資源簡介

(共41張PPT)
第五章 探索技術與工程的世界
浙教版七年級上冊
第2節 像工程師那樣實踐
教學目標
科學觀念：知道工程設計的重要性；了解工程設計的一般過程；
會對簡單的工程問題進行操作；
科學思維：體會工程設計不是工程師的特權，自己也可像工程
師那樣參與實踐；
探究實踐：嘗試制作“三球運動演示模型” ，并演示日食和月
食的成因；提升實踐操作技能，包括使用工具、設備、軟件
等進行實際工程作業的能力；
態度責任：初步形成動手、動腦的習慣；養成親自動手操作的
習慣和意識，并能將動手實踐運用到生活實際中去。
新知導入
在建造公路、鐵路和地鐵時，需要開挖隧道。盾構機能夠實現全自動開挖隧道，被譽為“世界工程機械之王”，是名副其實的大國重器，反映了一個國家裝備制造業的水平。
盾構機的各個部件都是經過工程師們相互配合、共同協作設計和制造出來的。
那么，工程師是如何進行工程設計的？
我們如何學會像工程師那樣實踐？
盾構機
新知講解
一、我國重大工程鑒賞：
1、航天工程：神舟系列飛船
新知講解
2、深海探測工程：蛟龍號載人潛水器
新知講解
3、深海探測工程：蛟龍號載人潛水器
新知講解
4、水利工程：都江堰
新知講解
5、鐵路工程：京張鐵路
新知講解
6、橋梁工程：趙州橋
新知講解
二、工程設計的過程：
1、工程設計過程：
工程師們將概念模糊的問題轉變為高度簡練的解決方案，這就是工程設計的過程。
2、工程設計的一般步驟：
①明確問題 ②設計方案
③實施方案 ④檢驗產品
⑤改進完善 ⑥發布成果
新知講解
（1）明確問題：
①明確設計的目標和要求,包括功能需求、性能需求、使用環境要求等；
②與客戶或相關方進行深入溝通,充分理解他們的期望和限制條件。
（2）設計方案：
A.概念設計:
①根據問題,通過相互交流和討論,運用頭腦風暴,產生多種設計概念和方案,對這些概念進行初步評估和篩選,確定幾個有潛力的方向。
②對選定的概念進行細化和完善,形成具體的設計方案,包括整體結構、主要部件、工作原理等方面的設計，繪制設計草圖。
新知講解
B. 具體設計:
基于概念設計,進一步深化方案,確定各個零部件的具體尺寸、形狀、材料等細節,繪制詳細的工程圖紙和技術文檔。
（3）實施方案：
根據設計圖，運用各種技術，進行一系列工作，制作原型。
（4）檢驗產品：
在工作環境下對實物進行測試，是否滿足限制條件。
（5）改進完善：
針對測試發現的問題,對設計進行進步的調整和優化,解決出現的問題和不足之處。再次制作原型并重新進行測試。
（6）分布成果：
測試完成后,與生產部門協作,為大規模生產做好準備工作,如制定生產工藝、整理和編寫詳細的設計報告、使用手冊等。
工程實踐
3、實踐：制作一把辦公椅
工程問題：
辦公室員工在工作時發現所坐的椅子不夠舒適，影響工作效率與身體健康，就會產生需求:希望可以調節椅子高度和靠背角度，使它坐起來更舒適。
工程師了解到這些需求后，開始研發一款新的辦公椅。
新知講解
（1）明確問題：
辦公椅：可以調節椅子高度和靠背角度,坐起來更舒適。
限制條件:
①高度調節范圍:450～550mm
②靠背傾斜角度調節范圍:0°～30°
③座椅材料:舒適、透氣的網布材料
④能承受的最大載荷:150kg
工程實踐
（2）設計方案：
①概念設計：研發團隊進行多次設計分析、方案構思后，有了初步的概念設計，并繪制了設計草圖，草圖顯示了椅子的整體結構。
工程實踐
②具體設計：基于概念設計，研發團隊進行了詳細設計，如椅子的各部分材料和具體尺寸等。
新知講解
（3）實施方案：
新知講解
（4）檢驗產品：
測試高度調節、傾斜角度調節、承重能力和
舒適性等方面。
測試結果表明，原型在其他方面表現良好,
但承重能力有所不足。
（5）改進完善：
綜合考慮生產成本和實際需求,選擇更換使用
耐受力更強的材料,達到設計承重的標準。
（6）發布成果：
與供應商合作,選取合適的材料和制造工藝,并制訂生產計劃。完成生產制造后,他們與辦公家具經銷商合作,進行一系列的展示、推廣、銷售活動。
新知講解
4、注意事項：
（1）提出多種方案：
工程實踐中，工程師需要明確問題，通過相互交流和討論，采用頭腦風暴，暢所欲言地提出自己創造性的想法，形成共識。
（2）合理取舍方案：
當面對多種解決方案時，工程師需要評估各種方案的局限性，分析制約因素，做出權衡與取舍，從中選擇最優的問題解決方案。
實踐活動：
（3）工程可以很復雜：
工程可以很簡單，也可以很復雜。例如，拉鏈由兩排互鎖的齒和一個滑塊組成，這一簡單結構巧妙地實現了連接或分離兩排齒的功能;如盾構機就是由許多部件組成的，涉及多項技術；筆記本電腦由許多部件組成，涉及電子學、微處理器和計算機軟件等多方面知識這一復雜設備能夠執行多項功能。
（點擊圖片播放）
盾構機
新知講解
（4）工程設計的最高目標：
一個好的工程設計能夠預估現實需求和未來可能出現的問題，減少資源浪費、降低施工成本、保證工程安全穩定和延長工程使用壽命。
因此，在進行任何工程建設之前，必須首先進行仔細的論證和細致的規劃，以確保工程質量和效益的最大化。
科學閱讀
都江堰
戰國后期，李冰在岷江上主持修建了都江堰。都江堰是中國古代水利工程的杰出典范，被譽為水利工程奇跡。
科學閱讀
都江堰由渠首和灌溉網兩大系統構成。渠首建于岷江之中，分為魚嘴、飛沙堰、寶瓶口三個主體工程。魚嘴將岷江分為內江和外江，內江用于灌溉，外江用于分洪。內江窄而深，外江寬而淺。枯水期，江水六成流入內江，四成從外江流走；豐水期，江水四成流入內江，六成從外江流走。寶瓶口是在內江下游人工開鑿出的出水山口，引水入渠，灌溉農田。
都江堰是我國古代勞動人民的智慧結晶。2200多年來，都江堰一直在防洪、灌溉、水運等多方面發揮作用，這在世界水利建設史上是獨一無二的。
工程實踐：
三、我們的工程實踐：
工程問題：制作三球運動演示模型
1、明確問題：
任務:設計制作三球運動演示模型，能夠演示日食和月食的成因；
限制條件:材料包括木板、地球模型、月球模型、LED燈、刻度尺等，工具包括鋸子、砂紙等。
日地月三球運動示意圖
市場上已有產品展示
工程實踐
2、設計方案：
（1）模擬運動的機械模塊：
①用一個大功率 LED燈，配一個圓形乳白色外罩代替 (大)、用泡沫大球代替 (中)和用泡沫小球代替 (小)，地球可繞太陽轉動，月球可繞地球轉動。
②模型的動力利用手動、皮帶輪和皮帶配合完成。
③機械裝置中太陽下面的大皮帶輪 是帶動月球轉動的小皮帶輪的12倍，可以保證地球繞太陽運動1圈時，月球繞地球運動 圈。
太陽
地球
月球
直徑
12
工程實踐
（2）模擬陽光的發光模塊：
用大功率 LED 燈可以模擬 ；
（3）材料選擇：木板,太陽、地球、月球小模型直徑不相同的軸和軸套(大鐵軸配大皮帶輪,小鐵軸配小皮帶輪)大小不同的兩個皮帶輪及皮帶(兩個皮帶輪直徑的比是12:1)，一些螺絲、螺母等固定件；
（4）繪制草圖：
陽光
工程實踐
3、實施方案：
（1）按照草圖中的尺寸,用鋸子把木板鋸成長度和寬度各不相同的長木條。(注意:使用鋸子和鉆孔機注意安全)
（2）用鉆孔機在較長木條的左右兩端和中間偏右的位置鉆3個孔,在較短的木條的兩端各鉆一個孔,較寬的木條的中間鉆一個孔。(注意:孔的大小和軸的大小相同,較寬木條的中間孔和較長木條中間偏右的孔徑相同,其余的孔徑相同)
（3）按照下圖,用螺絲把底座安裝好。
工程實踐
（4）將一個大皮帶輪用大鐵軸套固定在較寬木條中心的大鐵軸上,再把較長木條中間偏右的孔插上,軸上端固定太陽模型。(注意:大皮帶輪上下都要用軸套固定,與上下木條之間要留有空隙)
（5）較長木條左側的孔中插入小鐵軸,軸的下面裝一個小皮帶輪,上面依次固定較短木條和地球泡沫中球)模型,較短木條的另一端固定月球(泡沫小球)模型,調整軸的高度,使月球中心與地球中心相平。
（6）在大、小皮帶輪上掛上松緊合適的皮帶,推動右側的軸,使較長木條帶動地球繞太陽轉動,同時小皮帶輪帶動月球繞地球旋轉，如圖所示。
工程實踐
