4.設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型教學(xué)設(shè)計(jì)【教材簡(jiǎn)析】本課重點(diǎn)聚焦工程設(shè)計(jì)這一核心內(nèi)容。由于學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式主要以小組討論、交流、設(shè)計(jì)為主，教科書的編寫體例不再沿用四個(gè)板塊的模式，而是以工程建設(shè)的基本程序展開。教科書對(duì)塔臺(tái)模型的設(shè)計(jì)提出了明確的要求，提供了材料清單及評(píng)價(jià)表。一方面指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方向，另一方面指導(dǎo)學(xué)生利用評(píng)價(jià)表來規(guī)范設(shè)計(jì)方案。學(xué)生制訂方案時(shí)，可以利用教科書呈現(xiàn)的五個(gè)問題展開思考，全面而細(xì)致地考慮設(shè)計(jì)問題，盡可能設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的塔臺(tái)模型方案。本課的模型設(shè)計(jì)是對(duì)上一課“標(biāo)書”的具體化，并且下一課建造模型要完全遵照本課的設(shè)計(jì)圖紙實(shí)施，單元結(jié)束課也要針對(duì)本課設(shè)計(jì)的不足進(jìn)行改進(jìn)。所以，本課的學(xué)習(xí)內(nèi)容在單元中具有十分重要的作用?！緦W(xué)生分析】學(xué)生在之前工程類課程學(xué)習(xí)中，很少有如此全面的設(shè)計(jì)活動(dòng)。雖然本課為學(xué)生設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型提供了必要的支持，但是對(duì)于學(xué)生來說仍然具有挑戰(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(jì)方案。在這一科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)過程中，需要學(xué)生在積極思考的基礎(chǔ)上，注重小組交流合作，整合小組成員的想法。生生之間相互借鑒補(bǔ)充，培養(yǎng)學(xué)生合作交流的重要能力。學(xué)生在本單元前三課已經(jīng)有了初步的合作，在此基礎(chǔ)上教師要進(jìn)一步創(chuàng)設(shè)情境，適時(shí)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)交流，培養(yǎng)相互合作的能力和習(xí)慣。來源:學(xué)_科_網(wǎng)Z_X_X_K【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念目標(biāo)1.工程設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要綜合考慮各個(gè)因素及之間的關(guān)聯(lián)。2.工程設(shè)計(jì)中蘊(yùn)含著一定的科學(xué)知識(shí)?？茖W(xué)探究目標(biāo)1.能根據(jù)建造塔臺(tái)的具體任務(wù)，綜合考慮相關(guān)因素，制訂出建造方案。2.能根據(jù)限制條件設(shè)計(jì)出符合要求的塔臺(tái)模型，并能用文字和繪圖的方式表達(dá)創(chuàng)意。3.能深入思考，發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)問題。4.能反思自己的設(shè)計(jì)，不斷改進(jìn)。科學(xué)態(tài)度目標(biāo)1.對(duì)工程設(shè)計(jì)抱有極強(qiáng)的興趣。2.愿意與小組成員合作、交流，共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。3.具有反思意識(shí)，能聽取同學(xué)意見并不斷改進(jìn)自己的設(shè)計(jì)?？茖W(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)感受到科學(xué)知識(shí)對(duì)設(shè)計(jì)好塔臺(tái)的重要作用。【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)并理解工程設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要綜合考慮各個(gè)因素及其之間的關(guān)聯(lián)。難點(diǎn)：能根據(jù)建造塔臺(tái)的具體任務(wù)，綜合考慮相關(guān)因素，在限制條件下設(shè)計(jì)出符合要求的塔臺(tái)模型，并能用文字和繪圖的方式表達(dá)創(chuàng)意?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】為學(xué)生準(zhǔn)備：塔臺(tái)標(biāo)書、學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)、記錄表。教師準(zhǔn)備：班級(jí)記錄表、評(píng)價(jià)表、三角形與正方形的框架實(shí)物、建筑物圖片、鐵塔圖片、教學(xué)課件?！窘虒W(xué)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(tái)圖片和設(shè)計(jì)模型對(duì)比圖，讓學(xué)生觀察。2.教師引導(dǎo)：大家知道在工程設(shè)計(jì)中制作模型的作用和意義嗎？3.學(xué)生討論交流。4.