内容正文:
第1节
走进制造
第5章 制造技术与工程
浙教版七年级下册
知识目标
制造的概念;影响制造技术的因素;
现代制造技术与工程的发展前景。
1
现代制造技术与工程的前景及面临的挑战。
2
素养目标
了解制造及其一般门类;了解制造技术对人类的作用;了解制造必须考虑的主要因素;了解现代制造技术与工程;了解我国制造技术面临的挑战;了解我国制造强国“三步走”战略。
科学观念
体会制造业对国民经济的重要性;体会制造技术是一个动态的发展过程。
科学思维
通过普通物品制造,感受制造就在我们身边;通过实践活动,了解3D打印技术;了解先进的中国制造技术。
探究实践
课堂导入
我们生活在一个人工制造的世界里
日常 · 生活
当你穿上衣服,背上书包,
骑车来到学校;
探索 · 求知
当你打开书本,编制程序,
遨游于知识海洋;
连接 · 世界
当你坐上火车,乘上飞机,
穿行于世界各地。
思考
THINKING
• 我们身边的这些物品是怎么来的?
• 一件件物品是如何被制造出来的?
• 现代社会有哪些先进的制造技术?
物品的制造
PART 1
探究新知
新知讲授
什么是制造?
1. 将原材料转化为人类所需产品的工程技术就是制造。
原材料
制造的基础与起点
未经加工的自然资源或半成品,是构成最终产品的物质基础。
劳动与技术手段
制造的核心驱动力
结合人类的体力与脑力劳动,利用各类工艺、工具和技术进行加工与转化。
满足需求的产品
制造的最终目的
通过制造过程产出的,能解决问题或满足人们日常生活、工业发展需求的物品。
简单来说:制造就是把原材料变成我们需要的东西。
一、物品制造
新知讲授
2. 生活中的制造
思考:你还能想到哪些生活中的制造产品?
纸张
纸飞机、千纸鹤
铁块
汤匙、冰箱、汽车
木头
桌椅板凳、床铺
其他
厨房用品、学习用品、
交通设施、医药用品等
一、物品制造
新知讲授
3.制造与加工的关系
制造 (Manufacturing)
📌 起点:通常从原材料出发,创造全新的物品
⚙️ 过程:整合多种工艺与流程,系统性地形成新物品
🎯 目的:产出具备完整功能的最终成品
加工 (Processing)
📌 起点:基于已有工件/半成品进行操作
⚙️ 过程:执行特定的物理/化学操作,如钻孔、铣削、切割等
🎯 目的:使工件达到指定的形状、尺寸或表面精度
简单来说:
制造是从无到有,加工是从有到精,且加工是制造中的关键一环。
一、物品制造
新知讲授
4. 制造的分类
制造的目的:创造一个人工世界,满足人们的衣食住行、学习娱乐、探索未知等各种需求。
一、物品制造
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。
汽车制造
纺织制造
医药制造
新知讲授
思考与讨论:从棉花到成衣
观察思考:制造背后的奥秘
从棉花到成衣的制造过程,涉及了哪些具体的制造技术?其中又蕴含了哪些学科的科学知识?
🛠️ 关键制造技术
纺纱技术、织布技术、
染色技术、裁剪与缝制技术
🔬 底层科学知识
纤维材料学、纺织工程学、
有机化学(染色)、力学(剪裁)
每一件产品都是技术与科学的结晶
制造不只是简单的加工,而是多领域科学知识的综合应用。产品的质量高低、生产的效率快慢,都与制造技术的水平密切相关。
一、物品制造
新知讲授
5. 制造技术的发展:从传统到现代
随着社会的进步,制造技术不断迭代演进,呈现出从简单到复杂、从低效到高效的清晰发展脉络。
古代 · 手工制造
生产力低下,完全依赖人力,辅以极其简单的工具进行制造。
近代 · 机器制造
工业革命开启,利用动力驱动复杂机械,实现规模化的机器生产。
现代 · 先进制造
结合AI与物联网技术,实现生产过程的自动化与高度智能化。
核心启示:科学技术的持续突破与进步,是推动制造技术发展的根本动力。
一、物品制造
新知讲授
我国古代纺织技术
现代制造技术与工程
PART 2
探究新知
制造技术的动态发展
手工制造
以人力为动力
依赖个人技艺与经验
机器制造
蒸汽/电力驱动
机械化大生产的开端
自动化制造
自动控制技术
生产效率大幅提升
先进制造
智能化与信息化融合
工业4.0时代核心
先进制造技术与工程
指在现代化工业生产中应用的最新、最先进的制造技术体系。它以数字化、智能化、精密化为核心特征,能够显著提高生产效率、降低制造成本、改善产品质量,并最终增强企业的产品市场竞争力和可持续发展能力。
新知讲授
二、现代制造技术与工程
新知讲授
1. 智能制造
▍什么是智能制造?
