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1.6《测试塔台模型》教学设计
课题 测试塔台模型 单元 1 学科 科学 年级 6
教材分析 《测试塔台模型》是六年级下册《小小工程师》单元的第6课。本课是在第5课《制作塔台模型》的基础上开展的。本课学生在经历了设计——制作——改进模型后进行测试，测试是对塔台模型设计是否合理、科学、符合要求的检验，是工程设计中又一重要环节。测试标准就是第4课的塔台模型制作评价表，本课起到了承上启下的作用，体现了本单元学习的连贯性和工程的系统性。 本课由两部分组成。第一部分“测试”由三个有顺序、有逻辑的活动组成。第一个活动是“明确测试标准”，引导学生回忆第4课的塔台模型制作评价表，以此表为依据进行量化评分，为后面的测试活动奠定基础。第二个活动是“展示与测试”。学生依照顺序逐一进行测试，并以评价表各项指标细化说明为依据进行评分。第三个活动是“自我评估”，各组通过分析测试结果，梳理各自塔台模型的问题，思考解决方法，为下节课改进塔台模型做好准备。第二部分“研讨”将研讨部分与测试部分整合，让学生在做中学、做中思。研讨部分的回答都以测试部分的数据为依据，这些数据也是学生进行自评、反思、发现模型设计优缺点以及明确改进方向、完善工程模型设计方案的重要依据，亦是学生科学探究能力的提升点。
学情分析 学生对制作、测试塔台模型十分感兴趣，但是到底测试哪些内容？什么样的塔台模型评为合格？什么样的塔台模型评为优秀？学生也许还不是十分清楚。通过前几课的学习，学生已经有了一定的搜集与分析数据的能力。本课将会出现大量的数据，学生将利用这些数据进行汇总、整理、分析、对比，学会用数据说话。学生通过分析数据找到本组模型的优点与不足，明确问题及改进方向，培养数据分析与应用能力及严谨的科学态度。
教学目标 科学观念1.知道测试是工程设计中的重要环节，是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。2.知道完成一项任务（测试）需要使用特定的工具。科学思维1.能依据标准对塔台模型进行测试并记录。2.能对测试结果进行反思，能归因问题所在。3.能将问题进行梳理、归纳。探究实践1.对测试活动充满好奇与热情，认识到测试的重要意义。2.能基于观察事实做出合理判断。3.能虚心接纳同学意见，通过反思交流，调整原有设计，从而达成集体共识。态度责任 认识到检测工具对测试工作的重要性，从而进一步认识到科学技术的发展对一项工程建设的重要意义。
教学重难点 重点：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。难点：通过分析、对比测试结果，归因问题所在并进行梳理、归纳。
教学准备 为学生准备：塔台模型、塔台模型测试记录单、问题梳理记录单、学生活动手册。教师准备：米尺、多本教科书、电风扇、抗震检测仪、塔台模型测试记录表、教学课件。
流程 教学设计 二次备课
聚焦 1.引入：上节课，同学们通过对照评价表，对小组建造的塔台模型做了简单的组内自评与小组互评。若要更客观地评价工程设计是否合理、科学、符合要求，还需要进行什么环节 （预设：测试、检测。）2.揭题：测试模型环节决定着设计方案是否符合工程要求，是工程设计中的又一重要环节。各个小组建造的塔台模型是否符合要求？还有哪些地方需要改进？设计方案的实施过程是否合理？这些疑问就让我们通过今天的测试来解答。（板书：测试塔台模型）
