第一单元 小小工程师 教学设计
实施年级 六年级 学科 科学 教材版本 教科版
学期 第二学期 课题 1.7评估改进塔台模型
教学内容 教材第17-18页
素养目标 1.科学观念：理解工程设计需要经历“评估—改进—完善”的反复过程，明确评估是发现问题、优化方案的关键，建立“工程质量需持续打磨”的科学认知。 2.科学思维：能结合测试数据和互评意见，全面分析塔台模型的优缺点，逻辑推导问题根源，形成“评估发现问题→分析问题成因→制定改进策略”的闭环思维。 3.探究实践：能依据塔台模型评价标准，开展小组自评与跨组互评；能针对问题梳理记录单，修改设计方案、完善设计图，提升评估分析、方案优化和实践规划的能力。 4.态度责任：保持对工程改进的探究热情，乐于倾听他人意见，养成合作交流、严谨务实的科学态度；体会工程建设的艰辛与乐趣，增强对工程技术的探索兴趣。
教学 重难点 重点：掌握“自评—互评—明确问题—改进设计”的核心流程，能结合测试结果和他人建议，梳理出模型的关键问题并制定可行的改进方案。 难点：能深度分析问题背后的本质原因（如结构设计缺陷、材料使用不合理等），提出针对性强、可操作的改进措施，避免泛泛而谈。
教具准备 多媒体课件、各组塔台模型、测试数据记录单、问题梳理记录单、设计方案修改记录单、塔台模型评价表、空白设计图、记号笔、尺子。
教学过程
一、情境导入（3分钟） 1.回顾衔接：提问“上节课我们完成了塔台模型的四项测试，各组都记录了模型的表现，比如有的模型抗风能力弱，有的承重不足，还有的存在倾斜问题。这些问题该怎么解决才能让模型更符合要求呢？”引发学生改进意愿。 2.强调意义：“在真实工程中，没有一次就能成功的设计，评估和改进是让工程更完善的核心环节。今天我们就一起来对塔台模型进行全面评估，找出问题、优化设计”，顺势引出课题——《评估改进塔台模型》。 3.明确任务：告知学生本节课将通过“小组自评+跨组互评”发现问题，填写修改记录单，完善设计图，为后续模型加工做准备。 二、探究新知（25分钟） 活动一：小组自评，梳理自身问题 1.明确评价标准：展示塔台模型评价表，重申核心评价维度（高度、承重、抗风、抗震、成本、美观、结构稳定性等），引导学生对照标准和测试数据进行自评。 2.小组研讨：围绕以下问题展开5分钟交流： 我们的模型最突出的优点是什么？依据是什么？（如“结构稳固，因为三角形框架多，承重测试表现好”）； 模型存在的主要问题有哪些？这些问题在测试中具体表现是什么？（如“抗风能力弱，3档风时倾倒；接口不牢固，承重时晃动明显”）； 问题产生的原因可能是什么？（如“抗风弱是因为塔台过高、底部过窄；接口不牢是因为胶带缠绕不规范”）。 3.记录梳理：将自评结果和问题分析填写在问题梳理记录单上，明确“问题清单—成因分析”对应关系。 活动二：跨组互评，借鉴他人经验 1.互评流程：各组将模型展示在指定区域，轮流参观其他小组的模型，结合对方的测试数据记录单，开展“一对一”互评： 观察模型结构、材料使用、制作精度等细节； 填写互评建议表，标注“值得学习的亮点”和“可改进的建议”（如“亮点：底部加钩码增强稳定性；建议：减少多余吸管，降低成本”）。 2.交流反馈：回到本组后，汇总各组互评建议，讨论“哪些建议可采纳”“如何融入自身改进方案”，补充完善问题梳理记录单。 3.教师引导：巡视过程中，针对共性问题（如结构不对称、成本控制不佳）进行点拨，鼓励学生借鉴优秀设计思路，拓宽改进视野。 活动三：制定改进方案，完善设计图 1.明确改进要求：强调改进方案需满足“针对性强、可操作、不偏离核心要求（如高度、承重底线）”，避免盲目修改。 2.填写修改记录单：各组结合自评、互评结果和问题梳理记录单，逐项制定改进措施，示例如下： 问题：抗风能力弱→成因：塔台过高、底部过窄→改进措施：降低10厘米高度，扩大底座边长，增加底部重量（如粘贴钩码）； 问题：接口不牢固→成因：胶带缠绕松散→改进措施：接口处交叉缠绕胶带，增加吸管拼接长度，提升连接强度； 问题：成本过高→成因：多余吸管过多→改进措施：删减非承重部位的冗余结构，精准计算材料用量。 3.修改设计图：根据改进措施，在空白设计图上绘制完善后的塔台结构，标注关键尺寸、材料用量、改进亮点（如“底部加钩码”“新增三角形框架”），确保设计图与改进方案一致。 