资源简介

(共41张PPT)
第五章 探索技术与工程的世界
浙教版七年级上册
第2节 像工程师那样实践
教学目标
科学观念：知道工程设计的重要性；了解工程设计的一般过程；
会对简单的工程问题进行操作；
科学思维：体会工程设计不是工程师的特权，自己也可像工程
师那样参与实践；
探究实践：尝试制作“三球运动演示模型” ，并演示日食和月
食的成因；提升实践操作技能，包括使用工具、设备、软件
等进行实际工程作业的能力；
态度责任：初步形成动手、动脑的习惯；养成亲自动手操作的
习惯和意识，并能将动手实践运用到生活实际中去。
新知导入
在建造公路、铁路和地铁时，需要开挖隧道。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”，是名副其实的大国重器，反映了一个国家装备制造业的水平。
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？
盾构机
新知讲解
一、我国重大工程鉴赏：
1、航天工程：神舟系列飞船
新知讲解
2、深海探测工程：蛟龙号载人潜水器
新知讲解
3、深海探测工程：蛟龙号载人潜水器
新知讲解
4、水利工程：都江堰
新知讲解
5、铁路工程：京张铁路
新知讲解
6、桥梁工程：赵州桥
新知讲解
二、工程设计的过程：
1、工程设计过程：
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。
2、工程设计的一般步骤：
①明确问题 ②设计方案
③实施方案 ④检验产品
⑤改进完善 ⑥发布成果
新知讲解
（1）明确问题：
①明确设计的目标和要求,包括功能需求、性能需求、使用环境要求等；
②与客户或相关方进行深入沟通,充分理解他们的期望和限制条件。
（2）设计方案：
A.概念设计:
①根据问题,通过相互交流和讨论,运用头脑风暴,产生多种设计概念和方案,对这些概念进行初步评估和筛选,确定几个有潜力的方向。
②对选定的概念进行细化和完善,形成具体的设计方案,包括整体结构、主要部件、工作原理等方面的设计，绘制设计草图。
新知讲解
B. 具体设计:
基于概念设计,进一步深化方案,确定各个零部件的具体尺寸、形状、材料等细节,绘制详细的工程图纸和技术文档。
（3）实施方案：
根据设计图，运用各种技术，进行一系列工作，制作原型。
（4）检验产品：
在工作环境下对实物进行测试，是否满足限制条件。
（5）改进完善：
针对测试发现的问题,对设计进行进步的调整和优化,解决出现的问题和不足之处。再次制作原型并重新进行测试。
（6）分布成果：
测试完成后,与生产部门协作,为大规模生产做好准备工作,如制定生产工艺、整理和编写详细的设计报告、使用手册等。
工程实践
3、实践：制作一把办公椅
工程问题：
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。
工程师了解到这些需求后，开始研发一款新的办公椅。
新知讲解
（1）明确问题：
办公椅：可以调节椅子高度和靠背角度,坐起来更舒适。
限制条件:
①高度调节范围:450～550mm
②靠背倾斜角度调节范围:0°～30°
③座椅材料:舒适、透气的网布材料
④能承受的最大载荷:150kg
工程实践
（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。
工程实践
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。
新知讲解
（3）实施方案：
新知讲解
（4）检验产品：
测试高度调节、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：
综合考虑生产成本和实际需求,选择更换使用
耐受力更强的材料,达到设计承重的标准。
（6）发布成果：
与供应商合作,选取合适的材料和制造工艺,并制订生产计划。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。
新知讲解
4、注意事项：
（1）提出多种方案：
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。
（2）合理取舍方案：
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。
实践活动：
（3）工程可以很复杂：
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;如盾构机就是由许多部件组成的，涉及多项技术；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。
（点击图片播放）
盾构机
新知讲解
（4）工程设计的最高目标：
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。
科学阅读
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。
科学阅读
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：
三、我们的工程实践：
工程问题：制作三球运动演示模型
1、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。
