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1.4《设计塔台模型》教学设计
一、素养目标
1.科学观念：
（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）工程设计中蕴含一定的科学知识。
2.科学思维：
能深入思考，发现并解决设计中难点问题，并反思自己设计，不断改进。
3.探究实践：
（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。
4.态度责任：
（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。
二、教学重难点
重点: 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。
难点: 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。
三、评价任务
评价任务 评价标准 表现程度 自评 互评 师评
☆☆☆ ☆☆ ☆
任务 能依据评价表细化任务要求 能 基本能 不能
制定方案 能考虑各个因素设计调整方案 能 基本能 不能
学习收获
四、教学过程
学习活动 设计意图 效果评价
（一）情境导入 1.这是生活中一个真实的塔台。观察塔台结构和外形有什么特点？ 明确： （1）上小下大 （2）三角形框架 （3）镂空结构 （4）稳固结实 塔台的这些特点很值得我们在塔台设计时借鉴。 2.在竞标中获得建造塔台资格的小组，应该从哪入手？ 明确：从设计塔台开始。 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。 从生活中真实的塔台导入，聚焦问题，给学生塔台设计给予提示和帮助。 关注学生能否观察出塔台结构和外形的主要特点。
（二）探究活动 一、任务 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。 对于塔台的设计方案，学校给定了要求，我们能按照要求来设计这座塔台吗 （一）第1项：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。看看哪组设计的作品能达到稳固、美观、价廉的平衡。 阅读要求后，你能提炼出哪些关键信息？ 明确： （1）高度(60厘米) （2）底部不粘连桌面 （3）使用固定材料 （4）承重、抗风抗震、稳固、美观、价廉(节省材料) （5）设计图文并茂 （二）第2项：材料（每组） 1.限定的材料： 70根20厘米长的吸管、剪刀(1或2把)、胶带、尺子(1或2把) 2.为什么要限制使用这些材料？ 明确： 吸管，决定设计模型形式与样式；剪刀，制作模型时会用到的工具；胶带，决定模型拼接方式；尺子，测量、估算、计算塔高是否达标。 （三）第3项：评价表 1.使用限定的材料设计塔台怎样才算做得最好？仔细阅读塔台模型制作评价表，有哪些相应的评分标准。 学生阅读表格回答。 2. 阅读评价表时，要注意哪些内容？ 明确： （1）整合了任务板块的哪些要求 （2）明确了模型设计的哪些限制条件（3）工程各要素之间是怎样相互制约的 评价表将各项要求细化，将不同达成标准量化，有助于我们在设计过程中整合各项因素、达到要求的平衡点。同时在未来测试塔台活动中也具有重要作用。 二、制定方案 （一）第1项：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 明确： ①上小下大，但底座不能太大 ②尽量瘦长一些 ③用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 明确： ①利用框架，相互交错，用斜杠加固，塔体整体上小下大。 ②接口处用胶布固定牢固。 【温馨提示】 四边形物体和三角形物体，哪种形状的物体更稳定？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。 播放视频，小结： 三角形是最稳固的形状，具有一定的承重和抗压性。用了框架，多使用三角形，使塔台模型更稳固。 （3）如何保证塔台不倒下？如何保证塔台的倾斜角最小 什么因素会导致塔台产生倾斜角？ 播放视频，然后回答。 明确： ①如何保证塔台不倒下？ 框架结构，空气阻力小；上小下大的结构更稳固；上轻下重的结构更稳定（底部加重 ）。 ②如何保证塔台的倾斜角最小？什么因素会导致塔台产生倾斜角？ 明确：塔台每个面的大小，即支柱的长短，会导致塔台产生倾斜角。同一层的吸管长度相同，斜边连接的角度相同，塔台倾斜角最小。 （4）如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震？ 明确： 抗风方法：①镂空设计，②增加三角形结构 防震措施：①加大底部面积或加重底座重量——耐震，②塔台底部加入弹簧——制震。③塔台底部加滚珠——免震。 （二）第2项：设计活动 可使用活动手册，也可使用大一些的白纸作为图纸进行模型设计。可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。 1.温馨提示： （1）关注教科书第12页插图中的问题提示，思考交流设计的关键点。 （2）协同设计评价表中的各个项目。 2. 图纸的设计可以参考以下两种方式： （1）以画图为主的设计 将塔台拆分成底面、上面、侧面、护栏、抗震系统等。 （2）加入大量文字的设计 在画图的基础上加入大量文字说明，可以更加明确了设计意图，能更加清晰地指导建造活动。 （三）第3项：设计成果 1.活动程序及要求 （1）介绍小组设计 依据评价表，介绍小组塔台设计的优点或设计步骤。 （2）其他小组评议 设计方案是否完备，是否考虑到各个因素。 （3）调整方案 我们的设计方案哪些地方需要调整，打算怎样进一步调整。 2. 填写设计成果汇报表 3.教师寄语 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。 活动一：帮助学生按照学校要求设计塔台。 活动二：引导学生全面而细致地考虑设计问题,尽可能帮助学生设计出更符合要求的塔台模型方案。 活动一：关注学生是否抓住要求的关键词，能否读懂评价表。 活动二：关注学生能否能制定、评议、调整自己方案。
（三）知识总结 通过这节课的学习，你有哪些收获？ 谈收获、启示，实现科学育人。 鼓励学生多谈收获，及时给予表扬。
五、成果集成
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。工程设计中蕴含一定的科学知识。
六、作业设计
【知识技能类作业】
1.填空题
（1）丽丽小组制作的塔台模型高62厘米，塔台模型制作评价表中能得________分。
（2）在设计塔台模型时，我们应该着重考虑塔台的结构、______、______等关键性问题。
（3）建立模型是_________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.判断题
（1）限制条件是人为添加的，设计无法完成时可以适当减少限制条件。( )
（2）框架结构的塔台模型，抗风能力更强。（ ）
（3）三角形框架与正方形框架相比，具有更稳固、不易变形的优点。（ ）
（4）既要节约材料，又要高度达标，所以把塔台建得越细越好。（ ）
（5）在绘制塔台模型设计图时，可以采用图画和文字说明相结合的方式。（ ）
3.选择题
（1）因为具有稳定性，所以我们常常利用框架来加固框架结构。（ ）
A.三角形、三角形 B.长方形、长方形 C.菱形、菱形
（2）下列有关塔台模型工程要求的说法中，不正确的是( )
A.塔高，安全性是必须达到的要求
B.材料成本不需要考虑
C.美观、分工合作是均衡综合考虑完成的要求
（3）下列三类物体，最不容易倒的是（ ）
【综合实践类作业】
依据评价表和同学评议，调整自己的设计方案。
参考答案
1.（1）3 （2）材料 成本 （3）工程设计
2.（1） （2）√ （3）√ （4） （5）√
3.（1）A （2）B （3）A
七、板书设计
设计塔台模型 建立模型→任务→制定方案
八、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。
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第一单元《小小工程师》大单元整体教学设计
教材版本 教科版 单元（或主题）名称 《小小工程师》
单元主题 学校计划在操场上建造一座塔台，供足球教练指挥队员训练或领操员领操、教操，于是面向六年级学生展开了一场塔台招标活动，参加活动的学生需以小组为单位，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，制作出塔台模型，获胜的小组将获得“塔王”的称号。“塔王”的称号将花落谁家呢？