活动四：研讨交流，深化工程认知 1.小组分享：邀请2-3组展示改进方案和设计图，讲解“核心问题—改进措施—预期效果”，其他小组可补充提问或给出补充建议。 2.集体研讨：围绕两个核心问题展开交流： “通过本次评估改进，你对工程建设有了哪些新认识？”引导学生得出“工程需要反复评估改进、细节决定质量、合作交流能提升设计水平”等结论； “如果再开展一项工程活动，你会怎么做？”鼓励学生总结经验（如“先精准设计再动手制作，分阶段测试及时调整”）。 三、课堂小结（6分钟） 1.知识梳理：师生共同回顾“本节课我们经历了怎样的流程？”，小结“自评→互评→明确问题→制定改进方案→完善设计图”的核心流程，强调“评估是发现问题的前提，改进是提升质量的关键”。 2.核心要点：总结工程改进的关键原则： 问题要找准：基于测试数据和实际观察，不凭空臆断； 措施要可行：结合材料、工具和制作能力，不脱离实际； 设计要严谨：修改后的设计图需标注清晰，为后续加工提供准确依据。 3.衔接后续：“下节课我们将依据完善后的设计图，对塔台模型进行实际加工改进，期待大家的模型能有明显提升”，激发学生实践热情。 四、巩固练习（3分钟） 采用选择形式，通过课堂练习卡片巩固知识： 1.下列措施不能增加塔台模型抗风能力的是（C.减少底部体积）。 2.小林组在经历完一系列的塔台评估活动后，其他小组指出小林组的塔台模型存在一些不足，小林组应该（B.将问题记录下来，组内研讨后进行改进）。 3.下列设计中能让塔台更稳定的是（B.增加塔台的三角形框架结构）。 4.在制作塔台模型时，发现塔台倾斜且经过多次改进后还是没有效果，这时我们应该（C.找到倾斜原因，进行部分拆除再搭建）。 5.下列方法可以准确地测试塔台模型的抗风能力的是（A.用电风扇的不同风力等级吹制作的塔台模型）。 公布答案并简要解析，强化问题分析与改进措施的关联认知。 五、课后作业（1分钟） 1.基础作业：各组根据设计方案修改记录单和完善后的设计图，利用现有材料对塔台模型进行重新加工，重点解决核心问题（如加固接口、调整高度、增加底部重量等），确保模型符合改进要求。 2.拓展作业：撰写一份“改进说明”，简要描述模型的原问题、改进措施及改进后的预期效果，字数控制在100字左右，下节课一并提交。 板书设计 评估改进塔台模型 一、核心流程：自评→互评→找问题→改设计→再完善 二、常见问题与改进方向 1.抗风弱→降低高度、扩大底座、增加底部重量 2.承重差→增多三角形结构、加固接口、加粗立柱 3.易倾斜→精准测量、调整结构对称、优化底座设计 4.成本高→删减冗余结构、合理使用材料 三、工程启示：反复评估、持续改进、细节制胜、合作增效小第一单元 单元整体分析
教材版本 教科版（2017） 年级 六年级
册数 下册 单元名称 小小工程师
单元主题 本单元以“工程建设”为核心主题，通过“了解住房—认识工程—建造塔台”的递进式学习路径，引导学生从身边熟悉的住房出发，逐步拓展到港珠澳大桥等宏大工程，最终通过塔台模型的设计、制作、测试、评估与改进等完整实践活动，建构对工程本质、流程与核心要素的认知。单元聚焦“工程的关键是设计”这一核心观念，凸显科学、技术与工程的内在关联，培养学生的工程思维、实践能力与合作意识，是小学阶段科学课程中工程与技术领域的综合性、实践性重点单元。完全契合 2022 版《义务教育科学课程标准》中 “技术与工程” 领域的实践要求与育人目标。
教材分析 1.教材编排逻辑 本单元共7课时，遵循“认知—实践—提升”的编排思路，层层递进、环环相扣，形成完整的工程学习闭环： 基础认知阶段（第1-2课时）：第1课时“了解我们的住房”以学生熟悉的住房为切入点，帮助学生认识住房的结构、系统及建造过程，初步建立工程的感性认知；第2课时“认识工程”通过港珠澳大桥等宏大工程案例，归纳工程建设的普遍步骤，理解工程与科学技术的关系，实现从“小型住房工程”到“大型复杂工程”的认知拓展。 实践探索阶段（第3-6课时）：第3课时“建造塔台”明确工程任务，引导学生考虑多因素设计标书并参与竞标；第4课时“设计塔台模型”聚焦模型设计的核心要素，如结构稳定性、成本控制等；第5课时“制作塔台模型”将设计方案转化为实物，培养动手能力与问题解决能力；第6课时“测试塔台模型”通过量化测试与数据分析，发现模型存在的问题，为后续改进提供依据。 