5.2 像工程师那样实践 教案2026-2027学年浙教版科学七年级上册

该教案聚焦工程设计的一般过程（发现问题→明确问题→设计方案→加工制作→检验测试→优化改进）这一核心知识点，通过复习5.1“认识技术与工程”，以“工程师工作流程”为线索串联前后知识，自然过渡到本课主题，为学生搭建学习支架。 该资料以讲练结合为特色，11道练习题精准覆盖六环节关键点，通过案例辨析（如区分“明确问题”与“设计方案”）培养科学思维，结合插座、盲道等产品缺陷分析落实探究实践，盲道颜色设计体现态度责任，助力学生形成工程思维习惯，为教师提供系统教学框架与解题策略。

5.2 像工程师那样实践 教案 课题 5.2 像工程师那样实践 课型 练习讲评课 课时 1课时 教材 浙教版七上科学 第五章 年级 七年级 学科 科学 教法 案例分析法、小组讨论法、讲练结合法 教具 多媒体课件 核心素养 详见下方 二、核心素养目标 1.科学观念：理解工程设计的一般过程（发现问题→明确问题→设计方案→加工制作→检验测试→优化改进），知道工程实践的基本环节及其逻辑顺序。 2.科学思维：能通过案例辨析工程设计各环节的具体内容，能在给定情境中判断当前处于工程实践的哪个阶段。能从"发现缺陷→提出改进"的角度对常见产品进行工程分析。 3.探究实践：能运用工程设计的一般过程分析生活中的实际问题，初步形成"发现问题→设计方案→制作检验→优化"的工程思维习惯。 4.态度责任：关注日常生活中的工程设计问题（如盲道、插座、刻度尺等），体会工程实践对社会文明和日常生活的改善作用，增强"用工程思维改善生活"的意识。 三、教学重难点 【重点强调】重点：工程设计的一般过程（六环节）及其逻辑顺序；能在具体案例中辨析各环节的任务。 【重点强调】难点：区分"明确问题"与"设计方案"两个环节的具体任务（前者是论证价值/了解需求/提出要求，后者是构思方案/绘制草图/筛选方案）；能从工程角度分析产品缺陷并提出合理改进。 四、教学过程 环节一：复习导入——工程设计的一般过程（5分钟） 【教师活动】 回顾上节课5.1"认识技术与工程"的核心概念：科学（认识自然）、技术（改造世界的手段）、工程（技术的系统化集成应用）。提出问题：工程师接到一个任务后，从发现问题到交出产品，会经历怎样的流程？引出本课主题——像工程师那样实践，即工程设计的一般过程。 板书工程设计六环节：发现问题→明确问题→设计方案→加工制作→检验测试→优化改进。简要说明各环节的核心任务。 【理解要点】工程设计六环节速记：发（发现）→明（明确）→设（设计）→做（制作）→验（检验）→优（优化）。 【学生活动】 回顾5.1所学，尝试用自己的话描述一个工程产品（如台灯）从想法到成品可能经历的过程。 【设计意图】 以"工程师的工作流程"为线索串联5.1与5.2，在复习中自然过渡到本课主题。板书六环节框架为后续11道练习提供"解题地图"。 【知识点】 1.工程设计的一般过程：发现问题→明确问题→设计方案→加工制作→检验测试→优化改进。 2.发现问题的途径：观察日常生活、收集分析资料、技术研究与实验等。 3.明确问题的任务：论证工程价值、了解工程需求、提出工程要求。 4.设计方案的任务：构思方案、绘制草图或技术图样、筛选合理方案。 环节二：课堂练习精讲（30分钟） 练习1（发现问题途径的判断） 题目：许多家庭的浴室内装有镜子，但洗浴后镜子上面会覆盖一层水雾，影响使用。为了防止镜子表面雾化，人们在镜子背面安装了一个使镜子温度升高的消雾器。上述过程中，人们发现问题的途径是（ ）。A.观察日常生活 B.阅读收集资料 C.技术研究和实验 D.了解安全的需求 【答案】A 【解析】"洗浴后镜子起雾"是人们在日常生活中亲身经历的问题，不是通过翻阅资料或做实验发现的。镜子防雾化消雾器的发明正是源于对日常生活的观察。