1、1 第一单元第一单元 小小工程师小小工程师 1.1.了解我们的住房了解我们的住房 【教材分析】 房屋是最贴近学生生活的建造工程。 因此本单元从住房建造工程入手了解学习工程的系统性、复杂性等特点，对学生来说比较合适。 本课设计了三个活动，紧紧围绕聚焦板块的 3 个问题开展学习活动。探索活动 1 是交流住房基本结构。住房的结构分类标准有很多，从功能上分类有卧室、起居室（客厅） 、厨房、卫生间、阳台等；从楼梯结构分类有砖木结构、砖混结构、钢混框架结构、钢结构等。探索 2 是对住房各个系统开展探究活动，住房中有给排水、电、燃气、供暖等必备设备。完善的设备建设需要依靠相应的整套系统支持，例如承重系统、采
2、光系统、通风系统。这些系统的建设与住房整体结构紧密相连并要协同设计。 探索 3 是对工程建造过程进行学习， 住房的建造过程包括明确任务、 选址、设计、 建造、 验收等。 通过这三个探索内容的学习， 使学生从整体上对住房工程有一个初步认知，同时也为下一节课认识工程奠定基础。 【学情分析】 学生虽然每天居住在房屋中，似乎应熟悉房屋，但绝大多数学生对其结构、系统、建造过程并不清楚，因此学习本课还是有一定难度的，但学生对这一内容的学习会非常感兴趣。鉴于学生的年龄，只要能大致指导住房的基本结构、必需系统以及建造的主要过程即可，从整体上对住房有一个初步认知， 【教学目标】 科学概念目标 1.住房都是有一定
3、结构的，根据需求不同，结构也会存在差异。 2.住房由供水、供暖、采光、电路等多个系统组成。 3.住房需要经历一定的建造过程，每一个过程都非常重要，需协同发挥作用。 科学探究目标 1.能结合自己家的住房，说出住房的基本结构（功能分区） ，以及供水、采光、供暖等主要系统。 2.能通过查阅资料及相互交流，简述住房的基本建造过程。 科学态度目标 1.对了解住房有极强的学习兴趣。 2.感受同伴沟通交流的重要，乐于分享。 科学、技术、社会与环境目标 2 1.初步认识到人类的需求促进社会的进步与发展，同时鹅血技术的进步也满足人们对美好生活的向往与追求。 2.初步感受房屋建造的复杂性、系统性和科学性。 【教学
4、重难点】 能结合自己家的住房，说出住房的结构以及供水、采光、供暖等主要系统。 【材料准备】 教师住房结构图、给排水系统、电路系统等系统图片，有关住房建设过程的相关资料、班级记录表、教学课件 学生记录单、拍摄关于家里结构图的图片 【教学过程】 （一）聚焦 出示住宅群、房屋室内结构图照片。 教师说说你家住房的基本结构是怎样的？有哪些必需的系统？需要经历一个怎样的建造过程？ 学生（进行简单的回答）有门窗、房顶，有水、电等系统。 设计意图出示房屋室内结构是要引导学生把关注点从住宅外引向住宅内部，聚焦住宅内部的结构和系统，便于思考和交流聚焦环节的三个问题。同时本环节也是调查学生前概念的活动，暴露学生对住
5、房结构、系统、建造过程的了解，有助于开展本课的教学活动 （二）探索 探索 1：住房的基本结构（观察-汇报（提取前概念）-分析（形成正确概念） ） 出示房屋结构明显的家庭住宅图片（也可提示学生自己带家里的结构图的图片来校） 。 教师观察图片，哪些是属于住房的基本结构。 学生讨论汇报：门、窗、墙体、粱、柱子、电视机、沙发. 教师引导分析：这些找到的是不是都是住房的结构呢？哪些是住房本身具备的，属于住房的结构。哪些是我们后期购买来服务生活的，一般不属于房屋结构） 学生归纳：住房的基本结构主要包括住房的框架、墙体。餐桌、电视、沙发等是装修后添置的。 设计意图学生通过观察、分析图片，形成对住房结构的认识
6、。在这个过程中，教师通过层层指导帮助学生去除错误认识，从而理解住房结构的含义。 探索 2：住房所必须具有的系统 （1）出示具有房屋内部设施的图片。 教师请同学们在图中找到住房设施，并将找到的设施标记在记录单上。并思考每个设施的3 作用。 学生卫生间、厨房有排水设施；各个房间有电源、点灯等电器设施。 （2）感受住房系统的复杂性 教师这些水和电是怎样到达各个位置的？ 学生思考：水有管道，电也有电线路。 教师你们知道住房的水电内部系统是怎么样子的吗？（教师出示住房水电系统的示意图） 学生通过观察水电系统示意图，发现水电系统太复杂了。 （3）感受其它工程系统的复杂性 教师出示更为复杂、完整、系统的小组
7、或成视供电、水处理系统图。 设计意图从日常生活的水电设施入手，进而关注看不见的水电线路，然后呈现整体水电系统。从简单一步步走向复杂，通过层层深入帮助学生理解系统的含义、作用、价值和复杂性。 探索 3：了解住房建造的过程 （1）交流对住房建造过程的认识 教师想一想一套住房的建成需经历哪些过程？ 学生回答：设计图，施工.（建议让学生将自己的想法写在小卡片上，学生一边写一边想，给学生回忆思考的空间） 设计意图了解学生对于住房建设过程的前概念。 （2）学生整理分析住房建造过程的信息 教师活动：教师分发给每个小组房屋建设过程的相关资料。 教师你们可以从资料中梳理出房屋建造的过程吗？ 学生小组交流研讨，将
