内容正文:
第1节 认识技术与工程(2)
探索技术和工程的世界
第5章
“—”
以当地的一项重大工程如抽水蓄能电站、大型水库、地标性建筑等或著名建筑物如古代的或现代的或航天工程等为例引出技术、工程与科学之间有密切的联系。
新知导入
探究新知
科学、技术与工程是人类认识世界、改造世界的重要活动,其成果丰富了人们的生活,促进了人类的文明发展。那么,技术、工程与科学是一回事吗?科学家、工程师有不同的职责,他们的研究成果分别是什么?
【身边的事例】以“风”为例
科学家:研究风是如何形成的,风有什么规律,空气流动
是如何影响气候的
工程师:研究的是如何利用风能进行发电,如何设计建筑
物以抵御风力等实际应用问题
【思考与讨论】
P187科学家、工程师有不同的职责,他们的研究成果分别是什么?
科学家研究成果一般包括:新的理论、新的物质或现象、科学方法和技术的创新等。
工程师研究成果一般包括:实用的产品、优化的工艺流程、大型工程项目等。
总之,科学家致力于发现新知识,工程师侧重于将知识转化为实际应用。
二、技术、工程与科学的关系
科学是人们通过观察和实验研究自然现象、发现自然规律的活动
技术是在人们适应自然、改造自然过程中发展起来的方法、技能和工具
工程是人们运用科学原理和技术手段有目的地利用自然、改造自然而建造人工物的实践活动,可满足人们的需求和解决实际问题。
相互依赖,相互促进
【身边的事例】以“内窥镜”为例
工程师则是利用科学原理设计并制造出光纤和内窥镜
科学家研究光在光纤中的传播规律
内窥镜的应用又帮助科学家了解更多有关人体的信息。
“坐地日行八万里, 巡天遥看万千河”
思考与讨论
【思考与讨论】P188科学、技术与工程三者之间相互促进,请举例说明。
科学为技术提供原理,技术推动工程实践,工程需求又促进科学和技术的发展,三者相互依赖、共同进步。
以智能手机摄像头的发展为例,光学和电子学的基础研究为摄像头提供了成像原理。基于这些原理,技术人员研发出图像传感器和镜头,实现了数字成像。
工程师将这些技术集成到手机中,不断优化摄像头的设计和技能。用户需求的提升促使工程师研究更先进的成像技术,技术进步推动工程迭代,而工程实践中的反馈又指导科学和技术的发展。
区别 科学 技术 工程
核心 科学核心是发现 技术核心是发明 工程核心是建造
研究形式 理论、定律、学说 专利、工艺流程、方法 规划、设计、实施、评估
成果 观察、实验、推理、论证 试验、改进、优化 产品、设施、项目
技术、工程与科学的关系
技术与工程是人们运用科学原理,使用各种材料、工具等解决实际问题。
科学技术与工程的相互促进作用日益增强,推动着生产力的发展、经济的繁荣和社会的进步,促进了人们生产和生活方式的变革,提高了生产效率,提升了生活品质,提高了人类社会的物质文明水平。
三、技术与工程改变了人类的生活
1.不同时代的技术与工程改变了人们的生活:
(1)石器时代,人们开始了定居生活;
(2)铁器时代促进了农业、手工业及商业活动的发展;
(3)蒸汽时代,蒸汽机的广泛应用,提升了社会生产力水平;
(4)电气时代,电力作为动力带动机器,成为新的能源进入生产、生活领
域,促进了生产力发展;
(5)信息时代,电脑和互联网的普及,成为现代社会重要的基础设施,标志
着人类进入信息时代。
假如没有电,生活中哪些技术与工程产品就不能工作?对人们的生活会造成怎样的影响?
