建高塔教学设计

建高塔教学设计一、教学目标1.科学知识目标学生了解高塔的结构特点和稳定性原理。知道框架结构在建筑中的应用及其优点。2.科学探究目标能够通过设计、制作和测试，探究不同结构的高塔的稳定性。学会运用控制变量法进行实验，收集和分析数据，得出结论。3.科学态度目标培养学生的创新思维和团队合作精神。激发学生对科学探究的兴趣和热情，培养严谨的科学态度。4.科学、技术、社会与环境目标让学生了解科学技术在建筑领域的应用，以及对社会发展的影响。增强学生的环保意识，认识到建筑与环境的相互关系。

二、教学重难点1.教学重点理解高塔的结构特点和稳定性原理。掌握框架结构的设计和制作方法，制作出稳定的高塔。2.教学难点运用控制变量法探究影响高塔稳定性的因素。在设计和制作过程中，培养学生的创新思维和解决问题的能力。

三、教学方法1.讲授法：讲解高塔的结构特点、稳定性原理等科学知识。2.实验探究法：通过搭建高塔的实验，让学生亲身体验和探究影响高塔稳定性的因素。3.小组合作法：组织学生分组进行设计、制作和测试，培养学生的团队合作精神。4.讨论法：引导学生讨论实验结果和设计方案，促进学生的思维交流和深化理解。

四、教学准备1.材料准备：每组准备足够数量的轻质塑料吸管、剪刀、胶水、胶带、细线、垫圈等。2.工具准备：用于展示的高塔模型、多媒体课件、实物投影仪等。

五、教学过程

（一）导入新课（5分钟）1.播放一段高楼大厦林立的城市视频，提问学生："视频中展示的是什么？你们知道这些高楼大厦是如何建造起来的吗？为什么它们能够屹立不倒？"引导学生观察高楼的形状和结构，引发学生对高塔稳定性的思考。2.展示一些不同形状和结构的高塔图片，如埃菲尔铁塔、比萨斜塔、东方明珠塔等，让学生观察并说一说这些高塔有什么特点。然后引出本节课的主题建高塔。

（二）知识讲解（10分钟）1.讲解高塔的结构特点结合图片和实物模型，介绍高塔一般由塔基、塔身和塔顶三部分组成。塔基是高塔的基础，它的作用是支撑塔身的重量，使高塔能够稳定地站立在地面上。塔基通常比较宽大，以增大与地面的接触面积，分散塔身的压力。塔身是高塔的主体部分，它的形状和结构多种多样。常见的塔身结构有框架结构、实心结构等。框架结构是由许多杆件组成的骨架结构，具有节省材料、空间利用率高、便于施工等优点。实心结构则是整个塔身都是实心的，这种结构比较坚固，但相对较重，用料较多。塔顶是高塔的顶部，它的作用是使高塔更加美观，同时也可能具有一些特定的功能，如安装避雷针、信号灯等。2.讲解高塔的稳定性原理通过演示实验，让学生观察不同形状和结构的物体在受力时的表现。例如，用相同的材料制作一个三角形框架和一个四边形框架，分别在它们的顶点施加相同大小的力，观察哪个框架更容易变形。引导学生发现三角形框架具有稳定性，而四边形框架容易变形。解释原因：三角形的三条边相互支撑，形成了一个稳定的结构，当受到外力作用时，三角形的形状不容易改变。而四边形的四条边之间没有这种稳定的支撑关系，容易发生变形。说明高塔在设计时通常采用三角形结构或利用三角形的稳定性来增强塔身的稳定性。例如，在高塔的框架结构中，会有许多三角形的支撑结构，以保证高塔能够承受各种外力的作用，如风力、地震力等。

（三）设计高塔（15分钟）1.提出设计要求每组要设计并制作一座高塔，高度不低于50厘米，能够承受一定重量的物体。材料只能使用轻质塑料吸管、剪刀、胶水、胶带、细线等，不能使用其他辅助材料。设计的高塔要具有一定的美观性。2.小组讨论与设计组织学生分组，每组45人。让学生根据所学的知识，讨论高塔的设计方案。引导学生思考以下问题：高塔的形状应该是什么样的？采用哪种结构更稳定？如何利用材料搭建高塔，使其既稳固又美观？怎样合理分配材料，以达到最佳的效果？小组内成员分工合作，进行设计草图的绘制。3.小组汇报与交流每个小组派代表上台展示并讲解自己小组的设计方案，包括高塔的形状、结构特点、材料使用方法等。其他小组的学生可以提出问题和建议，共同探讨不同设计方案的优缺点。

