小学科学教科版六年级下册第一单元《小小工程师》教案（共7课）（2022新版）

第一单元小小工程师1.了解我们的住房【教材简析】《了解我们的住房》是六年级下册《小小工程师》单元的第1课。住房是学生在日常生活中接触最多的建造工程。学生通过了解自己身边的住房来初步认识工程的系统性和复杂性。本课通过了解住房的结构、住房包含的系统和住房建造的过程来设计学习活动。首先，学生在了解住房结构的基础上初步感受建筑工程的复杂性。然后，学生进一步了解住房中的系统，知道住房是由许多复杂而庞大的系统组成的，感受建造住房的复杂性、系统性。最后，了解住房建造工程的过程，一方面感受建造住房的复杂性，另一方面为本单元后面的学习做好铺垫。通过本节课的学习，学生大致知道住房的基本结构、必需系统以及建造的主要过程即可，从整体上对住房建造工程形成初步认知，为下节课学习《认识工程》奠定基础。【学生分析】学生很难理解什么是工程，从每天生活的住房入手有利于学生一步步理解工程的含义。虽然学生熟悉我们的房屋，但是他们对住房的结构、系统、建造过程并不清楚，他们对住房相关内容的学习是非常感兴趣的。教师一定要抓住学生学习研究的兴趣，引导学生搜集、分析相关资料，初步建构对工程的认知。【教学目标】[科学概念目标]1.住房都有一定的结构，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，简述出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性，乐于分享。[科学、技术、社会与环境目标]1.初步认识到人类的需求促进社会的进步与发展，同时科学技术的进步也满足了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。【教学重难点】[重点]了解住房的结构和系统。[难点]了解建造住房需要经历一系列很重要的过程。【教学准备】[学生]学生活动手册。[教师]小区、城市的供电、供水系统图纸，班级记录表、教学课件。【教学过程】一、聚焦（一）激发兴趣，导入课题1.教师利用教学课件出示“中国天眼”、“神舟”飞船、鸟巢、住房等建造工程。提问：这些图片展示了什么？预设学生回答：“中国天眼”、“神舟”飞船、鸟巢、住房。2.提问：你知道它们是怎么建造出来的吗？学生进行小组讨论交流。预设学生回答：先设计，再建造。23 3.引入：今天我们就从身边的住房开始来认识工程。（二）聚焦身边的住房，明确探究问题1.教师出示教学课件，展示教科书中住房的图片。提问：你家住房的基本结构是怎样的？你家住房有哪些必需的系统？它需要经历怎样的建造过程？2.学生活动：学生观察分析住房的图片。3.提问：这些不同的住宅有哪些相同点？学生通过比较、分析得出：住房都有门、窗、卧室、厨房等；一些住房还有水、电、煤气等。4.教师帮助学生汇总：门、窗、卧室、厨房等属于简单结构；水、电、煤气等属于简单系统。5.提问：住房需要经历怎样的建造过程？6.谈话：可能你们现在还不知道答案，可以带着这个问题开展本课乃至本单元的学习，在单元学习中寻找答案。[设计意图]学生从生活住房入手，通过小组之间对资料的比较分析，初步了解住房结构与系统两个词语的含义，为学习本课打好基础。二、探索（一）以你的家为例，说一说住房的基本结构1.观察住房的照片。教师出示教学课件，展示教科书中的房屋示意图。学生活动：将自己家的照片在小组中分享，大家共同观察。2.寻找住房的基本结构。谈话：我们可以以自己的家为例，小组交流住房的基本结构。小组交流后汇报讨论结果，全班总结，教师板书记录学生总结出的住房基本结构。预设：学生有可能将一些设施归纳为住房结构，如沙发、灯具、桌椅等。3.分析汇总住房基本结构。提问：这些找到的是不是都是住房的结构？哪些是住房建造后存在的？哪些是装修入住后添置的？学生小组讨论。学生汇报交流：住房的基本结构主要包括房屋的框架、承重、户型、采光等。地砖、门等是住房建造后存在的。餐桌、窗帘、沙发等是装修入住后添置的。[设计意图]学生在这个环节中很可能认为冰箱、台灯、煤气灶、床等家具与电器也是住房结构。教师应从学生观察到的房屋布局入手，通过问题引导学生重点观察相关房屋结构。学生通过观察、分析资料，形成对住房结构的认识。在这个过程中，教师通过层层指导帮助学生去除错误认识，理解住房结构的含义。（二）指出住房所必须具有的系统1.寻找住房设施。教师展示教学课件，播放教材中住房图片。谈话：请同学们在图中找到住房设施，并将找到的设施标记在学生活动手册中。学生开展活动。学生交流汇报。预设学生回答：卫生间和厨房都有上下水设施；各个房间都有电源、电灯等电器设施。2.感受住房系统的作用。提问：这些水或电是怎么到达各个位置的？学生汇报交流。预设学生回答：它们是通过各自的管道到达各个位置的。小结：水、电通过水电设施的相应系统到达相应位置。3．感受住房系统的复杂性。（1）了解住房系统。谈话：你们知道住房水电内部系统是什么样子的吗？教师出示住房水电系统示意图，引导学生关注细节。例如，按房屋的各个位置有序观察、把23 水电系统分开观察。学生分组观察示意图后交流感受。学生汇报交流：通过观看水电系统示意图，我们发现水电系统太复杂了！小结：住房内的系统很复杂，各个部分都有自己的作用，不可缺少，无法替代。（2）了解其他工程系统。教师出示更为复杂、完整、系统的小区水电系统示意图、城市水电系统示意图，给学生更深的震撼。[设计意图]在这个环节中，从日常生活常见的水电设施入手，进而关注看不见的水电线路，然后呈现整体水电系统，直至整个小区、城市的水电系统。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。（三）了解住房建造的过程1.交流对住房建造过程的认识。谈话：你们知道住房的建造过程吗？请你把自己的想法记录下来，并与同学分享。学生将自己的想法记录下来，并进行交流分享。2.出示住房建造的相关资料。提问：我这里有提前整理的资料，你们可以从资料中梳理出房屋建造的过程吗？小组交流研讨，学生将搜集的信息记录在学生活动手册中。3.学生对比前后认识，形成关于房屋建造过程的认识。教师引导：大家可以将自己原来的想法和学生活动手册记录进行比较，修正自己的错误认识，形成对建造过程的正确认识。4.全班交流建造资料。全班汇总交流：从不同的信息中交流汇总出相同的房屋建造过程，形成班级记录表，明确住房建造所经历的一般过程。[设计意图]学生通过资料收集、处理、分析了解住房建造的过程，与学生前概念进行比较、反思，更好地形成正确认识，为本单元学习打好基础。三、研讨（一）一套住房包括哪些基本结构和系统？1.全班共同交流，根据本课学习活动找出住房的结构和系统。2.教师引导学生理解结构与系统的区别。（二）在住房建造过程中，哪些工作最重要？为什么？1.学生观察班级记录表，回顾查找资料的过程。2.全班交流讨论：哪些工作阶段最重要？在研讨交流过程中，教师注意引导学生之间的质疑和辩论，让学生着重说明理由。3.小结：建造工程的每个阶段都很重要，都必不可少，但核心是设计。