教科版六年级下册小小工程师

小学科学单元作业设计一、单元信息基本信息学科年级学期教材版本单元名称科学六年级第二学期新教科版（2017版）小小工程师单元组织方式√自然单元 重组单元课时信息序号课时名称对应教材内容1第一单元第一课了解我们的住房2第一单元第二课认识工程3第一单元第三课建造塔台4第一单元第四课设计塔台模型5第一单元第五课制作塔台模型6第一单元第六课测试塔台模型7第一单元第七课评估改进塔台模型二、单元分析（一）课标要求学习内容5~6年级学习目标技术发明通常蕴含着一定的科学原理。知道很多发明可以在自然界找到原型，能够说出工程师利用科学原理发明创造的实例。工程是以科学和技术为基础的系统性工作。了解一项工程需要由多个系统组成，如建造住宅需要考虑结构、供水、采光、供暖系统等。工程的关键是设计。利用摄影、录像、文字与图案、绘图或实物，表达自己的创意与构想。将自己简单的创意转化为模型或实物。根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务。工程设计需要考虑可利用的条件和制约因素，并不断改进和完善。根据设计意图，分析可利用的资源。简单评估完成一个产品或系统的可行性，预想使用效果。 1PAGEPAGE10（二）教材分析知识框架内容内在逻辑分析本单元内容隶属于小学科学知识学段目标中的技术与工程领域。学习核心是以建造塔台为目标任务，让学生经历一个“工程”建造的系统过程。首先学生通过对住房和港珠澳大桥的了解，认识住房的基本结构和必需系统，梳理出工程建设的基本程序，从而深刻认识到工程建设的关键是技术。接着学生将亲历建造塔台的工程实践活动。由制定标书进行投标会，明确工程项目要求，体会到工程的多系统和复杂的特性，再通过设计塔台总体方案，认识到在解决问题时要更多地考虑技术难关的突破，思考达成要求的方法。在动手制作予以具体实施的过程中也会有新的发现和感受，对紧接着进行的测试和评估改进环节给与很大帮助。技术与工程实践活动可以使学生体会到“做”的成功和乐趣，并养成通过“动手做”解决问题的习惯。在学生经历“明确任务—设计—建造模型—测试—评估—改进”这一“工程”过程，有机会综合所学的各方面知识，体验科学技术对个人生活和社会发展的影响，初步建立起对工程的了解，感受工程的复杂与魅力。（三）学情分析基础知识：学生对身边的工程建筑是熟悉的，比如住房、桥梁、塔台等，但是对工程的结构缺乏系统地思考。能力水平：学生有一定的动手能力，例如，可以依据图纸用器材进行搭建，但是设计的思维尚不完善。生活经验：在之前的一些活动中，有过制作小模型的经验。也从外面看到过现实房屋的建设和施工。三、单元学习与作业目标出工程师利用科学原理发明创造的实例。基于对住房和港珠澳大桥的观察与分析，知道一项工程是由多个系统组成识到工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。在建造塔台的过程中，认同工程的关键是设计，能宣讲相应的工程理念。个结构或技术所起到的作用。进和完善建议。四、单元作业设计思路研读课程标准，理清教学内容，分析教学背景；制订单元学习目标和作业目标；五、课时作业第一课时

1.了解我们的住房完成所需时间：3一、选择现在我们的住房中常常安装新风系统，来增加房屋的通风性，先前，人们居住的大杂院也很凉爽，是因为（）。它们有扇子C.D.那时的房屋用的材料更隔热答案：C设计意图：知道通风系统是住房的重要系统之一。其中利用日然通风是中国建筑设计的智慧所在。