课标要求 核心概念： 技术、工程与社会；工程设计与物化。 学习内容： 12.1 技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造： ①知道技术包括方法、程序和产品等；知道发明的常用方法，举例说出一些典型的发明，知道发明会用到一定的科学原理，很多发明可以在自然界找到原型。 ②知道工程以科学和技术为基础，知道工程通常由多个系统组成；知道中国主要的大科学工程。 12.2 技术与工程改变了人们的生产和生活： ③知道技术对提高生产效率或工作效率的影响，举例说明应用适当技术可以提高生产效率或工作效率，应用所学科学原理设计并制作出可以提高效率的作品。 12.3 科学、技术、工程相互影响与促进： ④初步认识技术与工程对科学发展的促进作用，应用仪器设备进行观察并进行记录；举例说明科学发现可以促进新技术发明。 13.1工程需要定义与界定： ①描述简单的设计问题，包括材料、时间或成本等限制条件。 13.2工程的关键是设计： ②利用示意图、影像、文字或实物等多种方式，阐明自己的创意，初步认识设计方案中各影响因素间的关系。 ③基于有说服力的论证，认同或质疑某些设计方案，并初步判断其可行性和合理性。 13.3工程是设计方案物化的结果： ④利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进并展示。 学业要求： 1.能说出技术与工程的基本特点及其对提高生产效率或工作效率的作用。 2.能举例说出常用的发明方法，能说出一些工程中的主要系统和中国的一些大科学工程；能简要说明技术与工程对科学发展的促进作用，能尝试利用仪器设备进行观测和记录。 3.能尝试应用所学科学原理设计并制作简单的装置，能进行模拟演示并简要解释如何提高效率。能以事实为依据作出判断。 4.能提出满足一定限制条件的简单工程问题，知道验收标准，了解设计方案中各种因素间的关系。 5.能基于所学科学知识，应用创造性思维的基本方法提出多种设计方案，基于批判性思维评价并优化设计方案。 6.能制作实物模型，并基于证据改进实物模型的设计和制作。乐于尝试多种设计方案，初步具有质疑、创新的态度；知道技术与工程需要实事求是，能如实记录相关信息和正确对待作品的缺陷。
教材分析 “小小工程师”单元的学习，让学生经历一个工程建造的系统过程。从贴近学生生活的房屋建造工程入手，以建造塔台为任务目标，让学生一步步地体验、学习工程的过程：明确任务—设计—建造（模型）—测试—评估一改进。学生通过实践，认识工程的各个要素，了解设计是工程的核心，同时渗透工程思维，体会到工程实践与科学探究的不同魅力，从解决问题的角度培养学生的实践能力和创造能力。 本单元隶属于技术与工程领域。在小学阶段，没有对技术与工程做出严格的区分，统一表述为工程设计，本单元实则指向的是工程。单元题目以“小小工程师”命名，就是希望学生担当起工程师的角色，像工程师一样根据规定的任务目标，运用已有经验和对科学的理解，设计并建造出相应的产品。本单元学习核心是以建造塔台为任务目标，让学生经历一个“工程”建造的系统过程：明确任务一设计—建造(模型)一测试一评估—改进。通过塔台建造的实践活动，学生将初步建立起对工程的了解，感受工程的复杂与魅力，从而让科学学习的开展更为活泼和真实。 本单元共有七课时： 第1课“了解我们的住房”，从住房的基本结构、必需系统、建造过程三个方面开展学习。通过对自己居住房屋的回忆和分析，学生初步认识工程是由多个系统组成的。通过阅读房屋建设资料，了解住房建造工程的基本过程，为单元后几课实施工程实践活动做铺垫。 第2课“认识工程”，以港珠澳大桥为例，进行资料搜集与分析，梳理出工程建设的相似步骤，重点明确限制条件下的设计、制作模型测试、评估、改进、修改设计……，直至达成解决问题的循环往复过程。学生从感性角度认识工程，为后五课提升理性认识打好基础。同时，理解工程与科学技术进步的关系。初步理解“技术发明通常蕴含着一定的科学原理”这一主要概念。 第3课“建造塔台”，在之前学习的基础上，开始体验工程实施过程。以招投标形式明确工程项目要求，体会并感受设计的重要作用。在设计中感受工程设计要考虑的各项因素和其相互之间的联系，体会工程的多系统与复杂的特性，加深对工程的理解。 第 4 课“设计塔台模型”，从本课开始，教科书的呈现方式没有沿用惯常的四个板块的编写体例，而是采用工程建设的基本程序来展开。建立模型是工程设计的关键步骤，本课是在上一课设计总体方案的基础上，聚焦塔台设计这个关键点来开展工程实践活动的。在设计中学生要更多地考虑技术难关的突破，思考达成工程项目要求的方法。 第5课“制作塔台模型”，本课的重点是动手做。学生基于上一课的设计动手制作塔台模型。动手制作模型不但是将上一课的设计予以具体实施，而且也是为后几课的测试、评估、改进打基础。实施过程不仅要遵循设计图纸要求，在制作过程中也会有新的发现、感受、改进。 第6课是“测试塔台模型”。模型的设计是否符合工程要求，是以制作模型测试结果为依据的。以评价表为评价标准，全班进行测试、评价是本课的核心活动。量化各项测试活动，比较分析数据，找到自己模型的优势与问题，在此基础上对问题进行梳理与分析，最终明确模型设计或制作方法的修改点，均是本课学习的重点任务。 第7课是“评估改进塔台模型”。本课重点有两个：一是评估，二是改进。改进是工程设计的关键，渗透在工程的各个环节。本课的改进活动要让学生认识到“依据”的重要性，要在数据、现象等证（依）据的支持下进行改进与完善。在本课与前几课的学习中，学生将亲历工程实践的基本程序，完成建造塔台模型的过程，获得小小工程师的角色体验，对工程的理解一定优于之前的认识。但在本课学习的最后，要让学生知道工程设计绝不是“一锤子买卖”，可能要经过多次地反复改进直至满足工程的需要，同时还要提示学生对方案的最终选择是在权衡多种因素后的取舍。
