）科学、技术、社会与环境认识到航天工程设计需要结合环境特点、遵循科学规律，感知力学知识在航天探测、交通工具设计中的重要应用；了解人类探测月球的科技成就，体会科学技术对太空探索、人类文明发展的推动作用，树立崇尚科学、勇于创新、科技报国的价值理念。四、教学重难点（一）教学重点结合月球特殊环境和力学规律，完成月球小车的规范制作；掌握小车减阻、减震、稳行的核心优化方法，保障小车平稳行驶。（二）教学难点根据月球凹凸不平、低摩擦的环境特点，自主设计优化小车结构，针对性解决行驶颠簸、打滑、阻力过大等问题，形成系统的工程设计与优化思维。五、教学过程情境激趣，明确设计背景教师带领学生精读教材开篇航天情境内容，教材呈现月球探测车实景图片与文字介绍，讲述人类月球探测的意义，引出本节课工程制作任务：设计并制作一辆适配月球环境的简易月球小车。师：同学们，通过教材图文我们了解到，月球和地球的环境差异很大，谁能结合教材文字，说一说月球表面有哪些特殊特点？生：月球表面凹凸不平、有很多陨石坑，地面不平整。生：月球重力小，表面摩擦力和地球不一样，没有空气阻力。师：非常全面！教材重点标注：月球路面崎岖、摩擦力不稳定、重力微弱，普通的地球小车无法在月球正常行驶。这就需要我们结合所学的运动与力知识，针对性设计适配月球环境的专用小车。今天我们就化身小小航天工程师，完成月球小车的设计与制作。设计意图：依托教材航天情境，激发学生学习兴趣和探索欲望，通过问答互动梳理月球环境特点，让学生明确工程设计的背景与限制条件，为后续针对性设计奠定认知基础。研读教材，明确设计要求教师聚焦教材设计要求板块，逐条讲解教材明确的月球小车制作标准、材料要求和核心功能，通过师生互动解读设计要点，规避制作误区。教材明确核心设计要求：第一，小车能够在凹凸不平的路面平稳行驶；第二，减小行驶阻力，适配月球低摩擦环境；第三，结构稳固、不易颠簸侧翻；第四，组装规范、设计合理，可自主调试优化。同时教材罗列基础制作材料：车架、车轮、车轴、卡扣、固定配件等。师：结合我们上节课学习的摩擦力知识，思考教材问题：月球路面粗糙崎岖，我们应该选择什么样的车轮，才能避免打滑、减小颠簸？生：选择宽大、纹路适中的车轮，增大接触面积，避免打滑，提升稳定性。师：非常贴合科学规律！再思考，为了减小小车行驶阻力，我们应该采用哪种摩擦方式？生：采用滚动摩擦，利用滚轮结构减小摩擦力，让小车行驶更顺畅。教师整合教材设计核心思路：月球小车设计的两大核心是稳行适配崎岖路面、减阻适配低摩擦环境，所有结构设计都要围绕力学规律和月球环境展开，杜绝盲目拼装。设计意图：深度解读教材设计标准，结合单元力学核心知识，通过问答互动打通知识与工程实践的关联，让学生明白设计的科学依据，摒弃盲目拼装的思维，培养科学设计的工程意识。方案设计，小组研讨规划结合教材设计方案板块，组织学生小组合作，完成月球小车的设计规划，绘制简易设计草图，明确车身结构、车轮选型、固定方式、优化方案。教材给出参考设计思路：增大车轮间距提升稳定性、选用宽大车轮适配粗糙路面、紧固车轴减小摩擦损耗、轻量化车身适配低重力环境。教师巡回指导，开展针对性互动提问：你们小组的车轮选择有什么特点？为什么这样设计？如何避免小车在崎岖路面颠簸侧翻？如何减小小车行驶的摩擦力？各小组结合教材思路汇报设计方案，教师点评优化，肯定合理设计，修正不合理思路，确保每组方案都贴合月球环境特点与力学规律。设计意图：落实教材工程设计流程，先设计、后制作，培养学生规划性、系统性的工程思维，通过小组研讨、师生点评，优化设计方案，提升成品质量，落实工程探究核心素养。动手制作，规范搭建组装学生依据教材标准化制作步骤和小组设计方案，开展动手组装，教师全程对照教材操作规范巡视指导，及时纠正不规范操作。教材将制作流程分为三步：第一步组装稳固车架，保证车身对称、结构牢固；第二步安装车轴与车轮，保证车轮转动灵活、间距均匀；第三步整体固定配件，精简多余结构，实现车身轻量化。师：结合教材操作提示，大家组装车轮时，要注意什么问题？生：车轮安装松紧适中，过紧转动卡顿、阻力大，过松行驶偏移、容易脱落。师：精准把握了核心要点！组装过程中，大家要结合摩擦力知识，保证车轮滚动顺畅，同时车身左右对称，避免重心偏移导致行驶不稳。学生自主开展小组制作，合理分工，完成车架组装、车轮安装、结构加固、轻量化优化等操作，教师针对普遍问题集中讲解，指导学生对照教材示意图自查纠错，规范制作流程。设计意图：严格依托教材制作流程开展实操，规范学生动手操作行为，结合力学知识实时指导，让学生在实践中应用知识、巩固规律，提升精细化组装和动手实践能力。测试优化，提升成品性能依据教材性能测试与优化板块，搭建模拟月球凹凸路面，组织学生开展小车行驶测试，结合测试现象，对照教材常见问题清单，自主排查、优化小车性能。教材列举常见问题：行驶颠簸、侧翻打滑、卡顿阻力大、轨迹偏移等，同时对应给出优化方案。师：请大家分组测试小车行驶状态，观察自己的小车存在哪些问题，结合教材优化方法，思考解决方案。生：我们的小车在凹凸路面容易颠簸侧翻，根据教材提示，我们可以加宽车轮间距、降低车身重心。生：我们的小车行驶卡顿、阻力大，我们可以调松车轴，减小接触摩擦，精简多余配件。学生自主开展二次、三次优化调试，反复测试行驶性能，逐步提升小车的平稳性、顺畅性和适配性。教师引导学生总结优化逻辑：所有调试优化，都是利用摩擦力、重心、受力平衡等力学规律，解决环境适配问题，实现科学赋能工程优化。设计意图：遵循教材“测试—纠错—优化”的工程闭环，引导学生自主发现问题、运用知识解决问题，培养学生的工程调试、创新优化能力，深化知识应用能力，突破教学难点。成果展示，评价反思提升结合教材评价板块，组织课堂成果展示与互评，学生介绍自己小组的设计思路、制作亮点、优化过程，师生共同从结构设计、性能适配、创新优化、规范制作四个维度开展评价。教师结合教材拓展内容，延伸航天工程知识，让学生了解真实月球探测车的设计原理，感受航天科技的严谨与创新。设计意图：通过成果展示与多元评价，肯定学生实践成果，培养学生表达交流能力；链接真实航天工程，升华课堂育人价值，落实科学、技术、社会与环境核心素养。六、课堂小结本节课我们完整经历了工程设计的全流程，系统完成了月球小车的设计、制作、测试与优化。我们首先通过教材学习了解了月球凹凸不平、低重力、低摩擦的特殊环境，明确了月球小车的设计限制与核心要求；综合运用本单元摩擦力、受力平衡、重心稳定等力学核心规律，完成了小车的规范组装与针对性优化；