資源簡介

(共30張PPT)
1.4設計塔臺模型
教科版 六年級上冊
教學目標
一、知道建立模型是工程設計中的重要環(huán)節(jié)，工程師常通過建立模型來測試他們的設計。
二、能根據(jù)建造塔臺的具體任務，綜合考慮相關因素，制訂出建造方案，知道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聯(lián)。
三、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，知道工程設計中蘊含著一定的科學知識，感受到科學知識對設計好塔臺的重要作用。
四、能深入思考，發(fā)現(xiàn)并解決設計中的難點問題，反思自己的設計，不斷改進。
新知導入
建立模型是工程設計中的重要環(huán)節(jié)，工程師常通過建立模型來測試他們的設計。
從這節(jié)課開始我們也要像工程師一樣，設計、制作、測試、評估、改進塔臺模型，經(jīng)歷建造塔臺的過程。
讓我們從設計塔臺開始吧。
故知回顧
明確一個要解決的問題
在限制條件下進行設計
制作一個模型（畫或寫解決方案）
測試這個模型，評估并改進
實施建設
在學校操場建一座塔臺，一共足球教練指揮隊員訓練。
任務
1
要求
以小組為單位，用材料制作一個高60厘米的塔臺（底部不得粘在桌面上）。要求進行圖形和文字的設計，使用所給的材料，塔臺必須保證站立且能承受一定的重量和風力，并具有一定的抗震能力，還要盡量節(jié)省材料。看一看哪組設計的作品能達到穩(wěn)固、美觀、價廉的平衡。
任務
1
要求
①尺寸：塔臺高度60厘米；
②功能：底部能夠移動；
③穩(wěn)固：承重能力強，抗風、抗震能力強；
④成本：節(jié)省材料；
⑤美觀。
項目要求：
設計要求：
①應有文字、圖畫、數(shù)字、標記等，清晰明了，有條理。
②小組分工明確、系統(tǒng)，有組織的開展設計活動。
任務
1
要求
思考：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？
（1）塔高、穩(wěn)固、能承重是基礎要求；
（2）有抗風、抗震能力是關鍵要求--重點考慮；
（3）成本、美觀、設計圖、分工等是均衡整合考慮完成的要求。
任務
2
材料
70根20厘米長的吸管
剪刀（1或2把）
膠帶
尺子（1或2把）
使用吸管作為主要材料決定著設計模型的形式與樣式。
選擇膠帶決定了模型拼接方式。
剪刀和尺子是制作模型時會用到的工具。尺子的主要作用在于測量、估算、計算塔高是否達標。
任務
塔臺模型制作評價表
項目 1分 2分 3分
設計圖及文字說明 缺少文字和圖畫設計 設計了文字和圖畫說明，但是說明較混亂、缺少條理，沒有用數(shù)字進行定量說明或者沒有關鍵性的箭頭指示等 合理地設計了文字和圖畫說明，對設計結構的表述條理清晰，對每部分使用的材料進行了加工和用量的詳細介紹
分工合作 分工不明確，每個成員不知道各自應該做什么 有基本的分工，但是分工不系統(tǒng)，或執(zhí)行分工不徹底，或有未承擔任務的成員 有明確的分工且貫徹實施，每個成員安排了相應的任務，并且每位成員都明確自己的任務，有組織地執(zhí)行
塔高 沒有達到60厘米的高度 基本接近60厘米的高度 達到60厘米的高度
頂端承重 頂端無法承重或頂端承重為所有小組中的最小 頂端承重為所有小組的中等水平 頂端承重為所有小組中的最大
抗風能力 能抵御1級（小風量）風吹 能抵御2級（中等風量）風吹 能抵御3級（大風量）風吹
抗震能力 能抵御1級（輕微）震動 能抵御2級（較強）震動 能抵御3級（強）震動
美觀 結構欠佳、制作粗糙，或在所有小組中最差 結構比較合理、外形較為美觀，或在所有小組中處于中等水平 結構合理、外形美觀，或在所有小組中處于最高水平
材料成本統(tǒng)計 材料成本在所有小組中最高 材料成本在所有小組中處于中等水平 材料成本在所有小組中最低
制定方案
1
依據(jù)評價表思考問題
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？