学情分析 通过几年的科学学习，大多数学生对科学课产生了浓厚的兴趣，对科学本质有一定的了解，科学素养得到相当的培养，已经具备了初步的探究能力，他们对周围世界产生了强烈的好奇心和探究欲望，乐于动手，善于操作。不过两极分化很明显。优等生表现出对科学浓厚、持久的兴趣，科学素养发展态势良好；后进生对科学有种担忧，随着年级的升高，课程难度值增加，学习态度不够认真，加上对科学学科的认识不足，认为本学科不重要，轻视，造成科学素养发展态势一般。因此，在教学过程中重点引导学生养成合作探索的意识，让学生在探索中获得真知，在实践中提高能力。 单元题目以“小小工程师”命名，就是希望学生担当起工程师的角色，像工程师一样根据规定的任务目标，运用已有经验和对科学的理解，设计并建造出相应的产品。本单元学习核心是以建造塔台为任务目标，让学生经历一个“工程”建造的系统过程：明确任务一设计—建造(模型)一测试一评估—改进。通过塔台建造的实践活动，学生将初步建立起对工程的了解，感受工程的复杂与魅力，从而让科学学习的开展更为活泼和真实。
单元目标 科学观念： 许多发明创造来源于对生活的观察，可以在自然界找到原型。 一项工程是由多个系统组成的，各系统内部需要协同工作。 工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。 工程无论大小都要经历相类似的建设过程。 工程的关键是设计，设计需要经历不断改进的往复过程，直至满足建造要求。 工程建设具有复杂性的特点，需要集合多人的智慧共同协作完成。 2.科学思维： 能举例说出工程与科学技术的关系。 能正确评估本组与他组的塔台模型，反思并提出建议。 能综合考虑各种建议，改进原设计方案，并基于调整后的设计方案对塔台模型进行重整。 3.探究实践： 能通过观察、搜集资料、调查、案例分析等方式获取信息。 能结合自己家的住房，说出住房的基本结构（功能分区）及供水、采光、供暖等主要系统。 通过查阅资料，能简述出住房及其他工程的建造过程。 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。 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。 能根据设计方案制作塔台模型，并能宣讲自己的设计理念与思路。 能按照评价表给定的指标测试塔台模型。 能根据测试结果梳理塔台模型存在的问题并初步提出改进设想。 能自觉运用批判性思维和创造性思维开展工程实践活动。 4.态度责任： 对工程建设抱有极强的兴趣与探索愿望，对担当小小工程师的角色充满期盼。乐于投入建造塔台的工程实践之中，认识到细心、耐心、务实和实事求是的重要性。乐于通过测试的方式发现问题，不断改进设计，体会坚持与信念的重要性。愿意与同学合作、交流与反思，感受到合作的重要性。 感受到工程与科学技术的密切关系，认识到科学与技术的发展对人类生活的影响。 认识到工程是为满足人们对美好生活的向往而付诸的行动，意识到人工世界对社会发展的影响。
单元结构化活动
达成评价 围绕课时学习目标 1.关注课堂问题预设与学生课堂反馈表现。 2.作业设计与学生答题正确率的及时分析。 3.分层设置单元测试。 4.塔台招标活动表现。
单元课时课型规划 课时课型课时内容课时目标 （单元目标分配）课时学习任务 （或问题） （一般1-2个） 达成评价1工程技术课 了解我们的住房结合自己家的住房，说出住房的基本结构（功能分区）及供水、采光、供暖等主要系统。说出住房的基本结构（功能分区）及供水、采光、供暖等主要系统。 能简述出住房及其他工程的建造过程。讨论说出住房的基本结构； 交流简述出住房及其他工程的建造过程，记录在班级记录表和信息记录表中。1工程技术课 认识工程 根据具体工程案例分析工程与技术的关系。知道许多发明创造来源于对生活的观察，可以在自然界找到原型。 知道工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。能通过阅读资料知道工程建设需要面临的限制条件有哪些，又是怎样解决难题的。 能了解工程建设所需的科学技术支持，分析工程与科学技术的关系。1工程技术课 建造塔台结合建造塔台所涉及的各个因素和“标书”样本制订出塔台竞标标书。知道对一项工程的设计需要考虑到各因素以及各因素之间的关联。能够考虑到建造塔台所涉及的各个因素。 能够根据教科书中的“标书”样本制订出建造塔台标书。 能够利用文字、绘图的方式表达自己的创意与构想。