5.2 像工程师那样实践 教案+课件-2025-2026学年浙教版科学七年级上册科学

该初中科学课件聚焦工程实践六大环节（明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果），以盾构机视频及生活工程产品导入，通过办公椅改进项目展开实践，结合三球运动演示模型案例，构建从生活到科学的学习支架，帮助学生掌握工程流程。 其亮点是以项目式学习贯穿，通过办公椅调节功能设计（如高度450~550mm）和三球模型皮带轮比例（12:1解决动力传递），培养探究实践与科学思维。融入都江堰案例提升态度责任，小结用流程归纳和课堂练习巩固。学生提升实践创新能力，教师获得完整教学案例和评价工具，便于实施。

课 题 第五章 第2节 像工程师那样实践 课 型 新授课 教学目标 1. 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。 2. 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。 3. 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。 4. 态度责任：对创新实践活动具有好奇心与探究热情，养成勇于质疑、乐于分享、善于实践的态度。 教学重点 归纳工程实践的六大流程。 教学难点 工程设计的具体实践。 教学方式 实践活动 教具学具 多媒体课件、生活中工程实例的照片或视频资料（如都江堰的视频）、盾构机开挖隧道的视频，自行车、文具盒、投影仪等实物或照片，办公椅及其各部分材料、拉链。 教学过程 设计 教师活动预设 学生活动预设 设计目的 【演示ppt3-4】 一、聚焦：创设情境，聚焦问题 视频播放，教师讲解引入：同学们，中国作为基建强国，修建了无数令世人惊叹的铁路、公路、地铁等。刚刚我们在视频中看到的，正是在基础建设中常用到的工程机械之王——盾构机。盾构机的每一个部件都是经过工程师们合作，反复改进设计而来的。其实在我们的生活中，有许多这样的工程产品，你能否举出一些常见的例子呢？ （教师可以提前准备自行车、文具盒等进行展示引导） 引出课题：刚才同学们列举了很多工程产品，其实再简单的产品，它的成品呈现之前都要由工程师们解决许多问题。今天就让我们一起化身小小工程师，一起来体验工程设计吧！ 【演示ppt5-20】 二、探究实践 （一）体验工程实践 明确问题 展示如图所示的办公椅，请多名学生上来坐一坐，谈一谈使用的体验、办公椅存在的不足或者自己的需求。 教师总结该椅子可改进的问题。 讲述：这种改进需求就是工程问题。 设计方案 （1）概念设计：展示设计师的设计草图和详细设计图。 （2）具体设计：在设计图的基础上，展示椅子的相关零件，并请学生以小组为单位，讨论并汇报设计的意图。 实施方案 根据已有的设计方案，对改进后的办公椅进行组装，展示原型。 检验产品 请第一环节中体验过原产品的同学再次感受椅子高度的调节、靠背倾斜角度的调节、座椅面材料的透气性，总结测试结果。 继续提出问题：在工业上，有专门的仪器测试承重能力（展示图片），在课堂上如何检验承重能力？（已知身体质量越大，重力也越大） 改进完善 教师简述原型办公椅承重力不够，工程师需进一步结合生产成本和实际需求进一步改进设计，重新测试。 发布成果 提问：最后发布成果后，同学们回望整个实践过程，能否归纳总结工程实践的一般过程？你又有什么感悟？ （二）深入探讨 拓展实践 提出问题 将椅子放置在学生座位中，请学生感受。 教师提问：该椅子是否适合在教室使用呢？存在哪些问题？又该如何改进？ 设计草图 教师要求以小组为单位，设计改进草图并分享展示。 教师小结：工程设计并不是一步到位的，每一个产品都是经过无数工程师不断改进、磨砺后的成果。工程可以很简单，像拉链的连接和分离（教师演示拉拉链）；工程也可以很复杂，像电脑就需要结合电子学、微处理器等多方面知识（教师演示电脑操作，展示电脑内部结构图片）。 【ppt21-22】知识拓展：都江堰 结合都江堰视频，学生自主阅读材料，感受古代工程师的智慧结晶。阅读后回答：教材图中三个主体工程鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口的作用和原理是什么？ 【ppt23-32】 工程实践：制作三球运动演示模型。 【ppt33-34】随堂练习。 【ppt35】进行小结。 【ppt36】布置作业。 学生分享。 学生汇报：靠背的角度最好能调节、椅子的高度最好能调节，加上轮子方便移动、转动……。 