测试与研讨 明确测试标准1.提问：（教学提示：出示塔台模型制作评价表，引导学生观察评价表，讨论、交流各个方面的评价标准。）对照评价表，我们应该从哪几个方面对塔台模型进行测试？具体评分标准如何？（预设：可以从塔高、顶端承重、抗风能力、抗震能力、成本等方面进行测试，不同表现情况对应不同的分值。）“分工合作”和“美观”是无法量化的项目，需要全班评议、共同商讨。2.追问：我们可以用哪些工具协助不同项目的测试 （预设：用米尺测量高度、用重物测试顶端承重能力、用电风扇测试抗风能力、用拍动桌子模拟地震测试抗震能力。）3.活动：指导学生从测量方法、注意事项等方面进行讨论，经过交流全班达成共识。4.交流：塔高、顶端承重能力、抗风能力、抗震能力的性能标准是必须达到的要求，在此基础上，成本越低设计越好。评价表中的图文设计、分工合作、美观、成本应如何进行评分？（教学提示：师生共同探讨，细化标准。设计图及文字说明依照是否有绘图、文字、标注，是否表述清晰打分；材料成本统计可以通过制订材料费用进行测算，例如吸管一根0.1元、钩码一个1元、滚珠一个0.2元、胶带一米0.1元、弹簧一个0.2元，进行各组成本统计，通过排名打分;分工合作情况由各组自行介绍;模型美观方面通过塔台结构是否合理、外形美观程度进行打分。）展示与测试1.过渡：看来，我们测试的方法、标准、工具都需要统一，这样才能保证测试公平且方便对比。（教学提示：出示塔台模型制作评价表，分发塔台模型测试记录单并介绍填写方法——以塔高为例，利用米尺进行测量，记录到测试结果一栏，再根据细化标准打分，填上对应的星数。测试完成后将各小组结果汇总到塔台模型测试记录表中。）
测试与研讨 2.布置任务：指导学生分组活动，对塔台模型进行测试并记录。
测试与研讨 自我评估发放问题梳理记录单，课件出示教材上问题梳理记录单，引导学生梳理各自小组在建造塔台模型时遇到的问题，填写自己的问题梳理记录单。研讨汇报
拓展与小结 拓展：课后请各小组根据自己组内塔台的测试结果进行反思，并整合其他小组的塔台模型给你们带来的启示，梳理归纳，为下节课的评估与改进做好准备。
板书设计
教学反思 本课通过测试与研讨的整合，引导学生以测试的数据为依据展开研讨，在做中学、做中思。测试前明确测试标准，强调用相同的测试方法和评分标准，引导学生意识到测试的科学性。测试的数据能更好地帮助学生发现、反思模型设计的优缺点。本课在简单自评后进行讨论、梳理，能更好地引导学生明确改进的方向,完善工程模型的设计方案，建立虚心听取他人意见、借鉴他人经验的意识，提升信息处理与合作交流的能力。
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6.测试塔台模型
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: 测试塔台模型
实验目的：测试是对设计的检验
实验器材：塔台模型、米尺、装满水的矿泉水瓶或多本书本、小盆、电风扇、抗震检测仪等
实验步骤：1.用米尺测量高度。2.用装满水的矿泉水瓶或书本测试承重。3.用电风扇测试抗风能力。4.用抗震检测仪检测抗震能力。
测试现象：
测试结论：
教师评语：
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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 《测试塔台模型》
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.知道测试是工程设计中的重要环节，是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。2.知道完成一项任务（测试）需要使用特定的工具。科学思维1.能依据标准对塔台模型进行测试并记录。2.能对测试结果进行反思，能归因问题所在。3.能将问题进行梳理、归纳。探究实践1.对测试活动充满好奇与热情，认识到测试的重要意义。2.能基于观察事实做出合理判断。3.能虚心接纳同学意见，通过反思交流，调整原有设计，从而达成集体共识。态度责任 认识到检测工具对测试工作的重要性，从而进一步认识到科学技术的发展对一项工程建设的重要意义。
课前学习任务
测试是对塔台模型设计是否合理、科学、符合要求的检验，是工程设计中又一重要环节。以第四课的塔台模型制作评价表作为评价标准测试塔台的设计是否符合工程要求，通过量化各项测试活动，比较分析数据，找到自己模型的优势与问题，最终明确模型设计或制作方法的修改点。
课上学习任务
