第2节 像工程师那样实践 第2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2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。 教学 目标 科学观念：通过观察日地月三球运动视频，结合已学内容，描述日地月三球运动规律。 探究实践：亲历工程实践的一般过程。选择合适的元件，如齿轮，设计模拟三球运动模型的机械模块的齿轮传动方案，能运用计算思维评价不同设计方案、选择并优化设计方案。能应用科学原理指导制作过程，并对模型进行有科学依据的迭代改进。 科学思维：结合三球运动规律，运用模型法系统设计制作三球运动演示模型，实现地球绕日公转周期与月球绕地公转周期之比为12:1，并演示日食和月食现象。 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：三球运动演示模型的工程实践。 难点：提出三球运动模型机械模块的设计方案，运用数学计算对方案进行优化与实践。 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 新课引入：观看视频（月食的成因） 1.日地月三者接近排成一条直线，地球居中； 2.由于光沿着直线传播且地球不发光不透明，在背对太阳的方向会产生地球的影子； 3.月球进入了地球影子的不同区域，地球上的人观测到月面变暗的现象。 思考：要在科普周科普这一天文现象的成因可以借助哪些载体？ 哪种载体足够生动形象？ 学生回顾月食的成因，思考要在科普周科普这一天文现象的成因可以借助哪些载体？ 新 知 讲 授 1、 我们的工程实践 1. 制作三球运动演示模型。 （根据月食形成的原理制作模型解释现象） (1) 明确问题 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。 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。 (2) 验收标准： (3) 设计方案 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？ 2　 模型的动力如何提供？ 3　 什么样的装置可以模拟阳光？ 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) 常见的机械传动类型 链条传动、皮带传动、齿轮传动。 3) 两种常见的齿轮联动方式 4) 设计方案并绘制草图 5) 安装三球仪 三球运动演示模型组装核查表 实施计划 评价维度 能达成的√ 能按设计图从左到右，从下到上组装   日地月三球模型中心处于同一高度   三球运动演示模型转动流畅、无打滑 (4) 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。 (5) 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。 2、 课堂小结 3、 课堂练习 学生根据教师发布的任务，设计三球仪模型。明确需要哪些材料，可以对材料进行模块区分。 学生明确三球仪的验收标准。 。 小组讨论，制作过程中出现的问题应该如何解决。 学生了解常见的机械传动类型，为制作的三球仪选择合适的传动方式？ 学生设计方案并绘制草图。 学生根据实施计划安装三球仪。 学生进行作品展示，并寻找存在的问题，进行修改。 课 堂 小 结 1.好的工程设计的要求：提前预估现实需求和未来可能出现的问题，减少资源浪费，降低施工成本，保证工程安全稳定并延长工程使用寿命。 2. 重要提示 (1)工程设计的好坏要经过反复论证，要特别注重反面的论证，即从实际出发，分析做成的物件在使用时可能会出现的问题，着力寻找设计方案中存在的缺陷。 (2)工程实践中，工程师需要确定问题，相互讨论，运用头脑风暴，各抒己见后达成共识；面对多种方案时，工程师要评估各种方案的局限性，分析制约因素，选择最优方案。 (3)产品设计首先要考虑安全性和功能，但同时也要考虑文化内涵、美感等多方面因素。 板 书 设 计 作 业 设 计 （请老师按实际教学需求撰写。） 教 学 反 思 本节课通过三球运动模型的工程实践，学生积极参与齿轮传动设计和模型组装，课堂氛围热烈。学生能准确运用齿轮比实现地月公转周期12:1的模拟，并在模型测试中展现出良好的工程思维，体现了技术与工程实践中的系统设计素养。 但在"齿轮传动精度控制"环节，部分小组出现打滑、卡顿现象，主要原因是缺乏传动机构的稳定性强化指导。今后可增加皮带传动与齿轮传动的对比实验，并提供不同齿比的预制齿轮组供选择，帮助学生优化传动方案，提升模型运行的可靠性。 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 $