内容正文:
第1节 走进制造
七年级科学下册 •浙教版(2024)
第五章——制造技术与工程
元芳科学
教学目标
一
02
认识制造技术对人类社会发展的重要性。
现代制造技术与工程
01
理解制造的基本概念及其分类。
物品的制造
03
04
了解中国制造业的成就(如高铁、北斗)及核心技术挑战(如芯片)。
从制造大国迈向制造强国
教学引入
二
在古代,人们将泥土烧制成陶器用于盛物,将蚕丝织造成布匹用于制衣。今天,人们制造食品、手机、汽车、盾构机、潜水器、航母、火箭、卫星……创造了一个日新月异的世界。世界因制造而变得更美好!
制造是怎样进行的?让我们一起来体验制造。
教学引入
二
【引入】
当你穿上衣服,背上书包,骑车来到学校;当你打开书本,编制程序,遨游于知识海洋;当你坐上火车,乘上飞机,穿行于世界各地。你会发现,其实,我们生活在一个人工制造的世界里。那么,一件件物品是怎么制造的?现代有哪些先进的制造技术?
01
物品的制造
物品的制造
三
什么是制造?
这种将原材料转化为人类所需产品的工程技术就是制造。
纸张被你折成纸飞机、千纸鹤,制造便发生了:
铁块被工人加工成汤匙、冰箱,制造便发生了。
物品的制造
三
制造门类众多,有电子产品制造、汽车制造、船舶制造、机械制造、化学制造、食品制造、纺织制造、医药制造等细分领域。
制造出的产品创造了一个人工世界,满足了人们的衣食住行、学习娱乐、探索未知等各种需求。
物品的制造
三
思考与讨论
衣服是我们的必需品。从棉花到成衣的制造过程,这一过程涉及哪些制造技术?蕴含哪些科学知识?
物品的制造
三
棉花
纺纱
织布
染布
制衣
成衣
纺纱技术
织造技术
染色、印花技术
缝制、整烫技术
设计、制版、裁剪技术
整个过程包含物理中的力学、化学中的反应原理等诸多科学知识。
物品的制造
三
蕴含的科学知识
材料科学:棉纤维的微观结构决定吸湿、强度等性能。
流体力学:纺纱与染色中的气流、液体流动模型。
化学工程:染料分子设计、环保助剂开发。
信息技术:从CAD设计到智能工厂的数字化转型。
环境科学:减少水耗、碳排放的清洁生产技术。
……
物品的制造
三
我们所使用的每一件产品,往往都涉及多项制造技术与工程。
产品质量、制造效率与制造技术密切相关,人们一直在开发更先进的制造技术建设更高效的制造工程。
物品的制造
三
科学阅读
我国古代纺织技术
我国古代纺织技术的发展可以追溯到新石器时代。当时人们使用手工纺纱器将棉花、亚麻、蚕丝等纤维材料加工成纱线,然后通过手工织机将纱线织成布匹。
纺车是以毛、棉、麻、丝等纤维材料为原料,通过人力驱动机械,利用旋转抽丝的工艺制造线或纱的设备。纺车通常有一个用手或脚驱动的轮子和一个纱锭。中国古代纺纱工具分手摇纺车、脚踏纺车、大型水力纺车等类型。纺车、织布机等制造技术促进了我国古代纺织业的发展。
1972年,沉睡了千年的马王堆汉墓得以重见天日。出土文物素纱襌(音dān)衣“薄如蝉翼,轻如浮烟”,它长128 cm,袖长190 cm,质量49 g,折叠后可以放入火柴盒中,被誉为西汉纺织业的一大代表作。
清代纺车
02
现代制造技术与工程
现代制造技术与工程
四
由使用简单工具的手工制造发展为采用复杂机械的机器制造、自动化制造。
智能制造
纳米压印光刻
生物制造
随着社会的进步,制造技术是不断发展的。
当今信息社会的智能制造、纳米制造、生物制造等先进制造技术与工程。
现代制造技术与工程
四
纳米制造主要研究纳米结构生长、加工、改性、组装等制造方法与工艺,以生产纳米尺度的结构与器件。如纳米电动机、纳米机器人、分子光电器件、纳米电路、纳米传感器、纳米智能器件。纳米制造大大提升了制造的精度。
纳米制造
纳米机器人
纳米集成电路
现代制造技术与工程
四
智能制造是具有感知、决策、执行功能的各类制造装备的统称。它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成与融合。如装有程序控制系统的数控机床,就是一种机电一体化的智能制造设备。
工业机器人在制造汽车
智能制造
现代制造技术与工程
四
实践活动
3D打印技术
3D打印技术是智能制造的明珠。它以数字模型文件为蓝图,内装有金属、陶瓷、塑料、沙等“打印材料”。与电脑连接后,通过电脑控制,它可以把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。
现代制造技术与工程
四
生物制造是以微生物细胞生产生物制剂,或以酶蛋白为催化剂进行化学品合成,或以生物质为原料合成能源与材料的制造模式,主要包括基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程等新技术。
生物制造
生物炼制生产燃料和生物材料
转基因
现代制造技术与工程
四
科学阅读
人工合成淀粉技术
2021年,中国科学家历时6年多,实现了二氧化碳到淀粉的人工合成。这项技术只需要水、二氧化碳和电,不依赖光合作用,被誉为“将是影响世界的重大颠覆性技术”。淀粉人工合成是一种新型生物制造技术,为农业生产、工业生物制造提供了一个新的途径,具有非常重大的推进意义。
现代制造技术与工程
四
如果未来二氧化碳人工合成淀粉的成本能够降低,具有了经济可行性,将会节约耕地和淡水资源,避免农药、化肥等对环境的负面影响,提高人类粮食安全水平,为实现“碳达峰”和“碳中和”提供了一种新的技术路线。
