1.2《認(rèn)識(shí)工程》教案（含1單元知識(shí)點(diǎn)）

21世紀(jì)教育網(wǎng)精品試卷·第2頁（共2頁）1.2《認(rèn)識(shí)工程》教學(xué)設(shè)計(jì)課題認(rèn)識(shí)工程單元一學(xué)科科學(xué)年級(jí)六學(xué)習(xí)目標(biāo)1.許多發(fā)明創(chuàng)造來源于對(duì)生活的觀察，可以在自然界找到原型。2.工程建設(shè)需要運(yùn)用相關(guān)科學(xué)知識(shí)以及技術(shù)的支撐來完成。3.工程需要在一定的限制條件下完成任務(wù)，要經(jīng)歷類似的建設(shè)過程。4.能通過閱讀資料知道工程建設(shè)需要面臨的限制條件有哪些，又是怎樣解決難題的。5.能根據(jù)工程案例歸納出工程建設(shè)過程的相似步驟。6.能了解工程建設(shè)所需的科學(xué)技術(shù)支持，分析工程與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。7.認(rèn)識(shí)到工程建設(shè)的艱難，從而產(chǎn)生對(duì)建設(shè)者的敬仰之情。8.進(jìn)一步喚起學(xué)習(xí)工程的興趣，激發(fā)做一名小小工程師的愿望。9.進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)與工程的相互關(guān)系。10.進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要作用，人類的好奇心及社會(huì)的需求對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的積極促進(jìn)作用。重點(diǎn)根據(jù)港珠澳大橋工程案例，了解工程建設(shè)的艱巨與復(fù)雜，歸納工程建設(shè)過程的相似步驟。難點(diǎn)根據(jù)四大工程案例分析工程與技術(shù)的關(guān)系。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課我們已經(jīng)了解了住房和它的建造過程，其他工程的建設(shè)過程又是怎樣的?它們?cè)诮ㄔO(shè)過程中有什么共同特點(diǎn)呢?工程有兩方面的含義:一是指將自然科學(xué)的原理應(yīng)用到實(shí)際中而形成的各學(xué)科的總稱。如土木建筑工程、水利工程、機(jī)械工程、采礦(冶金)工程、機(jī)電工程、海洋工程、生物工程等。主要內(nèi)容有對(duì)工程基地的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工等,原材料的選擇研究，設(shè)備和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造，工藝和施工方法的研究等。二是指具體的建設(shè)工程項(xiàng)目。如南京長(zhǎng)江大橋工程、三峽工程、青藏鐵路工程、京滬京廣高鐵工程、“嫦娥”探月工程、“神舟”飛船發(fā)射工程等。本課通過先了解港珠澳大橋建造的主要過程，再對(duì)比房屋建造的過程，最后歸納一下工程建設(shè)過程要經(jīng)歷的步驟。學(xué)生交流并回答問題。提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。講授新課探索：閱讀或觀看港珠澳大橋的相關(guān)資料，試著整理和歸納下面的問題。經(jīng)過九年施工，港珠澳大橋終于正式開通了。港珠澳大橋飛跨伶仃洋，連接著我國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)和人口最密集的地區(qū)，大橋全長(zhǎng)55千米，是集橋、島、隧為一體的世界最長(zhǎng)的跨海大橋。大橋?qū)榛浉郯拇鬄硡^(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來強(qiáng)勁的動(dòng)力。1.為什么要建造港珠澳大橋?(1)港珠澳建立“自由貿(mào)易區(qū)”，這樣既有利于香港與內(nèi)地的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系與融合，鞏固和提升香港國際金融中心、航運(yùn)中心、貿(mào)易中心的地位，又有利于促進(jìn)港珠澳三地經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展。(2)港珠澳大橋的建成將帶來港珠澳產(chǎn)業(yè)的互動(dòng)和新的合作領(lǐng)域的形成，大大改善人員、生產(chǎn)資料的流動(dòng)效率。(3)交通快捷、成本減少和時(shí)間縮短都將使珠海與港澳聯(lián)系加深，有利于港珠澳三地優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。