六下1-4《設(shè)計塔臺模型》

六下《小小工程師六下《小小工程師》單元教學(xué)設(shè)計小學(xué)科學(xué)教學(xué)網(wǎng)資源建設(shè)團隊金亞軍【教材簡析】通過前面3節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)了解了工程基本特征和要求。第一課《了解我們的住房》主要是引導(dǎo)學(xué)生認識身邊的工程實例，住房的結(jié)構(gòu)設(shè)計是因為人們?nèi)粘＜揖由钏瓒O(shè)計的，各個功能區(qū)需要有哪些特征和怎樣組合設(shè)計并建造的問題，通過了解學(xué)生對工程技術(shù)有了初步感知和發(fā)現(xiàn)。第二課《認識工程》主要是引導(dǎo)學(xué)生了解工程設(shè)計與建造當(dāng)中需要面對哪些問題，又是怎樣設(shè)計和建造的，在解決問題的過程中又要注意哪些問題，科學(xué)技術(shù)在工程建造中又有哪些決定性作用等，以認識工程的基本方式和其中的學(xué)問。第3-7課教材安排學(xué)生進行一個簡單的工程實踐活動，主要是引導(dǎo)學(xué)生通過做中學(xué)、做中研的方式在主動參與和體驗的過程中，培養(yǎng)工程技術(shù)的相關(guān)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的解決問題的興趣和能力。第三課《建造塔臺》主要引出工程項目的任務(wù)目標(biāo)，主要圍繞為什么要建造塔臺？需要有哪些功能？嘗試初定方案和制定標(biāo)書，接受任務(wù)并行動起來。第四課《設(shè)計塔臺模型》，設(shè)計是工程技術(shù)的關(guān)鍵，設(shè)計的優(yōu)劣直接決定工程的質(zhì)量，工程的關(guān)鍵是設(shè)計，因此本課的任務(wù)也是相對重要的，需要充分調(diào)動學(xué)生的設(shè)計思維和興趣，努力優(yōu)化設(shè)計方式，直至達到設(shè)計要求。任務(wù)板塊，教材考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)，提出建造塔臺的基本要求和基本材料，這是設(shè)計工作圍繞的中心要求，以便于學(xué)生在設(shè)計中有所權(quán)衡。這樣的任務(wù)要求對工程設(shè)計教學(xué)來說是一種簡單有效的方法，因為設(shè)計本身就是在具體要求限制下的技術(shù)突破，已達到最優(yōu)的效果。制訂方案板塊，分為依據(jù)評價表思考問題、設(shè)計活動、設(shè)計成果三個流程，第一環(huán)節(jié)就是要明確設(shè)計任務(wù)并思考相關(guān)對策，設(shè)計活動考慮到塔臺模型的堅固性、簡潔性和穩(wěn)定性需要有哪些技術(shù)的思考，同時在思考和測試中設(shè)計方案，并用圖文并茂的方式呈現(xiàn)設(shè)計成果。研討活動，學(xué)生對小組成員設(shè)計的方案，進行班級展示，相互了解和學(xué)習(xí)，相互思考和質(zhì)疑，取長補短，在研討中完善和修正設(shè)計方案?！緦W(xué)情分析】現(xiàn)在的六年級學(xué)生對工程技術(shù)沒有經(jīng)過系統(tǒng)化的參與，有的就是學(xué)生日常生活中的自主性嘗試。學(xué)生需要通過科學(xué)課堂，進行系統(tǒng)化的工程技術(shù)的參與式學(xué)習(xí)，在體驗和實踐中，感悟工程設(shè)計的基本方法和精神，為學(xué)生的工程設(shè)計素養(yǎng)做好啟蒙教育?！窘虒W(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念目標(biāo)1.