5.2 像工程师那样的实践（2）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实践一般过程，以“设计制作三球运动演示模型”为核心任务，通过情境提问导入，复习明确问题、设计方案等流程作为学习支架，引导学生掌握日地月公转规律的技术实现。 其亮点在于融合科学观念（三球比例、位置科学性）、科学思维（齿轮传动模型建构与方案论证）和探究实践（完整工程流程操作），通过验收标准表、齿轮方案对比等实例，采用项目式教学，助力学生提升实践能力与科学思维，为教师提供结构化教学与评价工具。

第2节 像工程师那样的实践（2） 探索技术和工程的世界 第5章 “—” 复习：工程实践一般过程   明确问题 设计方案 实施计划 检验作品 改进完善 发布成果 工程实践 情 境   向人们宣传日地月公转规律，可以借助哪些载体？ 什么载体比较直观有效？ 日地月公转规律模型，应该具备哪些特征？ ①三球联动 ②公转比例12:1 ③日地和地月距离比约400:1 ④日地月直径比约400：4 : 1 ⑤能演示日食和月食 一、明确问题： 任务:设计制作三球运动演示模型，能够演示日食和月食的成因。 评价维度 ★ ★★ ★★★ 科学原理 三球位置、比例均不合理 三球位置或比例基本合理 三球位置、比例均合理 可靠程度 模型难以正常转动 模型转动流畅，偶尔打滑、卡顿，但不影响使用 模型转动流畅，无打滑、卡顿现象 制作工艺 模型外形较粗糙 模型外形较为美观 模型整体美观、精致 演示效果 无法演示日食和月食 基本可以演示日食和月食，光源有时会被遮挡 可以完美演示日食和月食，光源全程无遮挡 制作三球运动演示模型｜验收标准 我们的工程实践 制作三球运动演示模型 限制条件： 材料包括木板、地球模型、月球模型、LED 灯、刻度尺等，工具包括锯子、砂纸等。 二、设计方案 三球运动演示模型具体可以分为两大模块，分别是模拟运动的机械模块、模拟阳光的发光模块。 用泡沫大球代替地球（中）和用泡沫小球代替月球（小），地球可绕太阳转动，月球可绕地球转动。 分析问题。 （1）太阳、地球和月球三者应该如何放置？尺寸大小应该如何选择？ ②模型的动力如何提供? 模型的动力利用手动、皮带轮和皮带配合完成。 ③什么样的装置可以模拟阳光? 用一个大功率LED 灯，配一个圆形乳白色外罩代替太阳（大） ④机械装置中常用齿轮或皮带实现动力的传递，地球绕太阳运动圈时， 月球绕地球运动12圈。如何保证上述运动关系? 在大、小皮带轮上挂上松紧合适的皮带,推动右侧的轴,使较长木条带动地球绕太阳转动,同时小皮带轮带动月球绕地球旋转。 传动学习   要实现三球联动，我们需要依靠传动元件来实现，你见过哪些传动元件？ 齿轮、皮带、机械臂…… 哪一种传动元件更适合日地月精准的公转周期比？ 齿轮传动更精准 小铃铛♀ (小) - 齿轮传动方式： 日地月公转周期比为12:1 齿轮传动方式： 日地月公转周期比为12:1 方案3 材料选择：木板，太阳，地球，月球小模型 直径不相同的轴和轴套（大铁轴配大皮带轮，小铁轴配小皮带轮） 大小不同的两个皮带轮及皮带（两个皮带轮直径的比是12:1） 一些螺丝、螺母等固定件 工具选择：如锯子、钻孔工具等。 三、设计方案并绘制草图。 3.实施计划 ①按照草图中的尺寸，用锯子把木板锯成长度和宽度各不相同的长木条。（注意：使用锯子和钻孔机注意安全） ②用钻孔机在较长木条的左右两端和中间偏右的位置钻3个孔，在较短的木条的两端各钻一个孔，较宽的木条的中间钻一个孔。（注意：孔的大小和轴的大小相同，较宽木条的中间孔的中间孔和较长木条中间偏右的孔径相同，其余的孔径相同） ③按照下图，用螺丝把底座安装好。 ④将一个大皮带轮用大铁轴套固定在较宽木条中心的大铁轴上，再把较长木条中间偏右的孔插上，轴上端固定太阳模型。（注意：大皮带轮上下都要用轴套固定，与上下木条之间要留有空隙） ⑤较长木条左侧的孔中插入小铁轴，轴的下面装一个小皮带轮，上面依次固定较短木条和地球（泡沫中球）模型，较短木条的另一端固定月球（泡沫小球）模型，调整轴的高度，使月球中心与地球中心相平。 ⑥在大、小皮带轮上挂上松紧合适的皮带，推动右侧的轴，使较长木条带动地球绕太阳转动，同时小皮带轮带动月球绕地球旋转，如图所示 四.检验产品 演示要求在遮光室内进行。