8、搜集的信息记录在活动手册上。 （3）学生对比前后认识，形成岁住房建造过程的了解。 教师大家可以将自己原来卡片上的想法和记录单上的想法进行比较，修正自己的认识。 （4）全班交流住房建设资料 教师说一说一套住房的建成需经历哪些过程。 学生选址、设计、建造，验收. 教师活动：将学生整理汇报的信息进行板书，形成班级记录表。 设计意图学生通过对资料的整理、分析，了解住房建造的过程，与学生前概念进行比较、反思，更好地明确住房建造过程。为本单元学习打好基础。 （5）全班研讨交流 教师在住房建造的过程中，哪些工作阶段最重要，为什么？ 学生1 我认为设计很重要，设计图设计好了，才能知道要做什么，才能开展施工 4
9、 2 我认为选址很重要， 住的地方要安全， 那就要确定在哪里建房,要对周边的环境进行检查,避开容易发生灾害的地方。 3 我认为验收很重要，. 设计意图引导学生在研讨交流的过程中着重说明理由，教师注意引导同学之间进行质疑和辩论，最终帮助学生发现，建造工程的每个阶段都很重要，都必不可少，但核心是设计。 3、拓展 教师谈话：大家可以搜集其它工程（如“中国天眼” ， “神舟”飞船、高铁、桥梁、鸟巢）建造过程的案例，下节课与同学分享。 设计意图在下节课中学生需要学习 认识工程 ， 学习工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。学生提前准备资料，为下节课的学习做准备。 【教学后记】 2.2.认识工
10、程认识工程 【教材分析】 教材中呈现了我国具有代表性的伟大工程港珠澳大桥。以港珠澳大桥这一巨型工程与上节课身边的住房建造工程进行对比， 呈现巨型与小型、 复杂与普通、 远处与身边等多角度的冲突。基于这样的冲突，开展以下三个探索活动。 第一个活动是让学生通过收集、分析资料的方式了解港珠澳大桥的建设目的、意义，工程设计的限制条件以及面临的技术难关，如何攻坚克难找到解决方法，大桥的主要建造过程。第二个活动是学生在了解房屋以及港珠澳大桥的建设过程后，让学生采取归纳的方法，对工程的建设过程要怎样的步骤进行归纳、提炼，形成一个整体的认知。第三个活动是通过分析每一项工程的建设，让学生了解工程与科技进步的关系
11、。通过这三个探究活动，帮助学生建构“工程的关键是设计，工程是运用科学与技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”这一主要概念。 【学情分析】 学生对于港珠澳大桥、中国天眼、高铁、鸟巢、空间站等宏大工程的认识，大多来源于新闻报道，对于这些工程在建设过程中面临的限制条件有哪些，又是怎样解决难题，这些工程的建设过程中运用到哪些技术等学生对于这方面了解不清楚，因此，搜集资料，处理信息是本课的主要5 学习方式。 【教学目标】 科学概念目标 1、许多发明创造来源于对生活的观察，可以在自然界中找到原型。 2、工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。 3、工程需要在一定的限制条件下完成任务，要经历
12、相类似的建设过程。 科学探究目标 1、能通过阅读资料知道工程建设需要面临的限制条件有哪些，又是怎样解决难题的。 2、能根据工程案例归纳出工程建设过程的相似步骤。 3、能了解工程建设所需的科学技术支持，分析工程与科学技术的关系。 科学态度目标 1、认识到工程建设的艰难，从而产生对建设者的敬仰之情。 2、进一步唤起学习工程的兴趣，激发做一名小小工程师的愿望。 科学、技术、社会和环境目标 1 进一步认识到科学技术与工程的相互关系。 2 进一步认识到科学技术对社会发展的重要作用，人类的好奇以及社会的需求对科学技术发展的积极促进作用。 【教学重难点】 重点根据港珠澳大桥工程建设的案例，归纳出工程建设过程
13、的相似步骤。 难点根据案例了解工程建设所需的科学技术支持，分析工程与科学技术的关系。 【材料准备】 教师港珠澳大桥、中国天眼、高铁、鸟巢、空间站的文字和视频资料、实验记录单 学生收集港珠澳大桥、中国天眼、高铁、鸟巢、空间站的文字和视频资料 【教学过程】 一、聚焦 （1）回顾旧知 教师展示上一节课的班级记录表 教师观察我们上一节课的班级记录表，住房有哪些主要结构与系统？住房的建成需经历哪些过程？ 学生住房有很多结构，如承重结构，门，窗；住房有供电系统，供水系统。住房的建成需经历选址、设计、施工、验收等步骤。 （2）聚焦本课主题 6 教师展示港珠澳大桥的图片 教师港珠澳大桥工程的建设过程又是怎样的
