【虞小科课堂实践】六下《设计塔台模型》教学思考和实践反思 [复制链接]

【教材简析】

从单元整体设计来看，本单元是让学生经历“明确任务——设计——建筑(模型)——测试——评估——改进”这一完整的工程设计过程。从本课开始，学生的学习视角从对工程的整体认知转到到工程设计这一核心内容。与之相应，教科书的编写体例不再沿用四个板块的模式，而是以工程建设的基本程序展开。教科书一开始明确建立模型的重要意义。随后对塔台模型的设计提出了明确的要求，同时供应材料清单以及评价表，一方面指导学生设计方向，另一方面从评估的角度利用评价表规范设计方案。此外，教科书提出了5个问题供学生制定方案时思考，引导学生全面细致地考虑设计问题，帮忙学生突破技术难点，尽可能设计出符合要求的塔台模型方案。本课的内容是对上一节“标书”的具体化，聚焦塔台设计这个关键点来展开工程实践活动的。下一节建筑塔台模型要依照本课的设计方案来实施，单元结束课也要对本课设计的不足进行改进。所以本课的内容在整个单元中起到很重要的承上启下作用。

【学情分析】

本课为学生设计塔台模型提供了必要的支持，但是对于学生来说仍然具有挑战性，学生要经历多维度的思考与权衡，最终整合出最为合适的设计方案。第一个挑战是设计图的绘制，学生的设计意识比较薄弱，对工程设计的要素接触较少，对设计图纸上必要的文字、图形、数字等标注以及要绘制不同视角的设计图，全方位呈现等都不清楚，老师需要引导学生发觉其中的学问，知道工程要以科学和技术为基础。第二个挑战是认识设计方案中各影响因素之间的关系，如结构设计、稳定性、把握倾斜等。同时理解“工程活动的本质是创造人工实体，设计与物化是其中的重要环节”这一主要概念。【教学目标】

科学观念：通过塔台模型，认识到工程设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素及之间的关联。知道工程要以科学和技术为基础。

科学思维：能深入思考，用分析、判断的方法发现并解决设计中的难点问题。

探究实践：能根据限制条件设计、绘制出符合要求的塔台模型，并能用文字和绘图的方式表达创意。能反思自己的设计，不断改进。

态度责任：对工程设计抱有极强的兴趣。在设计与绘制塔台设计图时愿意与小组成员合作、交流，共同完成设计任务。具有反思意识，能听取同学意见并不断改进自己的设计。

【教学重难点】

重点：认识并理解工程设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素及其之间的关联。

难点：能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，在限制条件下设计出符合要求的塔台模型，并能用文字和绘图的方式表达创意。

【教学准备】

教师：班级记录表、评价表、三个空瓶子、三角形与正方形的框架实物、建筑物图片、铁塔图片、教学课件。

学生：塔台标书、学生活动手册、记录表。

后各个小组可以互相补充、互相借鉴，各自完善设计方案。期待在你们在下节课的制作环节大放光彩！

【互动】
1.这里两个空瓶子，一个正放，一个倒放，你们觉得哪一个瓶子不容易倒，（预设：正放的）这时候吹来一阵风（倒放的倒了）你们能说说理由吗？（预设：因为正放的底部接触面积更大）总结：像这样上小下大的结构更稳定
2.你有没有办法让倒放的空瓶子变得更稳定些呢？（预设：加水）这时候又吹来一阵风（倒放空瓶子的倒了），底部加水后更稳定了，这又是为什么呢？（变重了）总结：加入水后改变了瓶子重量分布，像这样上轻下重的结构更稳定。

【教学过程】
一、激发兴趣、聚焦问题（预设3分钟）  

1.提出任务：学校要在操场上建造一座塔台，以供足球教练站在塔台上指挥队员训练。现在任命你们为本次塔台建造的工程师，在建造塔台之前我们需要先建立一个塔台模型
2.出示不同的模型
建立模型是工程设计中的重要环节，工程师通常通过建立模型来测试它们的设计。模型在我们的生活中也很常见，比如：建筑模型、汽车设计模型、产品设计模型
3.明确流程
请思考建立塔台模型我们需要做些什么？(预设: 画设计图、考察、制作、测试、评估···)
从今天开始我们要像工程师一样，设计、制作、测试、评估、改进我们的塔台模型。这节课我们先完成塔台模型的设计。

二、明确任务：设计塔台模型（预设12分钟）
1.这是学校对塔台模型建造的要求
塔台高度60厘米（底部不得粘在桌面上）
塔台须保证站立且有承重能力
塔台应具有一定的抗风抗震能力
美观、节省材料（70根吸管）
提问：请同学用几个词语来概括这些要求（预设：塔高、稳固、美观、成本）
2.这是材料超市，我们可以挑选材料进行设计制作，里面有：70根18.8厘米长的吸管，剪刀，胶带，直尺，卷尺，连接件。
提问：连接件分为三类，请同学们根据图片提示猜一猜它们的作用：两通连接件（用来延长吸管），四通连接件（可以对多根吸管进行对接），单通连接件（配合四通连接件使用，可调整倾斜角度）

3.出示评价表（评价前置，简化课本评价表）
让我们一起来看看塔台模型制作评价表，它整合了全部要求，并明确了模型设计的限制条件，请同学们在设计时综合考量这些要素。
提问：请仔细阅读评价表思考在设计过程中我们可能会遇到哪些问题？

