第4課設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2023-2024學(xué)年六年級下冊科學(xué)教科版主備人備課成員教材分析第4課設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2023-2024學(xué)年六年級下冊科學(xué)教科版

本節(jié)課內(nèi)容選自六年級下冊科學(xué)教科版，通過設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力。課程與教材內(nèi)容緊密相連，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，符合六年級學(xué)生的認(rèn)知水平和實(shí)際需求。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、工程思維和實(shí)踐能力。學(xué)生將通過設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)原理解決問題，提升觀察、分析、創(chuàng)新和合作能力。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣和責(zé)任感，為后續(xù)科學(xué)學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

六年級學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)接觸過基礎(chǔ)的物理知識(shí)，如重力、平衡、力的作用等。他們對于簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有一定的了解，如橋梁、房屋等的基本構(gòu)造。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對設(shè)計(jì)和構(gòu)建活動(dòng)通常表現(xiàn)出濃厚的興趣，喜歡動(dòng)手操作和實(shí)際應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。他們的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠通過觀察、實(shí)驗(yàn)和討論來理解新概念。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，既有獨(dú)立學(xué)習(xí)者，也有喜歡團(tuán)隊(duì)合作的學(xué)生。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型時(shí)可能會(huì)遇到的問題包括：如何將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)、如何選擇合適的材料、如何確保塔臺(tái)模型的穩(wěn)定性和功能性。此外，學(xué)生可能缺乏創(chuàng)新思維，難以提出獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案。在團(tuán)隊(duì)合作中，溝通和協(xié)調(diào)也可能成為挑戰(zhàn)。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-軟硬件資源：筆記本電腦、投影儀、白板、直尺、三角板、量角器、橡皮筋、木棍、紙板、膠帶等。

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線討論。

-信息化資源：科學(xué)教育軟件、在線視頻教程、相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作步驟圖解。

-教學(xué)手段：實(shí)物展示、小組討論、角色扮演、實(shí)驗(yàn)操作、課堂提問。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

詳細(xì)內(nèi)容：

-利用多媒體展示不同類型的塔臺(tái)圖片，引發(fā)學(xué)生對塔臺(tái)結(jié)構(gòu)的興趣。

-提問：“你們知道塔臺(tái)是如何建造的嗎？它需要考慮哪些因素？”

-引導(dǎo)學(xué)生思考塔臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為新課學(xué)習(xí)做好鋪墊。

用時(shí)：5分鐘

2.新課講授

詳細(xì)內(nèi)容：

（1）介紹塔臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)

-解釋塔臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成，如基礎(chǔ)、墻體、屋頂?shù)取?/p>

-通過圖片和模型展示塔臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如穩(wěn)定性、抗風(fēng)性等。

用時(shí)：10分鐘

（2）分析塔臺(tái)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素

-討論塔臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素，如材料選擇、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、美觀性等。

-引導(dǎo)學(xué)生思考如何運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)解決設(shè)計(jì)問題。

用時(shí)：10分鐘

（3）講解塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)的方法

-介紹塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)的基本步驟，如確定設(shè)計(jì)目標(biāo)、選擇材料、搭建結(jié)構(gòu)等。

-通過實(shí)例演示如何進(jìn)行塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)，讓學(xué)生了解設(shè)計(jì)過程。

用時(shí)：10分鐘

3.實(shí)踐活動(dòng)

詳細(xì)內(nèi)容：

（1）小組討論，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)

-將學(xué)生分成小組，討論并確定各自小組的塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)目標(biāo)。

-引導(dǎo)學(xué)生思考如何將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)。

用時(shí)：5分鐘

（2）材料選擇與分配

-教師提供多種材料，如木棍、紙板、橡皮筋等，讓學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)選擇合適的材料。

-學(xué)生分配材料，為搭建塔臺(tái)做準(zhǔn)備。

用時(shí)：10分鐘

（3）搭建塔臺(tái)模型

-學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)搭建塔臺(tái)模型。

-教師巡視指導(dǎo)，解答學(xué)生在搭建過程中遇到的問題。

用時(shí)：15分鐘

4.學(xué)生小組討論

寫3方面內(nèi)容舉例回答：

（1）塔臺(tái)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是什么？

-回答示例：我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)是搭建一個(gè)既能承受重力，又能抵抗風(fēng)力，且美觀實(shí)用的塔臺(tái)模型。

