(共30张PPT)
1.4设计塔台模型
教科版 六年级上册
教学目标
一、知道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。
二、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，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。
三、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，知道工程设计中蕴含着一定的科学知识，感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。
四、能深入思考，发现并解决设计中的难点问题，反思自己的设计，不断改进。
新知导入
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。
故知回顾
明确一个要解决的问题
在限制条件下进行设计
制作一个模型（画或写解决方案）
测试这个模型，评估并改进
实施建设
在学校操场建一座塔台，一共足球教练指挥队员训练。
任务
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，塔台必须保证站立且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。
任务
1
要求
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。
任务
1
要求
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。
任务
2
材料
70根20厘米长的吸管
剪刀（1或2把）
胶带
尺子（1或2把）
使用吸管作为主要材料决定着设计模型的形式与样式。
选择胶带决定了模型拼接方式。
剪刀和尺子是制作模型时会用到的工具。尺子的主要作用在于测量、估算、计算塔高是否达标。
任务
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
制定方案
1
依据评价表思考问题
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？
为了尽可能达到60厘米的塔高，我们在设计时要注意节省材料，有条件地选择和优化胶条的使用，以此实现坚固与成本的平衡;底座不能太大，否则材料会不够用。
制定方案
1
依据评价表思考问题
②哪些设计是为了稳固塔台模型？
利用了框架，空气阻力小。
制定方案
1
依据评价表思考问题
②哪些设计是为了稳固塔台模型？
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
制定方案
1
依据评价表思考问题
②哪些设计是为了稳固塔台模型？
三角形是最稳固的形状，具有一定的承重和抗压性。（这是塔台设计结构的重点，也是突破承重这一技术难关的科学依据。）
用了框架，多使用三角形，使塔台模型更稳固。
制定方案
1
依据评价表思考问题
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？
探索物体不容易倒的秘密
制定方案
1
依据评价表思考问题
③如何保证塔台不倒下？
①框架结构，空气阻力小。
②上小下大的结构更稳固。
③上轻下重的结构更稳定，底部加重。
提示：将塔台拆分成面，计算每个面的大小并进行标注
制定方案
1
依据评价表思考问题
④什么因素会导致塔台产生倾斜角？如何保证塔台的倾斜角最小？
立柱等高，即每个面大小、长短要一致。
立柱高度
制定方案
1
依据评价表思考问题
⑤如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震？
①耐震——加大底部面积或加重底座重量。
②制震——塔台底部加入弹簧。
③免震—─塔台底部加滚珠。
制定方案
技术难关
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？
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的或一定级别的地震？
材料成本
形状结构设计
稳定性
控制倾斜
抗风、抗震
解决方法
合理设计图纸 多用三角形结构
接口处多固定牢固 底座不能太大 避免材料浪费
工程各项系统是相互影响、相互制约的。
“工程的关键是设计”
制定方案
2
设计活动
提示塔台整体设计结构，决定着塔台的稳定、坚固和承重能力；决定了塔台整体形状结构、多面体样式、美观性等。
在设计中明确加固位置，有条件地选择和优化胶条使用，以此实现坚固与成本的平衡，体现工程设计的精细与复杂。应该通过文字、标识等方式进行备注。
指向抗震、抗风、稳固的设计与控制材料成本的联系，需要思考并权衡二者关系。
制定方案
提示：
我们可以通过上面图、地面图、侧面图来表示塔台形状、尺寸的设计。
记得参照评价表中的各个项目哦！
制定方案
3
设计成果
以图画为主，将塔台拆分成为底面、上面、侧面、护栏、抗震系统等。其中标识四个侧面只制作两面，另外两面可以按照其样式进行拼装，在保证稳固的同时有利于节约成本，体现设计中的思维精细程度。
制定方案
3
设计成果
在此基础上加入大量文字说明，这种方式更加明确了设计意图，能够更加清晰地指导建造活动。
研讨
1
我们的设计方案完备吗？是否考虑到了各个因素？
在设计时要考虑的因素:
1.高度、安全、承重。
2.底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用。
3.成木、美观、设计方式、分工
研讨
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？
各小组寻找自己设计方案中的问题。
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。
课堂总结
作业布置
请同学们借鉴其他小组优秀的设计方案，学习其中可以移用的巧思，继续研讨解决方案，及时调整设计方案，调整改进发现的问题。
谢谢
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