资源描述
a《测试塔台模型》教学设计
【教材简析】
《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。
【学生分析】
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】
科学概念目标
1.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.完成一项任务(测试)需要使用特定的工具。
科学探究目标
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。
科学态度目标
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。
科学、技术、社会与环境目标
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:理解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。
难点:通过分析、对比测试结果,能归因问题所在,明确改进方向。
【教学准备】
为学生准备:塔台模型、塔台模型测试记录表、问题梳理记录单、学生活动手册。
教师准备:米尺、装满水的矿泉水瓶3~5个或多本教科书、小盆、电风扇、抗震检测仪、教学课件。
【教学过程】
一、测试
(一)明确测试标准
1.谈话导入:上节课我们制作了塔台模型,大家制作的模型是否符合要求?还有哪些需要改进的地方呢?这些都需要通过测试来了解,今天我们就来进行测试。
教师通过教学课件出示工程步骤图,让学生回忆工程的步骤。
2.明确测试标准。
(1)教师出示塔台模型制作评价表。
提问:大家还记得塔台模型制作的依据吗?
学生回答制作依据是塔台模型制作评价表。教师通过教学课件出示塔台模型制作评价表。
引导:我们一起来看塔台模型制作评价表,大家说说都有哪些项目及分值。
学生小组交流研讨塔台模型制作评价表,对标准达成共识,了解完成度不同对应的分值也不同。
(2)教师出示塔台模型测试记录表。
引导:大家对比塔台模型制作评价表与塔台模型测试记录表,看看有什么相同与不同。
预设:学生通过对比发现,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。
教师讲解塔台模型测试记录表的填写方法:以塔高为例,塔高达到60厘米给3分,在3分上打“√”;基本达到60厘米给2分,在2分上打“√”;未达到60厘米给1分,在1分上打“√”。以此类推。
教师提示:各组打分时,请大家注意公平公正。
设计意图:首先帮助学生回忆第2课的工程建设步骤,让学生了解我们的工程进展,给学生指引,明确下一步任务,连贯学生的知识与思维。利用第4课的塔台模型制作评价表来测试塔台模型体现了本单元学习的连贯性和工程的系统性。让学生对比学习塔台模型制作评价表与塔台模型测试记录表,掌握塔台模型制作评价表和塔台模型测试记录表的协调配合使用。聚焦塔台模型制作评价表,让学生学习理解表中每项的标准及得分,统一的标准有利于对比分析。
(二)展示与测试
1.制订科学合理的测试计划。
提问:在测试过程中,需要用什么?怎么做?注意什么?
学生小组讨论汇报。
(1)介绍测试工具。
学生可以依据塔台模型制作评价表说出一些工具。例如:测量高度的尺子、测试承重的重物、测试抗风能力的电风扇或扇子等。
教师讲解:测试地震我们可以利用地震模拟仪。
(2)确定公平的测试方法。
①提问:当我们测量塔高时利用什么样的尺子呢?米尺还是学生尺?还是一组用米尺一组用学生尺?
学生小组讨论交流。学生意识到应该用米尺进行测量,因为学生尺太短了,不方便测量,并且每组使用的测量的工具都要相同。如果测量工具不同,结果就不准确了,没办法比较。
教师请学生进行测量塔高的演示。
学生一边演示一边说出方法: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,平视读出数值。
②提问:测量承重能力时,可以用什么测试呢?
预设:学生讨论说出需要一些重物。例如,书本、笔袋、矿泉水瓶等,教师都可以给予肯定。
追问:可以第一组使用笔袋,第二组使用矿泉水瓶吗?为什么?
预设:学生说出必须使用一样的重物测试塔台模型,否则无法对比测试结果。
教师出示3~5个相同大小装满水的矿泉水瓶。看,这些可以吗?
引导:重物有了,我们要怎么做呢?矿泉水瓶要放在哪呢?
学生可以回答出需要容器,教师出示小盆。
继续追问:我们要怎么放呢?像我这样随便放可以吗?或将水瓶只放在小盆的一端可以吗?
预设:这样放不可以,随便放置会导致测试不公平,结果不准确。
教师请学生演示放水的方法:第一瓶水可以放到小盆的中间,然后一瓶挨着一瓶放,每组测试时放的方式、工具都需要保持一致。
③引导:我们知道了怎么测量高度和承重,那怎么测量抗风能力呢?需要什么工具呢?是不是也像刚才一样需要相同的工具和方法呢?