讨论并汇报设计的意图。 参与产品检验，并给出测试结果。 学生思考讨论并回答。 学生：分享总结。 小组分别提出问题：（1）空间占用过大；（2）滑轮过于灵活，不适合上课静坐。 学生分组进行设计改进草图并分享展示。 观看视频。 阅读教材中的阅读材料。 思考并回答问题。 根据工程实践的一般过程，完成三球运动演示模型的制作。 用视频导入，从生活中的工程产品引出话题，引发学生对工程设计的好奇心。本模块内容直切主题，将本节课的重点放在实践模块。 开展小组活动，通过亲身感受工程实践，整理归纳出具体的流程。检验产品这一重要环节能够让学生提升创新能力。 让学生自行提出问题，进一步实践工程设计。并通过对比生活中的工程设计，认识到工程设计是不断优化的。 培养学生动手能力，提升学生工程实践素养能力，使学生更深刻体会工程实践的一般过程。 板书设计 第2节 像工程师那样实践 学科网（北京）股份有限公司 $第2节 像工程师那样实践 第五章 探索技术与工程的世界 科学浙教版七年级上册 4. 态度责任：对创新实践活动具有好奇心与探究热情，养成勇于质疑、乐于分享、善于实践的态度。 3. 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。 1. 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。 2. 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。 重点 难点 学习目标 。 新课引入 中国作为基建强国，修建了无数令世人惊叹的铁路、公路、地铁等。刚刚我们在视频中看到的，正是在基础建设中常用到的工程机械之王——盾构机。盾构机的每一个部件都是经过工程师们合作，反复改进设计而来的。 在我们的生活中，有许多这样的工程产品，你能否举出一些常见的例子呢？ 明确问题 知识讲解 体验提供的办公椅，谈谈它存在的不足或者自己的需求。 谈一谈 这种工程产品的改进需求被称为工程问题。 座位高度最好能调节。 靠背角度最好能调节。 给椅子加上轮子方便移动。 座位最好能转动。 明确问题 知识讲解 各小组根据汇总的需求确定设计要求。 议一议 要求1：高度可调节 要求2：椅背角度可调节 要求3：方便移动 要求6：椅子要牢固 要求4：座椅可转动 要求5：透气座椅材料 高度调节范围：450~550mm 倾斜角度调节范围：0°~30° 选用轮子和可以安装轮子的椅脚 寻找选用可转动的座椅组件 座椅材料：舒适透气的网布 最大荷载：150kg 设计方案 知识讲解 设计分析 方案构思 初步概念设计 设计草图 多次 形成 绘制 设计方案 知识讲解 设计草图 详细设计图 明确材料和尺寸 设计方案 知识讲解 设计方案 知识讲解 结合设计图和椅子的零件，分组讨论并汇报设计的意图。 议一议 坚固底盘结构 增加承重力 金属支架 万向轮 方便移动 铝合金脚 颈部沙发垫 贴合颈部 背椅充气 方便调节弧度 背椅弹簧 符合人体工学，增加座椅舒适度 方便调节高度 网布椅背 透气、贴合背部 气压棒 实施方案 知识讲解 根据已有的设计方案，对改进后的办公椅进行组装，展示原型。 检验作品 知识讲解 请第一环节中体验过原产品的同学再次感受椅子高度的调节、靠背倾斜角度的调节、旋转功能、座椅面材料的透气性，总结测试结果。 实施方案 知识讲解 在工业上，有专门的仪器测试承重能力（展示图片），在课堂上如何检验承重能力？ 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。 改进完善 知识讲解 针对测试发现的问题，为达到设计承重的标准，工程师需要综合考虑生产成本和实际需求，更换使用耐受力更强的材料，并重新进行测试。 发布成果 知识讲解 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。 实施方案 知识讲解 回望实践过程，能否归纳工程实践的一般过程？有什么感悟？ 谈一谈 明确问题 设计方案 实施计划 检验作品 改进完善 发布成果 实践活动 知识讲解 该椅子是否适合在教室使用呢？存在哪些问题？该如何改进？ 议一议 设计草图 知识讲解 空间占用过大。 滑轮过于灵活，不适合上课静坐。 以小组为单位，设计改进草图并分享展示 知识讲解 工程设计并不是一步到位的，每一个产品都是经过无数工程师不断改进、磨砺后的成果。 工程可以很简单 工程也可以很复杂 知识讲解 什么样的工程设计算是好的工程设计呢？ 