新教科版四年級科學下冊4“設計塔臺模型”教學設計

1、4.設計塔臺模型【教材簡析】本課重點聚焦工程設計這一核心內(nèi)容。由于學習內(nèi)容和學習方式主要以小組討論、交流、設計為主，教科書的編寫體例不再沿用四個板塊的模式，而是以工程建設的基本程序展開。教科書對塔臺模型的設計提出了明確的要求，提供了材料清單及評價表。一方面指導學生設計方向，另一方面指導學生利用評價表來規(guī)范設計方案。學生制訂方案時，可以利用教科書呈現(xiàn)的五個問題展開思考，全面而細致地考慮設計問題，盡可能設計出優(yōu)質(zhì)的塔臺模型方案。本課的模型設計是對上一課“標書”的具體化，并且下一課建造模型要完全遵照本課的設計圖紙實施，單元結(jié)束課也要針對本課設計的不足進行改進。所以，本課的學習內(nèi)容在單元中具有十分重要

2、的作用。【學情分析】學生在之前工程類課程學習中，很少有如此全面的設計活動。雖然本課為學生設計塔臺模型提供了必要的支持，但是對于學生來說仍然具有挑戰(zhàn)性，學生要經(jīng)歷多維度的思考與權(quán)衡，最終整合出最為合適的設計方案。在這一科學實踐活動過程中，需要學生在積極思考的基礎上，注重小組交流合作，整合小組成員的想法。生生之間相互借鑒補充，培養(yǎng)學生合作交流的重要能力。學生在本單元前三課已經(jīng)有了初步的合作，在此基礎上教師要進一步創(chuàng)設情境，適時指導學生學會合作、學會交流，培養(yǎng)相互合作的能力和習慣?！窘虒W目標】科學概念目標1.工程設計是一個復雜的過程，需要綜合考慮各個因素及之間的關(guān)聯(lián)。2.工程設計中蘊含著一定的科學知

3、識?？茖W探究目標1.能根據(jù)建造塔臺的具體任務，綜合考慮相關(guān)因素，制訂出建造方案。2.能根據(jù)限制條件設計出符合要求的塔臺模型，并能用文字和繪圖的方式表達創(chuàng)意。3.能深入思考，發(fā)現(xiàn)并解決設計中的難點問題。4.能反思自己的設計，不斷改進。科學態(tài)度目標1.對工程設計抱有極強的興趣。2.愿意與小組成員合作、交流，共同完成設計任務。3.具有反思意識，能聽取同學意見并不斷改進自己的設計?？茖W、技術(shù)、社會與環(huán)境目標感受到科學知識對設計好塔臺的重要作用?！窘虒W重難點】重點：認識并理解工程設計是一個復雜的過程，需要綜合考慮各個因素及其之間的關(guān)聯(lián)。難點：能根據(jù)建造塔臺的具體任務，綜合考慮相關(guān)因素，在限制條件下設計出

4、符合要求的塔臺模型，并能用文字和繪圖的方式表達創(chuàng)意?！窘虒W準備】為學生準備：塔臺標書、學生活動手冊、記錄表。教師準備：班級記錄表、評價表、三角形與正方形的框架實物、建筑物圖片、鐵塔圖片、教學課件?！窘虒W過程】一、聚焦（一）展示多種模型，明確模型意義1.教師出示教科書塔臺圖片和設計模型對比圖，讓學生觀察。2.教師引導：大家知道在工程設計中制作模型的作用和意義嗎？3.學生討論交流。4.小結(jié)：設計制作模型能夠呈現(xiàn)工程師的設計，要針對設計進行測試、評估、改進，直至符合建設要求，因此制作模型在工程設計中具有不可替代的重要作用。（二）創(chuàng)設情境，聚焦任務談話：我們從今天開始，一起像工程師一樣，來設計、制作、

5、測試、評估、改進塔臺模型，經(jīng)歷建造塔臺的過程。二、任務（一）明確工程要求1.教師出示教科書中建造塔臺的要求。提問：我們要做一個什么樣的塔臺？我們一起來看看學校對建造塔臺有什么要求。教師提示學生閱讀教科書中要求。2.學生閱讀并明確教科書中要求。學生自主閱讀要求材料后全班進行總結(jié)交流。教師引導學生進行分析，找出其中的關(guān)鍵內(nèi)容，匯總出工程要求的關(guān)鍵點：塔臺高度60厘米。底部能夠移動。堅固并有承重能力。具有抗風抗震能力。節(jié)省材料。美觀。教師提示：設計作品的關(guān)鍵是達到堅固、美觀、價廉的平衡。教師提出對于設計圖紙和設計活動的要求：設計圖紙清楚明了，有條理，表達方式全面，有文字、圖畫、數(shù)字、標記等。小組分工