小結(jié)：設(shè)計(jì)制作模型能夠呈現(xiàn)工程師的設(shè)計(jì)，要針對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試、評(píng)估、改進(jìn)，直至符合建設(shè)要求，因此制作模型在工程設(shè)計(jì)中具有不可替代的重要作用。（二）創(chuàng)設(shè)情境，聚焦任務(wù)談話：我們從今天開始，一起像工程師一樣，來設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試、評(píng)估、改進(jìn)塔臺(tái)模型，經(jīng)歷建造塔臺(tái)的過程。來源:學(xué)&科&網(wǎng)設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過觀察模型和工程成果的對(duì)比案例，初步了解模型的重要價(jià)值。通過交流分析后深入理解模型在設(shè)計(jì)中的作用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。二、任務(wù)（一）明確工程要求1.教師出示教科書中建造塔臺(tái)的要求。提問：我們要做一個(gè)什么樣的塔臺(tái)？我們一起來看看學(xué)校對(duì)建造塔臺(tái)有什么要求。教師提示學(xué)生閱讀教科書中要求。2.學(xué)生閱讀并明確教科書中要求。學(xué)生自主閱讀要求材料后全班進(jìn)行總結(jié)交流。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，找出其中的關(guān)鍵內(nèi)容，匯總出工程要求的關(guān)鍵點(diǎn)：塔臺(tái)高度60厘米。底部能夠移動(dòng)。堅(jiān)固并有承重能力。具有抗風(fēng)抗震能力。節(jié)省材料。美觀。教師提示：設(shè)計(jì)作品的關(guān)鍵是達(dá)到堅(jiān)固、美觀、價(jià)廉的平衡。教師提出對(duì)于設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)活動(dòng)的要求：設(shè)計(jì)圖紙清楚明了，有條理，表達(dá)方式全面，有文字、圖畫、數(shù)字、標(biāo)記等。小組分工明確、系統(tǒng)，有序開展設(shè)計(jì)活動(dòng)。3.分析工程要求的層次。教師引導(dǎo)：我們面臨的工程任務(wù)的要求，哪些是必須達(dá)到的？哪些是重點(diǎn)考慮的？哪些是均衡整合考慮完成的？學(xué)生交流分析，總結(jié)得出工程設(shè)計(jì)活動(dòng)的三個(gè)層次。（1）高度、安全、承重是必須要達(dá)到的要求。（2）底部能夠移動(dòng)、具有抗風(fēng)抗震能力、堅(jiān)固耐用是重點(diǎn)考慮的要求。（3）成本、美觀、設(shè)計(jì)方式、分工等是均衡整合考慮完成的要求。來源:Z.xx.k.Com（二）確定選取材料教師出示教科書內(nèi)容，配合課件展示材料選取要求。展示材料實(shí)物，學(xué)生觀察材料，準(zhǔn)備開展設(shè)計(jì)活動(dòng)。（三）閱讀塔臺(tái)模型制作評(píng)價(jià)表1.教師引導(dǎo)：我們來閱讀教科書中的塔臺(tái)模型制作評(píng)價(jià)表。2.學(xué)生閱讀后結(jié)合工程要求，了解細(xì)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)分值，明確塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)具體要求。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在認(rèn)識(shí)工程任務(wù)中注重理解工程任務(wù)的層次，有些是必須完成的工程要求，有些是重點(diǎn)考慮的要求，有些是均衡整合考慮完成的要求。學(xué)生在理解以上內(nèi)容的基礎(chǔ)上才能更好地進(jìn)行塔臺(tái)模型的設(shè)計(jì)。三、制訂方案（一）依據(jù)評(píng)價(jià)表思考問題教師利用教學(xué)課件出示教科書中的5個(gè)問題，并引導(dǎo)學(xué)生思考。1.為了盡可能達(dá)到60厘米的塔高，你們的設(shè)計(jì)是如何考慮材料使用的？2.哪些設(shè)計(jì)是為了穩(wěn)固塔臺(tái)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(gè)形狀更穩(wěn)定？學(xué)生自由發(fā)言，教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察兩個(gè)形狀受力后的變化。教師請(qǐng)學(xué)生親自感受體驗(yàn)，再次感受三角形的承重能力。小結(jié)：三角形更加穩(wěn)固，在塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)中我們要多設(shè)計(jì)三角形來保證塔臺(tái)模型的穩(wěn)固和承重能力。3.如何保證塔臺(tái)不倒下？如何保證塔臺(tái)的傾斜角最小？4.什么因素會(huì)導(dǎo)致塔臺(tái)產(chǎn)生傾斜角？5.如何保證塔臺(tái)能抵御大風(fēng)或一定級(jí)別的地震？教師利用教學(xué)課件出示簡(jiǎn)單的抗震設(shè)計(jì)示意圖，講解抗震基本設(shè)計(jì)原理，與學(xué)生交流共同匯總?cè)N抗震方法，供各小組在塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)中借鑒。第一種：耐震，可以在塔臺(tái)模型中加入大量三角形。第二種：制震，可以在塔臺(tái)模型底部加大面積或加大重量。第三種：免震，可以在塔臺(tái)模型底部加滾珠。談話：以上這些問題大家不用馬上回答，各小組在設(shè)計(jì)中思考、交流、討論，共同研究解決方案。設(shè)計(jì)意圖：這些問題的提出并不是要學(xué)生當(dāng)時(shí)回答出來，而是為學(xué)生順利進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)進(jìn)行提示。學(xué)生帶著這些問題開展設(shè)計(jì)活動(dòng)，評(píng)價(jià)表可以為學(xué)生的工程設(shè)計(jì)提供幫助和支持。三角形的穩(wěn)定性和承重能力是設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)利用的科學(xué)知識(shí)。學(xué)生在設(shè)計(jì)要求驅(qū)動(dòng)下，會(huì)主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，獲取新知加以利用。通過觀察穩(wěn)定性和感受承重性兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生充分理解三角形的性質(zhì)，對(duì)設(shè)計(jì)模型和制作模型活動(dòng)都有非凡的價(jià)值。關(guān)于建筑物如何抗震，教師要精選抗震設(shè)計(jì)示意圖，既不能過于繁復(fù)，又不能簡(jiǎn)單無效。教師還要引導(dǎo)學(xué)生觀察其相同點(diǎn)，共同總結(jié)出便于設(shè)計(jì)實(shí)施的方法有利于在現(xiàn)有條件下完成本單元工程任務(wù)。（二）開展設(shè)計(jì)活動(dòng)1.出示教科書中的學(xué)生交流圖。教師利用多媒體課件出示教科書中的學(xué)生交流圖，學(xué)生閱讀對(duì)話框中的提示內(nèi)容。2.交流設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)。學(xué)生進(jìn)行全班交流，相互提示交流塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。3.小組設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型。教師下發(fā)與活動(dòng)手冊(cè)相同的設(shè)計(jì)方案記錄表，學(xué)生小組開展塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)活動(dòng)。教師適時(shí)指導(dǎo)，隨時(shí)提醒學(xué)生協(xié)同設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)表中的各個(gè)項(xiàng)目，提示在設(shè)計(jì)塔臺(tái)整體結(jié)構(gòu)時(shí)多用三角形。（三）展示設(shè)計(jì)成果來源:Z.xx.k.Com1.談話：請(qǐng)各組成員一起來介紹、展示設(shè)計(jì)方案。同學(xué)們一起交流，各組講解盡可能翔實(shí)、完整，這樣更有利于相互理解、相互交流、相互幫助。2.學(xué)生介紹設(shè)計(jì)方案，全班交流。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)之前做好充分準(zhǔn)備，通過閱讀教科書配圖文字、全班相互提示后再進(jìn)行小組合作設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)過程中時(shí)刻提醒學(xué)生關(guān)注重點(diǎn)。這樣一方面保證學(xué)生設(shè)計(jì)目的準(zhǔn)確，另一方面保證課堂教學(xué)效率。四、研討（一）我們的設(shè)計(jì)方案完備嗎？是否考慮到了各個(gè)因素？在展示設(shè)計(jì)成果活動(dòng)中，小組匯報(bào)后，教師提出此問題。組織小組間質(zhì)疑、解釋、交流、互動(dòng)，幫助每一組反思自己的設(shè)計(jì)方案。（二）我們的設(shè)計(jì)方案還有需要調(diào)整的地方嗎？打算怎樣進(jìn)一步調(diào)整？在展示設(shè)計(jì)成果活動(dòng)中，在第一個(gè)問題研討后，教師提出此問題。教師組織各小組尋找自己設(shè)計(jì)方案中的問題。學(xué)生借鑒其他小組設(shè)計(jì)方案的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，小組研討解決方案，制訂調(diào)整計(jì)劃，及時(shí)整改設(shè)計(jì)方案，填補(bǔ)出現(xiàn)的漏洞和問題。設(shè)計(jì)意圖：兩個(gè)研討問題分別融合在展示設(shè)計(jì)活動(dòng)中，是各小組展示設(shè)計(jì)活動(dòng)的重要研討方向。問題一是各小組相互質(zhì)疑、評(píng)價(jià)的核心問題。問題二是各小組相互借鑒、相互補(bǔ)充、各自完善的核心問題。把握好兩個(gè)問題在設(shè)計(jì)展示交流活動(dòng)中的作用，學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)將事半功倍?！景鍟O(shè)計(jì)】設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型工程要求：1.高度、安全、承重是必須要達(dá)到的要求。2.底部能夠移動(dòng)、具有抗風(fēng)抗震能力、堅(jiān)固耐用是重點(diǎn)考慮的要求。來源:學(xué)科網(wǎng)3.成本、美觀、設(shè)計(jì)方式、分工等是均衡整合考慮完成的要求。核心要求：堅(jiān)固、美觀、價(jià)廉的平衡?！净顒?dòng)手冊(cè)使用說明】本課的活動(dòng)手冊(cè)在制訂方案板塊第二步設(shè)計(jì)中使用，在第三步進(jìn)行展示交流。和上一課相同，本課塔臺(tái)設(shè)計(jì)方案也可由學(xué)生自行選用紙張完成，并注意保存