03
从制造大国迈向制造强国
从制造大国迈向制造强国
四
制造业是国民经济的基础,是立国之本、强国之基、兴国之器。
从2012年到2021年的十年间,从奋斗者号探测万米深海沟,到C919大型客机成功飞行,再到嫦娥探月、祝融探火、羲和逐日、北斗组网……一大批重大工程引领中国制造业不断攀上新高度。
嫦娥探月
祝融探火
羲和逐日
北斗组网
从制造大国迈向制造强国
四
在一些重要的制造业领域,中国已经具有全球领先的竞争力,如轨道交通、通信装备、输变电装备的制造工程。
中国高铁
5G通信
特高压输电
当令世界正经历百年未有之大变局,我国在制造技术与工程方面也面临诸多新挑战,如芯片制造、航空发动机、极小径铣刀、超精密抛光工艺扫描电子显微镜等关键制造技术落后于世界发达国家。
从制造大国迈向制造强国
四
实践活动
选择一项全球领先的中国制造技术,从制造技术水平、工程建设情况以及对人们生活、社会发展的影响等方面入手,基于数据与证据进行调查分析,并向他人介绍你的分析结果。
在技术水平方面,中国高铁拥有先进的高速列车制造技术速度快、安全性高。其工程建设更是遍布全国,形成庞大交通网络。如京沪高铁等线路,线路规划合理,桥梁和隧道建设技术复杂而精湛。对人们生活而言,高铁使出行更便捷、舒适,大大缩短城市问距离。从社会发展看,促进区域经济交流与融合,带动沿线城市发展,推动城市化进程,提升中国在全球交通领域的地位,为全球轨道交通建设提供了宝贵经验。
中国在高铁制造技术上全球领先。
从制造大国迈向制造强国
四
当今世界正经历百年未有之大变局,我国在制造技术与工程方面也面临诸多新挑战,如芯片制造、航空发动机、极小径铣刀、超精密抛光工艺、扫描电子显微镜等关键制造技术落后于世界发达国家。
芯片制造
航空发动机
极小径铣刀
超精密抛光工艺
扫描电子显微镜
从制造大国迈向制造强国
四
为突破卡脖子技术,推动我国从制造大国迈向制造强国,国家制定了实现制造强国“三步走”战略,如图所示。
04
随堂练习
随堂练习
五
1. 下列从棉花到成衣的制造过程的相关说法中,不正确的是 ( )
A. 棉花采摘后直接送到纺纱厂制成纱线
B. 织布机将纱线交织在一起编织成布料
C. 可以将纱线染色后再织布
D. 制衣时一般需要将布料裁剪成不同的形状和尺寸再缝制
A
随堂练习
五
2. 在绵延5000多年的文明发展进程中,中华民族创造了闻名于世的科技成果。我们的先人在农、医、天、算等方面形成了系统化的知识体系,取得了以古代四大发明为代表的一大批发明创造。下列人物与成就对应错误的是 ( )
A. 张衡——发明地动仪
B. 李春——设计建造卢沟桥
C. 李冰——主持修建都江堰
D. 华佗——发明麻沸散
B
解析:李春设计并建造了赵州桥。
随堂练习
五
3. 3D打印,也称增材制造,是以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实物的制造技术。下列有关说法中不正确的是 ( )
A. 3D打印可以帮助我们制作特定的产品
B. 3D打印必将取代传统的技术
C. 3D打印材料有塑料、金属、陶瓷等多种类型
D. 3D打印一体成型,生产周期短
B
随堂练习
五
4. 下列做法有利于实现“中国制造2025”目标的是 ( )
A. 彻底解决社会主要矛盾,建成创新强国
B. 坚持以人为本,发挥劳动者的数量优势
C. 以改革之手激活创新引擎,释放创新活力
D. 将经济建设的重心转移到依靠传统产业和生态保护的轨道上来
C
随堂练习
五
5. 随着社会的进步,制造技术也在由手工制造逐步向先进制造技术与工程发展。下列各项技术中,属于智能制造的有 ,属于纳米制造的有 ,属于生物制造的有 。(填序号)
① 纳米机器人 ② 自动驾驶
③ 酶工程 ④ 人工合成淀粉
⑤ 智能家居 ⑥ 基因工程
⑦ 分子光电器件
②⑤
①⑦
③④⑥
随堂练习
五
6. 阅读材料,回答问题。
材料一:近年来,我国高速列车的发展速度突飞猛进,乘坐高速列车已渐渐成为广大旅客重要的出行方式之一。从最初的“绿皮车”到快速列车,速度的提升缩短了旅途时间,拉近了人们的距离。至于高速列车,速度更是在快速列车的基础上提高很多。
材料二:我国遵循“引进先进技术,联合设计生产,打造中国品牌”的指导方针,高铁技术实现了“引进技术——中国制造——中国创造”的三阶段跨越式发展。中国高铁已成为中国装备制造业最具全球影响力的代表符号之一,同时也是“中国创造”的最佳诠释。尤其是高铁的核心部件——牵引电传动系统和网络控制系统,已实现百分百“中国创造”。
随堂练习
五
下列说法不正确的是 。
A. 乘坐高速列车是广大旅客重要的出行方式之一
B. 中国铁路发展是绿皮火车→快速列车→高速列车
C. 高铁技术实现了“引进技术——中国创造——中国制造”的三阶段跨越式发展
D. 中国高铁的牵引电传动系统和网络控制系统已完全实现“中国创造”
C
课堂小结
六
THANKS
THIS IS A ART TEMPLATE ,THE TEMPLATE DESIGN BY YuanFang. THANK YOU WATCHING THIS ONE.
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