第2节 像工程师那样实践 第1课时（表格式教学设计）科学浙教版2024七年级上册

年级 七年级 授课时间 课题 5.2 像工程师那样实践 第1课时 教材 分析 本节《像工程师那样实践》是第五章《探索技术与工程的世界》的核心实践环节，也是整个单元乃至本册教材的能力落脚点。它紧承第1节《认识技术与工程》所建立的概念基础（什么是技术、工程、科学及其关系），将抽象的工程概念转化为学生可亲身经历的、系统化的实践过程。本节的核心价值在于，它不再是让学生被动地接受知识，而是引导他们主动扮演“工程师”的角色，亲历从需求定义到成果评价的完整造物流程。这标志着学习方式从“认知理解”向“实践创造”的转变，是培养学生系统性思维、解决问题能力和团队协作精神的关键一课。 工程设计的过程系统介绍工程设计的典型流程或步骤。通常包括： 明确问题：识别需求与限制条件（如时间、成本、材料、规格等）。 方案设计：进行头脑风暴，提出多种解决方案，并通过绘图、文字等方式表达设计构思。 做出决策：依据既定标准（如可行性、有效性、成本）评估并选择最佳方案。 实施制作：将设计方案转化为实物模型或产品。 测试优化：对作品进行测试，评估其是否满足要求，并基于反馈进行改进迭代。 交流评价：展示成果，与他人交流设计思路，并进行反思总结。 此为本章节的“骨架”。它将工程师解决问题的隐性思维过程显性化、步骤化，为学生提供一个清晰、可模仿的实践框架。其目的是让学生理解，工程实践不是随意的“动手做”，而是一个有目的、有约束、有步骤、循环迭代的系统化过程。 我们的工程实践，此为本章节的“血肉”。它为学生提供了一个真实的“战场”，让他们在完成具体任务的过程中，亲身应用和体会上述“工程设计的过程”。这个板块将方法论知识置于真实情境中，通过实践来内化知识、锻炼技能。这是实现从“知道”到“做到”飞跃的关键。 学情 分析 本节内容选自浙教版七上第五章第二节第一课时。在知识层面，学生已经学习了一定的科学基础知识，如物理、化学、生物等学科的基本概念和原理，对自然现象和科学规律有了初步认识，这为理解工程设计中的科学依据奠定了基础。然而，这些知识较为零散，尚未形成系统的跨学科知识网络，在面对工程设计这种需要多学科知识整合的任务时，可能难以迅速、准确地调用相关知识。在学习习惯和态度上，初中学生通常对新鲜事物充满兴趣，喜欢参与具有趣味性和挑战性的活动。但部分学生可能存在畏难情绪，在面对工程设计中可能出现的困难和挫折时，容易失去信心和耐心。同时，他们在团队协作方面的经验相对不足在小组合作进行工程设计时，可能会出现沟通不畅、分工不合理等问题，影响设计任务的顺利完成。 教学 目标 科学观念：知道工程需要经历明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果等过程。 探究实践：经历明确问题、设计方案、实施方案、检验产品、改进完善、产品发布等过程，初步具备技术与工程实践的技能，提出办公椅存在的新的问题，并设想对产品进行改进。 科学思维：运用分析、比较、综合等方法对办公椅进行优化设计，归纳工程实践的六大环节。 态度责任：体会工程设计在改善生活、推动社会发展中的重要作用。 教学 重难点 重点：归纳工程实践的六大流程。 难点：工程设计的具体实践。 教学 准备 课件、课本等 课时 安排 2课时 教学过程 教师活动 学生活动 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。（播放相关的视频） 思考：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？ 学生通过了解盾构机的工作原理，思考工程师是如何进行工程设计的？ 新 知 讲 授 1、 工程设计的过程 1. 概念： 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。 问：除了盾构机这一大国神器，举例说说我国还有哪些伟大的工程产品？生产、生活中有哪些工程产品？ 天宫号空间站、起重机、空气炸锅等。 2. 制作一把办公椅 (1) 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。 (2) 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。（绘制设计草图） 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。 (3) 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。 (4) 检验作品 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。（承重能力测试） (5) 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。 (6) 发布成果 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。 3. 工程实践的一般过程 为了确定办公椅相关尺寸，形成设计标准，需要获取人体哪些相关数据？如何获取相关数据？ 思考：工程师为什么将座椅高度调节范围确定为450~550mm？ 这个高度调节范围可以满足大部分人在坐着时保持舒适的姿势。 4. 都江堰工程 (1) 观看视频 (2) 都江堰三个主体工程鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口的作用和原理是什么? 鱼嘴：分流作用，将岷江分为内江和外江。因为内江窄而深,外江宽而浅,这样枯水期时，水流六成引入内江,满足更多的灌溉用水需求,而当丰水期时,六成从外江流走，防止过多水流入内江引起水患。 飞沙堰、宝瓶口：一是分流，当内江的水量超过宝瓶口流量上限时，多余的水便从飞沙堰自行溢出; 二是排沙，由于宝瓶口入口较窄,水流会回流,致使泥沙由于离心力的作用，从飞沙堰抛入外江，防止泥沙影响内江的灌溉等。 2、 课堂小结 3、 课堂练习 说一说我国有哪些伟大的工程产品？生产、生活中有哪些工程产品？ 学生通过了解制作一把办公椅，明确工程设计的步骤。 学生思考：为了确定办公椅相关尺寸，形成设计标准，需要获取人体哪些相关数据？如何获取相关数据？ 学生了解都江堰工程三个主体工程鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口的作用和原理是什么？ 课 堂 小 结 1.工程设计的过程：明确问题——设计方案——实施方案——检验产品——改进完善——发布成果。 板 书 设 计 作 业 设 计 （请老师按实际教学需求撰写。） 教 学 反 思 本节课通过盾构机工程案例和办公椅设计实践，学生积极参与工程设计流程的模拟，课堂氛围活跃。学生能准确遵循明确问题-设计方案-测试优化的工程思维，并在人体工学数据分析中展现出良好的跨学科应用能力，体现了工程实践中的系统思维素养。 但在"方案优化迭代"环节，部分学生对测试反馈与设计改进的逻辑衔接不够顺畅，主要原因是缺乏真实工程案例的迭代过程演示。今后可引入产品原型迭代的实物对比展示，并设计分阶段的改进任务卡，帮助学生建立"测试-分析-优化"的闭环思维。 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 学科网（北京）股份有限公司 $