5.1 认识技术与工程（第2课时）（教学设计）-【上好课】七年级科学上册同步高效课堂（浙教版）

5.1 认识技术与工程（第2课时）（教学设计） 年级 七年级 授课时间 课题 5.1 认识技术与工程（第2课时） 教学 目标 科学观念：知道科学、技术、工程的基本概念，理解三者之间相互依存、相互促进的关系； 科学思维：了解技术与工程在人类生活多个领域的具体应用形式与成果； 态度责任：认识技术与工程对人类社会发展的巨大推动作用和深远影响。 教学 重难点 重点：技术、工程与科学的关系 难点：技术与工程改变生活 学情 分析 本节内容选自浙教版七上第五章第一节第二课时。学生在知识层面，已在物理、化学、生物等学科学习了不少基础知识。如物理中的电学初步知识，能理解简单电路；化学里认识了一些常见元素和化合物。但这些知识多是孤立的，未形成有机联系，难以用于深入剖析技术与工程中的科学奥秘。 生活里，他们被众多科技成果环绕。使用各种智能家电，享受便捷交通。然而，他们对这些成果背后的原理却知之甚少。比如，对洗衣机如何利用机械与电学原理工作，高铁怎样凭借先进的材料与动力技术高速运行缺乏探究。 思维上，初中学生正从形象思维向抽象思维过渡。看到高楼大厦，能感知其雄伟，却难以想象建筑设计中力学、材料学等多学科知识的综合运用，以及工程建设中如何规划、组织与协调。在面对技术与工程问题时，缺乏系统分析与深入探究的能力，较难将生活现象与科学原理准确对应并深入思考。例如，对于手机通信技术的发展，不能很好地联系到电磁学等相关科学知识的推动作用。总体而言，学生虽有一定基础与生活体验，但在深度理解技术、工程与科学的内在联系并进行理性思考方面，仍需要教师精心引导与教学启发，以弥补其知识整合、原理探究及思维拓展能力的不足，从而更好地掌握这一重要的科学教育内容。 教学 准备 课件、课本、视频、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 科学、技术与工程是人类认识世界、改造世界的重要活动，其成果丰富了人们的生活，促进了人类的文明发展。那么，技术、工程与科学是一回事吗？ 以空气流动为例，讨论科学家和工程师研究领域的不同之处，引出对技术、工程与科学的关系的思考。 新 知 讲 授 一、技术、工程与科学的关系 思考与讨论：科学家、工程师有不同的职责，他们的研究成果分别是什么？ 科学家的研究成果主要体现在新的科学理论、模型、方法或技术的提出和验证上。这些成果可能以科学论文、专利、专著等形式呈现，并发表在学术期刊或会议上。 工程师的研究成果主要体现在实际的产品、系统或工艺上。这些成果可能以专利、产品原型、工艺流程等形式呈现。 1、科学、技术、工程的区别 （1）科学：人们通过观察和实验研究自然现象、发现自然规律的活动。 （2）技术：在人们适应自然、改造自然过程中发展起来的方法、技能和工具。 （3）工程：人们运用科学原理和技术手段有目的地利用自然、改造自然而建造人工物的实践活动，可满足人们的需求和解决实际问题。 2、科学、技术与工程的关系 （1）科学、技术与工程相互依赖，相互促进。 在内窥镜中，光通过光纤传播，而光在光纤中的传播规律是科学家长期研究发现的；工程师则是利用科学原理设计并制造出光纤和内窥镜。反过来，内窥镜的应用又帮助科学家了解更多有关人体的信息。 思考与讨论：科学、技术与工程三者之间相互促进，请举例说明。 塑料：科学家提出的高分子概念揭示聚合物结构，为塑料诞生开启大门。工程师合成酚醛塑料，众多合成技术跟进，实现塑料低成本大规模生产。塑料在汽车、建筑、日常生活多领域广泛应用，又催生新型工程塑料研发及可降解塑料技术，反哺科学与技术。 （2）科学的核心是发现，技术的核心是发明，工程的核心是建造。 科学、技术与工程的相互促进作用日益增强，推动着生产力的发展、经济的繁荣和社会的进步，促进了人们生产和生活方式的变革，提高了生产效率，提升了生活品质，提高了人类社会的物质文明水平。 二、技术与工程改变了人们的生活 1、技术与工程创造了丰富多彩的世界，人们的衣食住行、学习与工作、运动与娱乐都离不开技术与工程。 （1）石器时代：人们磨制石器，制作工具，耕种农作物，开始了定居生活。 （2）铁器时代：人们学会冶炼铁，制作铁器农具，开展深耕细作，促进了农业、手工业的发展，商业活动逐渐活跃起来。 （3）蒸汽时代：蒸汽机成为主要动力来源，广泛应用于生产领域，提升了社会生产力水平。 （4）电气时代 电力作为动力带动机器，成为新的能源进入生产、生活领域，促进了生产力发展，电灯、电话、电报、电车等纷纷问世，使人们的生活、学习和工作更加便利，极大地改善了人们的生活。 思考与讨论：假如没有电，生活中哪些技术与工程产品就不能工作？对人们的生活会造成怎样的影响？ 倘若没有电，电灯会熄灭，家电成摆设，通信中断，网络瘫痪，交通信号灯失效致混乱，电动汽车难行，医疗设备停摆。人们将告别便捷，回归原始，工作受限，生活陷入黑暗、不便与不安，现代文明仿佛被按下暂停键。 （5）信息时代 人们发明了电子计算机，建构了计算机网络。互联网对现代社会生活产生了前所未有的影响，改变着人们的生活、工作和娱乐方式。 