1工程技术课 设计塔台模型学会设计塔台模型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。 能深入思考，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。 1工程技术课 制作塔台模型学会制作塔台模型依照设计方案，制作出塔台模型。能依照设计方案，制作出塔台模型。 能在制作模型的过程中发现新问题，引发新思考。 能根据塔台模型制作评价表反思所制作模型的优劣。1工程技术课 测试塔台模型对塔台模型进行测试并记录依据标准对塔台模型进行测试并记录，对测试结果进行反思。能依据标准对塔台模型进行测试并记录。 能对测试结果进行反思，能归因问题所在。 能将问题进行梳理、归纳。1工程技术课 评估改进塔台模型工程要反复评估改进，不断完善，才能达成最终的工程要求。依据评估标准，开展自评与互评，梳理出需要进一步改进的问题，再次改进设计。能依据评估标准，针对每一组模型开展小组自我评估与组际评估。 能根据评估结果，梳理出需要进一步改进的问题。 根据已梳理的问题，依据塔台模型制作评价表再次改进设计。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共36张PPT)
1.4设计塔台模型
教科版六年级下册
内容总览
新知讲解
05
课堂练习
06
课堂总结
07
板书设计
08
作业布置
09
目录
03
核心素养目标
04
新知导入
01
02
单元主题概述
单元教学结构图
塔王争霸赛
单元主题
学校计划在操场上建造一座塔台，供足球教练指挥队员训练或领操员领操、教操，于是面向六年级学生展开了一场塔台招标活动，参加活动的学生需以小组为单位，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，制作出塔台模型，获胜的小组将获得“塔王”的称号。“塔王”的称号将花落谁家呢
塔王
单元结构化活动
塔台招标活动
学习“工程”建造知识
方案设计
5.制作塔台模型
4.设计塔台模型
3.建造塔台
6.测试塔台模型
7.评估改进塔台模型
1.了解我们的住房
2.认识工程
制作塔台
测试塔台
展示交流
核心素养目标
科学观念
科学思维
探究实践
态度责任
（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）工程设计中蕴含一定的科学知识。
能深入思考，发现并解决设计中难点问题，并反思自己设计，不断改进。
（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。
（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。
新知导入
这是生活中一个真实的塔台。观察塔台结构和外形有什么特点？
（1）上小下大
（2）三角形框架
（3）镂空结构
（4）稳固结实
塔台的这些特点很值得我们在塔台设计时借鉴。
新知导入
在竞标中获得建造塔台资格的小组，应该从哪入手？
从设计塔台开始
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。
新知讲解
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。
对于塔台的设计方案，学校给定了要求，我们能按照要求来设计这座塔台吗
任 务
新知讲解
第1项：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。看看哪组设计的作品能达到稳固、美观、价廉的平衡。
任 务
阅读要求后，你能提炼出哪些关键信息？
新知讲解
（1）高度(60厘米)
（2）底部不粘连桌面
（3）使用固定材料
（4）承重、抗风抗震、稳固、美观、价廉(节省材料)
（5）设计图文并茂
任 务
我提炼的信息
新知讲解
尺子(1或2把)
任 务
70根20厘米长的吸管
剪刀(1或2把)
胶带
第2项：材料（每组）
新知讲解
尺子：测量、估算、计算塔高是否达标
吸管：决定设计模型形式与样式
胶带：决定模型拼接方式
剪刀：制作模型时会用到的工具
任 务
为什么限定使用这些材料？
新知讲解
第3项：评价表
使用限定的材料设计塔台怎样才算做得最好？仔细阅读塔台模型制作评价表，有哪些相应的评分标准。
任 务
新知讲解
（1）整合了任务板块的哪些要求
（2）明确了模型设计的哪些限制条件（3）工程各要素之间是怎样相互制约的
阅读评价表时，要注意哪些内容？
评价表将各项要求细化，将不同达成标准量化，有助于我们在设计过程中整合各项因素、达到要求的平衡点。同时在未来测试塔台活动中也具有重要作用。
任 务
新知讲解
（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
第1项：依据评价表思考问题