【学习任务一】“明确测试标准”，回忆第四课的塔台模型制作评价表，以此表为依据进行量化评分，为后面的测试活动奠定基础。【学习任务二】依照顺序逐一进行测试，并以评价表各项指标细化说明为依据进行评分。【学习任务三】各组通过分析测试结果，梳理各自塔台模型的问题，思考解决方法，为下节课改进塔台模型做好准备。
推荐的学习资源
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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 《测试塔台模型》
学生信息
姓名 学校 班级 学号
课后练习
课堂回顾测试塔台模型.(1)_______是工程设计中的重要环节，是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。(2)完成一项测试任务时，需要使用特定的_______。例如测试高度时需要使用_______，测试抗风能力时需要使用________。基础训练1判断题。(1)工程要反复评估改进，不断完善，才能达成最终的工程要求。( )(2)我们可以用手拿着塔台顶部晃一晃来检测塔台的抗震能力。( )(3)测试抗风能力时，各个小组的塔台要放在同一位置，距离风扇的距离要相等。( )(4)用米尺紧贴塔台的一根立柱来测量塔台的高度。( )2选择题。(1)塔台模型的高度是( )。A.立柱的长度 B.侧面梯形的高 C.顶面和地面间的距离(2)小雅同学制作的塔台不太美观，下列改进方案不可行的是( )。A.减少部分承重的吸管结构B.减少部分缠裹过多的胶带C.调整整体结构，整体采用对称的设计萌小牛同学做了一个塔台模型，使用的材料和材料的价格见下表，据此回答(3)-(5)题。(3)萌小牛同学制作塔台模型的材料成本为( )。A.12.4元 B.12.45元 C.12.5元(4)对于剩余的半根吸管和一小段胶带，下列处理方式最合适的是( )。A.当作垃圾来处理B.随便找个地乃固定住，增加三角形结构C.用来制作一个护栏，提升美观度(5)萌小牛的塔台在测试时，抗风能力得分较低，下列做法可行的是( )。A.调整塔台的位置，离风扇远一些B.减少塔台底部的钩码C.调整塔台的主体结构，增加塔台的底面积(6)测量塔台的顶端承重时，放一定重物后，有一根立柱变形导致塔台倾斜，其余立柱正常，造成这种现象的原因可能是( )。A.塔台的承重结构不多，承重能力差B.塔台的立柱高度差别较大，造成立柱受力不均C.底部过轻，导致结构不稳定3简答题。某实验小组设计的塔台的美观性较差，组内成员建议在塔台周围粘上一圈漂亮的海报，说一说这样做的缺点，并提出你的改进建议。4探究题。下图是某科学小组设计的塔台模型，结合塔台模型测试记录表(部分)对塔台进行评估，分析塔台设计的优点和缺点，并完成下面的设计方案修改记录单。优点:_______________________________________________________缺点:______________________________________________________设计方案修改记录单__________________________________________________________________________参考答案[课堂回顾]高度 顶端承重 抗风能力 抗震能力(1)测试(2)工具 米尺 风扇[基础训练]1.(1)√ (2)X (3)√ (4)X2.(1)C (2)A (3)C (4)C (5)C (6)B3. (1)缺点:①增大风阻，大幅降低抗风能力;②增加成本。(2)建议:①减少多余的吸管结构，减少不必要的胶带;②调整整体结构，整体采用对称的设计。[素养提升]4.优点:设计图合理、文字说明详细，塔高达到了60匣米，顶端承重能力强，小组内分工合作明确。缺点:抗风、抗震能力差，材料成本较高，美观度一般。设计方案修改记录单①在底部增加钩码等重物，增加抗风能力。②在底部增加抗震结构。③减少不必要的吸管结构，控制材料成本，提升美观度。
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（教科版）六年级
下
第一单元
