4設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型教科版六年級(jí)下新知講解

建立模型是工程設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，工程師常通過(guò)建立模型來(lái)測(cè)試他們的設(shè)計(jì)。從這節(jié)課開(kāi)始，我們也要像工程師一樣，設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試、評(píng)估、改進(jìn)塔臺(tái)模型，經(jīng)歷建造塔臺(tái)的過(guò)程。讓我們從設(shè)計(jì)塔臺(tái)開(kāi)始吧!新知講解1.明確任務(wù)要求。(1)設(shè)計(jì)塔臺(tái)的具體要求。設(shè)計(jì)塔臺(tái)的要求包括:①塔臺(tái)高度60厘米。②底部能夠移動(dòng)(底部不得粘在桌面上)。③使用固定材料，堅(jiān)固并有承重能力。④具有抗風(fēng)抗震能力。⑤價(jià)廉(節(jié)省材料)。⑥美觀。(2)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的具體要求。設(shè)計(jì)圖紙的要求有文字、數(shù)字、圖形以及標(biāo)識(shí)等，能明顯體現(xiàn)設(shè)計(jì)成果，清晰表明關(guān)鍵數(shù)據(jù)，便于依照設(shè)計(jì)圖紙建立模型。新知講解2.規(guī)定制作模型材料。制作模型材料:70根20厘來(lái)長(zhǎng)的吸管、剪刀(1或2把)、膠帶、尺子(1或2把)。使用吸管作為主要材料決定著設(shè)計(jì)模型的形式與樣式。選擇膠帶決定了模型拼接方式。剪刀和尺子是制作模型時(shí)會(huì)用到的工具。尺子的主要作用在于測(cè)量估算、計(jì)算塔高是否達(dá)標(biāo)。新知講解3.閱讀塔臺(tái)模型制作評(píng)價(jià)表。項(xiàng)目

1分2分3分設(shè)計(jì)圖及文字說(shuō)明缺少文字和圖畫設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了文字和圖畫說(shuō)明，但是說(shuō)明較混亂、缺少條理，沒(méi)有用數(shù)字進(jìn)行定量說(shuō)明或者沒(méi)有關(guān)鍵性的箭頭指示等合理地設(shè)計(jì)了文字和圖畫說(shuō)明，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的表述條理清晰，對(duì)每部分使用的材料進(jìn)行了加工和用量的詳細(xì)介紹分工合作分工不明確，每個(gè)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(dān)任務(wù)的成員有明確的分工且貫徹實(shí)施，每個(gè)成員安排了相應(yīng)的任務(wù)，并且每成員都明確自己的任務(wù)，有組織地執(zhí)行塔高沒(méi)有達(dá)到60厘米的高度基本接近60厘米的高度達(dá)到60厘米的高度頂端承重頂端無(wú)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(fēng)能力能抵御1級(jí)（小風(fēng)量）風(fēng)吹能抵御2級(jí)（中等風(fēng)量）風(fēng)吹

能抵御3級(jí)（大風(fēng)量）風(fēng)吹抗震能力能抵御1級(jí)（輕微）震動(dòng)能抵御2級(jí)（較強(qiáng)）震動(dòng)能抵御3級(jí)（強(qiáng)）震動(dòng)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(jì)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新知講解1

1.依據(jù)評(píng)價(jià)思考問(wèn)題。(1)為了盡可能達(dá)到60厘米的塔高,你們的設(shè)計(jì)是如何考慮材料使用的?為了盡可能達(dá)到60厘米的塔高，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)要注意節(jié)省材料，如有條件地選擇和優(yōu)化膠條的使用，以此實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固與成本的平衡;底座不能太大，否則材料會(huì)不夠用。(2)哪些設(shè)計(jì)是為了穩(wěn)固塔臺(tái)模型?通過(guò)觀察塔或其他框架結(jié)構(gòu)的圖片，發(fā)現(xiàn)它們有很多三角形。用食指分別從兩種形狀物體上部中點(diǎn)往下壓，感受它們的承受力，觀察它們形狀的改變。新知講解1

(3)如何保證塔臺(tái)不倒下?①框架結(jié)構(gòu)，空氣阻力小。②上小下大的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固。③上輕下重的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，底部加重。(4)如何保證塔臺(tái)的傾斜角最小?立柱等高，即每個(gè)面大小、長(zhǎng)短要一致。(5)什么因素會(huì)導(dǎo)致塔臺(tái)產(chǎn)生傾斜角?每個(gè)面的大小、長(zhǎng)短不一致會(huì)導(dǎo)致塔臺(tái)的傾斜角加大。新知講解1

(6)如何保證塔臺(tái)能抵御大風(fēng)或一定級(jí)別的地震?抗震方式:①耐震——加大底部面積或加重底座重量。②制震——塔臺(tái)底部加入彈簧。③免震——塔臺(tái)底部加滾珠。新知講解2

2.進(jìn)行塔臺(tái)模型的設(shè)計(jì)活動(dòng)。新知講解2

塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)活動(dòng)中的關(guān)鍵點(diǎn):(1)塔臺(tái)整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，決定著塔臺(tái)的穩(wěn)定、堅(jiān)固和承重能力;決定了塔臺(tái)整體形狀結(jié)構(gòu)、多面體樣式、美觀性等。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該多用三角形結(jié)構(gòu)。(2)在設(shè)計(jì)圖紙的過(guò)程中就應(yīng)該通過(guò)文字、標(biāo)識(shí)等方式備注膠條的位置，有條件地選擇和優(yōu)化膠條的使用，保證接口處固定牢固，以此實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固與成本的平衡。(3)要思考并權(quán)衡抗震、抗風(fēng)、穩(wěn)固的設(shè)計(jì)與控制材料成本的關(guān)系。新知講解3

3.展示交流設(shè)計(jì)成果。上面呈現(xiàn)了兩張?jiān)O(shè)計(jì)方案，分別代表不同方式的設(shè)計(jì)圖紙。新知講解3

第一張以圖畫為主，將塔臺(tái)拆分成為底面、上面、側(cè)面護(hù)欄抗震系統(tǒng)等。其中標(biāo)識(shí)四個(gè)側(cè)面只制作兩面，另外兩面可以按照其樣式進(jìn)行拼裝，在保證穩(wěn)固的同時(shí)有利于節(jié)約成本。新知講解3

第二張?jiān)诖嘶A(chǔ)上加入大量文字說(shuō)明，這種方式更加明確了設(shè)計(jì)意圖，能夠更加清晰地指導(dǎo)建造活動(dòng)。兩種設(shè)計(jì)方式并沒(méi)有優(yōu)劣之分，可自由選擇符合自己水平的方式，盡可能地完整展現(xiàn)出自己的創(chuàng)意。新知講解1我們的設(shè)計(jì)方案完備嗎?是否考慮到了各個(gè)因素?我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)要考慮的因素:1.高度、安全、承重。2.底部能夠移動(dòng)、具有抗風(fēng)抗震能力、堅(jiān)固耐用。3.成本、美觀、設(shè)計(jì)方式、分工。新知講解2我們的設(shè)計(jì)方案還有需要調(diào)整的地方嗎?打算怎樣進(jìn)一步調(diào)整?各小組尋找自己設(shè)計(jì)方案中的問(wèn)題。借鑒其他小組設(shè)計(jì)方案的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，小組研討解決方案，制訂調(diào)整計(jì)劃，及時(shí)整改設(shè)計(jì)方案，填補(bǔ)出現(xiàn)的漏洞和問(wèn)題。課堂練習(xí)

判斷題。1.我們制作塔臺(tái)模型時(shí)，底座越大越好。(

)2.為了提高塔臺(tái)的抗震、抗風(fēng)能力，我們可以用膠帶將塔臺(tái)固定在桌面上。(

)3.一方面吸管的接口處要固定牢固，另一方面要控制成本、節(jié)省膠帶，所以我們需要思考、權(quán)衡二者關(guān)系。(

)4.塔臺(tái)模型制作評(píng)價(jià)表中評(píng)價(jià)的是我們的模型，設(shè)計(jì)圖的質(zhì)量不會(huì)直接影響我們的成績(jī)。(

)×√××課堂練習(xí)

選擇題1.在工程實(shí)施前設(shè)計(jì)工程模型的主要目的是()。A.測(cè)試工程設(shè)計(jì)的可實(shí)施性，避免造成損失

B.建立模型供人參觀C.用于競(jìng)標(biāo)時(shí)更吸引人

D.工程師的興趣愛(ài)好2.浙江是一個(gè)經(jīng)常會(huì)刮臺(tái)風(fēng)的地方，因此浙江在建設(shè)大型高塔時(shí)必須重點(diǎn)考慮()。

A.抗震能力

B.抗風(fēng)能力

C.節(jié)約成本

D.美觀性3.下列因素不會(huì)造成塔臺(tái)傾斜的是()。A.塔臺(tái)的立柱高度不相同

B.底座所在地面沒(méi)有水平C.立柱所用材料質(zhì)量不同,有軟有硬

D.底座的形狀采用四邊形:ABD課堂總結(jié)

設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型

本課通過(guò)設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型，知道建立模型是工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。不僅要關(guān)注結(jié)構(gòu)、美觀、承重、抗風(fēng)、抗震等相關(guān)設(shè)計(jì),還要關(guān)注成本控制，在限制條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)，感受工程設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，達(dá)成“工程的核心是設(shè)計(jì)”這一目標(biāo)。板書設(shè)計(jì)5制作塔臺(tái)模型教科版六年級(jí)下新知講解

設(shè)計(jì)圖紙是將抽象的設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)化為形象的圖畫、標(biāo)識(shí)等的方案，而模型成品是將設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)為具體的事物。模型也是改進(jìn)設(shè)計(jì)、完成工程任務(wù)的重要依據(jù)。我們可以依靠對(duì)模型的反復(fù)測(cè)試來(lái)查找問(wèn)題，尋求改進(jìn)，突破技術(shù)難關(guān)。

由此可見(jiàn)，模型的制作在工程設(shè)計(jì)中具有重要意義。那就讓我們一起來(lái)制作塔臺(tái)模型吧!新知講解

1.制作模型的注意事項(xiàng)。(1)安全:剪刀、尺子等工具的使用。(2)輕聲:小組制作討論、拿放材料。(3)干凈:材料歸位、收拾物品。2.動(dòng)手制作。(1)制作塔臺(tái)模型的材料。①制作塔臺(tái)模型的材料:吸管、膠帶、剪刀、紅筆、滾珠、彈簧、鉤碼等。②各種材料的作用:吸管是用來(lái)制作塔臺(tái)模型的，膠帶是加固用的，剪刀可以剪膠帶或吸管，滾珠、彈簧或鉤碼是用來(lái)抵御大風(fēng)或地震的。新知講解(2)明確提示與要求。①制作活動(dòng)的核心:制作塔臺(tái)模型要與設(shè)計(jì)方案相一致。②成本控制:塔臺(tái)的接口處要固定牢固，同時(shí)也要考慮節(jié)省膠帶。③塔臺(tái)模型的穩(wěn)固性:控制好立柱的高度，盡量等高，可以防止塔臺(tái)的傾斜。使用三角形結(jié)構(gòu)可以使塔臺(tái)穩(wěn)固。④關(guān)注細(xì)節(jié):檢查接口處是否牢固。還有地方需要修補(bǔ)。⑤歸納制作塔臺(tái)模型的特點(diǎn):形狀和主要功能都是給塔臺(tái)模型起名字的思路，請(qǐng)為你們建造的塔臺(tái)模型起個(gè)名稱吧。新知講解開(kāi)始搭建底座搭建過(guò)程中

基本搭建完成新知講解

自我評(píng)估。制作完成后，對(duì)照塔臺(tái)模型制作評(píng)價(jià)表進(jìn)行自我評(píng)估，記錄下塔臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)、不足和自己新的想法。對(duì)制作塔臺(tái)模型的反思記錄表優(yōu)點(diǎn)塔高能達(dá)到60厘米的高度;頂端承重為所有小組中的最大;能抵御3級(jí)(大風(fēng)量)風(fēng)吹;能抵御3級(jí)(強(qiáng))震動(dòng);結(jié)構(gòu)合理,外形美觀不足材料成本在所有小組中最高新的想法可以減少底座三角形結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)，只連接底座正方形的兩條對(duì)角線，分成四個(gè)三角形即可，這樣可以在保證塔臺(tái)穩(wěn)固性的基礎(chǔ)上減少成本新知講解2.模型展示。模型名稱圍欄防護(hù)型腳手架型底托抗震型金字塔型模型說(shuō)明上、下面為正方形，頂部帶防護(hù)欄,底部四角配重用來(lái)抗風(fēng)抗震。底部方形，頂部三角形，在實(shí)現(xiàn)工程要求的前提下,盡可能節(jié)約材料。雖然整體結(jié)構(gòu)沒(méi)有呈現(xiàn)出上小下大的形狀,但是底部設(shè)計(jì)了四個(gè)三角形組合結(jié)構(gòu)，在保證穩(wěn)定的基礎(chǔ)上融入抗震設(shè)計(jì)。大量三角形結(jié)構(gòu)保證了塔臺(tái)的穩(wěn)定性，底部加重保證抗風(fēng)抗震能力，各個(gè)接口處用大量膠帶固定保證塔臺(tái)堅(jiān)固。新知講解1

對(duì)照評(píng)價(jià)表，我們認(rèn)為小組建造的塔臺(tái)模型會(huì)在哪些方面表現(xiàn)較好?在哪些方面會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題?

