师:同学们,大家好,欢迎来到科学课堂。今天我们要学习的内容是教育科学出版社六年级下册第一单元第四课——设计塔台模型。在上课之前,请一位同学带我们一起回顾一下前面的学习内容。
生:通过前几课的学习,我们知道工程建设有五大基本环节:一是明确要解决的问题;二是在限制条件下进行设计,制作一个模型,画出或写出解决方案;三是测试这个模型;四是评估后并改进;五是实施建设。
师:这位同学总结得非常准确。工程设计包含以上五个环节,今天我们要进行第二环节的学习。请同学们观察图片,想一想,说一说设计建立模型有什么意义和作用呢?
生:我认为建立模型可以让工程师提前看到建筑物的实体形象,便于工程师对建筑物的外形、功能等方面的设计进行修改和测试,从而得到最佳方案。
师:这位同学说得十分详细合理。建立模型是工程设计中的重要环节,工程师通过建立模型来测试他们的设计,并进行评估、改进,直至符合建设要求。因此,建立模型在工程设计中具有不可替代的作用。从今天开始,让我们一起像工程师一样设计、制作、测试、评估、改进塔台模型,经历建造塔台的过程吧。那么我们要设计一个什么样的塔台呢?让我们一起来阅读教科书第10页的文字材料,看看学校对建造塔台有什么要求。通过阅读,我们可以总结出两方面的要求。首先是项目要求:一、塔台高度60厘米;二、坚固并有承重能力;三、具有抗风抗震能力;四、节省材料;五、美观。其次是设计要求:应有文字、图画、数字、标记等,清晰明了、有条理,小组分工明确,系统有序开展设计活动。同学们,学校对设计塔台提出了这么多要求,我们来梳理一下,你觉得哪些是必须达到的,哪些是重点考虑的,哪些是均衡整合考虑完成的呢?
生:我认为塔高、稳固、能承重是必须达到的,我们设计塔台时要首先考虑这三个条件。在达到塔高60厘米、稳定性强、承重力高的要求后,再考虑抗风抗震能力。如果以上条件都符合预期,最后考虑成本、美观、分工等。
师:这位同学的考虑很有道理。根据以上这些要求,我们可以这样理解:塔高、稳固、能承重是基础要求;有抗风抗震能力是关键要求,重点考虑;成本、美观、设计图、分工等是均衡整合考虑完成的要求。明确设计要求后,我们再来看看需要哪些材料。70根20厘米长的吸管,剪刀一把或者两把,尺子一把或者两把,还有胶带。好啦,材料准备齐全了,接下来就要设计模型了。在设计前,让我们一起来认真阅读课本第11页的塔台模型制作评价表,看看我们该如何分工设计塔台。
读完评价量表,相信大家对塔台模型的设计有了一定的想法。接下来让我们依据量表思考几个问题:一、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?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?如何保证塔台能抵御大风或一定级别的地震呢?为了搞清楚这些问题,我们不妨来回忆一下在学习第二课时搜集的有关埃菲尔铁塔的资料。请同学观察埃菲尔铁塔图片,想一想它的建筑特点是什么呢?
生:埃菲尔铁塔是镂空设计,框架结构,上小下大,上轻下重,并且塔身大量使用三角形。
师:原来埃菲尔铁塔有这样的建筑特点,所以才能够如此稳固。可是埃菲尔铁塔为什么要大量使用三角形呢?三角形的设计在工程建设中有什么样的作用呢?下面请两位同学分别按压扭动三角形和四边形,感受它们的承受力,观察它们形状的改变。我们来听听这两位同学的感受。
