第七单元 设计与发明（知识清单）-2024-2025学年三年级科学下册期末复习讲练测（青岛版）

第七单元 设计与发明（知识清单） 一、重难点知识 第23课 走近工程师 1.工程师的工作领域：工程师活跃于建筑、交通、能源、通信等众多领域。建筑工程师负责设计和监督建筑物的建造，确保建筑安全与功能；交通工程师规划道路、桥梁等交通设施，保障交通顺畅；能源工程师开发和利用能源，提高能源利用效率 。 2.解决问题的流程：工程师解决问题时，先明确问题，如在建筑项目中，确定建筑的用途、规模等；接着收集信息，了解相关技术、材料等；然后制定多种方案，对比分析后选择最佳方案实施；实施过程中还会不断评估和改进方案 。 3.团队协作的重要性：工程往往涉及多个领域，需要不同专业的人员协作。如大型桥梁建设，需要结构工程师、地质工程师、施工工程师等共同合作，发挥各自专业优势，确保工程顺利进行 。 第24课 走近发明家 1.发明家的特质：发明家通常具有敏锐的观察力，能发现生活中的问题；富有创造力，能提出独特的解决办法；有坚韧不拔的精神，面对困难不轻易放弃 。比如鲁班观察茅草划破手指，发明了锯子 。 2.发明的影响：发明改变了人们的生活方式，推动了社会的进步。电灯的发明让人们告别黑暗，有了更便利的夜间生活；电话的发明使人们沟通更加便捷，拉近了人与人之间的距离 。 3.发明的来源：发明源于对生活的观察和思考，以及对新技术的探索。许多发明家从日常问题中获得灵感，结合新技术创造出实用的产品 。 第25课 小改变大效率 1.小改变带来大影响：在生活和生产中，一些小的改变能显著提高效率。如汽车后视镜的设计改进，从简单平面到曲面，扩大了视野，提高了驾驶安全性和效率 。 2.创新思维的运用：创新思维包括逆向思维、发散思维等。在解决问题时，运用逆向思维，从相反方向思考，可能找到新的解决方案；发散思维则从不同角度思考，产生多种创意 。 3.改进与创新实践：对现有物品进行改进，要明确改进目标，思考改进方法，通过实践检验改进效果。例如改进雨伞，增加防风设计、改变伞面材料等，提高雨伞的实用性 。 二、重难点简答 第23课 走近工程师 1.工程师在不同领域的主要工作是什么？ 答：（1）建筑领域：负责建筑的设计、规划和施工监督，像设计高楼大厦的结构，确保建筑安全和功能满足需求 。（2）交通领域：规划和设计交通设施，如道路、桥梁、地铁等，保障交通的顺畅和安全 。（3）能源领域：开发新能源，提高能源利用效率，如研究太阳能、风能等新能源的利用技术 。（4）通信领域：设计和维护通信网络，让信息能够快速准确地传递，像5G通信技术的研发和基站建设 。 2.工程师解决问题的流程是怎样的？ 答：（1）明确问题：确定要解决的具体问题，比如设计一款新型交通工具，要明确其用途、目标人群等 。（2）收集信息：了解相关技术、材料、市场需求等方面的信息，为后续设计提供依据 。（3）制定方案：提出多种可行的解决方案，如设计交通工具时，考虑不同的动力方式、外形设计等 。（4）选择方案：对各种方案进行评估和对比，选择最优方案 。（5）实施与改进：按照选定的方案进行实施，在实施过程中不断评估效果，根据实际情况进行改进 。 3.为什么团队协作对工程师很重要？ 答：（1）工程涉及多领域知识：一个工程往往需要不同专业的知识，如建筑工程需要结构、电气、给排水等多方面知识，团队协作能整合各方专业人才 。（2）提高工作效率：不同专业人员分工合作，各自发挥优势，能加快工程进度 。（3）减少失误：团队成员可以相互检查和监督，及时发现并纠正问题，减少错误和失误 。（4）激发创新：团队成员相互交流和启发，能产生更多的创新想法，提升工程的质量和创新性 。 第24课 走近发明家 1.发明家需要具备哪些特质？ 答：（1）敏锐的观察力：能够发现生活中不被注意的问题和细节，比如牛顿观察苹果落地，发现万有引力 。（2）创造力：能提出新颖独特的想法和解决方案，像爱迪生发明电灯，打破传统照明方式 。（3）坚韧不拔的精神：在发明过程中会遇到各种困难和挫折，需要坚持不懈，如居里夫人在艰苦的条件下发现镭元素 。（4）好奇心：对未知事物充满好奇，驱使他们不断探索和尝试 。 2.举例说明发明对生活和社会的影响。 答：（1）互联网的发明：让人们获取信息更加便捷，促进了知识的传播和共享；改变了人们的社交方式，通过网络社交平台可以与世界各地的人交流；推动了电子商务的发展，人们可以在线购物、支付等 。