根據(jù)各小組制作的塔臺(tái)模型的實(shí)際情況回答。比如，某小組制作的塔臺(tái)模型，在塔高、頂端承重、抗風(fēng)能力、抗震能力方面表現(xiàn)較好，在材料成本方面出現(xiàn)了問(wèn)題，因?yàn)槭褂昧撕芏嗟娜切谓Y(jié)構(gòu)，雖然能夠保證塔臺(tái)穩(wěn)固，但是使用的吸管過(guò)多，固定吸管連接處的膠帶也使用過(guò)多，導(dǎo)致成本過(guò)高。新知講解2

我們對(duì)自己小組建造的塔臺(tái)模型滿意嗎?通過(guò)實(shí)際的搭建活動(dòng)，我們對(duì)塔臺(tái)模型的設(shè)計(jì)又有了什么新想法?①我們對(duì)自己小組建造的塔臺(tái)模型比較滿意。在制作過(guò)程中未使用滾珠、彈簧或鉤碼，抵御大風(fēng)或地震的能力較弱，在后續(xù)的改進(jìn)方案中可以將這些材料合理地使用在塔臺(tái)上。②在實(shí)際的搭建活動(dòng)中，發(fā)現(xiàn)可以減少底座三角形的個(gè)數(shù)，只連接底座正方形的兩條對(duì)角線，分成四個(gè)三角形即可，這樣可以在保證塔臺(tái)穩(wěn)固性的基礎(chǔ)上減少成本。新知講解

加固長(zhǎng)方形框架實(shí)驗(yàn)?zāi)康?感受在長(zhǎng)方形框架中加一根斜桿可以加固長(zhǎng)方形樞架。實(shí)驗(yàn)材料:長(zhǎng)方形框架、竹棍、橡皮筋。實(shí)驗(yàn)步驟:(1)加固長(zhǎng)方形框架，在長(zhǎng)方形框架中增加斜桿。(2)觀察加固后的長(zhǎng)方形框架受力時(shí)的現(xiàn)象。(3)思考增加的斜桿起什么作用。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:在長(zhǎng)方形框架中增加斜桿，長(zhǎng)方形框架不容易變形。新知講解實(shí)驗(yàn)分析:三角形框架具有穩(wěn)定性，在長(zhǎng)方形框架中加一根斜桿,相當(dāng)于把一個(gè)長(zhǎng)方形框架變成了兩個(gè)三角形框架。當(dāng)框架再受到外力作用時(shí)，那根增加的斜桿就起到了“推”或“拉”的作用,使加固后的長(zhǎng)方形框架更結(jié)實(shí)，不易變形。

斜桿的推力阻止了樞架變形

斜桿的拉力阻止了樞架變形實(shí)驗(yàn)結(jié)論:斜桿的推力和拉力阻止了長(zhǎng)方形樞架變形。課堂練習(xí)

判斷題。1.在制作塔臺(tái)模型中，要控制好立柱的高度，盡量等高，可以防止塔臺(tái)的傾斜。(

)2.使用矩形結(jié)構(gòu)可以使塔臺(tái)穩(wěn)固。(

)3.搭建塔臺(tái)過(guò)程中要檢查接口處是否牢固。（

）4.在制作塔臺(tái)模型中，使用膠帶對(duì)接口處固定，使用的膠帶越多越好。(

)5.在制作塔臺(tái)模型中，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，不能進(jìn)行修改，必須按照原設(shè)計(jì)進(jìn)行制作。(

)6.在制作塔臺(tái)模型中，若發(fā)現(xiàn)吸管數(shù)量不足時(shí)，可以增加吸管，但會(huì)增加材料成本。(

)7.制作塔臺(tái)模型不必與設(shè)計(jì)方案相一致。（

）×√√××√×課堂練習(xí)

選擇題1.制作塔臺(tái)模型時(shí)要盡量多地使用（）結(jié)構(gòu)，可以使塔臺(tái)更穩(wěn)固。A.四邊形B.三角形C.圓形D.正方形2.搭建塔臺(tái)模型時(shí)，我們應(yīng)該先搭()。A.頂端B.立柱C.底座D.都可以3.為了防止塔臺(tái)傾