四、拓展谈话：大家可以搜集其他工程（如“中国天眼”、“神舟”飞船、高铁、桥梁、鸟巢等）建造过程的案例，下节课与同学们分享。[设计意图]在本节课中学生学习了《了解我们的住房》，在下节课中学生需要学习《认识工程》。学生提前准备资料，为下节课的学习做准备。【活动手册使用说明】本课学生活动手册分为两部分内容，分别对应教科书探索板块第二和第三个学习活动。第一部分是房屋透视图,学生要在图中标出房屋的主要结构与系统，并思考它们的不同。教师应该提醒学生在标注结构与系统时用两种不同颜色的笔。学生在标注出结构与系统之后，可以明显分辨出哪里是结构，哪里是系统。第二部分是记录房屋建造的主要过程。六年级学生基本能够了解一个房屋建造的主要过程。在学生独立梳理后，教师应组织学生进行讨论，归纳出一个房屋建造的主要过程。【教学后记】23 2.认识工程【教材简析】《认识工程》是六年级下册《小小工程师》单元的第2课。教科书从学生对第1课房屋建造工程的回顾入手，引出本课对其他工程的学习和认识。本课主要包含三个活动：第一个活动是让学生通过搜集、分析资料的方式了解港珠澳大桥的建设目的、意义，实际建设中受到的限制、挑战，以及工程师攻克难关的过程和勇于创新的精神。第二个活动是在了解房屋和港珠澳大桥的建设过程后，让学生采用归纳的方法对工程建设过程的相似步骤进行梳理。第三个活动是通过分析每一项工程的建设过程，让学生了解工程与科技进步的关系。【学生分析】经过第1课的学习后，学生对工程有了较高的学习兴趣，并且能够在小组活动中表现出一定的表达、倾听、沟通和调整的能力。学生对于港珠澳大桥的认识，大多来源于新闻报道。因此，搜集资料、处理信息是本课的主要学习方式。在搜集文献资料时，学生应重点关注港珠澳大桥、“中国天眼”、高铁、鸟巢、空间实验室等宏大工程的规划、建设历程及其过程性资料。本课有助于培养学生搜集和分析处理信息的能力。【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、社会与环境目标]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，人类的好奇心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案例，了解工程建设的艰巨与复杂，归纳工程建设过程的相似步骤。[难点]根据四大工程案例分析工程与技术的关系。【教学准备】[学生]港珠澳大桥相关资料、学生活动手册。[教师]港珠澳大桥文字与视频等资料，鸟巢、“中国天眼”、高铁、空间实验室的照片、技术简图等资料，班级记录表、教学课件。【教学过程】一、聚焦（一）教师出示上节课的班级记录表，引领学生回顾前知谈话：我们先观察上节课的班级记录表，你们能回忆起上节课的知识吗？住房有哪些主要的结构与系统？建造住房具体的实施过程分哪些步骤？预设学生回答：住房有很多复杂的结构与系统，包括承重结构、供电系统、上下水系统等。实施过程主要包括规划、设计、施工等步骤。（二）聚焦本课话题谈话：我们一起看教科书第4页的图片。我们已经了解了住房和它的建造过程，港珠澳大桥23 工程的建设过程又是怎样的？它们在建设过程中有什么共同特点？我们带着问题开始学习吧。[设计意图]引导学生将学习视角从住宅工程聚焦到港珠澳大桥工程。比较住房工程与港珠澳大桥工程，感受小型工程与大型工程的区别，进一步提升学生的学习兴趣。二、探索（一）阅读或观看港珠澳大桥的相关资料，试着整理和归纳下面的问题1.利用教科书图片引入。谈话：我们一起通过教科书第5页的图片来感受港珠澳大桥的宏伟。2.学生阅读资料。学生阅读教科书第6页的文字资料，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？3.教师指导学生逐一研究，解释每个问题的指向。问题一：为什么要建造港珠澳大桥？谈话：第一个问题指向建造港珠澳大桥的目的和意义，主要从政治、经济、文化、交通现状等资料中筛选。问题二：大桥的建造面临了哪些限制和挑战？谈话：第二个问题指向大桥的建造面临的限制和挑战，可以从周边地理环境特点、建设施工标准等方面进行总结；也可以根据文中提供的线索，寻找建设桥、岛、隧一体大桥的原因。问题三：这些问题都是怎样解决的？谈话：第三个问题指向解决办法和克服困难的过程，大桥的建造需要巧妙的设计规划和先进的技术做支持。问题四：大桥的建造经历了哪些主要过程？谈话：第四个问题指向建造大桥的主要过程，需要从不同的资料中提炼，包括规划准备阶段和建设阶段的重要时间节点。4.小组进行资料整理、分析。学生按照上一环节获得的提示，处理文献资料。小组内学生补充各自课前搜集到的各种信息。组内交流分享，共同完善本组答案。5.全班共同研讨交流。问题一：为什么要建造港珠澳大桥？教师引导：大家通过观看珠三角两岸城市群地图、土地面积占比与GDP占比、大湾区经济圈概念等资料文献，能说说为什么要建造港珠澳大桥吗？预设学生回答：在经济、政治、文化方面有不同意义。问题二、三：大桥的建造曾面临哪些限制和挑战？这些问题都是怎样解决的？学生活动：搜集信息，以“限制和挑战”“解决办法”两项内容对应排列。限制和挑战解决办法大桥要经过通向香港的唯一航道，桥面高度必须要超过80米，桥塔高度超过200米，而香港机场不允许有超过88米的建筑物出现在这片水域上修建六七千米长的海底隧道和22.9千米长的跨海大桥桥梁和隧道需要用岛屿连接，但这片海域上没有任何可用的岛屿修建人工岛建岛的海床上有15到20米深的淤泥，机械会滑出，移走淤泥又会对海洋造成毁灭性污染用圆钢筒围岛问题四：大桥的建造经历了哪些主要过程？提问：我这有新闻报道，大家能从中筛选出建设施工中的重要节点吗？学生交流汇总：2009年12月15日，港珠澳大桥正式开工建设。2015年2月23日，青州航道桥56号墩索塔“中国结”结形撑首个节段（J3节段）吊装成功。23 2015年8月23日，江海直达船航道桥首个“海豚”塔成功吊装。2015年9月6日，主体工程220座墩台全线完工。2016年6月29日，港珠澳大桥主体桥梁合龙。2016年9月27日，港珠澳大桥主体桥梁全线贯通。2017年7月7日，港珠澳大桥海底隧道正式贯通。2018年2月，港珠澳大桥主体工程通过交工验收，具备通车试运营条件。6.教师总结。谈话：大家回顾整理出的资料，再次感受大桥建造过程的困难与复杂。小结：从前期准备到建设完成的十余年间，港珠澳大桥在建造过程中遇到的困难还有很多。工程团队不断突破技术难关，才解决了这些难题。完成这类宏大的工程，依赖的核心是技术。[设计意图]本环节需要学生与教师共同从搜集的资料中整理、分析出四个问题的答案。通过学生明确信息寻找方向、拓展多种资料、整理处理信息、分析得出结论这一活动过程，培养学生搜集、处理、分析文献资料并从中获取信息的科学探究能力，加强对工程复杂性、科学性、系统性的理解。（二）梳理工程建设过程的相似步骤1.教师引导：通过上一环节中的时间线，我们梳理了港珠澳大桥建造的主要过程。对比上节课房屋建造的过程，我们来归纳一下工程建设过程要经历的步骤。2.