第一单元 小小工程师（知识清单）-2024-2025学年六年级科学下册期中复习讲练测（教科版）

第一单元 小小工程师（知识清单） 第一课 了解我们的住房 基础知识梳理 1.住房的基本结构:框架、承重、户型、采光等。 2.住房所具有的系统:供水、供电、排水、电路、煤气、供暖、网络等。 3.住房的各个系统之间存在整体相互作用。如供水系统与排水系统相互关系，电路系统与网络系统相互关系。 4.住房建造的主要过程:选址、设计、建造、验收。 5.“中国天眼”是500米口径球面射电望远镜，位于贵州省中南部，由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。 6.“神舟”飞船是中国自行研制,具有完全自主知识产权，由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成。 7.“鸟巢”国家体育场位于北京奥林匹克公园中心区南部，主体为钢结构，结构设计使用年限100年，耐火等级一级，抗震设防烈度8度，地下工程防水等级1级。 8.大到“天眼”工程、“神舟”飞船，小到体育馆、普通民房的建造都属于工程。工程是为了满足我们的需要设计和使用技术，解决实际问题和制造产品的活动。 9.房屋在整个建造过程中需要经历选址、设计、建造、评估验收等，每个过程都非常重要，但设计是核心。 第二课 认识工程 基础知识梳理 1.认识港珠澳大桥 （1）港珠澳大桥是连通香港、珠海、澳门的大桥，大桥全长55千米，是集桥、岛、隧为一体的世界最长的跨海大桥。     （2）港珠澳大桥为粤港澳大湾区的经济发展带来了强劲的动力。 （3）港珠澳大桥建造时遇到了许多限制和挑战，工程师必须要有相应的办法解决问题。①桥塔需要达到的高度不符合香港机场的要求，解决办法是建立海底隧道和跨海大桥。②没有岛屿供桥梁和隧道连接，解决办法是修建人工岛。③海床淤泥过深，机械容易滑出，移走淤泥会造成海洋污染，解决办法是用圆钢筒围岛。 实施方案 测试这个模型评估并改进 制作一个模型（画或写解决方案） 在限制条件下进行设计 明确一个要解决的问题 （3）限制条件包括时间、费用可用材料环境抵抗自然界的破坏能力等。 2.每一项宏大的工程都采用了大量技术，证明了工程离不开技术的支持。 3.工程实施过程中面临的各项困难和技术难关也推动着技术不断发展前进。 4.工程的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。 5.埃菲尔铁塔具有钢架镂空结构。 第三课 建造塔台 基础知识梳理 实验：塔台竞标标书 ●工作用途：供足球教练站在塔台上指挥队员训练。 ●建塔位置：操场。 ●工程要求：塔台的安全性高，同时成本低。 ●塔台的设计：根据实用性和安全性要求，塔台高约为60cm（太高容易侧翻，太低无法观察操场全貌），塔台顶部面积约为1600太小活动空间受限，太大成本过高），塔台整体为棱柱形或棱台形、侧面镂空（受到埃菲尔铁塔结构的启发）。 塔台设计侧面图 附加：宽20cm的楼梯（方便登上塔台），高10cm的栏杆（防止指挥中失足跌落），底部安装4个可锁死的轮于子（方便移动），顶部铺垫被塑料包裹的木板（方便擦拭）。 ●成本预算：钢材1500元，木材100元，塑料50元，人工费用500元，共计2150元。（用剩余材料制作附加物品） ●人员分工：2人负责钢材、2人负责木材、1人负责塑料的购买和加工，共计5人。 ●时间分配：5人分3组同时进行，选择、购买材料2天，加工材料2天，组合安装1天，共计用时5天。 1.工程在实施前需要征集不同的设计方案，最终通过竞标的方式来获得资格。 2.建造塔台需要考虑的因素有：建造地址、塔台样式、人员分工、塔台高度、材料选取、确保坚固、保证安全、节省成本等。     3.制订竞标书时可以用画图、文字、标识、数字等多种形式，越细致越完整，中标的几率就越大。 4.项目竞标的要点是项目安全性和项目成本，因此，工程设计的关键是如何实现项目安全和项目成本的和谐统一。 5.建造工程各个环节都很复杂，设计环节尤其关键。 第四课 设计塔台模型 基础知识梳理 1.建立模型是工程设计中的重要环节，工程师常通过建立模型来测试他们的设计。 2.建造塔台模型的过程：设计一→制作一→测试一→评估一→改进。 3.