小学科学4.设计塔台模型教案设计

这是一份小学科学4.设计塔台模型教案设计，共31页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，教学重难点，材料准备，教学流程图，教学过程，板书设计（生成）等内容，欢迎下载使用。

《设计塔台模型》教学设计
深圳市宝安区宝安中学（集团）外国语学校

【教材分析】
一个“工程”建造的系统工程包括：明确任务—设计—建造（模型）—测试—评估—改进。从本课开始，学生的学习视角从对工程的整体认知转到到工程设计这一核心内容。与之相应，教科书的编写体例不再沿用四个板块的模式，而是以工程建设的基本程序展开。
教科书一开始就提出“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。”，明确建立模型的重要意义。随后，教科书对塔台模型的设计提出了明确的要求，同时提供材料清单以及评价表，一方面指导学生设计方向，另一方面从评估的角度利用评价表规范设计方案。此外，教科书提出了5个问题供学生制定方案时思考，引导学生全面细致地考虑设计问题，帮助学生突破技术难点，尽可能设计出符合要求的塔台模型方案。
本课的内容是对上一节“标书”的具体化，聚焦塔台设计这个关键点来展开工程实践活动的。下一节建造塔台模型要依照本课的设计方案来实施，单元结束课也要对本课设计的不足进行改进。所以本课的内容在整个单元中起到很重要的承上启下作用。
【学情分析】
本单元的学习活动始终基于模型展开，有利于学生体会设计、建立模型在工程中的重要性。
尽管本课为学生设计塔台模型提供了必要的支持，但对于学生来说依然具有挑战性，学生要经历多维度的思考与权衡，最终整合出最为合适的设计，在设计思考过程中，学生将再一次感受到工程设计的复杂性。
第一个挑战是设计图的绘制，学生的设计意识比较薄弱，对工程设计的要素接触较少，教师需要强调设计图纸的基本要求，如必要的文字、图形、数字等标注说明，及要绘制不同视角的设计图，全方位展现等。
第二个挑战是技术难关的突破，如形状结构设计、稳定性、控制倾斜等，教师需要引导学生发现其中的科学知识，为模型设计奠定知识基础，同时理解“工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”这一主要概念。

【教学目标】
科学概念目标
1.工程设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素之间的关联。
2. 工程设计中蕴含着一定的科学知识
科学探究目标
1.能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，制定出建造方案
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。
3.能深入思考，发现并解决设计中的难点问题。
4.能反思自己的设计，不断改进。
科学态度目标
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。
科学、技术、社会与环境目标
1.感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。
【教学重难点】
重点：认识并理解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
难点：能根据建造塔台的具体任务，在限制条件下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。
【材料准备】
实验器材：设计图纸、评价表、三角形与正方形的框架实物、铅笔、尺子
【教学流程图】