小组讨论交流：通过建造房屋工程与港珠澳大桥工程的对比，总结出两个工程的相同点，即都需要规划设计和施工建造两大过程。3.教师点拨：通过港珠澳大桥工程案例中的时间点，计算整个工程所用的时间和从开工到竣工所用的时间，然后对所用的时间进行比较分析。预设学生发现：施工阶段在整个工程中所占时间并不是最多的，占用时间最多的是前期的规划和设计阶段，如分析工程中的限制和挑战以及研究相应的解决办法。4.归纳工程建设过程的相似步骤。（1）明确一个要解决的问题。房屋：解决住房问题，保证住宅安全、适用、卫生、经济。港珠澳大桥：建造一座跨海大桥，连通珠三角地区东西部，缩短行程，为政治、经济、文化的传递提供一个纽带。（2）在限制条件下进行设计。限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等。（3）制作一个模型，测试这个模型，评估并改进。制作房屋模型，对楼体高度、结构形式进行测试，确保建筑物的坚固性和安全性，从各个方面验证建筑物的应力。谈话：以评估港珠澳大桥的四个可选方案为例，取舍原因如下。斜线方案会导致大桥阻水率过高，造成大桥周围沉积沙土，伶仃洋可能变为伶仃河；西侧垂直线方案会割裂珠海市空间或破坏珠海沿海景观；东侧垂直线方案在港珠澳大桥东人工岛的基础上，修一条垂直连接线通往深圳蛇口，将挡住航道。因此舍弃了三种双Y模式设计，最终确定采用Y型线路，分别连接香港、珠海和澳门三地。[设计意图]通过房屋与港珠澳大桥的对比，引导学生思考，设计完成后并不能直接施工，而是要按照设计制作模型，再对模型进行测试、评估和改进，循环往复，直到设计达到各种限制条件的要求，趋于完美，万无一失。（4）实施建设。在实施建设过程中，要严格按照设计来施工，不可随意更改。如果遇到设计中未出现的情况，要重新进行规划设计，确定可行性后再进行施工。5.学生完成活动手册记录。学生跟随教师一起完成活动手册记录。教师重点提示：要加强对设计在工程环节中的重要性的认识。[设计意图]教科书呈现了一个工程建设过程的简要步骤示意图，意图有两点：一是给学生提23 供一个归纳总结的参考；二是重点强化设计的往复过程，通过大桥的多个设计方案的取舍和改进实例，引起学生对设计在工程环节中的重要性的认识，指向工程的关键是设计这一核心概念。（三）了解这些宏大工程与科技进步的关系1.提问：回顾房屋和港珠澳大桥的建造过程，你知道工程中可能用到哪些技术吗？预设学生回答：运输、制造、冶炼、力学、建筑、电子、燃料、机械、通信等技术。2.观察教科书中“天眼”、高铁、“鸟巢”体育场和“天宫”空间站四大工程的图片，结合课前搜集的资料，分析这些工程分别采用了哪些技术。3.小组研讨。师生共同总结：每一项宏大的工程都采用了大量上述技术，证明了工程离不开技术的支持。4.教师进一步举例，列举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且荷载能力大，国内钢铁厂便专门研制了Q460E-Z35钢材。又如，港珠澳大桥桥梁焊接的技术标准高，中铁山桥集团便研发了世界上规模最大、精度最高的机器人焊接系统。5.提问：工程与技术有什么关系？学生开展自由讨论。小结：工程利用了大量技术成果，建设工程的过程中遇到的难题也推动了技术的发展。6.总结：通过分析每一项工程的建设过程，我们都可以感受到科学技术在其中发挥的重要作用。每一项工程都包含了大量的科学原理，应用了大量的科学技术，没有科学技术的支撑，就不可能完成如此浩大的工程。与此同时，工程实施过程中面临的各项困难和技术难关也是对科学技术提出的更高要求，推动着科学技术不断发展。可以说，科学技术进步支持工程的实施，工程也推动着科学技术不断发展。[设计意图]小组分析讨论的结果并不需要真正选择出所有需要的技术，而是通过这种形式使学生主动感受到工程采用了大量技术，深化学生对工程与技术关系的认知。三、研讨（一）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？学生围绕这个问题开展交流讨论。教师引导学生理解以下两个方面的内容。1.工程是一项复杂、整体、协调的工作。2.设计与施工同等重要，甚至设计更为重要。（二）完成一项工程要经历哪些重要的工作阶段？1.学生开展自由讨论。教师引导学生利用活动手册梳理工程步骤并进行总结。2.师生交流总结：完成一项工程要经历重要的工作阶段，包括明确一个要解决的问题；在限制条件下进行设计；制作一个模型；测试这个模型，评估并改进；再重新设计建立模型，再测试，再改进完善。循环往复，直到设计达到各种限制条件的要求，才开始实施建设。（三）工程与技术的关系是怎样的？1.学生交流讨论。2.小结：工程项目包含大量的科学原理，利用大量的科学发现，不断推动技术的发展。技术与工程是相互促进、相辅相成的关系。（四）假如让我们做一名小小的工程师，我们都要完成哪些工作呢？1.教师引导学生积极讨论，自由交流。2.学生汇报：发现建造工程的每个阶段都很重要，都需要有专业知识和技能的工程师去做。最重要的是设计。[设计意图]通过研讨板块梳理两节课的学习过程，引导学生分享对工程的新认识，认识到设计与施工同样重要，进一步深化学生对工程与技术关系的认知。四、拓展收集铁塔的图片，观察铁塔的结构特点。[设计意图]引导学生思考铁塔为什么如此牢固、稳定，它的结构有什么特点。为后面两课设计塔台的形状及内部结构做准备。【活动手册使用说明】23 在探索板块的第二个活动“梳理工程建设过程的相似步骤”中，学生跟随教师一起完成活动手册记录。【教学后记】3.建造塔台【教材简析】《建造塔台》是六年级下册《小小工程师》单元的第3课。学生从本课开始体验工程设计过程。本课为学生创设工程招投标活动，通过模拟工程招投标开展设计活动，从而感受并体会设计的重要作用，体会工程设计的系统性与复杂性，加深对工程的理解。本课学生要模拟前两课学习的工程建造基本过程进行自主设计。从选址、材料选择、塔的设计、成本核算、人员分工、时间分配等各个方面进行工程整体设计。在这个过程中学生要考虑因素之间相互牵制、难以取舍的关系，也要明确各项因素权衡的侧重。例如：塔高、承重、安全是工程项目的核心与重点，美观、成本等属于在重点基础上的综合点。工程项目的设计决定项目是否达标、是否安全、是否廉价。本课通过设计活动帮助学生初步理解工程项目的关键是设计。【学生分析】本课学生承担起工程师的角色，激发学生开展科学实践活动的积极性。学生曾经制作过一些作品，也进行过简单的思考与设计。但是全面权衡各项要求进行整体设计，对学生来说是一个新的挑战。有目的、有要求、有限制的工程项目设计需要相应科学知识技术为支撑，也需要团队成员相互补充配合，更需要团队成员开动脑筋充分思考共同完成项目设计。学生虽面临诸多困难与挑战，但对本课学习内容还是有着强烈的好奇心和参与热情，学习的积极性颇为高涨，为本课的学习奠定了坚实的基础。【教学目标】[科学概念目标]对一项工程的设计需要考虑到各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因素。2.能够根据教科书中的“标书”样本制订出建造塔台标书。