资源简介

(共20张PPT)
第2节 像工程师那样实践
（第2课时）
浙教版 七年级上
创设情境
日全食
月全食
探究实践
模拟实验：
模拟日食
先亏损于东，后复圆于西
模拟月食
先亏损于西，后复圆于东
可以用三球运动演示模型来演示日食和月食。
让我们根据工程实践的一般过程，选择合适的材料，制作太阳、地球和月球的三球运动演示模型。
探究实践
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。
制作三球运动演示模型
工程实践
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。
日地月三球运动示意图
市场上已有产品展示
探究实践
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 合理模型转动流畅,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
三球运动演示模型制作验收标准
验收标准：
探究实践
设计方案
三球运动演示模型具体可以分为两大模块，分别是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何放置？尺寸大小应该如何选择？
放置：太阳、地球和月球大致在同一水平面上， 使黄白交角为5度左右。地球可绕太阳转动，月球可绕地球转动。
尺寸：日地距离与地月距离比约400:1，日地月直径约400∶4∶1。因为受空间及产品大小的限制，太阳的比例较难达到，可视情况而定。
探究实践
（2）模型的动力如何提供？
动力可手动或电动,
并用齿轮或皮带传递动力。
（3）什么样的装置可以模拟阳光？
用一个大功率LED灯，配一个圆形乳白色外罩表示太阳。
（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？
太阳下面的大皮带轮直径是带动月球转动的小皮带轮的12倍
如果用齿轮传递动力，那么齿轮比达到12∶1就能达到同等效果。
探究实践
2. 材料和工具的选择。
探究实践
3. 设计方案并绘制草图。
探究实践
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。
（1）按照草图中的尺寸,用锯子把木板锯成长度和宽度各不相同的长木条。(注意:使用锯子和钻孔机注意安全)
注意操作规范
探究实践
（2）用钻孔机在较长木条的左右两端和中间偏右的位置钻3个孔，在较短的木条的两端各钻一个孔，较宽的木条的中间钻一个孔。(注意:孔的大小和轴的大小相同，较宽木条的中间孔和较长木条中间偏右的孔径相同，其余的孔径相同)
（3）按照下图，用螺丝把底座安装好。
较长木条
较短木条
较宽木条
探究实践
（4）将一个大皮带轮用大铁轴套固定在较宽木条中心的大铁轴上,再把较长木条中间偏右的孔插上,轴上端固定太阳模型。(注意:大皮带轮上下都要用轴套固定,与上下木条之间要留有空隙)
（5）较长木条左侧的孔中插入小铁轴,轴的下面装一个小皮带轮,上面依次固定较短木条和地球泡沫中球)模型,较短木条的另一端固定月球(泡沫小球)模型,调整轴的高度,使月球中心与地球中心相平。
（6）在大、小皮带轮上挂上松紧合适的皮带,推动右侧的轴,使较长木条带动地球绕太阳转动,同时小皮带轮带动月球绕地球旋转，如图所示。
探究实践
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。
科学原理 可靠程度 制作工艺 演示效果
第一组
第二组
第三组
……
三球运动演示模型测试记录表
探究实践
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。
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。
发布成果
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。
探究实践
迁移应用
2.如果你在制作设计三球仪的过程中发现原来的设计有问题，那么应该（ ）
A.直接放弃建造
B.仍按原设计建造
C.根据工程实际，不用修改设计图直接改进
D.对原设计图进行修改，再按新的设计图制作
D
1.在工程设计中,确定设计方案后紧接着的步骤是( )
A.需求分析 C. 采购与资源准备
B. 详细设计 D. 项目交付
B
迁移应用
3.地球公转与月球公转周期之比约为 ，日地距离和地月距离之比约为 ，日地月三球直径比约为 。
4.发生日食时，日、地、月三球的位置关系是 在中间； 发生月食时，则是 在中间。
12 : 1
400:1
400:4:1
月球
地球
5.小明准备制作一个如图所示的木梯，从结构和稳定性角度分析，下列立柱与横档的连接结构中，合理的是（ ）
A
板书设计
