資源簡介

(共36張PPT)
1.2 認(rèn)識工程
第一單元 小小工程師
核心素養(yǎng)目標(biāo)
科學(xué)觀念：認(rèn)識到許多發(fā)明創(chuàng)造來源于對生活的觀察，可以在自然界中找到原型。認(rèn)識到工程建設(shè)需要運用相關(guān)科學(xué)知識以及技術(shù)的支撐來完成。認(rèn)識到工程需要在一定的限制條件下完成任務(wù)，要經(jīng)歷相類似的建設(shè)過程。
科學(xué)思維：進(jìn)一步認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)與工程的相互關(guān)系。進(jìn)一步認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的重要作用，人類的好奇以及社會的需求對科學(xué)技術(shù)發(fā)展的積極促進(jìn)作用。
探究實踐：能通過閱讀資料知道工程建設(shè)需要面臨的限制條件有哪些，又是怎樣解決難題的。能根據(jù)工程案例歸納出工程建設(shè)過程的相似步驟。能了解工程建設(shè)所需的科學(xué)技術(shù)支持，分析工程與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。
態(tài)度責(zé)任：認(rèn)識到工程建設(shè)的艱難，從而產(chǎn)生對建設(shè)者的敬仰之情。進(jìn)一步喚起學(xué)習(xí)工程的興趣，激發(fā)做一名小小工程師的愿望。
科學(xué)聚焦
01
我們已經(jīng)知道：住房的建造工程要經(jīng)歷
建造
選址
驗收
明確任務(wù)（建房需求）
設(shè)計
科學(xué)聚焦
其他工程的建造過程又是怎樣的 會有相似的過程嗎？
背后又有怎樣的困難與故事呢？
科學(xué)聚焦
科學(xué)探索
02
港珠澳大橋
觀
看
視
頻
科學(xué)探索
為什么要建造港珠澳大橋？
大橋的建造曾面臨哪些限制和挑戰(zhàn)？
這些問題都是怎樣解決的？
大橋的建造經(jīng)歷了哪些主要過程？
1.港珠澳大橋的建設(shè)
閱讀教材及以下資料，歸納、整體并思考下列問題：
科學(xué)探索
大橋的建造曾面臨哪些限制和挑戰(zhàn)？這些問題都是怎樣解決的？
限制和挑戰(zhàn) 解決辦法
大橋要經(jīng)過通向香港的唯一航道，橋面高度必須超過80米，橋塔高度超過200米，而香港機場不允許有超過88米的建筑物出現(xiàn) 在這片水域上修建六七千米長的海底隧道和22.9千米長的跨海大橋
橋梁和隧道需要用島嶼連接，但這片海域上沒有任何可用的島嶼 修建人工島
建島的海床上有15到20米深的淤泥，機械會滑出，移走淤泥又會對海洋造成毀滅性污染 用圓鋼筒圍島
科學(xué)探索
大橋的建造經(jīng)歷了哪些主要過程？
2009年12月15日，港珠澳大橋正式開工建設(shè)。
2015年8月23日，江海直達(dá)船航道橋首個“海豚”塔成功吊裝。
2015年2月23日，青州航道橋56號墩索塔“中國結(jié)”結(jié)形撐首個節(jié)段（J3節(jié)段）吊裝成功。
科學(xué)探索
大橋的建造經(jīng)歷了哪些主要過程？
2015年9月6日，主體工程220座墩臺全線完工。
2016年6月29日，港珠澳大橋主體橋梁合龍。
2016年9月27日，港珠澳大橋主體橋梁全線貫通。
2017年7月7日，港珠澳大橋海底隧道正式貫通。
2018年2月，港珠澳大橋主體工程通過交工驗收，具備通車試運營條件。
科學(xué)探索
2.工程師建設(shè)的步驟
對比住房建造工程與港珠澳大橋建造工程，討論兩個工程的相同點。
科學(xué)探索
明確一個要解決的問題
在限制條件下進(jìn)行設(shè)計
制作一個模型（畫或?qū)懡鉀Q方案）
