5.2 像工程师那样实践（第1课时）（教学课件）-【上好课】七年级科学上册同步高效课堂（浙教版）

第2节 像工程师那样实践 （第1课时） 第5章 探索技术与工程的世界 科学浙教版（2024） 七年级上册 01 工程设计的过程 学习目录 01 理解工程设计的一般过程 03 体会工程设计在改善生活、推动社会发 展中的重要作用 02 参与实际的工程设计项目或案例分析， 提高运用科学知识和技术手段解决实际 问题的能力 学习目标 新课导入 在建造公路、铁路和地铁时，需要开挖隧道。盾构机能够实现全自动开挖隧道，被誉为“世界工程机械之王”，是名副其实的大国重器，反映了一个国家装备制造业的水平。 盾构机的各个部件都是经过工程师们相互配合、共同协作设计和制造出来的。那么，工程师是如何进行工程设计的？我们如何学会像工程师那样实践？ PART 01 工程设计的过程 新知讲解 工程设计的过程 01 我们每天都在使用各种工程产品，如自行车、文具盒、投影仪等，这些都是工程师为了让人们更好地生活、学习而设计并制造出来的。 工程师们将概念模糊的问题转变为高度简练的解决方案，这就是工 程设计的过程。下面以一把办公椅的研发流程为例，让我们一起走进工程设计。 工程设计的过程 01 制作一把办公椅 一、明确问题 办公室员工在工作时发现所坐的椅子不够舒适，影响工作效率与身体健康，就会产生需求：希望可以调节椅子高度和靠背角度，使它坐起来更舒适。这种需求被称为工程问题。 工程设计的过程 01 工程师了解到这些需求后，开始研发一款新的办公椅。研发团队经过调研，确定了以下设计要求： ①高度调节范围：450～550mm ②倾斜角度调节范围：0°～30° ③座椅材料：舒适、透气的网布材料 ④能承受的最大荷载：150kg 工程设计的过程 01 二、设计方案 1.概念设计 研发团队进行多次设计分析、方案构思后，有了初步的概念设计，并绘制了设计草图，草图显示了椅子的整体结构。 工程设计的过程 01 2.具体设计 基于概念设计，研发团队进行了详细设计，如椅子的各部分材料和具体尺寸等。 坚固的底盘结构 钢制的气压棒 增加滑轮 精致的座椅脚 工程设计的过程 01 三、实施计划 根据设计图，工程师们运用各种技术，进行一系列工作，制作了原型。 工程设计的过程 01 研发团队在工作环境下对原型实物进行测试，包括高度调节、倾斜角度调节、承重能力和舒适性等方面。测试结果表明，原型在其他方面表现良好，但承重能力有所不足。 四、检验作品 工程设计的过程 01 五、改进完善 针对测试发现的问题，为达到设计承重的标准，综合考虑生产成本和实际需求，研发团队最终选择更换使用耐受力更强的材料，并重新进行了测试。 根据原型测试和改进的结果，研发团队准备进行生产制造。他们与供应商合作，选取合适的材料和制造工艺，并制订了生产计划。完成生产制造后，他们与办公家具经销商合作，进行一系列的展示、推广、销售活动。 六、发布成果 工程设计的过程 01 1、工程实践的一般过程 工程实践中，工程师需要明确问题，通过相互交流和讨论，采用头脑风暴，畅所欲言地提出自己创造性的想法，形成共识；当面对多种解决方案时，工程师需要评估各种方案的局限性，分析制约因素，做出权衡与取舍，从中选择最优的问题解决方案。 明确问题 设计方案 实施计划 检验作品 改进完善 发布成果 工程实践 工程设计的过程 01 调查同学坐椅子的感受，找出存在的问题，并提出适合在教室使用的改进设想，画出设计草图。 坐椅子的感受 存在的问题 改进设想 设计草图 工程设计的过程 01 2、工程可以很简单，也可以很复杂 （1）简单工程 例如，拉链由两排互锁的齿和一个滑块组成，这一简单结构巧妙地实现了连接或分离两排齿的功能。 