工程設(shè)計是-個復(fù)雜的過程，需要綜合考慮各個因素及之間的關(guān)聯(lián)。2.工程設(shè)計中蘊含著一定的科學(xué)知識。科學(xué)探究目標(biāo)1.能根據(jù)建造塔臺的具體任務(wù)，綜合考慮相關(guān)因素，制訂出建造方案。2.能根據(jù)限制條件設(shè)計出符合要求的塔臺模型，并能用文字和繪圖的方式表達創(chuàng)意。3.能深人思考，發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計中的難點問題。4.能反思自己的設(shè)計，不斷改進?？茖W(xué)態(tài)度目標(biāo)1.對工程設(shè)計抱有極強的興趣。2.愿意與小組成員合作、交流，共同完成設(shè)計任務(wù)。3.具有反思意識，能聽取同學(xué)的意見并不斷改進自己的設(shè)計?？茖W(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境目標(biāo)感受到科學(xué)知識對設(shè)計好塔臺的重要作用。【教學(xué)重難點】重點：明確塔臺的設(shè)計要求，小組合作設(shè)計塔臺模型方案難點：如何設(shè)計塔臺模型，并有效優(yōu)化【教學(xué)準(zhǔn)備】為學(xué)生準(zhǔn)備:塔臺競標(biāo)書、學(xué)生活動手冊。教師準(zhǔn)備：班級記錄表、評價表、三角形與正方形的框架實物、建筑物圖片、鐵塔圖片、教學(xué)課件?！窘虒W(xué)過程】一、聚焦：揭示課題（預(yù)設(shè)3分鐘）[素材準(zhǔn)備：出示操場場景照片或課本塔臺圖片]1.教師引導(dǎo)學(xué)生思考工程設(shè)計的基本流程，即設(shè)計、制作、測試、評估、改進等一系列的活動。2.引導(dǎo)學(xué)生說一說各環(huán)節(jié)的重要性和彼此之間的關(guān)系。3.揭示課題《設(shè)計塔臺模型》。二、任務(wù)導(dǎo)語：同學(xué)們，我們的設(shè)計挑戰(zhàn)任務(wù)是有任務(wù)限制的，需要我們在有限的資源下，做出不一般的效果。讓我們一起來挑戰(zhàn)吧！1.要求。（1）提問：我們的任務(wù)需要做到哪些要求呢？請邊了解邊思考我們的預(yù)案。要求：以小組為單位，用材料制作一個高60厘米的塔臺(底部不得粘在桌面上)。要求進行圖形和文字的設(shè)計,使用所給的材料，塔臺必須保證站立且能承受一定的重量和風(fēng)力，并具有一定的抗震能力，還要盡量節(jié)省材料?？匆豢茨慕M設(shè)計的作品能達到穩(wěn)固、美觀、價廉的平衡。（2）提問：同學(xué)們設(shè)計要求是必須要明白的，它是我們設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。大家看懂要求了嗎？你能用簡單詞語表述清楚嗎？關(guān)鍵詞：設(shè)計塔臺模型要求的關(guān)鍵詞：高60厘米、底部不得粘、圖文設(shè)計、使用規(guī)定材料，承重、抗風(fēng)、抗震、節(jié)省、美觀。（3）提問：大家能用簡單的句子表述清楚要求嗎？關(guān)鍵句：規(guī)定的材料范圍用最簡單的方案，完成最穩(wěn)固最合理的塔臺模型設(shè)計方案。2.材料(每組)[材料準(zhǔn)備：70根20厘米長的吸管（單價1元）、剪刀(1或2把)、膠帶（單價2元）、三角和直方連接件（單價1元），尺子(1或2把)。]（1）提問：有了目標(biāo)，我們的材料有哪些呢？大家有什么想法？教師出示材料，大家談一談對材料的一些了解和疑問，以統(tǒng)一思想，便于設(shè)計。