資源簡介

(共38張PPT)
1.4 設計塔臺模型
第一單元 小小工程師
核心素養目標
科學觀念：了解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。工程設計中蘊含著一定的科學知識。
科學思維：能深人思考，發現并解決設計中的難點問題。能反思自己的設計，不斷改進。
探究實踐：能夠根據建造塔臺的具體任務，綜合考慮相關因素，制訂出建造方案。能根據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意。
態度責任：對工程設計抱有極強的興趣。愿意與小組成員合作、交流，共同完成設計任務。具有反思意識，能聽取同學意見并不斷改進自己的設計。
科學聚焦
01
科學聚焦
建立模型是工程設計中的重要環節
我們也要像工程師一樣，設計、制作、測試、評估、改進塔臺模型，經歷建造塔臺的過程。讓我們從設計塔臺開始吧！？
科學聚焦
科學探索
02
閱讀教科書，一起來看看學校對建造塔臺有什么要求。
明確任務
科學探索
1.塔臺高度60厘米;
2.底部不得粘在桌上;
3.具有抗風抗震能力;
4.堅固并有承重能力;
5.節省材料；
6.穩固、美觀、價廉的平衡。
工程要求的關鍵點：
科學探索
設計圖紙清楚明了，有條理，表達方式全面，有文字、圖畫、數字、標記等。
小組分工明確、系統，有序開展設計活動。
設計圖紙和設計活動的要求：
科學探索
我們面臨的工程任務的要求，
哪些是均衡考慮完成的？
哪些是重點考慮的？
哪些是必須達到的？
科學探索
工程設計活動的三個層次:
成本、美觀、設計方式、分工等是均衡考慮的要求。
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。
高度、安全、承重是必須要達到的要求。
科學探索
材料和工具要求：
70根吸管
剪刀
膠帶
尺子
制訂方案
科學探索
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，或執行分工不徹底，或有未承擔任務的成員 有明確的分工且貫徹實施，為每個成員安排了相應的任務，并且每個成員都明確自己的任務，能有組織地執行
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中的中等水平 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
塔臺模型制作評價表
科學探索
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？
哪些設計是為了穩固塔臺模型？
科學探索
正方形和三角形哪個形狀更穩定？
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。
科學探索
如何保證塔臺不倒下？如何保證塔臺的傾斜角最小？
如何保證塔臺能抵御大風或一定級別的地震？
什么因素會導致塔臺產生傾斜角？
科學探索
耐震
制震
免震
抗震設計示意圖
科學探索
三種抗震方法：
免震——塔臺底部加滾珠。
制震——塔臺底部加彈簧。
耐震——加大底部面積或加重底座重量。
科學探索
科學探索
科學探索
科學研討
03
研討一：我們的設計方案完備嗎？是否考慮到了各個因素？
我們的設計方案不是很完備，有的因素沒有考慮到，比如，沒有考慮到加大底部質量能夠提高抗風、抗震能力等。
科學研討
研討二：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？
我們的設計方案還有需要調整的地方，比如，四個側面可以只制作兩面，另外兩面可以按照同樣的樣式進行拼裝，這樣在保證穩固的同時又節約成本；底部可以增加金屬鉤碼，從而增大底部質量來提高抗風、抗震能力……
科學研討
科學拓展
04
請同學們借鑒其他小組優秀的設計方案，學習其中可以移用的巧思，繼續研討解決方案，及時調整設計方案，調整改進發現的問題。
科學拓展
課堂總結
05
課堂總結
課堂練習
06
一　填空題
1.設計塔臺的要求包括高度（60厘米）、 　底部不粘連桌面　 、使用固定材料、承 　重　 、 　抗風　 、 　抗震　 、穩固、美觀、價廉（節省材料）。
2.埃菲爾鐵塔有很多 　三角形　 （填“三角形”或“四邊形”）結構，這樣的結構主要是有利于 　增加　 （填“增加”或“減少”）它的穩定性。
底部不粘連桌面
重
抗風
抗震
三角形
增加
課堂練習
二　判斷題
1.我們在制作塔臺模型時，底座越重越好，越大越好。（　×　）
2.我們可以把塔臺固定在桌面上，例如用膠帶或者膠水等。（　　）
3.設計圖的好壞對模型有影響，雖然評價表中沒有設計圖的打分，但是也要十分細致地進行。 （　√　）
×
×
√
課堂練習
三　選擇題
1.在制作塔臺模型時，我們要多使用（　A　）結構。
A. 　 B. 　 C.
A
課堂練習
2.設計方案最好應該是（　C　）。
A.只需要用圖畫表達就可以了
B.用設計圖及文字說明，但缺乏條理，缺少定量說明
C.用設計圖及文字說明，不僅邏輯清晰，而且在用材和多少上都有細致的說明
C
課堂練習
3.塔臺的防風能力也很重要，下面的設計中對防風設計最好的是（　C　）。
A.用木板把里面密封起來
B.把塔臺的重量減輕
C.使用框架結構
C
課堂練習
四　綜合創新題
　　為了把長方形框架加固，我們一般可以在框架中加入 　斜桿　 。在下面的圖片中，甲圖中加入的材料所起的作用是 　推力　 阻止了框架的變形，乙圖中加入的材料作用是 　拉力　 阻止了框架的變形。
斜桿
推力
拉力
課堂練習
課堂實驗再現
制作模型是科學探究過程中常用的一種研究方法。
1.在我們設計塔臺模型時，我們需要用到很多材料，同時通過這些材料來模擬現實中塔臺建造所用到的材料。其中20厘米的吸管模擬的是（　　），剪刀模擬的是（　　），膠帶模擬的是（　C）。
A.切割機 B.鋼架 C.混凝土
B
A
C
課堂練習
2.關于抗震結構，你認為下列說法正確的是（　A　）。
A.抗震的方法有耐震、免震等
B.地震的發生是小概率事件，所以工程建設中不需要考慮抗震性
C.抗震結構的制作需要很多材料，且成本很高，不符合我們節約成本的理念一律不需要
A
點撥：地震的發生是小概率事件，但工程建設中需要考慮抗震性。抗震結構的制作需要很多材料，且成本很高，但不是一律不需要。
課堂練習
3.典典完成上面的分析后，他猜想了自己的設計中可能碰到的問題以及解決的方案。請你幫他將可能碰到的問題以及解決的方案連起來。　略
略
課堂練習
4.天天覺得上輕下重的結構穩定性好，聰聰不明白，天天就做了個實驗，請你幫他解答一下：下面選項中放在電風扇前（底部是水），最穩定的是（　C　）。
C
課堂練習

展開更多......

收起↑