3.能够利用文字、绘图的方式表达自己的创意与构想。[科学态度目标]1.积极参加设计活动，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、社会与环境目标]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】[重点]理解工程设计需要考虑项目要求、安全、成本等多种因素。[难点]考虑建造塔台所涉及的各个因素，根据这些因素整合小组意见设计标书。【教学准备】[学生]学生活动手册。[教师]班级记录表、操场照片、塔台标书、教学课件。【教学过程】一、聚焦23 （一）回顾工程师工作步骤1.谈话：我们学习、了解、认识了工程，今天开始我们要像工程师那样来做一项工程。2.教师出示教学课件，学生回忆工程师工作需要经历的步骤。（二）明确建造塔台任务，确定招标活动1.教师展示工程任务：学校要在操场上建造一个塔台，供足球教练站在台上指挥和训练。现在需征集塔台的设计方案，最终通过竞标的方式确定建塔资格。2.学生以小组为单位分别研讨方案，了解招标会的方式和要求。学生各组力争中标，获得建造资格。[设计意图]学生在聚焦板块中首先明确本课任务，这也是单元连续任务的起始。从认识工程到实际体验，利用建造塔台这一真实任务开展学习。招标会的形式更能够激发学生兴趣，增强活动的真实性，能够充分发挥学生积极主动的学习态度，为顺利开展本课甚至本单元学习打好基础、做好铺垫。二、探索（一）思考有关建造塔台的相关因素1.提问：在做这个工程时，我们首先要做什么呢？学生思考，自由回答。2.小组讨论，合作交流。学生围绕问题开展小组交流。教师重点提示讨论问题的关键点：建造地址、塔台样式、人员分工、塔台高度、材料选取、确保坚固、保证安全、节省成本。学生紧紧围绕以上问题开展初步讨论，拓展思路。[设计意图]本环节讨论内容都是设计标书的核心项目。学生进行研讨交流时不用记录，只是交流想法，寻求最优化方案。这一活动的目的是拓展思路，为后面制订标书打下基础。（二）小组合作制订标书1.教师出示标书样式。提问：我这里有一份标书样本，大家的学生活动手册中也有标书的样式。你们能小组合作制订标书吗？学生活动：观察比较研讨的问题与标书项目，准备小组合作制订标书。2.教师讲解标书要求。教师提示：大家把标书项目写得越细致、越完整，中标机会就越大。标书要表现出小组对这项工程的详细计划。可以用图画、文字、标识、标记等多种形式相互配合制订标书。3.学生以小组为单位制订标书。4.教师适时指导，提醒学生注意事项。（1）在设计中还要考虑承重、安全、抗风抗震能力等问题。（2）制订标书要合理，准确使用文字、图画、标注等多种形式表达。（3）设计中要关注塔台设计细节。（4）提示学生在设计时关注竞标的两项重要标准：项目安全性和项目成本。[设计意图]学生在上一环节研讨的基础上，结合本环节起始的标书样式开始小组内设计、制订标书。教师适时进行有针对性的指导，具体详细指导学生开展活动，为后面的学习打好基础。（三）模拟投标发布会1.教师创设工程项目招标会情境。谈话：我们现在是招标会现场，请小组依次进行投标讲解。学生通过小组展示、自评、互评的形式开展活动。小组依次进行投标讲解，介绍本组塔台设计的优势，阐述如何保证项目安全性和控制项目成本。2.教师设计相互提问与答疑环节。教师引导：每个小组分别汇报本组工程设计中遇到的问题和解决方案。其他小组可以对他们进行质疑与评议，再由汇报小组进行解释。学生汇报交流。23 3.教师进行投标发布会总结。师生交流总结：工程设计的关键是如何实现项目安全性和项目成本的和谐统一。[设计意图]通过生生互动、教师总结、师生互动，培养学生倾听、质疑、解释、交流的科学探究能力，初步理解设计在工程中的关键作用。三、研讨（一）通过参与设计塔台的项目，我们有什么感受？1.谈话：各小组分享你们是怎样平衡各项因素的？当小组内有不同想法时你们又是如何协调达成共识的？2.学生交流真实感受。（二）设计中遇到了哪些问题？我们计划怎么解决？1.学生共同观察班级记录表，师生共同回顾梳理竞标的关键因素。2.教师与学生共同总结：工程的关键是设计。（三）我们对工程又有了怎样的新认识？1.教师组织学生交流对工程的新认识。2.学生交流后体会并总结：建造工程各环节都很复杂，设计环节在其中尤其关键。【活动手册使用说明】本课的活动手册是学生制订标书内容。学生制订标书形式可以多种多样，活动手册采用大量留白的形式，不给学生设置篇幅限制，避免限制学生思维和活动。活动手册上预留的空间只是为学生提供一个提示，学生可以自由使用纸张完成小组标书。注意提醒学生保存此标书，作为单元学习结束后要整理完整过程性资料。【教学后记】4.设计塔台模型【教材简析】本课重点聚焦工程设计这一核心内容。由于学习内容和学习方式主要以小组讨论、交流、设计为主，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。教科书对塔台模型的设计提出了明确的要求，提供了材料清单及评价表。一方面指导学生设计方向，另一方面指导学生利用评价表来规范设计方案。学生制订方案时，可以利用教科书呈现的五个问题展开思考，全面而细致地考虑设计问题，尽可能设计出优质的塔台模型方案。本课的模型设计是对上一课“标书”的具体化，并且下一课建造模型要完全遵照本课的设计图纸实施，单元结束课也要针对本课设计的不足进行改进。所以，本课的学习内容在单元中具有十分重要的作用。【学生分析】学生在之前工程类课程学习中，很少有如此全面的设计活动。虽然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。在这一科学实践活动过程中，需要学生在积极思考的基础上，注重小组交流合作，整合小组成员的想法。生生之间相互借鉴补充，培养学生合作交流的重要能力。学生在本单元前三课已经有了初步的合作，在此基础上教师要进一步创设情境，适时指导学生学会合作、学会交流，培养相互合作的能力和习惯。【教学目标】[科学概念目标]23 1.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。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，制订出建造方案。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。[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，能听取同学意见并不断改进自己的设计。[科学、技术、社会与环境目标]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】[学生]塔台标书、学生活动手册、记录表。[教师]班级记录表、评价表、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。【教学过程】一、聚焦（一）展示多种模型，明确模型意义1.