日地月三球运动示意图
市场上已有产品展示
工程实践
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 (大)、用泡沫大球代替 (中)和用泡沫小球代替 (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 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 圈。
太阳
地球
月球
直径
12
工程实践
（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：
阳光
工程实践
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。
工程实践
（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。
工程实践
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。
工程实践
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。
视频：
日地月三球运动演示模型
（点击图片播放）
随堂练习
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
随堂练习
2、小张尝试设计一款小木凳，如果所用材料相同，那么下列设计方案牢固程度最低的是( )
C
随堂练习
3、如图所示是一款具有杀菌功能的床铺除尘机器人。下列关于该机器人的设计分析和评价中不正确的是( )
A.操作简单，使用方便，主要考虑了人的因素
B.有杀菌除尘功能，符合设计的实用原则
C.能识别床铺的边沿，不会掉落，考虑到了环境的因素
D.因在床铺上使用，设计时机器人的机身高度不受限制
B
随堂练习
4、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
随堂练习
5、作为工程师的你，用一张A4纸设计一个载重量大的船，需要解决哪些技术难题？
。
如，纸船的形状、检测载重量的方法，等
课堂总结
1、工程设计一般过程：
2、每个工种设计要拿出多种方案，并取其中最优的解决问题的方案。
3、方案设计时要充分考虑降低成本、节能环保、安全因素和质量保证等方面。
板书设计
5.2 像工程师那样实践
作业布置
1、复习本课时主要内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、完成学案中“课后巩固”；
4、复习本章全部的相关内容。
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版七上科学§5.2像工程师那样实践 教学设计
课题 5.2像工程师那样实践 单元 五 学科 科学 年级 七上
教材分析 本节为新浙教版七上第五章《探索技术与工程的世界》中的第2节内容。教材以活动为载体来说明什么是工程设计，如何进行工程设计，使学生了解工程实践的一般步骤和过程，等；通过科学阅读《都江堰》水利工程，使学生体会到工程建设前认证和规划的重要性和必要性。在此基础上，提供动手动脑机会，让学生动手工程实践：制作三球运动演示模型，丰富学生的研感性认识，熟悉工程实践的过程，提升动脑、动手和实践能力。
学习目标 科学观念：知道工程设计的重要性；了解工程设计一般过程；会对简单的工程问题进行操作； 科学思维：通过“制作一张办公椅”活动体会工程设计不是工程师的特权，自己也可像工程师那样参与实践； 探究实践：尝试制作“三球运动演示模型”，并演示日食和月食的成因；提升实践操作技能，包括使用工具、设备、软件等进行实际工程作业的能力；态度责任：初步形成动手、动脑的习惯；养成亲自动手操作的习惯和意识，并能将动手实践运用到生活实际中去。
重点 知道工程实践的一般过程；
难点 如何设计，动手操作实践。
教学环节 教师活动 设计意图
导入新课 在建造公路、铁路和地铁时，需要开挖隧道。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”，是名副其实的大国重器，反映了一个国家装备制造业的水平。 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？ 导入新课
讲授新课 一、我国重大工程鉴赏： 1、航天工程：神舟系列飞船 2、深海探测工程：蛟龙号载人潜水器 3、深海探测工程：蛟龙号载人潜水器 4、水利工程：都江堰 5、铁路工程：京张铁路 6、桥梁工程：赵州桥二、工程设计的过程： 1、工程设计过程： 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。 2、工程设计的一般步骤： ①明确问题 ②设计方案 ③实施方案 ④检验产品 ⑤改进完善 ⑥发布成果（1）明确问题： ①明确设计的目标和要求,包括功能需求、性能需求、使用环境要求等； ②与客户或相关方进行深入沟通,充分理解他们的期望和限制条件。 （2）设计方案： A.概念设计: ①根据问题,通过相互交流和讨论,运用头脑风暴,产生多种设计概念和方案,对这些概念进行初步评估和筛选,确定几个有潜力的方向。 ②对选定的概念进行细化和完善,形成具体的设计方案,包括整体结构、主要部件、工作原理等方面的设计，绘制设计草图。 