学生讨论后可以说出抗风能力可以统一用电风扇测试。电风扇的1挡为小风量,2挡为中等风量,3挡为大风量。
④小结: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。
(3)研讨注意事项。
提问:在测试的过程中,我们要注意什么呢?
学生讨论注意事项并进行归纳、总结。
①每组的实验方法与步骤要保持一致。
②公平评分,及时记录。
设计意图:在测试前通过几个问题,让学生明确测试方法及注意事项。在这些项目的测试中除了测试标准统一外,更重要的是测量量化标准要尽量保持一致,这也是对比测试数据的关键。测试后评分要公平,让学生意识到公平、科学测试的重要性。
2.教师协助学生测试塔台模型。
(1)教师创设测试工程情境,模拟真实的工程测试。
(2)学生测试并记录。
在教师协助下,学生利用米尺、矿泉水瓶、电风扇、地震模拟仪分别对塔高、承重、抗风能力、抗震能力依次进行测试,测试后将结果记录下来。
教师提示:塔高、承重、抗风能力、抗震能力为塔台模型制作的必要条件,都需要符合塔台模型制作标准中的最低标准,如有一个条件不符,则塔台模型不合格。
(3)材料成本计算。
提问:怎么计算材料成本呢?
教师出示材料价目表:一根吸管1角,一个钩码1元,一个滚珠2角,一卷胶带5角,一根弹簧2角。
教师讲解:根据上面的价目表,如果我们使用了60根吸管就是6元,使用了4个钩码就是4元,材料成本总共10元。
学生小组计算材料成本后汇报。师生将成本进行排序,成本最低的一组为第一名,最高的一组为最后一名。
教师讲解评分标准:全班一共五个小组,按照成本由低到高排序,成本最低的给5分,第二名给4分,以此类推。我们还可以将材料项分为三个等级,成本最低的给3分,成本中间的给2分,成本最高的给1分。教师提示将得分记录在塔台模型测试记录表中。
(4)分工与美观评分。
教师讲解:分工合作项目可以由各组自行介绍后各组评分;美观方面可通过塔台结构是否合理评分。
学生进行小组评分并记录。
设计意图:为学生创设测试情境,模拟真实的工程,让学生像真正的工程师一样进行工作、评分,加深对工程的理解。
3.师生汇总各小组成绩。
引导:请各组拿出塔台模型测试记录表,现在我们一起来汇总各组分数。
学生汇报分数,教师将每组分数填入塔台模型测试记录表中进行汇总,以平均分的方式计算出小组各项得分与最终得分。
教师讲解:我们来对总分或个别突出的分值颁发不同的奖项。总分最高的颁发最优奖;承重能力最强的颁发大力士奖;抗震能力最好的颁发抗震王者奖;美观得分最高的颁发最美造型奖。
设计意图:教师创设塔台模型测试活动的情境,模拟真实工程的测试,情境的代入感让学生真切体验工程师的工作。在测试中,要保证小组评分公平合理,小组测试的最终得分取平均值,使测试结果更加严谨、科学,培养学生认真、严谨的科学态度。为每组颁发不同的奖项,不仅能激发学生学习兴趣,也是对学生几节课以来辛苦付出的鼓励与肯定,有利于保持学生的学习热情。
4.其他小组的启示。
提问:其他小组建造的塔台模型有什么优点与不足?
学生交流其他小组塔台模型的优缺点,并阐述原因。
追问:其他小组的塔台模型对我们有什么启示?
学生讨论交流。在交流启示时,教师提示:启示可以是学习借鉴的优点,也可以是引以为戒的缺点。
设计意图:通过交流,让学生重新审视本组塔台模型,找到塔台模型的优缺点。在交流中,学生相互学习借鉴,借鉴优秀设计的经验,对出现的问题引以为戒,从而培养学生知识迁移应用的能力和严谨的科学态度。
(三)自我评估活动
1.分析塔台模型测试记录表。
教师引导:我们一起来看塔台模型测试记录表,找找表中的高分项与低分项,说说这些代表什么。
学生说出测试高分项为模型的优势,测试低分项为模型的不足。
教师布置任务:请大家分析测试标准的低分项,对本组塔台模型的问题进行汇总,写在问题梳理记录单上。
学生小组研讨并完成问题梳理记录单。
设计意图:教师引导学生找出测试标准中的高分项与低分项,分析各项分数,让学生学会读懂数据。
2.教师组织学生讨论交流以下问题。
问题一: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?
