設(shè)計塔臺模型教學(xué)設(shè)計【教材分析】一個“工程”建造的系統(tǒng)工程包括：明確任務(wù)設(shè)計建造（模型）測試評估改進。從本課開始，學(xué)生的學(xué)習(xí)視角從對工程的整體認知轉(zhuǎn)到到工程設(shè)計這一核心內(nèi)容。與之相應(yīng)，教科書的編寫體例不再沿用四個板塊的模式，而是以工程建設(shè)的基本程序展開。教科書一開始就提出“建立模型是工程設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，工程師常通過建立模型來測試他們的設(shè)計?！?，明確建立模型的重要意義。隨后，教科書對塔臺模型的設(shè)計提出了明確的要求，同時提供材料清單以及評價表，一方面指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計方向，另一方面從評估的角度利用評價表規(guī)范設(shè)計方案。此外，教科書提出了5個問題供學(xué)生制定方案時思考，引導(dǎo)學(xué)生全面細致地考慮設(shè)計問題，幫助學(xué)生突破技術(shù)難點，盡可能設(shè)計出符合要求的塔臺模型方案。本課的內(nèi)容是對上一節(jié)“標書”的具體化，聚焦塔臺設(shè)計這個關(guān)鍵點來展開工程實踐活動的。下一節(jié)建造塔臺模型要依照本課的設(shè)計方案來實施，單元結(jié)束課也要對本課設(shè)計的不足進行改進。所以本課的內(nèi)容在整個單元中起到很重要的承上啟下作用?！緦W(xué)情分析】本單元的學(xué)習(xí)活動始終基于模型展開，有利于學(xué)生體會設(shè)計、建立模型在工程中的重要性。盡管本課為學(xué)生設(shè)計塔臺模型提供了必要的支持，但對于學(xué)生來說依然具有挑戰(zhàn)性，學(xué)生要經(jīng)歷多維度的思考與權(quán)衡，最終整合出最為合適的設(shè)計，在設(shè)計思考過程中，學(xué)生將再一次感受到工程設(shè)計的復(fù)雜性。第一個挑戰(zhàn)是設(shè)計圖的繪制，學(xué)生的設(shè)計意識比較薄弱，對工程設(shè)計的要素接觸較少，教師需要強調(diào)設(shè)計圖紙的基本要求，如必要的文字、圖形、數(shù)字等標注說明，及要繪制不同視角的設(shè)計圖，全方位展現(xiàn)等。第二個挑戰(zhàn)是技術(shù)難關(guān)的突破，如形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計、穩(wěn)定性、控制傾斜等，教師需要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中的科學(xué)知識，為模型設(shè)計奠定知識基礎(chǔ)，同時理解“工程是運用科學(xué)和技術(shù)進行設(shè)計、解決實際問題和制造產(chǎn)品的活動”這一主要概念。【教學(xué)目標】科學(xué)概念目標1.工程設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，需要綜合考慮各個因素之間的關(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，制定出建造方案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.能深入思考，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。科學(xué)態(tài)度目標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1.感受到科學(xué)知識對設(shè)計好塔臺的重要作用?！窘虒W(xué)重難點】重點：認識并理解工程設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，需要綜合考慮各個因素及之間的關(guān)聯(lián)難點：能根據(jù)建造塔臺的具體任務(wù)，在限制條件下設(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。【材料準備】實驗器材：設(shè)計圖紙、評價表、三角形與正方形的框架實物、鉛筆、尺子【教學(xué)流程圖】【教學(xué)過程】1.