6.测试塔台模型【教材分析】本单元的教材编排大致分为了解现有工程-亲历工程实践两个部分，第一部分以住房和港珠澳大桥为素材，引导学生了解现有工程；第二部分以塔台为载体，让学生亲历招投标-设计-制作-测试-评估改进的工程基本程序。《测试塔台模型》属于六年级下册《小小工程师》单元的第六课，学生在经历了“设计”和“制作”两个环节后进行“测试”，同时也为后续的“改进”环节做重要依据，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。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。测试的主要任务是以第四课的塔台模型制作评价表作为评价标准测试塔台的设计是否符合工程要求，通过量化各项测试活动，比较分析数据，找到自己模型的优势与问题，最终明确模型设计或制作方法的修改点。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”，引导学生回忆第四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案的重要依据，亦是学生科学探究能力的提升点。【学情分析】学生对制作、测试塔台模型十分感兴趣，但是学生也许还不是很清楚什么样的塔台模型是优秀的？什么样的塔台模型能够被评为合格？应该测试哪些内容来评价一个塔台模型？本节课中各组测试数据的对比，优势数据项目的展示与介绍，不但是对学生设计的认可与肯定，也是推广小组突破技术难关设计的机会，能够帮助解决其他小组共同遇到的问题。劣势数据项目的呈现，不但是自己发现问题寻求突破的过程，也具有提示其他小组引以为戒的作用，同时也是寻求帮助，借鉴他组经验的过程。在这样的全班交流活动中，不但可以借鉴大量的优秀经验，学会相关科学知识，还可以增强倾听他人意见、迁移应用知识、学会交流合作等一系列科学探究能力。同时本节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。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，培养学生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]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。完成一项任务（测试）需要使用特定的工具。[科学探究目标]能依据标准对塔台模型进行测试并记录。能对测试结果进行反思，能归因问题所在。能将问题进行梳理、归纳。[科学态度目标]对测试活动充满好奇与热情，认识到测试的重要意义。能基于观察事实做出合理判断。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（STSE）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。4
[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。【材料准备】[实验器材]塔台模型、塔台模型制作评价表、塔台模型测试记录表、问题梳理记录单、米尺、科学书若干、电风扇、桌子。【教学过程】1.聚焦展示：工程步骤图引入：在一项工程中，测试是对先前的设计和制作的检验，也是对后续评估改进的重要依据，因此测试塔台模型是一项非常重要的环节。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。[设计意图]通过回忆一项工程的完整步骤图，认识到测试是对塔台模型设计是否合理、科学、符合要求的检验，是工程设计中的重要的承上启下环节，同时指明本课之后的“评估改进”环节，其重要依据来自于本节课。2.测试活动1：明确测试标准提问：大家还记得上节课我们制作塔台模型的依据吗？预设：制作依据是塔台模型制作评价表。展示：塔台模型制作评价表、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。学生组内交流：通过观察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。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。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“√”。以此类推。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。活动2：展示与测试过渡：同学们，你们制作的塔台模型有哪些符合规范，哪些需要改进呢？让我们一起展开测试吧！首先我们来了解一下测试的方法有哪些。1.明确测试的方法和标准：(1)测试塔台高度：提问：当我们测量塔高时可以利用什么工具呢？米尺还是学生尺？预设：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。补充：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。微课讲解：用米尺测量塔高时，将塔台模型放置于平稳的桌面上，米尺要与桌面保持垂直，且米尺的0刻度位置要与塔台底端保持水平，读数时眼睛正对刻度尺，读数后在测试评价表中记录塔台高度。(2)测试塔台承重能力：提问：测量承重能力时，可以用什么测试呢？预设：应该用有一定重量的物品，比如：书本、笔袋、矿泉水瓶等。提问：那么能不能第一组用书本进行测试，第二组用矿泉水瓶来测试呢？4
预设：不能，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。微课讲解：测量塔高时，我们可以用选用质量相同的书本，小组内一人放置书本，其他同学可以保护塔台、观察塔台的变化，如果发现塔台有变形或倾斜的情况要及时取下书本，并记录下塔台变形前放置的书本数目。(3)测试塔台抗风能力：提问：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？预设：可以统一使用有不同风档的电风扇测试。1风挡为小风量，2挡为中等风量，3挡为大风量。微课讲解：首先我们将塔台模型放在离电风扇40厘米的位置，我们由低风档到高风档逐个风档地进行测试，然后记录塔台可以承受（）档风力。(4)测试塔台抗震能力：讲解：抗震能力最好使用专业地震模拟仪器，根据不同档次的地震强度测试抗震情况，但是我们教室里条件有限，也可以用课桌人工模拟不同等级的地震来测试，但是量化标准要尽量保持一致。微课：测试塔台抗震能力时，我们可以将塔台模型放在桌面上，两位同学分别手握两个桌腿，单手轻轻晃动桌腿为一级地震，双手轻轻晃动桌腿为二级地震，三手晃动桌腿为三级地震，四手晃动桌腿为四级地震。其他同学观察塔台的变化，如果发现塔台有变形倾斜的情况要及时叫停模拟地震，并及时记录下塔台变形前所承受的地震等级。补充：用手晃桌腿时两位模拟地震的同学要尽量保持晃动的力气相同。(5)计算塔台材料成本：展示：统一的材料价目表：一根吸管1角，一个衔接头3角，一卷胶带5角。讲解：学生小组计算材料成本后汇报。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。(6)分工与美观评分。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。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。下面我们就按照这个方法展开测试吧！[设计意图]在测试前通过几个问题，让全班共同明确评价表中各项指标及各等级划分标准。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。2.展开测试：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。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。[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从塔高、顶端承重、抗风能力、抗震能力、设计图及文字说明、材料成本统计、分工情况、美观八个方面进行测试、评分，加深对工程的理解。3.汇总与展示引导：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；4
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。在评分汇总中，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，激励学生改进创新，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。（研讨3）：其他小组建造的塔台模型有什么优点与不足？这些优点与不足对你们组有什么启示？学生交流其他小组塔台模型的优缺点，并阐述原因。[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。活动3：自我评估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，学生观察记录表分值，找到本组得分较高和较低的项目进行问题查找和分析。教师提问：（研讨1）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？（研讨2）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？学生小组研讨并完成问题汇总，梳理记录单。[设计意图]学生观察突出的分值作为经验交流项目，较低的分值作为自我评估的改进内容，为下一课评估改进做准备。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。3研讨（研讨1）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？（研讨2）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？（研讨3）：其他小组建造的塔台模型有什么优点与不足？这些优点与不足对你们组有什么启示？[设计意图]第一个问题指向各组数据优势项目，第二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，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。第三个问题将“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。【教学后记】4