发现工程问题的三大途径：观察日常生活（最直接、最常见）、收集分析资料、技术研究与实验。 【判断技巧】判断技巧：题干中出现"某人家中""自己遇到""每天使用中发现"这类表述→观察日常生活；出现"查阅文献""上网搜索"→收集资料；出现"实验中发现""测试时发现"→技术研究。 练习2（明确问题环节的辨析） 题目：关于工程设计的过程，下列内容中不需要在明确问题环节完成的是（ ）。A.论证工程的价值 B.了解工程的需求 C.提出工程的要求 D.提出产品的改进方案 【答案】D 【解析】"提出产品的改进方案"属于"优化改进"环节（第六环节），不是"明确问题"环节（第二环节）的任务。明确问题环节要做三件事：论证有没有做的价值、了解用户需要什么、提出工程要达到什么要求。而改进方案是在产品已经做出来、检验发现问题之后才提出的。 【易错提示】易错提示：注意区分"提出工程的要求"（明确问题环节，在设计之前）与"提出产品的改进方案"（优化改进环节，在检验之后）。两者都涉及"提要求"，但时间节点完全不同。 练习3（设计方案环节的辨析） 题目：小明想制作一个摆放在桌面上，并且可以在水平方向进行旋转的相框。从工程设计的一般过程看，在确定了设计要求之后，接下来应该做的是（ ）。A.对市场上的相框进行一些调查 B.对相框的设计方案进行筛选 C.构思相框的形状并用草图呈现 D.对相框的稳定性进行试验 【答案】C 【解析】确定了设计要求，说明"明确问题"环节已经完成，接下来进入第三环节——"设计方案"。设计方案的第一步是构思并用草图呈现，然后才是筛选方案。A（调查市场）属于发现/明确问题阶段；B（筛选方案）是设计方案的后续步骤；D（稳定性试验）属于检验测试环节。 【判断技巧】环节定位技巧：拿到一道题，先判断题干描述处于六环节的哪个位置，然后问"下一步应该是什么"。确定了设计要求=第二环节完成→第三环节开始=构思方案、画草图。 练习4（工程设计全过程排序） 题目：工程技术兴趣小组的同学在设计制作一款个性化的台灯灯罩的过程中，经过了如下几个环节：①浏览互联网，收集相关灯罩的制作方法　②通过问卷，调查需求　③把设计的方案画出来　④制作样品　⑤分析检验结果，优化设计方案　⑥对实物进行检验。下列排序中，合理的是（ ）。A.②①③④⑥⑤ B.②①③⑥④⑤ C.①②⑥④③⑤ D.①②③⑥⑤④ 【答案】A 【解析】按六环节逻辑：②调查需求（发现问题→明确问题）→①收集资料（补充调研，仍在明确问题阶段）→③画出方案（设计方案）→④制作样品（加工制作）→⑥检验实物（检验测试）→⑤优化方案（优化改进）。B错在③⑥④顺序（画了方案没做样品怎么检验？）。C和D的①②顺序颠倒（应先调查需求再针对性地收集资料）。 【易错提示】排序题的关键锚点：④制作样品一定在⑥检验实物之前（没做出来怎么验？），⑤优化一定在⑥检验之后（没发现问题怎么优化？）。抓住这两个"一定"，就能排除大部分干扰项。 练习5（设计方案环节不需要做的事） 题目：小张家种着几棵柚子树，他发现高处的柚子摘不到，爬树采摘又不安全，于是他想设计一款柚子采摘工具。小张在设计方案时，不需要做的是（ ）。A.判断是否有必要设计该采摘工具 B.分析用什么材料制作该采摘工具 C.用草图呈现设计方案 D.根据要求，筛选出合理的设计方案 【答案】A 【解析】"判断是否有必要设计"属于"明确问题"环节中的"论证工程价值"。小张已经决定"想设计一款柚子采摘工具"，说明他已经完成了明确问题环节，现在进入设计方案阶段。设计方案阶段要做的是：构思用什么材料（B）、画草图（C）、筛选方案（D）。 【判断技巧】判断技巧：题干说"在设计方案时"，问"不需要做的是"——那就把不属于设计方案环节的任务挑出来。设计方案=构思+画图+选材+筛选。论证价值/调查需求=明确问题环节。 