案例:数控机床
装有程序控制系统的自动化机床,能够逻辑地处理具有控制编码的程序,将其译码,从而使机床动作并加工零件,实现复杂形状零件的高精度自动化加工。
案例:工业机器人
广泛应用于汽车制造、3C电子等行业。可替代人类完成焊接、喷涂、装配、搬运等重复性高、劳动强度大或有危险性的工作,极大提升了柔性制造能力。
二、现代制造技术与工程
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。它不是单一技术,而是先进制造技术、信息技术和智能技术深度集成与融合的产物,旨在提升制造业的核心竞争力。
新知讲授
实践活动:3D打印技术
什么是 3D 打印?
3D打印技术是“智能制造的明珠”,它以数字模型文件为蓝图,使用金属、陶瓷、塑料等材料,通过电脑控制将材料一层层叠加成型,最终将计算机上的虚拟蓝图转化为真实的实体物品。
3D打印 · 核心工作流程
01. 设计模型
在电脑上使用专业软件,构建出物品的三维数字模型。
02. 切片处理
将三维模型“切”成无数个水平的薄片,为打印做准备。
03. 逐层打印
3D打印机根据切片数据,将材料一层一层叠加,最终成型。
04. 后处理
对打印出的物品进行打磨、抛光、组装,得到最终成品。
新知讲授
2. 纳米制造
什么是纳米制造?
主要研究在纳米尺度 (1-100nm)上进行结构生长、加工、改性、组装等制造方法与工艺,旨在生产具有特殊性能的纳米尺度结构与器件。
核心优势:从宏观到微观的跨越
突破传统制造的物理极限,实现制造精度的极大提升。
前沿应用领域:
纳米机器人纳米电路纳米传感器纳米电动机分子光电器件
微观世界的“造物”黑科技
如果说3D打印是“做大”,纳米制造就是“做小”,做到极致。
新知讲授
3. 生物制造
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一种绿色、可持续的先进制造模式。
▍核心技术
• 基因工程 & 酶工程
• 细胞工程 & 发酵工程
▍应用领域
• 生物医药与疫苗
• 生物燃料与材料
• 食品与饲料发酵
科学前沿突破:我国科学家在实验室首次实现了从二氧化碳到淀粉的全合成,突破了自然光合作用的局限,是生物制造领域里程碑式的重大原创突破。
新知讲授
科学阅读
从制造大国迈向制造强国
PART 3
探究新知
新知讲授
1. 制造业的重要性
制造业是国民经济的基础,是立国之本 · 强国之基 · 兴国之器
衡量指标
制造业的发展水平直接决定了一个国家或地区的工业能力,是衡量其综合经济实力和国际竞争力的核心标志。
重要意义
它不仅是产业结构优化升级的核心驱动力,更能通过提供高质量产品和创造就业机会,切实提高人民的物质生活水平和生活质量。
新知讲授
2. 我国制造业的辉煌成就
从2012年到2021年的十年间,一大批重大工程和标志性成果接连问世,引领中国制造业不断攀上新高度,彰显了大国制造的硬核实力。
奋斗者号 · 深海探测
成功坐底马里亚纳海沟,创造了中国载人深潜新纪录,实现了全海深技术装备的自主可控。
C919 · 蓝天翱翔
新知讲授
3.我国制造业的领先优势
轨道交通
中国高铁以其先进的技术、完善的配套以及庞大的运营网络,成为了一张亮丽的“国家名片”。
通信装备
在5G通信领域,我国技术标准与专利数量位居全球前列,基站建设规模与速度更是遥遥领先。
输变电装备
特高压输电技术处于世界领先水平,有效解决了远距离、大容量的电力输送难题,保障了能源的高效调配。
新知讲授
4.我国制造业面临的挑战
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 扫描隧道显微镜
新知讲授
5. 制造强国“三步走”战略
为突破“卡脖子”技术,推动我国从制造大国迈向制造强国,国家制定了清晰的“三步走”发展战略,明确了未来的宏伟蓝图与发展路径。
课堂小结
典例分析
问题 1.在人类社会的发展过程中,为了满足人们在衣、食、住、行
等方面的需求,产生了各种各样的技术。下列技术中,为了满足人们
“行”这一方面需求的是( )
A.纺织技术 B.建筑技术
C.通信技术 D.车船制造技术
D
问题 2.杭州亚运会铁饼赛事中,机器狗亮相现场,承担起了搬运铁饼的重任。这是全球首次在体育赛事中使用机器狗来运输比赛器材,为观众和工作人员带来了一种全新的视觉体验。下列关于该机器狗说法不正确的是( )
A.使用机器狗可以大大减轻工作人员的工作负担,体现了技术解放人的作用
B.新一代的机器狗拥有算数、翻译、指路和播报天气等功能,体现了技术可以随意综合使用
C.技术人员为解决机器狗在实际运输过程中因重心位置偏移导致的“翻车”现象,对运动控制算法进行了测试调整,确保负重时也能运动自如,体现了技术的实践性
D.机器狗可爱又富有科技感的造型被网友评价为“最强萌物”,体现了艺术设计融入在技术产品的设计中
B
典例分析
THANKS
教师寄语
深耕大地课堂,
以初心护家园。
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