4、產品檢驗：
演示要求在遮光室內進行。用手連續推動右側的軸,地球繞太陽公轉,月球繞地球旋轉,當地球運行到太陽與月球之間時,則形成月食；當月球運行到太陽與地球之間時,則形成日食。
工程實踐
5、改進完善：
1）連接處打磨光滑；
2）可以給三個代表日地月的球涂上不同顏色；
3）手動轉動可以改成電動機、電池和齒輪自動轉動，運行更平穩
4）……
6、發布成果：
通過繪制畫報、呈現實物或產品發布會的形式發布三球運動演示模型制作成果。
視頻：
日地月三球運動演示模型
（點擊圖片播放）
隨堂練習
1、在工程設計中,確定設計方案后緊接著的步驟是( )
A.需求分析 C. 采購與資源準備
B. 詳細設計 D. 項目交付
B
隨堂練習
2、小張嘗試設計一款小木凳，如果所用材料相同，那么下列設計方案牢固程度最低的是( )
C
隨堂練習
3、如圖所示是一款具有殺菌功能的床鋪除塵機器人。下列關于該機器人的設計分析和評價中不正確的是( )
A.操作簡單，使用方便，主要考慮了人的因素
B.有殺菌除塵功能，符合設計的實用原則
C.能識別床鋪的邊沿，不會掉落，考慮到了環境的因素
D.因在床鋪上使用，設計時機器人的機身高度不受限制
B
隨堂練習
4、小明準備制作一個如圖所示的木梯，從結構和穩定性角度分析，下列立柱與橫檔的連接結構中，合理的是（ ）
A
隨堂練習
5、作為工程師的你，用一張A4紙設計一個載重量大的船，需要解決哪些技術難題？
。
如，紙船的形狀、檢測載重量的方法，等
課堂總結
1、工程設計一般過程：
2、每個工種設計要拿出多種方案，并取其中最優的解決問題的方案。
3、方案設計時要充分考慮降低成本、節能環保、安全因素和質量保證等方面。
板書設計
5.2 像工程師那樣實踐
作業布置
1、復習本課時主要內容；
2、完成作業本中相應練習；
3、完成學案中“課后鞏固”；
4、復習本章全部的相關內容。
謝謝
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浙教版七上科學§5.2像工程師那樣實踐 教學設計
課題 5.2像工程師那樣實踐 單元 五 學科 科學 年級 七上
教材分析 本節為新浙教版七上第五章《探索技術與工程的世界》中的第2節內容。教材以活動為載體來說明什么是工程設計，如何進行工程設計，使學生了解工程實踐的一般步驟和過程，等；通過科學閱讀《都江堰》水利工程，使學生體會到工程建設前認證和規劃的重要性和必要性。在此基礎上，提供動手動腦機會，讓學生動手工程實踐：制作三球運動演示模型，豐富學生的研感性認識，熟悉工程實踐的過程，提升動腦、動手和實踐能力。
學習目標 科學觀念：知道工程設計的重要性；了解工程設計一般過程；會對簡單的工程問題進行操作； 科學思維：通過“制作一張辦公椅”活動體會工程設計不是工程師的特權，自己也可像工程師那樣參與實踐； 探究實踐：嘗試制作“三球運動演示模型”，并演示日食和月食的成因；提升實踐操作技能，包括使用工具、設備、軟件等進行實際工程作業的能力；態度責任：初步形成動手、動腦的習慣；養成親自動手操作的習慣和意識，并能將動手實踐運用到生活實際中去。
重點 知道工程實踐的一般過程；
難點 如何設計，動手操作實踐。
教學環節 教師活動 設計意圖
導入新課 在建造公路、鐵路和地鐵時，需要開挖隧道。盾構機能夠實現全自動開挖隧道，被譽為“世界工程機械之王”，是名副其實的大國重器，反映了一個國家裝備制造業的水平。 盾構機的各個部件都是經過工程師們相互配合、共同協作設計和制造出來的。 那么，工程師是如何進行工程設計的？ 我們如何學會像工程師那樣實踐？ 導入新課
