(共41张PPT)
（教科版）六年级
下
第一单元
1.4《设计塔台模型》
01
学习目标
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
板书设计
06
作业布置
学习目标
科学观念
1.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。
2.知道工程设计中蕴含着一定的科学知识。
科学思维
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。
3.能深入思考，发现并解决设计中的难点问题。
4.能反思自己的设计，不断改进。
探究实践
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。
态度责任
感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。
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
聚焦
新课导入
观察塔台和设计模型。
在工程中设计模型有什么作用和意义？
新课导入
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。
新课导入
设计
制作
测试
评估
改进
我们也要像工程师一样，做一名小小工程师，设计、制作、测试、评估、改进塔台模型，经历建造塔台的过程。
新课导入
阅读教科书，一起来看看学校对建造塔台有什么要求。
明确任务
新课讲解
要求。
1
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
新课讲解
1.塔台高度60厘米;
2.底部不得粘在桌上;
3.具有抗风抗震能力;
4.坚固并有承重能力;
5.节省材料；
6.稳固、美观、价廉的平衡。
工程要求的关键点：
新课讲解
设计图纸清楚明了，有条理，表达方式全面，有文字、图画、数字、标记等。
小组分工明确、系统，有序开展设计活动。
设计图纸和设计活动的要求：
新课讲解
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。
工程设计活动的三个层次
新课讲解
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。
材料(每组)。
2
新课讲解
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
依据评价量表思考问题。
1
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,如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;上小下大、上轻下重，但底座不能太大，否则材料会不够用；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。
新课讲解
②哪些设计是为了稳固塔台模型？
利用了框架，相互交错，空气阻力小，使用了一些斜杠加固，塔体整体上小下大。
新课讲解
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。
新课讲解
自己制作框架试一试。
新课讲解
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。
新课讲解
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
新课讲解
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
新课讲解
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。
新课讲解
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”
新课讲解
设计活动
2
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。
新课讲解
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！
新课讲解
设计成果。
3
这个板块呈现了两张设计方案,分别代表不同方式的设计图纸。第一张以图画为主,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。
新课讲解
第二张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。两种设计方式并没有优劣之分，可自由选择符合自已水平的方式，尽可能地完整展现出自己的创意。
新课讲解
我们的设计方案完备吗 是否考虑到了各个因素？
1
我们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)成本、美观、设计方式、分工。
研讨
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？
2
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。
拓展
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。
1.设计塔台模型时，下面说法错误的是（ ）
A.底座越大越好 B.接口处固定牢固
C.多用三角形结构
2.合作设计塔台模型时，我们应该（ ）。
A.有明确的分工且贯彻实施 B.分工不明确
C执行分工不彻底
选 择
A
B
课堂练习
3.我们设计塔台模型时，不需要考虑的是（ ）。
A.材料成本 B.顶端承重 C.位置
4.下列形状框架中，承重、抗震能力最好的是（ ）。
A.三角形 B.正方形 C.长方形
C
A
为了使塔台更稳固，让我们来研究两种形状。
用吸管组成这两种形状，请你试着用食指从这两种形状的上部中点向下压，并将“不易形变”和“易形变”填入对应的空格内。
不易形变
易形变
课堂小结
课后作业
完成对应课时练习
作业布置
板书设计
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1.4《设计塔台模型》教学设计
课题 设计塔台模型 单元 1 学科 科学 年级 6
教材分析 本课重点聚焦工程设计这一核心内容。由于学习内容和学习方式主要以小组讨论、交流、设计为主，教科书的编写体例不再沿用四个板块的模式，而是以工程建设的基本程序展开。教科书对塔台模型的设计提出了明确的要求，提供了材料清单及评价表。一方面指导学生设计方向，另一方面指导学生利用评价表来规范设计方案。学生制订方案时，可以利用教科书呈现的五个问题展开思考，全面而细致地考虑设计问题，尽可能设计出优质的塔台模型方案。本课的模型设计是对上一课“标书”的具体化，并且下一课建造模型要完全遵照本课的设计图纸实施，单元结束课也要针对本课设计的不足进行改进。所以，本课的学习内容在单元中具有十分重要的作用。
学情分析 学生在之前工程类课程学习中，很少有如此全面的设计活动。虽然本课为学生设计塔台模型提供了必要的支持，但是对于学生来说仍然具有挑战性，学生要经历多维度的思考与权衡，最终整合出最为合适的设计方案。在这一科学实践活动过程中，需要学生在积极思考的基础上，注重小组交流合作，整合小组成员的想法。生生之间相互借鉴补充，培养学生合作交流的重要能力。学生在本单元前三课已经有了初步的合作，在此基础上教师要进一步创设情境，适时指导学生学会合作、学会交流，培养相互合作的能力和习惯。