想一想 01 能够预估现实需求 02 能够预估未来可能出现的问题 03 减少资 源浪费、降低施工成本 04 保证工程安全稳定和延长工程使用寿命 在进行任何工程建设之前，必须首先进行仔细的论证和细致的规划，以确保工程质量和效益的最大化。 拓展延伸 图中三个主体工程鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口的作用和原理是什么？ 想一想 设计 用途 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 飞沙堰和宝瓶口 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 明确问题 设计制作三球运动演示模型，能够演示日食和月食的成因。 任务 工程实践 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。 限制条件 明确问题 设计制作三球运动演示模型，能够演示日食和月食的成因。 任务 工程实践 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。 限制条件 验收标准 工程实践 评价维度 ★ ★★ ★★★ 科学原理 三球位置、比例均不合理 三球位置或比例基本合理 三球位置、比例均合理 可靠程度 模型难以正常转动 模型转动流畅，偶尔打滑、卡顿，但不影响使用 模型转动流畅，无打滑、卡顿现象 制作工艺 模型外形较粗糙 模型外形较为美观 模型整体美观、精致 演示效果 无法演示日食和月食 基本可以演示日食和月食，光源有时会被遮挡 可以完美演示日食和月食，光源全程无遮挡 设计方案 工程实践 三球运动演示模型具体可以分为两大模块，分别是模拟运动的机械模块、模拟阳光的发光模块。  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？ 分析问题 问题2：模型的动力如何提供？ 问题3：什么样的装置可以模拟阳光？ 问题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？ 用一个大功率LED灯，配一个圆形乳白色外罩代替太阳（大）、用泡沫大球代替地球（中）和用泡沫小球代替月球（小），地球可绕太阳转动，月球可绕地球转动。 模型的动力利用手动、皮带轮和皮带配合完成。 用大功率 LED 灯可以模拟阳光。 机械装置中太阳下面的大皮带轮直径是带动月球转动的小皮带轮的12倍，可以保证地球绕太阳运动 1 圈时，月球绕地球运动 12圈。 设计方案 工程实践 材料和工具的选择 材料：木板，太阳、地球、月球模型； 直径不相同的轴和轴套（大铁轴配大皮带轮，小铁轴配小皮带轮）大 小不同的两个皮带轮及皮带（两个皮带轮直径的比是12：1）； 一些螺丝、螺母等固定件。 工具：锯子、钻孔工具等。 工程实践 设计方案 绘制草图 实施计划 工程实践 按照设计方案制作演示模型，记录实施过程中遇到的困难以及解决的方法。 注意操作规范 检验作品 工程实践 依照评价量表对模型进行测试并打分，将结果记录在表中。 科学原理 可靠程度 制作工艺 演示效果 第一组 第二组 第三组 …… 改进完善 工程实践 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。 手动转动可以改成电动机、电池和齿轮自动转动，运行更平稳 发布成果 工程实践 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。 笔是一种重要的学习工具，铅笔、圆珠笔、中性笔、钢笔等需要放在一处。现计划为中学生设计一个新颖实用的家用笔筒。请你根据设计要求完成设计。设计要求：①适合摆放在桌面；②能放15～25支普通笔，取放方便；③有附加功能；④材料成本低于40元。 （1）画出该笔筒的设计图。 （2）简要说明该笔筒的主要尺寸、材料及附加功能。 （3）简述测试该笔筒容量的具体方法。 课堂练习 课堂练习 （1）根据题意设计笔筒参考图，如图甲、乙、丙所示，合理即可。 （2）以图甲为例，空心圆柱形的笔筒的内部深度为9.0 cm，内径为7.5 cm左右（合理即可）；材料可选择塑料、铝塑板、实木板等（合理即可）；附加功能如下：存放少量其他文具、显示温度、显示时间等（合理即可）。 （3）例如：准备至少25支笔，将笔筒放置于水平桌面上，将笔逐支放入笔筒，测出笔筒处于正常状态时的容量（合理即可）。 明确问题 发布成果 工程设计的过程 课堂小结 设计方案 实施计划 检验作品 改进完善 再见 $