工程设计的过程 01 笔记本电脑由许多部件组成，涉及电子学、微处理器和计算机软件等多方面知识，这一复杂设备能够执行多项功能。 （2）复杂工程 工程设计的过程 01 一个好的工程设计能够预估现实需求和未来可能出现的问题，减少资源浪费、降低施工成本、保证工程安全稳定和延长工程使用寿命。因此，在进行任何工程建设之前，必须首先进行仔细的论证和细致的规划，以确保工程质量和效益的最大化。 工程设计的过程 01 都江堰 战国后期，李冰在岷江上主持修建了都江堰。都江堰是中国古代水 利工程的杰出典范，被誉为水利工程奇迹。 工程设计的过程 01 都江堰由渠首和灌溉网两大系统构成。渠首建于岷江之中，分为鱼 嘴、飞沙堰、宝瓶口三个主体工程。鱼嘴将岷江分为内江和外江，内江 用于灌溉，外江用于分洪。 工程设计的过程 01 内江窄而深，外江宽而浅。枯水期，江水六成流入内江，四成从外江流走；丰水期，江水四成流入内江，六成从外江流走。宝瓶口是在内江下游人工开凿出的出水山口，引水入渠，灌溉农田。 工程设计的过程 01 都江堰是我国古代劳动人民的智慧结晶。2200多年来，都江堰一直在防洪、灌溉、水运等多方面发挥作用，这在世界水利建设史上是独一无二的。 课堂练习 【典例1】金属探测仪可检查考生是否带违禁物品进入考场，当探测仪探测到金属时会发出报警声。现要对其工作性能进行测试，下列测试中，不需要的是 (　　) A．用探测物敲打金属探测仪测试其抗击能力 B．在不同环境下测试其工作稳定性 C．对不同探测物进行灵敏度测试 D．探测金属时，测试过程中能否发出报警信号 【解析】题干中金属探测仪来检查考生是否带违禁物品入场，所以金属探测仪只是对人的全身进行检测，所以不需要用探测物敲打金属探测仪测试其抗击能力。 A 课堂练习 【典例2】小嘉设计了一款可放平的教室午休课桌椅。制作过程中发现，以他现有的知识技能水平，无法完成制作。在明确问题时忽视了 (　　) A．明确问题的价值 B．明确解决问题受到的限制 C．明确问题的内容 D．明确问题的验收标准 【解析】制作过程中小明发现，以他现有的知识技能水平，无法完成制作，明确问题之后应该明确解决问题受到的限制。 B 课堂练习 【典例3】杭州亚运会信息技术指挥中心(以下简称“ITCC”)在交付前进行了试运行。在试运行过程中，ITCC运行团队开展了日常运行工作，包括监控各系统运行情况、编制ITCC 运行日报等，来检验ITCC 系统的整体性能。从工程实践的一般过程来看，安排试运行阶段属于 (　　) A．制作模型或原型环节 B．制订设计方案环节 C．检验设计方案环节 D．编写产品说明书环节 【解析】本题考查的是设计的一般过程。设计的一般过程：发现与明确问题、制定设计方案（收集信息、设计分析、方案构思、方案呈现、方案筛选）、制作模型或原型、测试评估及优化、产品的维护和保养。从设计的一般过程来看，安排试运行阶段属于优化设计方案环节。 C 课堂练习 【典例4】在设计和制作手机支架的过程中，经调查研究明确设计要求后，接下来应该做的是 (　　) A．对市场上的手机支架做调查 B．对手机支架的设计方案进行筛选 C．构思手机支架的形状并用草图呈现 D．对手机支架进行稳定性试验 【解析】本题考查的是设计的一般过程。设计的一般过程：发现与明确问题、制定设计方案（收集信息、设计分析、方案构思、方案呈现、方案筛选）、制作模型或原型、测试评估及优化、产品的维护和保养。根据设计的一般过程可知，设计分析后，应该构思手机支架的形状并用草图呈现。 C 课堂总结 第2节 工程设计的过程 （第1课时） 科学浙教版（2024） 七年级上册 谢谢观看 $$