【教学过程】
1.聚焦
出示教科书塔台图片，让学生观察塔台的结构和形状。
教师指出建立模型是工程设计中的重要环节，工程师通常通过建立模型来测试他们的设计。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。
设计意图：通过谈话的方式强调建立模型的重要性，明确本课的学习活动方向。同时指明本课之后的连续几课都是围绕建造塔台而开展模型的设计、制作、测试、评估、改进等一系列活动。教师通过引导学生观察真实塔台图片，让学生初步了解塔台的结构和形状。
2、任务：设计塔台模型
（1）明确任务要求和材料
教师提问：学校给定了建造塔台的要求，我们能按照要求设计塔台吗？
学生活动：阅读教科书中的要求。
教师和学生共同总结设计要求：①设计图有图形、数字、文字、标志等细致说明；②塔台的高度为60厘米，底部不能站在桌面上；③稳固，具备一定的承重、抗风、抗震的能力；④价廉，尽量节省材料；⑤美观; ⑥使用所给的材料。
教师出示材料选取要求，展示材料实物：70根20厘米长的吸管、剪刀（1或2把）、胶带、尺子（1或2把）
设计意图：创设真实任务情景，同时明确塔台设计和设计图纸的具体要求，便于学生依照设计图纸建立出符合要求的塔台模型。教师还需提示学生高度、安全性、承重是必须达成的重要指标。
（2）明确塔台模型评价标准
学生阅读教科书中的塔台模型制作评价表，了解细化评价标准和相应分值。
教师提问：我们有哪些相应的评分标准呢？引导学生再次明确塔台必须达到的限制条件，同时利用评价表的细节描述，为学生指明设计方向。
设计意图：评价表是学生进行塔台模型设计的重要帮手。评价表不仅整合了任务板块的所有要求，还进行了细化，帮助学生在设计过程中整合各项因素、达到要求的平衡点，体会工程设计的复杂性。
3、制定方案
（1）突破技术难点
教师依次提出5个问题，并引导学生思考，学生进行小组研讨。
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？
② 哪些设计是为了稳固塔台模型
教师出示埃菲尔铁塔等塔台的图片，提问这些塔台设计有什么共同点？（学生发现塔台有很多三角形）
教师出示三角形与正方形的框架实物，提问：那个形状更稳定？
学生实验：用食指分别从两种形状物体上部中点往下压，感受对比它们的承受力，观察对比它们形状的改变。（发现三角形状抗压、稳固）
设计意图：从实物图片观察到模型实验感受，使学生理解三角形结构稳定的特征，后续应用这一科学发现到塔台模型设计中。在这一过程中，学生感受到工程中蕴含着科学原理，为制作模型打下良好的知识基础。
③ 如何保证塔台不倒下？如何保证塔台的倾斜角最小？
④ 什么因素会导致塔台产生倾斜角？
设计意图：问题③和问题④引导学生思考稳定性、倾斜角的问题，教师提示学生合理设计图纸，在塔台设计图的各个面上，标注面的大小，以此控制塔台的倾斜，以达到要求。学生进一步体会设计图纸中文字、数字、标志说明的重要性。
⑤ 如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震
教师出示抗震设计示意图，讲解三种抗震方法，并提示学生这些也算入材料成本项。学生分析交流、自由选择
a. 耐震：加大底部面积或加重底座重量
b. 制震：塔台底部加入弹簧
c. 免震：塔台底部加滚珠
设计意图：对于抗风、抗震这一技术难关，教师需要提供资料帮助学生理解不同的抗震方法及其原理，以便后续设计的顺利进行，同时让学生感受工程建设和科学技术之间的联系。
（2）设计图纸
教师提示学生阅读教科书上气泡图内的文字，学生思考交流设计的关键点，教师再次提醒设计图绘制的要求：有图形和文字标注、随时利用评价表明确设计标准。
小组设计塔台模型。
设计意图：通过教科书上气泡图的提示语，使学生进一步了解到设计工作的重要性，体会工程中各个系统之间是相互影响、相互制约的。学生亲历在限制条件下进行设计的活动，感受工程设计的复杂性和重要性。
（3）展示交流设计成果
学生代表进行设计方案的讲解和展示，全班交流，教师提示学生的讲解尽可能详实、完整。
设计意图：通过展示交流活动，促使全班进行互评、互鉴。
4、研讨
教师提问：
（1）我们的设计方案完备吗？是否考虑到了各个因素？
（2）我们的设计方案还有需要调整的地方吗？打算怎样进一步调整？
小组交流讨论，制定调整计划、改进设计方案。
设计意图：以上两个问题融合在展示设计成果中，通过问题（1）引导学生进行自查和互评，问题（2）引导学生发现问题并及时改进设计，各个小组可以互相补充、互相借鉴、各自完善设计方案。
【板书设计（生成）】

【板书说明】
和学生一起总结出塔台模型的设计要求和图纸的绘制要求。
【实验记录单】
《设计塔台模型》记录单
班级：___________ 小组：___________ 日期：_____________

任务
设计制作塔台模型
设计
要求
1、设计图有图形、数字、文字、标识等细致说明
2、塔台的高度为60厘米、底部不能粘在桌面上
3、稳固，具备一定的承重、抗风、抗震的能力
4、价廉，尽量节省材料
5、美观
材料
吸管 （数量：____________） 胶带（数量：_____________）
连接器（数量：____________） 剪刀（数量：_____________）
设
计
图


顶部







底部







侧面













塔台模型制作评价表
项目
1分
2分
3分
得分
文字及图画设计
缺少文字和图画设计
设计了文字和图画说明，但是说明较混乱、缺乏条理，没有用数字进行定量说明或者没有关键性的箭头指示等
合理地设计了文字和图画说明，对设计结构的表述条理清晰，对每部分使用的材料进行了分工和用量的详细介绍

分工合作
分工不明确
有基本的分工，但是分工不系统，或执行分工不彻底，或有未承担任务的成员
有明确的分工且贯彻实施，为每个成员安排了相应的任务，并且每个成员都明确自己的任务，能有组织地进行

塔高
没有达到60厘米的高度
基本接近60厘米的高度
到达60厘米的高度

顶端承重
顶端无法承重或顶端承重为所有小组中的最小
顶端承重为所有小组的中等水平
顶端承重为所有小组中的最大

防风能力
能抵御1级（小风量）风吹
能抵御2级（中等风量）风吹
能抵御3级（大风量）风吹

防震能力
能抵御1级（轻微）震动
能抵御2级（较强）震动
能抵御3级（强）震动

美观
结构欠佳、制作粗糙，或在所有小组中最差
结构比较合理、外形较为美观，或在所有小组中处于中等水平
结构合理、外形美观，或在所有小组中处于最高水平

材料成本统计
材料成本在所有小组中最高
材料成本在所有小组中处于中等水平
材料成本在所有小组中最低


第一单元 小小工程师
4. 设计塔台模型

【教材简析】
本课重点聚焦工程设计这一核心内容。由于学习内容和学习方式主要以小组讨论、交流、设计为主，教科书的编写体例不再沿用四个板块的模式，而是以工程建设的基本程序展开。
教科书对塔台模型的设计提出了明确的要求，提供了材料清单及评价表。一方面指导学生设计方向，另一方面指导学生利用评价表来规范设计方案。学生制订方案时，可以利用教科书呈现的五个问题展开思考，全面而细致地考虑设计问题，尽可能设计出优质的塔台模型方案。
本课的模型设计是对上一课“标书”的具体化，并且下一课建造模型要完全遵照本课的设计图纸实施，单元结束课也要针对本课设计的不足进行改进。所以，本课的学习内容在单元中具有十分重要的作用。
【学生分析】
学生在之前工程类课程学习中，很少有如此全面的设计活动。虽然本课为学生设计塔台模型提供了必要的支持，但是对于学生来说仍然具有挑战性，学生要经历多维度的思考与权衡，最终整合出最为合适的设计方案。在这一科学实践活动过程中，需要学生在积极思考的基础上，注重小组交流合作，整合小组成员的想法。生生之间相互借鉴补充，培养学生合作交流的重要能力。学生在本单元前三课已经有了初步的合作，在此基础上教师要进一步创设情境，适时指导学生学会合作、学会交流，培养相互合作的能力和习惯。
【教学目标】
科学概念目标
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.工程设计中蕴含着一定的科学知识。
科学探究目标
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。
3.能深入思考，发现并解决设计中的难点问题。
4.能反思自己的设计，不断改进。
科学态度目标
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，能听取同学意见并不断改进自己的设计。
科学、技术、社会与环境目标
感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。
【教学重难点】
重点：认识并理解工程设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素及其之间的关联。
难点：能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，在限制条件下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。
【教学准备】
为学生准备：塔台标书、学生活动手册、记录表。
教师准备：班级记录表、评价表、三角形与正方形的框架实物、建筑物图片、铁塔图片、教学课件。
【教学过程】
一、聚焦
（一）展示多种模型，明确模型意义
1.教师出示教科书塔台图片和设计模型对比图，让学生观察。
2.教师引导：大家知道在工程设计中制作模型的作用和意义吗？
3.学生讨论交流。
4.小结：设计制作模型能够呈现工程师的设计，要针对设计进行测试、评估、改进，直至符合建设要求，因此制作模型在工程设计中具有不可替代的重要作用。
（二）创设情境，聚焦任务
谈话：我们从今天开始，一起像工程师一样，来设计、制作、测试、评估、改进塔台模型，经历建造塔台的过程。
设计意图：学生通过观察模型和工程成果的对比案例，初步了解模型的重要价值。通过交流分析后深入理解模型在设计中的作用，增强学习动机。
二、任务
（一）明确工程要求
1.教师出示教科书中建造塔台的要求。
提问：我们要做一个什么样的塔台？我们一起来看看学校对建造塔台有什么要求。教师提示学生阅读教科书中要求。
2.学生阅读并明确教科书中要求。
学生自主阅读要求材料后全班进行总结交流。教师引导学生进行分析，找出其中的关键内容，汇总出工程要求的关键点：①塔台高度60厘米。②底部能够移动。③坚固并有承重能力。④具有抗风抗震能力。⑤节省材料。⑥美观。
教师提示：设计作品的关键是达到坚固、美观、价廉的平衡。
教师提出对于设计图纸和设计活动的要求：①设计图纸清楚明了，有条理，表达方式全面，有文字、图画、数字、标记等。②小组分工明确、系统，有序开展设计活动。
3.分析工程要求的层次。