講授新課 一、我國重大工程鑒賞： 1、航天工程：神舟系列飛船 2、深海探測工程：蛟龍號載人潛水器 3、深海探測工程：蛟龍號載人潛水器 4、水利工程：都江堰 5、鐵路工程：京張鐵路 6、橋梁工程：趙州橋二、工程設計的過程： 1、工程設計過程： 工程師們將概念模糊的問題轉變為高度簡練的解決方案，這就是工程設計的過程。 2、工程設計的一般步驟： ①明確問題 ②設計方案 ③實施方案 ④檢驗產品 ⑤改進完善 ⑥發布成果（1）明確問題： ①明確設計的目標和要求,包括功能需求、性能需求、使用環境要求等； ②與客戶或相關方進行深入溝通,充分理解他們的期望和限制條件。 （2）設計方案： A.概念設計: ①根據問題,通過相互交流和討論,運用頭腦風暴,產生多種設計概念和方案,對這些概念進行初步評估和篩選,確定幾個有潛力的方向。 ②對選定的概念進行細化和完善,形成具體的設計方案,包括整體結構、主要部件、工作原理等方面的設計，繪制設計草圖。 B. 具體設計: 基于概念設計,進一步深化方案,確定各個零部件的具體尺寸、形狀、材料等細節,繪制詳細的工程圖紙和技術文檔。 （3）實施方案： 根據設計圖，運用各種技術，進行一系列工作，制作原型。 （4）檢驗產品： 在工作環境下對實物進行測試，是否滿足限制條件。 （5）改進完善： 針對測試發現的問題,對設計進行進步的調整和優化,解決出現的問題和不足之處。再次制作原型并重新進行測試。 （6）分布成果： 測試完成后,與生產部門協作,為大規模生產做好準備工作,如制定生產工藝、整理和編寫詳細的設計報告、使用手冊等。 3、實踐：制作一把辦公椅 工程問題： 辦公室員工在工作時發現所坐的椅子不夠舒適，影響工作效率與身體健康，就會產生需求:希望可以調節椅子高度和靠背角度，使它坐起來更舒適。 工程師了解到這些需求后，開始研發一款新的辦公椅。（1）明確問題： 辦公椅：可以調節椅子高度和靠背角度,坐起來更舒適。 限制條件: ①高度調節范圍:450～550mm ②靠背傾斜角度調節范圍:0°～30° ③座椅材料:舒適、透氣的網布材料 ④能承受的最大載荷:150kg （2）設計方案： ①概念設計：研發團隊進行多次設計分析、方案構思后，有了初步的概念設計，并繪制了設計草圖，草圖顯示了椅子的整體結構。 ②具體設計：基于概念設計，研發團隊進行了詳細設計，如椅子的各部分材料和具體尺寸等。 （3）實施方案： （4）檢驗產品： 測試高度調節、傾斜角度調節、承重能力和舒適性等方面。 測試結果表明，原型在其他方面表現良好,但承重能力有所不足。 （5）改進完善： 綜合考慮生產成本和實際需求,選擇更換使用 耐受力更強的材料,達到設計承重的標準。 （6）發布成果： 與供應商合作,選取合適的材料和制造工藝,并制訂生產計劃。完成生產制造后,他們與辦公家具經銷商合作,進行一系列的展示、推廣、銷售活動。 4、注意事項： （1）提出多種方案： 工程實踐中，工程師需要明確問題，通過相互交流和討論，采用頭腦風暴，暢所欲言地提出自己創造性的想法，形成共識。 （2）合理取舍方案： 當面對多種解決方案時，工程師需要評估各種方案的局限性，分析制約因素，做出權衡與取舍，從中選擇最優的問題解決方案。 （3）工程可以很復雜： 工程可以很簡單，也可以很復雜。例如，拉鏈由兩排互鎖的齒和一個滑塊組成，這一簡單結構巧妙地實現了連接或分離兩排齒的功能;如盾構機就是由許多部件組成的，涉及多項技術；筆記本電腦由許多部件組成，涉及電子學、微處理器和計算機軟件等多方面知識這一復雜設備能夠執行多項功能。 視頻：盾構機工作片段（4）工程設計的最高目標： 一個好的工程設計能夠預估現實需求和未來可能出現的問題，減少資源浪費、降低施工成本、保證工程安全穩定和延長工程使用壽命。 因此，在進行任何工程建設之前，必須首先進行仔細的論證和細致的規劃，以確保工程質量和效益的最大化。 科學閱讀：都江堰三、我們的工程實踐： 工程問題：制作三球運動演示模型 1、明確問題： 任務:設計制作三球運動演示模型，能夠演示日食和月食的成因； 限制條件:材料包括木板、地球模型、月球模型、LED燈、刻度尺等，工具包括鋸子、砂紙等。 2、設計方案： （1）模擬運動的機械模塊： ①用一個大功率 LED燈，配一個圓形乳白色外罩代替 太陽 (大)、用泡沫大球代替 地球 (中)和用泡沫小球代替月球(小)，地球可繞太陽轉動，月球可繞地球轉動。 ②模型的動力利用手動、皮帶輪和皮帶配合完成。 ③機械裝置中太陽下面的大皮帶輪 直徑 是帶動月球轉動的小皮帶輪的12倍，可以保證地球繞太陽運動1圈時，月球繞地球運動 12 圈。（2）模擬陽光的發光模塊： 用大功率 LED 燈可以模擬 ； （3）材料選擇：木板,太陽、地球、月球小模型直徑不相同的軸和軸套(大鐵軸配大皮帶輪,小鐵軸配小皮帶輪)大小不同的兩個皮帶輪及皮帶(兩個皮帶輪直徑的比是12:1)，一些螺絲、螺母等固定件；（4）繪制草圖：3、實施方案： （1）按照草圖中的尺寸,用鋸子把木板鋸成長度和寬度各不相同的長木條。(注意:使用鋸子和鉆孔機注意安全) （2）用鉆孔機在較長木條的左右兩端和中間偏右的位置鉆3個孔,在較短的木條的兩端各鉆一個孔,較寬的木條的中間鉆一個孔。(注意:孔的大小和軸的大小相同,較寬木條的中間孔和較長木條中間偏右的孔徑相同,其余的孔徑相同) （3）按照下圖,用螺絲把底座安裝好。 （4）將一個大皮帶輪用大鐵軸套固定在較寬木條中心的大鐵軸上,再把較長木條中間偏右的孔插上,軸上端固定太陽模型。(注意:大皮帶輪上下都要用軸套固定,與上下木條之間要留有空隙) （5）較長木條左側的孔中插入小鐵軸,軸的下面裝一個小皮帶輪,上面依次固定較短木條和地球泡沫中球)模型,較短木條的另一端固定月球(泡沫小球)模型,調整軸的高度,使月球中心與地球中心相平。 （6）在大、小皮帶輪上掛上松緊合適的皮帶,推動右側的軸,使較長木條帶動地球繞太陽轉動,同時小皮帶輪帶動月球繞地球旋轉，如圖所示。 4、產品檢驗： 演示要求在遮光室內進行。用手連續推動右側的軸,地球繞太陽公轉,月球繞地球旋轉,當地球運行到太陽與月球之間時,則形成月食；當月球運行到太陽與地球之間時,則形成日食。 5、改進完善： 1）連接處打磨光滑； 2）可以給三個代表日地月的球涂上不同顏色； 3）手動轉動可以改成電動機、電池和齒輪自動轉動，運行更平穩 4）……6、發布成果： 通過繪制畫報、呈現實物或產品發布會的形式發布三球運動演示模型制作成果。 （附視頻） 展示我國歷史上一些重大工程和成就，使學生產生強烈的民族自豪感介紹工程設計的一般過程先介紹方法與步驟再在此基礎上通過工程實踐例子加以說明，使學生理解工程設計的基本過程和步驟從理論到實踐過程中內化知識、同時提出工程設計過程中應考慮的多方面因素，以聯系社會實際制作三球運動演示模型目的是通過制作過程體會工程設計的過程和步驟提升思維動腦、動手能力設計過程是合作交流最好機會操作過程是動手動腦的過程提升學生細致、耐心的意識和習慣實踐過程中還利用自己制作的三球儀觀察日食和月食的形成，提升學生的興趣，鞏固所學
課堂練習 1、在工程設計中,確定設計方案后緊接著的步驟是( B )A. 需求分析 C. 采購與資源準備 B. 詳細設計 D. 項目交付2、小張嘗試設計一款小木凳，如果所用材料相同，那么下列設計方案牢固程度最低的是( C )3、如圖所示是一款具有殺菌功能的床鋪除塵機器人。下列關于該機器人的設計分析和評價中不正確的是( B )A.操作簡單，使用方便，主要考慮了人的因素 B.有殺菌除塵功能，符合設計的實用原則 C.能識別床鋪的邊沿，不會掉落，考慮到了環境的因素 D.因在床鋪上使用，設計時機器人的機身高度不受限制 4、小明準備制作一個如圖所示的木梯，從結構和穩定性角度分析，下列立柱與橫檔的連接結構中，合理的是（ A ）5、作為工程師的你，用一張A4紙設計一個載重量大的船，需要解決哪些技術難題？ 。參考：如，紙船的形狀、檢測載重量的方法，等（合理均可） 及時訓練，有利于鞏固剛剛學習的新知識。同時還有發現學生理解所學知識中存在的問題，便于及時糾正、修補。
課堂小結 1、工程設計一般過程： ①明確問題 ②設計方案 ③實施方案 ④檢驗產品 ⑤改進完善 ⑥發布成果2、每個工種設計要拿出多種方案，并取其中最優的解決問題的方案。 3、方案設計時要充分考慮降低成本、節能環保、安全因素和質量保證等方面。 幫助學生掌握重點，更加容易的學習。