第1题图认为（）。A.供水系统在房屋中最重要B.供电系统在房屋中最重要住房中供电、供水等各个系统是息息相关供电与供水是独自运行的两个系统，二者关系不大答案：C设计意图：完善的设施建设需要依靠相应的整套系统支持。二、填空我们每天早晨打开水龙头接水刷牙，放学后帮妈妈接好洗衣机的水管洗衣服，晚上家人打开花洒洗澡，这些活动都依赖家中的 。（供水系统、供电系统答案：供水系统设计意图：多个不同部分而形成的整体是系统，题干中所指的设施属于供水系统。被誉为“中国天眼”的射电望远镜FAST一项伟大的工程，它用于收集极其微弱的宇宙天体发出的无线电波，一般情况下，海拔越高，越能减少电磁波的传播损失。因此，在“中国天眼”工程中， （选址设计）是首要考虑的因素。答案：选址设计意图：工程需要经历一定的建造过程，每一个过程都非常重要。第4题图三、画图。请在下面的方框中画出你家住房的平面图，并标出每个空间的功能。设计意图：能结合自己家的住房，说出住房的基本结构（功能分区）。第二课时

2.认识工程完成所需时间：5分钟一、选择以下工程建设的过程步骤排序正确的是（ ）。①进行设计 ②测试模型 ③实施建设 ④明确问题 ⑤制作模A.③①②④⑤ B.④③②①⑤ C.④①②③⑤ D.④①⑤②③答案：D设计意图：能归纳出工程建设过程的相似步骤。右图是著名的法国埃菲尔铁塔。观察图片，从整体结构出发你为塔很高但又很稳定的原因是（ ）。A.上小下大 B.材料结实 C.使用三角形 D.使用四边形答案：A设计意图：能根据工程案例初步分析塔的结构特点。

第2题图港珠澳大桥建造时要求桥塔高度超过200米，但是香港机场不允许有超过88米建筑物出现，为此，可以解决的方法有（ ）。将香港机场迁址C.降低桥塔的建造高度D.放弃港珠澳大桥这项工程答案：B设计意图：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。二、判断“中国天”工程包含了大量的科学原理，应用了大量的科学技术。没有科学术的支撑，是不可能完成这么浩大的工程。（ ）答案：√设计意图：知道工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成，思考工程与科学技术的关系。当周边的生态影响到工程建造时，可以把生物和非生物都清理干净。（ ）答案：╳分析：不能因为建筑工程而影响生态环境。设计意图：知道我们应该敬畏大自然，不能因为完成人类的建筑工程就轻易地改变生态环境，而应该想办法克服困难、解决难题。三、情境中学科学南部，20031224，2008322.67200829赛事。奥运会后成为北京市民娱乐的大型专业场所。设计技术管理工作，他说：“200370002022年冬季奥运会开闭幕式，将成为举办两次夏冬季奥运会的开闭幕式场馆。为什么要建造鸟巢？（ ）A.2008B.因为北京没有标志性的建筑C.因为北京市民没有体育娱乐场所D.因为北京冬奥会没有合适的场地答案：A设计意图：明确一项工程设计建设是因为现实工作或生活的需要。设计要围绕建设目标开展。在建造体育馆期间要是出现突发状况，应该（ ）A.按照最初设计不变完成B.根据实际需求进行改进C.可以随时改变D.可以随着技术的发展，可以优化设计方案答案：D设计意图：虽然项目要按照方案际施，但在建设中也许会因为各种原因需要调整建设方案，优化方案。并且在实施中发现方案存在问题是需要停止施工进行改进。第三课时