总结提升阶段（第7课时）：第7课时“评估改进塔台模型”通过自我评估与组间评估，梳理问题并优化设计方案，强化“工程需要反复改进完善”的核心认知，形成完整的工程实践闭环。 2.教材内容特点 生活化选材：从学生日常居住的住房切入，降低工程概念的理解难度，同时引入港珠澳大桥、“中国天眼”等标志性工程，增强民族自豪感与学习兴趣。 实践性突出：以塔台模型建设为核心任务，贯穿“设计—制作—测试—评估—改进”的完整工程流程，让学生在动手实践中理解工程原理。 综合性较强：融合科学（结构稳定性、力学知识）、技术（工具使用、模型制作）、数学（成本核算、数据测量）、美术（模型美观设计）等多学科知识，体现工程的综合性特质。 强调过程性：注重工程实践中的问题梳理、反思改进，通过多次评估与调整，传递“精益求精”的工程理念。
学情分析 1.认知基础 六年级学生已具备一定的生活经验，对住房、桥梁等工程有初步的感性认识，但对工程的本质、结构系统及建造流程缺乏系统性理解。经过前期科学学习，学生掌握了基础的观察、比较、分析、合作探究等能力，能够进行简单的资料搜集、数据记录与整理。对“结构稳定性”“成本核算”等概念有初步接触，但将多因素综合考虑并应用于工程设计的能力较弱。 2.能力特点 优势：好奇心强，对动手实践类活动兴趣浓厚，具备一定的小组合作与交流表达能力，能够在实践中发现问题并尝试解决。 不足：工程思维尚未形成，设计方案时考虑问题不够全面（如忽略成本与稳定性的平衡）；图纸设计、模型制作等技能较为薄弱；数据分析与归因能力有待提升，难以精准找到问题根源并提出有效改进方案。 3.学习难点预判 区分住房的“结构”与“系统”，理解二者的功能差异与内在联系。 综合权衡成本、安全、稳定性等多因素，制定科学合理的工程设计方案。 严格按照设计图纸制作模型，并在实践中根据实际问题进行合理调整。 基于测试数据进行反思，精准归因问题并提出针对性的改进策略。
单元目标 1.科学观念 （1）学生能够理解工程设计与建造的基本概念，包括工程的结构、系统、建造过程及其重要性。 （2）认识到科学技术在工程设计与建造中的关键作用，以及工程对社会发展的贡献。 2.科学思维 （1）通过具体工程案例的分析，培养学生的逻辑思维、批判性思维和创造性思维。 （2）认识到工程设计中需要综合考虑多种因素，进行权衡与决策。 3.探究实践 （1）学生能够经历从了解住房、认识工程到建造塔台模型的全过程，掌握工程设计与建造的基本步骤和方法。 （2）能够根据限制条件设计出符合要求的塔台模型，并进行测试、评估与改进。 4.态度责任 （1）激发学生对工程设计与建造的兴趣，培养认真负责的工作态度和团队合作精神。 （2）增强学生的资源节约意识和环境保护意识，培养珍惜资源、爱护环境的价值观。
单元重难点 1.教学重点 （1）掌握工程 “设计 — 制作 — 测试 — 改进” 的核心流程，理解设计的关键作用。 （2）完成塔台模型的设计、制作与改进，综合考虑成本、安全、稳定性等因素。 2.教学难点 （1）多因素综合权衡，制定科学合理的工程设计方案。 （2）理解科学技术与工程的辩证关系，基于数据精准改进设计
教学策略 1.实验探究项目要符合学生学习规律和学科特点，并在真实情境中进行。 2.注重让学生亲自参与设计、制作、测试、改进等活动，在体验、理解技术与工程特点的同时，体会科学原理在技术与工程中的应用。 3.学习活动要创设真实情境，形式可以多种多样，如体验、制作、实验探究、项目研究等。教师可以根据情况适当选取某种形式或融合多种形式。
单元反思与改进 在单元教学结束后，需从以下方面进行反思与改进： 1.加强实践指导：在实际操作过程中，教师应加强巡视指导，及时解决学生遇到的问题，确保制作活动的顺利进行。 2.优化评估体系：进一步完善评估标准和方法，确保评估结果的客观性和公正性。同时，鼓励学生进行自我反思和相互评价，促进学生的全面发展。(共27张PPT)
7.评估改进塔台模型
小小工程师
一
素养目标
(2分钟)
情境导入
（3分钟）
探究新知
（25分钟）
课堂总结
（6分钟）
课堂练习
（3分钟）
布置作业
（1分钟）
教学过程
素 养 目 标
科学观念
科学思维
探究实践
工程要反复评估改进，不断完善，才能达成最终的工程要求。
加深对工程的认识与理解，认识到科学、技术与工程的关系。理解工程的关键是设计。
能依据评估标准，针对每-组模型开展评估。能根据评估结果,梳理出需要改进的问题，并依据塔台模型制作评价表再次改进设计。
态度责任
进一步增强对工程建设的兴趣与认识。
能够学会倾听, 乐于交流,不断改进设计。
01
02
03
04
素养目标
01
情 境 导 入
情境导入
02
建造的塔台模型存在哪些问题？怎样改进才能把它建的更好？
情境导入
02
探 究 新 知
小组交流评估。
1
探究新知
03
每组针对本组和其他小组建造的塔台模型进行交流评估。
探究新知
03
我们小组制作的塔台模型的主要优点是比较稳……
其他小组的同学对我们制作的模型有什么建议吗
探究新知
03
我们组制作的塔台模型的主要不足是接口处不够牢固，胶带用的量过多……
根据问题我们将做如下改进……
明确问题。
2
探究新知
03
各组根据交流评估的情况，明确存在的主要问题并将问题记录下来。
明确问题。
2
探究新知
03
各组根据交流评估的情况，明确存在的主要问题并将问题记录下来。
改进设计。
2
探究新知
03
根据设计方案修改记录单改进设计图。
探究新知
03
1.通过建造塔台模型的活动，我们对做好一项工程又有了哪些新的认识？
工程需要反复评估与改进，不是一次设计就能成功，需要通过小组交流、测试、发现问题并不断修改设计方案。结构稳定性至关重要，结构设计直接影响塔台的稳固性。材料使用要合理，过多使用胶带或不必要的吸管会增加成本、影响美观，甚至降低结构强度。接口是否牢固、角度是否合理、测量是否准确等细节，都会影响最终模型的质量。通过小组交流评估，能发现自身未注意到的问题，吸收他人建议，提升设计水平。
探究新知
03
2.假如学校再组织开展一项工程活动，我们会怎样做？
（1）先用图纸明确结构、尺寸、材料，避免盲目动手。
（2）多采用三角形结构增强稳定性，合理设计底座，控制高度与承重的平衡。
（3）提前计算所需材料，避免使用过多胶带或不必要的支撑结构。
（4）每完成一个阶段都进行承重、抗风等测试，及时记录问题并调整。
（5）注重美观与实用结合：在保证稳固的前提下，尽量使结构简洁、美观，体现工程设计的整性。
探究新知
03
将小组建造的塔台模型按照改进后的设计重新加工，使它更符合建造要求。
课 堂 总 结
1.我们所经历的评估与改进的过程，是不断 ( 发现 ) 问题和 ( 解决 ) 问题的过程。
2.塔台模型要反复 ( 测试 )，不断 ( 改进 )，才能达成最终的工程要求。
3.将小组建造的塔台模型按照改进后的设计重新加工，使它更符合建造要求。
4.减少多余的 ( 材料 ) 与胶带，减少 ( 材料 ) 的损失，从而降低塔台模型的成本。
课堂总结
05
通过本节课的学习我们知道了什么？
课 堂 练 习
巩固练习
04
1．下列措施不能增加塔台模型抗风能力的是（ ）。
A．降低高度 B．侧面镂空 C．减少底部体积
2．小林组在经历完一系列的塔台评估活动后，其他小组指出小林组的塔台模型存在一些不足，小林组应该（ ）。
A．直接宣告制作失败，一切从头开始 B．将问题记录下来，组内研讨后进行改进
C．直接篡改评估数据，使塔台符合标准
3．下列设计中能让塔台更稳定的是（ ）。
A．在塔台顶部多加一些重物 B．增加塔台的三角形框架结构
C．塔台顶部大，底座小
4．在制作塔台模型时，发现塔台倾斜且经过多次改进后还是没有效果，这时我们应该（ ）。
A．扩大底座，让塔台更稳定
B．在所有方形框架处加三角形结构
C．找到倾斜原因，进行部分拆除再搭建
5．下列方法可以准确地测试塔台模型的抗风能力的是（ ）。
A．用电风扇的不同风力等级吹制作的塔台模型
B．用力摇晃放置塔台模型的桌子
C．将塔台模型放在空旷的室外，接受自然风的检验
巩固练习
04
布 置 作 业
请同学们课后完成以下作业：
将小组建造的塔台模型按照改进后的设计重新加工，使它更符合建造要求。
1
布置作业
05