14、？它们在建设过程中有什么共同特点呢？ 设计意图引导学生将学习视角从住宅工程拓展到港珠澳大桥的工程，聚焦本节课的学习主题。 二、探索 （一）围绕港珠澳大桥的建设展开学习 1、 教师出示关于港珠澳大桥建设的视频。 建议学生收集关于港珠澳大桥的相关资料带来学校。 教师请同学们观看港珠澳大桥建设的视频并结合自己所收集的关于港珠澳大桥的相关资料，思考以下四个问题 （1）为什么要建造港珠澳大桥？ （2）大桥的建造面临了哪些限制和挑战？ （3）这些问题都是怎样解决的？ （4）大桥的建造经历了哪些主要过程？ 学生观看视频并结合自己所收集的关于港珠澳大桥的相关资料，进行归纳相关信息，并在小组内交流讨论。 2、全
15、班交流，共同研讨总结 （1）教师为什么要建造港珠澳大桥？ 学生促进香港、澳门和内地经济的进一步发展。 （2）教师大桥的建造面临了哪些限制和挑战？这些问题都是怎样解决的？ 学生以“限制和挑战” “解决办法”两项内容对应排列说明。 限制和挑战 解决办法 珠江口有大量的泥沙会涌入海洋 增大桥墩的跨度 大桥要经过通向香港的唯一航道，桥面高度必须超过 80 米。桥 修建海底隧道 桥梁和隧道需要用岛屿连接 修建人工岛 建岛的还床上有淤泥 用圆钢筒 （3） 教师大桥的建造经历了哪些主要过程？教师播放港珠澳大桥建造经历的主要过程视频。 学生（如果学生有课前收集资料，可让学生进行分享，如果没有，观看视频进行归纳
16、）人工岛的建设、墩台安装、桥梁合拢、海底隧道安装以及贯通 设计意图为了让学生了解工程建设最核心的关键点是什么，设置了四个为题，这四个问题分别指向：1、建造工程的目的和意义；2、工程设计的限制条件以及面临的技术难关；3、如何攻克难找到解决办法； 4、 大桥的主要建造过程。 通过学生对资料的收集、 分析与归纳， 从而建构“工程的关键是技术”这一核心概念，也加强对工程复杂性、科学性、系统性的理解。 7 （二）梳理工程建设过程的相似步骤 1、教师引导：对比房屋和港珠澳大桥的建造过程，我们来归纳一下工程设计过程要经历的步骤。 学生小组交流讨论。 学生工程的建设都是有目的的， 在建设的过程中会遇到很多困难
17、， 要有设计图、 进行施工、最后验收。 教师引导提问：当遇到这些困难时（比如时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等等） ，我们首先应该怎么做？可以直接就建造吗？ 学生根据这些困难进行方案的设计。设计完方案再建造。 教师引导学生分析设计完成后直接建造的合理性。应该是要先制作一个模型，比如在制作房屋模型时，利用模型对楼体的高度、结构形式等等进行测量，确保建筑物的坚固性和安全性，从各个方面对模型进行评估和改进。 学生完成记录单上工程建设步骤示意图。 在教师的引导下完成工程建设步骤的梳理归纳。 设计意图这一环节中使学生体会设计-建立模型-测试-改进-再建立模型-再测试-再改进完善.这一循环
18、的过程，使学生理解从明确问题到实施建设是十分复杂的过程，体会工程建设中设计的重要性、复杂性、闭环性。 （三）了解工程与技术进步的关系 1、组织学生课前收集：中国天眼、高铁、鸟巢体育馆、空间站等工程建设的资料。 教师出示中国天眼、高铁、鸟巢体育馆、空间站的图片 教师根据你们收集到的资料，说说这些工程分别利用了哪些技术。 学生分享交流。 教师进一步举例，工程推动技术发展的例子 例如：建造鸟巢所需钢材要求轻便并且载荷能力大，国内钢铁厂边专门研制了 Q460E-Z35 钢材，2008 年，400 吨自主创新、具有知识产权的国产 Q460 钢材，将撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。 又如，港珠澳大桥桥梁焊接的技术
19、标准高，中铁山桥集团便研发了世界规模最大、精度最高的机器人焊接系统。 2、工程与技术的关系是怎样的？ 学生展开讨论 学生工程的建造利用了大量技术，而工程实施过程中面临的各项困难和技术难关也推动了科学技术的发展。 设计意图学生通过分析每一项工程的建设过程，可以感受到科学技术在其中发挥的重要作8 用，都包含了大朗的科学原理，应用了大量的科学技术，深化学生对工程与技术关系的认知。 三、研讨 教师通过两节课的学习，我们对工程有了哪些认识？这些认识的依据是什么？ 学生工程是一项复杂的工作，实施一项工程前要先进行设计，工程的建造需要依靠很多科学技术. 教师假如让我们做一名小小工程师，我们都要完成那些工作呢
20、？ 引导学生发现建造工程的每个阶段都很重要，最重要的是设计。 设计意图研讨板块帮助学生梳理这两节课的学习总结，及时检查学生对前面内容的学习情况，又是为下一节课进行建造工程做准备。 四、拓展 教师出示铁塔图片，引导学生收集相关资料并且思考：埃菲尔铁塔于 1889 年建成，距今已经一百多年，经历了风吹雨打的埃菲尔铁塔为什么如此牢固稳定？它的结构有什么特点？ 学生可选收集铁塔的图片，观察铁塔的结构 设计意图为后面两颗设计塔台的形状以及内部结构做准备。 【教学后记】 3.3.建造塔台建造塔台 【教材分析】 本节课做为建造塔台的起始课，从设计塔台方案做起，采用模拟真实的招标活动情境展开学习，主要设置了三