3.建造塔台完成所需时间：10分钟一、选择当我们征集到多份塔台的设计方案后，最终要通过（ ）的方式确定建塔资格A.讨论 B.竞标 C.竞赛 D.比赛答案：B设计意图：知道“竞标”的意思，以及竞标在一项工程中的意义。进行塔台设计时最为关键的是（ ）。A.塔高和塔型 B.实用性和安全性 C.楼梯和栏杆 D.美观性答案：B设计意图：知道要建造塔台要涉及到的各个因素。二、判断训练场上的塔台需要随时变换位置，这就需要建造的塔台具有方便移动、抗风、抗震等多项功能。（ ）答案：√设计意图：认识到足球教练训练塔台这项工程的设计需要考虑到各个因素。为了足球教练更加方便地观看整个球场的情况，指挥塔台应该建得越高越好。（ ）答案：╳设计意图：知道指挥塔台各个因素之间是有关联的，虽然建得高会看的更远，但是越高的塔台越容易倾倒，抗风性能也弱，所以，只要能保证在塔台顶部能看清整个球场的情况就可以了，不是要建得越高越好。工程的关键是设计。（ ）答案：√设计意图：思考工程与设计的关系。三、填空塔台竞标标书要包括建塔位置、使用材料、 、成本预算、人员分工时间分配等。答案：塔的设计设计意图：知道制订建造塔台标书的各个内容。制订的标书当中竞标要点主要是 和 。答案：项目成本、项目安全性设计意图：知道标书最重要的两点，也是项目最重要的两点，就是项目成本、项目安全性。四、情境中学科学右图是合肥新桥国际机场的塔台，机场的塔台有哪些科学奥秘呢？请同学们扫码观看视频后答题：机场塔台是用来监看以及控制飞机起降的地方，它的顶楼通常是（ ）样子的。A.东西南北四个方向有窗户B.周围一圈全是透明窗户答案：B

情境中学科学扫码答题设计意图：能够通过资料知道机场塔台顶楼通常是四面皆为透明的窗户，为了保证航空管制员能看清机场四周的动态。34004511362719个，远机位8个。由此请判断：新桥国际机场的塔台工程要统筹考虑、协调平衡多种制约因素，具有复杂性。（ ）答案：√设计意图：通过新桥机场的案例，进一步认识到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。右图为新桥国际机场的全貌，你能图中找到塔台吗？请将它用圆圈圈出来，并说一说塔台建在这个位置有什么意？ 。答案：位置圈出如下图。用意：可以看清整个飞机场的情况，便于指挥，同时也不影响飞机运行。设计意图：通过案例分析进一步认识到塔台的选址很重要。第四课时完成所需时间：5一、选择

4.设计塔台模型在建筑设计中，（ ）是最重要的。A.美观 B.材料 C.成本 D.安全性答案：D设计意图：在学生的前概念中，有了设计图就要开始施工建造了。但是实际的建设中需要通过模型来检测设计的可行性和安全性等。体育馆、学校、博物馆、商场等建筑在设计的时候，首先考虑的是它们的（ ）是各不相同的。A.美观性 B.功能性 C.成本 D.楼层答案：B设计意图：知道建筑设计会受到安全性和成本的限制，但是设计的目标是为了实现它的某种功能。美观是在实现安全和功能后尽量实现更美观的设计。二、填空工程师在设计制作建筑模型时要经历的过程有 、制作、检测、评估。答案：设计设计意图：建设一个塔台模型时要经历的过程有：设计、制作、检测、评估。三、连线下列图上的建筑物类似于什么结构？请用线连起来。金字塔 国家大剧院 比萨斜塔圆柱体 三角形 圆顶形答案：金字塔——三角形 国家大剧院——圆顶形 比萨斜塔——圆柱体设计意图：建筑的结构设计是复杂的，但是从整体中上看他们也是比较简单的形状。所以在设计的时候也需要考虑建筑的整体形状。四、情境中学科学给学校要在操场边建一座塔台，供足球老师指挥训60型，设计图如右图所示。如果你是审核人，你要从哪几个方面进行评价（ ）（多选）A.塔高 B.抗风能力 C.成本D.人员 E.抗震能力 F.承重能力答案：ABCDEF能力、成本、人员、抗震能力、承重能力等。右图中方框所示的结构能起到（ ）作用A.承重 B.位移 C.防震 D.减少摩答案：C设计意图：认识设计图中的结构和功能是相关联的。第五课时