教师引导：我们面临的工程任务的要求，哪些是必须达到的？哪些是重点考虑的？哪些是均衡整合考虑完成的？
学生交流分析，总结得出工程设计活动的三个层次。
（1）高度、安全、承重是必须要达到的要求。
（2）底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用是重点考虑的要求。
（3）成本、美观、设计方式、分工等是均衡整合考虑完成的要求。
（二）确定选取材料
教师出示教科书内容，配合课件展示材料选取要求。展示材料实物，学生观察材料，准备开展设计活动。
（三）阅读塔台模型制作评价表
1.教师引导：我们来阅读教科书中的塔台模型制作评价表。
2.学生阅读后结合工程要求，了解细化评价标准和相应分值，明确塔台模型设计具体要求。
设计意图：学生在认识工程任务中注重理解工程任务的层次，有些是必须完成的工程要求，有些是重点考虑的要求，有些是均衡整合考虑完成的要求。学生在理解以上内容的基础上才能更好地进行塔台模型的设计。
三、制订方案
（一）依据评价表思考问题
教师利用教学课件出示教科书中的5个问题，并引导学生思考。
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？
2.哪些设计是为了稳固塔台模型？
教师出示正方形和三角形的教具，提问：你们觉得正方形和三角形哪个形状更稳定？
学生自由发言，教师进行演示实验，学生观察两个形状受力后的变化。教师请学生亲自感受体验，再次感受三角形的承重能力。
小结：三角形更加稳固，在塔台模型设计中我们要多设计三角形来保证塔台模型的稳固和承重能力。
3.如何保证塔台不倒下？如何保证塔台的倾斜角最小？
4.什么因素会导致塔台产生倾斜角？
5.如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震？
教师利用教学课件出示简单的抗震设计示意图，讲解抗震基本设计原理，与学生交流共同汇总三种抗震方法，供各小组在塔台模型设计中借鉴。
第一种：耐震，可以在塔台模型中加入大量三角形。
第二种：制震，可以在塔台模型底部加大面积或加大重量。
第三种：免震，可以在塔台模型底部加滚珠。
谈话：以上这些问题大家不用马上回答，各小组在设计中思考、交流、讨论，共同研究解决方案。
设计意图：这些问题的提出并不是要学生当时回答出来，而是为学生顺利进行设计活动进行提示。学生带着这些问题开展设计活动，评价表可以为学生的工程设计提供帮助和支持。
三角形的稳定性和承重能力是设计中要重点利用的科学知识。学生在设计要求驱动下，会主动参与学习，获取新知加以利用。通过观察稳定性和感受承重性两个实验，学生充分理解三角形的性质，对设计模型和制作模型活动都有非凡的价值。
关于建筑物如何抗震，教师要精选抗震设计示意图，既不能过于繁复，又不能简单无效。教师还要引导学生观察其相同点，共同总结出便于设计实施的方法有利于在现有条件下完成本单元工程任务。
（二）开展设计活动
1.出示教科书中的学生交流图。
教师利用多媒体课件出示教科书中的学生交流图，学生阅读对话框中的提示内容。
2.交流设计关键点。
学生进行全班交流，相互提示交流塔台模型设计的关键点。
3.小组设计塔台模型。
教师下发与活动手册相同的设计方案记录表，学生小组开展塔台模型设计活动。教师适时指导，随时提醒学生协同设计评价表中的各个项目，提示在设计塔台整体结构时多用三角形。
（三）展示设计成果
1.谈话：请各组成员一起来介绍、展示设计方案。同学们一起交流，各组讲解尽可能翔实、完整，这样更有利于相互理解、相互交流、相互帮助。
2.学生介绍设计方案，全班交流。
设计意图：学生动手设计之前做好充分准备，通过阅读教科书配图文字、全班相互提示后再进行小组合作设计，并在设计过程中时刻提醒学生关注重点。这样一方面保证学生设计目的准确，另一方面保证课堂教学效率。
四、研讨
（一）我们的设计方案完备吗？是否考虑到了各个因素？
在展示设计成果活动中，小组汇报后，教师提出此问题。组织小组间质疑、解释、交流、互动，帮助每一组反思自己的设计方案。
（二）我们的设计方案还有需要调整的地方吗？打算怎样进一步调整？
在展示设计成果活动中，在第一个问题研讨后，教师提出此问题。教师组织各小组寻找自己设计方案中的问题。学生借鉴其他小组设计方案的优秀经验，小组研讨解决方案，制订调整计划，及时整改设计方案，填补出现的漏洞和问题。
设计意图：两个研讨问题分别融合在展示设计活动中，是各小组展示设计活动的重要研讨方向。问题一是各小组相互质疑、评价的核心问题。问题二是各小组相互借鉴、相互补充、各自完善的核心问题。把握好两个问题在设计展示交流活动中的作用，学生学习活动将事半功倍。
【板书设计】
设计塔台模型
工程要求：
1.高度、安全、承重是必须要达到的要求。
2.底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用是重点考虑的要求。
3.成本、美观、设计方式、分工等是均衡整合考虑完成的要求。
核心要求：坚固、美观、价廉的平衡。