聚焦出示教科書塔臺圖片，讓學(xué)生觀察塔臺的結(jié)構(gòu)和形狀。教師指出建立模型是工程設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，工程師通常通過建立模型來測試他們的設(shè)計。從這節(jié)課開始，我們也要像工程師一樣，設(shè)計、制作、測試、評估、改進塔臺模型，經(jīng)歷建造塔臺的過程。設(shè)計意圖：通過談話的方式強調(diào)建立模型的重要性，明確本課的學(xué)習(xí)活動方向。同時指明本課之后的連續(xù)幾課都是圍繞建造塔臺而開展模型的設(shè)計、制作、測試、評估、改進等一系列活動。教師通過引導(dǎo)學(xué)生觀察真實塔臺圖片，讓學(xué)生初步了解塔臺的結(jié)構(gòu)和形狀。2、任務(wù)：設(shè)計塔臺模型（1）明確任務(wù)要求和材料教師提問：學(xué)校給定了建造塔臺的要求，我們能按照要求設(shè)計塔臺嗎？學(xué)生活動：閱讀教科書中的要求。教師和學(xué)生共同總結(jié)設(shè)計要求：設(shè)計圖有圖形、數(shù)字、文字、標志等細致說明；塔臺的高度為60厘米，底部不能站在桌面上；穩(wěn)固，具備一定的承重、抗風(fēng)、抗震的能力；價廉，盡量節(jié)省材料；美觀; 使用所給的材料。教師出示材料選取要求，展示材料實物：70根20厘米長的吸管、剪刀（1或2把）、膠帶、尺子（1或2把）設(shè)計意圖：創(chuàng)設(shè)真實任務(wù)情景，同時明確塔臺設(shè)計和設(shè)計圖紙的具體要求，便于學(xué)生依照設(shè)計圖紙建立出符合要求的塔臺模型。教師還需提示學(xué)生高度、安全性、承重是必須達成的重要指標。（2）明確塔臺模型評價標準學(xué)生閱讀教科書中的塔臺模型制作評價表，了解細化評價標準和相應(yīng)分值。教師提問：我們有哪些相應(yīng)的評分標準呢？引導(dǎo)學(xué)生再次明確塔臺必須達到的限制條件，同時利用評價表的細節(jié)描述，為學(xué)生指明設(shè)計方向。設(shè)計意圖：評價表是學(xué)生進行塔臺模型設(shè)計的重要幫手。評價表不僅整合了任務(wù)板塊的所有要求，還進行了細化，幫助學(xué)生在設(shè)計過程中整合各項因素、達到要求的平衡點，體會工程設(shè)計的復(fù)雜性。3、制定方案（1）突破技術(shù)難點教師依次提出5個問題，并引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生進行小組研討。 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？ 哪些設(shè)計是為了穩(wěn)固塔臺模型教師出示埃菲爾鐵塔等塔臺的圖片，提問這些塔臺設(shè)計有什么共同點？（學(xué)生發(fā)現(xiàn)塔臺有很多三角形）教師出示三角形與正方形的框架實物，提問：那個形狀更穩(wěn)定？學(xué)生實驗：用食指分別從兩種形狀物體上部中點往下壓，感受對比它們的承受力，觀察對比它們形狀的改變。（發(fā)現(xiàn)三角形狀抗壓、穩(wěn)固）設(shè)計意圖：從實物圖片觀察到模型實驗感受，使學(xué)生理解三角形結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特征，后續(xù)應(yīng)用這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)到塔臺模型設(shè)計中。在這一過程中，學(xué)生感受到工程中蘊含著科學(xué)原理，為制作模型打下良好的知識基礎(chǔ)。 如何保證塔臺不倒下？如何保證塔臺的傾斜角最小？ 什么因素會導(dǎo)致塔臺產(chǎn)生傾斜角？設(shè)計意圖：問題和問題引導(dǎo)學(xué)生思考穩(wěn)定性、傾斜角的問題，教師提示學(xué)生合理設(shè)計圖紙，在塔臺設(shè)計圖的各個面上，標注面的大小，以此控制塔臺的傾斜，以達到要求。學(xué)生進一步體會設(shè)計圖紙中文字、數(shù)字、標志說明的重要性。 如何保證塔臺能抵御大風(fēng)或一定級別的地震教師出示抗震設(shè)計示意圖，講解三種抗震方法，并提示學(xué)生這些也算入材料成本項。