5.2 像工程师那样实践（高效培优·讲义）科学新版本浙教版七年级上册

5.2 像工程师那样实践 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 03 避坑指南·解题通法 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.明确工程实践的一般过程（六环节），理解各环节的核心任务与逻辑顺序 2.掌握概念设计与具体设计的差异，理解设计需在多种约束下权衡取舍 3.体验完整工程实践流程，能对简单产品进行缺陷分析与改进构思 1.以“办公椅研发”为案例，逐环节拆解：明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果，梳理各步骤的输入与输出 2.观察办公椅从“整体结构草图”到“标注具体材料与尺寸的详细图纸”的演变过程，体会设计由粗到细的深化逻辑 3.以三球运动演示模型或简易拐杖为实践载体，经历从画图、制作到测试、改进的全过程，学会用评价量表检验作品 考点01 工程设计的过程 1.工程产品：我们每天都在使用各种工程产品，如自行车、文具盒、投影仪等，这些都是工程师为了让人们更好地生活、学习而设计并制造出来的。 2.工程设计：工程师们将概念模糊的问题转变为高度简练的解决方案。 3.工程设计的过程 明确问题——设计方案——实施方案——检验产品——改进完善——发布成果 工程实践中，工程师需要明确问题，通过相互交流和讨论，采用头脑风暴，畅所欲言地提出自己创造性的想法，形成共识;当面对多种解决方案时，工程师需要评估各种方案的局限性，分析制约因素，做出权与取舍，从中选择最优的问题解决方案。工程实践的一般过程如图所示。 4.工程实践：制作一把办公椅 （1）明确问题 办公室员工在工作时发现所坐的椅子不够舒适，影响工作效率与身体健康，就会产生需求:希望可以调节椅子高度和靠背角度，使它坐起来更舒适。这种需求被称为工程问题。工程师了解到这些需求后，开始研发一款新的办公椅。研发团队经过调研，确定了以下设计要求: ①高度调节范围:450-550 mm。 ②倾斜角度调节范围:0°-30° ③座椅材料:舒适、透气的网布材料。 ④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。 （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。 5.工程可以很简单，也可以很复杂：例如，拉链由两排互锁的齿和一滑块组成，这一简单结构巧妙地实现了连接或分离两排齿的功能；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。 6.好的工程设计的要求：提前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，保证工程安全稳定并延长工程使用寿命。 【注意】 ①工程设计的好坏要经过反复论证，要特别注重反面的论证，即从实际出发，分析做成的物件在使用时可能会出现的问题，着力寻找设计方案中存在的缺陷。 ②工程实践中，工程师需要确定问题，相互讨论，运用头脑风暴，各抒己见后达成共识；面对多种方案时，工程师要评估各种方案的局限性，分析制约因素，选择最优方案。 ③产品设计首先要考虑安全性和功能，但同时也要考虑文化内涵、美感等多方面因素。 考点02 我们的工程实践 1.工程实践：制作三球运动演示模型（1）明确问题 ①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。 ②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。 ③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 （2）设计方案 三球运动演示模型具体可以分为两大模块，包括模拟运动的机械模块、模拟阳光的发光模块。 1)分析问题 ①太阳.地球和月球三者应该如放置，尺寸大小应该如何选择？ ②模型的动力如何提供？ ③什么样的装置可以模拟阳光？ 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1圈时，月球绕地球运动12圈，如何保证上述运动关系 2)材料和工具的选择 3)设计方案并绘制草图 （3）实施计划 按照设计方案制作演示模型，记录实施过程中遇到的困难以及解决的方法。 （4）检验作品 依照评价量表对模型进行测试并打分，将结果记录在表中 （5）改进完善 根据测试结果，现在的三球运动演示模型还可以如何改进?与组员讨论，并在原设计草图中标注。 （6）发布成果 通过绘制画报、呈现实物或产品发布会的形式发布三球运动演示模型制作成果。 2.工程实践重要性：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。 1．工程实践的核心不是“做完”，而是“做好”。检验作品后若不合格，必须回到改进完善；改进后仍需再检验。这个测试—反馈—修改的循环可能重复多次，直到满足验收标准。答题时遇到“测试发现问题后应该怎么做”，正确答案永远是“改进后重新测试”，而非“直接放弃”或“直接量产” 2．办公椅设计需要在舒适性、承重能力、成本、透气性之间找平衡。工程师最终选择更换耐受力更强的材料，而不是无限加厚钢管，正是因为要兼顾生产成本与实际需求。这种在多重约束下寻求最优化而非理想化的思维，是区分“科学家”与“工程师”的关键 1．如图所示为小鄞同学自制的“午休椅”。检验后，小鄞同学对发现的问题进行优化调整，该过程属于工程实践中的（     ） A．明确问题 B．设计方案 C．检验作品 D．改进完善 2．请根据所学的工程与技术知识，设计一款板凳。设计要求：a．稳定坚固；b．坐着舒适；c．承重性好；d．可多张叠放。以下四款板凳模型最符合要求的是（　　） A． B． C． D． 3．制作三球运动演示模型是一个工程实践的过程，其流程有：①制作一个模型，②在限制条件下进行设计，③发布成果，④测试这个模型、评估并改进，⑤明确一个要解决的问题。下列符合工程实践的过程是（     ） A．②⑤①③④ B．②⑤①④③ C．⑤②①③④ D．⑤②①④③ 4．在世博会场馆建设上，采用了太阳能建筑一体化、自然通风和雨水收集利用等一批生态环保技术，使用前进行试运行。从设计的角度看，安排试运行这一举措属于工程实践过程中的（    ） A．设计方案 B．实施计划 C．检验作品 D．发布成果 5．电动自行车自燃会危及生命财产安全。2025年9月1日起实施新的《电动自行车安全技术规范》，新规要求新生产的电动自行车限制塑料件使用比例，提高防火阻燃性能。这一过程属于工程实践环节中的（     ） A．改进完善 B．实施计划 C．明确问题 D．设计方案 6．科学课上，同学们根据工程实践的六个步骤，制作了太阳、地球和月球的三球运动演示模型，如图所示。请回答： (1)材料中有LED灯，制作过程中应将其安装在________（填序号）球中。 (2)在检验作品环节，小科发现三球仪的转动存在较严重的卡顿，接下来他应进行的工程实践步骤是________ 7．某校项目化小组根据第五章所学的工程与技术知识，想设计一张教室用午睡椅。设计要求如下：a． 结构稳固，躺卧舒适；b． 可折叠或可收纳；c． 适合初中生身高体型，支撑合理；d． 材料安全环保，成本合理。请依据工程设计的基本过程，回答下列问题： (1)工程设计存在以下过程：①设计方案；②明确问题；③检验作品；④改进完善；⑤实施计划；⑥发布成果，先后顺序正确的是___________。 A．①②③④⑤⑥ B．②①⑤③④⑥ C．①②③⑤④⑥ D．②①③⑤④⑥ (2)在“明确问题”阶段，同学们需要收集信息和界定需求。以下活动中，不属于该阶段应完成的是___________ A．绘制午睡椅的装配图和零件尺寸图 B．查阅人体工程学中关于脊柱支撑的相关知识 C．调查同学们午睡时的姿势习惯与舒适度需求 (3)在“设计方案”时，需考虑各项设计要求。下列因素与设计要求关联最弱的是___________ A．椅背角度调节范围的设定 B．面料的透气性与柔软度 C．折叠椅的耐用性与操作便捷性 D．午睡椅外观颜色的时尚程度 (4)为检验是否满足设计要求a，下列测试方法中最合理的是___________ A．检查缝线是否整齐美观 B．测量折叠后的厚度与占地面积 C．快速开合折叠20次，观察是否顺畅 D．请不同身高体重的同学实际躺卧，并模拟翻身动作 8．在学校“生活与设计”项目活动中，某小组承接了“为学生设计一把可调节高度的学习椅”的任务。他们按照工程实践的一般流程开展设计： (1)在“明确问题”时，小组列出了以下可能影响因素，其中最不需要作为设计重点的是___________； A．椅子材料的舒适度 B．材料成本是否可控 C．椅子承受的最大荷载 D．椅子能否实现360°旋转 (2)为确定图甲中座椅的合理高度范围h，结合图乙，应重点测量人体的___________； A．站立身高 B．站立臂展 C．