5.制作塔台模型完成所需时间：5分钟一、选择在制作塔台模型的时候要控制好立柱的高度，同一层的立柱的选择应该（ ），防止塔台倾斜，从而保证塔台稳固A.越长越好 B.等高 C.可以长短不一答案：B设计意图：立柱等高可以保证同一层高度相同，避免塔台倾斜以下塔台模型制作出来后稳定性更好的是（ ）。A.B.C.答案：A设计意图：能根据塔台模型制作评价表反思所制作模型的优劣，并能分析得出不同样式的模型稳定性的差异是如何的。上小下大的塔台模型稳定性更好。二、判断制作塔台模型要与设计方案相一致，不要想一出是一出。（ ）答案：√设计意图：要依照设计方案，制作出塔台模型。三、实验探究看视频后答题：第二小组的方案中，为了使足球老师有更大1这样有什么问题？（）A.不太好看B.容易倾倒C.不易攀登答案：B

实验探究扫码答题设计意图：上大下小的塔台模型稳定性不强，容易倾倒。他们在制作过程中，发现设计有问题，此时是按照设计方案继续做下去，还修改方案再制作？（ ）A.修改后再制作 B.不改，要与设计方案相一致 C.改不改都行答案：A设计意图：在制作模型的过程中要注意发现新问题，引发新思考，及时修改方案，再依照新方案制作塔台模型。模型做好了之后，他们应该（ ）A.立马测试B.对模型成品的优缺点进行查找、预测C.立即投入生产，制作成品答案：B设计意图：模型做好后要先对模型成品的优缺点进行查找、预测，分析之后再测试。最终，第二小组制作出了如右图2的模型。如果想增加这个模型的抗震能力，可以将弹簧安装在哪里？（ ）A.最顶端 B.中间位置 C.最底端答案：C设计意图：弹簧适合做抗震材料，在这个模型的底端安装多个弹簧，可以提高抗震能力。 图2第六课时

6.测试塔台模型完成所需时间：5分钟一、选择在一个塔台模型中，减少斜杆、横梁、柱子，很有可能会影响它的（ ）A.美观性 B.承重能力 C.抗风能力答案：B设计意图：斜杆、横梁、柱子都是在模型结构中增强承重能力的。二、判断当发现塔台角度有些倾斜时，不需要特意调整过来，倾斜的角度不会影响它的抗震能力的，毕竟，比萨斜塔也从没有倒下。（ ）答案：╳设计意图：塔台角度倾斜了，会影响它的抗震能力，需要及时调整。比萨斜塔倾斜是由于地基不均匀和土层松软导致的，建造者采取了各种措施修正倾斜，比如刻意将钟楼上层搭建成反方向的倾斜，以便补偿已经发生的重心偏离等。三、情境中学科学约翰·汉考克中心大厦位于美国\h伊利诺伊州\h芝加哥，右图分别是大厦的实景图和模型图。大厦加上457.2100建筑。该中心坐落于密歇根海岸，从这幢摩天大楼上能看到芝加哥市全景。汉考克中心非常明显的特征就是外侧巨大的叉骨架，这种结构对于（ ）有很大的好处。A.美观性 B.抗强风能力 C.抗震能力答案：B设计意图：整座大厦的外侧都是这种交叉骨架，相当于给四边形框架增加了斜杆，使其变成三角形，而三角形结构可以使塔台稳固，抗强风能力加大。当建筑设计没有达到规范要求时，在实际使用后会遇到许多问题，所以在设计并制作好建筑模型后，要首先（ ）。A.B.进行评估并改进方案C.测试模型并记录数据答案：C设计意图：测试模型是工程设计中又一重要环节。模型是设计的具体表现，测试是对设计是否合理、科学、符合要求的检验。测试环节决定着设计方案是否符合工程要求，是否存在问题以及明确改进方向。你认为当初约翰·汉考克中心大厦模型设计好后，在测试时还需要考虑哪些实际问题呢？（ ）（多选）A.建筑滨海，海风大，高层建筑容易因为风大而摆动B.海边建筑容易受海风侵蚀C.滨海地质不稳固，可能存在地基不稳固问题答案：ABC设计意图：工程要考虑许多实际情况，所以在测试模型这个环节中就应当将相关的实际问题考虑进去，测试标准就是工程设计明确的评价指标，是工程模型是否达标的依据。五、实验探究探究小组在测试塔台模型后，发现了一些问题，请你来思考，是什么原因导致了问题的出现，并将序号填写在对应的问题后面（只填序号）。①承重结构不多 ②吸管用量过多 ③高度太高④制作不够精细，角度不正 ⑤底部重量不够问题可能会产生的影响抗风性不太好，风力三级测试中开始摇晃承重能力差抗震能力不强成本过高不够稳固答案：③①④②⑤设计意图：制作好塔台模型后要对测试结果进行反思，要能归因问题所在，能将问题进行梳理、归纳。第七课时

