《制作鸡蛋保护装置》教学设计-2026-2027学年青岛版（五四制）（新版）小学科学四年级上册

《制作鸡蛋保护装置》教学设计-2026-2027学年青岛版（五四制）（新版）小学科学四年级上册教学背景本课是2026秋青岛版（五四制）新教材第二单元《物体的运动》最后一课，属于工程实践课，整合本单元全部学习内容：测量距离时间、运动轨迹、运动快慢、碰撞与动能。六年级学生已经完成前面四课科学探究，理解运动物体碰撞会产生冲击力，速度、质量影响碰撞效果。本节课不是新科学概念探究，而是工程设计与制作任务：设计装置保护鸡蛋，鸡蛋从一定高度下落，撞击地面不破裂。学生需要应用前面学到的动能、碰撞、能量缓冲知识，进行方案设计、选材、制作、测试、评估改进。工程实践课重点培养学生工程思维，从提出需求、设计方案、动手制作、测试优化完整流程。学生容易出现设计只追求好看，忽略缓冲原理，制作时结构不牢固，不会根据测试失败修改方案。本课实现单元知识综合应用，完成从科学探究走向工程实践的闭环。教材分析教材开篇提出工程任务：鸡蛋从高处落下，撞击地面，很容易破碎。任务：设计制作鸡蛋保护装置，减缓鸡蛋下落撞击，保护鸡蛋不破裂。教材正文给出工程设计流程：明确任务需求→构思设计方案→选择材料→制作装置→开展测试→评估装置，发现不足，改进优化。教材提示学生结合单元知识思考：鸡蛋下落撞击地面，碰撞冲击力来自鸡蛋的动能；想要保护鸡蛋，要通过结构延长撞击作用时间，分散冲击力，减小鸡蛋受到的破坏。教材设置设计记录单，要求学生画出设计草图，标注材料、结构。教材测试要求：在固定高度释放装置，观察鸡蛋是否破损；记录测试结果。教材讨论板块：各组展示装置，分析成功或者失败原因，互相评价。教材拓展：生活缓冲装置，头盔、汽车安全气囊、包装箱泡沫。教材思考题：你的装置是怎样减小鸡蛋受到撞击力？教材逻辑：提出工程任务→回顾单元碰撞知识→工程设计六步骤→绘制草图、选材制作→下落测试→评估改进→交流评价→联系生活缓冲产品。本课教材侧重点是工程实践，综合应用单元科学观念，区别于前面的观察、测量类探究课。核心素养教学目标科学观念：综合运用单元知识，知道下落鸡蛋具有动能；碰撞时冲击力可以通过缓冲结构分散、减弱；缓冲材料、结构可以减小碰撞对物体的破坏。科学思维：能基于科学原理构思工程方案；能预测装置测试结果；根据测试现象分析装置缺陷，提出改进思路；对比不同方案的优缺点，评估设计。探究实践：经历完整工程流程，绘制设计草图，选择合适材料，动手组装鸡蛋保护装置；开展落地测试，观察鸡蛋破损情况，记录测试结果，迭代改进作品。态度责任：在制作过程中学会小组分工协作；能客观看待作品成功与失败，愿意不断优化设计；理解缓冲装置在保护人身安全中的价值，体会科学技术服务生活。教学重难点教学重点：经历工程设计、制作、测试、改进完整流程；利用缓冲原理设计鸡蛋保护装置。教学难点：结合动能碰撞原理，分析装置保护鸡蛋的内在原理；根据测试失败的现象，针对性改进装置结构。教学过程情境导入，研读教材工程任务师：同学们，请阅读教材本课开头内容：鸡蛋从高处落下，撞击坚硬地面，蛋壳容易破碎。我们的工程任务：设计制作鸡蛋保护装置，让鸡蛋从固定高度落下，撞击地面，鸡蛋尽量不破碎。老师现场演示：裸鸡蛋从桌面高度落下，蛋壳摔碎。提问：鸡蛋下落撞击地面，鸡蛋受到破坏的原因是什么？结合上一节课知识回答。

生：鸡蛋下落运动，具有动能，撞击地面发生碰撞，产生冲击力，蛋壳承受不住冲击力就破碎。

师：我们的任务就是设计装置，减小鸡蛋受到的撞击力，保护鸡蛋。今天我们进行工程实践课，《制作鸡蛋保护装置》。

设计意图：依托教材工程任务，现场裸蛋跌落演示，直观呈现问题；调用上节课动能碰撞知识，建立工程任务和单元科学知识之间联系，明确本课目标。研读教材，学习工程设计流程与保护原理师：阅读教材，教材给出工程设计步骤：明确任务→构思方案→选择材料→制作→测试→评估改进。大家一起读。教材提示保护原理：想要保护鸡蛋，不能直接让鸡蛋硬撞地面，需要增加缓冲结构，延长碰撞时间，分散冲击力，降低蛋壳受到的力。老师提问：哪些材料可以起到缓冲作用？