21、个探索活动。活动一是学生根据建造塔台的任务开展交流，想一想建造塔台需要考虑的因素，学生经过小组讨论明确选址、材料的选择、成本核算、塔台设计、人员分工、时间分配等各个方面对工程整体设计进行思考。活动二是学生制定标书，在活动一的基础上以图文结合的方式完善设计方案，这一设计学生需要考虑各个因素之间相互牵制，难以取舍，也要明确各项因素权衡的侧重，例如，塔高、承重、安全是项目的核心和重点，美观、成本等属于在重点的基础上的综合点。活动三是学生以招标形式开展全班交流，帮助学生建立项目安全和项目成本是工程设计的重点，二者的协调统一是工程设计的关键。从而体会工程设计的系统性和复杂性，加深对工程的理解。 【学情分
22、析】 从本课开始，学生将承担起工程师的合作，学生具有一定的基础，曾小组合作设计制作完成一些任务，如“我们的“过山车”，“设计制作小车”，“制作钟摆”，“设计我们的小船”，在完成的过程中进行过思考与设计。但是在本节课的学习中学生要进行更深入的设计，要平衡工程的安全性与成本，项目的设计也需要应用相应的科学原理与科学技术，尽管学生在设计的过程9 中虽然会面临诸多的困难与挑战，但是对于本课学习的内容还是有着强烈的好奇心于参与热情，这位本课的学习奠定坚实的心理基础。 【教学目标】 科学概念目标 1、对一项工程的设计需要考虑到各种因素以及各因素之间的关联。 科学探究目标 1、能够考虑到建造塔台所涉及的各个
23、因素。 2、能够根据教科书中的“标书”样本制订出塔台建造塔台标书。 3、能够利用文字、绘图的方式表达自己的创意和构想。 科学态度目标 1、积极参与设计活动，对工程学习充满兴趣； 2、乐于表达与交流，并能够综合小组各成员的意见，形成集体的观点。 科学、技术、社会和环境目标 感受到科学知识与其他学科综合能力对工程设计的重要性。 【教学重难点】 考虑建造塔台过程中涉及的安全、成本等各个因素，根据这些因素整合小组意见设计标书。 【材料准备】 学生实验记录单塔台竞标书 教师班级记录表、教学课件 【教学过程】 一、情境导入，明确任务 教师出示操场和塔台的图片。 教师（展示工程任务） ：学校要在操场上建立塔
24、台，供足球教练站在塔台上指挥队员训练。学校现在在招标，请咋们班 12 组工程队设计出一份塔台的设计方案，最终公开竞标，以竞标的方式确定建塔资格。 学生学生可根据教师的提问提出关于这项竞标任务的相关问题或存在的疑惑， 从而了解改工程的要求与招标会的形式。 设计意图利用贴近学生日常生活的工程做为学习情境导入， 使学生明确本课工程建设的目的以及要求；将班上的学生以工程队命名，使学生具有角色的代入感，增加活动的真实性，激发学生的学习兴趣。 二、探索 （一）想一想建造塔台的相关因素 10 1、教师以四人为小组工程队，建造塔台，需要考虑哪些因素？ 学生（个人思考后回答）建造塔台的材料、塔台的形状、塔台多高
25、方便观看. 教师将学生考虑到的进行板书， 可提示学生关注教科书配图中的对话提示， 进行完善要考虑的因素。 （1）塔台建造的位置 （2）建造材料 （3）塔台的形状和高度 （4）人员分工 （5）使塔台坚固的措施 （6）项目成本 2、小组合作交流，初定方案 各个工程队以小组为单位，针对以上总结的因素进行讨论，交流各自的想法寻找最优方案。 设计意图一项工程设计需要考虑诸多因素，如团队合作、工程的安全性、成本等，学生的思考很难考虑周全，因此先收集全班同学对于该工程建造过程中的考虑因素，明确设计建造塔台的核心问题，小组再围绕这些核心问题开展讨论，寻找最优方案，能提高课堂的效率也能使小组的讨论更有目的性和价
26、值， 这一讨论活动的目的是拓展思路， 为后面的竞标标书的制订打下基础。 （二）制订标书 1、教师（出示标书的样式）这些因素中哪几个是最重要的竞标要点？怎样填写标书中标机会才大呢？ 学生（1）竞标要点是塔的设计（安全性） 、成本预算。 （2）标书要写的详细、清晰. 教师出示标书书写的要求： （1）竞标要点：项目成本、项目安全性 （在标书中要具体写出提高塔台的承重能力，稳固高塔、提高抗风抗震能力的措施） （2）标书要写的细致、完整，如塔台的形状、细节设计等方面标注清楚 （3）可以以文字、画图、标注等多种形式表达 2、学生以工程队为单位制订标书 教师教师巡逻，提醒学生关注刚刚讲解的制订标书的要求。