不同形状框架的承重与抗震能力 (1）用相同材料制作四边形框架、三角形框架。分别施加力，观察它们形状的变化。 承重能力测试 抗震能力测试 (2）结论：受到相同的外力作用时三角形框架较稳定，不易变形；四边形框架不稳定，易变形。 (3）应用：在四边形框架中添加斜杆，把一个四边形框架变成两个三角形框架，增强承重、抗震能力。 4.抗震方式 (1）耐震：加大底部面积或加重底座重量。 (2）制震：塔台底部加入弹簧。 (3）免震：塔台底部加滚珠。 第五课 制作塔台模型 基础知识梳理 实验：制作塔台模型 ●实验器材：胶带、70根20cm长的吸管、尺子、剪刀、红笔、滚珠、弹簧、钧码等。 ●实验步骤：制作塔台 模型要与设计方案相一致。塔台的接口处要固定牢固，同时也要考虑节省胶带。控制好立柱的高度，尽量等高，可以防止塔台的倾斜。 塔台模型设计（无附加设计） 开始搭建底座 搭建过程中 基本搭建完成 注意：以底座搭建、侧面搭建、整体搭建为顺序开展制作。在制作过程中，要将小组成员进行分工，共同完成任务。 ●实验现象：在制作过程中，如果出现设计不合理问题，可以进行修改，但要经过小组研讨交流后，先用红笔在困纸，上做好修改标记，再实施制作。 ●模型评价：塔台设计上小下大，保证了整体的稳定性。侧面采用镂空结构，可以提高抗风能力。整体框架多采用三角形结构，能够提高承重、抗震能力。底部增加4个钧码能够满足抗风、抗震的要求。 1.制作塔台模型要与设计方案相一致。     2.塔台的接口处要固定牢固，同时也要考虑节省胶带。 3.控制好立柱的高度、尽量等高，可以防止塔台的倾斜。 4.使用三角形结构可以使塔台稳固。 5.搭建完成后要及时检查接口处是否牢固，是否还有地方需要修补。 6.在制作模型的过程中要发现新问题，引发新思考。 7.为自己的塔台模型取一个名称，如：围栏防护型、脚手架型、底托抗震型、金字塔型。 第六课 测试塔台模型 基础知识梳理 实验：测试塔台模型 ●实验器材：米尺、装满水的矿泉水瓶3~5个或多本教科书、小盆、电风扇、抗震检测仪。 ●实验步骤：①用米尺测量塔台模型高度。 ②在塔台模型顶端加载重物测试其承重能力。 ③用电风扇从侧面吹塔台模型测试抗风能力。 ④用抗震检测仪测试塔台模型抗震能力。 ⑤根据消耗材料价格，核算塔台模型成本。 ●测试结果：根据评价表和测试结果进行计分。 设计图及文字说明 材料成本统计 分工合作 美观 3 1 3 2 顶端承重 抗风能力 抗震能力 塔高 3 2 3 3 ●自我评估：吸管、胶带用量过多导致成本过高，影响美观，同时浪费材料。制作过程中测量有误差，导致模型顶部倾斜。模型底部面积较小，对于抗风能力有一定影响。 1.在一项工程中，测试是重要环节。它是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。 2.完成项任务（测试）需要使用特定的工具。 3.在测试之前，我们要先明确测试标准。是我们测试的方法、标准、工具都需要统一，这样才能保证测试公平且方便对比。 4.我们需要测试塔高、顶端承重、抗风能力、抗震能力。 5.测试结束后、各组梳理塔台模型建造过程中的问题，如：塔台模型高度太高，对于抗风有一定影响；承重结构不多，承重能力差；制作不够精细，外形不够美观，顶端不够精良、角度不正对抗震有一定影响；吸管用量过多导致成本过高，浪费材料；底端重量较轻、不利于抗震。   第七课 评估改进塔台模型 基础知识梳理 1.评估与改进 1.塔台模型设计方案修改记录单 （1）重新调整斜杆结构，减少多余的吸管与胶带，降低塔台模型的成本，让外形更加美观。 （2）重新调整框架结构，让底部更大并增加重量，使塔台模型在抗风抗震中稳固。 （3）制作过程随时进行准确测量，减小误差。 （4）组员分工协作的同时要加强沟通，保证整体搭建顺利完成。 （5）制作过程中，要合理裁剪吸管，避免浪费。 （6）在连接吸管时，要避免破坏吸管的整体结构，导致承重能力下降。 2.塔台模型改进设计方案 改进后的塔台模型设计（无附加设计） （1）减少顶面、侧面的斜杆和框架结构，达到减少连接点数量、优化外形的目的。 （2）修改底面框架结构并增加一个钩码，达到增加底面面积、重量的目的。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$