用手连续推动右侧的轴，地球绕太阳公转，月球绕地球旋转，当地球运行到太阳与月球之间时，则形成月食；当月球运行到太阳与地球之间时，则形成日食。 三球运动演示模型制作验收标准： 评价维度 ★ ★★ ★★★ 科学原理 三球位置、比例均不合理 三球位置或比例基本合理 三球位置、比例均合理 可靠程度 模型难以正常转动 模型转动流畅，偶尔打滑卡顿，但不影响使用 模型转动流畅，无打滑卡顿现象 制作工艺 模型外形较粗糙 模型外形较为美观 模型整体美观、精致 演示效果 无法演示日食和月食 基本可以演示日食和月食，光源有时会被遮挡 可以完美演示日食和月食，光源全程无遮挡。 依照评价量表对模型进行测试并打分，将结果记录在表中。 三球运动演示模型测试记录表 组别 科学原理 可靠程度 制作工艺 演示效果 第一组         第二组         第三组         ……       五、改进完善 ，如： （1）连接处打磨光滑； （2）可以给三个代表日地月的球涂上不同颜色； （3）手动转动可以改成电动机、电池和齿轮自动转动，运行更平稳； （4）…… 六、发布成果 用实物展示、拍摄视频等形式发布模型，协助老师组织校三球运动演示模型成果发布会。 工程实践的过程并非一蹴而就，在工程设计时要不断地发现问题、寻找原因并迭代改进，直至符合工程验收标准。在一些重大工程的建造中，工程设计尤为关键，要考虑各种因素、权衡工程的影响，以确保工程建造顺利进行。 课堂练习 任务：某同学的爷爷年事已高，行动不便。该同学想要设计一款轻便实用的拐杖来帮助爷爷行走。根据任务定义工程问题，分析限制条件，提出验收标准。 限制条件分析： 质量限制：拐杖要轻便，质量不超过350g。 材质：主体不锈钢材料或铝合金材料。 稳定性：拐脚配橡胶防滑脚垫，着地性能好，稳定性佳，安全可靠；高度9档调节。 外观设计：必须符合人体工程学原理，握柄舒适，外观简洁，易于操作和使用，避免复杂的结构和操作。 验收标准： 质量：质量不超过350g。 高度调节范围：能够在100cm~140cm之间自由调节，并能稳定固定。 稳定性测试：最大承重120kg，防滑系数0.7，在湿滑、不平等等多种常见地面条件下，倾斜角度达到30°时仍能保持稳定，不倾倒。调节轻松便捷。 随堂任务 1.以下哪个过程是设计的一般过程（  ） A.发现与明确问题→制定设计方案→制作模型或原型→编写产品说明书 →优化设计方案 B.发现与明确问题→制定设计方案→制作模型或原型→优化设计方案 →编写产品说明书 C.发现与明确问题→制定设计方案→优化设计方案→编写产品说明书 →制作模型或原型 D.发现与明确问题→制定设计方案→优化设计方案→制作模型或原型 →编写产品说明书 【答案】B 【解析】本题考查设计的流程。按照设计的一般过程知识点，正确的是B。 2.在工程设计中,确定设计方案后紧接着的步骤是(     )   A.需求分析               C. 采购与资源准备            B. 详细设计              D. 项目交付 【答案】B A.操作简单，使用方便，主要考虑了人的因素 B.有杀菌除尘功能，符合设计的实用原则 C.能识别床铺的边沿，不会掉落，考虑到了环境的因素 D.因在床铺上使用，设计时机器人的机身高度不受限制 2.如图所示是一款具有杀菌功能的床铺除尘机器人。下列设计分析和 评价中不正确的是(     ) 【答案】B 3.小明设计制作简易衣柜时,需要用到如图a所示的连接件,打算用合适厚度 的铝板(如图b所示)来制作。下列操作中合理的是（  ） A.取一块铝板，尽量靠近铝板中心划线取料 B.加工连接孔时，先钻通孔，再进行孔口倒角 C.用台虎钳夹持一端，再用手锤直接敲击另一端进行弯折 D.弯折后，用砂纸打磨表面，再刷防锈漆 【答案】B Lavf58.45.100 "OS":"Android(29)", "version":"ares_1.8.143", "extend": ["origin_compile_width:1080;origin_compile_height:1440;sticker:true;"] Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $