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六年级下册科学第一单元《小小工程师》
第1课 了解我们的住房
1.住房的基本结构：框架、承重、户型、采光等。
2.住房所具有的系统：供水、供电、排水、电路、煤气、供暖、网络等。
3.住房的各个系统之间存在整体相互作用。如供水系统与排水系统相互关系，供电系统与家庭电路系统相互关系，电路系统与网络系统相互关系。
4.住房建造的主要过程：选址、设计、建造、验收。每个阶段都很重要，需协同发挥作用，核心是设计。
5.住房的结构分类标准有很多，从功能分类有卧室、起居室(客厅 )、厨房、卫生间、阳台等;从高度分类有低层、多层、小高层、高层、超高层等；从楼体结构分类有砖木结构、砖混结构、钢混框架结构、钢结构等。
6.了解我们的住房，其次要了解住房中包含的系统。住房中有给排水、电、燃气、供暖等必备设施。完善的设施建设需要依靠相应的整套系统支持，例如，承重系统、采光系统、通风系统等。无论是住房结构，还是各种设施，其整体都是由多项系统整合组成的。这些系统的建设与住房整体结构紧密相连并要协同设计。
7.住房建设工程无论是结构还是设施都要由无数系统组成，各项系统相互影响、相互配合、协调整合，需要进行科学的、系统的统筹规划设计才能实现住宅需求。
8.系统是由多个不同部分而形成的整体，各个部分相互作用、相互影响，整体功能大于部分功能的集合。
9.人类的需求促进社会的进步与发展，同时科学技术的进步也满足了人们对美好生活的向往与追求。
1.住房的基本结构(多个分类标准)
(1)从功能分类有卧室、客厅、厨房、卫生间、阳台等。
(2)从高度分类有低层、多层、小高层、高层、超高层等。
(3)从楼体结构分类有砖木结构、砖混结构、钢混框架结构、钢结构等。
住房都是有一定结构的，根据需求不同，结构也会存在差异。
2. 住房由供水、排水、供暖、采光、通风、电路、煤气、承重、网络等多个系统组成。
3. 住房建造的过程:明确任务→选址→设计→建造→验收住房需要经历一定的建造过程，每一个过程都非常重要，需协同发挥作用。
第2课 认识工程
1.认识港珠澳大桥
（1）大桥经过九年施工，全长55千米，是集桥、岛、隧为一体的世界最长的跨海大桥，飞跨伶仃洋，连接我国经济最发达的地区和人口最密集的地区，将为粤港澳大湾区的经济发展带来强劲的动力，给文化交流带来方便。
（2）工程建设过程的基本步骤：
（3）限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等。
2.每一项宏大的工程都采用了大量技术，证明了工程离不开技术的支持。
3.工程实施过程中面临的各项困难和技术难关也推动着技术不断发展前进。
4.工程的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。工程建设中，设计非常重要、复杂。往往需要根据测试结果进行多次设计。
5.埃菲尔铁塔具有的结构特点：上小下大、上轻下重，稳定性好；框架结构，空气阻力小；采用大量的三角形结构，稳定性好；拱形结构承重能力强。
6.技术: 泛指根据生产实践经验和自然科学原理发展而成，把生产要素投入转化成产品和服务等产出的理论知识和实践知识以及各种工艺操作方法与技能，如电工技术焊接技术、木工技术、激光技术、作物栽培技术、育种技术等。
7.工程:将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。如土木建筑工程、水利工程、冶金工程、机电工程、化学工程、海洋工程、生物工程等。这些学科是应用数学、物理学、化学、生物学等基础科学的原理，结合在科学实验及生产实践中所积累的技术经验而发展出来的。主要内容有对于工程基地的勘测、设计施工，原材料的选择研究，设备和产品的设计制造，工艺和施工方法的研究等。
8.结构:与“功能”相对。系统内各组成要素之间的相互联系，相互作用的方式是系统组织化、有序化的重要标志。物质系统的结构可分为空间结构和时间结构。任何具体事物的系统结构都是空间结构和时间结构的统一。结构既是系统存在的方式又是系统的基本属性，是系统具有整体性、层次性和功能性的基础与前提。研究系统的结构和功能，既可根据已知对象的内部结构，来推测对象的功能: 也可根据已知对象的功能，来推测对象的结构。
9.系统:自成体系的组织:相同或相类的事物按一定的秩序和内部联系组合而成的具有某种特性或功能的整体。如组织系统、灌溉系统、呼吸系统。
1.工程的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。
2.许多发明创造来源于对生活的观察，可以在自然界找到原型。
3.认识港珠澳大桥
(1)港珠澳大桥全长 55 千米，是集桥、岛、隧为一体的世界最长的跨海大桥；
(2)港珠澳大桥面临的限制和挑战以及解决办法；