实践活动：调查生活中的智能产品，它们具有哪些功能？可满足哪些需求？ 2、科学的进步和技术的发展，衍生出更多的工程 （1）通信工程可以让我们足不出户便可与远方的亲朋好友畅快地交流 （2）现代医疗的发展有助于人类摆脱疾病的困扰，恢复身体健康 （3）现代农业工程向大型化、自动化和电子化方向发展，提高了农业作业的生产效率 3、工程和技术的发展促进了人类认知的发展 计算机工程的发展，让我们可以利用计算机高速运算的能力，在科研领域完成以前所不能完成的任务 中国天眼是目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，能够接收到100多亿光年以外的电磁信号，拓宽了人类的视野，丰富了人类对宇宙本质的认识。 4、技术创新与工程实践，增强了人们利用自然、改造自然的能力 我国首台自主设计、建造的深海载人潜水器“蛟龙号”，2012年在马里亚纳海沟创造了7062m的深潜纪录，使我们能观察到深海的世界，对于人类开发利用深海资源有着重要的现实意义。 展示三个不同领域（交通、通信、医疗）的案例，每个案例详细介绍相关的技术与工程成果及其背后的科学原理。将学生分成小组，每个小组选择一个案例进行深入讨论，思考并回答以下问题： 该案例中涉及哪些具体的科学知识、技术手段和工程实践环节？ 这些技术与工程成果对人们的生活产生了哪些直接和间接的影响？ 如果自己是相关领域的工程师或科学家，还能提出哪些改进或创新的想法？ 在小组讨论过程中，教师巡视各小组，参与讨论并适时给予引导和启发，鼓励学生积极发表自己的观点，培养学生的合作学习能力和批判性思维。 设计一个简单的实践探究任务：让学生分组设计并制作一个简易的太阳能风扇。 提供给学生一些基本材料，如太阳能电池板、小电机、风扇叶片、导线、开关等，以及一些常用工具。 引导学生思考：太阳能电池板将太阳能转化为电能是基于什么科学原理（光电效应）？如何通过电路连接（电学知识）使电机转动带动风扇叶片旋转？在制作过程中，如何进行工程设计，如确定风扇的结构、各部件的安装位置等，以实现风扇的高效运转？ 学生分组进行实践操作，教师在旁边进行安全指导和技术支持，鼓励学生在实践中不断尝试和改进。在学生完成制作后，让每个小组测试自己制作的太阳能风扇的性能，并记录相关数据，如在不同光照强度下风扇的转速等。 课 堂 练 习 【典例1】中国“天眼”、神舟飞船、体育场馆、普通民房的建造都属于 (　　) A．结构 B．技术 C．工程 D．科学 【答案】C 【解析】工程是人们运用科学原理和技术手段有目的地利用自然、改造自然而建造人工物的实践活动，可满足人们的需求和解决实际问题。 【典例2】工程与技术的关系是 (　　) A．技术决定工程 B．工程决定技术 C．相互影响又相互促进 D．技术与工程之间没有必然关系 【答案】C 【解析】科学、技术与工程相互依赖，相互促进。 【典例3】电动自行车具有价格便宜、使用方便、环保节能等优点，近几年数量增长非常快。然而某些厂商为了满足一些消费者的不当需求，任意改变电动自行车的功率、最大速度等参数，加上使用者不遵守交通规则，使电动自行车成为交通安全的重大隐患。为此国家制定上牌等一系列政策，这个事实告诉我们 (　　) A．应该停止设计和生产电动自行车 B．应该正视和减少技术带来的负面影响 C．当初就不应该发明电动自行车 D．哪里有需求，哪里就有技术 【答案】B 【解析】任何技术的发展都具有两面性，我们应该正视其带来的负面影响，努力降低负面影响给我们带来的危害，不能因噎废食。 【典例4】 技术源于人类的需求，下列说法中，不恰当的是 (　　) A．病毒疫苗的研制源于人类对抗病毒的需要 B．通信技术的产生源于人们之间通信交往的需要 C．建筑技术的产生主要源于人们居住和遮风避雨的需求 D．3D打印技术的产生主要源于人们对书籍快速印刷的需求 【答案】D 【解析】病毒疫苗的研制源于人类对抗病毒的需要，通信技术的产生源于人们之间通信交往的需要，建筑技术的产生主要源于人们居住和遮风避雨的需求，ABC正确，不符合题意；D错误，但符合题意，3D打印技术的产生主要源于人类的需求和愿望。 课 堂 小 结 一、技术、工程与科学的关系 1、科学、技术、工程的区别 （1）科学：人们通过观察和实验研究自然现象、发现自然规律的活动。 （2）技术：在人们适应自然、改造自然过程中发展起来的方法、技能和工具。 （3）工程：人们运用科学原理和技术手段有目的地利用自然、改造自然而建造人工物的实践活动，可满足人们的需求和解决实际问题。 2、科学、技术与工程的关系 （1）科学、技术与工程相互依赖，相互促进。 （2）科学的核心是发现，技术的核心是发明，工程的核心是建造。 二、技术与工程改变了人们的生活 1、技术与工程创造了丰富多彩的世界，人们的衣食住行、学习与工作、运动与娱乐都离不开技术与工程。 2、科学的进步和技术的发展，衍生出更多的工程。 3、工程和技术的发展促进了人类认知的发展。 4、技术创新与工程实践，增强了人们利用自然、改造自然的能力。 板 书 设 计 作 业 设 计 反 思 评 价 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$