7.评估改进塔台模型完成所需时间：5分钟一、选择当塔台承重能力不佳时，可以多增加（ ）形状来改进它。A.三角形 B.平行四边形 C.梯形 D.长方答案：A设计意图：三角形结构可以使塔台稳固，承重能力强。塔台的稳定性可以靠（ ）的方法来增加，这样既方便操作，又不影响塔台的常使用。A.在塔台外围整体增加一层吸管 B.在塔台底部增加多层吸C.将塔台形状改成圆顶形 D.把塔台高度降低一半答案：B设计意图：上轻下重的塔台稳定性更强，所以可以在塔台底部增加多层吸管，从而增加底部的重量，提高塔台的稳定性。D选项虽然能提高塔台的稳定性，但是高度不达标，不能达到所要求的功能。二、判断小组交流评估时，不仅要重视自己做的模型结构有哪些优点，还应该关注缺点的改进。（ ）答案：√设计意图：工程要反复评估改进，不断完善，才能达成最终的工程要求。要能依据评估标准，针对小组模型开展自我评估与组际间评估，重视优点、不足。要根据不足之处梳理出需要进一步改进的问题，同时重视结构优点，可以给其他模型以启发，也是让自己加深设计与工程的关系。三、情境中学科学①-⑦为大兴机场的7份设计图纸 大兴机场的最终设计方案2011并分别提供了设计图纸（如上左图），并经过多次优化、改进，确定了大兴机场现在的样子（如上右图）。最终方案是一座集中型航站楼，它的形态由7个直径1.2千米的圆形互相切割而成。航站楼有5条放射状的候机廊，这种形态能在有限的空间内增加停靠飞机的建筑边长，从而排下更多的登机廊桥，连接更多的飞机。而旅客从航站楼中心点不论走到哪条候机廊的最远登机口，都只有600米距离，步行只需要8分钟。（若想了解更多关于北京大兴机场的知识，推荐阅读《新机场，出发！》）2011提供用来竞标的文件叫做（），在这份文件中，设计师利用文字、绘图的方式表达自己的创意与构想。A.方案 B.标书 C.计划答案：B设计意图：知道标书是撰写项目详情并用来竞标的文件。大兴机场设计的步骤是（）。A.设计模型、制作模型、测试模型、评估模型、改进设计B.设计模型、制作模型、改进设计、评估模型、测试模型C.设计模型、评估模型、改进设计、测试模型、制作模型答案：A设计意图：知道工程的基本步骤。机，为了给旅客带来更多的便捷，为了能够突破更多的限制，设计师团队（ ）。A.完全否定了七份方案，重新梳理，拟定出完全不一样的新方案。B.C.在七份方案的基础上进行了充分地讨论，修改设计，完善方案，根据研讨出的修改方案有针对性地进行修改设计模型。答案：C设计意图：工程的关键是设计，一份设计稿并不就是终极成品，而是需要反复推敲，不断地重新制作模型——测试评估，发现问题要进行改进，直到达到工程要求，才能完成设计环节进行施工建造。六、单元质量检测作业（一）单元质量检测作业内容完成所需时间：30分钟一、选择题。从题后的四个备选答案中，选出一个符合题目要求的答案。（15分）长城是中国古代第一军事工程，它建于高山峻岭或平原险阻之处，根据地形和防御功能的需要而修建，凡在平原或要隘之处修筑得十分高大坚固，而在高山险处则较为低矮狭窄，这主要是为了（）。A.节约人力和费用，节约成本B.便于情报的传递整体的美观提高防御功能答案：A