【活动手册使用说明】
本课的活动手册在制订方案板块第二步设计中使用，在第三步进行展示交流。
和上一课相同，本课塔台设计方案也可由学生自行选用纸张完成，并注意保存。



《设计塔台模型》教学设计

【教材简析】
本课重点聚焦工程设计这一核心内容。由于学习内容和学习方式主要以小组讨论、交流、设计为主，教科书的编写体例不再沿用四个板块的模式，而是以工程建设的基本程序展开。
教科书对塔台模型的设计提出了明确的要求，提供了材料清单及评价表。一方面指导学生设计方向，另一方面指导学生利用评价表来规范设计方案。学生制订方案时，可以利用教科书呈现的五个问题展开思考，全面而细致地考虑设计问题，尽可能设计出优质的塔台模型方案。
本课的模型设计是对上一课“标书”的具体化，并且下一课建造模型要完全遵照本课的设计图纸实施，单元结束课也要针对本课设计的不足进行改进。所以，本课的学习内容在单元中具有十分重要的作用。
【学生分析】
学生在之前工程类课程学习中，很少有如此全面的设计活动。虽然本课为学生设计塔台模型提供了必要的支持，但是对于学生来说仍然具有挑战性，学生要经历多维度的思考与权衡，最终整合出最为合适的设计方案。在这一科学实践活动过程中，需要学生在积极思考的基础上，注重小组交流合作，整合小组成员的想法。生生之间相互借鉴补充，培养学生合作交流的重要能力。学生在本单元前三课已经有了初步的合作，在此基础上教师要进一步创设情境，适时指导学生学会合作、学会交流，培养相互合作的能力和习惯。
【教学目标】
科学概念目标
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.工程设计中蕴含着一定的科学知识。
科学探究目标
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。
3.能深入思考，发现并解决设计中的难点问题。
4.能反思自己的设计，不断改进。
科学态度目标
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，能听取同学意见并不断改进自己的设计。
科学、技术、社会与环境目标
感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。
【教学重难点】
重点：认识并理解工程设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素及其之间的关联。
难点：能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，在限制条件下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。
【教学准备】
为学生准备：竹棒，安全剪刀，塑料管。
教师准备：班级记录表、评价表、三角形与正方形的框架实物、建筑物图片、铁塔图片、教学课件。
【教学过程】
一、聚焦
（一）展示多种模型，明确模型意义
1.教师出示教科书塔台图片和设计模型对比图，让学生观察。
2.教师引导：大家知道在工程设计中制作模型的作用和意义吗？
3.学生讨论交流。
4.小结：设计制作模型能够呈现工程师的设计，要针对设计进行测试、评估、改进，直至符合建设要求，因此制作模型在工程设计中具有不可替代的重要作用。
（二）创设情境，聚焦任务
谈话：我们从今天开始，一起像工程师一样，来设计、制作、测试、评估、改进塔台模型，经历建造塔台的过程。
设计意图：学生通过观察模型和工程成果的对比案例，初步了解模型的重要价值。通过交流分析后深入理解模型在设计中的作用，增强学习动机。
二、任务
（一）明确工程要求
1.教师出示教科书中建造塔台的要求。
提问：我们要做一个什么样的塔台？我们一起来看看学校对建造塔台有什么要求。教师提示学生阅读教科书中要求。
2.学生阅读并明确教科书中要求。
学生自主阅读要求材料后全班进行总结交流。教师引导学生进行分析，找出其中的关键内容，汇总出工程要求的关键点：①塔台高度60厘米。②底部能够移动。③坚固并有承重能力。④具有抗风抗震能力。⑤节省材料。⑥美观。
教师提示：设计作品的关键是达到坚固、美观、价廉的平衡。
教师提出对于设计图纸和设计活动的要求：①设计图纸清楚明了，有条理，表达方式全面，有文字、图画、数字、标记等。②小组分工明确、系统，有序开展设计活动。
3.分析工程要求的层次。
教师引导：我们面临的工程任务的要求，哪些是必须达到的？哪些是重点考虑的？哪些是均衡整合考虑完成的？
学生交流分析，总结得出工程设计活动的三个层次。
（1）高度、安全、承重是必须要达到的要求。
（2）底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用是重点考虑的要求。