生：海绵、气泡膜、棉花、泡沫、报纸。

师：还有结构方案，除了包裹缓冲材料，还有哪些思路？小组讨论。

生：增加降落伞减慢下落速度；外部支架，落地时支架先接触地面，鸡蛋悬空。

师：很好，两种思路：一是减慢下落速度，减小鸡蛋落地前动能；二是落地时缓冲，分散碰撞冲击力。大家设计的时候，可以选用一种或者组合方案。教材要求大家在设计单画出草图，标注使用材料和结构。

设计意图：学习教材工程流程和缓冲原理，引导学生打开设计思路，区分减速、缓冲两类保护方案；通过问答，让学生的设计建立在单元科学原理之上，不是凭空想象。小组设计方案，绘制设计草图师：各小组讨论设计方案，在教材配套设计记录表画出草图，写明选用材料，写出设计原理。小组思考：设计会存在什么风险？例如材料太重，下落速度更快；结构松散，落地直接散开。

（学生小组讨论、绘图，教师巡视，指导草图绘制，引导学生思考方案的优点和不足）

师：请小组代表展示设计草图，说一说设计思路，用到什么材料，依靠什么原理保护鸡蛋。

生：我们方案，用气泡膜紧紧包裹鸡蛋，外面填充棉花，利用棉花缓冲碰撞冲击力。

生：我们设计降落伞结构，减小鸡蛋下落速度，降低落地动能。

师：大家方案各有特点，接下来按照草图领取材料，动手制作。

设计意图：落实教材设计环节，绘制草图是工程设计重要环节，训练学生用图形表达设计构想；小组交流方案，互相评估，提前预判设计缺陷。动手制作鸡蛋保护装置师：阅读教材制作提示：组装结构牢固，固定鸡蛋，防止鸡蛋在装置内部晃动；材料使用节约，注意剪刀等工具安全。小组领取材料，按照草图制作装置，制作过程中可以微调结构，但是要记录修改点。

（学生动手制作，教师巡视，提醒安全，帮助解决组装难题，提醒固定鸡蛋，避免鸡蛋在装置内磕碰）

师：很多小组制作完成，接下来我们进行落地测试。大家阅读教材测试要求：统一释放高度，保持装置平稳释放；落地之后，小心拆开装置，观察鸡蛋是否破裂，记录测试结果。

设计意图：工程实践的制作环节，学生把图纸方案转化为实物；强调制作安全，允许小幅度调整方案，体会工程制作和图纸设计会存在差异。开展落地测试、评估与改进师：分组依次上台，在统一高度释放装置。其余同学认真观察落地现象。测试结束，拆开装置，观察鸡蛋，填写教材测试记录表，记录鸡蛋完好/破裂。

（各组依次测试，记录结果。有的鸡蛋完好，有的蛋壳碎裂）

师：请测试完成小组汇报。如果鸡蛋破碎，分析是什么原因？

生：我们装置缓冲材料太少，落地冲击力直接传递给鸡蛋；装置落地发生翻滚，鸡蛋在内部撞击外壳。

师：如果鸡蛋完好，说一说装置是怎么保护鸡蛋？

生：厚厚的棉花延长碰撞时间，分散冲击力，鸡蛋没有受到猛烈撞击。

师：阅读教材评估改进要求。测试无论成功失败，都要找到装置优缺点，提出改进方案。小组讨论，给自己装置提出优化办法。鸡蛋破碎的小组，怎么修改？

生：增加缓冲材料；加固外部框架，防止翻滚；把鸡蛋固定，不让内部晃动。

设计意图：完成教材测试评估环节，通过真实测试得到反馈；引导学生基于现象分析失败原因，提出改进方案，体会工程产品迭代优化思想，落实工程思维目标。教材拓展板块学习，联系生活缓冲技术师：阅读教材拓展内容：头盔、汽车安全气囊、快递泡沫包装，都是缓冲保护装置。提问：头盔依靠什么保护头部？

生：头盔内部泡沫，碰撞时缓冲，分散冲击力，减小对头部伤害。

师：想一想，安全气囊作用原理和我们鸡蛋保护装置哪一种思路相似？

生：落地缓冲，延长碰撞时间，降低冲击力。

设计意图：解读教材拓展，将课堂工程作品联系真实工程技术，让学生体会科学工程在生活保护中的应用，落实态度责任。课堂小结师：本单元最后一课，我们完成鸡蛋保护装置工程任务，回顾本节课。谁来说，我们经历了哪些工程步骤？保护鸡蛋原理是什么