板書
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網（www.21cnjy.com） 21清風明月中小學教育資源及組卷應用平臺
浙教版七上§5.2 像工程師那樣實踐 學案
姓名
[學習目標]
1、知道工程設計的重要性；
2、了解工程設計的一般過程；
3、制作三球運動演示模型；
4、會對簡單的工程問題進行操作。
[熟悉教材]
一、工程設計的過程
1、工程設計的過程：工程師們將 的問題轉變為 的解決方案；
2、工程設計的一般過程：① ，② ，③ ，④ ，⑤ ，⑥ 等；
3、工程實踐中，工程師需要明確 ，通過相互交流和討論，采用 ，暢所欲言地提出自己 的想法，形成共識；當面對多種解決方案時，工程師需要評估各種方案的局限性，分析制約因素，做出權衡與取舍，從中選擇最優的 方案。
4、一個好的工程設計能夠 現實需求和未來可能出現的問題，減少資源浪費、降低施工 、保證工程 和延長工程 。因此，在進行任何工程建設之前，必須首先進行仔細的 和細致的 ，以確保工程質量和效益的最大化。
二、我們的工程實踐
制作三球運動演示模型：
1、明確問題：
（1）任務 ；
（2）材料 ；
（3）工具 ；
2、設計方案：
（1）模擬運動的機械模塊：
①用一個大功率 LED燈，配一個圓形乳白色外罩代替 (大)、用泡沫大球代替 (中)和用泡沫小球代替 (小)，地球可繞太陽轉動，月球可繞地球轉動。
②模型的動力利用手動、皮帶輪和皮帶配合完成。
③機械裝置中太陽下面的大皮帶輪 是帶動月球轉動的小皮帶輪的12倍，可以保證地球繞太陽運動1圈時，月球繞地球運動 圈。
（2）模擬陽光的發光模塊：
用大功率 LED 燈可以模擬 ；
（3）材料選擇：木板,太陽、地球、月球小模型直徑不相同的軸和軸套(大鐵軸配大皮帶輪,小鐵軸配小皮帶輪)大小不同的兩個皮帶輪及皮帶(兩個皮帶輪直徑的比是12:1)，一些螺絲、螺母等固定件；
（4）繪制草圖：
3、實施計劃：按圖順序完成
4、產品檢驗：
5、改進完善和發布成果……。
6、工程實踐的過程并非一蹴而就，在工程設計時要不斷地發現 、尋找 并選代改進，直至符合工程驗收標準。在一些重大工程的建造中， 尤為關鍵，要考慮各種因素、權衡工程的影響，以確保工程建造順利進行。
[課后鞏固]
1、在工程設計中,確定設計方案后緊接著的步驟是( )
A. 需求分析 B. 詳細設計 C. 采購與資源準備 D. 項目交付
2、在發現與明確問題的基礎上，緊接著制訂設計方案的順序是( )
A. 收集信息、設計分析、方案構思、方案呈現、方案篩選
B. 收集信息、方案構思、設計分析、方案呈現、方案篩選
C. 收集信息、設計分析、方案呈現、方案構思、方案篩選
D. 設計分析、收集信息、方案構思、方案選、方案呈現
3、制定設計方案的過程是( )
①評價與選擇方案構思 ②構思設計方案 ③用草圖表達構思 ④收集和處理信息
A. ③②④① B. ①③②④ C. ①③④② D. ④②③①
4、設計產品的活動往往是團隊活動。在設計方案的交流過程中，我們不應提倡( )
A. 強調團隊合作精神 B. 追求結果的一致性
C. 主動創造設計交流的機會 D. 及時采納有益信息，完善設計方案
5、在制定設計方案時,往往需要通過各種渠道,盡可能廣泛地收集設計所需的信息。通過對各種信息的歸納與分析，挖掘影響設計的主要因素大膽提出各種設計想法，并依據一定條件對各種想法進行篩選，確定最終的設計方案。以下說法正確的是( )
A. 好的設計方案只可能有一個 B.好的設計方案就不需要什么改進了
C. 好的設計方案肯定有無數個 D. 好的設計方案不會只要一個
6、為了設計一款便攜式小板凳，小明進行了一些工作，下面工作應該優先進行的是( )
A. 調查市面上有沒有類似功能的小板凳
B. 制作小板凳的模型，并測試其穩固性
