6.測試塔臺模型教學設計【教材簡析】測試塔臺模型是六年級下冊小小工程師單元的第6課。本課是在第5課制作塔臺模型的基礎上開展的。本課學生在經歷了設計制作改進模型后進行測試，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。測試標準就是第4課的塔臺模型制作評價表，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。 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4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。【學生分析】來源:Z,xx,k.Com學生對制作、測試塔臺模型十分感興趣，但是到底測試哪些內容？什么樣的塔臺模型評為合格？什么樣的塔臺模型評為優秀？學生也許還不是十分清楚。通過前幾課的學習，學生已經有了一定的搜集與分析數據的能力。本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。學生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1.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。2.完成一項任務（測試）需要使用特定的工具。科學探究目標1.能依據標準對塔臺模型進行測試并記錄。2.能對測試結果進行反思，能歸因問題所在。3.能將問題進行梳理、歸納。科學態度目標1.對測試活動充滿好奇與熱情，認識到測試的重要意義。2.能基于觀察事實做出合理判斷。3.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、社會與環境目標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。【教學準備】為學生準備：塔臺模型、塔臺模型測試記錄表、問題梳理記錄單、學生活動手冊。教師準備：米尺、裝滿水的礦泉水瓶35個或多本教科書、小盆、電風扇、抗震檢測儀、教學課件。【教學過程】一、測試（一）明確測試標準1.談話導入：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。教師通過教學課件出示工程步驟圖，讓學生回憶工程的步驟。2.明確測試標準。（1）教師出示塔臺模型制作評價表。提問：大家還記得塔臺模型制作的依據嗎？學生回答制作依據是塔臺模型制作評價表。教師通過教學課件出示塔臺模型制作評價表。引導：我們一起來看塔臺模型制作評價表，大家說說都有哪些項目及分值。學生小組交流研討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。（2）教師出示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。預設：學生通過對比發現，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。教師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。教師提示：各組打分時，請大家注意公平公正。設計意圖：首先幫助學生回憶第2課的工程建設步驟，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。（二）展示與測試1.制訂科學合理的測試計劃。提問：在測試過程中，需要用什么？怎么做？注意什么？學生小組討論匯報。（1）介紹測試工具。學生可以依據塔臺模型制作評價表說出一些工具。例如：測量高度的尺子、測試承重的重物、測試抗風能力的電風扇或扇子等。教師講解：測試地震我們可以利用地震模擬儀。（2）確定公平的測試方法。提問：當我們測量塔高時利用什么樣的尺子呢？米尺還是學生尺？還是一組用米尺一組用學生尺？來源:學科網學生小組討論交流。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，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。教師請學生進行測量塔高的演示。學生一邊演示一邊說出方法：將塔臺模型放置于平穩的桌面上，將米尺豎直放在塔臺模型旁邊，測量塔臺的高度，平視讀出數值。提問：測量承重能力時，可以用什么測試呢？預設：學生討論說出需要一些重物。例如，書本、筆袋、礦泉水瓶等，教師都可以給予肯定。追問：可以第一組使用筆袋，第二組使用礦泉水瓶嗎？為什么？預設：學生說出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。教師出示35個相同大小裝滿水的礦泉水瓶。看，這些可以嗎？引導：重物有了，我們要怎么做呢？礦泉水瓶要放在哪呢？學生可以回答出需要容器，教師出示小盆。繼續追問：我們要怎么放呢？像我這樣隨便放可以嗎？或將水瓶只放在小盆的一端可以嗎？預設：這樣放不可以，隨便放置會導致測試不公平，結果不準確。教師請學生演示放水的方法：第一瓶水可以放到小盆的中間，然后一瓶挨著一瓶放，每組測試時放的方式、工具都需要保持一致。引導：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？學生討論后可以說出抗風能力可以統一用電風扇測試。電風扇的1擋為小風量，2擋為中等風量，3擋為大風量。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。（3）研討注意事項。提問：在測試的過程中，我們要注意什么呢？學生討論注意事項并進行歸納、總結。每組的實驗方法與步驟要保持一致。公平評分，及時記錄。來源:Zxxk.Com設計意圖：在測試前通過幾個問題，讓學生明確測試方法及注意事項。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.