资源简介

(共18张PPT)
5.2像工程师那样实践
浙教版七年级科学上册
第五章 探索技术与工程的世界
把照相机对着北极星附近的星空进行延时摄影，就会得到一张星星绕北极星运动的轨迹照片。通过这张照片，我们能否推断地球到底是怎样运动的
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
新课导入
一、工程设计的过程
我们每天都在使用各种工程产品，如自行车、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
明确问题
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。这种需求被称为工程问题。工程师了解到这些需求后，开始研发一款新的办公椅。研发团队经过调研，确定了以下设计要求:
1.高度调节范围:450~550 mm。
2.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.能承受的最大荷载:150kg:
制作一把办公椅
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。
制作一把办公椅
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。
制作一把办公椅
实施计划
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。
制作一把办公椅
检验作品
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。
制作一把办公椅
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如图5.2-7所示
二、我们的工程实践
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
二、我们的工程实践
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
(2)模型的动力如何提供
(3)什么样的装置可以模拟阳光
(4)机械装置中常用齿轮或皮带实现动力的传递，地球绕太阳运动圈时，月球绕地球运动12圈。如何保证上述运动关系
二、我们的工程实践
2.材料和工具的选择
3.设计方案并绘制草图。
二、我们的工程实践
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。
二、我们的工程实践
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。
二、我们的工程实践
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
通过绘制画报、星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。

展开更多......

收起↑