（四）制作高塔（20分钟）1.学生根据设计方案开始制作高塔在制作过程中，教师巡视各小组，及时给予指导和帮助。提醒学生注意安全使用剪刀等工具，避免发生意外伤害。鼓励学生发挥创新思维，尝试不同的搭建方法，解决遇到的问题。例如，如果发现高塔的某个部分不够稳固，可以思考如何增加支撑结构或改进连接方式。2.教师强调制作要点注意吸管之间的连接要牢固，避免在搭建过程中出现松动或倒塌的情况。可以使用胶水或胶带进行固定，但要注意用量适中，以免影响美观和结构的稳定性。搭建过程中要保持高塔的垂直度，确保塔身不会倾斜。可以使用细线或其他辅助工具进行测量和调整。合理利用材料，尽量减少浪费。如果有多余的吸管，可以考虑用于加固高塔的其他部分或制作一些装饰元素。

（五）测试高塔（15分钟）1.测试方法每组将制作好的高塔放在水平桌面上，在塔顶放置一个小盘子。逐渐往小盘子里添加垫圈，记录高塔能够承受的垫圈数量，以此来测试高塔的稳定性。2.测试过程学生分组进行测试，每次添加一个垫圈，观察高塔的状态。当高塔出现明显的变形或倒塌时，停止添加垫圈，并记录此时的垫圈数量。在测试过程中，提醒学生认真观察和记录数据，同时注意安全，避免垫圈掉落砸伤脚。3.数据记录与分析每个小组将测试得到的数据记录在表格中，如下所示：

|小组名称|高塔高度（厘米）|承受垫圈数量||||||第1组||||第2组||||......|||

引导学生对数据进行分析，比较不同小组高塔的稳定性。思考以下问题：哪些小组的高塔承受的垫圈数量较多？它们的设计和结构有什么特点？哪些小组的高塔承受的垫圈数量较少？可能是什么原因导致的？通过比较，你能发现影响高塔稳定性的因素有哪些？

（六）总结与评价（10分钟）1.小组总结每个小组回顾自己小组的设计、制作和测试过程，总结成功的经验和不足之处。思考在设计和制作过程中遇到了哪些问题，是如何解决的？还有哪些地方可以进一步改进？2.全班交流各小组派代表上台汇报总结情况，分享自己小组的收获和体会。其他小组的学生可以进行补充和交流，共同学习和进步。3.教师评价对各小组的表现进行评价，肯定学生们在设计、制作和测试过程中所展现出的创新思维、团队合作精神和认真严谨的科学态度。针对各小组高塔的稳定性、设计合理性、美观性等方面进行具体评价，指出优点和不足之处，并提出改进的建议。对学生在本节课中的学习情况进行总结，强调高塔的结构特点和稳定性原理等重要知识，帮助学生巩固所学内容。

（七）拓展延伸（5分钟）1.展示一些不同材料和结构的现代高塔图片，如钢结构高塔、混凝土高塔等，让学生观察并思考这些高塔与我们本节课制作的塑料吸管高塔在结构和材料上有什么不同。2.引导学生了解现代建筑中更多先进的结构设计和技术，鼓励学生课后查阅资料，进一步探究建筑领域的科学知识，拓宽知识面。3.布置课后作业：让学生利用家里的废旧物品，如纸盒、易拉罐等，设计并制作一座更大型、更复杂的建筑模型，下节课带到学校进行展示和交流。

六、教学反思通过本节课的教学，学生们在了解高塔结构特点和稳定性原理的基础上，通过设计、制作和测试高塔的活动，亲身体验了科学探究的过程，培养了创新思维、团队合作精神和解决问题的能力。在教学过程中，学生们表现出了浓厚的兴趣和积极性，能够积极参与讨论、设计和制作活动。

在教学方法的运用上，讲授法、实验探究法、小组合作法和讨论法相结合，使学生在获取知识的同时，也提高了实践能力和思维能力。然而，在教学过程中也发现了一些不足之处。例如，在小组讨论环节，个别小组的讨论不够深入，部分学生参与度不高。在今后的教学中，需要进一步加强对小组讨论的组织和引导，鼓励每个学生都积极发表自己的观点