内容正文:
1.7 评估改进塔台模型
这份资料紧密贴合教学大纲,深入细致地结合每一课的具体教学内容,为学生量身打造同步分层作业体系。它充分考量到不同学生在学习能力、知识掌握程度以及学习节奏上的差异,巧妙地将知识点拆解、重组,融入层次分明的作业板块当中。基础作业板块夯实根基,助力学生巩固课堂所学核心要点;提升作业部分循序渐进,引领学生拓展思维深度与广度,实现全方位成长。
1.工程要反复评估改进,不断完善,才能达成最终的工程要求。
2.依据评估标准,针对每组模型开展小组自我评估与组间评估。
3.塔台模型设计方案修改记录单
(1)重新调整斜杆结构,减少多余的吸管与胶带,降低塔台模型的成本,让外形更加美观。
(2)重新调整框架结构,让底部更大并增加重量,使塔台模型在抗风抗震中稳固。
(3)制作过程随时进行准确测量,减小误差。
(4)组员分工协作的同时要加强沟通,保证整体搭建顺利完成。
(5)制作过程中,要合理裁剪吸管,避免浪费。
(6)在连接吸管时,要避免破坏吸管的整体结构,导致承重能力下降。
4.改进后的塔台模型设计(无附加设计)
(1)减少顶面、侧面的斜杆和框架结构,达到减少连接点数量、优化外形的目的。
(2)修改底面框架结构并增加一个钩码,达到增加底面面积、重量的目的。
、
一、仔细想,认真填。
1.“建造塔台模型”任务中需要经历:明确任务—— —— ——测试—— ——改进等系统过程。
2.如图是小科的塔台设计:
塔台底部加入许多滚珠,其作用是 。
3.评估塔台模型后的修改方案中,减少不必要的吸管结构,可以让外形更加 。
4.在塔台模型底部增加钩码,能使塔台模型更加 。
5.学校操场搭建的供足球教练员站在上面指挥队员训练的塔台,需要满足的评价要求有: 、 、 。
二、我是小法官。(对的打“√”,错的打“×”。)
6.工程要反复评估改进,不断完善,才能达成最终的工程要求。( )
7.小组交流评估塔台模型时,不仅要重视自己做的模型结构有哪些优点,没必要关注缺点的改进。( )
8.没有中标的标书,说明设计方案里没有可取之处。( )
9.对塔台模型进行评估后,表示建造塔台工程就完成了。( )
10.交流评估时可以参照别人的成功案例进行修改。( )
三、对号入坐。(将正确答案的序号填在括号里)
11.工程的关键是设计,科技小组为了设计一辆在公园使用的多功能动力观光车模,进行了如下构思,你认为设计不合理的是( )。
A.车模的动力部分采用太阳能板、风扇或者电动机
B.材料选取木质材料或者塑料材料
C.结构由底盘和车身外壳组成。底盘包括工作部分和控制部分两部分
D.安装开关对车模进行控制,车架安装四个轮子作为工作部分
12.下列关于评估改进塔台模型活动的说法中错误的是( )。
A.工程设计评估改进时,我们一定得听取所有人的意见进行改进
B.工程设计评估改进其实是一个自我反思、相互取长补短的过程
C.工程的评估改进,需要集合多人的智慧共同协作完成
13.小林组在经历完一系列的塔台评估活动后,其他小组指出小林组的塔台模型存在一些不足,小林组应该( )。
A.直接宣告制作失败,一切从头开始
B.将问题记录下来,组内研讨后进行改进
C.直接篡改评估数据,使塔台符合标准
14.为了改进塔台模型的抗风能力,不合适的做法是( )。
A.塔台底面使用摩擦力大的材料
B.为塔台基座四个角安装金属钩码
C.用胶带把塔台基座粘牢在桌面上
15.下列措施不能增加塔台模型抗风能力的是( )。
A.降低高度 B.侧面镂空 C.减少底部体积
16.在塔台投标发布会上,下列塔台设计最受学校欢迎的是( )。
设计模型种类
成本(万元)
安全性
美观度
稳定性
甲
1.9
优秀
良好
优秀
乙
2.1
良好
优秀
优秀
丙
1.8
一般
优秀
一般
A.甲 B.乙 C.丙
四、看清问题,认真回答。
17.乐乐很喜欢喝雪碧,在科学课上乐乐学习了工程与结构的内容以后,他对雪碧瓶进行了一番观察,发现了里面的蕴含科学奥秘,你能说说饮料瓶的形状设计包含哪些科学道理吗?(试着写出两点)
五、实验操作我能行。
18.小强和小明学习了工程建设的特点,接到了学校足球场塔台招标任务,让我们跟着他们的步伐
(1)竞标过程中,下列行为正确的是______。
A.竞标要点是成本与美观
B.制订标书时,无需综合组内成员的意见
C.结合文字、绘图、语言描述等方式表达构思
(2)在绘制足球场塔台设计图时,下列观点合理的是______。
A.可以从塔台的不同角度绘制设计图,将立体设计清晰化
B.设计时要将自己的创意大胆地表达在设计上,不需要考虑是否可行
C.只用图画就可以清楚地表达塔台设计,不需要借助文字或数字进行表达
(3)在设计的过程中需要考虑众多因素,最优先考虑的是______。
A.主体安全
B.建造成本
C.功能多样
(4)学校旁边有一条大路,经常有卡车开过,地面震动厉害,下列塔台模型的材质相同,抗震能力最好的是______。
A.