练习6（设计流程的综合辨析） 题目：小程发现课本、试卷等资料较多，但课桌空间有限，于是他设计了一种木质桌边收纳架。下列分析中，不正确的是（ ）。A.小程通过问卷调查同学们的需求后，即可进行方案设计 B.小程发现工程问题的途径之一是观察日常生活 C.小程在加工制作收纳架前，需要先绘制技术图样 D.收纳架生产出来投放市场后销售一直不高，可能是定价太高 【答案】A 【解析】A错误——问卷调查了解需求只是"明确问题"环节的一部分，之后还需要"论证工程价值""提出工程要求"，不能直接跳到方案设计。B正确——课桌空间有限是日常观察发现的问题。C正确——加工制作前必须绘制技术图样（属于设计方案环节的产出）。D正确——销售不佳的可能原因之一确实是定价问题（属于产品投放市场后的反馈）。 【易错提示】易错提示：明确问题≠只做问卷调查。明确问题包含三个子任务：论证价值（值不值得做）、了解需求（用户要什么）、提出要求（做到什么标准）。三者齐备才能进入设计方案阶段。 练习7（工程质量问题分析） 题目：现在很多城市的路面都用水泥砖铺设，但我们也常常看到很多水泥砖没用多久就出现开裂的情况。除了路面缺乏维护、保养之外，还有一个很重要的原因是水泥砖的质量差。从水泥砖的制造这一工程分析，下列原因中，可能的是（ ）。A.对水泥砖的强度要求低 B.严格按设计标准制造 C.采用电脑绘制图纸 D.对产品进行严格的检验 【答案】A 【解析】水泥砖质量差、容易开裂，从工程角度看，最可能的原因是"明确问题"环节对强度要求定得太低。B、C、D都是保证质量的正确做法，如果严格执行了反而不会出现质量问题。这道题从反面说明：工程设计要求（明确问题环节）的合理性直接决定了最终产品的质量。 【理解要点】工程思维：产品质量问题要从源头追溯——不是制作环节出了问题，而是最初的设计要求本身就不够高。这就是"明确问题"环节的重要性。 练习8（产品缺陷分析与改进——插座） 题目：从插座的设计角度看，图中墙上安装的这个五孔插座存在什么缺陷？应如何改进？ 【答案】缺陷：虽然插座上有双孔和三孔的插孔，但实际使用的插头是多样的。有的双脚插头和三脚插头可以同时插入使用，有的双脚插头和三脚插头占的位置比较多，不能同时插入使用。改进方案：应考虑到各种样式的插头，使插座上的双孔和三孔的间距拉大一些。 【解析】这是一个典型的"发现缺陷→分析原因→提出改进"的工程思维链条。缺陷本质是设计时只考虑了标准插头，没有考虑插头尺寸的多样性（如有些变压器插头体积较大）。改进方向：增大孔间距，或采用错位排列。 练习9（产品设计优点辨析——洗涤剂瓶） 题目：如图所示为一个装液体洗涤剂的瓶子，其瓶口有一个带有缺口的小圆筒从中间伸出，瓶盖内部中间也有一个圆筒从中间伸出。使用时，将洗涤剂倒入瓶盖的圆筒中再倒入洗衣机内。瓶盖盖回时，其内部的圆筒伸进瓶口里面。下列选项中，不属于上述设计的优点的是（ ）。A.洗涤剂倒出后，不容易从瓶口流到瓶的外壁上 B.将洗涤剂倒入瓶盖后，更容易控制洗涤剂的用量 C.瓶盖套在瓶口上时，其内部残留的洗涤剂不会流到瓶的外壁上 D.瓶盖旋在瓶口上后，洗涤剂能与空气更好地隔绝，不容易变质 【答案】D 【解析】小圆筒和窄缝的设计目的是：①定量取用（瓶盖=量杯）；②防止外流（窄缝回流）。A、B、C都是该设计的合理优点。D（隔绝空气防变质）与该设计无关——瓶盖的密封性与小圆筒结构没有直接关系，那是瓶盖螺纹和密封垫的功劳。 练习10（产品缺陷分析与工程关怀——盲道） 题目：城市街道以及一些公共场所的路面常常铺设了盲道。如图甲、乙所示为两条盲道，回答下列问题： （1）两条盲道的设计存在什么缺陷？ 【答案】图甲中盲道太过曲折，而且转弯处没有用不一样的表面花纹（如圆形凸点）来反映，不利于盲人行走；图乙中盲道突然断头，不利于盲人继续前行。 （2）两张图中的盲道都采用了黄色，与边上的路面颜色不同。