6、明確、系統(tǒng)，有序開展設計活動。3.分析工程要求的層次。教師引導：我們面臨的工程任務的要求，哪些是必須達到的？哪些是重點考慮的？哪些是均衡整合考慮完成的？學生交流分析，總結(jié)得出工程設計活動的三個層次。（1）高度、安全、承重是必須要達到的要求。（2）底部能夠移動、具有抗風抗震能力、堅固耐用是重點考慮的要求。（3）成本、美觀、設計方式、分工等是均衡整合考慮完成的要求。（二）確定選取材料教師出示教科書內(nèi)容，配合課件展示材料選取要求。展示材料實物，學生觀察材料，準備開展設計活動。（三）閱讀塔臺模型制作評價表1.教師引導：我們來閱讀教科書中的塔臺模型制作評價表。2.學生閱讀后結(jié)合工程要求，了解細化評價標準

7、和相應分值，明確塔臺模型設計具體要求。三、制訂方案（一）依據(jù)評價表思考問題教師利用教學課件出示教科書中的5個問題，并引導學生思考。1.為了盡可能達到60厘米的塔高，你們的設計是如何考慮材料使用的？2.哪些設計是為了穩(wěn)固塔臺模型？教師出示正方形和三角形的教具，提問：你們覺得正方形和三角形哪個形狀更穩(wěn)定？學生自由發(fā)言，教師進行演示實驗，學生觀察兩個形狀受力后的變化。教師請學生親自感受體驗，再次感受三角形的承重能力。小結(jié)：三角形更加穩(wěn)固，在塔臺模型設計中我們要多設計三角形來保證塔臺模型的穩(wěn)固和承重能力。3.如何保證塔臺不倒下？如何保證塔臺的傾斜角最?。?.什么因素會導致塔臺產(chǎn)生傾斜角？5.如何保證塔

8、臺能抵御大風或一定級別的地震？教師利用教學課件出示簡單的抗震設計示意圖，講解抗震基本設計原理，與學生交流共同匯總?cè)N抗震方法，供各小組在塔臺模型設計中借鑒。第一種：耐震，可以在塔臺模型中加入大量三角形。第二種：制震，可以在塔臺模型底部加大面積或加大重量。第三種：免震，可以在塔臺模型底部加滾珠。談話：以上這些問題大家不用馬上回答，各小組在設計中思考、交流、討論，共同研究解決方案。（二）開展設計活動1.出示教科書中的學生交流圖。教師利用多媒體課件出示教科書中的學生交流圖，學生閱讀對話框中的提示內(nèi)容。2.交流設計關(guān)鍵點。學生進行全班交流，相互提示交流塔臺模型設計的關(guān)鍵點。3.小組設計塔臺模型。教師下

9、發(fā)與活動手冊相同的設計方案記錄表，學生小組開展塔臺模型設計活動。教師適時指導，隨時提醒學生協(xié)同設計評價表中的各個項目，提示在設計塔臺整體結(jié)構(gòu)時多用三角形。（三）展示設計成果1.談話：請各組成員一起來介紹、展示設計方案。同學們一起交流，各組講解盡可能詳實、完整，這樣更有利于相互理解、相互交流、相互幫助。2.學生介紹設計方案，全班交流。四、研討（一）我們的設計方案完備嗎？是否考慮到了各個因素？在展示設計成果活動中，小組匯報后，教師提出此問題。組織小組間質(zhì)疑、解釋、交流、互動，幫助每一組反思自己的設計方案。（二）我們的設計方案還有需要調(diào)整的地方嗎？打算怎樣進一步調(diào)整？在展示設計成果活動中，在第一個問題研討后，教師提出此問題。教師組織各小組尋找自己設計方案中的問題。學生借鑒其他小組設計方案的優(yōu)秀經(jīng)驗，小組研討解決方案，制訂調(diào)整計劃，及時整改設計方案，填補出現(xiàn)的漏洞和問題?！景鍟O計】設計塔臺模型工程要求：1.高度、安全、承重是必須要達到的要求。 2.底部能夠移動、具有抗風抗震能力、堅固耐用是重點考慮的要求。3.成本、美觀、設計方式、分工等是均衡整合考慮完成的要求。 核心要求：堅固、美觀、價廉的平衡?！咀鳂I(yè)設計】1.在各種建筑中，工程師利用了很多什么形狀來加固建筑（ ）A.圓形 B.四邊形 C.