问题二:小组建造的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?
学生小组对照本组测试结果,分析本组模型的优点与不足,研讨优缺点产生的原因,并填写学生活动手册中的塔台模型测试记录表。
提问:我们知道了本组的问题与原因,再结合其他小组对我们的启示,说说应该怎样改进。
学生交流讨论改进的方法,并记录。教师巡视,提示需要集体商议。
设计意图:学生继续分析塔台模型测试记录表,进行自我评估,找到本组模型的不足,思考原因,找出问题并进行改进,培养学生分析数据、查找问题、解决问题的能力。学生根据数据及其他组的成果分享梳理、归纳本组问题,在同伴交流互助中明确改进方向。
3.总结塔台模型测试。
谈话:我们这节课对塔台模型做了测试,通过测试结果的分析,了解了模型的优缺点,进一步明确了改进的方向。
提问:在改进时我们要注意什么呢?可以只改进不足而不考虑其他项目吗?
预设学生回答:不可以,这样就会降低总体分数。
引导:怎么取舍呢?我们一起来看塔台模型制作评价表中的三级层次要求。
教师出示塔台模型制作评价表中的三级层次项目:第一层次要求是塔高、顶端承重、抗风能力、抗震能力,第二层次要求是材料成本统计,第三层次要求是设计图及文字说明、分工合作、美观。
学生观察分析三级层次要求后可以说出,在达到第一层次要求的基础上还要注意节省材料成本、美观等其他层次的要求。
教师总结:在改进过程中,我们还需要平衡各个项目,做到协和统一。
设计意图:通过师生互动、生生互动、教师总结,回顾梳理本组塔台模型的优势与不足,并明确改进方向,为下节课改进塔台模型奠定基础。
二、研讨
(一)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?
这个问题指向各组数据优势项目展示,并交流做法。
(二)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?
这个问题指向各组得分较低项目分析,查找原因并寻找解决办法。
对于问题一与问题二,教师组织学生在“测试”板块“自我评估”中进行交流,帮助学生明确交流内容与目的。
(三)其他小组的建造的塔台模型对我们小组有什么启示?
这个问题在“测试”板块“展示与测试”最后一个环节中进行交流。在交流中,学生相互学习借鉴,培养知识迁移应用的能力。
设计意图:将“研讨”部分中的问题整合到“测试”部分中,在真实情境下,使问题更具指向性,更有利于帮助学生明确交流内容,使学生在做中学、做中思。
【板书设计】
塔台模型测试记录表
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
一组
二组
三组
【活动手册使用说明】
活动目的:帮助学生记录各组的测试结果,并利用结果进行优缺点分析,记录问题,分析原因。
活动手册使用说明:测试活动的数据记录表在学生进行测试环节时使用,依据塔台模型测试记录表上的等级分别打分,为后面分析结果做数据支持。第二个表格可以在“自我评估”活动中使用,依据测试数据进行分析与自我反思,帮助学生整理、归纳、总结测试活动获得的信息。
d教科版(2022秋)六年级科学下册25相貌各异的我们教学设计
【教材简析】
《相貌各异的我们》是六年级下册《生物的多样性》单元的第5课。本单元从植物、动物、人类、古代生物四个角度着手研究生物的多样性这一话题,并对生物的遗传变异现象有一定涉及。本课则从学生自身的视角出发,以“世界上能找到完全相同的两个人吗”为核心话题引导学生体会每一个生物个体的独一无二。教科书安排了“观察自己和其他同学相貌的异同”以及“记录组内同学的相貌特征”两个活动。从内容角度而言,教科书利用学生对相貌的着眼点使学生对“性状”这一概念产生初步的理解,也能使其体会生物的性状是多种多样的;从研究方法角度而言,两个活动涉及对比观察与表格记录的科学研究方法,教师应安排学生通过统计手段归纳班级记录结果,并用简易的数学方法进行分析,从而使学生对科学的数据处理方法产生初步了解。
【学生分析】