C. 從“物、人、環境”三個角度分析小板凳
D. 繪制小板凳的設計圖，方便后面的設計
7、小明準備用實木板制作一張“H”型坐登,由一塊凳面和二塊側板(圖中僅呈現一側)通過榫卯連接而成。他設計了下料和開榫槽的四種方案，以連接強度為指標，最佳方案宜選擇( )
8、小張嘗試設計一款小木凳，如果所用材料相同，那么下列設計方案牢固程度最低的是( )
9、如圖所示的三腳架，用來放置空調外機，已知空調外機的底部已有兩個安裝圓孔，則三腳架上角鋼安裝孔設置最合理的（ ）
10、如圖為一款安全箱，以下設計分析中，主要從“物”的角度考慮的是（ A ）
A. 外殼采用聚丙烯異分子的工程塑料，強度高、重量輕
B. 鎖扣設計不夾手、好打開、易鎖緊
C. 內部有多層空間，方便分類放置物品
D. 使用地方廣，可以有效防止潮氣、水，甚至空氣進入
（第10題圖） （第11題圖）
11、如圖所示是一款集桌子與架子為一體的多功能家具,采用金屬與木材的搭配,僅需簡單的三步，即可從一個支持 6人同時使用的桌子變身為一個收納架。下列關于該多功能家具的分析正確的是( )
A. 僅需三步，便可實現功能轉換，考慮了人的心理需求
B. 方形桌面的設計，體現了設計的技術規范原則
C. 與桌板連接部分采用平行四邊形方式變形，主要考慮了物的因素
D. 該設計采用了木材，不適宜在潮濕的環境中使用，體現了技術的復雜性
[實戰演練]
1、請你根據所學的知識，為學生教室設計一個放企的置企架。
設計要求: a.結構穩固； b.布局合理； c.材料易得，方便制作
（1）設計該置傘架時需考慮的因素有 (多選)
①同學們常帶的雨傘種類、數量; ②折疊傘折疊后的長度; ③長柄傘的長度;
④教室的的空間大小; ⑤教室中可擺放置傘架的空間大小。
（2）你選用什么材料制作，請說明采用所選材料的理由:
（3）做好置傘架后還需對其進行技術試驗，下列技術試驗合理的是 (多選)。
A. 用手搖晃置傘架，看其是否穩定 B. 取放雨傘，檢驗取放是否方便
C. 給置傘架加上適當的重物，測試其強度 D. 請同學坐在置傘架上，左右搖晃，測試其穩定性
2、一竹躺椅如圖所示，請完成以下任務：
（1）以下主要從環境角度考慮的是 （在“A.采用弧形扶手；B.靠背角度可調節；C.整體結構可折疊；D 構件間用高強度鋼連接”中選擇合適的選項，將序號填入橫線處)。
（2）枕頭輪廓設計貼合人體頸部線條，倚靠自然，實現了人機關系的目標 (在“A .安全；B .健康；C .高效；D .舒適”中選擇合適的選項，將序號填入橫線處)
（3）拖腳展開的大小可隨躺姿變化，需要考慮使用者的 (在“A .靜態尺寸;B.動態尺寸”中選擇合適的選項,將序號填入橫線處)。
（4）圖中連接處采用的連接是 (在“A.剛連接;B.鉸連接”中選擇合適的選項,將序號填入橫線處)。
（5）企業制造出樣品后進行試驗。以下屬于測試躺椅穩定性的項目的是 (從下列選項中選擇合適的選項,將序號填入橫線處)。
（6）若測試發現座椅容易側翻，以下改進措施最合理的是 ，(在“A .減小H1;B .增加H2;C.增加H3;D.增加H4”中選擇合適的選項將序號填入橫線處)
3、按照有關規劃,我國未來要發射更多的火箭進行載人登月探測等活動,因此大家想做一個簡單的火箭模型來模擬真實火箭發射升空,為此學校開展“制作水火箭”項目化學習活動。
【明確問題】
小明同學負責明確“水火箭”發射的原理,他查閱資料后得知，我國發射火箭時點火后火箭尾部會向下噴出烈焰，火箭隨即升起，于是想到“水火箭”也可以利用這一科學原理。
（1）簡述“水火箭”可以飛起來的原因: ；
【設計方案】小亮同學負責“水火箭”的設計方案,他考慮到“水火箭”的動力只能由水或空氣提供,從工程角度看,裝置的密封性要好，要能保證水在足夠大的壓力下噴出而產生足夠的反推力。于是他設計了制作流程,首先在廢舊飲料瓶內裝入適量水,用帶有打氣筒的瓶塞將瓶口塞住,最后配置上由廢紙箱改造而成的火箭外殼、導流罩及底座，“水火箭”即可完成，如圖甲所示(簡化模型如圖乙)。