第2节 像工程师那样实践（第2课时）
工程设计尤为关键：
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。
谢谢
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第2节 像工程师那样实践（第2课时）
核心概念聚焦
1.小敏打算用旧手机设计一款个性化的小夜智能灯，下列同学们的建议中不合理的是( )
A.改进设计方案时，要分析和梳理问题、反思交流
B.明确问题时调查使用者的需求
C.制作过程中，若发现问题，要经过小组研讨和交流再进行处理
D.制作过程中，所有成员的意见都要记录，不用进行筛选
2.在某次工程实践活动中，同学们正在进行航船模型的制作，下面几个同学的观点，你认为
错误的是( C)
A.果果:测试时发现动力有问题，马上进行调整优化
B.天天:在完成测试改进后，要给自己的小船写一份说明书
C.佳佳:为了使船能装载更多的物品，我们要把船做得越大越好
D.晶晶:要想小船跑得快，动力越大越好
3.如图所示为木料抗弯强度实验。木料在悬挂重物后向下弯曲，测得木料 M 的下弯距离为
3mm，木料 N 的下弯距离为 7mm。从结构稳固角度考虑，下列板凳设计方案中，合理的
是( )
4.请你根据所学的知识，为学生教室设计一个放伞的置伞架。
设计要求: a.结构稳固； b.布局合理； c.材料易得，方便制作
（1）设计该置伞架时需考虑的因素有 (多选)
①同学们常带的雨伞种类、数量； ②折叠伞折叠后的长度； ③长柄伞的长度；
④教室的的空间大小； ⑤教室中可摆放置伞架的空间大小。
（2）你选用什么材料制作，请说明采用所选材料的理由: 。
（3）做好置伞架后还需对其进行技术试验，下列技术试验合理的是 (多选)。
A.用手摇晃置伞架，看其是否稳定 B.取放雨伞，检验取放是否方便
C.给置伞架加上适当的重物，测试其强度
D.请同学坐在置伞架上,左右摇晃，测试其稳定性
核心素养提升
5.中国首辆火星车“祝融号”于2021年5月22日成功到达火星表面。设计火星车时要综合
考虑火星表面光照弱、温度低、随时会出现尖锐砂石以及不可预估的沙尘天气等不利因
素。为了帮助同学们更加深入地了解“祝融号”火星车，老师让大家自主设计制造一辆
“火星车”。
（1）设计制作“火星车”的步骤有:①设计方案；②实施计划；③明确问题；④改进完
善；⑤发布成果；⑥检验产品。请按先后顺序将它们排序: (填序号)。
（2）我们可以通过 (填字母， 下同)了解到“祝融号”火星车的动力来自太阳能。
A.实地调查 B.参观访问 C.查阅资料 D.探究实验
（3）“祝融号”火星车比“玉兔二号”月球车设计了更大尺寸的太阳能板，是为了 。
A.增强稳定性 B.接受更多的太阳能 C.美观漂亮 D.方便控制行进时转向
（4）根据下面“火星车”模型测试记录表，可以知道第 组制作的模型最好。还可
以从哪些方面对“火星车”进行评价 (合理即可) (试举一例)。
光电转换率 保温性 抗震性 平稳性 设计图文与说明
第一组 3分 2分 1分 1分 3分
第二组 2分 3分 2分 3分 2分
第三组 1分 1分 3分 2分 2分
（5）下列说法正确的是 。
A.如果测试失败，就代表“火星车”是失败的作品
B.发现模型存在问题，可以先将问题记录下来，讨论以后进行改进
C.不管测试中发现的问题，按照原来的图纸继续制作完成
D.“火星车”的设计最重要在于光电转换率，其他方面可以不用管
（6）如果要给.上面三组的“火星车”模型提出修改建议，你打算给哪个组提建议 你的
建议是什么 (写出一个即可) 。
创新素养应用
6.科学课上同学们开展“制作地球仪模型”项目化学习活动。活动包括观察地球仪、制作地
球仪模型、评价模型三个环节。

（1）【观察】在观察地球仪过程中，同学们发现中国的位置如图甲所示，中国处于的板
块是 板块。
（2）【制作】在制作过程中，同学们尝试将家乡台州标注在地球仪模型上，台州的位置
如图乙所示，台州的经纬度为 。
（3）【评价】评价量表既是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据，如表为自
制地球仪模型的评价量表。
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
经纬线 经纬线均正确 经纬线有一处错误 经纬线均错误
地轴倾斜度 倾斜度大致为66.5° 倾斜度偏差较大 没有倾斜
如图丙是一位同学制作的地球仪模型，请结合评价量表中的“经纬线”指标对地球
仪展开评价，并说出判断理由。 。
参考答案
核心概念聚焦
1.D 2.C 3.A 4.（1）①②③⑤（2）木材环保、强度高、外观好（合理均可）（3）ABC
核心素养提升
5.（1）③①②⑥④ （2）C （3）B （4）二 制作成本 （5）B
（6）给第三组提建议，第三组的光电转换率太低了，可以考虑多加几块太阳能板(合理即可)。
创新素养应用
6.（1）亚欧 （2）30°N，120°E （3）待改进 经线没相交于南北两极
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第2节 像工程师那样实践（第2课时）
【核心概念】
13.工程设计与物化
【学习内容与要求】
13.2 工程的关键是设计
③依据不同来源的证据、限制条件等因素，从需求层面优化设计方案。
13.3工程是设计方案物化的结果。
④利用工具制作实物模型。尝试应用科学原理指导制作过程，根据实际反馈结果，对模型进行有科学依据的迭代改进，最终进行展示。
【教学目标】
1.科学观念:通过对日地月三球运动演示模型设计制作的工程实践，初步感受物体运动变化观和系统模型观。
2.科学思维:综合运用抽象、模型等方法，系统设计三球运动时的结构以达成其功能，得到合适的设计方案。
3.探究实践:开展小组活动，通过对三球运动演示模型的方案设计、模型制作，提升工程设计能力。
4.态度责任:通过小组合作和科学实践，学会探究和创新，领悟到跨学科解决问题的乐趣。
【教材分析】本课是七年级上册第5章第2节《像工程师那样实践>第二课时，是基于第一课时工程
实践具体流程的基础上，具体进行实践的课程。本课时在已学习过日食、月食知识内容的情况下，通过设计并制作三球运动演示模型，尝试制作能体现科学原理的简单展示模型。制订一定的验收标准，通过展示各组的成果，对模型进行有科学依据的迭代改进。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 回顾我们学过的日食和月食，能否画图来解释一下这两种现象的成因？ 回顾日食和月食的模拟实验。 学生画后讲解。 引入课题 为制作模型提供理论支持。
制作三球运动演示模型 、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。 验收标准： 2、设计方案： （1）模拟运动的机械模块： ①用一个大功率 LED灯，配一个圆形乳白色外罩代替 太阳 (大)、用泡沫大球代替 地球 (中)和用泡沫小球代替月球(小)，地球可绕太阳转动，月球可绕地球转动。 ②模型的动力利用手动、皮带轮和皮带配合完成。 ③机械装置中太阳下面的大皮带轮 直径 是带动月球转动的小皮带轮的12倍，可以保证地球绕太阳运动1圈时，月球绕地球运动 12 圈。 （2）模拟阳光的发光模块： 用大功率 LED 灯可以模拟 ； （3）材料选择：木板,太阳、地球、月球小模型直径不相同的轴和轴套(大铁轴配大皮带轮,小铁轴配小皮带轮)大小不同的两个皮带轮及皮带(两个皮带轮直径的比是12:1)，一些螺丝、螺母等固定件； （4）绘制草图： 3、实施方案： （1）按照草图中的尺寸,用锯子把木板锯成长度和宽度各不相同的长木条。(注意:使用锯子和钻孔机注意安全) （2）用钻孔机在较长木条的左右两端和中间偏右的位置钻3个孔,在较短的木条的两端各钻一个孔,较宽的木条的中间钻一个孔。(注意:孔的大小和轴的大小相同,较宽木条的中间孔和较长木条中间偏右的孔径相同,其余的孔径相同) （3）按照下图,用螺丝把底座安装好。 （4）将一个大皮带轮用大铁轴套固定在较宽木条中心的大铁轴上,再把较长木条中间偏右的孔插上,轴上端固定太阳模型。(注意:大皮带轮上下都要用轴套固定,与上下木条之间要留有空隙) （5）较长木条左侧的孔中插入小铁轴,轴的下面装一个小皮带轮,上面依次固定较短木条和地球泡沫中球)模型,较短木条的另一端固定月球(泡沫小球)模型,调整轴的高度,使月球中心与地球中心相平。 （6）在大、小皮带轮上挂上松紧合适的皮带,推动右侧的轴,使较长木条带动地球绕太阳转动,同时小皮带轮带动月球绕地球旋转，如图所示。 4、产品检验： 演示要求在遮光室内进行。用手连续推动右侧的轴,地球绕太阳公转,月球绕地球旋转,当地球运行到太阳与月球之间时,则形成月食；当月球运行到太阳与地球之间时,则形成日食。 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： 1）连接处打磨光滑； 2）可以给三个代表日地月的球涂上不同颜色； 3）手动转动可以改成电动机、电池和齿轮自动转动，运行更平稳 4）…… 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。 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。 视频：模型展示 操作过程是动手动脑的过程，提升学生细致、耐心的意识和习惯 实践过程中还利用自己制作的三球仪观察日食和月食的形成，提升学生的兴趣，巩固所学
板书设计
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