一、教學(xué)背景分析：為什么要開展結(jié)構(gòu)模型制作與改進(jìn)？演講人01教學(xué)背景分析：為什么要開展結(jié)構(gòu)模型制作與改進(jìn)？02教學(xué)目標(biāo)設(shè)定：指向核心素養(yǎng)的三維目標(biāo)體系03教學(xué)實(shí)施路徑：從理論到實(shí)踐的遞進(jìn)式探究04教學(xué)評價(jià)：多元維度的過程性評價(jià)體系05教學(xué)反思：在實(shí)踐中完善，在改進(jìn)中成長目錄2025小學(xué)六年級(jí)科學(xué)上冊結(jié)構(gòu)的模型制作與改進(jìn)課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終認(rèn)為，科學(xué)課堂不僅是知識(shí)傳遞的場所，更是學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)新思維萌芽的土壤。今天要和大家分享的“結(jié)構(gòu)的模型制作與改進(jìn)”，正是六年級(jí)科學(xué)上冊“形狀與結(jié)構(gòu)”單元的核心內(nèi)容。這一主題不僅承載著“工程與技術(shù)”領(lǐng)域的核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，更能讓學(xué)生在“做中學(xué)”的過程中，深刻體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)（STEM）的融合魅力。接下來，我將從教學(xué)背景、目標(biāo)設(shè)定、實(shí)施路徑、改進(jìn)策略及教學(xué)反思五個(gè)維度，系統(tǒng)展開本次課件的設(shè)計(jì)思路。01教學(xué)背景分析：為什么要開展結(jié)構(gòu)模型制作與改進(jìn)？1課標(biāo)與教材定位《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在“工程與技術(shù)”領(lǐng)域明確提出：“小學(xué)高年級(jí)學(xué)生需通過設(shè)計(jì)、制作和改進(jìn)簡單的工程項(xiàng)目，體會(huì)工程需求是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，感受技術(shù)設(shè)計(jì)需要綜合考慮多方面因素?！绷昙?jí)上冊“形狀與結(jié)構(gòu)”單元以“結(jié)構(gòu)與功能”為大概念，通過“認(rèn)識(shí)常見結(jié)構(gòu)”“分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”“設(shè)計(jì)制作模型”“優(yōu)化改進(jìn)模型”四個(gè)階段，引導(dǎo)學(xué)生從觀察走向?qū)嵺`，從理解走向創(chuàng)造。2學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)六年級(jí)學(xué)生已具備初步的空間想象能力和動(dòng)手操作能力，在五年級(jí)“材料的性能”單元中，他們學(xué)習(xí)了材料的硬度、韌性、承重等特性；在本單元前兩課“抵抗彎曲”“形狀與抗彎曲能力”中，又掌握了“增加厚度”“改變形狀”“三角形穩(wěn)定性”等結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本原理。但學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)多停留在理論驗(yàn)證層面，缺乏完整的“需求分析—設(shè)計(jì)—制作—測試—改進(jìn)”工程流程體驗(yàn)，對“結(jié)構(gòu)合理性”的判斷常依賴直觀感受而非科學(xué)分析。3教學(xué)價(jià)值與意義模型制作與改進(jìn)是連接“科學(xué)知識(shí)”與“工程實(shí)踐”的橋梁。通過這一過程，學(xué)生不僅能深化對“結(jié)構(gòu)決定功能”的理解，更能在反復(fù)調(diào)試中體會(huì)“工程問題沒有最優(yōu)解，只有更優(yōu)解”的迭代思維；在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中培養(yǎng)溝通、分工與責(zé)任意識(shí)；在解決實(shí)際問題中激發(fā)創(chuàng)新潛能。我曾帶學(xué)生制作“抗震小房屋”模型時(shí)，有小組因忽略“重心位置”導(dǎo)致房屋傾倒，經(jīng)過三次調(diào)整支撐柱高度和屋頂重量分配后，最終在模擬地震測試中表現(xiàn)優(yōu)異。