教学《设计塔台模型》一课时,其中一个教学环节是让学生制订方案,在设计活动开始前需要学生依据评价量表思考以下问题:


这些问题会让学生接下来的设计图相比于上一节课更具科学性,但是有些问题对于没有接触过模型搭建的学生会有一些难度,那提出的解决方法就比较表面,没有实际操作意义。
但是在科学作业本《认识工程》中有一个实践拓展《搭牙签高塔》,如下图:


这个活动有趣易操作,相信大部分学生都喜欢做一做。那做成的高塔模型不是就可以在上述问题中迁移使用了嘛,而且是学生亲身体验过的,感触或是问题就会更真实。
那我们一一来看一看吧。
问题一: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?


结合上图我们发现如果使用等量的材料,塔高明显不一样,左图更注重个性化。从而让学生明白要节省材料,材料用到关键的地方,优化材料的使用。
问题2:哪些设计是为了稳固塔台模型?
大家在数学中学过三角形具有稳定性,那我们就在此基础上直观展示给学生吧。




以牙签高塔的整体形状做对比,再结合三角形和四边形的框架对比,问题也能解决了。
问题3:如何保证塔台不倒下?
某一个同学在第二课埃菲尔铁塔的学习中做了下面的改进:


我们可以再用装不同水量水的塑料瓶进行演示,效果很明显。能得出上小下大、上轻下重的结构高塔更不易倒下。
问题4:如果保证塔台的倾斜角最小?什么因素会导致塔台产生倾斜角?
这两个问题就放在一起讨论了,几乎所有做过的学生都说自己的牙签高塔歪了。


让学生观察上面的牙签高塔后学生发现从第四层开始塔开始歪了,再仔细观察会发现绿色竖着的牙签长短不一样了,甚至第四、第五层交界处的绿色牙签与左边的不在同一平面上了,再引出解决方法:立柱要等高,学生很容易掌握。
问题5:如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震?
牙签高塔本身是空心的框架结构,抗风能力很强,一些学生也能想到上轻下重。而抗震能力可以拿成品来试一试,但是由于这是周末作业,成品不太容易带回学校,很遗憾没有试。
有了模型,一些难以理解的问题就简单很多了呢。