5.2 像工程师那样的实践（1）课件 2026-2027学年浙教版七年级科学上册

该初中科学课件聚焦工程设计的一般过程，通过观看盾构机视频导入，以制作办公椅为实践案例，逐步展开明确问题、设计方案、实施计划等步骤，结合工程复杂程度及都江堰案例，构建从具体到抽象的学习支架。 其亮点在于以任务驱动贯穿教学，通过视频导入、小组合作设计办公椅、表现性任务检验等环节，培养学生探究实践能力和科学思维。结合都江堰案例渗透科学观念，实践活动与随堂任务助力知识内化，既提升学生创新与合作能力，也为教师提供结构化教学资源。

第2节 像工程师那样的实践（1） 探索技术和工程的世界 第5章 “—” 新知导入 盾构机能够实现全自动开挖隧道，被誉为“世界工程机械之王” 。盾构机的各个部件都是经过工程师们相互配合、共同协作设计和制造出来的。那么，工程师是如何进行工程设计的？我们如何学会像工程师那样实践？ 观看视频： 盾构机 探究新知 一、 工程设计的过程 工程师们将概念模糊的问题转变为高度简练的解决方案，这就是工程设计的过程。 工程实践：制作一把办公椅 1.明确问题：如何制作一把舒适度比较高的椅子？ 提高舒适度应考虑的设计要求： （1）可以调节椅子高度 （2）椅背角度 （3）座椅材料 （4）能承受的最大荷载。 高度调节范围：450~550 mm。 倾斜角度调节范围：0°~30°。 座椅材料：舒适、透气的网布材料。 能承受的最大荷载：150 kg。 2.设计方案： （1） 概念设计。研发团队进行多次设计分析、方案构思后，有 了初步的概念设计，并绘制了设计草图，草图显示了椅子的整体结构。 2. 具体设计。基于概念设计，研发团队进行了详细设计，如椅子的各 部分材料和具体尺寸等。 坚固的底盘结构 钢制的气压棒 增加滑轮 精致的座椅脚 表现性任务 核验标准（调研需求） （在达到的标准前打“√”，每达到一条记5分） 自评分 1.基于概念设计的提示，请你添加具体设计从而完善你们小组的设计草图，并说明。 高度调节范围： 倾斜角度调节范围： 能承受的最大重量： 座椅材料：   2.  小组合作交流表现 在规定时间内完成设计任务，并迅速安静 交流时发言清晰、响亮   3.实施计划 根据设计图，工程师们运用各种技术，进行一系列工作，制作了原型。 4.检验作品 研发团队在工作环境下对原型实物进行测试，包括高度调节、倾斜角度调节、承重能力和舒适性等方面。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。 5.改进完善 针对测试发现的问题，为达到设计承重的标准，综合考虑生产成本和实际需求，研发团队最终选择更换使用耐受力更强的材料，并重新进行了测试。 6.发布成果 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。 工程实践的一般过程 工程实践 明确问题 设计方案 实施计划 检验作品 改进完善 发布成果 让教学更有效 工程可以很简单，也可以很复杂。 工程的复杂程度 拉链由两排互锁的齿和一个滑块组成，这一简单结构巧妙地实现了连接或分离两排齿的功能 让教学更有效 工程的复杂程度 笔记本电脑由许多部件组成，涉及电子学、微处理器和计算机软件等多方面知识，这一复杂设备能够执行多项功能 工程可以很简单，也可以很复杂。 让教学更有效 工程的复杂程度 笔记本电脑由许多部件组成，涉及电子学、微处理器和计算机软件等多方面知识，这一复杂设备能够执行多项功能 工程可以很简单，也可以很复杂。 让教学更有效 一个好的工程设计能够预估现实需求和未来可能出现的问题，减少资源浪费、降低施工成本、保证工程安全稳定和延长工程使用寿命。因此，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。 什么是好的工程 让教学更有效 【科学阅读】 战国后期，李冰在岷江上主持修建了都江堰。都江堰是中国古代水利工程的杰出典范，被誉为水利工程奇迹。都江堰是我国古代劳动人民的智慧结晶。2200多年来，都江堰一直在防洪、灌溉、水运等多方面发挥作用，这在世界水利建设史上是独一无二的。 建议： 自行查阅并观看都江堰的航拍视频。 ③环保：遵循了自然规律，没有过度改变河流的自然状态。 ④可持续：工程能够承受长期的水流冲刷和侵蚀，存续2000多年仍 能发挥作用。 ⑤美观：工程结构与周围环境相融合，形成一道独特的风景线， 吸引了大量游客前来观赏。 3、都江堰是中国古代水利工程的典范，被誉为水利工程奇迹。请阅读教材中的“都江堰”，简要阐述一个好的工程设计所具有的一些特征。 ①创新：通过鱼嘴将岷江分为内江和外江，自动实现四六分水。 ②实用：既解决了防洪问题，又保证了灌溉和生活用水的需求。 实践活动： 调查同学坐椅子的感受，找出存在的问题，并提出适合在教师使用的改进设想，画出设计草图。 随堂任务 1.工程设计是人们运用科技知识和方法,有目标地提出工程产品构思和计划的过程,几乎涉及人类活动的全部领域。下列有关工程设计过程的说法,不正确的是(   )。 A.工程设计是将概念模糊的问题转变为高度简练的解决方案的过程 B.工程设计首先要根据人们的需求,明确有关的工程问题 C.工程设计一般都针对很复杂的问题,简单的问题不涉及工程设计 D.在设计过程中,遇到多种解决方案时,需要分析和取舍,从中选择最优方案 【答案】C 2.明确问题是工程实践过程的第一个环节。为了提高骑行时的便利性,特别是使用手机导航等,现要设计一款可以固定在自行车上的手机支架,已知山地自行车的前杆直径为12mm。经过相关调研和收集信息,确定以下设计要求,其中不切实际的是(   )。 A.支架应适配多种尺寸的手机,可夹持的手机宽度为60~80cm B.支架能安装在山地自行车的前杆上,安装过程中不需要使用工具 C.支架能手动调节手机倾斜角度,调节范围是0~45',调节后稳定可靠 D.制作支架的材料不限 【答案】A 3.某工程师计划设计一款保温杯底座,如图所示。该保温杯底座能对陶瓷杯、玻璃杯、塑料杯等多种杯子进行自动加热且保持恒温。其设计过程中有以下步骤: ①收集常用水杯的尺寸及材料;         ②绘制设计草图:       ③了解已有的保温杯垫的加热方式; ④编写使用说明书:                    ⑤绘制技术图样。 其中需要在方案构思之前进行的有（   ） A.①③④         B.②③        C.①③         D.①②③ 【答案】C Lavf58.76.100 starvid:eyJkbGV2ZWwiOiAxLCAidmNvZGVjIjogIm5iaGRfMjY0IiwgIm1heHJhdGUiOiAiMTUwMCIsICJxdWFsaXR5IjogIjIuNCJ9 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $