(共27张PPT)
第一单元：小小工程师
1.4 设计塔台模型
核心素养目标
核心素养目标
科学观念：了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。工程设计中蕴含着一定的科学知识。
科学思维：能深人思考，发现并解决设计中的难点问题。能反思自己的设计，不断改进。
探究实践：能够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。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。
态度责任：对工程设计抱有极强的兴趣。愿意与小组成员合作、交流，共同完成设计任务。具有反思意识，能听取同学意见并不断改进自己的设计。
科学聚焦
01
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。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。让我们从设计塔台开始吧!
科学探索
02
1.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。看一看哪组设计的作品能达到稳固、美观、价廉的平衡。
①尺寸：塔台高度60厘米；
②功能：底部能够移动；
③稳固：承重能力强，抗风、抗震能力强；
④成本：节省材料；
⑤美观。
项目要求：
设计要求：
①应有文字、图画、数字、标记等，清晰明了，有条理。
②小组分工明确、系统，有组织的开展设计活动。
思考：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？
（1）塔高、稳固、能承重是基础要求；
（2）有抗风、抗震能力是关键要求重点考虑；
（3）成本、美观、设计图、分工等是均衡整合考虑完成的要求。
2.材料（每组）
70根20厘米长的吸管
剪刀（1或2把）
胶水
尺子（1或2把）
塔台模型制作评价表 项目 1分 2分 3分
设计图及文字说明 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、缺少条理，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加工和用量的详细介绍
分工合作 分工不明确，每个成员不知道各自应该做什么 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，每个成员安排了相应的任务，并且每位成员都明确自己的任务，有组织地执行
塔高 没有达到60厘米的高度 基本接近60厘米的高度 达到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
抗风能力 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
抗震能力 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
1.依据评价量表思考问题
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？
上小下大，但底座不能太大；尽量瘦长一些；用一些吸管从中间和侧面进行支撑，并帮助延长高度。
②哪些设计是为了稳固塔台模型？
利用了框架，相互交错，使用了一些斜杠加固，塔体整体上小下大。
你们觉得正方形和三角形哪个形状更稳定？
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。
探索哪种结构更稳定
观
看
视
频
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？
探索物体不容易倒的秘密
观
看
视
频
2.设计活动
3.设计成果
科学研讨
03
研讨一：我们的设计方案完备吗？是否考虑到了各个因素？
我们的设计方案不是很完备，有的因素没有考虑到，比如，没有考虑到加大底部质量能够提高抗风、抗震能力等。
研讨二：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？
我们的设计方案还有需要调整的地方，比如，四个侧面可以只制作两面，另外两面可以按照同样的样式进行拼装，这样在保证稳固的同时又节约成本；底部可以增加金属钩码，从而增大底部质量来提高抗风、抗震能力……
课堂总结
04
三角形
小
大
轻
重
镂空
底部
底部
底部
加弹簧
加滚珠
建立模型
建立模型
设计
制作
测试
评估
改进
随堂训练