B. 具体设计: 基于概念设计,进一步深化方案,确定各个零部件的具体尺寸、形状、材料等细节,绘制详细的工程图纸和技术文档。 （3）实施方案： 根据设计图，运用各种技术，进行一系列工作，制作原型。 （4）检验产品： 在工作环境下对实物进行测试，是否满足限制条件。 （5）改进完善： 针对测试发现的问题,对设计进行进步的调整和优化,解决出现的问题和不足之处。再次制作原型并重新进行测试。 （6）分布成果： 测试完成后,与生产部门协作,为大规模生产做好准备工作,如制定生产工艺、整理和编写详细的设计报告、使用手册等。 3、实践：制作一把办公椅 工程问题： 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。 工程师了解到这些需求后，开始研发一款新的办公椅。（1）明确问题： 办公椅：可以调节椅子高度和靠背角度,坐起来更舒适。 限制条件: ①高度调节范围:450～550mm ②靠背倾斜角度调节范围:0°～30° ③座椅材料:舒适、透气的网布材料 ④能承受的最大载荷:150kg （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）实施方案： （4）检验产品： 测试高度调节、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： 综合考虑生产成本和实际需求,选择更换使用 耐受力更强的材料,达到设计承重的标准。 （6）发布成果： 与供应商合作,选取合适的材料和制造工艺,并制订生产计划。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。 4、注意事项： （1）提出多种方案： 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。 （2）合理取舍方案： 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。 （3）工程可以很复杂： 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;如盾构机就是由许多部件组成的，涉及多项技术；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。 视频：盾构机工作片段（4）工程设计的最高目标： 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。 科学阅读：都江堰三、我们的工程实践： 工程问题：制作三球运动演示模型 1、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。 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。 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。 （附视频） 展示我国历史上一些重大工程和成就，使学生产生强烈的民族自豪感介绍工程设计的一般过程先介绍方法与步骤再在此基础上通过工程实践例子加以说明，使学生理解工程设计的基本过程和步骤从理论到实践过程中内化知识、同时提出工程设计过程中应考虑的多方面因素，以联系社会实际制作三球运动演示模型目的是通过制作过程体会工程设计的过程和步骤提升思维动脑、动手能力设计过程是合作交流最好机会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
课堂练习 1、在工程设计中,确定设计方案后紧接着的步骤是( B )A. 需求分析 C. 采购与资源准备 B. 详细设计 D. 项目交付2、小张尝试设计一款小木凳，如果所用材料相同，那么下列设计方案牢固程度最低的是( C )3、如图所示是一款具有杀菌功能的床铺除尘机器人。下列关于该机器人的设计分析和评价中不正确的是( B )A.操作简单，使用方便，主要考虑了人的因素 B.有杀菌除尘功能，符合设计的实用原则 C.能识别床铺的边沿，不会掉落，考虑到了环境的因素 D.因在床铺上使用，设计时机器人的机身高度不受限制 4、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 ）5、作为工程师的你，用一张A4纸设计一个载重量大的船，需要解决哪些技术难题？ 。参考：如，纸船的形状、检测载重量的方法，等（合理均可） 及时训练，有利于巩固刚刚学习的新知识。同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题，便于及时纠正、修补。
课堂小结 1、工程设计一般过程： ①明确问题 ②设计方案 ③实施方案 ④检验产品 ⑤改进完善 ⑥发布成果2、每个工种设计要拿出多种方案，并取其中最优的解决问题的方案。 3、方案设计时要充分考虑降低成本、节能环保、安全因素和质量保证等方面。 帮助学生掌握重点，更加容易的学习。
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网（www.21cnjy.com） 21清风明月中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版七上§5.2 像工程师那样实践 学案
姓名
