第5章《探索技术与工程的世界》 知识清单 -2026-2027学年科学浙教版七年级上册

该初中科学知识清单系统梳理了技术与工程的知识体系。从技术与工程的发展历程（石器时代到信息时代）出发，明确科学、技术、工程的关系（核心分别是发现、发明、建造），阐述其对生活的影响，再聚焦工程实践的一般过程（明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果），结合都江堰等典范及核心数据，构建完整认知框架。 知识链路按“发展-关系-应用-实践”逻辑展开，通过“方法与规律”“重点掌握”模块强化科学观念，以办公椅研发和三球模型实践培养探究实践能力，借助对比表格和易错警示促进科学思维，突出学科特色学习方法，助力学生理解与应用。

浙教版 七年级上册 科学 · 第5章 探索技术与工程的世界 知识清单 第 1 节　认识技术与工程 　　教材 P183～P190 ▍ 一、技术与工程的发展 人类在与自然界打交道的过程中，为了适应自然、改善生存环境、满足自身需求，产生了各种各样的技术。技术一直伴随着人们生产和生活的方方面面。 ◆ 方法与规律　不同时代的技术特征：① 石器时代——以打制、磨制石器为工具；② 农耕时代——以畜力耕地；③ 工业时代——以机器开展大规模生产；④ 信息时代——电脑和互联网广泛应用于家庭、学校、办公与自动化生产。 技术总是在不断发展。例如，文字的记录和处理经历了用笔手写→手动打字机→计算机文字处理技术→语音自动识别技术的发展历程。但现代技术的发展并不能完全取代原有的技术——用笔书写历史悠久、至今仍被广泛使用。 工程源于人类生存的需求和制造器物的需求，古已有之：7000 多年前的河姆渡遗址已有大规模干栏式建筑；万里长城、京杭大运河、都江堰是彪炳史册的伟大工程；今天的高速铁路、C919 大飞机、中国空间站则是我国重大工程。 工程涉及领域广、数量多，并且在不断增加，主要有以下几类： • 制造工程、建筑工程、环境工程、交通运输工程 • 动力和能源工程、通信工程、生物医学工程 • 水利工程、材料工程、航天工程、食品工程等 ▍ 二、技术、工程与科学的关系 科学、技术与工程是人类认识世界、改造世界的重要活动，三者相互依赖、相互促进，但并非一回事： • 科学：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：在适应自然、改造自然过程中发展起来的方法、技能和工具 • 工程：运用科学原理和技术手段，有目的地利用自然、改造自然，建造人工物的实践活动 ◆ 方法与规律　三者相互促进的实例：以“光纤→内窥镜”为例。科学家研究光在光纤中传播的规律；工程师利用该原理设计并制造出光纤与内窥镜；内窥镜的应用又帮助科学家进一步了解人体内部的信息。 ★ 重点掌握　三者的核心：科学的核心是发现，技术的核心是发明，工程的核心是建造。科学、技术与工程的相互促进作用日益增强，推动了生产力发展、经济繁荣与社会进步，变革了生产生活，提升了生活品质与物质文明水平。 ▍ 三、技术与工程改变了人们的生活 技术与工程创造了丰富多彩的世界，人们的衣食住行、学习工作、运动娱乐都离不开它们，并随历史阶段不断演进： • 石器时代：磨制石器、制作工具、耕种农作物，开始定居生活 • 铁器时代：冶炼铁、制作铁器农具，深耕细作，农业与手工业发展，商业活跃 • 蒸汽时代：蒸汽机成为主要动力，广泛应用于生产，提升社会生产力 • 电气时代：电力带动机器成为新能源，电灯、电话、电报、电车等纷纷问世 ◆ 方法与规律　信息时代：电子计算机与计算机网络迅速普及，互联网成为现代社会重要基础设施。例如全屋智能方案，依托计算机和网络技术，针对空气、阳光、水等家居条件动态预判，实现智慧交互、自如操控、灵敏响应，使居家生活更舒适、更节能、更低碳。 科学的进步和技术的发展，衍生出更多工程：通信工程让远隔千里也能畅快交流；现代医疗工程帮助人类摆脱疾病困扰；现代农业工程向大型化、自动化、电子化方向发展，提高了生产效率。 ▲ 拓展了解（不作考查要求）　技术与工程拓展了人类的能力：① 计算机工程让人类完成以往无法完成的运算；② 中国天眼（500 m 口径球面射电望远镜）是世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，能接收100 多亿光年外的电磁信号；③ 我国自主设计建造的“蛟龙号”深海载人潜水器，2012 年在马里亚纳海沟创下7062 m深潜纪录，助力开发利用深海资源。 ⚠ 易错警示　易错辨析：① 科学、技术、工程三者区别在“发现 / 发明 / 建造”，不能混为一谈；② “现代技术发展并不能完全取代原有技术”，如手写仍广泛使用，判断时要避免“新技术万能”的误区；③ 工程是综合运用科学原理与技术手段的实践活动，其成果（如高铁、空间站）服务于实际需求。 第 2 节　像工程师那样实践 　　教材 PP191～P201 ▍ 一、工程设计的过程 工程师把概念模糊的问题转化为高度简练的解决方案，这一过程叫作工程设计。下面以一把办公椅的研发为例，走进工程设计。 ▪ 明确问题 办公室员工感到椅子不够舒适、影响效率与健康，产生需求：希望调节椅子高度和靠背角度。研发团队经调研，确定以下设计要求： • 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 ▪ 设计方案 概念设计：经多次设计分析、方案构思，绘制显示整体结构的草图。具体设计：在概念设计基础上进行详细设计，确定各部分材料与具体尺寸。 ▪ 实施计划 根据设计图，工程师运用各种技术制作原型，例如采用坚固的底盘结构、钢制气压棒，增加滑轮，制作精致的座椅脚。 ▪ 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。测试表明原型其他方面表现良好，但承重能力有所不足。 ▪ 改进完善 针对承重不足，综合考虑生产成本与实际需求，研发团队更换耐受力更强的材料，并重新测试。 ▪ 发布成果 根据测试与改进结果，团队与供应商合作选取材料和制造工艺、制订生产计划；生产完成后与经销商合作，进行展示、推广、销售。 ★ 重点掌握　工程实践的一般过程：明确问题 → 设计方案 → 实施计划 → 检验作品 → 改进完善 → 发布成果。 工程实践中，工程师需明确问题，通过交流合作、头脑风暴提出创造性想法并形成共识；面对多种方案时，要评估局限性、分析制约因素，做出权衡取舍，选择最优方案。 ◆ 方法与规律　工程可简单（如拉链：两排互锁齿加一个滑块，实现连接或分离）、也可复杂（如笔记本电脑：涉及电子学、微处理器和软件等多方面知识）。好的工程设计能预估现实需求与未来问题，减少资源浪费、降低施工成本、保证安全稳定、延长使用寿命——任何工程建设前，都必须先仔细论证、细致规划。 ▍ 二、工程典范：都江堰（科学阅读） ▲ 拓展了解（不作考查要求）　战国后期，李冰在岷江上主持修建都江堰，是中国古代水利工程的杰出典范。它由渠首和灌溉网两大系统构成；渠首又分为鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三个主体工程。① 鱼嘴将岷江分为内江（用于灌溉，窄而深）与外江（用于分洪，宽而浅）。② 枯水期江水六成流入内江、四成从外江流走；丰水期则四成流入内江、六成从外江流走。③ 宝瓶口是内江下游人工开凿的出水山口，引水入渠灌溉农田。2200 多年来，都江堰一直在防洪、灌溉、水运等方面发挥作用，这在世界水利建设史上是独一无二的。 ▍ 三、我们的工程实践：三球运动演示模型 依照工程实践的一般过程，我们来制作太阳、地球和月球的三球运动演示模型。 ▪ 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。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。 ▪ 设计方案 模型可分为模拟运动的机械模块和模拟阳光的发光模块两大模块，需分析并解决以下问题： • 三者应如何放置、尺寸大小如何选择 • 模型的动力如何提供 • 何种装置可以模拟阳光 • 用齿轮或皮带传递动力，使地球绕太阳 1 圈时，月球绕地球 12 圈 据此选择材料与工具，设计方案并绘制草图。 ▲ 拓展了解（不作考查要求）　验收标准（评价维度）：① 科学原理——三球位置、比例均合理；② 可靠程度——模型转动流畅，无打滑、卡顿；③ 制作工艺——整体美观、精致；④ 演示效果——可完美演示日食和月食，光源全程无遮挡。 ▪ 实施计划 · 检验作品 · 改进完善 · 发布成果 按设计方案制作并记录困难与解决方法；依照评价量表测试打分；根据结果讨论改进并在草图上标注；最后通过画报、实物或产品发布会形式发布成果。 ⚠ 易错警示　迭代改进：工程实践并非一蹴而就，设计时要不断发现问题、寻找原因并改进，直至符合验收标准。