資源簡介

(共33張PPT)
第5章 探索技術與工程的
世界
第2節 像工程師那樣實踐
1.了解工程設計的一般過程。（科學觀念）
2.嘗試制作“三球運動演示模型”,并演示日食和月食的成因。
（探究實踐）
3.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。（探究實踐）
一般過程 說明 舉例：設計一把辦公椅
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 可以調節椅子高度和靠背角
度,坐起來更舒適。限制條
件：高度調節范圍為
；靠背傾斜角
度調節范圍為 ；座
椅材料為舒適、透氣的網布
材料；能承受的最大荷載為
一般過程 說明 舉例：設計一把辦公椅
設計方案 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。 _____________________________________________
一般過程 說明 舉例：設計一把辦公椅
設計方案 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。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 _____________________________________________
一般過程 說明 舉例：設計一把辦公椅
實施計劃 根據設計圖,運用各種技 術，進行一系列工作，制作 原型 ______________________________
一般過程 說明 舉例：設計一把辦公椅
檢驗作品 在工作環境下對原型實物進 行測試，是否滿足限制條件 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
一般過程 說明 舉例：設計一把辦公椅
改進完善 針對測試發現的問題，對設 計進行進一步的調整和優 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 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
一般過程 說明 舉例：設計一把辦公椅
發布成果 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 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,與辦公家具
經銷商合作,進行一系列
的展示、推廣、銷售活
動
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。
典例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 B.詳細設計
C.采購與資源準備 D.項目交付
解析：工程設計的第一步是需求分析,根據需求確定設計方案。在
確定了整體的設計方案后,需要進一步深入細化各個部分的設計,包
括具體的零部件規格、尺寸、材料、連接方式等，這就是詳細設計
階段的工作。采購與資源準備通常在詳細設計完成，明確了具體的
材料和零部件需求之后進行。項目交付則是在整個設計、制造、測
試等流程都完成之后的最終環節。
一般過程 制作三球運動演示模型
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、
燈、刻度尺等，工具包括鋸子、砂紙等
一般過程 制作三球運動演示模型
設計方案 模擬運動的機械模塊：
（1）用一個大功率 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。
一般過程 制作三球運動演示模型
設計方案 （3）機械裝置中太陽下面的大皮帶輪直徑是帶動月
球轉動的小皮帶輪直徑的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。
模擬陽光的發光模塊：
用大功率 燈可以模擬陽光
一般過程 制作三球運動演示模型
設計方案 材料的選擇：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
工具的選擇：如鋸子、鉆孔工具等
一般過程 制作三球運動演示模型
設計方案 繪制草圖
__________________________________________________________________
一般過程 制作三球運動演示模型
實施計劃 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：使用鋸子和鉆孔機時注意
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）
一般過程 制作三球運動演示模型
實施計劃 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）
一般過程 制作三球運動演示模型
實施計劃 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（泡沫大球）
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。
_____________________________________________________________________________
一般過程 制作三球運動演示模型
實施計劃 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
一般過程 制作三球運動演示模型
檢驗作品 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。
一般過程 制作三球運動演示模型
檢驗作品 驗收標準：
三球運動演示模型制作驗收標準
________________________________________________________________________________
一般過程 制作三球運動演示模型
檢驗作品 依照評價量表對模型進行測試并打分,將結果記錄在表
中。
三球運動演示模型測試記錄表
________________________________________________________________________________
一般過程 制作三球運動演示模型
改進完善 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
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
典例2 在項目化學習中，某興趣小組的同學們用身邊的材料開展了
“自制溫度計”的活動。
【項目設計】
所用材料有小藥瓶、密封蓋、透明吸管、單位長度為 的刻度
尺、染色的酒精等。
（1）該小組找到了A，B兩款小藥瓶及C，D兩種吸管，如圖甲所
示。為了提高自制溫度計的精確度，則最好選擇其中的_______進
行組合搭配。
B，D
甲
解析：溫度計的玻璃泡容積越大，在溫度變化相同時，其內部液體
體積變化越大，溫度計的玻璃管越細，在液體體積變化相同時，液
面位置變化越大,有利于溫度計做得更精密，故為了提高自制溫度
計的精確度,最好選擇圖甲中的B和D進行組合搭配。
【項目制作】
乙
（2）如圖乙所示，先把小藥瓶浸沒在不同溫度
的水中,在表中記錄有關數據,再根據液柱高度變
化量和溫度變化量的關系，利用提供的刻度尺，
在和 之間進行溫度標注。分析表中數
據可知,時的液柱高度為_____ 。
70.0
實驗次序 溫度 液柱高度
1 0 50.0
2 2 51.0
3 50 75.0
4 100 100.0
解析：該自制溫度計單位刻度代表的溫度為 ，
比高出，則對應刻度比 對應刻度高出的長度
為，所以 時的液柱高度為
。
【項目評價】
（3）根據以下評價量表,請你對該溫度計進行等級評價，并說明評
價理由。 _________________________________________________
_________________________。
“自制溫度計”評價量表
等級 優秀 合格 待改進
科學性 結構完整，刻度 標識均勻 結構完整，刻度 標識均勻 結構不完整，刻
度標識不均勻
準確性 精確度達到 精確度在 精確度在
該溫度計合格，該溫度計結構完整，刻度標識均勻，精確度為,符合合格的標準
解析：由（2）知該自制溫度計結構完整，刻度標識均勻，精確度
為 ，根據評價量表，評定為合格。

展開更多......

收起↑