(4)有利于提升珠三角產(chǎn)業(yè)升級(jí)，為發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)創(chuàng)造良好條件。2.大橋的建造曾面臨哪些限制和挑戰(zhàn)?這些問題都是怎樣解決的?3.大橋的建造經(jīng)歷了哪些主要過程?2009年12月15日，港珠澳大橋正式開工建設(shè)。2015年2月23日，青州航道橋56號(hào)墩索塔“中國結(jié)"結(jié)形撐首個(gè)節(jié)段吊裝成功。2015年8月23日，江海直達(dá)船航道橋首個(gè)“海豚”塔成功吊裝。2015年9月6日，主體工程220座墩臺(tái)全線完工。2016年6月29日，港珠澳大橋主體橋梁合龍。2016年9月27日，港珠澳大橋主體工程橋梁工程全線貫通。2017年7月7日，港珠澳大橋海底隧道暨大橋主體工程順利貫通。2018年2月，港珠澳大橋主體工程完成交工驗(yàn)收，具備通車試運(yùn)營條件。梳理工程建設(shè)過程的相似步驟。1.明確一個(gè)要解決的問題。2.在限制條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)。限制條件包括時(shí)間、費(fèi)用、可用材料、環(huán)境、抵抗自然界的破壞能力等。3.制作一個(gè)模型，測(cè)試這個(gè)模型，評(píng)估并改進(jìn)。制作房屋模型，對(duì)樓體高度、結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行測(cè)試，確保建筑物的堅(jiān)固性和安全性，從各個(gè)方面驗(yàn)證建筑物的應(yīng)力。4.實(shí)施建設(shè)。在實(shí)施建設(shè)過程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)來施工，不可隨意更改。如果遇到設(shè)計(jì)中未出現(xiàn)的情況，要重新進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，確定可行性后再進(jìn)行施工。了解這些宏大工程與科技進(jìn)步的關(guān)系。1.房屋和港珠澳大橋的建造過程可能用到的技術(shù)?？赡苡玫搅诉\(yùn)輸、制造、冶煉、力學(xué)、建筑、電子、燃料、機(jī)械、通信等技術(shù)。2.工程推動(dòng)技術(shù)發(fā)展。建造“鳥巢"所需鋼材要求輕便且荷載能力大，國內(nèi)鋼鐵廠便專門研制了特供鋼材。港珠澳大橋橋梁焊接的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，中鐵山橋集團(tuán)便研發(fā)了世界上規(guī)模最大、精度最高的機(jī)器人焊接系統(tǒng)。(1)中國天眼工程?！爸袊煅邸钡膶W(xué)名是500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，是通過接收宇宙中不可見的無線電波來“觀測(cè)”宇宙。目前，“中國天眼”是世界上最大的也是最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。涉及的創(chuàng)新技術(shù):①為適應(yīng)山區(qū)復(fù)雜地形而采取的圈梁支承形式，是一項(xiàng)龐大的建筑工程。②復(fù)雜的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，是世界上第一個(gè)采用變位工作方式的索網(wǎng)體系。③饋源艙支撐系統(tǒng)，突破了傳統(tǒng)射電望遠(yuǎn)鏡饋源艙與反射面相對(duì)固定的剛體支撐模式。④創(chuàng)建了超大型射電望遠(yuǎn)鏡的新系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了500米的口徑反射面主動(dòng)變位和饋源艙高精度定位，是射電望遠(yuǎn)鏡建造技術(shù)的重大突破。(2)高速鐵路工程。是指設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)高、可供列車安全高速行駛的鐵路系統(tǒng)工程。包括車輛設(shè)備、軌道系統(tǒng)、站場(chǎng)設(shè)施等具體項(xiàng)目。其中“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組列車，是具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)已達(dá)到世界先進(jìn)水平，“復(fù)興號(hào)”CR400系列的上檔時(shí)速為400千米/時(shí)。