第5章 探索技术与工程的世界 知识清单-2025-2026学年科学七年级上册浙教版

该初中科学知识清单系统梳理了“探索技术与工程的世界”单元内容，涵盖技术与工程的基础概念、发展历程、与科学的关系及工程设计实践四大范畴，为学生搭建了从概念认知到实践操作的递进式学习架构。 清单通过分类表格（如技术发展时代核心工具表）、关联对比（科学技术工程区别联系表）呈现知识体系，突出科学观念和探究实践。工程设计过程配办公椅制作步骤示例，三球模型检验设科学原理等评价维度，培养科学思维。学生可按步骤实践，教师能依此设计教学，提升效率。

七年级上册科学第5章 探索技术与工程的世界 知识清单 一、核心素养目标 素养类型 具体内容 科学观念 1. 掌握三大核心概念：科学、技术、工程 2. 理解技术、工程与科学的内在关系 3. 明确三大核心关键词：发现（科学）、发明（技术）、建造（工程） 科学思维 1. 能基于证据讨论技术与工程的伦理争议问题，作出理性判断<br>2. 运用核心概念提出发明方案，解决简单实际问题 探究实践 1. 实践制作：可调节高度和靠背角度的办公椅2. 模型制作：太阳、地球、月球三球运动演示模型（演示日食、月食成因） 态度责任 1. 知晓科学对技术、工程的指导意义2. 认识技术开发与应用需考虑伦理问题，关注相关争议话题 二、第1节 认识技术与工程 （一）技术与工程的发展 1. 技术的发展 · 技术的产生：人类为适应自然、改善生存环境、满足自身需求而产生，贯穿生产生活各方面。 · 不同时代的技术特征： 时代 核心技术工具/动力 石器时代 打制、磨制石器 农耕时代 畜力耕地 工业时代 机器大规模生产 信息时代 电脑、互联网广泛应用 · 常见技术领域及具体技术： · 信息技术：计算机编程、人工智能、大数据分析、云计算、区块链、网络通信 · 工程技术：机械工程、电气工程、土木工程、化学工程、航空航天工程 · 生物技术：基因编辑、细胞培养、生物制药、发酵工程 · 能源技术：太阳能、风能、水能、核能、燃料电池技术 · 医疗技术：微创手术、医疗器械研发、医学影像、远程医疗 · 材料技术：纳米材料、高分子材料、复合材料 · 农业技术：精准农业、温室种植、转基因技术 · 环保技术：污水处理、废气处理、垃圾回收利用 · 制造技术：3D打印、数控加工、工业机器人 2. 工程的发展 · 工程的产生：源于人类生存需求和制造器物的需求。 · 不同时代的典型工程： 时代 典型工程实例 古代（7000多年前-古代） 河姆渡干栏式建筑、万里长城、京杭大运河、都江堰 现代 高速铁路、C919大飞机、中国空间站 · 常见工程类型：制造工程、建筑工程、环境工程、交通运输工程、动力和能源工程、通信工程、生物医学工程、水利工程、材料工程、航天工程、食品工程等。 3. 技术产品与工程的实际价值（满足的需求） 技术产品/工程 满足的核心需求 智能手机 便捷沟通、获取信息、娱乐、办公 城市地铁 缓解交通拥堵、高效快速出行、缩短通勤时间 家用空调 调节室内温度、创造舒适居住环境 电饭煲 简化煮饭流程、便捷烹饪主食 桥梁 跨越障碍物、连接不同地区、促进交流与经济发展 供水系统 提供清洁饮用水、满足生活与工业用水 智能产品（示例） 见下表 智能产品 核心功能 满足需求 智能音箱 点播歌曲、闹钟、网购、语音助手 娱乐、生活辅助、智能家居控制 智能电视 观看节目、视频通话、网购、虚拟游戏 多样化娱乐需求 智能无线运动蓝牙耳机 蓝牙连接、运动统计、提醒、语音功能 运动时听音乐、接电话、记录运动数据 智能扫地机器人 自动规划路径、自主清洁 家居清洁、节省时间 智能马桶 自动加热、感应开合、自动清洗/冲水 舒适、卫生需求 智能手环 显示时间、记录运动量、监测健康数据 健康管理、运动追踪 智能门锁 指纹解锁、密码解锁 家庭安全、便捷开锁 （二）技术、工程与科学的关系 1. 三者的区别 对比维度 科学 技术 工程 定义 研究自然现象、发现自然规律的活动 适应自然、改造自然过程中发展的方法、技能和工具 运用科学原理和技术手段，有目的地利用/改造自然、建造人工物的实践活动 核心 发现（揭示未知规律） 发明（创造新方法/工具） 建造（实现实际产品/项目） 成果形式 理论、定律、学说 专利、工艺流程、方法 产品、设施、项目 研究方法 观察、实验、推理、论证 试验、改进、优化 规划、设计、实施、评估 2. 三者的联系 · 相互依赖、相互促进： a. 科学为技术和工程提供理论基础（如万有引力定律为卫星定位技术、北斗导航工程提供支撑）； b. 