小学科学教科版 (2017)六年级下册6.测试塔台模型教学设计

6.《测试塔台模型》教学设计

【教材简析】

    《测试塔台模型》是六年级下册《小小工程师》单元的第6课。本课是在第5课《制作塔台模型》的基础上开展的。本课学生在经历了设计——制作——改进模型后进行测试，测试是对塔台模型设计是否合理、科学、符合要求的检验，是工程设计中又一重要环节。测试标准就是第4课的塔台模型制作评价表，本课起到了承上启下的作用，体现了本单元学习的连贯性和工程的系统性。

本课由两部分组成。第一部分“测试”由三个有顺序、有逻辑的活动组成。第一个活动是“明确测试标准”，引导学生回忆第4课的塔台模型制作评价表，以此表为依据进行量化评分，为后面的测试活动奠定基础。第二个活动是“展示与测试”。学生依照顺序逐一进行测试，并以评价表各项指标细化说明为依据进行评分。第三个活动是“自我评估”，各组通过分析测试结果，梳理各自塔台模型的问题，思考解决方法，为下节课改进塔台模型做好准备。第二部分“研讨”将研讨部分与测试部分整合，让学生在做中学、做中思。研讨部分的回答都以测试部分的数据为依据，这些数据也是学生进行自评、反思、发现模型设计优缺点以及明确改进方向、完善工程模型设计方案的重要依据，亦是学生科学探究能力的提升点。

【学生分析】

学生对制作、测试塔台模型十分感兴趣，但是到底测试哪些内容？什么样的塔台模型评为合格？什么样的塔台模型评为优秀？学生也许还不是十分清楚。通过前几课的学习，学生已经有了一定的搜集与分析数据的能力。本课将会出现大量的数据，学生将利用这些数据进行汇总、整理、分析、对比，学会用数据说话。学生通过分析数据找到本组模型的优点与不足，明确问题及改进方向，培养数据分析与应用能力及严谨的科学态度。

【教学目标】

科学概念目标

1.测试是工程设计中的重要环节，是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。

2.完成一项任务（测试）需要使用特定的工具。

科学探究目标

1.能依据标准对塔台模型进行测试并记录。

2.能对测试结果进行反思，能归因问题所在。

3.能将问题进行梳理、归纳。

科学态度目标

1.对测试活动充满好奇与热情，认识到测试的重要意义。

2.能基于观察事实做出合理判断。

3.能虚心接纳同学意见，通过反思交流，调整原有设计，从而达成集体共识。

科学、技术、社会与环境目标

认识到检测工具对测试工作的重要性，从而进一步认识到科学技术的发展对一项工程建设的重要意义。

【教学重难点】

重点：理解测试是工程设计中的重要环节，是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。

难点：通过分析、对比测试结果，能归因问题所在，明确改进方向。

【教学准备】

为学生准备：塔台模型、塔台模型测试记录表、问题梳理记录单、学生活动手册。

教师准备：米尺、装满水的矿泉水瓶3～5个或多本教科书、小盆、电风扇、抗震检测仪、教学课件。

【教学过程】

一、测试

（一）明确测试标准

1.谈话导入：上节课我们制作了塔台模型，大家制作的模型是否符合要求？还有哪些需要改进的地方呢？这些都需要通过测试来了解，今天我们就来进行测试。

教师通过教学课件出示工程步骤图，让学生回忆工程的步骤。

2.明确测试标准。

（1）教师出示塔台模型制作评价表。

提问：大家还记得塔台模型制作的依据吗？

学生回答制作依据是塔台模型制作评价表。教师通过教学课件出示塔台模型制作评价表。

引导：我们一起来看塔台模型制作评价表，大家说说都有哪些项目及分值。

学生小组交流研讨塔台模型制作评价表，对标准达成共识，了解完成度不同对应的分值也不同。

（2）教师出示塔台模型测试记录表。

引导：大家对比塔台模型制作评价表与塔台模型测试记录表，看看有什么相同与不同。

预设：学生通过对比发现，塔台模型测试记录表与塔台模型制作评价表项目、内容都相同，可以利用塔台模型测试记录表进行测试的评分记录。

教师讲解塔台模型测试记录表的填写方法：以塔高为例，塔高达到60厘米给3分，在3分上打“√”；基本达到60厘米给2分，在2分上打“√”；未达到60厘米给1分，在1分上打“√”。以此类推。

教师提示：各组打分时，请大家注意公平公正。

设计意图：首先帮助学生回忆第2课的工程建设步骤，让学生了解我们的工程进展，给学生指引，明确下一步任务，连贯学生的知识与思维。利用第4课的塔台模型制作评价表来测试塔台模型体现了本单元学习的连贯性和工程的系统性。让学生对比学习塔台模型制作评价表与塔台模型测试记录表，掌握塔台模型制作评价表和塔台模型测试记录表的协调配合使用。聚焦塔台模型制作评价表，让学生学习理解表中每项的标准及得分，统一的标准有利于对比分析。

（二）展示与测试

1.制订科学合理的测试计划。

提问：在测试过程中，需要用什么？怎么做？注意什么？

学生小组讨论汇报。

（1）介绍测试工具。

学生可以依据塔台模型制作评价表说出一些工具。例如：测量高度的尺子、测试承重的重物、测试抗风能力的电风扇或扇子等。

教师讲解：测试地震我们可以利用地震模拟仪。

（2）确定公平的测试方法。

①提问：当我们测量塔高时利用什么样的尺子呢？米尺还是学生尺？还是一组用米尺一组用学生尺？

学生小组讨论交流。学生意识到应该用米尺进行测量，因为学生尺太短了，不方便测量，并且每组使用的测量的工具都要相同。如果测量工具不同，结果就不准确了，没办法比较。

教师请学生进行测量塔高的演示。

学生一边演示一边说出方法：将塔台模型放置于平稳的桌面上，将米尺竖直放在塔台模型旁边，测量塔台的高度，平视读出数值。

②提问：测量承重能力时，可以用什么测试呢？

预设：学生讨论说出需要一些重物。例如，书本、笔袋、矿泉水瓶等，教师都可以给予肯定。

追问：可以第一组使用笔袋，第二组使用矿泉水瓶吗？为什么？

预设：学生说出必须使用一样的重物测试塔台模型，否则无法对比测试结果。

教师出示3～5个相同大小装满水的矿泉水瓶。看，这些可以吗？

引导：重物有了，我们要怎么做呢？矿泉水瓶要放在哪呢？

学生可以回答出需要容器，教师出示小盆。

继续追问：我们要怎么放呢？像我这样随便放可以吗？或将水瓶只放在小盆的一端可以吗？

预设：这样放不可以，随便放置会导致测试不公平，结果不准确。

教师请学生演示放水的方法：第一瓶水可以放到小盆的中间，然后一瓶挨着一瓶放，每组测试时放的方式、工具都需要保持一致。

③引导：我们知道了怎么测量高度和承重，那怎么测量抗风能力呢？需要什么工具呢？是不是也像刚才一样需要相同的工具和方法呢？

学生讨论后可以说出抗风能力可以统一用电风扇测试。电风扇的1挡为小风量，2挡为中等风量，3挡为大风量。

④小结：看来，我们测试的方法、标准、工具都需要统一，这样才能保证测试公平且方便对比。

（3）研讨注意事项。

提问：在测试的过程中，我们要注意什么呢？

学生讨论注意事项并进行归纳、总结。

①每组的实验方法与步骤要保持一致。

②公平评分，及时记录。

设计意图：在测试前通过几个问题，让学生明确测试方法及注意事项。在这些项目的测试中除了测试标准统一外，更重要的是测量量化标准要尽量保持一致，这也是对比测试数据的关键。测试后评分要公平，让学生意识到公平、科学测试的重要性。

2.教师协助学生测试塔台模型。

（1）教师创设测试工程情境，模拟真实的工程测试。

（2）学生测试并记录。

在教师协助下，学生利用米尺、矿泉水瓶、电风扇、地震模拟仪分别对塔高、承重、抗风能力、抗震能力依次进行测试，测试后将结果记录下来。

教师提示：塔高、承重、抗风能力、抗震能力为塔台模型制作的必要条件，都需要符合塔台模型制作标准中的最低标准，如有一个条件不符，则塔台模型不合格。

（3）材料成本计算。

提问：怎么计算材料成本呢？

教师出示材料价目表：一根吸管1角，一个钩码1元，一个滚珠2角，一卷胶带5角，一根弹簧2角。

教师讲解：根据上面的价目表，如果我们使用了60根吸管就是6元，使用了4个钩码就是4元，材料成本总共10元。

学生小组计算材料成本后汇报。师生将成本进行排序，成本最低的一组为第一名，最高的一组为最后一名。

教师讲解评分标准：全班一共五个小组，按照成本由低到高排序，成本最低的给5分，第二名给4分，以此类推。我们还可以将材料项分为三个等级，成本最低的给3分，成本中间的给2分，成本最高的给1分。教师提示将得分记录在塔台模型测试记录表中。

（4）分工与美观评分。

教师讲解：分工合作项目可以由各组自行介绍后各组评分；美观方面可通过塔台结构是否合理评分。

学生进行小组评分并记录。

设计意图：为学生创设测试情境，模拟真实的工程，让学生像真正的工程师一样进行工作、评分，加深对工程的理解。

3.师生汇总各小组成绩。

引导：请各组拿出塔台模型测试记录表，现在我们一起来汇总各组分数。

学生汇报分数，教师将每组分数填入塔台模型测试记录表中进行汇总，以平均分的方式计算出小组各项得分与最终得分。

教师讲解：我们来对总分或个别突出的分值颁发不同的奖项。总分最高的颁发最优奖；承重能力最强的颁发大力士奖；抗震能力最好的颁发抗震王者奖；美观得分最高的颁发最美造型奖。

设计意图：教师创设塔台模型测试活动的情境，模拟真实工程的测试，情境的代入感让学生真切体验工程师的工作。在测试中，要保证小组评分公平合理，小组测试的最终得分取平均值，使测试结果更加严谨、科学，培养学生认真、严谨的科学态度。为每组颁发不同的奖项，不仅能激发学生学习兴趣，也是对学生几节课以来辛苦付出的鼓励与肯定，有利于保持学生的学习热情。

4.其他小组的启示。

提问：其他小组建造的塔台模型有什么优点与不足？

学生交流其他小组塔台模型的优缺点，并阐述原因。

追问：其他小组的塔台模型对我们有什么启示？

学生讨论交流。在交流启示时，教师提示：启示可以是学习借鉴的优点，也可以是引以为戒的缺点。

设计意图：通过交流，让学生重新审视本组塔台模型，找到塔台模型的优缺点。在交流中，学生相互学习借鉴，借鉴优秀设计的经验，对出现的问题引以为戒，从而培养学生知识迁移应用的能力和严谨的科学态度。

（三）自我评估活动

1.分析塔台模型测试记录表。

教师引导：我们一起来看塔台模型测试记录表，找找表中的高分项与低分项，说说这些代表什么。

学生说出测试高分项为模型的优势，测试低分项为模型的不足。

教师布置任务：请大家分析测试标准的低分项，对本组塔台模型的问题进行汇总，写在问题梳理记录单上。

学生小组研讨并完成问题梳理记录单。

设计意图：教师引导学生找出测试标准中的高分项与低分项，分析各项分数，让学生学会读懂数据。

2.教师组织学生讨论交流以下问题。

问题一：小组建造的塔台模型表现最佳的是哪些方面？我们是怎么做到的？

问题二：小组建造的模型需要改进的地方有哪些？所出现的问题是什么原因造成的？

学生小组对照本组测试结果，分析本组模型的优点与不足，研讨优缺点产生的原因，并填写学生活动手册中的塔台模型测试记录表。

提问：我们知道了本组的问题与原因，再结合其他小组对我们的启示，说说应该怎样改进。

学生交流讨论改进的方法，并记录。教师巡视，提示需要集体商议。

设计意图：学生继续分析塔台模型测试记录表，进行自我评估，找到本组模型的不足，思考原因，找出问题并进行改进，培养学生分析数据、查找问题、解决问题的能力。学生根据数据及其他组的成果分享梳理、归纳本组问题，在同伴交流互助中明确改进方向。

3.总结塔台模型测试。

谈话：我们这节课对塔台模型做了测试，通过测试结果的分析，了解了模型的优缺点，进一步明确了改进的方向。

提问：在改进时我们要注意什么呢？可以只改进不足而不考虑其他项目吗？

预设学生回答：不可以，这样就会降低总体分数。

引导：怎么取舍呢？我们一起来看塔台模型制作评价表中的三级层次要求。

教师出示塔台模型制作评价表中的三级层次项目：第一层次要求是塔高、顶端承重、抗风能力、抗震能力，第二层次要求是材料成本统计，第三层次要求是设计图及文字说明、分工合作、美观。

学生观察分析三级层次要求后可以说出，在达到第一层次要求的基础上还要注意节省材料成本、美观等其他层次的要求。

教师总结：在改进过程中，我们还需要平衡各个项目，做到协和统一。

设计意图：通过师生互动、生生互动、教师总结，回顾梳理本组塔台模型的优势与不足，并明确改进方向，为下节课改进塔台模型奠定基础。

二、研讨

    （一）小组建造的塔台模型表现最佳的是哪些方面？我们是怎么做到的？

这个问题指向各组数据优势项目展示，并交流做法。

（二）小组建造的塔台模型需要改进的地方有哪些？所出现的问题是什么原因造成的？

这个问题指向各组得分较低项目分析，查找原因并寻找解决办法。

对于问题一与问题二，教师组织学生在“测试”板块“自我评估”中进行交流，帮助学生明确交流内容与目的。

    （三）其他小组的建造的塔台模型对我们小组有什么启示？

这个问题在“测试”板块“展示与测试”最后一个环节中进行交流。在交流中，学生相互学习借鉴，培养知识迁移应用的能力。

设计意图：将“研讨”部分中的问题整合到“测试”部分中，在真实情境下，使问题更具指向性，更有利于帮助学生明确交流内容，使学生在做中学、做中思。

【板书设计】

塔台模型测试记录表

【活动手册使用说明】

活动目的：帮助学生记录各组的测试结果，并利用结果进行优缺点分析，记录问题，分析原因。

活动手册使用说明：测试活动的数据记录表在学生进行测试环节时使用，依据塔台模型测试记录表上的等级分别打分，为后面分析结果做数据支持。第二个表格可以在“自我评估”活动中使用，依据测试数据进行分析与自我反思，帮助学生整理、归纳、总结测试活动获得的信息。