高速鐵路工程涉及的技術(shù)包括鐵路建設(shè)技術(shù)，列車制造技術(shù)、信息采集技術(shù)、調(diào)度控制技術(shù)以及運(yùn)營管理技術(shù)和維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)等。(3)鳥巢工程。即國家體育場(chǎng)，為2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主體育場(chǎng)。整個(gè)建筑通過迪士尼巨型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聯(lián)系，內(nèi)部沒有一根立柱，看臺(tái)是一個(gè)完整的沒有任何遮擋的碗狀造型，是當(dāng)時(shí)世界上跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)體育場(chǎng)。(4)“天宮”空間站工程。即中國空間站工程，包括天和核心艙、實(shí)驗(yàn)艙夢(mèng)天、實(shí)驗(yàn)艙問天、載人飛船(“神舟”號(hào)飛船)和貨運(yùn)飛船(“天舟”號(hào)飛船)五個(gè)模塊組成。各飛行器既是獨(dú)立的飛行器，具備獨(dú)立的飛行能力，又可以與核心艙組合成多種形態(tài)的空間組合體，在核心艙統(tǒng)一調(diào)度下協(xié)同工作，完成空間站承擔(dān)的各項(xiàng)任務(wù)。中國空間站從開始就堅(jiān)持獨(dú)立自主發(fā)展，空間站無論從構(gòu)型、能源、保障還是在軌推進(jìn)技術(shù)上，都有突出的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。比如光電轉(zhuǎn)化率更高的光伏系統(tǒng)、水汽再生系統(tǒng)、獨(dú)創(chuàng)電推進(jìn)系統(tǒng)等。研討：通過兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們對(duì)工程有了哪些認(rèn)識(shí)?這些認(rèn)識(shí)的依據(jù)是什么?1.工程是一項(xiàng)復(fù)雜、整體、協(xié)調(diào)的工作。依據(jù):無論建造住房，還是建造“中國天眼”、高鐵、“鳥巢”體育場(chǎng)和“天宮”空間站等工程都需要經(jīng)歷復(fù)雜、整體、協(xié)調(diào)的工作。2.設(shè)計(jì)與施工同等重要，甚至設(shè)計(jì)更為重要。依據(jù):從前期準(zhǔn)備到建設(shè)完成的十余年間，港珠澳大橋在建造過程中遇到的困難還有很多。工程團(tuán)隊(duì)不斷突破技術(shù)難關(guān)，才解決了這些難題。完成這項(xiàng)宏大的工程，依賴的核心是設(shè)計(jì)。完成一項(xiàng)工程要經(jīng)歷哪些重要的工作階段?完成一項(xiàng)工程要經(jīng)歷重要的工作階段，包括明確一個(gè)要解決的問題；在限制條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)；制作一個(gè)模型；測(cè)試這個(gè)模型，評(píng)估并改進(jìn)；再重新設(shè)計(jì)制作模型，再測(cè)試，再改進(jìn)完善。循環(huán)往復(fù)，直到設(shè)計(jì)達(dá)到各種限制條件的要求，才開始實(shí)施建設(shè)。工程與技術(shù)的關(guān)系是怎樣的?1.每一項(xiàng)宏大的工程都采用了大量的技術(shù)，證明了工程離不開技術(shù)的支持。2.工程利用了大量技術(shù)成果，建設(shè)工程的過程中遇到的難題也推動(dòng)了技術(shù)的發(fā)展。假如讓我們做一名小小的工程師，我們都要完成哪些工作呢?拓展:收集塔的圖片，觀察塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。塔底的基座大，漸漸地越往上越“尖”，越往上用料越少。其中鐵塔結(jié)構(gòu)具有三角形結(jié)構(gòu)，底面大，下面重，風(fēng)阻小等特點(diǎn)。學(xué)生閱讀教科書第6頁的文字資料，思考問題。小組進(jìn)行資料整理、分析。全班共同研討交流。學(xué)生交流匯總。小組討論交流。學(xué)生完成活動(dòng)手冊(cè)記錄。學(xué)生開展自由討論。學(xué)生交流討論。學(xué)生匯報(bào)。收集鐵塔的圖片，觀察鐵塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生搜集、處理、分析文獻(xiàn)資料并從中獲取信息的科學(xué)探究能力，加強(qiáng)對(duì)工程復(fù)雜性、科學(xué)性、系統(tǒng)性的理解。按照設(shè)計(jì)制作模型，再對(duì)模型進(jìn)行測(cè)試、評(píng)估和改進(jìn)，循環(huán)往復(fù)，直到設(shè)計(jì)達(dá)到各種限制條件的要求。