思考与讨论
照明设备 电灯、路灯等将无法照明,夜晚会陷入黑暗,人们的活动将受到极大限制。
家用电器 冰箱无法保鲜食物,空调无法调节室内温度,电视、电脑等无法使用,人们的生活舒适度和娱乐方式将大打折扣。
交通系统 电动交通工具如电动汽车、地铁、轻轨等将停运;交通信号灯也会失效,导致交通混乱。
通信设备 手机、网络设备无法运行,人们难以进行远程沟通和获取信息。
工业生产
工厂中的机器设备大多无法运转,包括数控机床、自动化生产线等,会严重影响产品的生产和供应。
【实践活动】P189调查生活中的智能产品,它们具有哪些功能?可满足哪些需求?
如智能手机:上网、打电话、学习、拍照等等,可满足人们进行交流信息、视频通话、听音乐、看电影、玩游戏等等。
调查生活中的智能产品,它们具有哪些功能?可满足哪些需求?
实践活动
智能产品 具有哪些功能 可满足哪些需求
智能音箱 具有点播歌曲、充当闹钟、网上购物功能 可满足人们的娱乐、生活助手和智能家居控制等需求
智能电视 除了观看电视节目,还可以实现视频通话、网上购物、虚拟游戏等功能 满足人们的多样化娱乐需求
智能无线运动蓝牙耳机 采用蓝牙技术,增加了运动统计、提醒和记录运动数据的需求 满足人们在运动时听音乐、接听电话和记录运动数据的需求
2.科技进步|衍生工程
从脚踩水车灌溉农田到现代农业使用机械灌溉农田
3.工程和技术的发展促进了人类认知的发展
计算机工程的发展,让我们可以利用计算机高速运算的能力,在科研领域完成以前所不能完成的任务;中国天眼是目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,能够接收到100多亿光年以外的电磁信号,拓宽了人类的视野,丰富了人类对宇宙本质的认识。
4.技术创新与工程实践,增强了人们改造自然、利用自然的能力
我国首台自主设计、建造的深海载人潜水器“蛟龙号”,2012年在马里亚纳海沟创造了7062米的深潜纪录,使我们能观察到深海的世界,对于人类开发利用深海资源有着重要的现实意义。
4.以太阳能为例简要说明科学家和工程师的工作职责,他们的研究成果分别是什么?
科学家的工作职责:
深入研究太阳能的相关原理和基础理论,例如探索太阳能转化为电能或热能的微观机制,研究光伏材料的物理和化学特性,以提高太阳能的转化效率。他们的研究往往侧重于揭示自然现象的本质和规律。
科学家的研究成果可能包括:
发现新的高效光伏材料,提出更优的太阳能转化理论模型,或者在对太阳能存储机制的研究中取得新的突破。
工程师的工作职责:
将科学研究的成果转化为实际可用的产品或系统。他们需要设计和优化太阳能发电设备的结构,提高设备的稳定性和可靠性,降低生产成本,同时考虑如何将太阳能系统更好地整合到现有的能源网络中。
工程师的研究成果可能是:
开发出高效、低成本且易于大规模生产的太阳能电池板,设计出智能的太阳能跟踪和控制系统,或者构建出能够与电网稳定连接的大规模太阳能电站。
课堂总结及板书设计
二、技术、工程与科学的关系
1.科学是人们通过观察和实验研究自然现象、发现自然规律的活动;
技术是在人们适应自然、改造自然过程中发展起来的方法、 技能和 工具;
工程是人们运用科学原理和技术手段有目的地利用自然、改造自然而建造人工物的实践活动。
科学、技术、与工程相互依赖,相互促进。
2.科学的核心是 发现 ,技术的核心是 发明 ,工程的核心是 建造 。
3.技术与工程是人们运用科学原理,使用各种材料、工具等解决实际问题。
科学技术与工程的相互促进作用日益增强,
三、技术与工程改变了人类的生活
1.不同时代的技术与工程改变了人们的生活。2.科学的进步和技术的发展,衍生出更多的工程;
3.工程和技术的发展促进了人类认知的发展。 4.技术创新与工程实践,增强了人们改造自然、利用自然的能力。
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