坐姿膝高 (3)小组在样品测试中发现，外露的高度调节螺栓易刮蹭衣物与书包，最终选择将外露螺栓改为隐藏式旋钮，以消除安全隐患。这一步骤属于上述工程实践流程中的___________阶段。 9．工程实践的一般过程包括：明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果。以下是一款可躺平学生午休桌椅的部分研发流程。 (1)设计午休桌椅的核心目标是：兼顾学习与午休功能，改善学生午休质量，保护脊柱健康。针对以上需求，工程师在设计产品时需要考虑座位的高度、座椅材料等因素，请再列举一项需要考虑的因素：______。 (2)研发团队针对“从坐姿切换到躺姿时，椅背的调节不够顺滑”，重新设计了调节装置。这个操作属于工程实践一般过程中的______。 10．为拓宽大家的视野，班主任为班级订购了一批杂志书刊，这就带来了收纳的难题。为此，小科决定设计并制作一款简易书架，其具体实践步骤如下： a.制作简易书架，编写使用说明书； b.收集信息，选择合适的材料和工具，绘制草图； c.向同学分享书架的制作方法和使用技巧； d.根据测试结果调整书架的层板间距或支撑结构； e.对书架进行测试，并结合评价量表打分； f.了解现有简易书架的设计特点、制造方法以及验收标准。 (1)工程实践的一般过程为：明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果。则小科实践步骤的顺序为_________（按序填字母）。 (2)为使书架能收纳不同大小的书籍，在步骤b中应收集的信息有_________（合理即可）。 (3)最终选择了木板作为主要材料，并设计了如下评价量表： 评价指标 优秀 合格 待改进 材料 容易获得、环保 容易获得、不环保 待填① 承重能力 可承载40本书刊以上（大于10kg） 可承载30本书（约7.5kg） 可承载少于20本书刊（不足5kg） 待填② 放置书籍后无倾斜、晃动 轻微晃动但不影响使用 易倾斜、甚至倾倒 补全书架评价量表：①_________；②_________。 11．小乐设计并制作了一款保温杯垫，实践步骤包括： a．制作保温杯垫，编写使用说明书； b．收集信息，选择合适的保温杯垫材料和制作工具，绘制草图； c．发布保温杯垫； d．根据测试结果进行优化； e．对保温杯垫进行测试，并结合评价量表打分； f．了解已有的保温杯垫加热方式，明确保温杯垫的验收标准。 (1)工程实践的一般过程如下：明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果。则小乐实践步骤的顺序为______（按序填写母）。 (2)为了使保温杯垫适用于更多水杯的保温，步骤b中应收集的信息有______（写出1点）。 (3)小乐选择了用电加热的方式制作保温杯垫，并设计了如下评价量表，回答问题： 评价指标 优秀 合格 待改进 材料 易得且环保 易得、不环保 待填① 保温效果 最高保温温度在50℃以上 最高保温温度在30℃~50℃之间 最高保温温度在30℃以下 智能化 可连续调节保温温度 可调节保温温度但不连续 无法调节保温温度 待填② …… …… …… ①补全保温杯垫评价量表______。 ②针对保温杯垫采用电加热的方式，提出一个新的评价指标______。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2 像工程师那样实践 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 03 避坑指南·解题通法 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.明确工程实践的一般过程（六环节），理解各环节的核心任务与逻辑顺序 2.掌握概念设计与具体设计的差异，理解设计需在多种约束下权衡取舍 3.体验完整工程实践流程，能对简单产品进行缺陷分析与改进构思 1.以“办公椅研发”为案例，逐环节拆解：明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果，梳理各步骤的输入与输出 2.观察办公椅从“整体结构草图”到“标注具体材料与尺寸的详细图纸”的演变过程，体会设计由粗到细的深化逻辑 3.以三球运动演示模型或简易拐杖为实践载体，经历从画图、制作到测试、改进的全过程，学会用评价量表检验作品 考点01 工程设计的过程 1.工程产品：我们每天都在使用各种工程产品，如自行车、文具盒、投影仪等，这些都是工程师为了让人们更好地生活、学习而设计并制造出来的。 