測試塔臺模型教學設計【教材分析】本單元的教材編排大致分為了解現有工程-親歷工程實踐兩個部分，第一部分以住房和港珠澳大橋為素材，引導學生了解現有工程；第二部分以塔臺為載體，讓學生親歷招投標-設計-制作-測試-評估改進的工程基本程序。測試塔臺模型屬于六年級下冊小小工程師單元的第六課，學生在經歷了“設計”和“制作”兩個環節后進行“測試”，同時也為后續的“改進”環節做重要依據，本課起到了承上啟下的作用，體現了本單元學習的連貫性和工程的系統性。測試是對塔臺模型設計是否合理、科學、符合要求的檢驗，是工程設計中又一重要環節。測試的主要任務是以第四課的塔臺模型制作評價表作為評價標準測試塔臺的設計是否符合工程要求，通過量化各項測試活動，比較分析數據，找到自己模型的優勢與問題，最終明確模型設計或制作方法的修改點。本課由兩部分組成。第一部分“測試”由三個有順序、有邏輯的活動組成。第一個活動是“明確測試標準”，引導學生回憶第四課的塔臺模型制作評價表，以此表為依據進行量化評分，為后面的測試活動奠定基礎。第二個活動是“展示與測試”。學生依照順序逐一進行測試，并以評價表各項指標細化說明為依據進行評分。第三個活動是“自我評估”，各組通過分析測試結果，梳理各自塔臺模型的問題，思考解決方法，為下節課改進塔臺模型做好準備。第二部分“研討”將研討部分與測試部分整合，讓學生在做中學、做中思。研討部分的回答都以測試部分的數據為依據，這些數據也是學生進行自評、反思、發現模型設計優缺點以及明確改進方向、完善工程模型設計方案的重要依據，亦是學生科學探究能力的提升點。【學情分析】學生對制作、測試塔臺模型十分感興趣，但是學生也許還不是很清楚什么樣的塔臺模型是優秀的？什么樣的塔臺模型能夠被評為合格？應該測試哪些內容來評價一個塔臺模型？本節課中各組測試數據的對比，優勢數據項目的展示與介紹，不但是對學生設計的認可與肯定，也是推廣小組突破技術難關設計的機會，能夠幫助解決其他小組共同遇到的問題。劣勢數據項目的呈現，不但是自己發現問題尋求突破的過程，也具有提示其他小組引以為戒的作用，同時也是尋求幫助，借鑒他組經驗的過程。在這樣的全班交流活動中，不但可以借鑒大量的優秀經驗，學會相關科學知識，還可以增強傾聽他人意見、遷移應用知識、學會交流合作等一系列科學探究能力。同時本節課將會出現大量的數據，學生將利用這些數據進行匯總、整理、分析、對比，學會用數據說話。通過分析數據找到本組模型的優點與不足，明確問題及改進方向，培養學生數據分析與應用能力及嚴謹的科學態度。【教學目標】科學概念目標：l 測試是工程設計中的重要環節，是衡量設計是否達到規范要求的重要方法。l 完成一項任務（測試）需要使用特定的工具。科學探究目標：l 能依據標準對塔臺模型進行測試并記錄。l 能對測試結果進行反思，能歸因問題所在。l 能將問題進行梳理、歸納。科學態度目標：l 對測試活動充滿好奇與熱情，認識到測試的重要意義。l 能基于觀察事實做出合理判斷。l 能虛心接納同學意見，通過反思交流，調整原有設計，從而達成集體共識。科學、技術、社會與環境（STSE）目標：l 認識到檢測工具對測試工作的重要性，從而進一步認識到科學技術的發展對一項工程建設的重要意義。【教學重難點】重點：理解測試是工程設計中的重要環節，是衡量設計是否達到規范要求的重要方法。難點：通過分析、對比測試結果，能歸因問題所在，明確改進方向。【材料準備】實驗器材：塔臺模型、塔臺模型制作評價表、塔臺模型測試記錄表、問題梳理記錄單、米尺、科學書若干、電風扇、桌子。【教學流程圖】【教學過程】1.聚焦展示：工程步驟圖引入：在一項工程中，測試是對先前的設計和制作的檢驗，也是對后續評估改進的重要依據，因此測試塔臺模型是一項非常重要的環節。上節課我們制作了塔臺模型，大家制作的模型是否符合要求？還有哪些需要改進的地方呢？這些都需要通過測試來了解，今天我們就來進行測試。