技术是科学转化为工程的桥梁（如光伏材料理论转化为太阳能电池技术，再应用于太阳能电站工程）； c. 工程实践为科学和技术提供研究方向（如深海探测工程需求推动深海探测技术和海洋科学研究）。 3. 科学家与工程师的职责与成果 角色 核心职责 典型成果 科学家 探索自然规律、揭示未知现象、拓展知识边界 新理论（如相对论）、新物质/现象（如新元素）、新研究方法 工程师 将科学知识转化为实际产品/系统，满足社会需求 实用产品（如医疗设备）、优化工艺流程、大型工程项目（如桥梁） （三）技术与工程对人类和社会的影响 1. 积极影响 · 改变生活方式：使衣食住行、学习工作更便捷（如互联网普及、电气时代到来）； · 促进认知发展：拓展人类视野（如中国天眼、计算机辅助科研）； · 增强改造自然的能力：开发新资源、探索新领域（如“蛟龙号”深海探测）； · 提升生产效率：自动化技术（如汽车自动化焊接）、工程优化（如地铁大运量运输）。 2. 可能的问题 · 若技术应用不当、监管不力，可能导致环境污染等负面影响（非发展初衷）。 三、第2节 像工程师那样实践 （一）工程设计的一般过程 步骤 核心任务 示例：制作可调节办公椅 1. 明确问题 确定功能、性能、使用环境等要求，沟通需求与限制条件 功能：调节高度（450550mm）和靠背角度（0°30°）；材质：透气网布；最大载荷：150kg 2. 设计方案 头脑风暴产生多种概念→筛选优化→细化方案（结构、部件、原理）→绘制草图/工程图 概念：可调节靠背弧度、座椅高度；细化：确定零部件尺寸、材料（金属支架、塑料扶手、万向轮） 3. 实施计划 依据设计图制作原型，运用相关技术与工具 采购材料、加工零部件、组装原型 4. 检验作品 在实际环境中测试，验证是否满足要求 测试高度调节、倾斜角度、承重能力、舒适性；发现问题（如承重不足） 5. 改进完善 针对测试问题调整优化，重新制作测试 更换耐受度更强的材料，满足承重标准 6. 发布成果 制定生产工艺、编写设计报告/使用手册，推进大规模生产与推广 与供应商合作确定制造工艺，联合经销商推广销售 （二）工程实践：制作三球运动演示模型 1. 明确问题 · 目标：制作能演示日食和月食成因的三球运动模型； · 限制条件：需模拟太阳、地球、月球的运动关系（地球绕太阳转，月球绕地球转）。 2. 设计方案 · 材料：木板、不同大小泡沫球（太阳：大，地球：中，月球：小）、大功率LED灯（配乳白色外罩）、刻度尺、轴和轴套、皮带轮、皮带； · 工具：锯子、砂纸、钻孔机、螺丝； · 核心结构： a. 发光模块：LED灯模拟太阳； b. 运动模块：大皮带轮（太阳下方）直径是小皮带轮（月球驱动）的12倍，保证地球绕太阳1圈时，月球绕地球12圈； c. 动力方式：手动+皮带轮传动。 3. 实施计划 1. 按尺寸锯木板，钻孔（注意孔的大小与轴匹配）； 2. 安装底座、轴、皮带轮，固定太阳、地球、月球模型（月球中心与地球中心相平）； 3. 挂皮带，调整松紧度。 4. 检验作品（验收标准） 评价维度 优秀标准 合格标准 待改进标准 科学原理 三球位置、比例均合理 三球位置或比例基本合理 三球位置、比例均不合理 可靠程度 转动流畅，无打滑卡顿 转动流畅，偶尔打滑卡顿但不影响使用 难以正常转动 制作工艺 整体美观、精致 外形较为美观 外形较粗糙 演示效果 完美演示日食、月食，光源无遮挡 基本演示日食、月食，光源偶尔遮挡 无法演示日食、月食 5. 改进完善 · 手动转动可改为电动机+电池+齿轮驱动，运行更平稳。 6. 发布成果 · 形式：绘制画报、呈现实物、举办产品发布会。 （三）拓展工程实践：制作水火箭 1. 核心原理 · 高压空气推动水向下喷出，水对火箭产生向上的反推力，使火箭升空（利用力的作用是相互的原理）。 2. 设计与实施 · 材料：废旧饮料瓶、瓶塞（带打气筒接口）、废纸箱（制作火箭外壳、导流罩）、水； · 关键要求：装置密封性良好（否则漏气，无法产生足够推力）； · 导流罩作用：减小飞行时的空气阻力。 3. 检验作品（评价量表） 评价指标 优秀（功能性） 合格（功能性） 待改进（功能性） 功能性 顺利升空，空中运行时间t>6s 顺利升空，2s≤t≤6s 运行时间t<2s或不能升空 美观性 符合审美，有设计感 符合审美，设计感一般 不符合审美，设计感较差 4. 拓展延伸 · 水平飞行距离与发射角的关系：在其他条件相同时，发射角增大，水平飞行距离先增大后减小（50°左右时距离最远）。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $