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(共27张PPT)
第5章 探索技术与工程的世界
人类为适应自然、改善生存条件，产生了技术；为满足生产、生活的需求而制造产品，产生了工程。现代技术、工程和科学相互影响、相互促进，密不可分，共同推动了社会进步。
技术、工程有什么特点？技
术、工程对人们的生活、生产和
社会产生了怎样的影响？工程实
践又是如何进行的？
第2节 像工程师那样实践
盾构机能够实现
全自动开挖隧道，被
誉为“世界工程机械
之王” 。盾构机的各
个部件都是经过工程
师们相互配合、共同
协作设计和制造出来
的。那么，工程师是如何进行工程设计的？我们如何学会像工程师那样实践？
第1课时 工程设计的过程
第2节 像工程师那样实践
一、工程设计的过程
各种工程产品：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。
工程师们将概念模糊的问题转变为高度简练的解决方案，这就是工程设计的过程。
下面以一把办公椅的研发流程为例，让我们一起走进工程设计。
制作一把办公椅
我们坐的椅子不舒适，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。工程师根据这些需求开始研发一款新的办公椅。经过调研，确定了以下设计要求：
○ 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。
明确问题
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。
设计方案
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。
坚固的底盘结构
钢制的气压棒
增加滑轮
精致的座椅脚
主要部件
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。
实施计划
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。
检验作品
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。
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。
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，做出权衡与取舍，从中选择最优的问题解决方案。
工程实践的一般过程
工程
实践
明确问题
设计方案
实施计划
检验作品
改进完善
发布成果
调查同学坐椅子的感受，找出存在的问题，并提出适合在教室使用的改进设想，画出设计草图。
工程可以很简单，也可以很复杂。
拉链由两排互锁的齿和一个滑块组成，这一简单结构巧妙地实现了连接或分离两排齿的功能；
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。
复杂的计算机芯片则可能包含数十亿个以上的电子元件
一个好的工程设计能够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、保证工程安全稳定和延长工程使用寿命。因此，在进行任何工程建设之前，必须首先进行仔细的论证和细致的规划，以确保工程质量和效益的最大化。
都江堰
战国后期，李冰在岷江上主持修建了都江堰。都江堰是中国古代水利工程的杰出典范，被誉为水利工程奇迹。
都江堰由渠首和灌溉网两大系统构成。渠首建于岷江之中，分为鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三个主体工程。
鱼嘴将岷江分为内江和外江，内江用于灌溉，外江用于分洪。内江窄而深，外江宽而浅。枯水期，江水六成流入内江，四成从外江流走；丰水期，江水四成流入内江，六成从外江流走。
宝瓶口是在内江下游人工开凿出的出水山口，引水入渠，灌溉农田。
都江堰是我国
古代劳动人民的智
慧结晶。2200 多年
来，都江堰一直在
防洪、灌溉、水运
等多方面发挥作用，
这在世界水利建设史上是独一无二的。
工程实践的一般过程
1.明确问题
2.设计方案
6.发布成果
3.实施计划
4.检验作品
5.改进完善
1.小明和小华分别购买了两种橡胶球，小明说：“我的弹性比你的好”。小华说：“我希望你能证实你的说法”。小明可选择下列哪个方案来解决这个问题（　　）
A．两球向墙扔去，比较它们反弹时离墙的距离
B．手触摸两球，看哪一个球较硬
C．两球于离地等高处由静止下落，比较它们反弹的高度
D．把两球向地面掷下，比较它们反弹的高度
C
【解答】解：A、两球向墙扔去，两球反弹的大小与用力的大小有关，不能根据反弹时离墙的距离区分它们弹性的大小。此选项不符合题意。
B、球的硬度不能决定弹性的大小。此选项不符合题意。
C、两球于离地等高处由静止下落，除了球自身所受到的重力，不受其它作用力，比较它们反弹的高度。这种办法是合理的。此选项符合题意。
D、把两球向地面掷下，小球反弹的高度与用力的大小有关。此选项不符合题意。
故选：C。
2. 工程实践需要经历哪些步骤？结合你的工程实践经验进行说明。
答：1.明确问题
2.设计方案
6.发布成果
3.实施计划
4.检验作品
5.改进完善
以自己动手制作某一物件结合步骤进行描述。
3.都江堰是中国古代水利工程的典范，被誉为水利工程奇迹。请阅读教材中的“都江堰”，简要闸述一个好的工程设计所具有的些特征 。
答：创新：通过鱼嘴将岷江分为内江和外江，自动实现四六分水；
实用：既解决了防洪问题，又保证了灌溉和生活用水的需求；
环保：遵循了自然规律，没有过度改变河流的自然状态；
可持续：工程能够承受长期的水流冲刷和侵蚀，存续2000多年仍能发挥作用；
美观：工程结构与周围环境相融合，形成一道独特的风景线，吸引了大量游客前来观赏。
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2024新版科学七上5.2像工程师那样实践1
1.下列选项中，不属于技术问题的是(
A.如何实现精准预报地震
B.为什么会地震
C,如何实现食品的安全
D.如何治理地下水污染
2.“胜哥”在做课件时发现键盘很脏，里面的灰尘难以清理。于是从吸尘器中得到启发，制
作一个小型吸尘器来清理。“胜哥”发现问题的途径是()
A.观察生活B.科学实验
C.收集信息D.技术试验
3.学校里的自行车停放场地小，许多同学乱停乱放，晚来的同学经常无法停放自行车。“胜
哥”设计了一个解决方案，为此“胜哥”不需要考虑的是(
A.停放场地的位置
B设计所需的时间及费用
C自行车的材质
D.日常停放的自行车数量
4.工程实践一般包含
等过程。
5.如图为不同历史时期的温度计：
哥识
甲
乙
丙。
(1)图甲是人们常用的体温计，这种体温计是根据液体的
的性质制成的。
(2)世界上第一支伽利略气体温度计（图乙）也是根据气体的这种性质制成的：球形容器内是空
气，下方的容器里盛的是水。若发现液面由A上升到B位置则温度
(选填“升
高”或“降低”)。
(③)图丙是小明仿照液体温度计的原理，设计的简易气体温度计，烧瓶中装的是气体，瓶塞
上面细弯管中有一段液柱。若周围温度升高时，液柱将向
(选填“左”或“右”)
移动。
(4)小科根据图乙自制了一个简单温度计，A为一塑料瓶，B为吸管，
通过软木塞与A相连，管下端插人水槽中，使管内水面有一高度差
标尺
h,在不同温度下分别测出对应水柱高度h,记录数据如下表
温度/℃171921232527
h/cm30.024.919.714.69.44.2
这个温度计的塑料瓶部分（图中的A)相当于常用温度计
的
用此温度计
(填“能”或“不
能")测29℃及其以上温度，请说明理由。
(⑤)若要提高此温度计的精确度，则对该装置如何改进？（写出一点即可）
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答案
1.B2.A
3.C
4.明确问题设计方案
实施计划
检验作品
改进完善发布成果
5.2.(1)热胀冷缩
2)降低
(3)左
(4)玻璃泡不能：此时玻璃管中没有水，不能从标尺上读出准确的温度值
(⑤)塑料瓶增大；吸管内径变细…
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