（2）汽车的发明：使人们的出行更加便捷，扩大了出行范围；带动了相关产业的发展，如汽车制造、石油、交通等行业 。（3）青霉素的发明：拯救了无数生命，提高了人类对抗疾病的能力，推动了医学的发展 。 3.发明通常来源于哪里？ 答：（1）生活中的问题：发明家从日常遇到的问题中获得灵感，如为了方便携带物品，发明了背包 。（2）新技术的出现：新技术为发明提供了可能性，比如电子技术的发展促使了智能手机的发明 。（3）跨领域的启发：从不同领域的知识和现象中获得启发，如从蝙蝠的超声波定位原理中得到灵感，发明了雷达 。 第25课 小改变大效率 1.请举例说明小改变如何带来大效率。 答：（1）在自行车设计中，将传统的链条传动改为皮带传动，减少了摩擦力，降低了能量损耗，提高了骑行效率 。（2）在工厂流水线生产中，调整工人的操作顺序，让生产流程更加顺畅，减少了等待时间，提高了生产效率 。（3）在教室照明设计中，将普通灯泡更换为节能LED灯，不仅降低了能源消耗，还提高了照明亮度，改善了学习环境 。 2.什么是创新思维？在改进物品时如何运用创新思维？ 答：（1）创新思维是指打破常规，以新颖独特的方式解决问题的思维方式，包括逆向思维、发散思维等 。（2）运用逆向思维时，比如改进雨伞，传统雨伞是手动开合，可思考能否设计自动开合的雨伞；运用发散思维时，思考雨伞除了遮雨，还能有哪些功能，如增加照明、防紫外线等功能 。 3.对现有物品进行改进的步骤有哪些？ 答：（1）明确改进目标：确定要改进物品的哪些方面，如改进自行车，可能是提高速度、增加舒适性等 。（2）收集信息：了解该物品的现有技术、市场需求、用户反馈等信息 。（3）提出改进方案：运用创新思维，提出多种改进方案，如改进自行车的刹车系统、车架结构等 。（4）实践检验：按照改进方案进行实践，制作样品并进行测试，检验改进效果 。（5）优化完善：根据实践检验的结果，对改进方案进行优化和完善，直到达到预期目标 。 三、重难点实验题 实验一：模拟工程师设计桥梁 1.实验目的：体验工程师设计桥梁的过程，了解工程设计的基本流程 。 2.实验材料：吸管、胶带、剪刀、重物（如钩码） 。 3.实验步骤：（1）明确问题：确定要设计一座能承受一定重量的桥梁，明确桥梁的跨度、承载重量等要求 。（2）收集信息：了解不同桥梁结构的特点和承载能力，如梁式桥、拱桥等 。（3）制定方案：用吸管和胶带设计不同结构的桥梁模型，如简单的梁式桥、拱桥等 。（4）选择方案：对设计的桥梁模型进行评估，选择最有可能满足承载要求的方案 。（5）实施与改进：按照选定的方案制作桥梁模型，然后在模型上放置重物，测试其承载能力，根据测试结果对模型进行改进 。 4.实验结论：通过实验，体验了工程师设计桥梁的流程，了解到不同结构的桥梁承载能力不同，以及在设计过程中需要不断优化方案 。 实验二：探究小改变对物品功能的影响 1.实验目的：探究对物品进行小改变如何影响其功能和效率 。 2.实验材料：普通铅笔、卷笔刀、砂纸、小木块 。 3.实验步骤：（1）选择物品：以铅笔为例，明确要改进的功能，如书写流畅度 。（2）进行小改变：用砂纸打磨铅笔的笔尖，使其更光滑；在铅笔杆上增加一个小木块作为握笔器 。（3）测试功能：用改进后的铅笔书写，与未改进的铅笔对比，观察书写流畅度、手感等方面的变化 。（4）分析结果：分析小改变对铅笔功能的影响，记录实验结果 。 4.实验结论：对铅笔进行小改变，如打磨笔尖、增加握笔器，能改善书写流畅度和手感，说明小改变可以对物品功能产生积极影响 。 实验三：运用创新思维设计新物品 1.实验目的：运用创新思维设计新物品，培养创新能力 。 2.实验材料：塑料瓶、吸管、气球、剪刀、胶水 。 3.实验步骤：（1）确定主题：比如设计一个新型的桌面垃圾桶 。（2）运用创新思维：采用发散思维，思考垃圾桶的不同功能，如自动开合、分类存放等；采用逆向思维，思考如何避免垃圾桶异味散发 。（3）设计方案：根据创新思维设计垃圾桶的结构和使用方式，如用塑料瓶制作桶身，用气球和吸管设计自动开合装置 。（4）制作模型：按照设计方案，用材料制作垃圾桶模型 。（5）展示与评估：展示制作的垃圾桶模型，评估其创新性、实用性等 。 4.实验结论：通过运用创新思维设计新物品，学会从不同角度思考问题，提高了创新能力和实践能力 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$