（2）在選擇材料時(shí)，我們應(yīng)該考慮哪些因素？

-回答示例：在選擇材料時(shí)，我們應(yīng)該考慮材料的穩(wěn)定性、重量、成本等因素。

（3）在搭建過程中，如何確保塔臺(tái)的穩(wěn)定性？

-回答示例：為了確保塔臺(tái)的穩(wěn)定性，我們可以使用三角形的結(jié)構(gòu)，增加支撐點(diǎn)，或者使用膠帶加固連接處。

5.總結(jié)回顧

內(nèi)容：

-教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)塔臺(tái)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素和方法。

-總結(jié)學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中的表現(xiàn)，指出優(yōu)點(diǎn)和不足。

-強(qiáng)調(diào)學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用物理知識(shí)的重要性，鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中關(guān)注科學(xué)現(xiàn)象。

用時(shí)：5分鐘

總計(jì)用時(shí)：45分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

（1）建筑結(jié)構(gòu)的歷史與發(fā)展：介紹古代塔樓的建筑特點(diǎn)，如埃菲爾鐵塔、古羅馬的科洛塞姆等，讓學(xué)生了解不同時(shí)期塔樓的設(shè)計(jì)理念和建筑材料。

（2）現(xiàn)代建筑技術(shù)的應(yīng)用：探討現(xiàn)代建筑中塔樓的設(shè)計(jì)，如摩天大樓的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗風(fēng)設(shè)計(jì)等，結(jié)合實(shí)際案例，展示現(xiàn)代科技在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。

（3）塔樓的環(huán)保設(shè)計(jì)：分析塔樓在節(jié)能減排、綠色建筑等方面的創(chuàng)新，如太陽能利用、雨水收集系統(tǒng)等，提高學(xué)生對可持續(xù)發(fā)展的認(rèn)識(shí)。

2.拓展建議：

（1）閱讀拓展：

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀有關(guān)建筑歷史、現(xiàn)代建筑技術(shù)和環(huán)保設(shè)計(jì)的書籍，如《建筑的故事》、《綠色建筑導(dǎo)論》等。

-指導(dǎo)學(xué)生利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)資源查找相關(guān)資料，拓寬知識(shí)面。

（2）實(shí)踐拓展：

-組織學(xué)生參觀當(dāng)?shù)氐乃墙ㄖ?，如高樓大廈、電視塔等，實(shí)地觀察塔樓的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

-布置學(xué)生進(jìn)行小型塔樓模型的制作比賽，鼓勵(lì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高實(shí)踐能力。

（3）科技拓展：

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注建筑領(lǐng)域的新技術(shù)、新材料，如3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用、新型環(huán)保材料等。

-組織學(xué)生參與科技制作活動(dòng)，如設(shè)計(jì)制作節(jié)能環(huán)保的塔樓模型，提高學(xué)生的科技素養(yǎng)。

（4）社會(huì)拓展：

-鼓勵(lì)學(xué)生參與社區(qū)活動(dòng)，如環(huán)保宣傳、建筑知識(shí)普及等，提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

-指導(dǎo)學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外建筑行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，如綠色建筑、智能家居等，培養(yǎng)他們的國際視野。板書設(shè)計(jì)①本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-塔臺(tái)結(jié)構(gòu)組成：基礎(chǔ)、墻體、屋頂?shù)取?/p>

-設(shè)計(jì)關(guān)鍵因素：穩(wěn)定性、抗風(fēng)性、美觀性、材料選擇。

-設(shè)計(jì)方法步驟：確定目標(biāo)、選擇材料、搭建結(jié)構(gòu)、測試改進(jìn)。

②重點(diǎn)詞句：

-“塔臺(tái)”的定義和特點(diǎn)。

-“穩(wěn)定性”在塔臺(tái)設(shè)計(jì)中的重要性。

-“材料選擇”的影響因素。

-“搭建結(jié)構(gòu)”的步驟和技巧。

③教學(xué)流程概述：

-導(dǎo)入新課：展示塔臺(tái)圖片，激發(fā)興趣。

-新課講授：介紹塔臺(tái)結(jié)構(gòu)，分析設(shè)計(jì)因素，講解設(shè)計(jì)方法。

-實(shí)踐活動(dòng)：小組討論設(shè)計(jì)目標(biāo)，選擇材料，搭建模型。

-小組討論：總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，分享創(chuàng)新思路。

-總結(jié)回顧：強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)，提出學(xué)習(xí)建議。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

在本節(jié)課中，我們學(xué)習(xí)了塔臺(tái)模型的設(shè)計(jì)，通過以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了深入探討：