上小下大
B.
上大下小
C.
上小下大且重
(5)下列做法中,不能增加我们建造的塔台的稳定性。______。
A.在高塔上使用三角形框架结构
B.增加高塔上部的体积
C.给高塔搭建一个大一些的底座。
(6)制作塔台模型时,控制好立柱的高度,尽量 (填“等”或“不等”)高,可以防止塔台的倾斜。
(7)项目成本是竞标的要素之一,下列属于项目成本的是________。(多选)
A.人力成本
B.材料成本
C.设备费用
六、综合实践我最棒。
19.下学期要举行校园运动会,学校想利用暑假时间在操场建造一个塔台。要求高1.5来,带有护栏的台面不小于1平方米,方便体育老师站在塔台上指挥队员训练,且成本不超过5000元。学校发布了征集令,最终以竞标的形式确定建塔资格。同学们纷纷报名参加此次竞标……(H分)
(1)塔台模型的设计需经历以下步骤,请填写正确的选项( )。
①制作一个模型 ②明确要解决的问题
③进行设计 ④测试模型,评估改进
A.①②④③ B.②①④③ C.②③①④
(2)有三组同学率先展示了塔台模型,以下是学校对三个小组塔台的评价表。
组别
塔高
顶端承重
抗风能力
抗震能力
顶端承重
第1组
1.35米
★★
★★★
★★★
4500工程币
第2组
1.3米
★★
★
★
4100工程币
第3组
1.5米
★★★
★★★
★★★
4150工程币
根据评价表,我们可以发现第 组建造的塔台稳定性存在不足。
你推测可能的原因是什么?(至少写出2条)
① ;
② 。
(3)参考上面的评价表,你想搭建什么样的塔台呢?请在下面方框中画出你的设计图,要求图文结合(包括材料、结构、规格、功能等),并至少写出该设计2处优点。
设计图:
优点:
①________
②________
参考答案:
1. 提出设计方案 制作模型 展示交流
详解:建立模型是工程设计中的重要环节,工程师常通过建立模型来测试他们的设计。模型建设过程:明确任务、提出设计方案、制作模型、测试、展示交流、改进模型,建造实物。
2.增加塔台的抗震性
详解:工程建筑中,一般有三种方法来加强物体的抗震能力,分别是耐震、制震和免震。塔台底部加入许多滚珠,其作用是增加塔台的抗震性。
3.美观
详解:建造塔台模型一般会用到吸管、剪刀、胶带和尺子等。为了使连接处更加牢固,可以调整塔台模型中吸管的角度。减少不必要的吸管结构,可以减少材料的损失,降低塔台模型的成本,也可以让外形更加美观。
4.稳固
详解:像铁塔这样骨架式的构造叫做框架结构。框架铁塔结构特点:①上小下大②上轻下重③风阻小等,由于这些特点,所以框架结构的抗风和抗震能力都很好。所以制作塔台模型时,在塔台模型底部增加钩码,这样增加底部重量,就能使塔台模型更加稳固。
5. 承重能力 高度 安全性
详解:设计塔台时,我们要考虑各因素之间相互制约的关系,也要明确各因素权衡的比重。塔台要能够让教练员站在上面指挥训练,说明承重能力、高度和安全性是项目的重要要求。
6.√
详解:工程建设的步骤:明确一个要解决的问题;在限制条件下进行设计;制作一个模型(画或写解决方案);测试这个模型、评估并改进;实施建设。工程设计要反复评估改进,不断完善,才能达成最终的工程要求。
7.×
详解:在小组交流评估塔台模型时,要全面准确的记录数据并分析,记录塔台的优缺点,以便后续改进。
8.×
详解:没有中标的标书可能是因为不符合要求或者有其他更合适的方案,不是说没有可取之处。
9.×
详解:建立模型是工程设计中的重要环节,工程师常通过建立模型来测试他们的设计。制作塔台模型的一般流程是明确要求、设计方案、制作模型、测试模型、评估改进。对塔台模型进行评估后,建造塔台工程并没有完成,还要继续改进塔台。
10.√
详解:针对各组的模型开展交流评估活动,评估活动不仅自评本组设计,小组间还要进行互评,在互评中通过相互借鉴、相互帮助、资源共享等。在塔台模型进行交流评估过程时,要正视其他小组对本小组的建议,做出必要的修改。
11.A
详解:太阳能板和电动机都是常见的动力源,适用于动力观光车模,是合理的。但是风扇通常不被用作主要的动力来源,因为它的动力输出有限,可能不足以驱动车辆。因此,使用风扇作为动力源可能不合理。故选A。
12.A
详解:A.工程设计评估改进时,我们一定得听取所有人的意见进行改进,错误;工程设计评估改进时,虽然需要听取多方意见,但并不一定要听取所有人的意见进行改进;
B.工程设计评估改进其实是一个自我反思、相互取长补短的过程,正确;