設計意圖：通過回憶一項工程的完整步驟圖，認識到測試是對塔臺模型設計是否合理、科學、符合要求的檢驗，是工程設計中的重要的承上啟下環節，同時指明本課之后的“評估改進”環節，其重要依據來自于本節課。2.測試活動1：明確測試標準提問：大家還記得上節課我們制作塔臺模型的依據嗎？預設：制作依據是塔臺模型制作評價表。展示：塔臺模型制作評價表、塔臺模型測試記錄表。引導：大家對比塔臺模型制作評價表與塔臺模型測試記錄表，看看有什么相同與不同。學生組內交流：通過觀察塔臺模型制作評價表，對標準達成共識，了解完成度不同對應的分值也不同。通過對比發現，塔臺模型測試記錄表與塔臺模型制作評價表項目、內容都相同，可以利用塔臺模型測試記錄表進行測試的評分記錄。講解：塔臺模型測試記錄表的填寫方法：以塔高為例，塔高達到60厘米給3分，在3分上打“”；基本達到60厘米給2分，在2分上打“”；未達到60厘米給1分，在1分上打“”。以此類推。提示：各組打分時，請大家注意公平公正。設計意圖：首先幫助學生回憶工程建設步驟，讓學生了解我們的工程進展，給學生指引，明確下一步任務，連貫學生的知識與思維。利用第4課的塔臺模型制作評價表來測試塔臺模型體現了本單元學習的連貫性和工程的系統性。讓學生對比學習塔臺模型制作評價表與塔臺模型測試記錄表，掌握塔臺模型制作評價表和塔臺模型測試記錄表的協調配合使用。聚焦塔臺模型制作評價表，讓學生學習理解表中每項的標準及得分，統一的標準有利于對比分析。活動2：展示與測試過渡：同學們，你們制作的塔臺模型有哪些符合規范，哪些需要改進呢？讓我們一起展開測試吧！首先我們來了解一下測試的方法有哪些。1.明確測試的方法和標準：(1)測試塔臺高度：提問：當我們測量塔高時可以利用什么工具呢？米尺還是學生尺？預設：學生小組討論交流。學生意識到應該用米尺進行測量，因為學生尺太短了，不方便測量。補充：并且每組使用的測量的工具都要相同。如果測量工具不同，結果就不準確了，沒辦法比較。微課講解：用米尺測量塔高時，將塔臺模型放置于平穩的桌面上，米尺要與桌面保持垂直，且米尺的0刻度位置要與塔臺底端保持水平，讀數時眼睛正對刻度尺，讀數后在測試評價表中記錄塔臺高度。(2)測試塔臺承重能力：提問：測量承重能力時，可以用什么測試呢？預設：應該用有一定重量的物品，比如：書本、筆袋、礦泉水瓶等。提問：那么能不能第一組用書本進行測試，第二組用礦泉水瓶來測試呢？預設：不能，必須使用一樣的重物測試塔臺模型，否則無法對比測試結果。微課講解：測量塔高時，我們可以用選用質量相同的書本，小組內一人放置書本，其他同學可以保護塔臺、觀察塔臺的變化，如果發現塔臺有變形或傾斜的情況要及時取下書本，并記錄下塔臺變形前放置的書本數目。(3)測試塔臺抗風能力：提問：我們知道了怎么測量高度和承重，那怎么測量抗風能力呢？需要什么工具呢？是不是也像剛才一樣需要相同的工具和方法呢？預設：可以統一使用有不同風檔的電風扇測試。1風擋為小風量，2擋為中等風量，3擋為大風量。微課講解：首先我們將塔臺模型放在離電風扇40厘米的位置，我們由低風檔到高風檔逐個風檔地進行測試，然后記錄塔臺可以承受（ ）檔風力。(4) 測試塔臺抗震能力：講解：抗震能力最好使用專業地震模擬儀器，根據不同檔次的地震強度測試抗震情況，但是我們教室里條件有限，也可以用課桌人工模擬不同等級的地震來測試，但是量化標準要盡量保持一致。微課：測試塔臺抗震能力時，我們可以將塔臺模型放在桌面上，兩位同學分別手握兩個桌腿，單手輕輕晃動桌腿為一級地震，雙手輕輕晃動桌腿為二級地震，三手晃動桌腿為三級地震，四手晃動桌腿為四級地震。其他同學觀察塔臺的變化，如果發現塔臺有變形傾斜的情況要及時叫停模擬地震，并及時記錄下塔臺變形前所承受的地震等級。補充：用手晃桌腿時兩位模擬地震的同學要盡量保持晃動的力氣相同。(5)計算塔臺材料成本：展示：統一的材料價目表：一根吸管1角，一個銜接頭3角，一卷膠帶5角。講解：學生小組計算材料成本后匯報。