引導(dǎo)學(xué)生分享對(duì)工程的新認(rèn)識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生思考鐵塔為什么如此牢固、穩(wěn)定，它的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)。課堂小結(jié)本課通過查找港珠澳大橋的文字與視頻等資料，知道大橋的建造過程中要經(jīng)歷很大的限制和挑戰(zhàn)，要有一定科學(xué)原理和科學(xué)技術(shù)的支持。通過了解“鳥巢”“中國天眼”等宏大工程與科技進(jìn)步的關(guān)系，知道許多發(fā)明創(chuàng)造來源于對(duì)生活的觀察，可以在自然界中找到原型。板書第一單元小小工程師第1課了解我們的住房1.住房的基本結(jié)構(gòu)（多個(gè)分類標(biāo)準(zhǔn)）（1）從功能分類有臥室、客廳、廚房、衛(wèi)生間、陽臺(tái)等。（2）從高度分類有低層、多層、小高層、高層、超高層等。（3）從樓體結(jié)構(gòu)分類有磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼混框架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等。2.住房都是有一定結(jié)構(gòu)的，根據(jù)需求不同，結(jié)構(gòu)也會(huì)存在差異。3.住房由供水、排水、供暖、采光、通風(fēng)、電路、煤氣、承重、網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)系統(tǒng)組成。4.住房建造的過程：明確任務(wù)→選址→設(shè)計(jì)→建造→驗(yàn)收5.住房需要經(jīng)歷一定的建造過程，每一個(gè)過程都非常重要，需協(xié)同發(fā)揮作用。第2課認(rèn)識(shí)工程1.工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，工程是運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、解決實(shí)際問題和制造產(chǎn)品的活動(dòng)。2.許多發(fā)明創(chuàng)造來源于對(duì)生活的觀察，可以在自然界找到原型。3.認(rèn)識(shí)港珠澳大橋原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學(xué)課堂（1）港珠澳大橋全長(zhǎng)55千米，是集橋、島、隧為一體的世界最長(zhǎng)的跨海大橋。（2）港珠澳大橋面臨的限制和挑戰(zhàn)以及解決辦法限制和挑戰(zhàn)解決辦法水陸空立體交通線互不干擾修建海底隧道和跨海大橋相結(jié)合橋梁和隧道缺少島嶼連接修建人工島海底淤泥問題與環(huán)境保護(hù)用圓鋼筒圍島（3）限制條件包括時(shí)間、費(fèi)用、可用材料、環(huán)境、抵抗自然界的破壞能力等。4.梳理工程建設(shè)過程的相似步驟。5.“中國天眼”、高鐵、“鳥巢”體育場(chǎng)、“天宮”空間站等宏大的工程都應(yīng)用了大量的科學(xué)技術(shù)。6.工程與技術(shù)的關(guān)系：工程與技術(shù)互為支撐、相互促進(jìn)。技術(shù)的進(jìn)步支持工程的實(shí)施，工程的實(shí)施也推動(dòng)著技術(shù)不斷發(fā)展。原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學(xué)課堂第3課建造塔臺(tái)1.建造塔臺(tái)需要考慮的因素（1）足球教練訓(xùn)練塔臺(tái)不固定位置，可以隨需要變換位置。（2）塔高、承重、安全是工程項(xiàng)目的核心與重點(diǎn)，美觀、成本等屬于在重點(diǎn)基礎(chǔ)上的綜合點(diǎn)。（3）對(duì)一項(xiàng)工程的設(shè)計(jì)需要考慮到各因素以及各因素之間的關(guān)聯(lián)。2.制訂標(biāo)書原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學(xué)課堂（1）從建塔位置、使用材料、塔的設(shè)計(jì)、成本預(yù)算、人員分工、時(shí)間分配等方面，制作標(biāo)書。（2）競(jìng)標(biāo)要點(diǎn)是項(xiàng)目成本和項(xiàng)目安全性。（3）制訂標(biāo)書時(shí)，要綜合小組內(nèi)各成員的意見，形成集體的觀點(diǎn)。3.投標(biāo)發(fā)布會(huì)（1）可以利用文字、繪圖的方式表達(dá)自己的創(chuàng)意與構(gòu)想。（2）小組依次進(jìn)行投標(biāo)講解，介紹本組塔臺(tái)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。