1.塔臺(tái)結(jié)構(gòu)：我們了解了塔臺(tái)的基本組成部分，包括基礎(chǔ)、墻體和屋頂，以及它們在整體結(jié)構(gòu)中的作用。

2.設(shè)計(jì)原則：我們討論了設(shè)計(jì)塔臺(tái)時(shí)需要考慮的關(guān)鍵因素，如穩(wěn)定性、抗風(fēng)性、美觀性和材料選擇，這些因素對于塔臺(tái)的成功設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

3.設(shè)計(jì)方法：我們學(xué)習(xí)了塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)的基本步驟，包括確定設(shè)計(jì)目標(biāo)、選擇合適的材料、搭建結(jié)構(gòu)以及測試和改進(jìn)。

4.實(shí)踐活動(dòng)：通過小組合作，學(xué)生們親自動(dòng)手搭建了塔臺(tái)模型，這個(gè)過程不僅鍛煉了他們的動(dòng)手能力，也加深了對理論知識(shí)的應(yīng)用。

當(dāng)堂檢測：

為了鞏固本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，我們將進(jìn)行以下當(dāng)堂檢測：

1.選擇題：

（1）塔臺(tái)設(shè)計(jì)中最重要的是什么？

A.美觀性

B.穩(wěn)定性

C.材料成本

D.施工速度

（2）以下哪項(xiàng)不是塔臺(tái)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素？

A.抗震性

B.抗風(fēng)性

C.美觀性

D.通訊設(shè)備

2.簡答題：

（1）請簡述塔臺(tái)設(shè)計(jì)的基本步驟。

（2）為什么穩(wěn)定性是塔臺(tái)設(shè)計(jì)中的首要考慮因素？

3.實(shí)踐題：

請根據(jù)以下要求設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的塔臺(tái)模型，并說明你的設(shè)計(jì)思路：

-使用不超過三種材料。

-確保塔臺(tái)能夠承受一定的重量。

-考慮到美觀性，塔臺(tái)應(yīng)具有一定的造型。典型例題講解1.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)塔臺(tái)模型，要求塔臺(tái)高度為1米，底部直徑為0.5米，使用木棍和膠帶搭建，需要確保塔臺(tái)能夠承受至少10公斤的重量。

解答：

首先，我們需要計(jì)算塔臺(tái)的底面積，以確定所需的支撐力。底面積公式為A=πr2，其中r是半徑，π約等于3.14。因此，底面積A=3.14×(0.5/2)2=0.785平方米。

為了承受10公斤的重量，我們需要計(jì)算每根木棍需要承受的力量。由于塔臺(tái)是圓形的，我們可以將底部分為四個(gè)等分，每個(gè)等分需要承受10公斤/4=2.5公斤的重量。因此，每根木棍需要承受2.5公斤的力。

最后，我們需要確保木棍的強(qiáng)度足以承受這個(gè)力。木棍的強(qiáng)度可以通過其橫截面積和材料的抗拉強(qiáng)度來估算。假設(shè)木棍的材料抗拉強(qiáng)度為100MPa，那么每根木棍的最大承受力為0.00126平方米×100MPa=126牛頓。

由于每根木棍需要承受2.5公斤的力，即25牛頓，所以每根木棍的強(qiáng)度是足夠的。

2.例題：

一個(gè)塔臺(tái)模型由一個(gè)圓柱形基礎(chǔ)和一個(gè)圓錐形頂部組成。圓柱形基礎(chǔ)的高度為0.3米，直徑為0.4米；圓錐形頂部的高度為0.2米，底面直徑為0.3米。計(jì)算塔臺(tái)模型的總重量。

解答：

首先，我們需要計(jì)算圓柱形基礎(chǔ)和圓錐形頂部的體積，然后將它們相加得到塔臺(tái)模型的總體積。

圓柱形基礎(chǔ)的體積V_cylinder=πr2h，其中r是半徑，h是高度。因此，V_cylinder=3.14×(0.4/2)2×0.3=0.0942立方米。

圓錐形頂部的體積V_cone=(1/3)πr2h，其中r是半徑，h是高度。因此，V_cone=(1/3)×3.14×(0.3/2)2×0.2=0.0185立方米。

塔臺(tái)模型的總體積V_total=V_cylinder+V_cone=0.0942+0.0185=0.1127立方米。

假設(shè)塔臺(tái)模型的材料密度為800kg/m3，那么塔臺(tái)模型的總重量W_total=V_total×密度=0.1127×800=90.16公斤。