教师出示教科书塔台图片和设计模型对比图，让学生观察。2.教师引导：大家知道在工程设计中制作模型的作用和意义吗？3.学生讨论交流。4.小结：设计制作模型能够呈现工程师的设计，要针对设计进行测试、评估、改进，直至符合建设要求，因此制作模型在工程设计中具有不可替代的重要作用。（二）创设情境，聚焦任务谈话：我们从今天开始，一起像工程师一样，来设计、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]学生通过观察模型和工程成果的对比案例，初步了解模型的重要价值。通过交流分析后深入理解模型在设计中的作用，增强学习动机。二、任务（一）明确工程要求1.教师出示教科书中建造塔台的要求。提问：我们要做一个什么样的塔台？我们一起来看看学校对建造塔台有什么要求。教师提示学生阅读教科书中要求。2.学生阅读并明确教科书中要求。学生自主阅读要求材料后全班进行总结交流。教师引导学生进行分析，找出其中的关键内容，汇总出工程要求的关键点：①塔台高度60厘米。②底部能够移动。③坚固并有承重能力。④具有抗风抗震能力。⑤节省材料。⑥美观。教师提示：设计作品的关键是达到坚固、美观、价廉的平衡。教师提出对于设计图纸和设计活动的要求：①设计图纸清楚明了，有条理，表达方式全面，有文字、图画、数字、标记等。②小组分工明确、系统，有序开展设计活动。3.分析工程要求的层次。教师引导：我们面临的工程任务的要求，哪些是必须达到的？哪些是重点考虑的？哪些是均23 衡整合考虑完成的？学生交流分析，总结得出工程设计活动的三个层次。（1）高度、安全、承重是必须要达到的要求。（2）底部能够移动、具有抗风抗震能力、坚固耐用是重点考虑的要求。（3）成本、美观、设计方式、分工等是均衡整合考虑完成的要求。（二）确定选取材料教师出示教科书内容，配合课件展示材料选取要求。展示材料实物，学生观察材料，准备开展设计活动。（三）阅读塔台模型制作评价表1.教师引导：我们来阅读教科书中的塔台模型制作评价表。2.学生阅读后结合工程要求，了解细化评价标准和相应分值，明确塔台模型设计具体要求。[设计意图]学生在认识工程任务中注重理解工程任务的层次，有些是必须完成的工程要求，有些是重点考虑的要求，有些是均衡整合考虑完成的要求。学生在理解以上内容的基础上才能更好地进行塔台模型的设计。三、制订方案（一）依据评价表思考问题教师利用教学课件出示教科书中的5个问题，并引导学生思考。1.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？2.哪些设计是为了稳固塔台模型？教师出示正方形和三角形的教具，提问：你们觉得正方形和三角形哪个形状更稳定？学生自由发言，教师进行演示实验，学生观察两个形状受力后的变化。教师请学生亲自感受体验，再次感受三角形的承重能力。小结：三角形更加稳固，在塔台模型设计中我们要多设计三角形来保证塔台模型的稳固和承重能力。3.如何保证塔台不倒下？如何保证塔台的倾斜角最小？4.什么因素会导致塔台产生倾斜角？5.如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震？教师利用教学课件出示简单的抗震设计示意图，讲解抗震基本设计原理，与学生交流共同汇总三种抗震方法，供各小组在塔台模型设计中借鉴。第一种：耐震，可以在塔台模型中加入大量三角形。第二种：制震，可以在塔台模型底部加大面积或加大重量。第三种：免震，可以在塔台模型底部加滚珠。谈话：以上这些问题大家不用马上回答，各小组在设计中思考、交流、讨论，共同研究解决方案。[设计意图]这些问题的提出并不是要学生当时回答出来，而是为学生顺利进行设计活动进行提示。学生带着这些问题开展设计活动，评价表可以为学生的工程设计提供帮助和支持。三角形的稳定性和承重能力是设计中要重点利用的科学知识。学生在设计要求驱动下，会主动参与学习，获取新知加以利用。通过观察稳定性和感受承重性两个实验，学生充分理解三角形的性质，对设计模型和制作模型活动都有非凡的价值。关于建筑物如何抗震，教师要精选抗震设计示意图，既不能过于繁复，又不能简单无效。教师还要引导学生观察其相同点，共同总结出便于设计实施的方法有利于在现有条件下完成本单元工程任务。（二）开展设计活动1.出示教科书中的学生交流图。教师利用多媒体课件出示教科书中的学生交流图，学生阅读对话框中的提示内容。2.交流设计关键点。学生进行全班交流，相互提示交流塔台模型设计的关键点。3.小组设计塔台模型。23 教师下发与活动手册相同的设计方案记录表，学生小组开展塔台模型设计活动。教师适时指导，随时提醒学生协同设计评价表中的各个项目，提示在设计塔台整体结构时多用三角形。（三）展示设计成果1.谈话：请各组成员一起来介绍、展示设计方案。同学们一起交流，各组讲解尽可能翔实、完整，这样更有利于相互理解、相互交流、相互帮助。2.学生介绍设计方案，全班交流。[设计意图]学生动手设计之前做好充分准备，通过阅读教科书配图文字、全班相互提示后再进行小组合作设计，并在设计过程中时刻提醒学生关注重点。这样一方面保证学生设计目的准确，另一方面保证课堂教学效率。四、研讨（一）我们的设计方案完备吗？是否考虑到了各个因素？在展示设计成果活动中，小组汇报后，教师提出此问题。组织小组间质疑、解释、交流、互动，帮助每一组反思自己的设计方案。（二）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？在展示设计成果活动中，在第一个问题研讨后，教师提出此问题。教师组织各小组寻找自己设计方案中的问题。学生借鉴其他小组设计方案的优秀经验，小组研讨解决方案，制订调整计划，及时整改设计方案，填补出现的漏洞和问题。[设计意图]两个研讨问题分别融合在展示设计活动中，是各小组展示设计活动的重要研讨方向。问题一是各小组相互质疑、评价的核心问题。问题二是各小组相互借鉴、相互补充、各自完善的核心问题。把握好两个问题在设计展示交流活动中的作用，学生学习活动将事半功倍。【活动手册使用说明】本课的活动手册在制订方案板块第二步设计中使用，在第三步进行展示交流。和上一课相同，本课塔台设计方案也可由学生自行选用纸张完成，并注意保存。【教学后记】5.制作塔台模型【教材简析】《制作塔台模型》是六年级下册《小小工程师》单元的第5课。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。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。【学生分析】虽然学生对我们身边的塔台比较熟悉，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23 题等综合能力，再次让学生体会到了工程的关键是设计，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中发现新问题，引发新思考。【教学准备】[学生]塔台设计方案、胶带、吸管、剪刀、红笔、滚珠、弹簧、钩码、学生活动手册。