4.《設(shè)計塔臺模型》教學(xué)設(shè)計【教材簡析】本課重點聚焦工程設(shè)計這一核心內(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)計為主，教科書的編寫體例不再沿用四個板塊的模式，而是以工程建設(shè)的基本程序展開。教科書對塔臺模型的設(shè)計提出了明確的要求，提供了材料清單及評價表。一方面指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計方向，另一方面指導(dǎo)學(xué)生利用評價表來規(guī)范設(shè)計方案。學(xué)生制訂方案時，可以利用教科書呈現(xiàn)的五個問題展開思考，全面而細(xì)致地考慮設(shè)計問題，盡可能設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的塔臺模型方案。本課的模型設(shè)計是對上一課“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)計圖紙實施，單元結(jié)束課也要針對本課設(shè)計的不足進行改進。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。【學(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)計活動。雖然本課為學(xué)生設(shè)計塔臺模型提供了必要的支持，但是對于學(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)計方案。在這一科學(xué)實踐活動過程中，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)上教師要進一步創(chuàng)設(shè)情境，適時指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會合作、學(xué)會交流，培養(yǎng)相互合作的能力和習(xí)慣。【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念目標(biāo)1.工程設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，需要綜合考慮各個因素及之間的關(guān)聯(lián)。2.工程設(shè)計中蘊含著一定的科學(xué)知識。科學(xué)探究目標(biāo)1.能根據(jù)建造塔臺的具體任務(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)計出符合要求的塔臺模型，并能用文字和繪圖的方式表達創(chuàng)意。3.能深入思考，發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計中的難點問題。4.能反思自己的設(shè)計，不斷改進。科學(xué)態(tài)度目標(biāo)1.對工程設(shè)計抱有極強的興趣。2.愿意與小組成員合作、交流，共同完成設(shè)計任務(wù)。3.具有反思意識，能聽取同學(xué)意見并不斷改進自己的設(shè)計。科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境目標(biāo)感受到科學(xué)知識對設(shè)計好塔臺的重要作用。【教學(xué)重難點】重點：認(rèn)識并理解工程設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，需要綜合考慮各個因素及其之間的關(guān)聯(lián)。難點：能根據(jù)建造塔臺的具體任務(wù)，綜合考慮相關(guān)因素，在限制條件下設(shè)計出符合要求的塔臺模型，并能用文字和繪圖的方式表達創(chuàng)意。【教學(xué)準(zhǔn)備】為學(xué)生準(zhǔn)備：塔臺標(biāo)書、學(xué)生活動手冊、記錄表。教師準(zhǔn)備：班級記錄表、評價表、三角形與正方形的框架實物、建筑物圖片、鐵塔圖片、教學(xué)課件。【教學(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圖片和設(shè)計模型對比圖，讓學(xué)生觀察。2.教師引導(dǎo)：大家知道在工程設(shè)計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)計制作模型能夠呈現(xiàn)工程師的設(shè)計，要針對設(shè)計進行測試、評估、改進，直至符合建設(shè)要求，因此制作模型在工程設(shè)計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、制作、測試、評估、改進塔臺模型，經(jīng)歷建造塔臺的過程。設(shè)計意圖：學(xué)生通過觀察模型和工程成果的對比案例，初步了解模型的重要價值。通過交流分析后深入理解模型在設(shè)計中的作用，增強學(xué)習(xí)動機。二、任務(wù)（一）明確工程要求1.教師出示教科書中建造塔臺的要求。提問：我們要做一個什么樣的塔臺？我們一起來看看學(xué)校對建造塔臺有什么要求。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行總結(jié)交流。教師引導(dǎo)學(xué)生進行分析，找出其中的關(guān)鍵內(nèi)容，匯總出工程要求的關(guān)鍵點：①塔臺高度60厘米。②底部能夠移動。③堅固并有承重能力。④具有抗風(fēng)抗震能力。⑤節(jié)省材料。⑥美觀。教師提示：設(shè)計作品的關(guān)鍵是達到堅固、美觀、價廉的平衡。教師提出對于設(shè)計圖紙和設(shè)計活動的要求：①設(shè)計圖紙清楚明了，有條理，表達方式全面，有文字、圖畫、數(shù)字、標(biāo)記等。②小組分工明確、系統(tǒng)，有序開展設(shè)計活動。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，哪些是必須達到的？哪些是重點考慮的？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)計活動的三個層次。（1）高度、安全、承重是必須要達到的要求。