本课依照“对比不同个体的相貌相似程度,最终理解任何两个人都不可能完全相同”的逻辑开展。六年级的学生可以轻松地在同班同学之间开展上述归纳调查活动。学生可以在课前收集一些亲子或胞亲间相似度较高的照片,这更利于学生理解“相似程度高的人也不会完全相同”这一点,也能利用遗传变异的知识理解亲缘关系与相貌相似之间的关系。本课活动开展难度较低,重点在于引导学生在学习过程中积极地联系身边的人和事物,并在课程结束后的生活中仍保持自主观察与思考的良好习惯。
【教学目标】
科学概念目标
1.人类不同个体之间存在着相同与不同。
2.人类亲代与后代有很多相似之处,但也有一些不同。
3.人的相貌特征、血型、性格、行为方式等方面都存在着遗传变异现象。
科学探究目标
1.能通过观察比较,发现人与人相貌特征的相同与不同。
2.能将人的相貌特征整合起来比较分析人与人的不同。
科学态度目标
能基于观察到的现象客观描述人类个体之间的相同与不同。
科学、技术、社会与环境目标
意识到人类对遗传变异的研究改善着人类生活。
【教学重难点】
重点:知道同种生物不同个体之间存在着相同与不同。
难点:通过观察对比归纳不同生物个体间的异同点。
【教学准备】
为学生准备:小镜子、某一家庭亲代与后代的照片、记录表。
教师准备:教学课件、班级记录表、三代或四代同堂全家照、双胞胎照片、人类遗传转轮图、有关遗传病的图片或视频。
【教学过程】
一、情景导入,揭示课题
1.谈话:(播放人脸支付或人脸解锁科普视频)我们身边的科学技术发展日新月异,视频里向大家展示的是一种什么技术?(人脸识别技术或面容识别技术)你在哪里见过它?你觉得它有什么好处?
2.提问:你觉得人脸识别安全吗?为什么?
3.小结:我们都拥有着不同的相貌,因此我们的长相才能成为我们的密码。人脸识别真的无懈可击吗?我们的相貌真的是独一无二的吗?今天我们就一起通过活动探究它的真相。(板书课题:相貌各异的我们)
二、观察不同个体相貌的异同
1.提问:我们怎么判断两个人长得像不像?你会关注哪些地方?(观察教科书第33页表格获得提示)可见,我们身上有许许多多的相貌特征,我们生长发育过程中具有的特征称作性状。(板书:性状)
2.谈话:(出示记录表,选取眼皮单双、耳垂有无、下颌是否有沟、眉毛细长粗短、鼻梁直弯5组相对性状进行研究)请大家根据这5种性状,在组内相互观察,你和其他组员的相貌有何异同?
3.学生观察,并记录观察结果。
4.学生按组汇报,教师统计数据并展示。
5.提问:观察统计数据,你发现了什么?
预设学生回答:不同的同学拥有不同的性状组合。
提问:这份数据可以说明每个人的长相都各不相同吗?
预设学生回答:不能,穷举5种性状的组合方式共有32种,在40人左右的班级中必有重复情况。
6.提问:(选出两位5种性状都一致的同学)这两位同学填表的内容一模一样,他们的相貌相同吗?你是怎么判断的?
预设学生回答:通过其余性状判断不相同。
7.小结:通过刚才的调查活动我们发现,当我们研究两位同学身上某一个相同的性状时,它们可能是相同的,也可能有着微小的区别,还可能一点也不一样。不过至今我们还没有发现两位相貌一模一样的同学。我们把研究的范围再扩大,来寻找更多长相接近的人。
三、研究亲代与子代之间、双胞胎之间的相貌差异
1.提问:在我们的印象中,什么样的人会长相很相似呢?
预设学生回答:父母孩子之间、双胞胎之间。
提问:他们的相貌会完全一样吗?我们继续用相同的方法来研究。
2.谈话:(出示相貌相似的一组亲子或双胞胎照片)从这几组照片中,你能辨别出他们的相貌有什么相似之处和不同之处吗?
3.学生以小组为单位观察照片中人物的相貌,汇报其异同点,比较哪个小组相同点找得多,不同点找得准确。
4.小结:可见,只要我们观察得足够细致,总能从外表相似的两个人身上找到他们的不同性状。正如世界上没有两片完全相同的树叶一样,世界上也没有完全相同的两个人。
5.谈话:性状研究得越多,就越能发现两个人相貌上的不同。实际上,现在的面部识别技术收集了人面部大约80个性状的信息。通过观察这么多性状,它可以识别出世界上每一个独一无二的人,所以面部识别技术是相当科学且完善的一项新兴技术。
四、拓展延伸,了解亲代与子代之间遗传的奥秘
1.提问:从刚才的亲子观察中,你还有没有什么别的发现?你能试着猜想其中的原因吗?