C.工程的评估改进,需要集合多人的智慧共同协作完成,正确。
13.B
详解:实验过程中遇到问题,应该将问题记录下来,进行问题研究,探讨问题是如何产生的,该如何去改进。选项B正确。
14.A
详解:A.塔台底面使用摩擦力大的材料,增大的是塔台地面与接触面的粗糙程度,不能改进塔台模型的抗风能力,符合题意;
B.为塔台基座四个角安装金属钩码,有利于改进塔台模型的抗风能力,不符合题意;
C.用胶带把塔台基座粘牢在桌面上,有利于改进塔台模型的抗风能力,不符合题意。
故选:A
15.C
详解:像铁塔这样骨架式的构造叫做框架结构。框架铁塔结构特点:①上小下大②上轻下重③风阻小等,由于这些特点,框架结构的抗风和抗震能力都很好。所以设计塔台时,降低高度、侧面镂空都可以增加塔台模型抗风能力。减少底部体积,这样会导致上大下小,会减小塔台模型的抗风能力。
16.A
详解:在评价塔台时,评价的重要指标是塔台的安全性和稳定性,由表格可知,甲的安全性和稳定性都是优秀,故最受学校欢迎的是甲。
17.1.塑料瓶的大小以及其圆形的横截面:没有棱角,便于抓握。
2.瓶盖小型化的设计也是为了兼顾密封性和易开启性。
3.还有瓶身的条纹是为了增大摩擦了,不易滑落。
4.圆形瓶身的设计也是为了受力更加均匀。
详解:首先,碳酸饮料瓶必须是圆柱形。因为二氧化碳气压很大,如果不用圆柱形,会导致分压不均而变形。其二,一般瓶子要经济适用,且形象新颖。如矿泉水,比较便宜,因而采用较薄的塑料,且用最节省的圆柱形。其三,配合运输时的装箱。一般把瓶子做成各种几何图形,是为了减小瓶子之间的空间,以减小瓶子之间的摩擦碰撞挤压,达到安全性,节省空间的作用最后一点,瓶子的花纹,可以起到防滑的作用,几何形状也是如此。
因此饮料瓶的形状设计包含的科学道理有:
1.塑料瓶的大小以及其圆形的横截面:没有棱角,便于抓握。
2.瓶盖小型化的设计也是为了兼顾密封性和易开启性。
3.还有瓶身的条纹是为了增大摩擦了,不易滑落。
4.圆形瓶身的设计也是为了受力更加均匀。
18.(1)C
(2)A
(3)A
(4)C
(5)B
(6)等
(7)ABC
详解:(1) 在竞标过程中,项目成本和项目安全性是竞标要点。A选项错误。制定标书时小组要分工合作、综合组内成员的意见。B选项错误。标书要表现出小组对这项工程的详细计划。可以用图画、文字、标识、标记等多种形式相互配合制定标书,并结合文字、绘图、语言描述等方式表达构思。C选项正确。故选C。
(2)在绘制足球场塔台设计图时,可以从塔台不同的角度绘制设计图,将立体设计清晰化。故A选。
(3)在设计的过程中需要考虑众多因素,最优先考虑的是主体安全性。故选A。
(4)三角形具有稳定性,制作塔台模型时,使用三角形结构可以使塔台更稳固。控制好立柱的高度,尽量等高,可以防止塔台倾斜。上小下大且重更具有稳定性。故选C。
(5)增加高塔上部的体积不能增加我们建造的塔台的稳定性反而容易让塔台倒塌。故选B。
(6)制作塔台模型时,控制好立柱的高度,尽量等高,可以防止塔台的倾斜。
(7)项目成本是竞标的要素之一,要考虑人力成本、材料成本、设备费用等。故选ABC。
19.(1)C
(2) 2 ① 塔台底部宽度不够,导致稳定性不足 ② 可能没有使用三角形结构
(3)
① 塔台结构采用三角形支撑,增强稳定性;② 使用轻质材料如竹子或塑料管,降低成本同时保证
分析:工程建设的一般步骤是明确一个要解决的问题,在限制条件下进行设计,制作一个模型(画或写设计方案),测试这个模型,评估并改进,最后实施建设。塔高、承重、抗风能力和抗震能力为塔台模型制作的必要条件,我们需要测试塔台模型的这几项能力。
详解:(1)完成一项工程要经历的工作阶段分别包括明确问题、解决问题并设计、建模、测试、评估并改进、建造等重要阶段。首先要做的是明确问题,然后进行设计并按照设计制作一个模型,最后测试模型并评估该正,选C。
(2)根据评价表,我们可以发现第2组建造的塔台稳定性存在不足,推测可能的原因是 结构问题:
① 塔台底部宽度不够,导致稳定性不足;
② 可能没有使用三角形结构。
(3)设计塔台要考虑到安全性和成本等问题,所以要采用三角形结构和塑料材料制作;
优点有:
① 塔台结构采用三角形支撑,增强稳定性;
② 使用轻质材料如竹子或塑料管,降低成本同时保证强度。
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