1.6《测试塔台模型》
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.知道测试是工程设计中的重要环节，是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。
2.知道完成一项任务（测试）需要使用特定的工具。
科学思维
1.能依据标准对塔台模型进行测试并记录。
2.能对测试结果进行反思，能归因问题所在。
3.能将问题进行梳理、归纳。
探究实践
1.对测试活动充满好奇与热情，认识到测试的重要意义。
2.能基于观察事实做出合理判断。
3.能虚心接纳同学意见，通过反思交流，调整原有设计，从而达成集体共识。
态度责任
认识到检测工具对测试工作的重要性，从而进一步认识到科学技术的发展对一项工程建设的重要意义。
明确一个要解决的问题
实施建设
在限制条件下进行设计
制作一个模型
（画或写设计方案）
测试这个模型
评估并改进
限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等。
工程建设过程的相似步骤
聚焦
新课导入
思考：想要更客观的了解我们的设计是否合理、科学、符合要求，仍需要进行什么环节？
测试、检测。
新课导入
测试模型是工程设计中又一重要环节。
模型是设计的具体表现，测试是对设计是否合理、科学、符合要求的检验。测试环节决定着设计方案是否符合工程要求，是否存在问题以及明确改进方向。
各小组建造的塔台模型是否符合要求？还有哪些地方需要改进？让我们通过测试来了解吧。
制定竞标标书
设计塔台模型
制作塔台模型
测试塔台模型
评估与改进
第一步：明确测试标准
第二步：展示与测试
第三步：自我评估
新课导入
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
大家还记得塔台模型制作的依据吗？
塔台模型制作评价表
新课导入
明确测试标准。
1
通过对比塔台模型制作评价表与塔台模型测试记录表，可以发现塔台模型测试记录表与塔台模型制作评价表项目内容都相同，可以利用塔台模型测试记录表进行测试的评分记录。
塔台模型测试记录表的填写方法：以塔高为例，塔高达到60厘米在表格上填3分；基本达到60厘米在表格上填2分；未达到60厘米在表格上填1分，以此类推。
测试
新课讲解
塔台模型测试记录表
填表要求：请在对应的分值上打“ √ ”，请在划横线处填写数据。
设计图及文字说明 塔高 顶端承重 抗风 能力 抗震 能力 材料成本统计 分工合作 美观 总分
第 一 组 1分 缺少 图文设计 2分 有图文、说明较混乱、无标注 3分 有图文、有标注、说明清晰 （ ）cm 1分 未达到 2分 基本达到 3分 达到 1分 无法承重 或承重最小 2分 承重为中 等水平 3分 承重最大 1分 1级 （小风量） 2分 2级 （中等风量） 3分 3级 （大风量） 1分 1级 （轻微） 2分 2级 （较强） 3分 3级 （强） （ ）根吸管 角 分 1分 无分工 2分 有分工 3分 明确分工 1分 不美观 2分 较美观 3分 美观
新课讲解
展示与测试。
2
测试高度
测试顶端承重
测试抗风能力
测试抗震能力
在测试过程中，需要用到什么？怎么做？注意什么？
新课讲解
用不同的工具协助不同项目的测量
用尺子测量高度
用重物测试承重
用电风扇或扇子测试抗风能力
用利用地震模拟仪测量抗震能力
完成一项任务（测试）需要使用特定的工具
新课讲解
测量塔高的方法：
将塔台模型放置于平稳的桌面上，将米尺竖直放在塔台模型旁边，测量塔台的高度（垂直），平视读出数值。
对齐
新课讲解
测量承重的方法：
使用一样的重物测试塔台模型，将厚度相同的书本注意均匀的叠加再塔台顶端，有3秒稳定后，继续叠加计数。
新课讲解
测量抗风的方法：
用同一电风扇测试，电风扇的1、2、3挡分别为小、中、大风量，在接受该风量吹拂而没有明显倾倒和移动的说明达到该级别抗风。
新课讲解
“抗震能力”需要使用地震模拟仪进行地震模拟，便于科学准确分出等级。
使用相同的力晃动桌子。
单手晃动：1级地震