(3)限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等。“中国天眼”、高铁、“鸟巢”体育场、“天宫”空间站等宏大的工程都应用了大量的科学技术。
4.工程与技术的关系:工程与技术互为支撑、相互促进。技术的进步支持工程的实施，工程的实施也推动着技术不断发展。
第3课 建造塔台
1.工程在实施前需要征集不同的设计方案，最终通过竞标的方式来获得资格。
2.建造塔台需要考虑的因素：建造地址、塔台样式、人员分工、塔台高度、材料选取、确保坚固、保证安全、节省成本等。
建造地点应满足无视野遮挡、地面的高地等条件。
3.建造塔台的标书应该包括建塔位置、使用材料、塔的设计（塔高、塔型、实用性、安全性等）、成本预算、人员分工、时间分配等。
4.标书要求：利用文字、画图、标注等多种形式表达；设计中要关注竞标要点：项目成本（材料、人员、时间）、项目安全性；标书内容越详尽、完整，越有利于后期竞标；写细致、完整。如塔台形状、细节设计等方面标注；写明稳固高塔、提高抗风抗震能力的措施；可以文字、画图、标注等多种形式表达
5.建造塔台可以采用框架结构，遵循上小下大、上轻下重的原则，使塔台稳固。
6.对一项工程的设计需要考虑到各因素以及各因素之间的关系，其中项目安全和项目成本的和谐统一是工程设计的关键。从选址、材料选择、塔的设计、成本核算、人员分工、时间分配等各个方面进行工程整体设计。在这个过程中要考虑因素之间相互牵制、难以取舍的关系，也要明确各项因素权衡的侧重。
7.足球教练训练塔台类似学生常见的领操台。二者区别在于领操台是固定的，而塔台不固定位置，可以随需要变换位置。这就需要建造的塔台具有方便移动、抗风、抗震等多项功能。同时，工程项目还要求教练员能够站在上边指挥训练，其承重性、高度和安全性也是重要项目要求。
1.足球教练训练塔台不固定位置，可以随需要变换位置。
2.塔高、承重、安全是工程项目的核心与重点，美观、成本等属于在重点基础上
的综合点。
3.对一项工程的设计需要考虑到各因素以及各因素之间的关联。
4.从建塔位置、使用材料、塔的设计、成本预算、人员分工、时间分配等方面制作标书。竞标要点是项目成本和项目安全性。
5.可以利用文字、绘图的方式表达自己的创意与构想。小组依次进行投标讲解，介绍本组塔台设计的优势。其他小组进行有理由的质疑与评议。
第4课 设计塔台模型
1.建立模型是工程设计中的重要环节，工程师常通过建立模型来测试他们的设计。设计塔台模型前，需要了解塔台模型评价要求，按要求设计塔台模型。
2.建造塔台模型的过程：设计→制作→测试→评估→改进。
3.三角形框架较稳定，不易变形；四边形框架不稳定，易变形。
四边形框架加上斜杆相当于里面有了2个三角形，可以起到加固作用。四边形中增加的斜杆起的作用是推或拉的作用。
4.设计塔台模型要考虑的因素：
（1）增加塔台的稳定性：多用三角形结构，接口处要牢固。塔身上小下大、上轻下重，有利于抗风、抗震、增加塔台的稳定性。
（2）防止塔台的倾斜：控制好立柱的高度，尽量等高，结构对称。
提高抗风能力：采用框架结构
抗震的方法：①耐震：加大底部面积或加重底座重量。②制震：塔台底部加入弹簧。③免震：塔台底部加滚珠。
控制成本，不能太大、太高。
高度、安全、承重是必须达到的要求。
5. 塔台两侧大小不同，不对称时，会产生倾斜角；在设计中多使用三角形来保证稳定与承重
1.建立模型是工程设计中的重要环节，工程师常通过建立模型来测试他们的设计。我们建造塔台模型的过程:设计-制作-测试-评估-改进。
2.设计塔台模型要考虑的因素
(1)增加塔台的稳定性:多用三角形结构，接口处牢固。塔身上小下大、上下重，有利于抗风、抗震、增加塔台的稳定性。
(2)防止塔台倾斜:立柱的高度相同，结构对称。
(3)抗风的方法:塔身采用框架结构，减小受到的风力。
(4)抗震的方法
①耐震:加大底部面积或加大底部质量。
②制震:塔台底部加弹簧。
③免震:塔台底部滚珠。
(5)控制成本:不能太大、太高，以防材料不够用
3.工程的关键是设计，设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素及之间的关联。
第5课 制作塔台模型
1.模型要完全按照设计图纸进行制作。模型成品为测试与评估提供了可能。模型是改进设计完成工程任务的重要依据。
2.制作塔台模型
(1)制作活动的核心: 制作塔台模型 要与设计方案相一致。
(2) 搭建顺序: 底座搭建、侧面搭建、整体搭建。
(3) 塔台模型的稳定性:立柱尽量等高，使用三角形结构。
(4)成本控制:塔台的接口处要固定牢固，同时也要考虑节省胶带。
(5) 注意事项:安全、轻声、干净
3.注意事项：安全使用工具，保护自己和他人；对材料要轻拿轻放；使用完工具后放回远处；小组合作，轻声交流；不要随意跑动；制作中如果发现问题，需要讨论如何改进，并用红笔在设计图上进行修改标注。
4. 底部四个三角形组合结构稳定抗震；大量三角形结构增加稳定性；底部加重抗风防震；接口处固定扎实。