[学习目标]
1、知道工程设计的重要性；
2、了解工程设计的一般过程；
3、制作三球运动演示模型；
4、会对简单的工程问题进行操作。
[熟悉教材]
一、工程设计的过程
1、工程设计的过程：工程师们将 的问题转变为 的解决方案；
2、工程设计的一般过程：① ，② ，③ ，④ ，⑤ ，⑥ 等；
3、工程实践中，工程师需要明确 ，通过相互交流和讨论，采用 ，畅所欲言地提出自己 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 方案。
4、一个好的工程设计能够 现实需求和未来可能出现的问题，减少资源浪费、降低施工 、保证工程 和延长工程 。因此，在进行任何工程建设之前，必须首先进行仔细的 和细致的 ，以确保工程质量和效益的最大化。
二、我们的工程实践
制作三球运动演示模型：
1、明确问题：
（1）任务 ；
（2）材料 ；
（3）工具 ；
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 (大)、用泡沫大球代替 (中)和用泡沫小球代替 (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 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 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、实施计划：按图顺序完成
4、产品检验：
5、改进完善和发布成果……。
6、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 、寻找 并选代改进，直至符合工程验收标准。在一些重大工程的建造中， 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。
[课后巩固]
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 B. 详细设计 C. 采购与资源准备 D. 项目交付
2、在发现与明确问题的基础上，紧接着制订设计方案的顺序是( )
A. 收集信息、设计分析、方案构思、方案呈现、方案筛选
B. 收集信息、方案构思、设计分析、方案呈现、方案筛选
C. 收集信息、设计分析、方案呈现、方案构思、方案筛选
D. 设计分析、收集信息、方案构思、方案选、方案呈现
3、制定设计方案的过程是( )
①评价与选择方案构思 ②构思设计方案 ③用草图表达构思 ④收集和处理信息
A. ③②④① B. ①③②④ C. ①③④② D. ④②③①
4、设计产品的活动往往是团队活动。在设计方案的交流过程中，我们不应提倡( )
A. 强调团队合作精神 B. 追求结果的一致性
C. 主动创造设计交流的机会 D. 及时采纳有益信息，完善设计方案
5、在制定设计方案时,往往需要通过各种渠道,尽可能广泛地收集设计所需的信息。通过对各种信息的归纳与分析，挖掘影响设计的主要因素大胆提出各种设计想法，并依据一定条件对各种想法进行筛选，确定最终的设计方案。以下说法正确的是( )
A. 好的设计方案只可能有一个 B.好的设计方案就不需要什么改进了
C. 好的设计方案肯定有无数个 D. 好的设计方案不会只要一个
6、为了设计一款便携式小板凳，小明进行了一些工作，下面工作应该优先进行的是( )
A. 调查市面上有没有类似功能的小板凳
B. 制作小板凳的模型，并测试其稳固性
C. 从“物、人、环境”三个角度分析小板凳
D. 绘制小板凳的设计图，方便后面的设计
7、小明准备用实木板制作一张“H”型坐登,由一块凳面和二块侧板(图中仅呈现一侧)通过榫卯连接而成。他设计了下料和开榫槽的四种方案，以连接强度为指标，最佳方案宜选择( )
8、小张尝试设计一款小木凳，如果所用材料相同，那么下列设计方案牢固程度最低的是( )
9、如图所示的三脚架，用来放置空调外机，已知空调外机的底部已有两个安装圆孔，则三脚架上角钢安装孔设置最合理的（ ）
10、如图为一款安全箱，以下设计分析中，主要从“物”的角度考虑的是（ A ）
A. 外壳采用聚丙烯异分子的工程塑料，强度高、重量轻
B. 锁扣设计不夹手、好打开、易锁紧
C. 内部有多层空间，方便分类放置物品
D. 使用地方广，可以有效防止潮气、水，甚至空气进入
（第10题图） （第11题图）
11、如图所示是一款集桌子与架子为一体的多功能家具,采用金属与木材的搭配,仅需简单的三步，即可从一个支持 6人同时使用的桌子变身为一个收纳架。下列关于该多功能家具的分析正确的是( )
A. 仅需三步，便可实现功能转换，考虑了人的心理需求
B. 方形桌面的设计，体现了设计的技术规范原则
C. 与桌板连接部分采用平行四边形方式变形，主要考虑了物的因素
D. 该设计采用了木材，不适宜在潮湿的环境中使用，体现了技术的复杂性
[实战演练]
1、请你根据所学的知识，为学生教室设计一个放企的置企架。
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
2、一竹躺椅如图所示，请完成以下任务：
（1）以下主要从环境角度考虑的是 （在“A.采用弧形扶手；B.靠背角度可调节；C.整体结构可折叠；D 构件间用高强度钢连接”中选择合适的选项，将序号填入横线处)。