（2）底部能夠移動、具有抗風(fēng)抗震能力、堅固耐用是重點考慮的要求。（3）成本、美觀、設(shè)計方式、分工等是均衡整合考慮完成的要求。（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。展示材料實物，學(xué)生觀察材料，準(zhǔn)備開展設(shè)計活動。（三）閱讀塔臺模型制作評價表1.教師引導(dǎo)：我們來閱讀教科書中的塔臺模型制作評價表。2.學(xué)生閱讀后結(jié)合工程要求，了解細(xì)化評價標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)分值，明確塔臺模型設(shè)計具體要求。設(shè)計意圖：學(xué)生在認(rèn)識工程任務(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)上才能更好地進行塔臺模型的設(shè)計。三、制訂方案（一）依據(jù)評價表思考問題教師利用教學(xué)課件出示教科書中的5個問題，并引導(dǎo)學(xué)生思考。1.為了盡可能達到60厘米的塔高，你們的設(shè)計是如何考慮材料使用的？2.哪些設(shè)計是為了穩(wěn)固塔臺模型？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形狀更穩(wěn)定？學(xué)生自由發(fā)言，教師進行演示實驗，學(xué)生觀察兩個形狀受力后的變化。教師請學(xué)生親自感受體驗，再次感受三角形的承重能力。小結(jié)：三角形更加穩(wěn)固，在塔臺模型設(shè)計中我們要多設(shè)計三角形來保證塔臺模型的穩(wěn)固和承重能力。3.如何保證塔臺不倒下？如何保證塔臺的傾斜角最??？4.什么因素會導(dǎo)致塔臺產(chǎn)生傾斜角？5.如何保證塔臺能抵御大風(fēng)或一定級別的地震？教師利用教學(xué)課件出示簡單的抗震設(shè)計示意圖，講解抗震基本設(shè)計原理，與學(xué)生交流共同匯總?cè)N抗震方法，供各小組在塔臺模型設(shè)計中借鑒。第一種：耐震，可以在塔臺模型中加入大量三角形。第二種：制震，可以在塔臺模型底部加大面積或加大重量。第三種：免震，可以在塔臺模型底部加滾珠。談話：以上這些問題大家不用馬上回答，各小組在設(shè)計中思考、交流、討論，共同研究解決方案。設(shè)計意圖：這些問題的提出并不是要學(xué)生當(dāng)時回答出來，而是為學(xué)生順利進行設(shè)計活動進行提示。學(xué)生帶著這些問題開展設(shè)計活動，評價表可以為學(xué)生的工程設(shè)計提供幫助和支持。三角形的穩(wěn)定性和承重能力是設(shè)計中要重點利用的科學(xué)知識。學(xué)生在設(shè)計要求驅(qū)動下，會主動參與學(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實驗，學(xué)生充分理解三角形的性質(zhì)，對設(shè)計模型和制作模型活動都有非凡的價值。關(guān)于建筑物如何抗震，教師要精選抗震設(shè)計示意圖，既不能過于繁復(fù)，又不能簡單無效。教師還要引導(dǎo)學(xué)生觀察其相同點，共同總結(jié)出便于設(shè)計實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)計活動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)生閱讀對話框中的提示內(nèi)容。2.交流設(shè)計關(guān)鍵點。學(xué)生進行全班交流，相互提示交流塔臺模型設(shè)計的關(guān)鍵點。3.小組設(shè)計塔臺模型。教師下發(fā)與活動手冊相同的設(shè)計方案記錄表，學(xué)生小組開展塔臺模型設(shè)計活動。教師適時指導(dǎo)，隨時提醒學(xué)生協(xié)同設(shè)計評價表中的各個項目，提示在設(shè)計塔臺整體結(jié)構(gòu)時多用三角形。（三）展示設(shè)計成果1.談話：請各組成員一起來介紹、展示設(shè)計方案。同學(xué)們一起交流，各組講解盡可能翔實、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)計方案，全班交流。設(shè)計意圖：學(xué)生動手設(shè)計之前做好充分準(zhǔn)備，通過閱讀教科書配圖文字、全班相互提示后再進行小組合作設(shè)計，并在設(shè)計過程中時刻提醒學(xué)生關(guān)注重點。這樣一方面保證學(xué)生設(shè)計目的準(zhǔn)確，另一方面保證課堂教學(xué)效率。四、研討（一）我們的設(shè)計方案完備嗎？是否考慮到了各個因素？在展示設(shè)計成果活動中，小組匯報后，教師提出此問題。組織小組間質(zhì)疑、解釋、交流、互動，幫助每一組反思自己的設(shè)計方案。（二）我們的設(shè)計方案還有需要調(diào)整的地方嗎？打算怎樣進一步調(diào)整？在展示設(shè)計成果活動中，在第一個問題研討后，教師提出此問題。教師組織各小組尋找自己設(shè)計方案中的問題。學(xué)生借鑒其他小組設(shè)計方案的優(yōu)秀經(jīng)驗，小組研討解決方案，制訂調(diào)整計劃，及時整改設(shè)計方案，填補出現(xiàn)的漏洞和問題。設(shè)計意圖：兩個研討問題分別融合在展示設(shè)計活動中，是各小組展示設(shè)計活動的重要研討方向。問題一是各小組相互質(zhì)疑、評價的核心問題。問題二是各小組相互借鑒、相互補充、各自完善的核心問題。把握好兩個問題在設(shè)計展示交流活動中的作用，學(xué)生學(xué)習(xí)活動將事半功倍。【板書設(shè)計】設(shè)計塔臺模型工程要求：1.高度、安全、承重是必須要達到的要求。   2.底部能夠移動、具有抗風(fēng)抗震能力、堅固耐用是重點考慮的要求。3.成本、美觀、設(shè)計方式、分工等是均衡整合考慮完成的要求。      核心要求：堅固、美觀、價廉的平衡。 【活動手冊使用說明】本課的活動手冊在制訂方案板塊第二步設(shè)計中使用，在第三步進行展示交流。和上一課相同，本課塔臺設(shè)計方案也可由學(xué)生自行選用紙張完成，并注意保存。  

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