這樣的經(jīng)歷讓學(xué)生真正理解：“改進(jìn)不是失敗的標(biāo)志，而是接近成功的階梯?！?2教學(xué)目標(biāo)設(shè)定：指向核心素養(yǎng)的三維目標(biāo)體系教學(xué)目標(biāo)設(shè)定：指向核心素養(yǎng)的三維目標(biāo)體系基于課程標(biāo)準(zhǔn)、教材要求和學(xué)生特點(diǎn)，我將本次教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為以下三個(gè)維度：1知識(shí)與技能目標(biāo)能說出“結(jié)構(gòu)模型”的基本要素（支撐、連接、受力點(diǎn)），理解“穩(wěn)定性”“承重能力”“抗彎曲性”等關(guān)鍵性能的影響因素；掌握“設(shè)計(jì)圖紙—選材—搭建—測試—改進(jìn)”的模型制作基本流程，能運(yùn)用“三角形加固”“增加支撐點(diǎn)”“材料性能匹配”等方法優(yōu)化結(jié)構(gòu)；會(huì)使用簡單工具（如美工刀、熱熔膠槍、測力計(jì)）進(jìn)行測量與記錄，能用數(shù)據(jù)（如承重克數(shù)、傾斜角度）描述模型性能。2過程與方法目標(biāo)01通過“問題驅(qū)動(dòng)—方案設(shè)計(jì)—實(shí)踐驗(yàn)證—反思改進(jìn)”的完整工程流程，體驗(yàn)工程設(shè)計(jì)的迭代性；02在小組合作中學(xué)會(huì)分工（如記錄員、操作員、測試員），通過討論、質(zhì)疑、修正提升溝通與協(xié)作能力；03能運(yùn)用“對比實(shí)驗(yàn)法”分析不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果（如比較三角形與四邊形框架的承重差異）。3態(tài)度責(zé)任與價(jià)值觀目標(biāo)感受結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在生活中的廣泛應(yīng)用（如橋梁、家具、玩具），體會(huì)“科學(xué)服務(wù)生活”的價(jià)值；培養(yǎng)“精益求精”的工程思維，形成“失敗是改進(jìn)機(jī)會(huì)”的積極態(tài)度；增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，能合理利用廢舊材料（如快遞盒、冰棒棍、飲料瓶）制作模型，踐行“變廢為寶”的理念。03010203教學(xué)實(shí)施路徑：從理論到實(shí)踐的遞進(jìn)式探究教學(xué)實(shí)施路徑：從理論到實(shí)踐的遞進(jìn)式探究為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，我將教學(xué)過程設(shè)計(jì)為“情境導(dǎo)入—知識(shí)建構(gòu)—模型制作—測試改進(jìn)—總結(jié)拓展”五個(gè)環(huán)節(jié)，環(huán)環(huán)相扣，逐步深化。1情境導(dǎo)入：從生活現(xiàn)象到工程問題（10分鐘）“同學(xué)們，上周暴雨后，學(xué)校門口的臨時(shí)帳篷被風(fēng)吹倒了，你們知道為什么嗎？”我展示一張帳篷倒伏的照片，引發(fā)學(xué)生思考。待學(xué)生提出“支架不牢固”“重心太高”等猜測后，播放“港珠澳大橋的三角支撐結(jié)構(gòu)”“鳥巢的鋼桁架結(jié)構(gòu)”視頻，引導(dǎo)觀察：“這些大型建筑為什么能承受巨大重量？它們的結(jié)構(gòu)有什么共同特點(diǎn)？”通過“問題鏈”層層推進(jìn)：①生活中的結(jié)構(gòu)（帳篷、椅子、書架）有什么作用？（支撐、承重、穩(wěn)定）②哪些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能讓它們更“堅(jiān)強(qiáng)”？（三角形、實(shí)心與空心結(jié)合、材料搭配）③如果讓你設(shè)計(jì)一個(gè)“承重紙橋”模型，需要考慮哪些因素？（跨度、寬度、材料、連接方式）這一環(huán)節(jié)通過“生活問題—經(jīng)典案例—任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的轉(zhuǎn)化，將學(xué)生的注意力從“看熱鬧”轉(zhuǎn)向“看門道”，為后續(xù)實(shí)踐埋下伏筆。2知識(shí)建構(gòu)：結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)方法（15分鐘）2.1核心概念解析結(jié)構(gòu)要素：以“課桌”為例，分解為支撐結(jié)構(gòu)（桌腿）、連接結(jié)構(gòu)（螺絲/榫卯）、承載結(jié)構(gòu)（桌面），強(qiáng)調(diào)“各部分協(xié)同工作”的重要性；關(guān)鍵性能：通過實(shí)驗(yàn)演示（用書本壓不同形狀的紙筒），對比“圓柱形”“三角形”“正方形”紙筒的承重差異，得出“形狀影響抗彎曲能力”的結(jié)論；用“斜拉橋模型”演示“拉力與壓力的平衡”，理解“力的傳遞路徑”對穩(wěn)定性的影響。