（2）如果瓶塞未完全塞緊，將會導致 現象產生。
（3）小亮設計“水火箭”頂端的導流罩,其目的是減小飛行時受到的 ；
【實施計劃】
小林負責“水火箭”的發射,他往瓶中裝 600mL 的水,塞好瓶塞后放在發射架上。用氣筒不斷地向瓶內打氣，瓶內氣壓不斷增大,當橡皮塞從瓶口沖出時，“水火箭”發射升空。
【檢驗作品】
以下是“水火箭”發射的評價量表
(4)小華同學負責“水火箭”是否制作成功的鑒定,其標準就是“水火箭”上升的高度,但高度不容易測量,小華此時可以轉化成測量 ；某組同學制作的“水火箭”,由地面豎直向上發射,其速度和時間的關系如圖所示。根據圖像,結合評價量表的功能性指標，D0你對該“水火箭”評價結果是什么并說明理由： 。
【拓展延伸】
（5）小組同學對“水火箭”水平飛行的距離與哪些因素有關的問題進行了進一步研究,并設計了多個方案。其中的一個方案是:取上述“水火箭”,分別安裝在發射架上，調整它們發射的角度分別為20°、30°、45°、50°60°、70°,向瓶內打氣直至橡皮塞從瓶口沖出,使“水火箭”向前飛出。下表是他們在實驗中收集到的數據:
分析表中數據可得出的結論是 。
4、任務：某同學的爺爺年事已高，行動不便 。該同學想設計一款輕便實用的拐杖幫助爺爺行走。根據任務定義工程問題，分析限制條件，提出驗收標準。
（1）工程問題： ；
（2）限制條件分析: ；
（3）材質: ；
（4）穩定性： ；
（5）外觀設計： ；
（6）驗收標準：
①質量： ； ②高度調節： ；
③穩定性： 。
（7）設計草圖：
參考答案：
[熟悉教材]
一、工程設計的過程：
1、概念模糊 高度簡練
2、明確問題 設計方案 實施方案 檢驗產品 改進完善 發布成果
3、問題 頭腦風暴 創造性 問題解決
4、預估 成本 安全穩定 使用壽命 論證 規劃
二、工程實踐：
1、（1）設計制作三球運動演示模型，能夠演示日食和月食的成因；
（2）材料包括木板、地球模型、月球模型、LED燈、刻度尺等
（3）包括鋸子、砂紙等。
2、設計方案
（1）太陽 地球 月球 直徑 12 （2）陽光
（4）
（供參考）
6、問題 原因 工程設計
[課后鞏固]
1、B 2、A 3、A 4、B 5、D 6、A 7、A 8、C 9、A 10、A 11、C
[實踐演練]
1、（1）①②③⑤ （2）木材環保、強度高、外觀好（合理均可） （3）ABC
2、（1）C （2）D （3）A （4）B （5）B （6）C
3、(1)高壓空氣推動水向下噴出,水給火箭一個向上的推力,水火箭升空(2)漏氣(3)空氣阻力
(4)火箭在空中的運行時間 ；合格。理由:由速度和時間的關系圖像可知,水火箭的飛行時間為6s,對比水火箭發射的評價量表可知,水火箭的功能性指標為合格，(5)在其他情況相同時,水火箭水平飛行距離與發射角有關,隨著發射角的增大,水平飛行距離先增大,后減小
4、（1）設計一款能為行動不便的高齡老人提供穩定支撐和輔助行走，且輕便實用的拐杖。
（2）質量限制:拐杖要輕便,質量不超過350g。
（3）主體不銹鋼材料或鋁合金材料。
（4）拐腳配橡膠防滑腳墊,著地性能好,穩定性佳,安全可靠;高度9檔調節。
（5）必須符合人體工程學原理,握柄舒適,外觀簡潔,易于操作和使用,避免復雜的結構和操作。
（6）驗收標準:
質量:拐杖整體質量不超過 350g。高度調節范圍:能夠在100cm~140cm之間自由調節,并能穩定固定。穩定性測試:最大承重120kg,防滑系數0.7,在濕滑、不平整等多種常見地面條件下,傾斜角度達到30°時仍能保持穩定,不傾倒；調節輕松便捷
（7）草圖：
（本大題答案不唯一，合理均可）
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com) 21清風明月

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