2.工程设计：工程师们将概念模糊的问题转变为高度简练的解决方案。 3.工程设计的过程 明确问题——设计方案——实施方案——检验产品——改进完善——发布成果 工程实践中，工程师需要明确问题，通过相互交流和讨论，采用头脑风暴，畅所欲言地提出自己创造性的想法，形成共识;当面对多种解决方案时，工程师需要评估各种方案的局限性，分析制约因素，做出权与取舍，从中选择最优的问题解决方案。工程实践的一般过程如图所示。 4.工程实践：制作一把办公椅 （1）明确问题 办公室员工在工作时发现所坐的椅子不够舒适，影响工作效率与身体健康，就会产生需求:希望可以调节椅子高度和靠背角度，使它坐起来更舒适。这种需求被称为工程问题。工程师了解到这些需求后，开始研发一款新的办公椅。研发团队经过调研，确定了以下设计要求: ①高度调节范围:450-550 mm。 ②倾斜角度调节范围:0°-30° ③座椅材料:舒适、透气的网布材料。 ④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。 （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。 5.工程可以很简单，也可以很复杂：例如，拉链由两排互锁的齿和一滑块组成，这一简单结构巧妙地实现了连接或分离两排齿的功能；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。 6.好的工程设计的要求：提前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，保证工程安全稳定并延长工程使用寿命。 【注意】 ①工程设计的好坏要经过反复论证，要特别注重反面的论证，即从实际出发，分析做成的物件在使用时可能会出现的问题，着力寻找设计方案中存在的缺陷。 ②工程实践中，工程师需要确定问题，相互讨论，运用头脑风暴，各抒己见后达成共识；面对多种方案时，工程师要评估各种方案的局限性，分析制约因素，选择最优方案。 ③产品设计首先要考虑安全性和功能，但同时也要考虑文化内涵、美感等多方面因素。 考点02 我们的工程实践 1.工程实践：制作三球运动演示模型 （1）明确问题 ①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。 ②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。 ③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 （2）设计方案 三球运动演示模型具体可以分为两大模块，包括模拟运动的机械模块、模拟阳光的发光模块。 1)分析问题 ①太阳.地球和月球三者应该如放置，尺寸大小应该如何选择？ ②模型的动力如何提供？ ③什么样的装置可以模拟阳光？ 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1圈时，月球绕地球运动12圈，如何保证上述运动关系 2)材料和工具的选择 3)设计方案并绘制草图 （3）实施计划 按照设计方案制作演示模型，记录实施过程中遇到的困难以及解决的方法。 （4）检验作品 依照评价量表对模型进行测试并打分，将结果记录在表中 （5）改进完善 根据测试结果，现在的三球运动演示模型还可以如何改进?与组员讨论，并在原设计草图中标注。 （6）发布成果 通过绘制画报、呈现实物或产品发布会的形式发布三球运动演示模型制作成果。 2.工程实践重要性：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。 1．工程实践的核心不是“做完”，而是“做好”。检验作品后若不合格，必须回到改进完善；改进后仍需再检验。这个测试—反馈—修改的循环可能重复多次，直到满足验收标准。答题时遇到“测试发现问题后应该怎么做”，正确答案永远是“改进后重新测试”，而非“直接放弃”或“直接量产” 2．办公椅设计需要在舒适性、承重能力、成本、透气性之间找平衡。工程师最终选择更换耐受力更强的材料，而不是无限加厚钢管，正是因为要兼顾生产成本与实际需求。这种在多重约束下寻求最优化而非理想化的思维，是区分“科学家”与“工程师”的关键 1．如图所示为小鄞同学自制的“午休椅”。检验后，小鄞同学对发现的问题进行优化调整，该过程属于工程实践中的（     ） A．明确问题 B．设计方案 C．检验作品 D．改进完善 【答案】D 【解析】A．明确问题是确定需要解决的具体问题，题中已经完成检验并针对发现的问题进行调整，故A不符合题意； B．