27、设计意图通过小组内的讨论，在讨论的过程中可能会针对同一个问题有不同的想法，使学生在思维的碰撞中达成共识，培养学生团队协作的意识；学生基于真实的情境中讨论，在讨论过程中会面临比较多的困难与挑战，如成本如何确定，可能要预先调查现有材料的价格；有哪些设计可以提高塔台的安全性.让学生在设计中体验到工程设计的复杂性。 11 （三）投标发布会 教师请各个参加竞标的工程队进行投标讲解，主要介绍自己项目的安全性和控制成本的设计。 学生小组讲解自己的设计方案。 小组介绍完毕后，教师组织其他工程队进行质疑和评论，教师可引导学生从刚刚小组介绍过程中遇到的问题相应的解决方式是否合理，以及某些设计起到的作用是什么，设计
28、是否符合工程的要求（安全性、实用性等）等等方面进行评价，汇报小组进行解释。 竞标小组可根据其他小组的提问，反思自己的设计方案，进行改进完善 设计意图通过创设工程项目招标会的情境，开展全班交流、进行生生互动，以此培养学生倾听、质疑、解释、交流的科学探究能力。提高学生的反思能力，能根据别人的意见对自己的设计进行改进完善。从而让学生理解项目安全和项目成本是工程设计的重点，二者的协调统一是工程师设计的关键。 三、研讨 1、教师通过参与设计塔台的项目，我们有什么感受？ 学生学生说说真实的感受（教师可引导学生分享当小组内协调不同想法达成共识的过程） 2、教师设计中遇到了哪些问题？我们计划怎么解决？ 教师引
29、导学生观察班级记录表建造塔台的要考虑的因素， 与学生梳理出其中的竞标要点：项目安全性和项目成本，回顾自己的设计方案。 3、教师我们对工程又有了怎样的新认识？ 学生学生说说自己的真实感受，如工程的建造需要考虑很多因素，如人员、安全性、资金；. 学生交流后引导总结：工程的关键是设计 设计意图通过体验制订标书，并及时开展反思交流，有助于学生提高工程设计的认识。 【教学后记】 4.4.设计塔台模型设计塔台模型 12 【教材分析】 一个“工程”建造的系统工程包括：明确任务设计建造（模型）测试评估改进。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
30、用四个板块的模式，而是以工程建设的基本程序展开。 教科书一开始就提出“建立模型是工程设计中的重要环节，工程师常通过建立模型来测试他们的设计。 ” ，明确建立模型的重要意义。随后，教科书对塔台模型的设计提出了明确的要求，同时提供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，帮助学生突破技术难点，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。下一节建造塔台模型要依照本课的设计方案来实施， 单元结
31、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】 本单元的学习活动始终基于模型展开，有利于学生体会设计、建立模型在工程中的重要性。 尽管本课为学生设计塔台模型提供了必要的支持，但对于学生来说依然具有挑战性，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，在设计思考过程中，学生将再一次感受到工程设计的复杂性。 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，教师需要强调设计图纸的基本要求，如必要的文字、图形、数字等标注说明，及要绘制不同视角的设计图，全方位展现等。 第二个挑战是技术难关的突破，如形状结构设计、
32、稳定性、控制倾斜等，教师需要引导学生发现其中的科学知识，为模型设计奠定知识基础，同时理解“工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”这一主要概念。 【教学目标】 科学概念目标 1.工程设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素之间的关联。 2. 工程设计中蕴含着一定的科学知识 科学探究目标 1.能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，制定出建造方案 2.能根据限制条件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。 3.能深入思考，发现并解决设计中的难点问题。 4.能反思自己的设计，不断改进。 13 科学态度目标 1.对工程设计抱有极强的兴趣。 2.愿意与小组成
33、员合作、交流，共同完成设计任务。 3.具有反思意识，能听取同学的意见并不断改进自己的设计。 科学、技术、社会与环境目标 1.感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。 【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之间的关联 难点能根据建造塔台的具体任务，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。 【材料准备】 实验器材设计图纸、评价表、三角形与正方形的框架实物、铅笔、尺子 【教学过程】 1.聚焦 出示教科书塔台图片，让学生观察塔台的结构和形状。 教师指出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他们的设计。从这节课开始
34、，我们也要像工程师一样，设计、制作、测试、评估、改进塔台模型，经历建造塔台的过程。 设计意图通过谈话的方式强调建立模型的重要性，明确本课的学习活动方向。同时指明本课之后的连续几课都是围绕建造塔台而开展模型的设计、 制作、 测试、 评估、 改进等一系列活动。教师通过引导学生观察真实塔台图片，让学生初步了解塔台的结构和形状。 2、任务：设计塔台模型 （1）明确任务要求和材料 教师提问：学校给定了建造塔台的要求，我们能按照要求设计塔台吗？ 学生活动：阅读教科书中的要求。 教师和学生共同总结设计要求：设计图有图形、数字、文字、标志等细致说明；塔台的高度为 60 厘米，底部不能站在桌面上；稳固，具备一定
35、的承重、抗风、抗震的能力；价廉，尽量节省材料；美观; 使用所给的材料。 教师出示材料选取要求，展示材料实物：70 根 20 厘米长的吸管、剪刀（1 或 2 把） 、胶带、尺子（1 或 2 把） 设计意图创设真实任务情景，同时明确塔台设计和设计图纸的具体要求，便于学生依照设计图纸建立出符合要求的塔台模型。教师还需提示学生高度、安全性、承重是必须达成的重要指14 标。 （2）明确塔台模型评价标准 学生阅读教科书中的塔台模型制作评价表，了解细化评价标准和相应分值。 教师提问：我们有哪些相应的评分标准呢？引导学生再次明确塔台必须达到的限制条件，同时利用评价表的细节描述，为学生指明设计方向。 设计意图评
36、价表是学生进行塔台模型设计的重要帮手。评价表不仅整合了任务板块的所有要求，还进行了细化，帮助学生在设计过程中整合各项因素、达到要求的平衡点，体会工程设计的复杂性。 3、制定方案 （1）突破技术难点 教师依次提出 5 个问题，并引导学生思考，学生进行小组研讨。 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？ 哪些设计是为了稳固塔台模型 教师出示埃菲尔铁塔等塔台的图片，提问这些塔台设计有什么共同点？（学生发现塔台有很多三角形） 教师出示三角形与正方形的框架实物，提问：那个形状更稳定？ 学生实验：用食指分别从两种形状物体上部中点往下压，感受对比它们的承受力，观察对比它们形状的改变
37、。 （发现三角形状抗压、稳固） 设计意图从实物图片观察到模型实验感受，使学生理解三角形结构稳定的特征，后续应用这一科学发现到塔台模型设计中。在这一过程中，学生感受到工程中蕴含着科学原理，为制作模型打下良好的知识基础。 如何保证塔台不倒下？如何保证塔台的倾斜角最小？ 什么因素会导致塔台产生倾斜角？ 设计意图问题和问题引导学生思考稳定性、倾斜角的问题，教师提示学生合理设计图纸，在塔台设计图的各个面上，标注面的大小，以此控制塔台的倾斜，以达到要求。学生进一步体会设计图纸中文字、数字、标志说明的重要性。 如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震 教师出示抗震设计示意图，讲解三种抗震方法，并提示学生这些也
38、算入材料成本项。学生分析交流、自由选择 a. 耐震：加大底部面积或加重底座重量 b. 制震：塔台底部加入弹簧 c. 免震：塔台底部加滚珠 15 设计意图对于抗风、抗震这一技术难关，教师需要提供资料帮助学生理解不同的抗震方法及其原理，以便后续设计的顺利进行，同时让学生感受工程建设和科学技术之间的联系。 （2）设计图纸 教师提示学生阅读教科书上气泡图内的文字，学生思考交流设计的关键点，教师再次提醒设计图绘制的要求：有图形和文字标注、随时利用评价表明确设计标准。 小组设计塔台模型。 设计意图通过教科书上气泡图的提示语，使学生进一步了解到设计工作的重要性，体会工程中各个系统之间是相互影响、相互制约的。
39、学生亲历在限制条件下进行设计的活动，感受工程设计的复杂性和重要性。 （3）展示交流设计成果 学生代表进行设计方案的讲解和展示，全班交流，教师提示学生的讲解尽可能详实、完整。 设计意图通过展示交流活动，促使全班进行互评、互鉴。 4、研讨 教师提问： （1）我们的设计方案完备吗？是否考虑到了各个因素？ （2）我们的设计方案还有需要调整的地方吗？打算怎样进一步调整？ 小组交流讨论，制定调整计划、改进设计方案。 设计意图以上两个问题融合在展示设计成果中，通过问题（1）引导学生进行自查和互评，问题（2）引导学生发现问题并及时改进设计，各个小组可以互相补充、互相借鉴、各自完善设计方案。 【教学后记】 5.