（3）成本、美观、设计方式、分工等是均衡整合考虑完成的要求。
（二）确定选取材料
教师出示教科书内容，配合课件展示材料选取要求。展示材料实物，学生观察材料，准备开展设计活动。
（三）阅读塔台模型制作评价表
1.教师引导：我们来阅读教科书中的塔台模型制作评价表。
2.学生阅读后结合工程要求，了解细化评价标准和相应分值，明确塔台模型设计具体要求。
设计意图：学生在认识工程任务中注重理解工程任务的层次，有些是必须完成的工程要求，有些是重点考虑的要求，有些是均衡整合考虑完成的要求。学生在理解以上内容的基础上才能更好地进行塔台模型的设计。
三、制订方案
（一）依据评价表思考问题
教师利用教学课件出示教科书中的5个问题，并引导学生思考。
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？
2.哪些设计是为了稳固塔台模型？
教师出示正方形和三角形的教具，提问：你们觉得正方形和三角形哪个形状更稳定？
学生自由发言，教师进行演示实验，学生观察两个形状受力后的变化。教师请学生亲自感受体验，再次感受三角形的承重能力。
小结：三角形更加稳固，在塔台模型设计中我们要多设计三角形来保证塔台模型的稳固和承重能力。
3.如何保证塔台不倒下？如何保证塔台的倾斜角最小？
4.什么因素会导致塔台产生倾斜角？
5.如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震？
教师利用教学课件出示简单的抗震设计示意图，讲解抗震基本设计原理，与学生交流共同汇总三种抗震方法，供各小组在塔台模型设计中借鉴。
第一种：耐震，可以在塔台模型中加入大量三角形。
第二种：制震，可以在塔台模型底部加大面积或加大重量。
第三种：免震，可以在塔台模型底部加滚珠。
谈话：以上这些问题大家不用马上回答，各小组在设计中思考、交流、讨论，共同研究解决方案。
设计意图：这些问题的提出并不是要学生当时回答出来，而是为学生顺利进行设计活动进行提示。学生带着这些问题开展设计活动，评价表可以为学生的工程设计提供帮助和支持。
三角形的稳定性和承重能力是设计中要重点利用的科学知识。学生在设计要求驱动下，会主动参与学习，获取新知加以利用。通过观察稳定性和感受承重性两个实验，学生充分理解三角形的性质，对设计模型和制作模型活动都有非凡的价值。
关于建筑物如何抗震，教师要精选抗震设计示意图，既不能过于繁复，又不能简单无效。教师还要引导学生观察其相同点，共同总结出便于设计实施的方法有利于在现有条件下完成本单元工程任务。
（二）开展设计活动
1.出示教科书中的学生交流图。
教师利用多媒体课件出示教科书中的学生交流图，学生阅读对话框中的提示内容。
2.交流设计关键点。
学生进行全班交流，相互提示交流塔台模型设计的关键点。
3.小组设计塔台模型。
教师下发与活动手册相同的设计方案记录表，学生小组开展塔台模型设计活动。教师适时指导，随时提醒学生协同设计评价表中的各个项目，提示在设计塔台整体结构时多用三角形。
（三）展示设计成果
1.谈话：请各组成员一起来介绍、展示设计方案。同学们一起交流，各组讲解尽可能翔实、完整，这样更有利于相互理解、相互交流、相互帮助。
2.学生介绍设计方案，全班交流。
设计意图：学生动手设计之前做好充分准备，通过阅读教科书配图文字、全班相互提示后再进行小组合作设计，并在设计过程中时刻提醒学生关注重点。这样一方面保证学生设计目的准确，另一方面保证课堂教学效率。
四、研讨
（一）我们的设计方案完备吗？是否考虑到了各个因素？
在展示设计成果活动中，小组汇报后，教师提出此问题。组织小组间质疑、解释、交流、互动，帮助每一组反思自己的设计方案。
（二）我们的设计方案还有需要调整的地方吗？打算怎样进一步调整？
在展示设计成果活动中，在第一个问题研讨后，教师提出此问题。教师组织各小组寻找自己设计方案中的问题。学生借鉴其他小组设计方案的优秀经验，小组研讨解决方案，制订调整计划，及时整改设计方案，填补出现的漏洞和问题。
设计意图：两个研讨问题分别融合在展示设计活动中，是各小组展示设计活动的重要研讨方向。问题一是各小组相互质疑、评价的核心问题。问题二是各小组相互借鉴、相互补充、各自完善的核心问题。把握好两个问题在设计展示交流活动中的作用，学生学习活动将事半功倍。
【板书设计】
设计塔台模型
工程要求：
1.高度、安全、承重是必须要达到的要求。
2.底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用是重点考虑的要求。
3.成本、美观、设计方式、分工等是均衡整合考虑完成的要求。
核心要求：坚固、美观、价廉的平衡。

第4课 设计塔台模型
(教材P10～12)
授课时间：______________　　　　　　　　累计____1____课时
课题
设计塔台模型
课型
新授课
教学
目标
科学知识目标
1.知道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.知道工程设计中蕴含着一定的科学知识。
科学探究目标
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。
3.能深入思考，发现并解决设计中的难点问题。
4.能反思自己的设计，不断改进。
科学态度目标
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。
科学、技术、社会与环境目标
感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。
教学
重难点
重点：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。
难点：根据限制条件设计符合要求的塔台模型，并用文字和绘图的方式表达创意。
教学
准备
为学生准备：塔台竞标书、学生活动手册。
教师准备：塔台模型制作评价表、三角形与正方形的框架实物、教学课件。
流程
教学设计
二次备课
聚焦
1.导入：（教学提示：出示课首塔台图片，回顾工程建设的基本步骤。）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。
2.揭题：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。让我们从设计塔台模型开始吧!（板书：设计塔台模型）

任务
任务一：明确工程要求
1.活动：引导学生阅读学校给定的要求，明确要做一个怎样的塔台。




任务

2.布置任务：指导学生分组活动，完成交流分析，找出并整理关键要求。

任务二：熟悉评价表
出示塔台模型制作评价表，引导学生阅读评价表，明确塔台模型设计的具体要求，结合塔台竞标书开展研讨，寻找设计思路。
















制定方案与研讨
制订方案
1.活动：指导学生根据评价表思考问题。

2.小结：应该多用三角形结构，胶条要固定牢，底座形状要提前考虑，不能太大，避免材料浪费。
3.谈话：对于暂时想不到答案的问题不用为难，大家可以在接下来的设计环节中继续思考、讨论，共同寻找解决的方法。
4.引导：出示教科书中的学生交流图，引导学生阅读对话框中的提示内容，交流设计关键点。
5.布置任务：指导学生小组合作，展开设计活动。可以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字和图画的补充或原理的解释。














































制定方案与研讨
研讨汇报

拓展
与小结
小结：建立模型是工程设计中的重要环节，而对模型的设计也需要全面而细致地考虑各种因素，再经过多维度的思考与权衡，才能整合出最为合适的设计。
板书
设计

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。
课后
作业
见“状元成才路”系列丛书《创优作业100分》对应课时训练。