（2）枕头轮廓设计贴合人体颈部线条，倚靠自然，实现了人机关系的目标 (在“A .安全；B .健康；C .高效；D .舒适”中选择合适的选项，将序号填入横线处)
（3）拖脚展开的大小可随躺姿变化，需要考虑使用者的 (在“A .静态尺寸;B.动态尺寸”中选择合适的选项,将序号填入横线处)。
（4）图中连接处采用的连接是 (在“A.刚连接;B.铰连接”中选择合适的选项,将序号填入横线处)。
（5）企业制造出样品后进行试验。以下属于测试躺椅稳定性的项目的是 (从下列选项中选择合适的选项,将序号填入横线处)。
（6）若测试发现座椅容易侧翻，以下改进措施最合理的是 ，(在“A .减小H1;B .增加H2;C.增加H3;D.增加H4”中选择合适的选项将序号填入横线处)
3、按照有关规划,我国未来要发射更多的火箭进行载人登月探测等活动,因此大家想做一个简单的火箭模型来模拟真实火箭发射升空,为此学校开展“制作水火箭”项目化学习活动。
【明确问题】
小明同学负责明确“水火箭”发射的原理,他查阅资料后得知，我国发射火箭时点火后火箭尾部会向下喷出烈焰，火箭随即升起，于是想到“水火箭”也可以利用这一科学原理。
（1）简述“水火箭”可以飞起来的原因: ；
【设计方案】小亮同学负责“水火箭”的设计方案,他考虑到“水火箭”的动力只能由水或空气提供,从工程角度看,装置的密封性要好，要能保证水在足够大的压力下喷出而产生足够的反推力。于是他设计了制作流程,首先在废旧饮料瓶内装入适量水,用带有打气筒的瓶塞将瓶口塞住,最后配置上由废纸箱改造而成的火箭外壳、导流罩及底座，“水火箭”即可完成，如图甲所示(简化模型如图乙)。
（2）如果瓶塞未完全塞紧，将会导致 现象产生。
（3）小亮设计“水火箭”顶端的导流罩,其目的是减小飞行时受到的 ；
【实施计划】
小林负责“水火箭”的发射,他往瓶中装 600mL 的水,塞好瓶塞后放在发射架上。用气筒不断地向瓶内打气，瓶内气压不断增大,当橡皮塞从瓶口冲出时，“水火箭”发射升空。
【检验作品】
以下是“水火箭”发射的评价量表
(4)小华同学负责“水火箭”是否制作成功的鉴定,其标准就是“水火箭”上升的高度,但高度不容易测量,小华此时可以转化成测量 ；某组同学制作的“水火箭”,由地面竖直向上发射,其速度和时间的关系如图所示。根据图像,结合评价量表的功能性指标，D0你对该“水火箭”评价结果是什么并说明理由： 。
【拓展延伸】
（5）小组同学对“水火箭”水平飞行的距离与哪些因素有关的问题进行了进一步研究,并设计了多个方案。其中的一个方案是:取上述“水火箭”,分别安装在发射架上，调整它们发射的角度分别为20°、30°、45°、50°60°、70°,向瓶内打气直至橡皮塞从瓶口冲出,使“水火箭”向前飞出。下表是他们在实验中收集到的数据:
分析表中数据可得出的结论是 。
4、任务：某同学的爷爷年事已高，行动不便 。该同学想设计一款轻便实用的拐杖帮助爷爷行走。根据任务定义工程问题，分析限制条件，提出验收标准。
（1）工程问题： ；
（2）限制条件分析: ；
（3）材质: ；
（4）稳定性： ；
（5）外观设计： ；
（6）验收标准：
①质量： ； ②高度调节： ；
③稳定性： 。
（7）设计草图：
参考答案：
[熟悉教材]
一、工程设计的过程：
1、概念模糊 高度简练
2、明确问题 设计方案 实施方案 检验产品 改进完善 发布成果
3、问题 头脑风暴 创造性 问题解决
4、预估 成本 安全稳定 使用寿命 论证 规划
二、工程实践：
1、（1）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）材料包括木板、地球模型、月球模型、LED灯、刻度尺等
（3）包括锯子、砂纸等。
2、设计方案
（1）太阳 地球 月球 直径 12 （2）阳光
（4）
（供参考）
6、问题 原因 工程设计
[课后巩固]
1、B 2、A 3、A 4、B 5、D 6、A 7、A 8、C 9、A 10、A 11、C
[实践演练]
1、（1）①②③⑤ （2）木材环保、强度高、外观好（合理均可） （3）ABC
2、（1）C （2）D （3）A （4）B （5）B （6）C
3、(1)高压空气推动水向下喷出,水给火箭一个向上的推力,水火箭升空(2)漏气(3)空气阻力
(4)火箭在空中的运行时间 ；合格。理由:由速度和时间的关系图像可知,水火箭的飞行时间为6s,对比水火箭发射的评价量表可知,水火箭的功能性指标为合格，(5)在其他情况相同时,水火箭水平飞行距离与发射角有关,随着发射角的增大,水平飞行距离先增大,后减小
4、（1）设计一款能为行动不便的高龄老人提供稳定支撑和辅助行走，且轻便实用的拐杖。
（2）质量限制:拐杖要轻便,质量不超过350g。
（3）主体不锈钢材料或铝合金材料。
（4）拐脚配橡胶防滑脚垫,着地性能好,稳定性佳,安全可靠;高度9档调节。
（5）必须符合人体工程学原理,握柄舒适,外观简洁,易于操作和使用,避免复杂的结构和操作。
（6）验收标准:
质量:拐杖整体质量不超过 350g。高度调节范围:能够在100cm~140cm之间自由调节,并能稳定固定。稳定性测试:最大承重120kg,防滑系数0.7,在湿滑、不平整等多种常见地面条件下,倾斜角度达到30°时仍能保持稳定,不倾倒；调节轻松便捷
（7）草图：
（本大题答案不唯一，合理均可）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com) 21清风明月

展开更多......

收起↑