设计方案是根据问题提出解决思路和具体方案，题中描述的不是设计方案，故B不符合题意； C．检验作品是对作品进行测试并判断其是否达到预期要求，题中是在检验后进行优化调整，故C不符合题意； D．根据检验中发现的问题对作品进行优化调整，属于改进完善，故D符合题意。 故选D。 2．请根据所学的工程与技术知识，设计一款板凳。设计要求：a．稳定坚固；b．坐着舒适；c．承重性好；d．可多张叠放。以下四款板凳模型最符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】从板凳的稳定坚固和可多张叠放分析，需要增大底面积且有支撑架，同时可堆叠，方便存储和运输。 故选B。 3．制作三球运动演示模型是一个工程实践的过程，其流程有：①制作一个模型，②在限制条件下进行设计，③发布成果，④测试这个模型、评估并改进，⑤明确一个要解决的问题。下列符合工程实践的过程是（     ） A．②⑤①③④ B．②⑤①④③ C．⑤②①③④ D．⑤②①④③ 【答案】D 【解析】工程实践的合理顺序为明确问题、在限制条件下进行设计、制作模型、测试评估并改进、发布成果，即⑤②①④③，故选D。 4．在世博会场馆建设上，采用了太阳能建筑一体化、自然通风和雨水收集利用等一批生态环保技术，使用前进行试运行。从设计的角度看，安排试运行这一举措属于工程实践过程中的（    ） A．设计方案 B．实施计划 C．检验作品 D．发布成果 【答案】C 【解析】要明确设计方案是否可行，我们还必须进行各种测试、评估，以及优化方案、完善产品原型。 【详解】从设计的角度看，安排试运行这一举措应该属于设计过程的测试、评估及优化阶段，即 检验作品。C正确，ABD错误。 故选C。 5．电动自行车自燃会危及生命财产安全。2025年9月1日起实施新的《电动自行车安全技术规范》，新规要求新生产的电动自行车限制塑料件使用比例，提高防火阻燃性能。这一过程属于工程实践环节中的（     ） A．改进完善 B．实施计划 C．明确问题 D．设计方案 【答案】A 【解析】A．“改进完善”是指在已有的基础上，对产品、技术等进行改进和优化，以提高其性能、安全性等方面。新的《电动自行车安全技术规范》限制塑料使用比例、提高线路要求，就是在对电动自行车现有的技术规范进行改善优化，从而提升电动自行车的安全性，保障使用者及财产安全，A符合题意。 B．“实施计划”重点在于按照既定的方案去执行各项任务。这里的新规更侧重于对电动自行车安全技术规范的一种完善和改进，并非单纯的按计划执行，B不符合题意。 C．“明确问题”是工程实践的起始阶段，主要是发现和清晰地阐述要解决的问题。而新规限制电动自行车塑料使用比 例、提高相关线路要求等，不是单纯在提出问题，而是已经到了对电动自行车相关技术规范进行改进的阶段，C不符合题意。 D．“设计方案”主要是在设计构思阶段。新规内容显然不是关于设计方面的，D不符合题意。 6．科学课上，同学们根据工程实践的六个步骤，制作了太阳、地球和月球的三球运动演示模型，如图所示。请回答： (1)材料中有LED灯，制作过程中应将其安装在________（填序号）球中。 (2)在检验作品环节，小科发现三球仪的转动存在较严重的卡顿，接下来他应进行的工程实践步骤是________ 【答案】(1)① (2)改进完善 【解析】（1）在日地月系统中，太阳是自身能发光的天体，LED灯的作用是模拟太阳的发光特性；同时三球模型里体积最大的①对应太阳，体积次之的②对应地球，最小的③对应月球，因此LED灯要安装在①球中。 （2）三球仪制作的工程步骤是：设计→制作→检验→优化改进。现在发现了 “转动卡顿” 的缺陷，属于检验出的问题。下一步是优化改进，改进完善。 7．某校项目化小组根据第五章所学的工程与技术知识，想设计一张教室用午睡椅。设计要求如下：a． 结构稳固，躺卧舒适；b． 可折叠或可收纳；c． 适合初中生身高体型，支撑合理；d． 材料安全环保，成本合理。请依据工程设计的基本过程，回答下列问题： (1)工程设计存在以下过程：①设计方案；②明确问题；③检验作品；④改进完善；⑤实施计划；⑥发布成果，先后顺序正确的是___________。 A．①②③④⑤⑥ B．②①⑤③④⑥ C．①②③⑤④⑥ D．②①③⑤④⑥ (2)在“明确问题”阶段，同学们需要收集信息和界定需求。以下活动中，不属于该阶段应完成的是___________ A．绘制午睡椅的装配图和零件尺寸图 B．查阅人体工程学中关于脊柱支撑的相关知识 C．调查同学们午睡时的姿势习惯与舒适度需求 (3)在“设计方案”时，需考虑各项设计要求。