2知識(shí)建構(gòu)：結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)方法（15分鐘）2.2設(shè)計(jì)流程指導(dǎo)發(fā)放“模型設(shè)計(jì)任務(wù)單”（見表1），結(jié)合“承重紙橋”案例講解設(shè)計(jì)步驟：|步驟|具體要求|示例（紙橋設(shè)計(jì)）||------------|--------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------||明確需求|確定模型的功能（承重/穩(wěn)定/美觀）、尺寸限制（跨度≤30cm，寬度≥10cm）|目標(biāo)：承重≥500g，跨度25cm，寬度12cm||繪制草圖|用簡單線條標(biāo)注結(jié)構(gòu)（如框架、支撐、連接點(diǎn)），注明材料（A4紙/木片/橡皮筋）|主結(jié)構(gòu)為三角形框架，橋面用瓦楞紙||選材分析|根據(jù)性能需求選擇材料（如承重用硬紙板，連接用熱熔膠）|橋面用雙層A4紙?jiān)黾雍穸龋瑯蛑媚緱l||步驟|具體要求|示例（紙橋設(shè)計(jì)）||風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判|預(yù)測可能的問題（如連接點(diǎn)脫落、重心偏移），提出預(yù)防措施|橋柱與橋面用“L型”紙片加固，避免斷裂|通過表格對比和案例示范，學(xué)生能更清晰地理解“設(shè)計(jì)不是隨意畫圖，而是有依據(jù)的規(guī)劃”。3模型制作：小組協(xié)作與實(shí)踐操作（40分鐘）將學(xué)生分為4-5人小組，每組領(lǐng)取材料包（硬紙板、木條、橡皮筋、熱熔膠、測力計(jì)、直尺），明確任務(wù)：制作一個(gè)“承重模型”（可選紙橋、小房屋、貨架），要求能承載至少300g重物持續(xù)1分鐘不倒塌。3模型制作：小組協(xié)作與實(shí)踐操作（40分鐘）3.1教師指導(dǎo)要點(diǎn)分工引導(dǎo)：建議“1人負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)圖完善，2人切割材料，1人組裝，1人記錄”，強(qiáng)調(diào)“每個(gè)角色都重要”；安全提示：重點(diǎn)指導(dǎo)熱熔膠槍的使用（先預(yù)熱、垂直按壓、避免觸碰膠頭），美工刀“推切不劃切”；過程記錄：要求填寫《模型制作日志》，記錄“遇到的問題（如橋面下塌）—嘗試的解決方法（增加支撐柱）—結(jié)果（承重從200g提升到450g）”。3模型制作：小組協(xié)作與實(shí)踐操作（40分鐘）3.2典型問題與應(yīng)對在以往教學(xué)中，學(xué)生常出現(xiàn)以下問題，需針對性指導(dǎo)：材料浪費(fèi)：部分小組為“求穩(wěn)”大量使用材料，導(dǎo)致模型過重?？梢龑?dǎo)計(jì)算“重量/承重比”（如承重500g的模型重80g，比值為6.25；若模型重150g，比值為3.33），強(qiáng)調(diào)“輕量化設(shè)計(jì)”的重要性；連接不牢：用膠水粘貼時(shí)按壓時(shí)間不足，或連接處面積太小。可示范“交叉粘貼法”（兩片材料重疊2cm再粘合），或用橡皮筋“捆綁加固”；結(jié)構(gòu)不合理：如紙橋跨度太大但支撐點(diǎn)太少?？梢龑?dǎo)回顧“抵抗彎曲”實(shí)驗(yàn)結(jié)論：“跨度越大，抗彎曲能力越弱，需增加支撐或加厚材料”。4測試改進(jìn)：從數(shù)據(jù)反饋到結(jié)構(gòu)優(yōu)化（25分鐘）4.1測試環(huán)節(jié)每組派代表展示模型，用測力計(jì)逐步增加重物（砝碼或礦泉水瓶），記錄“最大承重值”“是否變形”“倒塌位置”。例如，某小組的“紙橋”在承重420g時(shí)，中間橋面下塌，倒塌位置在橋柱與橋面的連接處。4測試改進(jìn)：從數(shù)據(jù)反饋到結(jié)構(gòu)優(yōu)化（25分鐘）4.2改進(jìn)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生用“問題-分析-改進(jìn)”的思維鏈進(jìn)行優(yōu)化：①問題定位：通過測試數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，確定關(guān)鍵問題（如“連接處斷裂”“結(jié)構(gòu)變形”）；②原因分析：結(jié)合結(jié)構(gòu)原理，分析問題根源（連接處斷裂可能因膠水未干透或接觸面積??；結(jié)構(gòu)變形可能因材料抗彎曲能力不足）；③改進(jìn)方案：提出2-3種改進(jìn)方法（如“將連接處重疊面積從1cm增加到2cm”“在橋面下增加三角形支撐條”“更換更堅(jiān)韌的牛皮紙”），選擇最優(yōu)方案實(shí)施。