2022新教科版六年级下册科学1.4《设计塔台模型》教学设计.zip

1 4.设计塔台模型教学设计 【教材简析】 本课重点聚焦工程设计这一核心内容。由于学习内容和学习方式主要以小 组讨论、交流、设计为主，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。 教科书对塔台模型的设计提出了明确的要求，提供了材料清单及评价表。 一方面指导学生设计方向，另一方面指导学生利用评价表来规范设计方案。学 生制订方案时，可以利用教科书呈现的五个问题展开思考，全面而细致地考虑 设计问题，尽可能设计出优质的塔台模型方案。 本课的模型设计是对上一课“标书”的具体化，并且下一课建造模型要完 全遵照本课的设计图纸实施，单元结束课也要针对本课设计的不足进行改进。 所以，本课的学习内容在单元中具有十分重要的作用。 【学生分析】 学生在之前工程类课程学习中，很少有如此全面的设计活动。虽然本课为 学生设计塔台模型提供了必要的支持，但是对于学生来说仍然具有挑战性，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方案。在这一科学 实践活动过程中，需要学生在积极思考的基础上，注重小组交流合作，整合小 组成员的想法。生生之间相互借鉴补充，培养学生合作交流的重要能力。学生 在本单元前三课已经有了初步的合作，在此基础上教师要进一步创设情境，适 时指导学生学会合作、学会交流，培养相互合作的能力和习惯。 【教学目标】 科学概念目标科学概念目标 1.工程设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素及之间的关联。 2.工程设计中蕴含着一定的科学知识。 2 科学探究目标科学探究目标 1.能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，制订出建造方案。 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，能听取同学意见并不断改进自己的设计。 科学、技术、社会与环境目标科学、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。 【教学重难点】 重点：认识并理解工程设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素及 其之间的关联。 难点：能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，在限制条件下设 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。 【教学准备】 为学生准备：塔台标书、学生活动手册、记录表。 教师准备：班级记录表、评价表、三角形与正方形的框架实物、建筑物图 片、铁塔图片、教学课件。 3 【教学过程】 一、聚焦一、聚焦 （一）展示多种模型，明确模型意义（一）展示多种模型，明确模型意义 1.教师出示教科书塔台图片和设计模型对比图，让学生观察。 2.教师引导：大家知道在工程设计中制作模型的作用和意义吗？ 3.学生讨论交流。 4.小结：设计制作模型能够呈现工程师的设计，要针对设计进行测试、评 估、改进，直至符合建设要求，因此制作模型在工程设计中具有不可替代的重 要作用。 （二）创设情境，聚焦任务（二）创设情境，聚焦任务 谈话：我们从今天开始，一起像工程师一样，来设计、制作、测试、评估、 改进塔台模型，经历建造塔台的过程。 设计意图：设计意图：学生通过观察模型和工程成果的对比案例，初步了解模型的重 要价值。通过交流分析后深入理解模型在设计中的作用，增强学习动机。 二、任务二、任务 （一）明确工程要求（一）明确工程要求 1.教师出示教科书中建造塔台的要求。 提问：我们要做一个什么样的塔台？我们一起来看看学校对建造塔台有什 么要求。教师提示学生阅读教科书中要求。 2.学生阅读并明确教科书中要求。 学生自主阅读要求材料后全班进行总结交流。教师引导学生进行分析，找 出其中的关键内容，汇总出工程要求的关键点：塔台高度 60 厘米。底部能 4 够移动。坚固并有承重能力。具有抗风抗震能力。节省材料。美观。 教师提示：设计作品的关键是达到坚固、美观、价廉的平衡。 教师提出对于设计图纸和设计活动的要求：设计图纸清楚明了，有条理， 表达方式全面，有文字、图画、数字、标记等。小组分工明确、系统，有序 开展设计活动。 3.分析工程要求的层次。 教师引导：我们面临的工程任务的要求，哪些是必须达到的？哪些是重点 考虑的？哪些是均衡整合考虑完成的？ 学生交流分析，总结得出工程设计活动的三个层次。 （1）高度、安全、承重是必须要达到的要求。 （2）底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用是重点考虑的要求。 （3）成本、美观、设计方式、分工等是均衡整合考虑完成的要求。 （二）确定选取材料（二）确定选取材料 教师出示教科书内容，配合课件展示材料选取要求。