為了盡可能達到60厘米的塔高，我們在設計時要注意節(jié)省材料，有條件地選擇和優(yōu)化膠條的使用，以此實現(xiàn)堅固與成本的平衡;底座不能太大，否則材料會不夠用。
制定方案
1
依據(jù)評價表思考問題
②哪些設計是為了穩(wěn)固塔臺模型？
利用了框架，空氣阻力小。
制定方案
1
依據(jù)評價表思考問題
②哪些設計是為了穩(wěn)固塔臺模型？
你們覺得正方形和三角形哪個形狀更穩(wěn)定？
用食指分別從兩種形狀物體上部中點往下壓，感受它們的承受力，觀察它們形狀的改變。
探索哪種結構更穩(wěn)定
制定方案
1
依據(jù)評價表思考問題
②哪些設計是為了穩(wěn)固塔臺模型？
三角形是最穩(wěn)固的形狀，具有一定的承重和抗壓性。（這是塔臺設計結構的重點，也是突破承重這一技術難關的科學依據(jù)。）
用了框架，多使用三角形，使塔臺模型更穩(wěn)固。
制定方案
1
依據(jù)評價表思考問題
③如何保證塔臺不倒下？如何保證塔臺的傾斜角最小？
④什么因素會導致塔臺產(chǎn)生傾斜角？
探索物體不容易倒的秘密
制定方案
1
依據(jù)評價表思考問題
③如何保證塔臺不倒下？
①框架結構，空氣阻力小。
②上小下大的結構更穩(wěn)固。
③上輕下重的結構更穩(wěn)定，底部加重。
提示：將塔臺拆分成面，計算每個面的大小并進行標注
制定方案
1
依據(jù)評價表思考問題
④什么因素會導致塔臺產(chǎn)生傾斜角？如何保證塔臺的傾斜角最小？
立柱等高，即每個面大小、長短要一致。
立柱高度
制定方案
1
依據(jù)評價表思考問題
⑤如何保證塔臺能抵御大風或一定級別的地震？
①耐震——加大底部面積或加重底座重量。
②制震——塔臺底部加入彈簧。
③免震—─塔臺底部加滾珠。
制定方案
技術難關
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？
3.如何保證塔臺不倒下？如何保證塔臺的傾斜角最小？
4.什么因素會導致塔臺產(chǎn)生傾斜角？
5.如何保證塔臺能抵御大風的或一定級別的地震？
材料成本
形狀結構設計
穩(wěn)定性
控制傾斜
抗風、抗震
解決方法
合理設計圖紙 多用三角形結構
接口處多固定牢固 底座不能太大 避免材料浪費
工程各項系統(tǒng)是相互影響、相互制約的。
“工程的關鍵是設計”
制定方案
2
設計活動
提示塔臺整體設計結構，決定著塔臺的穩(wěn)定、堅固和承重能力；決定了塔臺整體形狀結構、多面體樣式、美觀性等。
在設計中明確加固位置，有條件地選擇和優(yōu)化膠條使用，以此實現(xiàn)堅固與成本的平衡，體現(xiàn)工程設計的精細與復雜。應該通過文字、標識等方式進行備注。
指向抗震、抗風、穩(wěn)固的設計與控制材料成本的聯(lián)系，需要思考并權衡二者關系。
制定方案
提示：
我們可以通過上面圖、地面圖、側面圖來表示塔臺形狀、尺寸的設計。
記得參照評價表中的各個項目哦！
制定方案
3
設計成果
以圖畫為主，將塔臺拆分成為底面、上面、側面、護欄、抗震系統(tǒng)等。其中標識四個側面只制作兩面，另外兩面可以按照其樣式進行拼裝，在保證穩(wěn)固的同時有利于節(jié)約成本，體現(xiàn)設計中的思維精細程度。
制定方案
3
設計成果
在此基礎上加入大量文字說明，這種方式更加明確了設計意圖，能夠更加清晰地指導建造活動。
研討
1
我們的設計方案完備嗎？是否考慮到了各個因素？
在設計時要考慮的因素:
1.高度、安全、承重。
2.底部能夠移動、具有抗風抗震能力、堅固耐用。
3.成木、美觀、設計方式、分工
研討
2
我們的設計方案還有需要調整的地方嗎？打算怎樣進一步調整？
各小組尋找自己設計方案中的問題。
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，制訂調整計劃，及時整改設計方案，填補出現(xiàn)的漏洞和問題。
課堂總結
作業(yè)布置
請同學們借鑒其他小組優(yōu)秀的設計方案，學習其中可以移用的巧思，繼續(xù)研討解決方案，及時調整設計方案，調整改進發(fā)現(xiàn)的問題。
謝謝
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