學(xué)生分析交流、自由選擇a. 耐震：加大底部面積或加重底座重量b. 制震：塔臺底部加入彈簧c. 免震：塔臺底部加滾珠設(shè)計意圖：對于抗風(fēng)、抗震這一技術(shù)難關(guān)，教師需要提供資料幫助學(xué)生理解不同的抗震方法及其原理，以便后續(xù)設(shè)計的順利進行，同時讓學(xué)生感受工程建設(shè)和科學(xué)技術(shù)之間的聯(lián)系。（2）設(shè)計圖紙教師提示學(xué)生閱讀教科書上氣泡圖內(nèi)的文字，學(xué)生思考交流設(shè)計的關(guān)鍵點，教師再次提醒設(shè)計圖繪制的要求：有圖形和文字標注、隨時利用評價表明確設(shè)計標準。小組設(shè)計塔臺模型。設(shè)計意圖：通過教科書上氣泡圖的提示語，使學(xué)生進一步了解到設(shè)計工作的重要性，體會工程中各個系統(tǒng)之間是相互影響、相互制約的。學(xué)生親歷在限制條件下進行設(shè)計的活動，感受工程設(shè)計的復(fù)雜性和重要性。（3）展示交流設(shè)計成果學(xué)生代表進行設(shè)計方案的講解和展示，全班交流，教師提示學(xué)生的講解盡可能詳實、完整。設(shè)計意圖：通過展示交流活動，促使全班進行互評、互鑒。4、研討教師提問：（1）我們的設(shè)計方案完備嗎？是否考慮到了各個因素？（2）我們的設(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？小組交流討論，制定調(diào)整計劃、改進設(shè)計方案。設(shè)計意圖：以上兩個問題融合在展示設(shè)計成果中，通過問題（1）引導(dǎo)學(xué)生進行自查和互評，問題（2）引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并及時改進設(shè)計，各個小組可以互相補充、互相借鑒、各自完善設(shè)計方案。【板書設(shè)計（生成）】【板書說明】和學(xué)生一起總結(jié)出塔臺模型的設(shè)計要求和圖紙的繪制要求?！緦嶒炗涗泦巍吭O(shè)計塔臺模型記錄單班級：___________ 小組：___________ 日期：_____________任務(wù)設(shè)計制作塔臺模型設(shè)計要求1、設(shè)計圖有圖形、數(shù)字、文字、標識等細致說明2、塔臺的高度為60厘米、底部不能粘在桌面上3、穩(wěn)固，具備一定的承重、抗風(fēng)、抗震的能力4、價廉，盡量節(jié)省材料5、美觀材料吸管 （數(shù)量：____________） 膠帶（數(shù)量：_____________）連接器（數(shù)量：____________） 剪刀（數(shù)量：_____________）設(shè)計圖頂部底部側(cè)面塔臺模型制作評價表項目1分2分3分得分文字及圖畫設(shè)計缺少文字和圖畫設(shè)計設(shè)計了文字和圖畫說明，但是說明較混亂、缺乏條理，沒有用數(shù)字進行定量說明或者沒有關(guān)鍵性的箭頭指示等合理地設(shè)計了文字和圖畫說明，對設(shè)計結(jié)構(gòu)的表述條理清晰，對每部分使用的材料進行了分工和用量的詳細介紹分工合作分工不明確有基本的分工，但是分工不系統(tǒng)，或執(zhí)行分工不徹底，或有未承擔(dān)任務(wù)的成員有明確的分工且貫徹實施，為每個成員安排了相應(yīng)的任務(wù)，并且每個成員都明確自己的任務(wù)，能有組織地進行塔高沒有達到60厘米的高度基本接近60厘米的高度到達60厘米的高度頂端承重頂端無法承重或頂端承重為所有小組中的最小頂端承重為所有小組的中等水平頂端承重為所有小組中的最大防風(fēng)能力能抵御1級（小風(fēng)量）風(fēng)吹能抵御2級（中等風(fēng)量）風(fēng)吹能抵御3級（大風(fēng)量）風(fēng)吹防震能力能抵御1級（輕微）震動能抵御2級（較強）震動能抵御3級（強）震動美觀結(jié)構(gòu)欠佳、制作粗糙，或在所有小組中最差結(jié)構(gòu)比較合理、外形較為美觀，或在所有小組中處于中等水平結(jié)構(gòu)合理、外形美觀，或在所有小組中處于最高水平材料成本統(tǒng)計材料成本在所有小組中最高材料成本在所有小組中處于中等水平材料成本在所有小組中最低