[材料準(zhǔn)備：評價表]（2）提問：我們最終的設(shè)計目標(biāo)具體有哪些評價指標(biāo)呢？歡迎大家談一下自己的理解和看法。塔臺模型制作評價表評價指標(biāo)最高要求層級滿分圖文說明合理設(shè)計圖文并茂，表述條理清晰,每部分加工和用量詳細明了3分分工合作明確分工且貫徹實施3分塔高達到60厘米的高度3分頂端承重頂端承重最大3分抗風(fēng)能力能抵御3級(大風(fēng)量)風(fēng)吹3分抗震能力能抵御3級(強)震動3分美觀結(jié)構(gòu)合理美觀處于最高水平3分材料成本材料成本最低3分統(tǒng)計滿分24分教師介紹我們的評價指標(biāo)分成三個等級，以上是最高等級要求，然后學(xué)生對評價指標(biāo)進行詳細了解，談看法，說感受。三、制訂方案[材料準(zhǔn)備：班級記錄表、塔臺競標(biāo)書、學(xué)生活動手冊、三角形與正方形的框架實物]1.依據(jù)評價表思考問題。（1）引導(dǎo)：評價表就是我們設(shè)計的方向和目標(biāo)，為此我們還有很多事情要考慮，以下問題如何破解，這是我們都要面對的。①為了盡可能達到60厘米的塔高，你們的設(shè)計是如何考慮材料使用的?②哪些設(shè)計是為了穩(wěn)固塔臺模型?如何保證塔臺不倒下?③如何保證塔臺的傾斜角最小?④什么因素會導(dǎo)致塔臺產(chǎn)生傾斜角?⑤如何保證塔臺能抵御大風(fēng)或一定級別的地震?（2）教師引導(dǎo)班級和小組同學(xué)進行研討和思辨。2.設(shè)計活動。（1）前期思考提問：塔臺模型的首要目標(biāo)就是堅固耐用，簡單吸管組合是否可以達到要求？用什么結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)固？學(xué)生經(jīng)過交流：提出多用三角形的實施建議，然后老師每個小組提供一對三角形和四邊形（也可以學(xué)生自制），引導(dǎo)學(xué)生進行對比測試，自然就驗證出三角形穩(wěn)定性好的結(jié)構(gòu)原理。當(dāng)提出上小下大穩(wěn)定性好的時候，也可以引導(dǎo)學(xué)生自己尋找驗證的方法，如鉛筆尖朝下和鉛筆尖朝上的對比實驗，以驗證學(xué)生的猜測。另外，需要考慮的問題還有以下等等。①接口處固定牢固。②底座要什么形狀?要多大才能保證高塔的穩(wěn)固?③底座不能太大，否則材料不夠用啦!（2）圖紙設(shè)計引導(dǎo)：剛才大家對設(shè)計中的相關(guān)問題都進行了研討，我相信大家都有了設(shè)計的實力，但是設(shè)計的道路上是沒有最好，只有更好的。下面請同學(xué)們自主設(shè)計，建議以圖文并茂的方式進行，設(shè)計中每位同學(xué)可以都設(shè)計一個，然后組內(nèi)討論分析，或者取長補短的方式完善組內(nèi)的代表方案。四、研討[材料準(zhǔn)備：學(xué)生活動手冊]引導(dǎo)：設(shè)計方案是由成熟是需要經(jīng)歷反復(fù)推敲和修正的，直到達到設(shè)計要求才行。教師出示以下問題，動員班級學(xué)生進行質(zhì)疑和研討。1.你們的設(shè)計方案完備嗎?是否考慮到了各個因素?2.你們的設(shè)計方案還有需要調(diào)整的地方嗎?打算怎樣進一步調(diào)整?【板書設(shè)計】4.設(shè)計塔臺模型工程建造：設(shè)計、制作、測試、評估、改進關(guān)鍵用規(guī)定材料，設(shè)計最優(yōu)方案（考慮周全，細致入微）【作業(yè)設(shè)計】1.塔臺框架中用（C）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)固。A、B、