第1题图设计意图：工程设计中，最重要的两点就是项目成本和项目安全性，尽可能低降低项目木成本、节约材料是工程设计一大注重点，长城这项伟大工程成本巨大，所以，在本已地形险要的高山之处建得低矮狭窄会大大节约人力和费用，从而节约成本。近年来，“天眼”观天、“天问”奔火、“蛟龙”潜水、“嫦娥”揽月……一个个宏大工程，不断刷新着我国科技发展的高度，这说明（ ）。A.有科学想法就能立马实现B.科学技术与工程相辅相成C.航天和潜水的科技已经发展得差不多了，没有更多值得我们研究的了D.只有重大的科技项目才能被称为工程，普通民房并不是工程答案：B设计意图：通过分析这些伟大工程的建设过程，可以感受到科学技术在其中发挥的重要作用，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，是不可能完成这么浩大的工程的。与此同时，工程实施过程中面临的各项困难和技术难关也对科学技术提出了更高的要求，推动着科学技术不断发展前进。可以说，科学技术进步支持工程的实施，工程的实施也推动着科学技术不断发展。长江上水电大坝的建设是项利国利民的工程。而在建设大坝的时候专门为洄游类设计了“鱼道”。这是建筑设计中对（ ）的考虑。A.生态环境 B.建造成本 C.实用性 D.水流大小答案：A设计意图：在建筑设计的时候，除了要考虑建筑对人类的作用，还要考虑其他生物的生存环境。风性，先前，人们居住的大杂院也很凉爽，是因为（ ）。A.它们有扇子 B.因为那时更凉爽C.利用了自然通风 D.那时的房屋用的材料更隔热答案：C

第4题图 14PAGEPAGE17设计意图：知道通风系统是住房的重要系统之一。其中利用日然通风是中国建筑设计的智慧所在。1地标式\h摩天大楼1275632126器（2），你猜测阻尼器的作用是（）。A.增加承重B.抗震C.抗风D.增加美观性答案：B设计意图：有的高度很高的大厦当中设计有阻尼器，它是用来抗震的。二、填空题。从题后提示语中选出合适的内容，填写在横线上，使内容表达更科学、更完整。（10分）如图，鸟巢体育馆外围主要采用这样骨架式结构其中大量采用了 （三角形，长方形）是因为这种形状具有 （稳定性，易变形性）。答案：三角形、稳定性设计意图：框架结构是许多建筑采用的支撑系统，看上去比较复杂，但实际上它基本的形状是四边形和三角形。而三角形在建筑稳定性上起到重要的作用。

第6题图有人说，没有国外的科技水平和桥梁专家的帮助，中国人是不可能在钱塘江上建起一座横穿大江的桥，然而我国著名的桥梁设计专家 （屠呦呦，茅以升却在1937年自主设计建造了钱塘江大桥。答案：茅以升民族责任感。长江大桥在建造前进行了工程招标，你认为招标时要着重考虑 和项安全性。（项目成本，项目技术）答案：项目成本设计意图：意识到建筑设计的时候需要考虑成本。建筑设计在成本有限的情况下实现其他的目标，避免不切实际的设计。第一小组在制作完成塔台模型后进行检查，这时要注意检查模型的 （材料，接口）处是否牢固。答案：接口设计意图：认识建筑模型是检测自己设计物品。初步搭建完成后自我检查是很重要的，而检查材料间的连接处是否牢固是关键。

第9题图三、连线题。下列图上的建筑物中运用了什么典型的结构？请用线连起来。（10）东方明珠塔 中国国家大剧院 赵州桥 矿用井架 房屋屋顶拱形 框架结构 三角形 球体圆顶形答案：圆顶形设计意图：建筑的结构设计是复杂的，但是从整体或特定部分上看，它们也是由简单形状构成，这些形状稳定性强，增加了建筑的