[教师]教学课件。【教学过程】一、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。教师课件出示塔台模型制作评价表，并让学生取出设计图纸。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础。二、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.明确要求。（1）教师提供制作塔台模型的材料。23 教师出示制作塔台模型的材料：吸管、胶带、剪刀、红笔、滚珠、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，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，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。（1）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？（2）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学生活动手册中。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。23 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。（二）我们对小组建造的塔台模型满意吗？通过实际的搭建活动，我们对塔台模型的设计又有了什么新想法？这个问题可以在制作中或展示模型时让学生思考、讨论。[设计意图]这两个问题在“探索”板块动手制作和展示模型活动中整合使用。学生带着这两个问题边思考边制作，能更好地监控自己的行为，提高制作效果。【活动手册使用说明】学生带着活动手册中的两个问题制作塔台模型，在制作过程中及时记录塔台模型的优缺点和新想法。塔台模型的优点可以发扬、借鉴，缺点的记录有助于学生梳理问题，明确改进方向。新想法为改进设计方案提供思路和基础保障。【教学后记】6.测试塔台模型【教材简析】《测试塔台模型》是六年级下册《小小工程师》单元的第6课。本课是在第5课《制作塔台模型》的基础上开展的。本课学生在经历了设计——制作——改进模型后进行测试，测试是对塔台模型设计是否合理、科学、符合要求的检验，是工程设计中又一重要环节。测试标准就是第4课的塔台模型制作评价表，本课起到了承上启下的作用，体现了本单元学习的连贯性和工程的系统性。本课由两部分组成。第一部分“测试”由三个有顺序、有逻辑的活动组成。第一个活动是“明确测试标准”，引导学生回忆第4课的塔台模型制作评价表，以此表为依据进行量化评分，为后面的测试活动奠定基础。第二个活动是“展示与测试”。学生依照顺序逐一进行测试，并以评价表各项指标细化说明为依据进行评分。第三个活动是“自我评估”，各组通过分析测试结果，梳理各自塔台模型的问题，思考解决方法，为下节课改进塔台模型做好准备。第二部分“研讨”将研讨部分与测试部分整合，让学生在做中学、做中思。研讨部分的回答都以测试部分的数据为依据，这些数据也是学生进行自评、反思、发现模型设计优缺点以及明确改进方向、完善工程模型设计方23 案的重要依据，亦是学生科学探究能力的提升点。【学生分析】学生对制作、测试塔台模型十分感兴趣，但是到底测试哪些内容？什么样的塔台模型评为合格？什么样的塔台模型评为优秀？学生也许还不是十分清楚。通过前几课的学习，学生已经有了一定的搜集与分析数据的能力。本课将会出现大量的数据，学生将利用这些数据进行汇总、整理、分析、对比，学会用数据说话。学生通过分析数据找到本组模型的优点与不足，明确问题及改进方向，培养数据分析与应用能力及严谨的科学态度。【教学目标】[科学概念目标]1.测试是工程设计中的重要环节，是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。2.完成一项任务（测试）需要使用特定的工具。[科学探究目标]1.能依据标准对塔台模型进行测试并记录。2.能对测试结果进行反思，能归因问题所在。3.能将问题进行梳理、归纳。[科学态度目标]1.对测试活动充满好奇与热情，认识到测试的重要意义。2.能基于观察事实做出合理判断。3.能虚心接纳同学意见，通过反思交流，调整原有设计，从而达成集体共识。[科学、技术、社会与环境目标]认识到检测工具对测试工作的重要性，从而进一步认识到科学技术的发展对一项工程建设的重要意义。【教学重难点】[重点]理解测试是工程设计中的重要环节，是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。[难点]通过分析、对比测试结果，能归因问题所在，明确改进方向。【教学准备】[学生]塔台模型、塔台模型测试记录表、问题梳理记录单、学生活动手册。[教师]米尺、装满水的矿泉水瓶3～5个或多本教科书、小盆、电风扇、抗震检测仪、教学课件。【教学过程】一、测试（一）明确测试标准1.谈话导入：上节课我们制作了塔台模型，大家制作的模型是否符合要求？还有哪些需要改进的地方呢？这些都需要通过测试来了解，今天我们就来进行测试。教师通过教学课件出示工程步骤图，让学生回忆工程的步骤。2.明确测试标准。（1）教师出示塔台模型制作评价表。提问：大家还记得塔台模型制作的依据吗？学生回答制作依据是塔台模型制作评价表。教师通过教学课件出示塔台模型制作评价表。引导：我们一起来看塔台模型制作评价表，大家说说都有哪些项目及分值。学生小组交流研讨塔台模型制作评价表，对标准达成共识，了解完成度不同对应的分值也不同。（2）教师出示塔台模型测试记录表。引导：大家对比塔台模型制作评价表与塔台模型测试记录表，看看有什么相同与不同。预设：学生通过对比发现，塔台模型测试记录表与塔台模型制作评价表项目、内容都相同，可以利用塔台模型测试记录表进行测试的评分记录。教师讲解塔台模型测试记录表的填写方法：以塔高为例，塔高达到60厘米给3分，在3分上打“√”；基本达到60厘米给2分，在2分上打“√”；未达到60厘米给1分，在1分上打“√”。23 以此类推。教师提示：各组打分时，请大家注意公平公正。[设计意图]首先帮助学生回忆第2课的工程建设步骤，让学生了解我们的工程进展，给学生指引，明确下一步任务，连贯学生的知识与思维。利用第4课的塔台模型制作评价表来测试塔台模型体现了本单元学习的连贯性和工程的系统性。让学生对比学习塔台模型制作评价表与塔台模型测试记录表，掌握塔台模型制作评价表和塔台模型测试记录表的协调配合使用。聚焦塔台模型制作评价表，让学生学习理解表中每项的标准及得分，统一的标准有利于对比分析。（二）展示与测试1.制订科学合理的测试计划。提问：在测试过程中，需要用什么？怎么做？注意什么？学生小组讨论汇报。（1）介绍测试工具。学生可以依据塔台模型制作评价表说出一些工具。例如：测量高度的尺子、测试承重的重物、测试抗风能力的电风扇或扇子等。教师讲解：测试地震我们可以利用地震模拟仪。