重大工程的建造尤为关键，须综合考虑各种因素、权衡工程的影响，才能确保顺利进行。 全章专题梳理 第5章《探索技术与工程的世界》· 专题与易错 ▍ 专题一　科学、技术、工程三者的关系 科学、技术与工程是人类认识世界、改造世界的重要活动，三者相互依赖、相互促进，但本质不同。 维度 科学 技术 工程 本质 研究自然现象、发现自然规律的活动 适应和改造自然中发展起来的方法、技能、工具 运用科学原理与技术手段建造人工物的实践活动 核心 发现 发明 建造 举例 研究光在光纤中的传播规律 据此设计制造出光纤 利用光纤制成内窥镜 ★ 重点掌握　一句话区分：科学发现规律，技术发明方法，工程建造实物；三者密不可分，共同推动生产力、经济与社会进步。 ▍ 专题二　工程实践的一般过程 以办公椅研发为例，工程实践通常经历以下六个环节（顺序不可颠倒）： 环节 主要任务 明确问题 发现需求，界定工程问题，确定设计要求 设计方案 概念设计（草图）→ 具体设计（材料、尺寸） 实施计划 依据设计图，运用技术制作原型 检验作品 在真实环境下测试，检验各项指标 改进完善 针对不足更换材料、优化结构并再测试 发布成果 合作生产、展示、推广与销售 ◆ 方法与规律　工程师面对多种方案时，要评估局限性、分析制约因素，做出权衡与取舍选最优；工程可简单（拉链）也可复杂（笔记本电脑）。工程建设前必须先论证、先规划，好的设计能减少浪费、降低成本、保证安全、延长寿命。 ▍ 专题三　技术与工程的演进（时代特征） 历史阶段 技术 / 工程特征 石器时代 打制、磨制石器，制作工具，耕种农作物，开始定居生活 农耕时代 以畜力耕地，铁器农具促进农业与手工业发展 蒸汽时代 蒸汽机成为主要动力，提升社会生产力 电气时代 电力带动机器，电灯、电话、电报、电车问世 信息时代 计算机与互联网普及，全屋智能等让生活舒适、节能、低碳 现代技术并不能完全取代原有技术（如用笔书写仍广泛使用）；科学的进步又不断衍生出新的工程，如通信工程、现代医疗工程、现代农业工程等。 ▍ 专题四　核心数据与工程典范 • 都江堰：战国后期李冰主持；由渠首（鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口）和灌溉网构成；2200 多年仍发挥防洪、灌溉、水运作用；枯水期六成入内江、丰水期四成入内江。 • 中国天眼（500 m 口径球面射电望远镜）：世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜，可接收100 多亿光年外的电磁信号。 • “蛟龙号”：我国自主设计建造的深海载人潜水器，2012 年在马里亚纳海沟创下7062 m深潜纪录。 • 办公椅设计指标：高度调节 450～550 mm、倾斜角度 0°～30°、最大荷载 150 kg。 ⚠ 易错警示　易错辨析：① 科学、技术、工程三者不能混为一谈（发现 / 发明 / 建造）；② 工程实践六环节是有顺序的——先“明确问题”再“设计方案”，不能跳步；③ 三球运动模型中“地球绕太阳 1 圈时月球绕地球 12 圈”是设计约束，可用齿轮或皮带实现。 ▍ 附录 A　核心数据速查 对象 关键数据 / 结论 科学 通过观察和实验研究自然现象、发现自然规律的活动；核心是发现 技术 适应、改造自然中发展起来的方法、技能、工具；核心是发明 工程 运用科学原理与技术手段建造人工物的实践活动；核心是建造 三者关系 相互依赖、相互促进；科学发现规律、技术发明方法、工程建造实物 历史阶段 石器时代→农耕时代→蒸汽时代→电气时代→信息时代 工程领域 制造、建筑、环境、交通运输、动力和能源、通信、生物医学、水利、材料、航天、食品等 工程实践过程 明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果 办公椅指标 高度 450～550 mm、倾斜 0°～30°、最大荷载 150 kg、网布材料 都江堰 2200 多年；鱼嘴分江（内江窄深灌溉、外江宽浅分洪）；枯水六成入内江、丰水四成入内江；宝瓶口引水入渠 中国天眼 500 m 口径球面射电望远镜；世界最大最灵敏单口径；接收 100 多亿光年外信号 蛟龙号 自主设计建造的深海载人潜水器；2012 年马里亚纳海沟 7062 m 深潜纪录 三球模型 演示日食、月食成因；地球绕太阳 1 圈时月球绕地球 12 圈；可用齿轮或皮带传递动力；LED 灯模拟阳光 — — 学科网（北京）股份有限公司 $