第4課時設計塔臺模型【教學目標】科學概念1.工程設計是一個復雜的過程，需要綜合考慮各個因素及之間的關聯。2.工程設計中蘊含著一定的科學知識。科學探究1.能根據建造塔臺的具體任務，綜合考慮相關因素，制訂出建造方案。2.能根據限制條件設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意。3.能深入思考，發現并解決設計中的難點問題。情感態度價值觀1.對工程設計抱有極強的興趣。2.愿意與小組成員合作、交流，共同完成設計任務。3.具有反思意識，能聽取同學意見并不斷改進自己的設計。【教學重點】認識并理解工程設計是一個復雜的過程，需要綜合考慮各個因素及其之間的關聯。【教學難點】能根據建造塔臺的具體任務，綜合考慮相關因素，在限制條件下設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意。【教學準備】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、教學課件。【教學過程】一、聚焦（一）展示多種模型，明確模型意義1.教師出示教科書塔臺圖片和設計模型對比圖，讓學生觀察。2.教師引導：大家知道在工程設計中制作模型的作用和意義嗎？（學生討論交流。）3.小結：設計制作模型能夠呈現工程師的設計，要針對設計進行測試、評估、改進，直至符合建設要求，因此制作模型在工程設計中具有不可替代的重要作用。（二）創設情境，聚焦任務談話：我們從今天開始，一起像工程師一樣，來設計、制作、測試、評估、改進塔臺模型，經歷建造塔臺的過程。二、任務（一）明確工程要求1.教師出示教科書中建造塔臺的要求。提問：我們要做一個什么樣的塔臺？我們一起來看看學校對建造塔臺有什么要求。教師提示學生閱讀教科書中要求。2.學生閱讀并明確教科書中要求。學生自主閱讀要求材料后全班進行總結交流。教師引導學生進行分析，找出其中的關鍵內容，匯總出工程要求的關鍵點：塔臺高度60厘米。底部能夠移動。堅固并有承重能力。具有抗風抗震能力。節省材料。美觀。教師提示：設計作品的關鍵是達到堅固、美觀、價廉的平衡。教師提出對于設計圖紙和設計活動的要求：設計圖紙清楚明了，有條理，表達方式全面，有文字、圖畫、數字、標記等。小組分工明確、系統，有序開展設計活動。3.分析工程要求的層次。教師引導：我們面臨的工程任務的要求，哪些是必須達到的？哪些是重點考慮的？哪些是均衡整合考慮完成的？學生交流分析，總結得出工程設計活動的三個層次。（1）高度、安全、承重是必須要達到的要求。（2）底部能夠移動、具有抗風抗震能力、堅固耐用是重點考慮的要求。（3）成本、美觀、設計方式、分工等是均衡整合考慮完成的要求。（二）確定選取材料教師出示教科書內容，配合課件展示材料選取要求。（三）閱讀塔臺模型制作評價表1.教師引導：我們來閱讀教科書中的塔臺模型制作評價表。2.學生閱讀后結合工程要求，了解細化評價標準和相應分值，明確塔臺模型設計具體要求。三、制訂方案（一）依據評價表思考問題教師利用教學課件出示教科書中的5個問題，并引導學生思考。1.為了盡可能達到60厘米的塔高，你們的設計是如何考慮材料使用的？2.哪些設計是為了穩固塔臺模型？教師出示正方形和三角形的教具，提問：你們覺得正方形和三角形哪個形狀更穩定？（學生自由發言，教師進行演示實驗。）小結：三角形更加穩固，在塔臺模型設計中我們要多設計三角形來保證塔臺模型的穩固和承重能力。3.如何保證塔臺不倒下？如何保證塔臺的傾斜角最小？4.什么因素會導致塔臺產生傾斜角？5.如何保證塔臺能抵御大風或一定級別的地震？教師利用教學課件出示簡單的抗震設計示意圖，講解抗震基本設計原理，與學生交流共同匯總三種抗震方法，供各小組在塔臺模型設計中借鑒。第一種：耐震，可以在塔臺模型中加入大量三角形。第二種：制震，可以在塔臺模型底部加大面積或加大重量。第三種：免震，可以在塔臺模型底部加滾珠。（二）開展設計活動1.出示教科書中的學生交流圖。教師利用多媒體課件出示教科書中的學生交流圖。2.交流設計關鍵點。學生進行全班交流，相互提示交流塔臺模型設計的關鍵點。3.小組設計塔臺模型。（三）展示設計成果談話：請各組成員一起來介紹、展示設計方案。同學們一起交流，各組講解盡可能翔實、完整，這樣更有利于相互理解、相互交流、相互幫助。（全班交流。）四、研討（研討問題見教科書P1）【板書設計】設計塔臺模型工程要求：1.高度、安全、承重是必須要達到的要求。2.底部能夠移動、具有抗風抗震能力、堅固耐用是重點考慮的要求。3.成本、美觀、設計方式、分工等是均衡整合考慮完成的要求。核心要求：堅固、美觀、價廉的平衡