（2）确定公平的测试方法。①提问：当我们测量塔高时利用什么样的尺子呢？米尺还是学生尺？还是一组用米尺一组用学生尺？学生小组讨论交流。学生意识到应该用米尺进行测量，因为学生尺太短了，不方便测量，并且每组使用的测量的工具都要相同。如果测量工具不同，结果就不准确了，没办法比较。教师请学生进行测量塔高的演示。学生一边演示一边说出方法：将塔台模型放置于平稳的桌面上，将米尺竖直放在塔台模型旁边，测量塔台的高度，平视读出数值。②提问：测量承重能力时，可以用什么测试呢？预设：学生讨论说出需要一些重物。例如，书本、笔袋、矿泉水瓶等，教师都可以给予肯定。追问：可以第一组使用笔袋，第二组使用矿泉水瓶吗？为什么？预设：学生说出必须使用一样的重物测试塔台模型，否则无法对比测试结果。教师出示3～5个相同大小装满水的矿泉水瓶。看，这些可以吗？引导：重物有了，我们要怎么做呢？矿泉水瓶要放在哪呢？学生可以回答出需要容器，教师出示小盆。继续追问：我们要怎么放呢？像我这样随便放可以吗？或将水瓶只放在小盆的一端可以吗？预设：这样放不可以，随便放置会导致测试不公平，结果不准确。教师请学生演示放水的方法：第一瓶水可以放到小盆的中间，然后一瓶挨着一瓶放，每组测试时放的方式、工具都需要保持一致。③引导：我们知道了怎么测量高度和承重，那怎么测量抗风能力呢？需要什么工具呢？是不是也像刚才一样需要相同的工具和方法呢？学生讨论后可以说出抗风能力可以统一用电风扇测试。电风扇的1挡为小风量，2挡为中等风量，3挡为大风量。④小结：看来，我们测试的方法、标准、工具都需要统一，这样才能保证测试公平且方便对比。（3）研讨注意事项。提问：在测试的过程中，我们要注意什么呢？学生讨论注意事项并进行归纳、总结。①每组的实验方法与步骤要保持一致。②公平评分，及时记录。[设计意图]在测试前通过几个问题，让学生明确测试方法及注意事项。在这些项目的测试中除了测试标准统一外，更重要的是测量量化标准要尽量保持一致，这也是对比测试数据的关键。测试后评分要公平，让学生意识到公平、科学测试的重要性。23 2.教师协助学生测试塔台模型。（1）教师创设测试工程情境，模拟真实的工程测试。（2）学生测试并记录。在教师协助下，学生利用米尺、矿泉水瓶、电风扇、地震模拟仪分别对塔高、承重、抗风能力、抗震能力依次进行测试，测试后将结果记录下来。教师提示：塔高、承重、抗风能力、抗震能力为塔台模型制作的必要条件，都需要符合塔台模型制作标准中的最低标准，如有一个条件不符，则塔台模型不合格。（3）材料成本计算。提问：怎么计算材料成本呢？教师出示材料价目表：一根吸管1角，一个钩码1元，一个滚珠2角，一卷胶带5角，一根弹簧2角。教师讲解：根据上面的价目表，如果我们使用了60根吸管就是6元，使用了4个钩码就是4元，材料成本总共10元。学生小组计算材料成本后汇报。师生将成本进行排序，成本最低的一组为第一名，最高的一组为最后一名。教师讲解评分标准：全班一共五个小组，按照成本由低到高排序，成本最低的给5分，第二名给4分，以此类推。我们还可以将材料项分为三个等级，成本最低的给3分，成本中间的给2分，成本最高的给1分。教师提示将得分记录在塔台模型测试记录表中。（4）分工与美观评分。教师讲解：分工合作项目可以由各组自行介绍后各组评分；美观方面可通过塔台结构是否合理评分。学生进行小组评分并记录。[设计意图]为学生创设测试情境，模拟真实的工程，让学生像真正的工程师一样进行工作、评分，加深对工程的理解。3.师生汇总各小组成绩。引导：请各组拿出塔台模型测试记录表，现在我们一起来汇总各组分数。学生汇报分数，教师将每组分数填入塔台模型测试记录表中进行汇总，以平均分的方式计算出小组各项得分与最终得分。教师讲解：我们来对总分或个别突出的分值颁发不同的奖项。总分最高的颁发最优奖；承重能力最强的颁发大力士奖；抗震能力最好的颁发抗震王者奖；美观得分最高的颁发最美造型奖。[设计意图]教师创设塔台模型测试活动的情境，模拟真实工程的测试，情境的代入感让学生真切体验工程师的工作。在测试中，要保证小组评分公平合理，小组测试的最终得分取平均值，使测试结果更加严谨、科学，培养学生认真、严谨的科学态度。为每组颁发不同的奖项，不仅能激发学生学习兴趣，也是对学生几节课以来辛苦付出的鼓励与肯定，有利于保持学生的学习热情。4.其他小组的启示。提问：其他小组建造的塔台模型有什么优点与不足？学生交流其他小组塔台模型的优缺点，并阐述原因。追问：其他小组的塔台模型对我们有什么启示？学生讨论交流。在交流启示时，教师提示：启示可以是学习借鉴的优点，也可以是引以为戒的缺点。[设计意图]通过交流，让学生重新审视本组塔台模型，找到塔台模型的优缺点。在交流中，学生相互学习借鉴，借鉴优秀设计的经验，对出现的问题引以为戒，从而培养学生知识迁移应用的能力和严谨的科学态度。（三）自我评估活动1.分析塔台模型测试记录表。教师引导：我们一起来看塔台模型测试记录表，找找表中的高分项与低分项，说说这些代表什么。学生说出测试高分项为模型的优势，测试低分项为模型的不足。23 教师布置任务：请大家分析测试标准的低分项，对本组塔台模型的问题进行汇总，写在问题梳理记录单上。学生小组研讨并完成问题梳理记录单。[设计意图]教师引导学生找出测试标准中的高分项与低分项，分析各项分数，让学生学会读懂数据。2.教师组织学生讨论交流以下问题。问题一：小组建造的塔台模型表现最佳的是哪些方面？我们是怎么做到的？问题二：小组建造的模型需要改进的地方有哪些？所出现的问题是什么原因造成的？学生小组对照本组测试结果，分析本组模型的优点与不足，研讨优缺点产生的原因，并填写学生活动手册中的塔台模型测试记录表。提问：我们知道了本组的问题与原因，再结合其他小组对我们的启示，说说应该怎样改进。学生交流讨论改进的方法，并记录。教师巡视，提示需要集体商议。[设计意图]学生继续分析塔台模型测试记录表，进行自我评估，找到本组模型的不足，思考原因，找出问题并进行改进，培养学生分析数据、查找问题、解决问题的能力。学生根据数据及其他组的成果分享梳理、归纳本组问题，在同伴交流互助中明确改进方向。3.总结塔台模型测试。谈话：我们这节课对塔台模型做了测试，通过测试结果的分析，了解了模型的优缺点，进一步明确了改进的方向。提问：在改进时我们要注意什么呢？可以只改进不足而不考虑其他项目吗？预设学生回答：不可以，这样就会降低总体分数。引导：怎么取舍呢？我们一起来看塔台模型制作评价表中的三级层次要求。教师出示塔台模型制作评价表中的三级层次项目：第一层次要求是塔高、顶端承重、抗风能力、抗震能力，第二层次要求是材料成本统计，第三层次要求是设计图及文字说明、分工合作、美观。学生观察分析三级层次要求后可以说出，在达到第一层次要求的基础上还要注意节省材料成本、美观等其他层次的要求。教师总结：在改进过程中，我们还需要平衡各个项目，做到协和统一。[设计意图]通过师生互动、生生互动、教师总结，回顾梳理本组塔台模型的优势与不足，并明确改进方向，为下节课改进塔台模型奠定基础。二、研讨（一）小组建造的塔台模型表现最佳的是哪些方面？我们是怎么做到的？这个问题指向各组数据优势项目展示，并交流做法。（二）小组建造的塔台模型需要改进的地方有哪些？所出现的问题是什么原因造成的？这个问题指向各组得分较低项目分析，查找原因并寻找解决办法。对于问题一与问题二，教师组织学生在“测试”板块“自我评估”中进行交流，帮助学生明确交流内容与目的。（三）其他小组的建造的塔台模型对我们小组有什么启示？这个问题在“测试”板块“展示与测试”最后一个环节中进行交流。在交流中，学生相互学习借鉴，培养知识迁移应用的能力。[设计意图]将“研讨”部分中的问题整合到“测试”部分中，在真实情境下，使问题更具指向性，更有利于帮助学生明确交流内容，使学生在做中学、做中思。【活动手册使用说明】活动目的：帮助学生记录各组的测试结果，并利用结果进行优缺点分析，记录问题，分析原因。活动手册使用说明：测试活动的数据记录表在学生进行测试环节时使用，依据塔台模型测试记录表上的等级分别打分，为后面分析结果做数据支持。第二个表格可以在“自我评估”活动中使用，依据测试数据进行分析与自我反思，帮助学生整理、归纳、总结测试活动获得的信息。【教学后记】23 7.评估改进塔台模型【教材简析】《评估改进塔台模型》是六年级下册《小小工程师》单元的第7课。本课是这一单元的结束课，在上节课测试塔台模型后，每组对自己的设计模型都有了进一步的认识。本课安排了三个主要活动：小组交流评估、明确问题和改进设计。首先，针对各组的模型开展交流评估活动，评估活动不仅自评本组设计，小组间还要进行互评，在互评中通过相互借鉴、相互帮助、资源共享等来思考各组的设计方案。然后，每个小组根据交流评估情况明确本组模型存在的问题，并完成设计方案修改记录单。最后，在改进设计方案活动中需要用到单元学习中全部的过程性资料，作为学生进行方案设计修改的依据。拓展环节的设计意图表明，虽然改进后的设计方案更加符合塔台的工程要求，但这并不代表塔台建造工程的结束，更不代表设计环节的完结。后面还需要重新制作模型，再次测试评估，发现问题并进行改进。这一过程反复进行，直到达到工程要求，才能完成设计环节进行施工建造。【学生分析】学生在上一课测试塔台模型后对于每组的设计都有了初步的考量，同时发现了相应的问题。通过一个单元的学习，学生具备了一定的研讨、合作、交流能力，小组间通过交流评估能够发现本组设计方案的问题，并进行改进与完善。学生在这个过程中不仅提升了交流研讨的能力，还学会了梳理问题，并针对问题进行改进。本课使学生进一步增强了对工程建设的兴趣与认识。【教学目标】[科学概念目标]工程要反复评估改进，不断完善，才能达成最终的工程要求。[科学探究目标]1.能依据评估标准，针对每一组模型开展小组自我评估与组际间评估。2.能根据评估结果，梳理出需要进一步改进的问题。3.根据已梳理的问题，依据塔台模型制作评价表再次改进设计。[科学态度目标]1.进一步增强对工程建设的兴趣与认识。2.能够学会倾听，乐于交流，不断改进设计。[科学、技术、社会与环境目标]1.加深对工程的认识与理解，认识到科学、技术与工程的关系。2.理解工程的关键是设计。【教学重难点】[重点]针对本组与其他组的塔台模型进行系统评估，根据本组的评估结果发现问题并改进完善本组的设计方案，从而使其更加符合工程的要求。[难点]对设计方案的评估、相应的改进完善需要不断反复进行，直到达到工程的要求。【教学准备】[学生]塔台竞标标书、塔台模型制作评价表、塔台模型设计图纸、塔台模型、塔台测试记录表、问题梳理记录单、设计方案修改记录单、学生活动手册。[教师]班级评分统计表、教学课件。【教学过程】一、谈话导入，聚焦问题1.谈话：通过上节课测试塔台模型，我们会发现它存在一些问题，如何继续改进塔台模型呢？2.学生小组讨论改进方法。二、评估与改进（一）针对每个小组塔台模型进行完整、系统的评估1.引导：请每个小组结合上节课的塔台测试记录表、问题梳理记录单向全班展示本组塔台模型，交流模型的优点、缺点、出现的问题、改进的方法。每组学生依次进行交流分享。教师提示：改进的方法为小组协商后的统一想法。23 2.教师引导学生在交流中从以下几个方面来表达自己小组的观点。（1）我们小组制作的塔台模型的主要优点是……（2）我们小组制作的塔台模型的主要不足是……（3）根据出现的问题，我们将做如下改进……（4）其他小组的同学对我们制作的模型有什么建议？3.提问：你同意他们的改进方法吗？你有什么更好的建议？学生可以对改进方法发表不同的看法，并结合本组的优势与不足提出相应的建议。4.教师提示：大家可以借鉴其他小组的塔台模型优势，修改本组的设计，以便更好地达到工程的要求。[设计意图]学生通过自我评估和对其他组的评估，准确地发现本组优势与不足，明确相应的问题并进行完善。（二）明确本组塔台模型的问题1.教师提示：大家可以将组间交流的建议记录下来，梳理完善本组塔台模型的问题记录。2.教师引导：我们可以根据上一课的问题梳理记录单，结合交流评估情况，完成设计方案修改记录单。3.学生交流讨论，完成设计方案修改记录单。[设计意图]小组要明确所存在的问题，结合交流评估结果，再针对问题去修改，要求依然是工程标准。（三）改进本组的塔台模型设计方案1.教师引导：请大家拿出原始设计图，对照原始设计图，结合设计方案修改记录单，有针对性地探讨修改的方案。学生改进本组塔台模型的设计方案，完成学生活动手册中改进的塔台模型设计图，使其更加符合建造的要求。2.小组展示改进后的塔台模型设计方案，全班交流。学生展示交流改进后的设计方案，同时预测一下改进后的测试结果。3.提问：我们改进后的设计方案更加符合工程的要求，但这就是最终的方案吗？学生思考并交流。4.小结：设计要反复评估，方案要不断改进完善，才能达到最终的建造要求。[设计意图]学生要明确，改进塔台模型设计方案的过程需要用到前面的资料，要结合设计方案修改记录单完善塔台模型的设计，其目的是达到工程要求。交流展示过程中让学生认识到改进后的设计同样要完成一个模型，再进行测试评估，要反复进行，直到达到工程施工的要求。三、研讨（一）通过建造塔台模型的活动，我们对做好一项工程又有了哪些新的认识？学生回顾塔台模型的设计过程，总结本单元学习收获，并填写学生活动手册。（二）假如学校再组织开展一项工程活动，我们会怎样做？1.教师组织讨论，让学生说说自己的想法。2.学生分享交流自己的工程计划。教师提示：请大家按照工程的步骤全面系统地介绍。[设计意图]通过两个环节使学生总结本单元的学习内容，学会将本单元学到的知识运用到实际生活中，同时检测一下自己的学习成果，加深对工程全面系统的认识。四、拓展教师布置任务：课后请大家按照改进后的设计方案重新加工塔台模型，使它更符合建造要求。【活动手册使用说明】本课活动手册有两项内容。第一项内容配合评估改进板块第三个活动使用。学生通过单元整体学习后，对起始设计方案进行有针对性的修改。修改方式：建议使用与原设计相同纸张来重新绘制，方便学生比较两次设计图纸的异同，感受工程设计中改进的作用与意义，体会工程设计的重要性。23 第二项内容配合研讨板块使用，帮助学生结合单元整体学习，进行自我反思与总结。【教学后记】23