測試塔臺模型教學(xué)設(shè)計(jì)【教材分析】本單元的教材編排大致分為了解現(xiàn)有工程-親歷工程實(shí)踐兩個部分，第一部分以住房和港珠澳大橋?yàn)樗夭模龑?dǎo)學(xué)生了解現(xiàn)有工程；第二部分以塔臺為載體，讓學(xué)生親歷招投標(biāo)-設(shè)計(jì)-制作-測試-評估改進(jìn)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(xué)生在經(jīng)歷了“設(shè)計(jì)”和“制作”兩個環(huán)節(jié)后進(jìn)行“測試”，同時也為后續(xù)的“改進(jìn)”環(huán)節(jié)做重要依據(jù)，本課起到了承上啟下的作用，體現(xiàn)了本單元學(xué)習(xí)的連貫性和工程的系統(tǒng)性。測試是對塔臺模型設(shè)計(jì)是否合理、科學(xué)、符合要求的檢驗(yàn)，是工程設(shè)計(jì)中又一重要環(huán)節(jié)。測試的主要任務(wù)是以第四課的塔臺模型制作評價表作為評價標(biāo)準(zhǔn)測試塔臺的設(shè)計(jì)是否符合工程要求，通過量化各項(xiàng)測試活動，比較分析數(shù)據(jù)，找到自己模型的優(yōu)勢與問題，最終明確模型設(shè)計(jì)或制作方法的修改點(diǎn)。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(biāo)準(zhǔn)”，引導(dǎo)學(xué)生回憶第四課的塔臺模型制作評價表，以此表為依據(jù)進(jìn)行量化評分，為后面的測試活動奠定基礎(chǔ)。第二個活動是“展示與測試”。學(xué)生依照順序逐一進(jìn)行測試，并以評價表各項(xiàng)指標(biāo)細(xì)化說明為依據(jù)進(jìn)行評分。第三個活動是“自我評估”，各組通過分析測試結(jié)果，梳理各自塔臺模型的問題，思考解決方法，為下節(jié)課改進(jìn)塔臺模型做好準(zhǔn)備。第二部分“研討”將研討部分與測試部分整合，讓學(xué)生在做中學(xué)、做中思。研討部分的回答都以測試部分的數(shù)據(jù)為依據(jù)，這些數(shù)據(jù)也是學(xué)生進(jìn)行自評、反思、發(fā)現(xiàn)模型設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)以及明確改進(jìn)方向、完善工程模型設(shè)計(jì)方案的重要依據(jù)，亦是學(xué)生科學(xué)探究能力的提升點(diǎn)。【學(xué)情分析】學(xué)生對制作、測試塔臺模型十分感興趣，但是學(xué)生也許還不是很清楚什么樣的塔臺模型是優(yōu)秀的？什么樣的塔臺模型能夠被評為合格？應(yīng)該測試哪些內(nèi)容來評價一個塔臺模型？本節(jié)課中各組測試數(shù)據(jù)的對比，優(yōu)勢數(shù)據(jù)項(xiàng)目的展示與介紹，不但是對學(xué)生設(shè)計(jì)的認(rèn)可與肯定，也是推廣小組突破技術(shù)難關(guān)設(shè)計(jì)的機(jī)會，能夠幫助解決其他小組共同遇到的問題。劣勢數(shù)據(jù)項(xiàng)目的呈現(xiàn)，不但是自己發(fā)現(xiàn)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(jīng)驗(yàn)的過程。在這樣的全班交流活動中，不但可以借鑒大量的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會相關(guān)科學(xué)知識，還可以增強(qiáng)傾聽他人意見、遷移應(yīng)用知識、學(xué)會交流合作等一系列科學(xué)探究能力。同時本節(jié)課將會出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)，學(xué)生將利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理、分析、對比，學(xué)會用數(shù)據(jù)說話。通過分析數(shù)據(jù)找到本組模型的優(yōu)點(diǎn)與不足，明確問題及改進(jìn)方向，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念目標(biāo)：l 測試是工程設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，是衡量設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)范要求的重要方法。l 完成一項(xiàng)任務(wù)（測試）需要使用特定的工具。科學(xué)探究目標(biāo)：l 能依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對塔臺模型進(jìn)行測試并記錄。l 能對測試結(jié)果進(jìn)行反思，能歸因問題所在。l 能將問題進(jìn)行梳理、歸納。科學(xué)態(tài)度目標(biāo)：l 對測試活動充滿好奇與熱情，認(rèn)識到測試的重要意義。l 能基于觀察事實(shí)做出合理判斷。l 能虛心接納同學(xué)意見，通過反思交流，調(diào)整原有設(shè)計(jì)，從而達(dá)成集體共識。科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境（STSE）目標(biāo)：l 認(rèn)識到檢測工具對測試工作的重要性，從而進(jìn)一步認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對一項(xiàng)工程建設(shè)的重要意義。【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：理解測試是工程設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，是衡量設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)范要求的重要方法。難點(diǎn)：通過分析、對比測試結(jié)果，能歸因問題所在，明確改進(jìn)方向。【材料準(zhǔn)備】實(shí)驗(yàn)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(xué)書若干、電風(fēng)扇、桌子。