六下《小小工程师》单元教学设计
3.建造塔台
小学科学教学网资源建设团队 陆志浩
【教材简析】
本课作为建造塔台的起始课，从设计塔台方案开始做起，采用模拟真实的招投标活动情境展开学习。这一方式的运用主要是激发学生的学习热情，真正像工程师一样工作，加深对工程的理解。
在本课，学生要模拟前两课学习的工程建造基本过程进行自主设计。从选址、材料选择、塔台的设计、成本核算、人员分工、时间分配等各个方面进行工程整体设计。过程中，学生要考虑各因素之间相互牵制、难以取舍的关系，也要明确各项因素权衡的侧重。例如，塔高、承重、安全是工程项目的核心与重点，美观、成本等属于在重点基础上的综合点。达成二者最大的平衡与优化取决于工程项目的设计，取决于技术难关的突破，取决于合理应用科学原理与科学技术。学生虽面临诸多困难与挑战，但对本课学习内容还是有着强烈的好奇心和参与热情，学习的积极性颇为高涨，这都为本课的学习奠定了坚实的心理基础。
【学情分析】
从本课开始，学生将承担起工程师的角色，从设计塔台方案开始做起，采用模拟真实的招投标活动情境展开学习。这些对于学生而言是既陌生又好奇的，这样的情景模拟式教学会让学生产生浓厚的兴趣。但对于什么是竞标书？如何开展竞标发布会？等等的内容老师要做出明确的指导，辅助学生顺利开展活动进行学习。
【教学目标】
科学观念：能认识到设计方案受多个因素的影响，需要对设计方案进行可行性和合理性分析和论证。
科学思维：分析、比较各种材料，基于“结构与功能”等科学概念，通过发散思维，提出多种结构设计并交流。
探究实践：初步掌握工程竞标书的制作和开展竞标发布会的能力。
态度责任：积极参加设计活动，对工程学习充满兴趣。乐于表达与交流，并能够综合小组各成员的意见，形成集体的观点。
【教学重难点】
重点：能充分考虑塔台工程设计的各因素以及各因素之间的关联。
难点：制作塔台竞标书和开展竞标发布会。
【教学准备】
教师：教学课件；木块、钢管、砖块等展示材料。
学生：每组提供塔台竞标书。
【教学过程】
一、激发兴趣，提出需求（预设2分钟）
材料准备：课件
1.创设情境，提出建造供足球教练使用的塔台需求。
2.揭示课题：建造塔台
【设计意图】介绍项目背景，明确项目要求，激发学习兴趣。
二、制作塔台竞标书（预设23分钟）
1.明确塔台式样。
提出问题：什么是塔台？课件中出示各类塔台式样。
2.建造塔台的需考虑的因素。
提出问题：除了了解塔台的样子，还需要考虑哪些建造塔台的因素？
（预设：使用的材料、塔台安全性、建造的位置、建造的成本、人员分工等。）
3.制作塔台竞标书
（1）了解竞标书
提出问题：什么是竞标书？如何制作竞标书？
播放微课，介绍竞标书和制作竞标书的注意事项。
（2）出示竞标书考量标准
内容
项目标书
项目设计
成本预算
标准
1.在10分钟内完成竞标书，并完成提交。
2.竞标书内容完整，书写规范，字迹端正。
1.认真阅读项目需求，在设计中能达成项目需求。
2.设计中能合理使用文字、数据对设计图进行辅助说明。
3.项目设计合理，可行性高，能体现安全性。
1.项目成本控制在5000元内。
2.能较准确估算使用材料的量，能合理预估工人工作的天数。
3.能根据材料和人工市场参考价准确计算出项目预算。
（3）制作塔台竞标书
活动要求：以四人小组为单位制作塔台竞标书，时间15分钟。完成后，用讲台上的手机拍下竞标书，每个小组只有一次提交机会。过时未提交失去竞标资格。
【设计意图】在制作竞标书前，通过微课让学生了解竞标书的制作方法，提升竞标书制作的效率。明确竞标书的考量标准，可以引导学生更好的制作竞标书。
三、竞标发布会（预设10分钟）
1.介绍竞标发布会要求
（1）宣布参与发布会小组名单；
（2）各小组由主竞标人发言，其余成员补充；
（3）发言后，主竞标人可邀请听众提出意见或建议，并解答；
（4）最后由一名专家总结性发言。
2.开展竞标发布会
【设计意图】由于时间有限，没有完成竞标的小组不参与竞标，但通过邀请观众提问和专家组发言的方式，让更多的学生参与到竞标发布会中，同时，也更符合竞标发布会的形式和流程。
四、对工程的新认识（预设5分钟）
1.提出问题：通过参与设计塔台的项目，我们有什么感受？
2.提出问题：我们对工程又有了怎样的新认识？
（预设：了解到工程并不仅仅是设计和建造，还要从安全性、整体性、成本等方面综合考虑。）
【设计意图】鼓励学生说出对工程的新认识，激发学生继续学习和探索的兴趣。
1.3 建造塔台
考虑因素：塔台的式样
建造的位置
使用的材料
建造的成本
塔台安全性
人员的分工
五、板书设计







【疑难解答】
如何设计一份学生便于填写和设计的竞标书？
在本课的教学中遇到的最大的疑难就是如何设计一份适合学生的竞标书，首先参考了教材中的竞标书，发现这个太简单了，学生无从下手。后来，发现作业本中的竞标书设计的比较好。因此，以此为蓝本，在结合多次试教，最终确定了以下这个版本。