4. 技术难关大突破

(1) 高度——如何达到60厘米的塔高（大概是几根吸管的高度？是斜边高度还是垂直高度？你是选择一步到位，还是层层递进？）

(2) 稳固——哪些设计可以稳固塔台，抵御大风、地震（整体上：框架结构、上轻下重、上小下大;细节上:三角形结构）

(3) 美观——如何提升塔台的颜值？（从整体从细节上）

(4) 成本——怎样兼顾稳固的同时节省材料？【评价：看来要完成塔台设计，还需要综合考虑各因素之间相互制约的关系。老师期待大家可以找到塔高、稳固、美观、成本平衡点】

三、规范并开展设计 （预设18分钟）
1.规范设计
这是埃菲尔铁塔设计图，同学们什么感受？（精密、复杂），正是由于如此精细、复杂的设计图，施工人员才能按照设计图进行建造和定期维护，埃菲尔铁塔才能屹立133年不倒。
（出示几种典型的设计图样本），请大家对比这两幅设计图，思考条理清晰的设计图需要有哪些要素？图画（顶部设计图、底部设计图、侧面设计图，通过多方位的平面图，才能把立体模型更好的呈现）、文字（解释说明）、数字（方便成本估算）

2.老师给大家准备了部分材料样品，大家可以进行尝试，小组研讨并完成设计图
完成设计后请统计吸管数量并完成自评.
挑选出最能体现小组设计理念的设计图，挂到展示区
注意时间分配，时间15分钟
请组长上台领取材料和记录单

四、 交流研讨（预设10分钟）
1.接下来请大家以小组为单位，集体参观其他各组的作品，然后选出你们认为最好的2份设计，把你们组的五角星贴在他们他评的板块。
2.请优秀小组从塔高、稳固、美观、成本这几个角度介绍自己的作品
提问：哪些设计给你们启发？（联系要求）；对于五角星较少的小组或没有完成的小组，再请大家提提建议（具体展开：没有充分使用材料，多余的材料怎么处理）
3.课堂上的交流时间有限，课后各个小组可以互相补充、互相借鉴，各自完善设计方案。期待在你们在下节课的制作环节大放光彩！

【板书设计】

感谢分享

刚好要上，学习了

有个疑问，上课和试教的学生有没有学习过第三课时？因为第3课时本身就是有画设计图的，

【实践反思】
亮点：
1.基于材料的设计：出示材料商店，学生可以挑选任意材料进行设计，设计环节提供少量材料样品，以供学生对材料有更深入的了解，提升设计方案的可行性。
2.设计难关大突破环节：围绕塔高、稳固、美观、成本四个关键词展开教学，通过学生探讨明确设计要求，还提醒学生要综合考虑各因素之间相互制约的关系
3.优化评价：首先评价前置，将塔台模型制作评价表提前出示，并针对评分表思考设计过程中需要注意的问题。过程性评价贯穿课堂，自评他评相结合，自评从四个关键词出发，从塔高美观稳固成本进行小组自评，以此来检验设计是否符合要求。他评环节用参观展览的形式开展，方便对比，综合考量各要素后选出两个最佳作品。

不足：
1.课堂时间把握不到位，预设15分钟的设计时间，学生超时迟迟不肯停手，教师也没有及时引导，导致最后超出三四分钟。
2.展示区域设置较小，主要集中在教室后面区域，应调整为两块展示区
3.有老师提出设计图应该分为：立体图和细节这样可以画的更快一些，而我考虑学生花画立体图有难度就设置为底部、顶部、侧面设计图，导致学生没有整体的思维，会出现底部顶部不配套的情况
4.教师点评不够细致，有一组底部边长5cm，顶部边长2cm,并没有发现指出，不过个人觉得课堂上并不是要指出所有问题，有些问题可以让学生在制作过程中自己发现。
5.指导设计的过程比较仓促，预想是通过学生自主讨论，在思维碰撞的过程中慢慢落实设计要求，但一直在担心时间的问题所以有些设计问题是老师提出的并非学生自己发现的，有些老师建议2节课完成是非常好的建议

回复 14楼傅蒋的帖子

课前谈话的时候孩子们说是上过的，一直想不好是画立体图还是平面图，各有利弊

问一下材料是哪个牌子的？

回复 14楼傅蒋的帖子 课前谈话的时候孩子们说是上过的，一直想不好是画立体图还是平面图，各...... 傅滨飞 发表于 2024/3/7 9:52:58

作业本里两种画法都可以的，立体图就一个，平面图要多个角度分开画

学习了

认真学习，努力成长

在这节课中注重学生在设计之前的设计要点引导，但真正设计时却处处碰到要点问题，所以感觉能不能学生设计中遇到问题再加以引导。

回复 17楼徐小萍的帖子

是阔华器材箱

回复 21楼付出永远美丽的帖子

没有真实经历孩子们考虑的会比较少，其实在制作过程中会发现很多问题，再反过来对设计图进行调整会更好

这个课是挺难的，最好讲评后有一个对设计图的修改完善的环节

学习了！

是大家可以借鉴上的好方案。

学习了，感谢分享

学习了，好课

正好也上到这一课，谢谢分享，学习了~

听了这节课，感觉很难上，让学生在实践中发现问题再改进应该效果比较好，不过40分钟感觉时间远远不够