【教學(xué)流程圖】【教學(xué)過程】1.聚焦展示：工程步驟圖引入：在一項(xiàng)工程中，測試是對先前的設(shè)計(jì)和制作的檢驗(yàn)，也是對后續(xù)評估改進(jìn)的重要依據(jù)，因此測試塔臺模型是一項(xiàng)非常重要的環(huán)節(jié)。上節(jié)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(jìn)的地方呢？這些都需要通過測試來了解，今天我們就來進(jìn)行測試。設(shè)計(jì)意圖：通過回憶一項(xiàng)工程的完整步驟圖，認(rèn)識到測試是對塔臺模型設(shè)計(jì)是否合理、科學(xué)、符合要求的檢驗(yàn)，是工程設(shè)計(jì)中的重要的承上啟下環(huán)節(jié)，同時指明本課之后的“評估改進(jìn)”環(huán)節(jié)，其重要依據(jù)來自于本節(jié)課。2.測試活動1：明確測試標(biāo)準(zhǔn)提問：大家還記得上節(jié)課我們制作塔臺模型的依據(jù)嗎？預(yù)設(shè)：制作依據(jù)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(dǎo)：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(xué)生組內(nèi)交流：通過觀察塔臺模型制作評價表，對標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成共識，了解完成度不同對應(yīng)的分值也不同。通過對比發(fā)現(xiàn)，塔臺模型測試記錄表與塔臺模型制作評價表項(xiàng)目、內(nèi)容都相同，可以利用塔臺模型測試記錄表進(jìn)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(dá)到60厘米給3分，在3分上打“”；基本達(dá)到60厘米給2分，在2分上打“”；未達(dá)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(shè)計(jì)意圖：首先幫助學(xué)生回憶工程建設(shè)步驟，讓學(xué)生了解我們的工程進(jìn)展，給學(xué)生指引，明確下一步任務(wù)，連貫學(xué)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(xiàn)了本單元學(xué)習(xí)的連貫性和工程的系統(tǒng)性。讓學(xué)生對比學(xué)習(xí)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(xié)調(diào)配合使用。聚焦塔臺模型制作評價表，讓學(xué)生學(xué)習(xí)理解表中每項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)及得分，統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)有利于對比分析。活動2：展示與測試過渡：同學(xué)們，你們制作的塔臺模型有哪些符合規(guī)范，哪些需要改進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)：(1)測試塔臺高度：提問：當(dāng)我們測量塔高時可以利用什么工具呢？米尺還是學(xué)生尺？預(yù)設(shè)：學(xué)生小組討論交流。學(xué)生意識到應(yīng)該用米尺進(jìn)行測量，因?yàn)閷W(xué)生尺太短了，不方便測量。補(bǔ)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(jié)果就不準(zhǔn)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(wěn)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(shù)時眼睛正對刻度尺，讀數(shù)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(yù)設(shè)：應(yīng)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(jìn)行測試，第二組用礦泉水瓶來測試呢？預(yù)設(shè)：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(jié)果。微課講解：測量塔高時，我們可以用選用質(zhì)量相同的書本，小組內(nèi)一人放置書本，其他同學(xué)可以保護(hù)塔臺、觀察塔臺的變化，如果發(fā)現(xiàn)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(shù)目。(3)測試塔臺抗風(fēng)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(fēng)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(yù)設(shè)：可以統(tǒng)一使用有不同風(fēng)檔的電風(fēng)扇測試。1風(fēng)擋為小風(fēng)量，2擋為中等風(fēng)量，3擋為大風(fēng)量。微課講解：首先我們將塔臺模型放在離電風(fēng)扇40厘米的位置，我們由低風(fēng)檔到高風(fēng)檔逐個風(fēng)檔地進(jìn)行測試，然后記錄塔臺可以承受（ ）檔風(fēng)力。(4) 測試塔臺抗震能力：講解：抗震能力最好使用專業(yè)地震模擬儀器，根據(jù)不同檔次的地震強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(xué)觀察塔臺的變化，如果發(fā)現(xiàn)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(bǔ)充：用手晃桌腿時兩位模擬地震的同學(xué)要盡量保持晃動的力氣相同。(5)計(jì)算塔臺材料成本：展示：統(tǒng)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(xué)生小組計(jì)算材料成本后匯報(bào)。將成本進(jìn)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(xiàng)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(jié)構(gòu)是否合理評分。