測試這個模型，評估并改進(jìn)
實施建設(shè)
歸納工程建設(shè)的基本步驟，填寫在右側(cè)流程圖中。
科學(xué)探索
明確一個要解決的問題
在限制條件下進(jìn)行設(shè)計
制作一個模型（畫或?qū)懡鉀Q方案）
測試這個模型，評估并改進(jìn)
實施建設(shè)
思考：1.當(dāng)遇到困難問題時，應(yīng)該怎樣做？
2.當(dāng)設(shè)計完成后，可以馬上就建造嗎？
3.綠色箭頭的代表的含義？
科學(xué)探索
3.了解這些宏大工程與科技進(jìn)步的關(guān)系
中國天眼
鳥巢
科學(xué)探索
高鐵
空間站
科學(xué)探索
房屋和港珠澳大橋的建造工程中用到了哪些技術(shù)？
運輸、制造、冶煉、力學(xué)、建筑、電子、燃料、機械、通信等技術(shù)。
科學(xué)探索
中國“天眼”、高鐵、“鳥巢”體育場、“天宮”空間站這些工程分別采用了哪些技術(shù)？這說明什么？
鳥巢使用了運輸、制造、冶煉、力學(xué)、建筑、機械等技術(shù)，還利用了仿生學(xué)的原理。
科學(xué)探索
中國“天眼”、高鐵、“鳥巢”體育場、“天宮”空間站這些工程分別采用了哪些技術(shù)？這說明什么？
每一項工程的建設(shè)過程，應(yīng)用了大量的科學(xué)原理和科學(xué)技術(shù)。
科學(xué)探索
技術(shù)與工程的關(guān)系又是怎樣的？
小結(jié)：“工程的關(guān)鍵是技術(shù)”。“技術(shù)的核心是發(fā)明”。科學(xué)技術(shù)進(jìn)步支持工程的實施，工程的實施也推動著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)與工程是相輔相成的關(guān)系。
科學(xué)探索
科學(xué)研討
03
1. 通過兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們對工程有了哪些認(rèn)識？這些認(rèn)識的依據(jù)是什么？
在工程中的設(shè)計往往是有限制條件的，比如材料、環(huán)境等。像港珠澳大橋建造時就要考慮沒有可用的島嶼進(jìn)行連接。
2. 完成一項工程要經(jīng)歷哪些重要的工作階段？
明確要解決的問題，在限制條件下進(jìn)行設(shè)計，制作一個模型（解決方案），測試模型，評估改進(jìn)，重新進(jìn)行設(shè)計，實施建設(shè)……
科學(xué)研討
3. 工程與技術(shù)的關(guān)系是怎樣的？
“工程的關(guān)鍵是技術(shù)”，“技術(shù)的核心是發(fā)明”。科學(xué)技術(shù)進(jìn)步支持工程的實施，工程的實施也推動著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)與工程是相輔相成的關(guān)系。
4. 假如讓我們做一名小小的工程師，我們都要完成哪些工作呢？
在限制條件下進(jìn)行設(shè)計、制作模型測試、評估、改進(jìn)、修改設(shè)計，不斷循環(huán)往復(fù)。
科學(xué)研討
科學(xué)拓展
04
收集塔的圖片，觀察塔的結(jié)構(gòu)特點。
科學(xué)拓展
課堂總結(jié)
05
課堂總結(jié)
課堂練習(xí)
06
一、判斷題。
1.工程和技術(shù)的進(jìn)步能提高人類生活水平。( )
√
2.中國的月球探索工程叫“嫦娥工程”。( )
√
3.高鐵的建設(shè)只需要運用相關(guān)科學(xué)知識就能完成。( )
×
課堂練習(xí)
4.“神舟”飛船工程實施過程中面臨的各種困難，會對科學(xué)技術(shù)提出更高的要求，會使科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步。( )
√
5.建造住宅和建設(shè)港珠澳大橋是兩個獨立的建造過程，兩者沒有共同的特點。( )
×
6.工程建設(shè)中常有設(shè)計、建造、測試、改進(jìn)、再建模、再測試、再完善的循環(huán)過程，這說明工程建設(shè)從明確問題到實施建設(shè)是一個十分復(fù)雜的過程。( )
√
課堂練習(xí)
二、選擇題。
1.在建造港珠澳大橋時，大橋要經(jīng)過通向香港的唯一航路，橋面高度必須超過80米，橋塔高度超過200米，而香港機場不允許有超過88米的建筑物出現(xiàn)，工程師們采取的解決辦法是( )。
A.修建人工島
B.修建海底隧道和跨海大橋
C.在周圍用鋼筋圍島
B
課堂練習(xí)
2.修建港珠澳大橋的主要目的是( )。
A.彰顯我國強大的經(jīng)濟實力和科技水平
B.促進(jìn)粵港澳大灣區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展
C.促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步
B
3.東東去過很多地方旅游，拍了許多的照片，下列工程中，不在我國的是( )。
A.&1& B.&2& C.&3&
C
課堂練習(xí)
4.塑料產(chǎn)品的使用為我們的生活帶來了便利，同時也帶來了環(huán)境污染，為解決這一問題，研究人員研制出了像廢紙一樣可回收利用的新型塑料，這種新型塑料的誕生，為塑料產(chǎn)品的設(shè)計提供了新的思路，根據(jù)這個案例，判斷以下說法正確的是( )。
A.設(shè)計不需要技術(shù)的參與
B.好的設(shè)計必然產(chǎn)生好的技術(shù)
C.技術(shù)與設(shè)計是相互促進(jìn)、相互利用的關(guān)系
C
課堂練習(xí)
三、同學(xué)們，工程建設(shè)需要很復(fù)雜的步驟，你們知道都需要哪些步驟嗎？請試著梳理一下工程建設(shè)過程的相似步驟吧！
上圖中限制條件包括______、______、__________、______、抵
抗自然界的破壞 能力等。
時間
費用
可用材料
環(huán)境
課堂練習(xí)
四、材料題。
中國天眼
“中國天眼”一般指500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡。由于建造地址是一塊洼地，其地形邊界復(fù)雜，周圍環(huán)境高度落差大，支承柱高度就得在3米至50米不等，導(dǎo)致“天眼”的組成部分——圈梁、索網(wǎng)和基礎(chǔ)受力復(fù)雜，并且圈梁溫度作用明顯。
課堂練習(xí)
“天眼”設(shè)計對精度要求極為苛刻，如何克服地形和溫差的不利條件就成了設(shè)計中的一個大難題。為了啃下這塊“硬骨頭”，項目團隊不停地想對策、改方案，最后提出將柱子與圈梁隔開，通過一個徑向可移動的支座進(jìn)行滑動釋放，也就是用一種可移動的支座連接柱子和圈梁，而不是簡單地焊死，圈梁、索網(wǎng)受力和變形均勻，有利于望遠(yuǎn)鏡調(diào)整角度。
結(jié)合以上信息，填寫建造“中國天眼”過程中遇到的限制和挑戰(zhàn)及解決辦法。
限制和挑戰(zhàn) 解決辦法
圈梁、索網(wǎng)和基礎(chǔ)受力復(fù)雜，并且圈梁溫度作用明顯
將柱子與圈梁隔開，通過一個徑向可移動的支座進(jìn)行滑動釋放，也就是用一種可移動的支座連接柱子和圈梁，而不是簡單地焊死，圈梁、索網(wǎng)受力和變形均勻，有利于望遠(yuǎn)鏡調(diào)整角度
（合理即可）
課堂練習(xí)

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