资源简介

核心素养导向
1.4设计塔台模型
核心概念：（十二）技术、工程与社会——5、6年级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——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
教学目标
1.科学观念：
通过阅读案例，学生了解到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。
2.科学思维：
通过小组讨论、交流表达的方式，学生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。
3.探索实践：
学生能积极参加设计活动，对工程学习充满兴趣，在讨论交流过程中乐于表达与交流，并能够综合小组各成员的意见，形成集体的观点。
4.态度责任：
在书写标书过程中感受到科学知识与其他学科综合能力对工程设计的重要性。
教学重点和难点
1.重点：理解工程设计需要考虑项目要求、安全、成本等多种因素。
2.难点：考虑建造塔台所涉及的各个因素，根据这些因素整合小组意见设计标书。
教具学具
1.为学生准备：学生活动手册。
2.教师准备：班级记录表、操场照片、塔台标书、教学课件。
教学过程：
一、聚焦：引入课题（5分钟）
1.展示图片：展示航空塔台、通信塔台、暸望塔等不同类型塔台的图片，提问学生：“你们知道这些是什么吗？它们有什么用途？”引导学生回答并总结塔台是一种多功能的高耸结构，其用途和功能取决于应用场景。
2.引入课题：告诉学生学校要在操场上建造一座塔台，供两个足球教练站在塔台上指挥队员训练。提问：“你们觉得建造这样一个塔台需要考虑哪些因素呢？”
（设计意图：通过展示不同塔台图片，激发学生兴趣，引导其了解塔台的多功能性。再引入学校建造塔台任务，启发学生思考建造因素，培养实践思维能力。）
二、探索研讨（30分钟）
（一）小组讨论（5分钟）
1.将学生分成若干小组，每组4-5人，要求学生围绕“建造塔台需要考虑哪些因素”展开讨论，并记录讨论结果。
（预设：邀请各小组分享讨论结果。）
2.小结归纳，引导学生明确塔台设计需要考虑的因素包括高度、稳定性、安全性、承重能力、抗风能力、抗震能力等。
（二）、设计要点研讨（10分钟）
1.稳定性：展示上小下大、上轻下重的塔台形状示意图，提问学生：“为什么这种形状的塔台更稳定？”
（预设：重心越低越稳定）
2.框架稳定性：展示四边形框架的示意图，提问：“怎样让这个四边形框架更稳定？斜杆起到什么作用？”
（预设：斜杆可以起到支撑和加固的作用，使框架不容易变形。）
3.抗风能力：展示不同形状塔台在风中的受力示意图，提问：“哪种情况下的框架抗风能力更强？为什么？”
（预设：塔台的形状、结构等因素对抗风能力的影响，镂空的框架抗风能力更强）。
4.抗震能力：展示底部加滚珠、加大加重底座、加弹簧等增加抗震能力的方法示意图，提问：“这些方法为什么可以增加抗震能力？”
（预设：学生回答，生生互动）
（三）设计塔台模型（15分钟）
1.材料介绍：向学生介绍制作塔台模型的材料，包括吸管、胶带、剪刀等，并强调材料的使用要求，如吸管不能剪断，可用胶带适度拼接。
设计要求：明确塔台模型的设计要求，包括塔高58cm，塔顶平，便于测量承重；底部不得粘在桌上；坚固，具有抗风抗震能力。
2.小组设计：要求各小组根据讨论结果和设计要点，开始设计塔台模型。教师巡视指导，及时解答学生在设计过程中遇到的问题。
（设计意图：通过小组讨论，引导学生自主探究塔台设计的关键因素，培养合作与思维能力。借助示意图讲解稳定性、抗风抗震能力等要点，加深学生理解。最后通过动手设计塔台模型，将理论应用于实践，提升学生综合素养。）
三、模拟竞标（10分钟）
1.竞标准备：要求各小组根据自己的设计，制作一份竞标书，内容包括塔台模型的设计特点、优势、成本预算等。竞标书可以采用数字、图像、文字、字母等多种形式展示。
2.竞标过程：组织各小组进行模拟竞标，每组推选一名代表进行竞标演讲，其他小组成员可以补充说明。竞标成功的核心是项目的安全性和成本。
评选结果：教师根据各小组的竞标书和演讲情况进行综合评价，评选出竞标成功的小组，并颁发小奖品以示鼓励。
（设计意图：通过竞标活动，引导学生将塔台设计成果转化为竞标书，培养其综合表达能力。模拟竞标过程，让学生在竞争中突出项目安全性和成本优势，提升实践与沟通能力，激发学习积极性。）
四、课后作业（1分钟）
完善塔台模型：要求学生回家后对自己的塔台模型进行进一步完善，思考如何保证塔台不倒下、倾斜角最小，以及如何抵御大风或一定级别的地震。
撰写设计报告：要求学生撰写一份塔台模型设计报告，内容包括设计思路、遇到的问题及解决方法、最终的设计成果等。
五、拓展研究
鼓励学生查阅资料，了解不同类型的塔台在实际工程中的应用案例，思考这些塔台的设计特点和优势，并在下节课上与同学们分享自己的研究成果。
【板书设计】
1.4设计塔台模型
投标发布会
工程要求：项目安全性 项目成本
标书项目内容 设计标书形式
建造地址 文字
塔台样式 图画
人员分工 标记
塔台高度 数字
建造材料 标识
坚固措施 ……
安全措施 ……
计划成本 ……
教学反思：
本节课是学生开始体验工程设计的一课，也是经历一个典型的STEAM项目的开端。在教学过程中要先充分调动学生的设计积极性，激发学生建设工程的欲望。在这节课中通过塔台竞标书的竞标活动，培养学生综合考虑问题的能力和小组分工的能力。这节课在上课过程中上的好的话可以出彩，但是由于现实条件限制，学生很难经历一个完整的竞标过程，在下次上课的过程中，我应该多用语言进行引导，将这个创设好的情景延续下去。

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