將成本進行排序，成本最低的一組為第一名，最高的一組為最后一名。(6)分工與美觀評分。講解：分工合作項目可以由各組自行介紹后各組評分；美觀方面可通過塔臺結構是否合理評分。小結：看來，我們測試的方法、標準、工具都需要統一，這樣才能保證測試公平且方便對比。下面我們就按照這個方法展開測試吧！設計意圖：在測試前通過幾個問題，讓全班共同明確評價表中各項指標及各等級劃分標準。在這些項目的測試中除了測試標準統一外，更重要的是測量量化標準要盡量保持一致，這也是對比測試數據的關鍵。測試后評分要公平，讓學生意識到公平、科學測試的重要性。2.展開測試：教師協助學生測試塔臺模型。(1)教師創設測試工程情境，模擬真實的工程測試。(2)學生測試并記錄。提示：塔高、承重、抗風能力、抗震能力為塔臺模型制作的必要條件，都需要符合塔臺模型制作標準中的最低標準，如有一個條件不符，則塔臺模型不合格。設計意圖：為學生創設測試情境，模擬真實的工程，讓學生像真正的工程師一樣從塔高、頂端承重、抗風能力、抗震能力、設計圖及文字說明、材料成本統計、分工情況、美觀八個方面進行測試、評分，加深對工程的理解。3.匯總與展示引導：請各組拿出塔臺模型測試記錄表，現在我們一起來匯總各組分數。學生匯報分數，教師將每組分數填入塔臺模型測試記錄表中進行匯總，以平均分的方式計算出小組各項得分與最終得分。教師講解：我們來對總分或個別突出的分值頒發不同的獎項。總分最高的頒發最優獎；承重能力最強的頒發大力士獎；抗震能力最好的頒發抗震王者獎；美觀得分最高的頒發最美造型獎。設計意圖：教師創設塔臺模型測試活動的情境，模擬真實工程的測試，情境的代入感讓學生真切體驗工程師的工作。在評分匯總中，要保證小組評分公平合理，小組測試的最終得分取平均值，使測試結果更加嚴謹、科學，培養學生認真、嚴謹的科學態度。為每組頒發不同的獎項，不僅能激發學生學習興趣，激勵學生改進創新，也是對學生幾節課以來辛苦付出的鼓勵與肯定，有利于保持學生的學習熱情。4.其他小組的啟示。（研討3）：其他小組建造的塔臺模型有什么優點與不足？這些優點與不足對你們組有什么啟示？學生交流其他小組塔臺模型的優缺點，并闡述原因。設計意圖：通過交流，讓學生重新審視本組塔臺模型，找到塔臺模型的優缺點。在交流中，學生相互學習借鑒，借鑒優秀設計的經驗，對出現的問題引以為戒，從而培養學生知識遷移應用的能力和嚴謹的科學態度。活動3：自我評估1.分析塔臺模型測試記錄表。教師引導：我們一起來看塔臺模型測試記錄表，找找表中的高分項與低分項，學生觀察記錄表分值，找到本組得分較高和較低的項目進行問題查找和分析。教師提問：（研討1）小組建造的塔臺模型表現最佳的是哪些方面？我們是怎么做到的？（研討2）小組建造的塔臺模型需要改進的地方有哪些？所出現的問題是什么原因造成的？學生小組研討并完成問題匯總，梳理記錄單。設計意圖：學生觀察突出的分值作為經驗交流項目，較低的分值作為自我評估的改進內容，為下一課評估改進做準備。教師引導學生找出測試標準中的高分項與低分項，分析各項分數，讓學生學會讀懂數據。3. 研討（研討1）小組建造的塔臺模型表現最佳的是哪些方面？我們是怎么做到的？（研討2）小組建造的塔臺模型需要改進的地方有哪些？所出現的問題是什么原因造成的？（研討3）：其他小組建造的塔臺模型有什么優點與不足？這些優點與不足對你們組有什么啟示？設計意圖：第一個問題指向各組數據優勢項目，第二個問題指向各組得分較低項目分析，查找原因并尋找解決辦法，教師組織學生在“測試”板塊“自我評估”中進行交流，幫助學生明確交流內容與目的。第三個問題將“研討”部分中的問題整合到“測試”部分中，在真實情境下，使問題更具指向性，更有利于幫助學生明確交流內容，使學生在做中學、做中思。【板書設計（生成）】【板書說明】主板書為本節課的測試內容及測試要求，副板書是一份塔臺模型測試匯總表，匯報時方便用于展示交流。【學生記錄單設計】【班級記錄表設計