小結(jié)：看來，我們測試的方法、標(biāo)準(zhǔn)、工具都需要統(tǒng)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(shè)計(jì)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(xiàng)指標(biāo)及各等級劃分標(biāo)準(zhǔn)。在這些項(xiàng)目的測試中除了測試標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一外，更重要的是測量量化標(biāo)準(zhǔn)要盡量保持一致，這也是對比測試數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。測試后評分要公平，讓學(xué)生意識到公平、科學(xué)測試的重要性。2.展開測試：教師協(xié)助學(xué)生測試塔臺模型。(1)教師創(chuàng)設(shè)測試工程情境，模擬真實(shí)的工程測試。(2)學(xué)生測試并記錄。提示：塔高、承重、抗風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)中的最低標(biāo)準(zhǔn)，如有一個條件不符，則塔臺模型不合格。設(shè)計(jì)意圖：為學(xué)生創(chuàng)設(shè)測試情境，模擬真實(shí)的工程，讓學(xué)生像真正的工程師一樣從塔高、頂端承重、抗風(fēng)能力、抗震能力、設(shè)計(jì)圖及文字說明、材料成本統(tǒng)計(jì)、分工情況、美觀八個方面進(jìn)行測試、評分，加深對工程的理解。3.匯總與展示引導(dǎo)：請各組拿出塔臺模型測試記錄表，現(xiàn)在我們一起來匯總各組分?jǐn)?shù)。學(xué)生匯報(bào)分?jǐn)?shù)，教師將每組分?jǐn)?shù)填入塔臺模型測試記錄表中進(jìn)行匯總，以平均分的方式計(jì)算出小組各項(xiàng)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(fā)不同的獎項(xiàng)。總分最高的頒發(fā)最優(yōu)獎；承重能力最強(qiáng)的頒發(fā)大力士獎；抗震能力最好的頒發(fā)抗震王者獎；美觀得分最高的頒發(fā)最美造型獎。設(shè)計(jì)意圖：教師創(chuàng)設(shè)塔臺模型測試活動的情境，模擬真實(shí)工程的測試，情境的代入感讓學(xué)生真切體驗(yàn)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(jié)果更加嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。為每組頒發(fā)不同的獎項(xiàng)，不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激勵學(xué)生改進(jìn)創(chuàng)新，也是對學(xué)生幾節(jié)課以來辛苦付出的鼓勵與肯定，有利于保持學(xué)生的學(xué)習(xí)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(yōu)點(diǎn)與不足？這些優(yōu)點(diǎn)與不足對你們組有什么啟示？學(xué)生交流其他小組塔臺模型的優(yōu)缺點(diǎn)，并闡述原因。設(shè)計(jì)意圖：通過交流，讓學(xué)生重新審視本組塔臺模型，找到塔臺模型的優(yōu)缺點(diǎn)。在交流中，學(xué)生相互學(xué)習(xí)借鑒，借鑒優(yōu)秀設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，對出現(xiàn)的問題引以為戒，從而培養(yǎng)學(xué)生知識遷移應(yīng)用的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。活動3：自我評估1.分析塔臺模型測試記錄表。教師引導(dǎo)：我們一起來看塔臺模型測試記錄表，找找表中的高分項(xiàng)與低分項(xiàng)，學(xué)生觀察記錄表分值，找到本組得分較高和較低的項(xiàng)目進(jìn)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(xiàn)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(jìn)的地方有哪些？所出現(xiàn)的問題是什么原因造成的？學(xué)生小組研討并完成問題匯總，梳理記錄單。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生觀察突出的分值作為經(jīng)驗(yàn)交流項(xiàng)目，較低的分值作為自我評估的改進(jìn)內(nèi)容，為下一課評估改進(jìn)做準(zhǔn)備。教師引導(dǎo)學(xué)生找出測試標(biāo)準(zhǔn)中的高分項(xiàng)與低分項(xiàng)，分析各項(xiàng)分?jǐn)?shù)，讓學(xué)生學(xué)會讀懂?dāng)?shù)據(jù)。3. 研討（研討1）小組建造的塔臺模型表現(xiàn)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(jìn)的地方有哪些？所出現(xiàn)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(yōu)點(diǎn)與不足？這些優(yōu)點(diǎn)與不足對你們組有什么啟示？設(shè)計(jì)意圖：第一個問題指向各組數(shù)據(jù)優(yōu)勢項(xiàng)目，第二個問題指向各組得分較低項(xiàng)目分析，查找原因并尋找解決辦法，教師組織學(xué)生在“測試”板塊“自我評估”中進(jìn)行交流，幫助學(xué)生明確交流內(nèi)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(shí)情境下，使問題更具指向性，更有利于幫助學(xué)生明確交流內(nèi)容，使學(xué)生在做中學(xué)、做中思。【板書設(shè)計(jì)（生成）】【板書說明】主板書為本節(jié)課的測試內(nèi)容及測試要求，副板書是一份塔臺模型測試匯總表，匯報(bào)時方便用于展示交流。【學(xué)生記錄單設(shè)計(jì)】【班級記錄表設(shè)計(jì)