3.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)塔臺(tái)模型，要求塔臺(tái)能夠承受至少20公斤的重量，且頂部有一個(gè)直徑為0.2米的圓形平臺(tái)。使用可承受最大拉力為100牛頓的細(xì)繩固定塔臺(tái)。

解答：

首先，我們需要計(jì)算頂部平臺(tái)的面積，以確定所需的固定力。平臺(tái)面積A_platform=πr2，其中r是半徑。因此，A_platform=3.14×(0.2/2)2=0.0314平方米。

為了承受20公斤的重量，我們需要計(jì)算所需的固定力。固定力F_fixed=重量/安全系數(shù)，假設(shè)安全系數(shù)為1.5，則F_fixed=20/1.5=13.33公斤。

由于固定力需要通過細(xì)繩傳遞，我們需要計(jì)算細(xì)繩所需的橫截面積。細(xì)繩的最大承受力為100牛頓，因此橫截面積A_rope=100/(安全系數(shù)×材料抗拉強(qiáng)度)，假設(shè)材料抗拉強(qiáng)度為60MPa，則A_rope=100/(1.5×60×10^6)=0.0000417平方米。

最后，我們需要確保細(xì)繩的橫截面積足夠大，以承受所需的固定力。由于A_rope=0.0000417平方米，這意味著細(xì)繩的直徑需要足夠小，以確保其強(qiáng)度。

4.例題：

一個(gè)塔臺(tái)模型由一個(gè)正方體基礎(chǔ)和一個(gè)圓柱形頂部組成。正方體基礎(chǔ)邊長為0.5米，圓柱形頂部高度為0.3米，直徑為0.4米。計(jì)算塔臺(tái)模型的總表面積。

解答：

首先，我們需要計(jì)算正方體基礎(chǔ)和圓柱形頂部的表面積，然后將它們相加得到塔臺(tái)模型的總表面積。

正方體基礎(chǔ)的表面積A_cube=6×邊長2，因此A_cube=6×0.52=1.5平方米。

圓柱形頂部的表面積由側(cè)面積和底面積組成。側(cè)面積A_side=2πrh，底面積A_base=πr2。因此，A_side=2×3.14×0.4×0.3=0.7536平方米，A_base=3.14×(0.4/2)2=0.5024平方米。

塔臺(tái)模型的總表面積A_total=A_cube+A_side+A_base=1.5+0.7536+0.5024=2.756平方米。

5.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)塔臺(tái)模型，要求塔臺(tái)能夠承受至少15公斤的重量，且頂部有一個(gè)直徑為0.25米的圓形平臺(tái)。使用可承受最大拉力為80牛頓的細(xì)繩固定塔臺(tái)。

解答：

首先，我們需要計(jì)算頂部平臺(tái)的面積，以確定所需的固定力。平臺(tái)面積A_platform=πr2，其中r是半徑。因此，A_platform=3.14×(0.25/2)2=0.0491平方米。

為了承受15公斤的重量，我們需要計(jì)算所需的固定力。固定力F_fixed=重量/安全系數(shù)，假設(shè)安全系數(shù)為1.2，則F_fixed=15/1.2=12.5公斤。

由于固定力需要通過細(xì)繩傳遞，我們需要計(jì)算細(xì)繩所需的橫截面積。細(xì)繩的最大承受力為80牛頓，因此橫截面積A_rope=80/(安全系數(shù)×材料抗拉強(qiáng)度)，假設(shè)材料抗拉強(qiáng)度為70MPa，則A_rope=80/(1.2×70×10^6)=0.00001143平方米。

最后，我們需要確保細(xì)繩的橫截面積足夠大，以承受所需的固定力。由于A_rope=0.00001143平方米，這意味著細(xì)繩的直徑需要足夠小，以確保其強(qiáng)度。教學(xué)反思與總結(jié)今天的課，我覺得挺有收獲的。咱們一起來回顧一下。

首先，教學(xué)方法上，我嘗試了小組合作學(xué)習(xí)的方式。我發(fā)現(xiàn)，這種模式讓學(xué)生們更加積極地參與到課堂中來。在討論塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)的時(shí)候，孩子們各抒己見，相互啟發(fā)，這種氛圍挺不錯(cuò)的。不過，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如在討論過程中，有些學(xué)生比較內(nèi)向，不太愿意發(fā)言，我可能需要更多的鼓勵(lì)和引導(dǎo)，