5.2 像工程师那样实践（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）

5.2 像工程师那样实践（第2课时）（教学设计） 年级 七年级 授课时间 课题 5.2 像工程师那样实践（第2课时） 教学 目标 科学观念：通过制作三球运动演示模型，深入理解日地月三球运动规律； 科学思维：培养运用模型法、计算思维等科学思维方法来设计和优化工程方案的能力； 态度责任：亲历工程实践的一般过程，提高动手实践能力和解决实际问题的能力。 教学 重难点 重点：引导学生按照工程实践的一般过程开展项目 难点：帮助学生学会运用科学原理和数学知识来设计和优化工程方案 学情 分析 本节内容选自浙教版七上第五章第二节第二课时。在思维层面，学生形象思维活跃，抽象思维逐步发展。这使得他们在面对具体工程任务，像制作简易投石机模型时，能依据生活经验和直观感受理解其基本构造与功能，但对于复杂工程系统背后的抽象原理，如能量转化效率的精确计算与优化，理解起来尚有困难。 学习兴趣方面，学生对实践活动兴致颇高，工程实践中的创意设计与动手制作环节极易吸引他们。然而，兴趣的持久性面临挑战，一旦在实践中遭遇频繁失败，如模型多次搭建不成功，可能会使他们产生挫败感，进而削减参与热情。 合作学习上，学生有合作意愿与基础沟通能力。在小组完成工程任务，例如共同打造生态瓶时，能进行分工协作。但在合作中常出现分工不明、协调不畅等问题，部分学生可能过度依赖他人或主导意识过强，影响团队协作效果。 实践操作技能方面，学生日常积累了如使用剪刀、连接简单电路等基本技能。但面对专业工程工具与精细操作，如使用精密仪器测量、进行复杂木工雕刻等，技能较为欠缺。同时，在操作时容易缺乏耐心与严谨性，可能导致作品质量不佳或操作失误。 总体而言，教学 “我们的工程实践” 时，教师需利用学生优势，以形象化方式引导其理解抽象知识，激发并稳固兴趣，加强合作指导，提升操作技能与素养，助力学生在工程实践中成长与进步。 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 让我们根据工程实践的一般过程，选择合适的材料，制作太阳、地球和月球的三球运动演示模型。 新 知 讲 授 一、我们的工程实践 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。 工程实践：制作三球运动演示模型 一、明确问题 1、任务：设计制作三球运动演示模型，能够演示日食和月食的成因。 2、限制条件：材料包括木板、地球模型、月球模型、LED 灯、刻度尺 等，工具包括锯子、砂纸等。 二、验收标准 三、设计方案 三球运动演示模型具体可以分为两大模块，分别是模拟运动的机械模块、模拟阳光的发光模块。 1、分析问题 （1）太阳、地球和月球三者应该如何放置？尺寸大小应该如何选择？ ①放置：三球大致在同一个平面上，且日地距离：月地距离≈400:1 ②尺寸：三球直径大小满足实际比例，即日：地：月≈100:4:1 ☆因材料尺寸和空间大小的限制，在满足大小关系的前提下进行适当调整。 （2）模型的动力如何提供？手动或电动 （3）什么样的装置可以模拟阳光？led灯 （4）机械装置中常用齿轮或皮带实现动力的传递，地球绕太阳运动1圈时，月球绕地球运动12圈。如何保证上述运动关系？ 2、材料和工具的选择 3、设计方案并绘制草图 四、实施计划 按照设计方案制作演示模型，记录实施过程中遇到的困难以及解决的方法。 五、检验作品 依照评价量表对模型进行测试并打分，将结果记录在表中。 六、改进完善 根据测试结果，现在的三球运动演示模型还可以如何改进？与组员讨论，并在原设计草图中标注。 七、发布成果 通过绘制画报、呈现实物或产品发布会的形式发布三球运动演示模型制作成果。 工程实践的过程并非一蹴而就，在工程设计时要不断地发现问题、寻找原因并迭代改进，直至符合工程验收标准。在一些重大工程的建造中，工程设计尤为关键，要考虑各种因素、权衡工程的影响，以确保工程建造顺利进行。 课 堂 练 习 【典例1】如图所示为某款仿树干挂衣架。当只在衣架的一侧挂衣服时，该挂衣架非常容易翻倒。在不影响正常使用的情况下，下列改进措施中，合理的是 (　　) A．增加挂衣架底座圆盘的面积 B．在“树干”和底座圆盘之间安装斜档 C．降低挂衣架的总体高度 D．去掉容易翻倒一侧的“树杈” 【答案】A 【解析】影响结构的稳定性的因素有多种，主要有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。增加衣架底座圆盘的面积，可以增强稳定性，A正确；在“树干”和底座圆盘之间安装斜档，不能改变稳定性，B错误；该例降低衣架总体高度会影响正常使用，C错误；去掉容易翻到一侧的“树杈”会影响使用，D错误。 【典例2】如图所示的壁挂式不锈钢置物架采用免钉设计，利用胶水可直接粘贴在瓷砖等光滑墙面上。为测试其承载能力，下列检验方法中，最合理的是 (　　) A．利用木锤敲击，看是否会脱落 B．用力拉扯置物架，检验其粘贴效果 C．将另一置物架钉于墙上进行承重对比 D．将重物放在置物架上，不断增加重量 【答案】D 【解析】本题考查的结构的稳定性的相关知识。影响结构稳定性的因素有：结构或构件重心位置的高低影响结构的稳定性，重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定性越差。结构与地面接触所形成的支撑面越大，结构越稳定。要测试其承载能力，可以通过将重物放在置物架上，不断增加重量看其承重效果，选项D符合题意。 【典例3】 如图所示为一款落地扇，为了提高它的稳定性，应采用的措施是 (　　) A．增加支撑杆的高度 B．减小底座的直径 C．增加风叶的长度 D．增加底座的重量 【答案】D 【解析】影响结构的稳定性的因素有多种，主要有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。增加支撑杆的高度会提高重心，降低稳定性，A错误；减小底座的直径会减小接触面积，降低稳定性，B错误；增加风叶的长度会使重心偏离底座，降低稳定性，C错误；增加底座的重量可以提高稳定性，D正确。 【典例4】 在自行车家族中，有性能各异的不同车型。如装有辅助小轮的童车、双梁载重车、弯梁女式车、双座双脚蹬的双人车等，这些特殊功能的实现，是因为工程师改变了 (　　) A．车的自重 B．车的材料 C．车的结构 D．车的大小 【答案】C 【解析】结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。结构影响着她们的性质和功能。这些特殊功能的实现，是因为设计者改变了结构的功能。 课 堂 小 结 《制作三球运动演示模型》 一、明确问题：设计制作三球运动演示模型，能够演示日食和月食的成因。 二、验收标准 三、设计方案 三球运动演示模型具体可以分为两大模块，分别是模拟运动的机械模块、模拟阳光的发光模块。 1、分析问题 2、材料和工具的选择 3、设计方案并绘制草图 四、实施计划：按照设计方案制作演示模型，记录实施过程中遇到的困难以及解决的方法。 五、检验作品：依照评价量表对模型进行测试并打分，将结果记录在表中。 六、改进完善：根据测试结果，现在的三球运动演示模型还可以如何改进？与组员讨论，并在原设计草图中标注。 七、发布成果：通过绘制画报、呈现实物或产品发布会的形式发布三球运动演示模型制作成果。 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 $$