预设学生回答:亲子之间、双胞胎之间的相似度要比两个普通人之间的相似度高。
2.谈话:的确,我们身体中有能控制我们身体性状的密码,这些密码会随着生育从父母那里传给我们。我们和自己的亲代相似的现象称作遗传。
3.谈话:能遗传的不只有相貌性状,还有许许多多的特征。(出示性格、行为习惯及遗传疾病等资料)大家回家后可以多方面观察父母、兄弟姐妹等亲人的各种特征,你会对遗传有更加深厚的认识。
4.小结:在本单元的前几课,我们领悟了植物、动物都是千姿百态、各不相同的。通过今天的学习我们也可以体会到,作为一个个人类个体,我们之间也是存在差异的。大自然有着千千万万、各种各样的生物,但是没有两个生物个体是完全一样的,这就是生物的多样性。我们应该保护这样的大自然,保护生物多样性,是它造就了一个异彩纷呈的世界。
【板书设计】
相貌各异的我们
性状
眼皮
耳垂
下颌
眉毛
鼻梁
单
双
有
无
有沟
无沟
细长
短粗
直
弯
人数
【活动手册使用说明】
活动手册要求学生观察自己父母、祖父母、外祖父母的相貌特征并进行记录。学生可以在手册提供的性状之外选取自己家庭显著的特征进行观察,以更好地体会性状的遗传性。除此之外,还可以对家庭成员的习惯、性格等进行研究,看是否符合遗传规律。
b教科版六年级科学下册14设计塔台模型教学设计
【教材简析】
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。
【学生分析】
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】
科学概念目标
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.工程设计中蕴含着一定的科学知识。
科学探究目标
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。
科学态度目标
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,能听取同学意见并不断改进自己的设计。
科学、技术、社会与环境目标
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:认识并理解工程设计是一个复杂的过程,需要综合考虑各个因素及其之间的关联。
难点:能根据建造塔台的具体任务,综合考虑相关因素,在限制条件下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。
【教学准备】
为学生准备:塔台标书、学生活动手册、记录表。
教师准备:班级记录表、评价表、三角形与正方形的框架实物、建筑物图片、铁塔图片、教学课件。
【教学过程】
一、聚焦
(一)展示多种模型,明确模型意义
1.教师出示教科书塔台图片和设计模型对比图,让学生观察。
2.教师引导:大家知道在工程设计中制作模型的作用和意义吗?
3.学生讨论交流。
4.小结:设计制作模型能够呈现工程师的设计,要针对设计进行测试、评估、改进,直至符合建设要求,因此制作模型在工程设计中具有不可替代的重要作用。
(二)创设情境,聚焦任务
谈话:我们从今天开始,一起像工程师一样,来设计、制作、测试、评估、改进塔台模型,经历建造塔台的过程。
设计意图:学生通过观察模型和工程成果的对比案例,初步了解模型的重要价值。通过交流分析后深入理解模型在设计中的作用,增强学习动机。
二、任务
(一)明确工程要求
1.教师出示教科书中建造塔台的要求。
提问:我们要做一个什么样的塔台?我们一起来看看学校对建造塔台有什么要求。教师提示学生阅读教科书中要求。
2.学生阅读并明确教科书中要求。
学生自主阅读要求材料后全班进行总结交流。教师引导学生进行分析,找出其中的关键内容,汇总出工程要求的关键点:①塔台高度60厘米。②底部能够移动。③坚固并有承重能力。④具有抗风抗震能力。⑤节省材料。⑥美观。
教师提示:设计作品的关键是达到坚固、美观、价廉的平衡。
教师提出对于设计图纸和设计活动的要求:①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。②小组分工明确、系统,有序开展设计活动。
3.分析工程要求的层次。
教师引导: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?哪些是均衡整合考虑完成的?