5.模型是改进设计完成工程任务的主要依据。不断反复测试、查询问题、寻求改进、突破技术难关都要依靠模型来实现。
1.制作塔台模型的过程
(1)动手制作:①制作塔台模型要与设计方案相一致。②塔台的接口处要固定牢固，同时也要考虑节省胶带
(2)开始搭建底座:①控制好立柱的高度，尽量等高，可防止塔台的倾斜。②
使用三角形结构可使塔台稳固。
(3)基本搭建完成:①检查接口处是否牢固，是否有地方需要修补。②)为建造的塔台模型起个名称。
2.制作模型时，小组内要分工合作，当小组内成员意见不同时，要通过沟通交流形成集体的观点。在实际制作模型的活动中,如果对塔台模型的设计有了新的想法要经过小组研讨后，先修改图纸再实施制作。要保持设计图纸与建造模型的一致性。
第6课 测试塔台模型
1.测试是工程设计的重要环节，是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。
2.我们需要测试塔高、顶端承重、抗风能力、抗震能力等，测试时要求方法、标准、工具统一。
3.测试结束后、各组梳理塔台模型建造过程中的问题，如：塔台模型高度太高，对于抗风有一定影响；承重结构不多，承重能力差；制作不够精细，角度不正对抗震有一定影响；吸管用量过多导致成本过高，浪费材料；底端重量较轻、不利于抗震。
4.测试模型是工程设计中的重要环节。模型是设计的具体表现，测试是对设计是否合理、科学、符合要求的检验。测试标准就是工程设计明确的 评价指标 。塔台模型制作评价表就是本课测试塔台模型是否达标的依据
5.测试塔台模型的各项功能，需要使用不同的工具。
(1)“塔高”要求达到 60 厘米，米尺可以满足需要
(2)“顶端承重”可以借助水瓶或书本等重物，注意选择的重物要一致，方便学生比较。
(3)“抗风能力”可以借助电风扇的不同风力等级完成
(4)“抗震能力”需要用专业仪器进行地震模拟，便于科学准确地分出等级。
(5)“材料成本统计”由材料量化进行计算。
(6) “分工合作”和“美观”是无法量化的项目，需要全班评议。
6.在这些项目的测试中除了测试标准统一外，更重要的是测量量化标准要尽量保持一致，这也是对比测试数据的关键。测试后评分要公平，公平、科学测试具有重要性。
1.在一项工程中,测试是重要环节。测试是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。明确测试标准，以塔台模型制作评价表为依据从“设计图及文字说明、塔高、顶端承重、抗风能力、抗震能力、材料成本统计、分工合作、美观”等方面对模型进行评价。
2.展示与测试
(1)测试高度，需要使用直尺等材料。
(2)测试顶端承重，需要使用书本或装满水的矿泉水瓶做重物。
(3)测试抗风能力，需要使用电风扇。
(4)测试抗震能力，需要使用专业仪器进行地震模拟。
(5)完成一项测试任务需要使用特定的工具。
第7课 评估改进塔台模型
1.工程要反复评估改进，不断完善，才能达成最终的工程要求。
2.依据评估标准，针对每组模型开展小组自我评估与组间评估。
3.根据已梳理的问题，依据塔台模型制作评价表再次进行改进。如：减小高度，提高承重能力；底部加重、变大，使塔台模型在抗风抗震中稳固；减少多余的吸管和胶带，减少材料的损失，降低成本；制作更加精细准确测量避免误差；多制作三角形结构，全面提高稳定性。
4.建造塔台需要经历明确目标、在限制条件下进行设计、改进设计模型、制作模型、测试模型、评估模型、改进设计等一整套活动。设计活动具有循环往复和闭环性的特点。
5.设计方案修改记录:
(1)进一步调整塔台模型主体结构的吸管，降低高度，提高承重能力。
(2)加强塔台模型中间吸管的稳定性，多制作三角形结构，全面提高稳定性。
(3)减少多余的吸管与胶带，减少材料的损失，降低塔台模型的成本。
(4)底部需要加重，并重新调整结构，让底部更大，使塔台模型在，抗风抗震测试中更稳固；
(5)制作过程随时进行准确测量，进一步减少误差。
6.工程要反复评估改进，不断完善，才能达成最终的工程要求。通过自我评估和对其他组的评估，准确地发现本组优势与不足，明确相应的问题并进行完善。要结合设计方案修改记录单完善塔台模型的设计，其目的是达到工程要求。
1.工程要反复评估改进，不断完善，才能达成最终的工程要求。
2.评估与改进:小组交流评估一明确问题一改进设计。
3.塔台设计方案修改记录单
(1)重新调整斜杆结构，减少多余的吸管与胶带，降低塔台模型的成本，让外
形更加美观。
(2)重新调整框架结构，让底部更大更重，使塔台型在抗风抗震中稳固。
(3)制作过程随时进行准确测量，减小误差。
(4)组员分工协作的同时要加强沟通，保证整体搭建顺利完成
(5)制作过程中，要合理裁剪吸管，避免浪费
(6)在连接吸管时，要避免破坏吸管的整体结构，导致承重能力下降。

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