下列因素与设计要求关联最弱的是___________ A．椅背角度调节范围的设定 B．面料的透气性与柔软度 C．折叠椅的耐用性与操作便捷性 D．午睡椅外观颜色的时尚程度 (4)为检验是否满足设计要求a，下列测试方法中最合理的是___________ A．检查缝线是否整齐美观 B．测量折叠后的厚度与占地面积 C．快速开合折叠20次，观察是否顺畅 D．请不同身高体重的同学实际躺卧，并模拟翻身动作 【答案】(1)B (2)A (3)D (4)D 【解析】（1）工程设计的基本过程顺序是：②明确问题、①设计方案、⑤实施计划、③检验作品、④改进完善、⑥发布成果。所以正确的顺序是：②①⑤③④⑥。 （2）“明确问题”阶段的核心是收集信息、界定需求，而绘制装配图和零件尺寸图属于“设计方案”或“实施计划”阶段的工作，不属于“明确问题”阶段。 （3）设计要求为：结构稳固、躺卧舒适;可折叠或收纳;造型美观、支撑合理;材料安全环保、成本合理;A、B、C选项分别对应“躺卧舒适”“躺卧舒适”“可折叠收纳”的设计要求;D选项“外观颜色的时尚程度”和核心设计要求的关联最弱。 （4）设计要求a是“结构稳固，躺卧舒适”，测试这个要求最合理的方法是让不同身高体重的同学实际躺卧并模拟翻身动作，以此验证结构和舒适度。 8．在学校“生活与设计”项目活动中，某小组承接了“为学生设计一把可调节高度的学习椅”的任务。他们按照工程实践的一般流程开展设计： (1)在“明确问题”时，小组列出了以下可能影响因素，其中最不需要作为设计重点的是___________； A．椅子材料的舒适度 B．材料成本是否可控 C．椅子承受的最大荷载 D．椅子能否实现360°旋转 (2)为确定图甲中座椅的合理高度范围h，结合图乙，应重点测量人体的___________； A．站立身高 B．站立臂展 C．坐姿膝高 (3)小组在样品测试中发现，外露的高度调节螺栓易刮蹭衣物与书包，最终选择将外露螺栓改为隐藏式旋钮，以消除安全隐患。这一步骤属于上述工程实践流程中的___________阶段。 【答案】(1)D (2)C (3)改进完善 【解析】（1）设计重点应围绕椅子的核心功能、安全性、实用性和成本等关键因素: A．椅子材料的舒适度直接影响使用体验，是设计重点，A不符合题意。 B．材料成本是否可控影响产品的经济性和市场竞争力，是设计重点，B不符合题意。 C．椅子承受的最大荷载关系到使用安全，是设计重点，C不符合题意。 D．椅子能否实现360°旋转属于附加功能，不是所有椅子都需要，因此最不需要作为设计重点，D符合题意。 （2）图甲中连椅的高度范围b对应的是人体坐姿时的相关尺寸，结合图乙的人体测量示意，坐姿膝高是与座椅高度直接相关的人体尺寸。 （3）在工程实践流程中，样品测试后发现问题并进行改进(将外露调节螺丝改为隐藏式旋钮)，这一环节属于改进完善。 9．工程实践的一般过程包括：明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果。以下是一款可躺平学生午休桌椅的部分研发流程。 (1)设计午休桌椅的核心目标是：兼顾学习与午休功能，改善学生午休质量，保护脊柱健康。针对以上需求，工程师在设计产品时需要考虑座位的高度、座椅材料等因素，请再列举一项需要考虑的因素：______。 (2)研发团队针对“从坐姿切换到躺姿时，椅背的调节不够顺滑”，重新设计了调节装置。这个操作属于工程实践一般过程中的______。 【答案】(1)椅背的调节角度（或桌椅的折叠方式、承重能力、安全稳定性、是否占用空间、操作便捷性等，合理即可） (2)改进完善 【解析】设计的一般原则有：创新原则、实用原则、经济原则、美观原则、道德原则、技术规范原则、可持续发展原则。 【详解】（1）设计可躺平学生午休桌椅时，除了座位高度、座椅材料，还需要考虑椅背的调节角度（或桌椅的折叠方式、承重能力、安全稳定性、是否占用空间、操作便捷性等），这些因素都和兼顾学习与午休功能、保护脊柱健康的核心目标相关。 （2）工程实践的一般过程是：明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果。 研发团队针对“从坐姿切换到躺姿时，椅背的调节不够顺滑”重新设计调节装置，这是在检验作品后发现问题并进行优化，属于改进完善环节。 10．为拓宽大家的视野，班主任为班级订购了一批杂志书刊，这就带来了收纳的难题。为此，小科决定设计并制作一款简易书架，其具体实践步骤如下： a.制作简易书架，编写使用说明书； b.