40、5.制作塔台模型制作塔台模型 16 【教材分析】 本课是六年级下册小小工程师单元的第 5 课。本单元的教学内容属于小学科学课程标准中的技术与工程领域。本课中学生将在第 4 课设计塔台模型的基础上，将自己的设计图纸转化为模型。模型是改进设计完成工程任务的主要依据。不断反复测试、查询问题、寻求改进、突破技术难关都要依靠模型来实现。 本教科书直入主题设计了两个 板块内容， 分别是“制作”和“研讨”。 “制作”板块分为两个步骤。 第一步“动手制作”， 动手制作区别于手工课， 学生需要遵循设 计图纸进行模型的制作。如果在制作过程中有新思考与新发现，也要在设计图纸中先进行标记、修改，经过小组交流论证后再实
41、施。第二步“模型展示”，各组展示不同样式结构的塔台模型成品，进行本组塔台模型优点与不足的交流。小组间相互质疑、相互借鉴，分享自己的经验以及在制作过程中的新想法，为下一课测试与改进奠定基础。“研讨”板块中的两个问题在制作过程中让学生进行思考，使问题更加直观，便于讨论、解答。 【学情分析】 六年级学生对 “塔台” 在生活中的使用已有经验积累， 但是他们很少思考塔台是怎样建造的，怎样设计的， 更没有亲自动手建造的机会。 前两课学生通过团队合作进行了塔台标书和模型设计，本课继续以小组合作的方式开展塔台模型制作。在制作过程中，提升学生动手制作、组内分工协调、解决问题等综合能力 ，再次让学生体会到了工程的
42、关键是设计，让学生更加深入体会、理解工程的复杂性与系统性。 【教学目标】 科学概念目标制作模型 是工程设计的重要环节。 科学探究目标 1.能依照设计方案，制作出塔台模型。 2.能在制作模型的过程中发现新问题，引发新思考。 3.能根据塔台模型制作评价表反思所制作模型的优劣。 科学态度目标 1.体验坚持完全按照设计图进行模型制作。 2.意识并感受到小组合作的重要性，能通过沟通交流形成集体的观点。 科学、 技术、 社会与环境 （STSE） 目标能认识到科学知识和技能对制作优质模型的重要性，进而认识到社会发展需要科学技术做支撑。 【教学重难点】 重点根据设计方案，制作塔台模型。 难点能在制作模型的过程
43、中发现新问题，引发新思考。 17 【材料准备】 学生塔台设计方案、胶带、吸管、剪刀、红笔、连接头、弹簧、钩码。 教师教学课件。 【教学过程】 1.聚焦 1.谈话：上节课每组都按照塔台模型制作评价表的要求设计了塔台模型。请大家回顾一下制作塔台模型的要求。 2.学生汇报交流：塔台模型的高度需要达到 60 厘米，塔台模型可以承受一定的重量，塔台模型还需要有一定的抗风抗震能力。 3.教师提示：我们要按照塔台设计方案制作塔台模型。 设计意图 让学生回顾上节课塔台模型制作评价表， 帮助大家梳理回忆制作塔台模型的要求，明确制作依据，认识到要按照塔台设计方案制作塔台模型，聚焦本课教学重点，为动手制作模型奠定基
44、础。 2.制作 （一）思考注意事项 1.提问：在制作模型时，我们要注意什么？ 2.小组讨论，全班交流。 学生可以依据经验说出安全使用工具等注意事项。 教师引导：在拿放材料时，需要注意什么？在回收材料时应该怎么做呢？ 教师引导学生关注细节。例如，轻拿轻放材料、用完材料放回原处、轻声讨论等良好习惯。 3.师生共同总结注意事项： （1）安全：剪刀、尺子等工具的使用。 （2）轻声：小组制作讨论、拿放材料。 （3）干净：材料归位、收拾物品。 设计意 图：在制作模型活动前，不是让学生马上动手制作，而是先思考后交流再动手，培养学生的安全意识与良好学习习惯，为顺利开展制作活动奠定基础。 （二）动手制作 1.明