学生交流分析,总结得出工程设计活动的三个层次。
(1)高度、安全、承重是必须要达到的要求。
(2)底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用是重点考虑的要求。
(3)成本、美观、设计方式、分工等是均衡整合考虑完成的要求。
(二)确定选取材料
教师出示教科书内容,配合课件展示材料选取要求。展示材料实物,学生观察材料,准备开展设计活动。
(三)阅读塔台模型制作评价表
1.教师引导:我们来阅读教科书中的塔台模型制作评价表。
2.学生阅读后结合工程要求,了解细化评价标准和相应分值,明确塔台模型设计具体要求。
设计意图:学生在认识工程任务中注重理解工程任务的层次,有些是必须完成的工程要求,有些是重点考虑的要求,有些是均衡整合考虑完成的要求。学生在理解以上内容的基础上才能更好地进行塔台模型的设计。
三、制订方案
(一)依据评价表思考问题
教师利用教学课件出示教科书中的5个问题,并引导学生思考。
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?
教师出示正方形和三角形的教具,提问:你们觉得正方形和三角形哪个形状更稳定?
学生自由发言,教师进行演示实验,学生观察两个形状受力后的变化。教师请学生亲自感受体验,再次感受三角形的承重能力。
小结:三角形更加稳固,在塔台模型设计中我们要多设计三角形来保证塔台模型的稳固和承重能力。
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?
教师利用教学课件出示简单的抗震设计示意图,讲解抗震基本设计原理,与学生交流共同汇总三种抗震方法,供各小组在塔台模型设计中借鉴。
第一种:耐震,可以在塔台模型中加入大量三角形。
第二种:制震,可以在塔台模型底部加大面积或加大重量。
第三种:免震,可以在塔台模型底部加滚珠。
谈话:以上这些问题大家不用马上回答,各小组在设计中思考、交流、讨论,共同研究解决方案。
设计意图:这些问题的提出并不是要学生当时回答出来,而是为学生顺利进行设计活动进行提示。学生带着这些问题开展设计活动,评价表可以为学生的工程设计提供帮助和支持。
三角形的稳定性和承重能力是设计中要重点利用的科学知识。学生在设计要求驱动下,会主动参与学习,获取新知加以利用。通过观察稳定性和感受承重性两个实验,学生充分理解三角形的性质,对设计模型和制作模型活动都有非凡的价值。
关于建筑物如何抗震,教师要精选抗震设计示意图,既不能过于繁复,又不能简单无效。教师还要引导学生观察其相同点,共同总结出便于设计实施的方法有利于在现有条件下完成本单元工程任务。
(二)开展设计活动
1.出示教科书中的学生交流图。
教师利用多媒体课件出示教科书中的学生交流图,学生阅读对话框中的提示内容。
2.交流设计关键点。
学生进行全班交流,相互提示交流塔台模型设计的关键点。
3.小组设计塔台模型。
教师下发与活动手册相同的设计方案记录表,学生小组开展塔台模型设计活动。教师适时指导,随时提醒学生协同设计评价表中的各个项目,提示在设计塔台整体结构时多用三角形。
(三)展示设计成果
1.谈话:请各组成员一起来介绍、展示设计方案。同学们一起交流,各组讲解尽可能翔实、完整,这样更有利于相互理解、相互交流、相互帮助。
2.学生介绍设计方案,全班交流。
设计意图:学生动手设计之前做好充分准备,通过阅读教科书配图文字、全班相互提示后再进行小组合作设计,并在设计过程中时刻提醒学生关注重点。这样一方面保证学生设计目的准确,另一方面保证课堂教学效率。
四、研讨
(一)我们的设计方案完备吗?是否考虑到了各个因素?
在展示设计成果活动中,小组汇报后,教师提出此问题。组织小组间质疑、解释、交流、互动,帮助每一组反思自己的设计方案。
(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?
在展示设计成果活动中,在第一个问题研讨后,教师提出此问题。教师组织各小组寻找自己设计方案中的问题。学生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。
设计意图:两个研讨问题分别融合在展示设计活动中,是各小组展示设计活动的重要研讨方向。问题一是各小组相互质疑、评价的核心问题。问题二是各小组相互借鉴、相互补充、各自完善的核心问题。把握好两个问题在设计展示交流活动中的作用,学生学习活动将事半功倍。
【板书设计】
设计塔台模型
工程要求:
1.高度、安全、承重是必须要达到的要求。
2.底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用是重点考虑的要求。
3.成本、美观、设计方式、分工等是均衡整合考虑完成的要求。
核心要求:坚固、美观、价廉的平衡。
【活动手册使用说明】
本课的活动手册在制订方案板块第二步设计中使用,在第三步进行展示交流。
和上一课相同,本课塔台设计方案也可由学生自行选用纸张完成,并注意保存。
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