（3）其他小組進(jìn)行有理由的質(zhì)疑與評(píng)議。4設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型1.建立模型是工程設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，工程師常通過建立模型來測(cè)試他們的設(shè)計(jì)。2.我們建造塔臺(tái)模型的過程：設(shè)計(jì)→制作→測(cè)試→評(píng)估→改進(jìn)3.三角形具有穩(wěn)定性原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學(xué)課堂4.設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型要考慮的因素（1）增加塔臺(tái)的穩(wěn)定性：多用三角形結(jié)構(gòu)，接口處牢固。塔身上小下大、上輕下重，有利于抗風(fēng)、抗震、增加塔臺(tái)的穩(wěn)定性。（2）防止塔臺(tái)傾斜：立柱的高度相同，結(jié)構(gòu)對(duì)稱。（3）抗風(fēng)的方法：塔身采用框架結(jié)構(gòu)，減小受到的風(fēng)力。（4）抗震的方法原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學(xué)課堂①耐震：加大底部面積或加大底部質(zhì)量。②制震：塔臺(tái)底部加彈簧。③免震：塔臺(tái)底部滾珠。（5）控制成本：不能太大、太高，以防材料不夠用。5.工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要綜合考慮各個(gè)因素及之間的關(guān)聯(lián)。第5課制作塔臺(tái)模型1.制作塔臺(tái)模型的過程（1）動(dòng)手制作：①制作塔臺(tái)模型要與設(shè)計(jì)方案相一致。②塔臺(tái)的接口處要固定牢固，同時(shí)也要考慮節(jié)省膠帶。（2）開始搭建底座：①控制好立柱的高度，盡量等高，可防止塔臺(tái)的傾斜。②使用三角形結(jié)構(gòu)可使塔臺(tái)穩(wěn)固。原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學(xué)課堂（3）基本搭建完成：①檢查接口處是否牢固，是否有地方需要修補(bǔ)。②為建造的塔臺(tái)模型起個(gè)名稱。2.制作模型時(shí)，小組內(nèi)要分工合作，當(dāng)小組內(nèi)成員意見不同時(shí)，要通過溝通交流形成集體的觀點(diǎn)。3.在實(shí)際制作模型的活動(dòng)中，如果對(duì)塔臺(tái)模型的設(shè)計(jì)有了新的想法，要經(jīng)過小組研討后，先修改圖紙?jiān)賹?shí)施制作。要保持設(shè)計(jì)圖紙與建造模型的一致性。第6課測(cè)試塔臺(tái)模型1.在一項(xiàng)工程中，測(cè)試是重要環(huán)節(jié)。測(cè)試是衡量設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)范要求的重要方法。2.明確測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，以塔臺(tái)模型制作評(píng)價(jià)表為依據(jù)從“設(shè)計(jì)圖及文字說明、塔高、頂端承重、抗風(fēng)能力、抗震能力、材料成本統(tǒng)計(jì)、分工合作、美觀”等方面對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。3.展示與測(cè)試（1）測(cè)試高度，需要使用直尺等材料。（2）測(cè)試頂端承重，需要使用書本或裝滿水的礦泉水瓶做重物。（3）測(cè)試抗風(fēng)能力，需要使用電風(fēng)扇。（4）測(cè)試抗震能力，需要使用專業(yè)儀器進(jìn)行地震模擬。（5）完成一項(xiàng)測(cè)試任務(wù)需要使用特定的工具。4.各組梳理塔臺(tái)模型建造中的問題。原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學(xué)課堂問題梳理記錄單問題梳理記錄單小組：日期：（1）塔臺(tái)模型高度太高，對(duì)于抗風(fēng)有一定影響。（2）塔臺(tái)模型承重結(jié)構(gòu)不多，造成承重能力差。（3）制作還不夠精細(xì)，角度不正對(duì)于抗震有影響。（4）吸管用量過多導(dǎo)致成本過高，浪費(fèi)材料。（5）底部較輕，不利于抗震。（6）制作過程中測(cè)量有誤差，成品有傾斜的問題。第7課評(píng)估改進(jìn)塔臺(tái)模型1.工程要反復(fù)評(píng)估改進(jìn)，不斷完善，才能達(dá)成最終的工程要求。2.評(píng)估與改