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1、用土豆建高塔教学设计基于项目的STEM学习在小学科学课程中的实践研究执教者：簇桥小学陈小刚教学目标：1、运用所学的形状、结构等相关知识，使学生亲历用土豆建“高塔”的设计、 制作、评价、后期改进等环节，了解产品产生的基本过程。2、能利用简单的工具和材料制作完成一个产品，培养工程设计动手动脑的能 力。3、能对他人的产品做出评价，并根据别人的建议对自己的产品进行改进和完 善。4、体现合作与交流，养成成本意识，尊重自己和他人的制作成果。教学重难点：按一定要求设计、制作出“土豆高塔”材料准备：牙签（100根一捆）、土豆条若干、水果刀、小电风扇、震动器、直 尺、透明胶、剪刀教学过程：第一环节设计“土豆高塔
2、”一、课前热身游戏：出示土豆块和牙签1、土豆是美味的食物，其实，土豆除了能吃以外，还很好玩。（每个小组准备一杯小土豆块、牙签若干）2、小游戏：你们能用牙签和土豆块，穿出几种平面图形，比一比，哪个小组种类最多？哪个小组最有创意？3、能制作出立体图形吗？试一试（点评，并收集立体图形）二、新课引入：1、PPT出示法国埃菲尔铁塔的图片以及模型，介绍埃菲尔铁塔的资料2、出示各种铁塔的图片，让学生感受到塔的神奇与生活中的具大作用。提出问题：这样高大的塔要承受哪些方面力的作用呢？（预设：风力、地震 等）观察这些铁塔，它们在形状和结构上有什么相同的地方?3、猜想是哪些结构特点使铁塔高耸入云又不容易倾倒？把我们
3、的猜想写下来。4、实验证明利用塑料瓶怎样放最容易倾倒？塑料瓶怎样放最不容易倾倒？怎样做，使塑料瓶最不容易倾倒？4、小结：铁塔的不容易倾倒的秘密是采取框架结构，上小下大，上轻下重的设 计三、设计方案1、老师这里有个大项目要进行招标，这个项目就是要制作一个土豆高塔。2、制作要求1）、塔的高度至少25厘米（大约科学书的高度）2）、能承受住不同方向的风吹而不倒3）、能承受住一定的震动而不倒4）、成本（1根牙签=10万元人民币、1块土豆块=50万元人民币）控制在 3000万人民币以内3、老师希望在你们各个小组中选出我一份最满意的设计方案。你们打算怎样设 计呢？4、（出示设计表）分小组讨论1）我们要确立设
4、计标准：要建造25厘米的高塔，牙签有几厘米，那至少需要制 作几层？2）我们可以画出正面平视图，例如，正方体的正面平视图是（指导学生画图）3）做完图后，数一数，有几根立柱（牙签），几个连接点（土豆）？5、在导学单上画出设计图6、展示、交流、分析各组的设计方案。7、思考：你们小组为什么要这样设计？根据交流所得，改进设计方案。第二环节 制作、评价“土豆高塔”教学过程: 一、课程引入上节课我们设计了 “土豆高塔”的方案，各组展示设计方案，介绍设计思路 二、新课过程1、今天你们都是工程师，你们的任务就是要根据设计方案，制作出土豆高塔。 老师会在你们的产品中选出中标者。我们再来看看任务要求是什么？1）、塔
5、的高度至少25厘米2）、能承受住不同方向的风吹而不倒3）、能承受住一定的震动而不倒4）、成本3000万人民币以内5）、建造时间20分钟2、这是一个有难度的挑战任务，（出示验收表）今天我是验收人员，我会这样 进行验收：1）、连通三关者进行成本核算，总造价低于3000万人民币胜出。2）、第一关，建造过程允许部分修改设计，但如果完全没有按照设计方案施工, 追加五十根牙签成本；第三关，高塔在承受风力和震动后倒塌，任务失败，有明 显变形的高塔追加十根牙签维修成本。3）、成本核算中，一根牙签=10万元人民币；一个土豆块=50万元人民币3、当然，完成挑战的团队，进行招标，招标成功的团队，会获得奖励。4、为了
6、顺利完成挑战，注意老师的温馨提示：1）盘子就是地基，请在地基里进行施工，要熟悉材料工具的用途2）可以邀请现场老师参与指导（PS:每邀请一位老师付出十根牙签技术咨询成本） 3）小组分工合作完成，注意安全（PS:出现事故，追加十根牙签安全成本，出现 环境问题噪音或建渣污染追加十根牙签的成本）4）技术咨询成本、安全成本、环境问题成本在核算中都归入附加成本。3、各小组按自己的设计方案开始制作4、倒计时，师巡视指导三、交流评价1、各小组完成制作，各组代表把作品集中集体展示2、出示工程验收表“土豆高塔”工程验收表 “土豆高塔”工程验收表 工程战队名称第一关第二关第三关成本核算总造价（万元人民 币）按设计 施工塔高25 厘米承受一定 风吹震动签量土豆块 数量附加3、各组交上设计图，在投影仪下全班观察作品和设计图有没有重大改变。4、为了公平，特邀了两位老师进行第二关和第三关的检验。5、各组成本核算师分别报上成本和总造价6、如果从节约成本考虑，选择哪个小组的设计方案比较好？如果我资金充裕，选择哪个小组的设计方案？二、项目改进如果发现自己的高塔还有不完善的地方，思考我们失败的原因或者改进的更 好的方法，在设计表上重新设计改进！