双手晃动：2级地震
三手晃动：3级地震
四手晃动：4级地震
测量抗震的方法：
新课讲解
材料价目表 吸管/根 钩码/个 滚珠/个 胶带/米 弹簧/个
0.1元 1元 0.2元 0.1元 0.2元
看来，我们测试的方法、标准、工具都需要统一，这样才能保证测试公平且方便对比。
材料成本统计：
新课讲解
对照评分表进行测试打分
注意公平评分，及时记录。
新课讲解
“分工合作”和“美观”是无法量化的项目，需要全班评议，共同商讨。
分工合作情况由各组自行介绍请大家打分。模型美观方面通过塔台结构是否合理，外形美观程度进行打分。
新课讲解
新课讲解
塔台模型测试记录表
第一层次要求：塔高、承重、抗风、抗震是建造塔台必须达到的要求，属于一票否决项目。如果这四项中的任何一项不能达到工程标准，该工程就是失败的。
第二层次要求：“材料成本统计”在达到工程要求的基础上，成本越低成绩才越好。
第三层次评价标准：“设计图及文字说明”“分工合作”和“美观”属于加分项目。
设计图及文字说明 塔高 顶端承重 抗风 能力 抗震 能力 材料成本统计 分工合作 美观 总分
第 一 组 1分 缺少 图文设计 2分 有图文、说明较混乱、无标注 3分 有图文、有标注、说明清晰 （ ）cm 1分 未达到 2分 基本达到 3分 达到 1分 无法承重 或承重最小 2分 承重为中 等水平 3分 承重最大 1分 1级（小风量） 2分 2级 （中等风量） 3分 3级（大风量） 1分 1级（轻微） 2分 2级 （较强） 3分 3级（强） （ ）根吸管 角 分 1分 无分工 2分 有分工 3分 明确分工 1分 不美观 2分 较美观 3分 美观
新课讲解
自我评价。
3
各组梳理塔台模型建造中的问题。
以问题梳理记录单的形式呈现小组自我评估。
评估活动应该紧密贴合测试数据，找到数据劣势的项目进行问题整理。
评估活动要依据明确的三级层次协同调整。例如，修正承重等问题时该如何平衡成本、美观。
新课讲解
小组建造的塔台模型表现最佳的是哪些方面 我们是怎么做到的
1
例：我们小组建造的塔台模型的稳定、坚固、抗震能力表现最佳。大量的三角形结构保证了塔台的稳定性，底部加重保证抗风抗震能力，各个接口处用大量胶带固定保证塔台坚固。
研讨
新课讲解
小组建造的塔台模型需要改进的地方有哪些？所出现的问题是什么原因造成的？
2
例：塔台倾斜、成本较高；制作塔台模型时立柱没有等高，没有注意节约使用胶带。
新课讲解
其他小组建造的塔台模型对我们小组有什么启示
3
例：
(1)通过增加底部重量增强抗震能力。
(2)在保证塔台坚固，稳定的前提下，尽量控制吸管数量和胶带的使用，达到控制成本的目的。
（3）在塔台形状上倾斜角度更大，上小下大更稳定。制作的过程中要对吸管的尺寸进行精细的测量，有助于塔台形状的对称。
新课讲解
随堂练习
下图是测试塔台模型的几个情景，根据所学知识回答下列问题。
1.图甲所示的情景是测试塔台模型的高度，根据评价表,塔高( )60厘米，才能打3分。
A.没有达到 B.基本接近 C.达到
C
2.图乙中正在测试模型的顶端承重，除了图中所用工具——书本外，还可以借助水瓶等重物，要求是所选重物要________。
3.图丙是测试抗风能力的情景，测试过程中发现风力1级测试中，塔台模型就开始摇晃，抗风性能差，出现这种现象的原因可能是___________________________________________。
一致
塔台模型太高（或塔台模型结构不稳固）
4.测试完塔台模型后，进行问题梳理时发现：底端重量较轻，不利于________；制作过程中________有误差，成品可能会倾斜；吸管使用数量过多，会导致________过高，浪费材料。
抗震
测量
成本
拓展
课后请各小组根据自己组内塔台的测试结果进行反思，并整合不同小组的塔台带来的启示，梳理归纳，为下节课的项目改进做好准备。
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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