第5章探索技术与工程的世界第2节《像工程师那样实践》知识清单-2024-2025学年浙教版（2024）七年级上册

第5章探索技术与工程的世界第2节《像工程师那样实践》知识清单 （一）工程设计的一般过程 1. 明确问题：在这个阶段，需要清晰地定义出工程所要解决的______，这包括对问题产生的背景、现状、影响范围等方面进行深入的调查与分析，明确问题的关键所在以及期望达成的目标。例如，若要设计一款新型交通工具，就需了解当前交通存在的问题，如拥堵状况、能源消耗、出行需求等，从而确定新交通工具的设计方向，如追求高效节能、满足特定人群出行需求等。 2. 设计方案：基于明确的问题，运用各种知识和经验，提出多种可能的______。这一过程需要充分发挥创造力，考虑不同的技术手段、材料选择、结构形式等。以设计新型交通工具为例，可能会提出磁悬浮方案、新能源驱动方案、独特外形设计方案等多种设想，并对每个方案的可行性、优缺点进行初步评估。 3. 实施计划：当确定了最佳设计方案后，就要制定详细的______，包括所需材料的采购计划、施工进度安排、人员分工等。例如，采购合适的材料，确定各个部件的加工和组装顺序，安排不同专业人员负责不同环节的工作，以确保工程能够有条不紊地进行。 4. 检验作品：按照实施计划完成工程后，需要对作品进行全面的______，检查是否达到预期的设计目标和性能要求。可以通过各种测试手段，如物理性能测试、模拟实际使用环境测试等，收集数据并进行分析，判断作品是否合格。比如对新型交通工具进行速度、能耗、安全性等方面的测试。 5. 改进完善：根据检验结果，针对作品存在的问题和不足，提出______，对作品进行优化。可能需要调整设计方案、更换材料、改进工艺等，直到作品满足设计要求。例如，如果新型交通工具在测试中发现能耗过高，就需要分析原因，可能是动力系统设计不合理，进而对动力系统进行改进。 6. 发布成果：将最终完成且符合要求的作品进行______，可以通过报告、展示、推广等方式，让更多人了解和使用该成果。比如举办发布会介绍新型交通工具的特点和优势，推动其在市场上的应用。 （二）好的工程设计的要求 1. 预估需求和问题：优秀的工程设计要提前充分预估______，以及在工程实施和使用过程中______。例如在设计桥梁时，要考虑未来交通流量的增长，预估不同气候条件、地质变化对桥梁的影响，提前采取相应的措施，如增加桥梁的承载能力设计余量，选择合适的建筑材料和结构形式以应对可能的自然灾害。 2. 减少资源浪费：在工程设计和实施过程中，应尽可能______，合理选择材料和施工工艺，避免过度消耗资源。比如在建筑工程中，优化材料的使用方案，采用可回收利用的材料，提高材料的利用率，减少不必要的浪费。 3. 降低施工成本：通过合理的设计和规划，______，在保证工程质量的前提下，寻找最经济的解决方案。例如优化施工流程，合理安排施工设备和人员，降低人力和物力成本；选择性价比高的材料，避免使用过于昂贵但并非必要的材料。 4. 保证工程质量：确保工程在整个使用周期内______，这是工程设计的核心要求之一。要严格按照相关标准和规范进行设计和施工，对材料和施工过程进行严格的质量控制。例如在水利工程中，保证大坝的坚固性和稳定性，防止出现渗漏、垮塌等质量问题。 5. 延长工程寿命：考虑到长期的使用需求，设计时要采取措施______，如选择耐久性好的材料，进行合理的结构设计以减少磨损和老化，制定科学的维护计划等。像一些大型基础设施工程，通过精心设计和维护，使其能够使用数十年甚至上百年。 （三）工程建设前的准备 1. 规划和论证：在进行任何工程建设之前，必须首先进行全面的______，包括对工程的可行性、技术方案、经济效益、环境影响等多方面进行深入的研究和评估，以确保工程的______和______。例如建设核电站，要对选址的地质条件、周边人口分布、能源需求、核废料处理等进行详细论证，确保核电站建设的安全性和经济合理性。 2. 评估和选择方案：工程实践中，面对多种设计方案，工程师要评估各种方案的______，分析______，如技术难度、成本、风险等因素，综合考虑后选择最优方案。例如在城市轨道交通建设中，可能有地下线、地面线、高架线等多种方案，工程师需要评估每种方案的建设成本、对城市景观和居民生活的影响、施工难度等，最终确定最合适的方案。 （四）工程设计的论证 1. 反复论证：工程设计的好坏要经过______，从不同角度、不同层面进行审查和评估，确保设计的合理性和可靠性。例如对于大型飞机的设计，需要经过无数次的风洞试验、结构强度计算、系统性能测试等，不断完善设计。 2. 注重反面论证：特别要注重______，即从实际出发，分析做成的物件在使用时可能会出现的______，着力寻找设计方案中存在的缺陷。比如在设计汽车时，要考虑在极端天气条件下、复杂路况下、长时间使用后可能出现的故障和问题，提前改进设计，提高汽车的可靠性和安全性。 （五）工程实践中的团队协作 1. 确定问题与讨论：在工程实践中，团队成员需要共同______，相互讨论，运用各自的专业知识和经验，各抒己见后达成______。例如在软件开发项目中，团队成员一起分析用户需求，讨论功能实现方案，最终确定项目的开发方向和技术路线。 2. 选择最优方案：面对多种方案时，工程师要全面评估各种方案的______，分析不同方案的优缺点、可行性、成本效益等，综合权衡后______。比如在建筑设计中，对于不同的建筑布局和风格方案，要考虑建筑的实用性、美观性、建造成本、维护成本等因素，选出最符合项目需求的方案。 （六）产品设计的考虑因素 1. 功能和实用性：产品设计首先要考虑产品的______，确保产品能够满足用户的实际需求，具备良好的使用性能。例如手机设计，要保证通话、短信、上网、拍照等基本功能的稳定和便捷，同时还要考虑电池续航、操作便捷性等实用性因素。 2. 其他因素：但同时也要考虑______、______、美感等多方面因素。成本方面，要在保证产品质量的前提下控制生产成本，使产品具有市场竞争力；安全性方面，确保产品在使用过程中不会对用户造成伤害，如电器产品要有良好的绝缘性能、防护装置等；美感方面，产品的外观设计要符合大众审美，给用户带来愉悦的视觉感受，提高产品的吸引力。 答案 （一） 1. 问题 2. 设计方案 3. 实施计划 4. 检验 5. 改进措施 6. 发布 （二） 1. 用户需求；可能出现的问题 2. 减少资源浪费 3. 降低施工成本 4. 稳定可靠地运行 5. 延长其使用寿命 （三） 1. 规划和论证；可行性；可持续性 2. 优缺点；各种因素 （四） 1. 反复论证 2. 反面的论证；问题 （五） 1. 确定问题；共识 2. 优缺点；选择最优方案 （六） 1. 功能和实用性 2. 成本；安全性 学科网（北京）股份有限公司 $$