收集信息，选择合适的材料和工具，绘制草图； c.向同学分享书架的制作方法和使用技巧； d.根据测试结果调整书架的层板间距或支撑结构； e.对书架进行测试，并结合评价量表打分； f.了解现有简易书架的设计特点、制造方法以及验收标准。 (1)工程实践的一般过程为：明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果。则小科实践步骤的顺序为_________（按序填字母）。 (2)为使书架能收纳不同大小的书籍，在步骤b中应收集的信息有_________（合理即可）。 (3)最终选择了木板作为主要材料，并设计了如下评价量表： 评价指标 优秀 合格 待改进 材料 容易获得、环保 容易获得、不环保 待填① 承重能力 可承载40本书刊以上（大于10kg） 可承载30本书（约7.5kg） 可承载少于20本书刊（不足5kg） 待填② 放置书籍后无倾斜、晃动 轻微晃动但不影响使用 易倾斜、甚至倾倒 补全书架评价量表：①_________；②_________。 【答案】(1)fbaedc (2)不同书刊的尺寸、厚度范围、一般书刊的重量范围（合理即可） (3) ①不易得、不环保 ②稳定性 【解析】（1）工程实践一般过程对应步骤为：f（了解现有书架信息，明确问题）→b（收集信息、绘制草图，设计方案）→a（制作书架、编写说明书，实施计划）→e（测试并打分，检验作品）→d（调整结构，改进完善）→c（分享成果，发布成果），因此顺序为fbaedc。 （2）为收纳不同大小的书籍，在设计方案阶段（步骤b）需收集的信息有：不同书刊的尺寸、厚度范围，一般书刊的重量范围，现有简易书架的层板间距设计、承重标准等，以便合理规划层板高度和承重结构。 （3）[1]材料维度的“待改进”等级需与“优秀（容易获得、环保）”“合格（容易获得、不环保）”形成梯度，故填不易获得、不环保。 [2]结合“放置书籍后无倾斜、晃动”“轻微晃动但不影响使用”“易倾斜、甚至倾倒”的描述，该评价指标为稳定性。 11．小乐设计并制作了一款保温杯垫，实践步骤包括： a．制作保温杯垫，编写使用说明书； b．收集信息，选择合适的保温杯垫材料和制作工具，绘制草图； c．发布保温杯垫； d．根据测试结果进行优化； e．对保温杯垫进行测试，并结合评价量表打分； f．了解已有的保温杯垫加热方式，明确保温杯垫的验收标准。 (1)工程实践的一般过程如下：明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果。则小乐实践步骤的顺序为______（按序填写母）。 (2)为了使保温杯垫适用于更多水杯的保温，步骤b中应收集的信息有______（写出1点）。 (3)小乐选择了用电加热的方式制作保温杯垫，并设计了如下评价量表，回答问题： 评价指标 优秀 合格 待改进 材料 易得且环保 易得、不环保 待填① 保温效果 最高保温温度在50℃以上 最高保温温度在30℃~50℃之间 最高保温温度在30℃以下 智能化 可连续调节保温温度 可调节保温温度但不连续 无法调节保温温度 待填② …… …… …… ①补全保温杯垫评价量表______。 ②针对保温杯垫采用电加热的方式，提出一个新的评价指标______。 【答案】(1)f、b、a、e、d、c (2)不同水杯的底部尺寸 (3) 不易得或不环保 加热速度 【解析】（1）工程实践一般过程为明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果。 明确问题对应f（了解已有的保温杯垫加热方式，明确保温杯垫的验收标准）；设计方案对应b（收集信息，选择合适的保温杯垫材料和制作工具，绘制草图）；实施计划对应a（制作保温杯垫，编写使用说明书）；检验作品对应e（对保温杯垫进行测试，并结合评价量表打分）；改进完善对应d（根据测试结果进行优化）；发布成果对应c（发布保温杯垫）。 所以顺序为f、b、a、e、d、c。 （2）为使保温杯垫适用于更多水杯保温，步骤b中应收集的信息需围绕水杯相关，比如不同水杯的底部尺寸，这样能让保温杯垫适配更多水杯。 （3） ①评价量表中材料这一指标，优秀是“易得且环保”，合格是“易得、不环保”，那么待改进的情况就是不易得或不环保。    ②针对电加热方式，可提出的新评价指标有加热速度（比如从室温加热到指定温度所需时间）、安全性能（如是否有防漏电设计等）、功率稳定性（加热过程中功率是否稳定）等，这里可填加热速度。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $