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1、1.4设计塔台模型教学设计一、素养目标1 .科学观念：(1)工程设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素及之间的关联。(2)工程设计中蕴含一定的科学知识。2 .科学思维：能深入思考，发现并解决设计中难点问题，并反思自己设计，不断改进。3 .探究实践：(1)能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，制订出建造方案。(2)能根据限制条件设计出符合要求的塔台模型，并能用文字和绘图的方式表达创意。4 .态度责任：(1)对工程设计抱有极强的兴趣。(2)愿意与小组成员合作、交流，共同完成设计任务。(3)具有反思意识，能听取同学的意见并不断改进自己的设计。二、教学重难点重点：能根据建造塔台的具体任务，综
2、合考虑相关因素，制订出建造方案。难点：能根据限制条件设计出符合要求的塔台模型，并能用文字和绘图的方式表达创意。三、评价任务评价任务评价标准表现程度自评互评师评任务能依据评价表细化任务要求能基本能不能制定方案能考虑各个因素设计调整方案能基本能不能学习收获四、教学过程学习活动设计意图效果评价(一)1.这是生活中一个真实的塔台。观察塔台结构和从生活中真关注学生能情境导外形有什么特点？实的塔台导否观察出塔入入，聚焦问台结构和外题，给学生形的主要特A塔台设计给点。明确：予提示和帮(1)上小下大助。(2)三角形框架（3）镂空结构（4）稳固结实塔台的这些特点很值得我们在塔台设计时借鉴。2.在竞标中获得建造塔
3、台资格的小组，应该从哪入手？明确：从设计塔台开始。从这节课开始，我们也要像工程师一样，设计、制作、测试、评估、改进塔台模型，经历建造塔台的过程。（二）探究活动一、任务建立模型是工程设计中的重要环节，工程师常通过建立模型来测试他们的设计。对于塔台的设计方案，学校给定了要求，我们能按照要求来设计这座塔台吗？（一）第1项：要求以小组为单位，用材料制作一个高60厘米的塔台（底部不得粘在桌面上）。要求进行图形和文字的设计，使用所给的材料，塔台必须保证站立且能承受一定的重量和风力，并具有一定的抗震能力，还要尽量节省材料。看看哪组设计的作品能达到稳固、美观、价廉的平衡。阅读要求后，你能提炼出哪些关键信息？明
4、确：（1）高度（60厘米）（2）底部不粘连桌面（3）使用固定材料（4）承重、抗风抗震、稳固、美观、价廉（节省材料）（5）设计图文并茂（二）第2项：材料（每组）1.限定的材料：70根20厘米长的吸管、剪刀（1或2把）、胶带、尺子（1或2把）2.为什么要限制使用这些材料？活动一：帮助学生按照学校要求设计塔台。活动一：关注学生是否抓住要求的关键词，能否读懂评价表。明确：吸管，决定设计模型形式与样式；剪刀，制作模型 时会用到的工具；胶带，决定模型拼接方式；尺子, 测量、估算、计算塔高是否达标。（三）第3项：评价表1.使用限定的材料设计塔台怎样才算做得最好？ 仔细阅读塔台模型制作评价表，有哪些相应的评
5、分标准。学生阅读表格回答。2.阅读评价表时，要注意哪些内容？明确：（1）整合了任务板块的哪些要求（2）明确了模型设计的哪些限制条件（3）工程各要素之间是怎样相互制约的评价表将各项要求细化，将不同达成标准量化，有助于我们在设计过程中整合各项因素、达到要求的平衡点。同时在未来测试塔台活动中也具有重要作用。二、制定方案（一）第1项：依据评价表思考问题（1）为了尽可能达到60厘米的塔高，你们的设计是如何考虑材料使用的？明确：上小下大，但底座不能太大尽量瘦长一些用些吸管从中间和侧面进行支撑，并帮助延长高度活动二：引导学生全面活动二：关注而细致地考学生能否能虑设计问制定、评议、题，尽可能调整自己方帮助学生
6、设案。计出更符合要求的塔台（2）哪些设计是为了稳固塔台模型？明确：利用框架，相互交错，用斜杠加固，塔体整体上小下大。接口处用胶布固定牢固。【温馨提示】四边形物体和三角形物体，哪种形状的物体更稳定？用食指分别从两种形状物体上部中点往下压，感受它们的承受力，观察它们形状的改变。播放视频，小结：三角形是最稳固的形状，具有一定的承重和抗压性。用了框架，多使用三角形，使塔台模型更稳固。（3）如何保证塔台不倒下？如何保证塔台的倾斜角最小?什么因素会导致塔台产生倾斜角？播放视频，然后回答。明确:如何保证塔台不倒下？框架结构，空气阻力小；上小下大的结构更稳固；上轻下重的结构更稳定（底部加重）。如何保证塔台的倾
7、斜角最小？什么因素会导致塔台产生倾斜角？明确：塔台每个面的大小，即支柱的长短，会导致塔台产生倾斜角。同一层的吸管长度相同，斜边连接的角度相同，塔台倾斜角最小。（4）如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震？明确：抗风方法：镂空设计，增加三角形结构防震措施：加大底部面积或加重底座重量耐震，塔台底部加入弹簧一一制震。塔台底部加滚珠免震。（二）第2项：设计活动可使用活动手册，也可使用大一些的白纸作为图纸进行模型设计。可在设计图上用数字和单位标注塔台模型各项尺寸大小，并对关键结构进行文模型方案。字和图画的补充或原理的解释。1 .温馨提示：(1)关注教科书第12页插图中的问题提示，思考交流设计的关键点。(
8、2)协同设计评价表中的各个项目。2 .图纸的设计可以参考以下两种方式：(1)以画图为主的设计设计方案l日将塔台拆分成底面、上面、侧面、护栏、抗震系统等。(2)加入大量文字的设计收计方案在画图的基础上加入大量文字说明，可以更加明确了设计意图，能更加清晰地指导建造活动。(三)第3项：设计成果1.活动程序及要求(1)介绍小组设计依据评价表，介绍小组塔台设计的优点或设计步骤。（2）其他小组评议设计方案是否完备，是否考虑到各个因素。（3）调整方案我们的设计方案哪些地方需要调整，打算怎样进一步调整。2.填写设计成果汇报表设计成果汇报表设计BB具他组评议调整与打Jl为了用固塔台模型，我们设计了四边形的底座并
9、加了科我们还需要网整的地杠形成多个三角形以增黑档*坦督七方有抗族住能不贰定性，塔AS面的设计中也加方案比较亮使用的材料过多我入了大量的三角形.为了解们打箕通过母加珠来决抗风的问题，我们做了底里日了各个防不，充少吸管用员部加大、加1的设计.设计因素来节妁成本的方法进时，我们还考虑到使用胶带行调整的时候可以用交叉法，使捆用更牢固.3.教师寄语建立模型是工程设计中的重要环节，而对模的设计也需要全面而细致地考虑各种因素，再:过多维度的思考与权衡，才能整合出最为合适设计。里经的（三）知识总结通过这节课的学习，你有哪些收获？谈收获、启示，实现科学育人。鼓励学生多谈收获，及时给予表扬。五、成果集成知道工程设
10、计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素及之间的关联。工程设计中蕴含一定的科学知识。六、作业设计【知识技能类作业】1 .填空题（I）丽丽小组制作的塔台模型高62厘米，塔台模型制作评价表中能得分。（2）在设计塔台模型时，我们应该着重考虑塔台的结构、等关键性问题。（3）建立模型是中的重要环节，工程师常通过建立模型来测试他们的设计。2 .判断题（1）限制条件是人为添加的，设计无法完成时可以适当减少限制条件。（）（2）框架结构的塔台模型，抗风能力更强。（）（3）三角形框架与正方形框架相比，具有更稳固、不易变形的优点。（4）既要节约材料，又要高度达标，所以把塔台建得越细越好。（）（5）在绘制塔台模型设计
11、图时，可以采用图画和文字说明相结合的方式。（）3 .选择题（1）因为具有稳定性，所以我们常常利用框架来加固框架结构。（）A.三角形、三角形B.长方形、长方形C.菱形、菱形（2）下列有关塔台模型工程要求的说法中，不正确的是（）A.塔高，安全性是必须达到的要求B.材料成本不需要考虑C.美观、分工合作是均衡综合考虑完成的要求（3）下列三类物体，最不容易倒的是（）【综合实践类作业】依据评价表和同学评议，调整自己的设计方案。参考答案1. （1）3（2）材料成本（3）工程设计2. （1）X（2）（3）（4）X（5）3. （1）A（2）B（3）A七、板书设计设计塔台模型建立模型一任务一制定方案八、教学反思在阅读任务要求时，引导学生关注关键词，可以强化学生对重点的感知，也能帮助学生在讨论过程中理解具体要求的含义。而后的思考和研讨也能帮助学生理解工程任务的层次，在实际设计中掌握好设计关键。在展示方案的过程中，组织各组学生有序介绍、展示设计方案、相互交流，各组讲解尽可能翔实、完整，这样更有利于学生的相互帮助与提高。
