《设计塔台模型》
教 师
学 科
科学
执教班级
五(4)
执教时间
教学地点
实验室
教学内容
教科版教材小学科学六下第一单元第四课
教学课时
1
教学课型
新课
是否集体备课
课标
要求
能尝试应用所学科学原理设计并制作简单的装置,能进行模拟演示
并简要解释如何提高效率。
能以事实为依据作出判断。
教材
分析
一个“工程”建造的系统工程包括:明确任务—设计—建造(模型)—测试—评估—改进。从本课开始,学生的学习视角从对工程的整体认知转到到工程设计这一核心内容。与之相应,教科书的编写体例不再沿用四个板块的模式,而是以工程建设的基本程序展开。
教科书一开始就提出“建立模型是工程设计中的重要环节,工程师常通过建立模型来测试他们的设计。”,明确建立模型的重要意义。随后,教科书对塔台模型的设计提出了明确的要求,同时提供材料清单以及评价表,一方面指导学生设计方向,另一方面从评估的角度利用评价表规范设计方案。此外,教科书提出了5个问题供学生制定方案时思考,引导学生全面细致地考虑设计问题,帮助学生突破技术难点,尽可能设计出符合要求的塔台模型方案。
本课的内容是对上一节“标书”的具体化,聚焦塔台设计这个关键点来展开工程实践活动的。下一节建造塔台模型要依照本课的设计方案来实施,单元结束课也要对本课设计的不足进行改进。所以本课的内容在整个单元中起到很重要的承上启下作用。
学情
分析
本单元的学习活动始终基于模型展开,有利于学生体会设计、建立模型在工程中的重要性。
尽管本课为学生设计塔台模型提供了必要的支持,但对于学生来说依然具有挑战性,学生要经历多维度的思考与权衡,最终整合出最为合适的设计,在设计思考过程中,学生将再一次感受到工程设计的复杂性。
第一个挑战是设计图的绘制,学生的设计意识比较薄弱,对工程设计的要素接触较少,教师需要强调设计图纸的基本要求,如必要的文字、图形、数字等标注说明,及要绘制不同视角的设计图,全方位展现等。
第二个挑战是技术难关的突破,如形状结构设计、稳定性、控制倾斜等,教师需要引导学生发现其中的科学知识,为模型设计奠定知识基础,同时理解“工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”这一主要概念。
学习
目标
科学概念目标
1.工程设计是一个复杂的过程,需要综合考虑各个因素之间的关联。
2. 工程设计中蕴含着一定的科学知识
科学探究目标
1.能根据建造塔台的具体任务,综合考虑相关因素,制定出建造方案
2.能根据限制条件设计出符合要求的塔台模型,并能用文字和绘图的方式表达创意。
3.能深入思考,发现并解决设计中的难点问题。
4.能反思自己的设计,不断改进。
科学态度目标
1.对工程设计抱有极强的兴趣。
2.愿意与小组成员合作、交流,共同完成设计任务。
3.具有反思意识,能听取同学的意见并不断改进自己的设计。
科学、技术、社会与环境目标
感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。
关键问题
教学建议
你准备用哪些方法让塔台更牢固?
图纸怎么画才能更好地表达自己的设想?
教学
准备
实验器材:设计图纸、评价表、三角形与正方形的框架实物、铅笔、尺子
教学活动
活动内容
教师引导
学生学习
活动评价
一、聚焦本课任务
播放体育老师的需求:需要做一个塔台,用来经行足球训练
出示招标公告,给学生真实的工程环节体验。
接受设计挑战
仔细阅读招标公告,思考做这个工程时,需要考虑哪些因素。
体育老师布置任务更接近生活实际,让本次的设计活动更有意义。
活动:制定标书
(1)阅读标书项目,研讨具体内容。
教师提问:要想获得这个项目必须制定标书,你指导如何制定标书吗?
出示标书格式及提示
出示几种比较常见的塔台。
学习生活中已有的各种塔台,从中学习他们优秀的结构设计。
学生阅读标书项目以及提示
再次回过头去看学校的招标公告,提炼项目要求。
学生分析比较这些塔台,根据表格分析他们是否具备足球塔台的要求。
明确要求是工程设计中很重要的环节,后续的设计都要以此为准。
学生原创一个塔台可能比较困难,提供一些参考是比较符合学生实际的学习方法。
活动:初步设计
根据刚才分析已有塔台的经验,选择原创、根据已有塔台改进、仿造已有塔台进行塔台的设计。
(2)设计图纸
教师提示学生阅读教科书上气泡图内的文字,学生思考交流设计的关键点,教师再次提醒设计图绘制的要求:有图形和文字标注、随时利用评价表明确设计标准。
小组设计塔台模型。
(3)展示交流设计成果
学生代表进行设计方案的讲解和展示,全班交流,教师提示学生的讲解尽可能详实、完整。
学生思考,小组研讨:
① 为了尽可能达到60厘米的塔高,你们的设计是如何考虑材料使用的?
② 哪些设计是为了稳固塔台模型
学生实验:用食指分别从两种形状物体上部中点往下压,感受对比它们的承受力,观察对比它们形状的改变。(发现三角形状抗压、稳固)
继续研讨:
③ 如何保证塔台不倒下?如何保证塔台的倾斜角最小?
④ 什么因素会导致塔台产生倾斜角?
⑤ 如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震
小组合作设计图纸
向全班展示自己的设计
从实物图片观察到模型实验感受,使学生理解三角形结构稳定的特征,后续应用这一科学发现到塔台模型设计中。在这一过程中,学生感受到工程中蕴含着科学原理,为制作模型打下良好的知识基础。
通过展示交流活动,促使全班进行互评、互鉴。
研讨
教师提问:
(1)我们的设计方案完备吗?是否考虑到了各个因素?
(2)我们的设计方案还有需要调整的地方吗?打算怎样进一步调整?
小组交流讨论,制定调整计划、改进设计方案。
以上两个问题融合在展示设计成果中,通过问题(1)引导学生进行自查和互评,问题(2)引导学生发现问题并及时改进设计,各个小组可以互相补充、互相借鉴、各自完善设计方案。
板书设计
作业设计
六年级科学下册4.设计塔台模型
1.选择题。
(1)在工程实施前设计工程模型的主要目的是( )。
A.测试工程设计的可实施性,避免造成损失
B.建立模型供人参观
C.用于竞标时更吸引人
D.工程师的兴趣爱好
(2)浙江是一个经常会刮台风的地方,因此浙江在建设大型高塔时必须重点考虑( )。
A.抗震能力
B.抗风能力
C.节约成本
D.美观性
(3)下列因素不会造成塔台倾