教学目标 科学观念1.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。2.知道工程设计中蕴含着一定的科学知识。科学思维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。3.能深入思考，发现并解决设计中的难点问题。4.能反思自己的设计，不断改进。探究实践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。态度责任 感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。
教学重难点 重点：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：根据限制条件设计符合要求的塔台模型，并用文字和绘图的方式表达创意。
教学准备 为学生准备：塔台竞标书、学生活动手册。教师准备：塔台模型制作评价表、三角形与正方形的框架实物、教学课件。
流程 教学设计 二次备课
聚焦 1.导入：（教学提示：出示课首塔台图片，回顾工程建设的基本步骤。）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。2.揭题：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。让我们从设计塔台模型开始吧!（板书：设计塔台模型）
任务 任务一：明确工程要求1.活动：引导学生阅读学校给定的要求，明确要做一个怎样的塔台。2.布置任务：指导学生分组活动，完成交流分析，找出并整理关键要求。任务二：熟悉评价表出示塔台模型制作评价表，引导学生阅读评价表，明确塔台模型设计的具体要求，结合塔台竞标书开展研讨，寻找设计思路。
制定方案与研讨 制订方案1.活动：指导学生根据评价表思考问题。2.小结：应该多用三角形结构，胶条要固定牢，底座形状要提前考虑，不能太大，避免材料浪费。3.谈话：对于暂时想不到答案的问题不用为难，大家可以在接下来的设计环节中继续思考、讨论，共同寻找解决的方法。4.引导：出示教科书中的学生交流图，引导学生阅读对话框中的提示内容，交流设计关键点。5.布置任务：指导学生小组合作，展开设计活动。可以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。
制定方案与研讨 研讨汇报
拓展与小结 小结：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。
板书设计
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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课程基本信息
版本 教科版 学科 小学科学 年级 六年级 学期 第二学期
课题 《设计塔台模型》
学生信息
姓名 学校 班级 学号
课后练习
课堂回顾设计塔台模型时使用的技术(1)________是工程设计中的重要环节，工程师常通过________来测试他们的设计。(2)我们建造塔台模型的过程:________、________、________、________、________。基础训练1判断题。(1)塔台模型制作评价表中评价的是我们的模型，设计图的质量不会直接影响我们的成绩。( )(2)为了提高塔台的抗震、抗风能力，我们可以用胶带将塔台固定在桌面上。( )(3)一方面吸管的接口处要固定牢固，另一方面要控制成本、节省胶带，所以我们需要思考、权衡二者关系，并优化胶带的使用方法。( )(4)我们制作塔台模型时，底座越大越好。( )2选择题。(1)在制作塔台模型时.我们要多使用( )结构。A.三角形 B.四边形 C.圆形(2)下面几个矿泉水瓶中.放置在T.作的电风扇前，最稳定的是( )。(3)下列框架中使用的材料都一样，在顶部放重物时，最不易倾斜的是( )。(4)关于抗震结构，下列说法正确的是( )。A.抗震结构的材料不在课本上提供的材料列表中，所以使用时不用考虑成本B.抗震的方法包括耐震、制震和免震C.地震很少发生，生活中工程不需要考虑抗震性(5)某塔台模型在底部模仿鞋底花纹设计了凹槽，其目的是( )A.减小摩擦力 B.增大摩擦力 C.增加底部的质量高压线铁塔和电动伸缩门是我们常见的框架结构，据此回答(6)-(8)题。(6)图中的高压线铁塔很稳固是因为它应用了( )。A.三角形框架结构 B.四边形框架结构 C.圆筒结构(7)电动伸缩门利用了四边形框架( )的特点 。A.稳固 B.易变形 C.承重能力强(8)框架结构具有的特点是( )。A.质量轻，方便运输和组装B.偻空结构，空气阻力小，抗风能力强C.以上都是素养提升3探究题。为了探究三角形框架和四边形框架的特点，小科同学用食指分别从两种形状物体的上部中点往下压，现象如下图所示。(1)从图中现象可以看出，三角形框架结构具有_______，四边形框架结构________。(2)为了把长方形框架加固，我们一般可以在框架中加入________，下图中的漫画人物形象地说明了斜杆在框架中的作用。图甲中小人的________力阻止了框架的变形，图乙中小人的________力阻止了框架的变形。参考答案[课堂回顾]三角形 小 大 轻 重 镂空 底部底部 底部 加弹簧 加滚珠(1)建立模型 建立模型(2)设计 制作 测试 评估 改进[基础训练]1.(1)X (2)X (3)√ (4)X2.(1)A (2)C (3)B (4)B (5)B (6)A(7)B (8)C[素养提升]3. (1)稳定性 易变形 (2)斜杆 推 拉
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版本 教科版 学科 小学科学 年级 六年级 学期 第二学期
课题 《设计塔台模型》
学生信息
姓名 学校 班级 学号
课程基本信息
学习目标
科学观念1.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。2.知道工程设计中蕴含着一定的科学知识。科学思维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。3.能深入思考，发现并解决设计中的难点问题。4.能反思自己的设计，不断改进。探究实践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。态度责任 感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。
课前学习任务
回顾：一个“工程”建造的系统工程包括：明确任务—设计—建造（模型）—测试—评估—改进。
课上学习任务
【学习任务一】明确建立模型的重要意义。【学习任务二】全面细致地考虑设计问题，突破技术难点，尽可能设计出符合要求的塔台模型方案。
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4.设计塔台模型
实验记录单
年级 班 实验组别： 小组长：
实验合作者：
指导老师： 实验日期： 年 月 日 第 节
实验名称: 设计塔台模型
实验目的：工程的关键是设计
实验器材：铅笔、橡皮擦、尺子、红笔等
塔台设计要求：塔台高度60厘米。必须能站立并承受一定的重量和风力，具有一定的抗震能力。尽可能节省材料。设计图纸有文字、数字、图形以及标识等。
设计图：
自我评价：
教师评语：
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