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。在教師協助下，學生利用米尺、礦泉水瓶、電風扇、地震模擬儀分別對塔高、承重、抗風能力、抗震能力依次進行測試，測試后將結果記錄下來。教師提示：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。（3）材料成本計算。提問：怎么計算材料成本呢？來源:學科網ZXXK教師出示材料價目表：一根吸管1角，一個鉤碼1元，一個滾珠2角，一卷膠帶5角，一根彈簧2角。教師講解：根據上面的價目表，如果我們使用了60根吸管就是6元，使用了4個鉤碼就是4元，材料成本總共10元。學生小組計算材料成本后匯報。師生將成本進行排序，成本最低的一組為第一名，最高的一組為最后一名。教師講解評分標準：全班一共五個小組，按照成本由低到高排序，成本最低的給5分，第二名給4分，以此類推。我們還可以將材料項分為三個等級，成本最低的給3分，成本中間的給2分，成本最高的給1分。教師提示將得分記錄在塔臺模型測試記錄表中。（4）分工與美觀評分。教師講解：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。學生進行小組評分并記錄。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進行工作、評分，加深對工程的理解。3.師生匯總各小組成績。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。在測試中，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，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。提問：其他小組建造的塔臺模型有什么優點與不足？學生交流其他小組塔臺模型的優缺點，并闡述原因。追問：其他小組的塔臺模型對我們有什么啟示？學生討論交流。在交流啟示時，教師提示：啟示可以是學習借鑒的優點，也可以是引以為戒的缺點。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。（三）自我評估活動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，說說這些代表什么。學生說出測試高分項為模型的優勢，測試低分項為模型的不足。教師布置任務：請大家分析測試標準的低分項，對本組塔臺模型的問題進行匯總，寫在問題梳理記錄單上。學生小組研討并完成問題梳理記錄單。設計意圖：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。2.教師組織學生討論交流以下問題。問題一：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？問題二：小組建造的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？學生小組對照本組測試結果，分析本組模型的優點與不足，研討優缺點產生的原因，并填寫學生活動手冊中的塔臺模型測試記錄表。提問：我們知道了本組的問題與原因，再結合其他小組對我們的啟示，說說應該怎樣改進。學生交流討論改進的方法，并記錄。教師巡視，提示需要集體商議。設計意圖：學生繼續分析塔臺模型測試記錄表，進行自我評估，找到本組模型的不足，思考原因，找出問題并進行改進，培養學生分析數據、查找問題、解決問題的能力。學生根據數據及其他組的成果分享梳理、歸納本組問題，在同伴交流互助中明確改進方向。3.總結塔臺模型測試。談話：我們這節課對塔臺模型做了測試，通過測試結果的分析，了解了模型的優缺點，進一步明確了改進的方向。提問：在改進時我們要注意什么呢？可以只改進不足而不考慮其他項目嗎？預設學生回答：不可以，這樣就會降低總體分數。引導：怎么取舍呢？我們一起來看塔臺模型制作評價表中的三級層次要求。教師出示塔臺模型制作評價表中的三級層次項目：第一層次要求是塔高、頂端承重、抗風能力、抗震能力，第二層次要求是材料成本統計，第三層次要求是設計圖及文字說明、分工合作、美觀。學生觀察分析三級層次要求后可以說出，在達到第一層次要求的基礎上還要注意節省材料成本、美觀等其他層次的要求。教師總結：在改進過程中，我們還需要平衡各個項目，做到協和統一。設計意圖：通過師生互動、生生互動、教師總結，回顧梳理本組塔臺模型的優勢與不足，并明確改進方向，為下節課改進塔臺模型奠定基礎。二、研討（一）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？這個問題指向各組數據優勢項目展示，并交流做法。來源:Zxxk.Com（二）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？這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。對于問題一與問題二，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。（三）其他小組的建造的塔臺模型對我們小組有什么啟示？這個問題在“測試”板塊“展示與測試”最后一個環節中進行交流。在交流中，學生相互學習借鑒，培養知識遷移應用的能力。設計意圖：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】塔臺模型測試記錄表設計圖及文字說明塔高頂端承重抗風能力抗震能力材料成本統計分工合作美觀一組二組三組【活動手冊使用說明】活動目的：幫助學生記錄各組的測試結果，并利用結果進行優缺點分析，記錄問題，分析原因。活動手冊使用說明：測試活動的數據記錄表在學生進行測試環節時使用，依據塔臺模型測試記錄表上的等級分別打分，為后面分析結果做數據支持。第二個表格可以在“自我評估”活動中使用，依據測試數據進行分析與自我反思，幫助學生整理、歸納、總結測試活動獲得的信息