展示材料实物，学生 观察材料，准备开展设计活动。 （三）阅读塔台模型制作评价表（三）阅读塔台模型制作评价表 1.教师引导：我们来阅读教科书中的塔台模型制作评价表。 2.学生阅读后结合工程要求，了解细化评价标准和相应分值，明确塔台模 型设计具体要求。 设计意图：设计意图：学生在认识工程任务中注重理解工程任务的层次，有些是必须 完成的工程要求，有些是重点考虑的要求，有些是均衡整合考虑完成的要求。 学生在理解以上内容的基础上才能更好地进行塔台模型的设计。 5 三、制订方案三、制订方案 （一）依据评价表思考问题（一）依据评价表思考问题 教师利用教学课件出示教科书中的 5 个问题，并引导学生思考。 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？ 教师出示正方形和三角形的教具，提问：你们觉得正方形和三角形哪个形 状更稳定？ 学生自由发言，教师进行演示实验，学生观察两个形状受力后的变化。教 师请学生亲自感受体验，再次感受三角形的承重能力。 小结：三角形更加稳固，在塔台模型设计中我们要多设计三角形来保证塔 台模型的稳固和承重能力。 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？ 教师利用教学课件出示简单的抗震设计示意图，讲解抗震基本设计原理， 与学生交流共同汇总三种抗震方法，供各小组在塔台模型设计中借鉴。 第一种：耐震，可以在塔台模型中加入大量三角形。 第二种：制震，可以在塔台模型底部加大面积或加大重量。 第三种：免震，可以在塔台模型底部加滚珠。 谈话：以上这些问题大家不用马上回答，各小组在设计中思考、交流、讨 论，共同研究解决方案。 设计意图：设计意图：这些问题的提出并不是要学生当时回答出来，而是为学生顺利 6 进行设计活动进行提示。学生带着这些问题开展设计活动，评价表可以为学生 的工程设计提供帮助和支持。 三角形的稳定性和承重能力是设计中要重点利用的科学知识。学生在设计 要求驱动下，会主动参与学习，获取新知加以利用。通过观察稳定性和感受承 重性两个实验，学生充分理解三角形的性质，对设计模型和制作模型活动都有 非凡的价值。 关于建筑物如何抗震，教师要精选抗震设计示意图，既不能过于繁复，又 不能简单无效。教师还要引导学生观察其相同点，共同总结出便于设计实施的 方法有利于在现有条件下完成本单元工程任务。 （二）开展设计活动（二）开展设计活动 1.出示教科书中的学生交流图。 教师利用多媒体课件出示教科书中的学生交流图，学生阅读对话框中的提 示内容。 2.交流设计关键点。 学生进行全班交流，相互提示交流塔台模型设计的关键点。 3.小组设计塔台模型。 教师下发与活动手册相同的设计方案记录表，学生小组开展塔台模型设计 活动。教师适时指导，随时提醒学生协同设计评价表中的各个项目，提示在设 计塔台整体结构时多用三角形。 （三）展示设计成果（三）展示设计成果 1.谈话：请各组成员一起来介绍、展示设计方案。同学们一起交流，各组 讲解尽可能翔实、完整，这样更有利于相互理解、相互交流、相互帮助。 2.学生介绍设计方案，全班交流。 7 设计意图：设计意图：学生动手设计之前做好充分准备，通过阅读教科书配图文字、 全班相互提示后再进行小组合作设计，并在设计过程中时刻提醒学生关注重点。 这样一方面保证学生设计目的准确，另一方面保证课堂教学效率。 四、研讨四、研讨 （一）我们的设计方案完备吗？是否考虑到了各个因素？（一）我们的设计方案完备吗？是否考虑到了各个因素？ 在展示设计成果活动中，小组汇报后，教师提出此问题。组织小组间质疑、 解释、交流、互动，帮助每一组反思自己的设计方案。 （二）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？（二）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？ 在展示设计成果活动中，在第一个问题研讨后，教师提出此问题。教师组 织各小组寻找自己设计方案中的问题。学生借鉴其他小组设计方案的优秀经验， 小组研讨解决方案，制订调整计划，及时整改设计方案，填补出现的漏洞和问 题。 设计意图：设计意图：两个研讨问题分别融合在展示设计活动中，是各小组展示设计 活动的重要研讨方向。问题一是各小组相互质疑、评价的核心问题。问题二是 各小组相互借鉴、相互补充、各自完善的核心问题。把握好两个问题在设计展 示交流活动中的作用，学生学习活动将事半功倍。 【板书设计】 设计塔台模型设计塔台模型 工程要求： 1.高度、安全、承重是必须要达到的要求。 2.底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用是重点考虑的要求。 3.成本、美观、设计方式、分工等是均衡整合考虑完成的要求。 核心要求：坚固、美观、价廉的平衡。 8 【活动手册使用说明】 本课的活动手册在制订方案板块第二步 设计中使用，在第三步进行展示交流。 和上一课相同，本课塔台设计方案也可 由学生自行选用纸张完成，并注意保存。