45、确要求。 （1）教师提供制作塔台模型的材料。 教师出示制作塔台模型的材料：吸管、胶带、剪刀、红笔、连接头、弹簧、钩码等。 提问：我们来看这些材料，它们是做什么用的？你可以说说吗? 学生小组讨论可以说出：吸管是用来制作塔台模型的，胶带是加固用的，剪刀可以剪胶带或18 吸管。 预设：学生说不出滚珠、弹簧的用处。 提问：大家还记得在设计塔台时，我们是如何保证塔台能抵御大风或一定级别地震的吗？ 预设：学生根据提示可以回答出滚珠、弹簧或钩码是用来抵御大风或地震的。 教师提示：使用的材料都会计入塔台模型成本中，大家要在达到制作要求的基础上尽量节约成本。 （2）理解插图及关键提示。 教师引导： 在制作过程中
46、， 还会遇到哪些问题呢？我们一起来看教科书第 13 页， 小组讨论，说说教科书对你们的启示。 学生观察提示，小组研讨交流。 学生汇报交流。学生根据教科书的提示进行总结：模型要与设计方案一致，塔台模型的接口要用胶带固定好，多使用三角形可以使塔台模型更加稳固，为了防止模型倾斜要保证每个立柱等高，等等。 追问：图中的学 生在做什么？是按照什么顺序制作的？ 教师引导学生 说出：图中学生是以底座搭建、侧面搭建、整体搭建为顺序开展制作活动的。 思考交流：为什么要按照这个顺序制作呢？好处是什么？ 学生汇报：这样的制作顺序可以防止塔台模型倾斜，保证塔台模型稳固。 教师提示：大家还要协调分工、同伴相助、合作完成
47、，这也是评价表中的一项要求。 2.修改设计方案。 教师提问：在制作过程中，如果出现问题怎么办？ 预设学生回答：对模型进行修改。 教师可以问问其他同学的意见。追问：你同意马上对模型进行修改吗？ 学生汇报交流，统一意见，不可以马上对模型进行修改。 教师讲解：在制作过程中如果出现问题，大家可以进行修改，但要经过小组研讨交流后，先用红笔修改图纸做好标记，再实施制作。 3.动手制作并思考。 教师交代任务：请大家带着以下问题进行制作。 对照评价表，我们认为小组建造的塔台模型会在哪些方面表现较好？会在哪些方面出现问题？ 我们对小组建造的塔台模型满意吗？通过实际的搭建活动我们对塔台设计有什么新想法？ 4.学生
48、领取材料，开始制作。将塔台模型的优点与不足记录在学生活动手册中，还可以将新的想法记录在实验记录单中。 19 教师将塔台模型制作评价表投影到大屏幕上，为学生提示。 在制作过程中，教师巡视，及时发现学生在制作中的问题，并给予有效指导与帮助。 5. 学生完成记录，整理好制作材料。 设计意图动手制作前，进行关键提示，保证了塔台模型的顺利制作。制作模型时，让学生对照着模型制作评价表与自己的设计图进行制作，并带着问题边做边思考，真实的任务驱动使问题更加直观。在填写学生活动手册的过程中，学生可以及时发现问题、记录问题、研讨问题、修改设计图纸、解决问题。这一过程不仅体现出了小组合作与交流的重要性，更凸显出设计
49、环节的重要 性，加深了学生对工程科学性与复杂性的理解。 （三）模型展示活动 1.谈话：我们来展示、介绍本组的塔台模型，并回答问题，还可以分享我们在制作过程中遇到的问题与解决方法。 2.学生展示塔台模型，进行自评。学生以小组为单位轮流展示塔台模型。首先对照评价表说说对本组模 型的自我评估，对本组模型的优点与缺点进行查找、预测，并说出相关理由。然后，分享制作过程中的新想法、新感受，也可以是其他小组塔台模型对自己的新启发。 3.小组互评。 教师组织交流：其他小组的塔台模型有哪些使你印象深刻的地方？说说理由。学生交流讨论后汇报。教师鼓励小组间互帮互助、出谋献策，共同解决问题。 设计意图让学生展示本组制
50、作的塔台模型， 说说本组塔 台模型的优缺点， 优缺点的梳理帮助学生对问题进行关注及思考。小组的新想法旨在让学生不断梳理、改进、完善对一项工程设计的想法，体验工程设计的重复性与复杂性。让学生交流在制作过程中遇到的问题及解决办法，能够提升小组自豪感，使学生体会小组合作的重要性。在自评与互评塔台模型的优缺点时，让学生有依据地进行评价，培养学生实事求是、注重证据的科学态度。组际间的交流培养学生乐于接受别人意见和乐于交流合作的精神。 三、研讨 （一）对照评价表，我们认为小组建造的塔台模型会在哪些方面表现较好？在哪些方面会出现问题？ 这个问题指向小组塔台模型的优点与不足，学生可以在制作过程中找到答案。 （