①上小下大，但底座不能太大
②尽量瘦长一些
③用些吸管从中间和侧面进行支撑，并帮助延长高度
制定方案
新知讲解
（2）哪些设计是为了稳固塔台模型
制定方案
（1）利用框架，相互交错，用斜杠加固，塔体整体上小下大。
（2）接口处用胶布固定牢固。
新知讲解
温馨提示
制定方案
四边形物体和三角形物体，哪种形状的物体更稳定？
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。
新知讲解
三角形是最稳固的形状，具有一定的承重和抗压性。
用了框架，多使用三角形，使塔台模型更稳固。
制定方案
新知讲解
制定方案
（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？
新知讲解
制定方案
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 ）
如何保证塔台不倒下？
如何保证塔台的倾斜角最小？什么因素会导致塔台产生倾斜角？
塔台每个面的大小，即支柱的长短，会导致塔台产生倾斜角。
同一层的吸管长度相同，斜边连接的角度相同，塔台倾斜角最小。
新知讲解
（5）如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震？
制定方案
①加大底部面积或加重底座重量——耐震
②塔台底部加入弹簧——制震
③塔台底部加滚珠——免震
防震措施
抗风方法
①镂空设计
②增加三角形结构
新知讲解
第2项：设计活动
制定方案
可使用活动手册，也可使用大一些的白纸作为图纸进行模型设计。可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。
新知讲解
制定方案
（1）关注教科书第12页插图中的问题提示，思考交流设计的关键点。
（2）协同设计评价表中的各个项目。
温馨提示
新知讲解
图纸的设计可以参考以下两种方式：
制定方案
（1）以画图为主的设计
将塔台拆分成为底面、上面、侧面、护栏、抗震系统等。
新知讲解
制定方案
（2）加入大量文字的设计
在画图的基础上加入大量文字说明，可以更加明确了设计意图，能更加清晰地指导建造活动。
新知讲解
制定方案
第3项：设计成果
介绍小组设计
其他小组评议
调整方案
依据评价表，介绍小组塔台设计的优点或设计步骤
设计方案是否完备，是否考虑到各个因素
我们的设计方案哪些地方需要调整，打算怎样进一步调整
新知讲解
制定方案
设计成果汇报表 设计图 解说 其他组评议 调整与打算
为了稳固塔台模型，我们设计了四边形的底座并加了斜杠形成多个三角形以增加稳定性，塔侧面的设计中也加入了大量的三角形。为了解决抗风的问题，我们做了底部加大、加重的设计。设计时，我们还考虑到使用胶带的时候可以用交叉法，使捆绑更牢固。
他们的设计方案比较完备，基本考虑到了各个因素。
我们还需要调整的地方有抗震性能不高，使用的材料过多。我们打算通过增加珠来防震，减少吸管用量来节约成本的方法进行调整。
新知讲解
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。
教师寄语
课堂练习
1.填空题
（1）丽丽小组制作的塔台模型高62厘米，塔台模型制作评价表中能得________分。
（2）在设计塔台模型时，我们应该着重考虑塔台的结构、_______、_______等关键性问题。
（3）建立模型是_________中的重要环节，工程师常通过建立模型来测试他们的设计。
3
材料
成本
工程设计
课堂练习
2.判断题
（1）限制条件是人为添加的，设计无法完成时可以适当减少限制条件。( )
（2）框架结构的塔台模型，抗风能力更强。（ ）
（3）三角形框架与正方形框架相比，具有更稳固、不易变形的优点。（ ）
（4）既要节约材料，又要高度达标，所以把塔台建得越细越好。（ ）
（5）在绘制塔台模型设计图时，可以采用图画和文字说明相结合的方式。（ ）
√
√
√
3.选择题
（1）因为具有稳定性，所以我们常常利用框架来加固框架结构。（ ）
A.三角形、三角形 B.长方形、长方形 C.菱形、菱形
（2）下列有关塔台模型工程要求的说法中，不正确的是( )
A.塔高，安全性是必须达到的要求
B.材料成本不需要考虑
C.美观、分工合作是均衡综合考虑完成的要求
（3）下列三类物体，最不容易倒的是（ ）
课堂练习
A
B
A
课堂总结
通过这节课的学习，我们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。工程设计中蕴含一定的科学知识。
板书设计
设计塔台模型
建立模型→任务→制定方案
作业布置
依据评价表和同学评议，调整自己的设计方案。
谢谢
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