我曾觀察到一個(gè)小組的“小房屋”模型在模擬地震（用振動(dòng)儀測試）中因屋頂過重倒塌，他們通過“減少屋頂層數(shù)”“用泡沫板替代紙板”“增加墻角的三角形加固片”三個(gè)改進(jìn)步驟，最終使模型在劇烈振動(dòng)中保持穩(wěn)定。這種“失敗-改進(jìn)-成功”的體驗(yàn)，比直接告知結(jié)論更有教育意義。5總結(jié)拓展：從課堂實(shí)踐到生活應(yīng)用（10分鐘）5.1課堂總結(jié)01通過“思維導(dǎo)圖”回顧核心內(nèi)容：02結(jié)構(gòu)模型制作流程：需求分析→設(shè)計(jì)草圖→選材制作→測試改進(jìn)→優(yōu)化成品；03關(guān)鍵原理：三角形穩(wěn)定性、材料性能匹配、力的傳遞路徑；04核心素養(yǎng)：工程思維、協(xié)作能力、創(chuàng)新意識(shí)。5總結(jié)拓展：從課堂實(shí)踐到生活應(yīng)用（10分鐘）5.2拓展任務(wù)家庭實(shí)踐：用廢舊材料（如塑料瓶、吸管）設(shè)計(jì)一個(gè)“防風(fēng)花盆架”，要求能放置2個(gè)花盆（總重≥500g），在風(fēng)扇風(fēng)力3檔下不傾倒；跨學(xué)科融合：結(jié)合語文“說明文寫作”，為自己的模型撰寫《設(shè)計(jì)說明書》，介紹結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)和改進(jìn)過程；文化延伸：查閱“中國傳統(tǒng)建筑（如榫卯結(jié)構(gòu)、斗拱）”的資料，思考古人如何在沒有現(xiàn)代材料的情況下實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。04教學(xué)評價(jià)：多元維度的過程性評價(jià)體系教學(xué)評價(jià)：多元維度的過程性評價(jià)體系為全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，我采用“自評+互評+師評”結(jié)合的評價(jià)方式，從“知識(shí)掌握”“實(shí)踐能力”“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”“創(chuàng)新意識(shí)”四個(gè)維度進(jìn)行量化（見表2）。|評價(jià)維度|評價(jià)指標(biāo)|分值||----------------|--------------------------------------------------------------------------|------||知識(shí)掌握|能準(zhǔn)確說出結(jié)構(gòu)要素和優(yōu)化原理|20||實(shí)踐能力|模型制作流程規(guī)范，工具使用安全，測試數(shù)據(jù)記錄完整|30||團(tuán)隊(duì)協(xié)作|分工明確，溝通有效，能傾聽他人意見并調(diào)整方案|25||創(chuàng)新意識(shí)|設(shè)計(jì)有獨(dú)特性（如使用非常規(guī)材料），改進(jìn)方案有科學(xué)性（如基于數(shù)據(jù)調(diào)整）|25|評價(jià)不僅關(guān)注最終模型的性能，更重視“改進(jìn)過程”的記錄與反思。例如，一個(gè)模型承重僅350g但改進(jìn)記錄詳細(xì)（三次調(diào)整支撐位置）的小組，可能比承重500g但無改進(jìn)過程的小組獲得更高評價(jià)，因?yàn)椤暗季S”正是工程教育的核心。05教學(xué)反思：在實(shí)踐中完善，在改進(jìn)中成長教學(xué)反思：在實(shí)踐中完善，在改進(jìn)中成長回顧多年教學(xué)實(shí)踐，“結(jié)構(gòu)的模型制作與改進(jìn)”課例給我最深的啟示是：教師要做“腳手架”而非“主導(dǎo)者”。學(xué)生的潛力遠(yuǎn)超我們想象——他們會(huì)用橡皮筋替代膠水解決“連接處易斷裂”的問題，會(huì)用“蜂窩狀”紙層增加橋面承重，會(huì)通過“重心測試法”（用細(xì)線懸掛模型找重心點(diǎn)）優(yōu)化穩(wěn)定性。這些創(chuàng)新不是教師教出來的，而是在“自主探究—發(fā)現(xiàn)問題—主動(dòng)改進(jìn)”的過程中自然生長的。當(dāng)然，教學(xué)中也存在需要改進(jìn)的地方：材料準(zhǔn)備需更靈活：部分小組因材料限制（如木條長度固定）無法充分驗(yàn)證設(shè)計(jì)，可提供“材料超市”讓學(xué)生自主選擇；時(shí)間分配需更合理：部分小組在“設(shè)計(jì)草圖”階段耗時(shí)過長，可增加“快速設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)（5分鐘草繪），避免影響后續(xù)制作；教學(xué)反思：在實(shí)踐中完善，在改進(jìn)中成長跨學(xué)科融合需更深入