資源簡介

(共37張PPT)
1.4 設(shè)計塔臺模型
第一單元 小小工程師
核心素養(yǎng)目標
科學(xué)觀念：了解工程設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，需要綜合考慮各個因素及之間的關(guān)聯(lián)。工程設(shè)計中蘊含著一定的科學(xué)知識。
科學(xué)思維：能深人思考，發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計中的難點問題。能反思自己的設(shè)計，不斷改進。
探究實踐：能夠根據(jù)建造塔臺的具體任務(wù)，綜合考慮相關(guān)因素，制訂出建造方案。能根據(jù)限制條件設(shè)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。
態(tài)度責任：對工程設(shè)計抱有極強的興趣。愿意與小組成員合作、交流，共同完成設(shè)計任務(wù)。具有反思意識，能聽取同學(xué)意見并不斷改進自己的設(shè)計。
科學(xué)聚焦
01
觀察塔臺和設(shè)計模型。
在工程中設(shè)計模型有什么作用和意義？
科學(xué)聚焦
設(shè)計
制作
測試
評估
改進
做一名小小工程師
科學(xué)聚焦
科學(xué)探索
02
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(shè)計，使用所給的材料，塔臺必須保證站立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(shè)計的作品能達到穩(wěn)固、美觀、價廉的平衡。
科學(xué)探索
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：
科學(xué)探索
設(shè)計要求：
①應(yīng)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(shè)計活動。
科學(xué)探索
思考：我們面臨的工程任務(wù)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(chǔ)要求；
（2）有抗風、抗震能力是關(guān)鍵要求重點考慮；
（3）成本、美觀、設(shè)計圖、分工等是均衡整合考慮完成的要求。
科學(xué)探索
2.材料（每組）
70根20厘米長的吸管
剪刀（1或2把）
膠水
尺子（1或2把）
科學(xué)探索
塔臺模型制作評價表 項目 1分 2分 3分
設(shè)計圖及文字說明 缺少文字和圖畫設(shè)計 設(shè)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(guān)鍵性的箭頭指示等 合理地設(shè)計了文字和圖畫說明，對設(shè)計結(jié)構(gòu)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(yīng)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(wù)的成員 有明確的分工且貫徹實施，每個成員安排了相應(yīng)的任務(wù)，并且每位成員都明確自己的任務(wù)，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(jié)構(gòu)欠佳、制作粗糙，或在所有小組中最差 結(jié)構(gòu)比較合理、外形較為美觀，或在所有小組中處于中等水平 結(jié)構(gòu)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
科學(xué)探索
1.依據(jù)評價量表思考問題
①為了盡可能達到60厘米的塔高，你們的設(shè)計是如何考慮材料使用的？
上小下大，但底座不能太大；盡量瘦長一些；用一些吸管從中間和側(cè)面進行支撐，并幫助延長高度。
科學(xué)探索
②哪些設(shè)計是為了穩(wěn)固塔臺模型？
利用了框架，相互交錯，使用了一些斜杠加固，塔體整體上小下大。
科學(xué)探索
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。
科學(xué)探索
探索哪種結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定
科學(xué)探索
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(dǎo)致塔臺產(chǎn)生傾斜角？
⑤如何保證塔臺能抵御大風或一定級別的地震？
科學(xué)探索
探索物體不容易倒的秘密
觀
看
視
頻
科學(xué)探索
2.設(shè)計活動
科學(xué)探索
3.設(shè)計成果
科學(xué)探索
科學(xué)研討
03
1、我們的設(shè)計方案完備嗎？是否考慮到了各個因素？
2、我們的設(shè)計方案還有需要調(diào)整的地方嗎？打算怎樣進一步調(diào)整？
科學(xué)探索
科學(xué)拓展
04
請同學(xué)們借鑒其他小組優(yōu)秀的設(shè)計方案，學(xué)習(xí)其中可以移用的巧思，繼續(xù)研討解決方案，及時調(diào)整設(shè)計方案，調(diào)整改進發(fā)現(xiàn)的問題。
科學(xué)拓展
課堂總結(jié)
05
課堂總結(jié)
課堂練習(xí)
06
一　填空題
1.設(shè)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(wěn)固、美觀、價廉（節(jié)省材料）。
2.埃菲爾鐵塔有很多 　三角形　 （填“三角形”或“四邊形”）結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)主要是有利于 　增加　 （填“增加”或“減少”）它的穩(wěn)定性。
底部不粘連桌面
重
抗風
抗震
三角形
增加
課堂練習(xí)
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(shè)計圖的好壞對模型有影響，雖然評價表中沒有設(shè)計圖的打分，但是也要十分細致地進行。 （　√　）
×
×
√
課堂練習(xí)
三　選擇題
1.在制作塔臺模型時，我們要多使用（　A　）結(jié)構(gòu)。
A. 　 B. 　 C.
A
課堂練習(xí)
2.設(shè)計方案最好應(yīng)該是（　C　）。
A.只需要用圖畫表達就可以了
B.用設(shè)計圖及文字說明，但缺乏條理，缺少定量說明
C.用設(shè)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(xí)
3.塔臺的防風能力也很重要，下面的設(shè)計中對防風設(shè)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(jié)構(gòu)
C
課堂練習(xí)
四　綜合創(chuàng)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(xí)
課堂實驗再現(xiàn)
制作模型是科學(xué)探究過程中常用的一種研究方法。
1.在我們設(shè)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(xiàn)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(xí)
2.關(guān)于抗震結(jié)構(gòu)，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(fā)生是小概率事件，所以工程建設(shè)中不需要考慮抗震性
C.抗震結(jié)構(gòu)的制作需要很多材料，且成本很高，不符合我們節(jié)約成本的理念一律不需要
A
點撥：地震的發(fā)生是小概率事件，但工程建設(shè)中需要考慮抗震性。抗震結(jié)構(gòu)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(xí)
3.典典完成上面的分析后，他猜想了自己的設(shè)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(xí)
4.天天覺得上輕下重的結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(wěn)定的是（　C　）。
C
課堂練習(xí)

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