盲人又看不见路面，盲道采用与边上路面不一样的颜色，有什么作用？ 【答案】盲道采用与边上路面不一样的颜色（如黄色），不是给盲人看的，而是给能看见的人看的。它警示人们不要在盲道上放置物品，以免对盲人的行走造成障碍。 【解析】这道题体现了工程设计的两个重要原则：①功能优先（盲道要真正帮到盲人，不能只做表面功夫）；②多用户考虑（盲道的颜色设计不是为盲人而是为明眼人，体现了工程设计中需要兼顾所有相关人群）。 【理解要点】工程设计的深层思考：好的工程设计不仅要满足"直接用户"的需求，还要考虑"间接用户"（如明眼人看到黄色盲道就不会占道）。这种"多角色思考"是高级工程思维。 练习11（工程选材的多维度要求——刻度尺） 题目：如图所示为我们常用的透明刻度尺。如果你是一个设计刻度尺的技术人员，那么选择制造透明刻度尺的材料时，除了材料必须是透明的这一要求之外，你还会提出怎样的要求？（写出三点） 【答案】材料不容易变形，扳弯后能够很好地恢复原形；材料热胀冷缩不明显；材料强度要比较高；材料的价格比较低廉等。（合理均可） 【解析】这道题训练的是"明确问题"环节中的"提出工程要求"。透明是第一要求（功能需求），除此之外还要考虑：①弹性/韧性（使用体验）；②热稳定性（测量精度）；③强度（耐用性）；④成本（经济可行性）。好的工程设计是多项要求的平衡。 【判断技巧】选材思考框架：功能要求（透明/硬度/导电性等）→使用要求（手感/弹性/耐磨等）→精度要求（热稳定/不变形等）→经济要求（成本/可批量生产等）。看到"还会提出怎样的要求"，就按这个框架逐一想。 环节三：课堂小结（5分钟） 【教师活动】 带学生回顾11道练习对应的核心考点，归纳"工程设计类选择题"的通用解题策略：①记住六环节的顺序（发→明→设→做→验→优）；②判断题目描述处于哪个环节；③辨析每个环节该做和不该做的事；④产品缺陷分析按"缺陷→原因→改进"三步走。 【学生活动】 完成知识框架填空：工程设计的一般过程是（　）→（　）→（　）→（　）→（　）→（　）。明确问题包括（　）、（　）、（　）三个子任务。设计方案包括（　）、（　）、（　）。 【设计意图】 11道练习覆盖了六环节的每个关键点，小结帮助学生在"散点练习"之上建立"系统框架"，形成可迁移的解题策略。 【知识点】 1.工程设计六环节及其顺序。2.发现问题三途径。3.明确问题三子任务。4.设计方案三子任务。5.产品缺陷分析三步法。 五、板书设计 5.2 像工程师那样实践 一、工程设计六环节 发现问题→明确问题→设计方案→加工制作→检验测试→优化改进 二、各环节要点 发现问题：观察生活 / 收集资料 / 技术研究 明确问题：论证价值 / 了解需求 / 提出要求 设计方案：构思方案 / 绘制图样 / 筛选方案 加工制作→检验测试→优化改进 三、产品缺陷分析 发现缺陷 → 分析原因 → 提出改进 四、常见陷阱 "调查需求后"≠可以直接设计方案（还需论证价值+提要求） "画方案"在"做样品"之前；"优化"在"检验"之后 六、教学反思 1.学生对工程设计六环节的顺序是否真正理解？练习4的排序题正确率能否反映这一点？ 2."明确问题"与"设计方案"两个环节的边界是否讲清楚了？练习2、5、6集中考察此边界，学生是否能准确区分？ 3.练习8-11的产品缺陷分析题，学生是否能从"缺陷→原因→改进"的工程思维出发进行分析，而不是凭生活经验猜测？ 4.盲道练习题（练习10）是否能激发学生对"工程设计中的社会关怀"的思考？ 5.11道练习题量在课堂45分钟内是否合理？是否需要在练习7（水泥砖）和练习9（洗涤剂瓶）中选择一道作为课后思考？ 6.本课为纯练习讲评课，缺少动手实践环节。是否需要补充一个微型工程实践任务（如设计一个桌面收纳工具），让学生在"做中学"？ 学科网（北京）股份有限公司 $