資源簡介

(共27張PPT)
第5章 探索技術與工程的世界
人類為適應自然、改善生存條件，產生了技術；為滿足生產、生活的需求而制造產品，產生了工程?，F代技術、工程和科學相互影響、相互促進，密不可分，共同推動了社會進步。
技術、工程有什么特點？技
術、工程對人們的生活、生產和
社會產生了怎樣的影響？工程實
踐又是如何進行的？
第2節 像工程師那樣實踐
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” 。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？
第1課時 工程設計的過程
第2節 像工程師那樣實踐
一、工程設計的過程
各種工程產品：自行車、文具盒、投影儀等，
這些都是工程師為了讓人們更好地生活、學習而設計并制造出來的。
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。
下面以一把辦公椅的研發流程為例，讓我們一起走進工程設計。
制作一把辦公椅
我們坐的椅子不舒適，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。這種需求被稱為工程問題。工程師根據這些需求開始研發一款新的辦公椅。經過調研，確定了以下設計要求：
○ 高度調節范圍：450～550 mm。
○ 傾斜角度調節范圍：0°～30°。
○ 座椅材料：舒適、透氣的網布材料。
○ 能承受的最大荷載：150 kg。
明確問題
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。
設計方案
2. 具體設計?；诟拍钤O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。
堅固的底盤結構
鋼制的氣壓棒
增加滑輪
精致的座椅腳
主要部件
根據設計圖，工程師們運用各種技術，進行一系列工作，制作了原型。
實施計劃
研發團隊在工作環境下對原型實物進行測試，包括高度調節、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。
檢驗作品
改進完善
針對測試發現的問題，為達到設計承重的標準，綜合考慮生產成本和實際需求，研發團隊最終選擇更換使用耐受力更強的材料，并重新進行了測試。
發布成果
根據原型測試和改進的結果，研發團隊準備進行生產制造。他們與供應商合作，選取合適的材料和制造工藝，并制訂了生產計劃。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。
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；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。
工程實踐的一般過程
工程
實踐
明確問題
設計方案
實施計劃
檢驗作品
改進完善
發布成果
調查同學坐椅子的感受，找出存在的問題，并提出適合在教室使用的改進設想，畫出設計草圖。
工程可以很簡單，也可以很復雜。
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；
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。
復雜的計算機芯片則可能包含數十億個以上的電子元件
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。
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。
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?？菟?，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。
工程實踐的一般過程
1.明確問題
2.設計方案
6.發布成果
3.實施計劃
4.檢驗作品
5.改進完善
1.小明和小華分別購買了兩種橡膠球，小明說：“我的彈性比你的好”。小華說：“我希望你能證實你的說法”。小明可選擇下列哪個方案來解決這個問題（　　）
A．兩球向墻扔去，比較它們反彈時離墻的距離
B．手觸摸兩球，看哪一個球較硬
C．兩球于離地等高處由靜止下落，比較它們反彈的高度
D．把兩球向地面擲下，比較它們反彈的高度
C
【解答】解：A、兩球向墻扔去，兩球反彈的大小與用力的大小有關，不能根據反彈時離墻的距離區分它們彈性的大小。此選項不符合題意。
B、球的硬度不能決定彈性的大小。此選項不符合題意。
C、兩球于離地等高處由靜止下落，除了球自身所受到的重力，不受其它作用力，比較它們反彈的高度。這種辦法是合理的。此選項符合題意。
D、把兩球向地面擲下，小球反彈的高度與用力的大小有關。此選項不符合題意。
故選：C。
2. 工程實踐需要經歷哪些步驟？結合你的工程實踐經驗進行說明。
答：1.明確問題
2.設計方案
6.發布成果
3.實施計劃
4.檢驗作品
5.改進完善
以自己動手制作某一物件結合步驟進行描述。
3.都江堰是中國古代水利工程的典范，被譽為水利工程奇跡。請閱讀教材中的“都江堰”，簡要閘述一個好的工程設計所具有的些特征 。
答：創新：通過魚嘴將岷江分為內江和外江，自動實現四六分水；
實用：既解決了防洪問題，又保證了灌溉和生活用水的需求；
環保：遵循了自然規律，沒有過度改變河流的自然狀態；
可持續：工程能夠承受長期的水流沖刷和侵蝕，存續2000多年仍能發揮作用；
美觀：工程結構與周圍環境相融合，形成一道獨特的風景線，吸引了大量游客前來觀賞。
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2024新版科學七上5.2像工程師那樣實踐1
1.下列選項中，不屬于技術問題的是(
A.如何實現精準預報地震
B.為什么會地震
C,如何實現食品的安全
D.如何治理地下水污染
2.“勝哥”在做課件時發現鍵盤很臟，里面的灰塵難以清理。于是從吸塵器中得到啟發，制
作一個小型吸塵器來清理?！皠俑纭卑l現問題的途徑是()
A.觀察生活B.科學實驗
C.收集信息D.技術試驗
3.學校里的自行車停放場地小，許多同學亂停亂放，晚來的同學經常無法停放自行車?！皠?br/>哥”設計了一個解決方案，為此“勝哥”不需要考慮的是(
A.停放場地的位置
B設計所需的時間及費用
C自行車的材質
D.日常停放的自行車數量
4.工程實踐一般包含
等過程。
5.如圖為不同歷史時期的溫度計：
哥識
甲
乙
丙。
(1)圖甲是人們常用的體溫計，這種體溫計是根據液體的
的性質制成的。
(2)世界上第一支伽利略氣體溫度計（圖乙）也是根據氣體的這種性質制成的：球形容器內是空
氣，下方的容器里盛的是水。若發現液面由A上升到B位置則溫度
(選填“升
高”或“降低”)。
(③)圖丙是小明仿照液體溫度計的原理，設計的簡易氣體溫度計，燒瓶中裝的是氣體，瓶塞
上面細彎管中有一段液柱。若周圍溫度升高時，液柱將向
(選填“左”或“右”)
移動。
(4)小科根據圖乙自制了一個簡單溫度計，A為一塑料瓶，B為吸管，
通過軟木塞與A相連，管下端插人水槽中，使管內水面有一高度差
標尺
h,在不同溫度下分別測出對應水柱高度h,記錄數據如下表
溫度/℃171921232527
h/cm30.024.919.714.69.44.2
這個溫度計的塑料瓶部分（圖中的A)相當于常用溫度計
的
用此溫度計
(填“能”或“不
能")測29℃及其以上溫度，請說明理由。
(⑤)若要提高此溫度計的精確度，則對該裝置如何改進？（寫出一點即可）
微信公眾號“勝哥課程”1
微信公眾號“勝哥課程”
答案
1.B2.A
3.C
4.明確問題設計方案
實施計劃
檢驗作品
改進完善發布成果
5.2.(1)熱脹冷縮
2)降低
(3)左
(4)玻璃泡不能：此時玻璃管中沒有水，不能從標尺上讀出準確的溫度值
(⑤)塑料瓶增大；吸管內徑變細…
“勝哥課程
微信公眾
微信公眾號“勝哥課程”2

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