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第4课时　设计塔台模型
【教学目标】
科学概念
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.工程设计中蕴含着一定的科学知识。
科学探究
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。
情感态度价值观
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。
【教学重点】
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。
【教学难点】
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】
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？（学生讨论交流。）
3.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。
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。
（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。
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。）
　　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。
（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。
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。
（三）展示设计成果
　　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。（全班交流。）
四、研讨
（研讨问题见教科书P1）
【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。

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