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5.2 像工程师那样实践 学案
班级：________ 姓名：________ 日期：________
一、学习目标
1.能说出工程设计的一般过程（六个环节）及其逻辑顺序。
2.能在具体案例中辨析各环节的任务，准确判断当前处于工程设计哪个阶段。
3.能运用"缺陷→原因→改进"的工程思维分析常见产品，提出合理的改进方案。
二、课前预习
（一）知识填空
1.工程设计的一般过程为：__________→__________→__________→__________→__________→__________。________________________________________
2.发现问题的三大途径是：__________、__________、__________。________________________________________
3.明确问题环节需要完成：__________、__________、__________三项任务。________________________________________
4.设计方案环节需要完成：__________、__________、__________三项任务。________________________________________
5.加工制作前，需要先绘制__________。检验测试后，需要__________。________________________________________
6.产品缺陷分析的三步法是：发现__________→分析__________→提出__________。________________________________________
（二）我的疑问
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________________________________________
三、课堂探究
探究一：工程设计六环节排序
以下是小明制作旋转相框的步骤，请按合理顺序排列（填序号）：
①浏览互联网，收集灯罩制作方法　②通过问卷，调查需求　③把设计方案画出来　④制作样品　⑤分析检验结果，优化设计方案　⑥对实物进行检验
正确顺序：____→____→____→____→____→____________________________________________
探究二：各环节任务辨析表
工程环节 该做哪些事 不该做哪些事（常见错误）
发现问题
明确问题
设计方案
加工制作
检验测试
优化改进
探究三：产品缺陷分析
分析以下产品，完成缺陷→原因→改进的工程分析：
（1）五孔插座的缺陷：________________________________________________________________________________________
（1）原因分析：______________________________________________________________________________________________
（1）改进方案：______________________________________________________________________________________________
（2）盲道存在的问题（至少写两点）：________________________________________________________________________
（2）改进建议：______________________________________________________________________________________________
四、课堂练习
A组 基础巩固
1.浴室内镜子防雾化消雾器的发明，说明人们发现问题的途径可以是（ ）。A.观察日常生活 B.阅读收集资料 C.技术研究和实验 D.了解安全的需求
2.在工程设计过程中，不需要在明确问题环节完成的是（ ）。A.论证工程的价值 B.了解工程的需求 C.提出工程的要求 D.提出产品的改进方案
3.确定设计要求之后，接下来应进入（ ）。A.调查市场阶段 B.筛选方案阶段 C.构思方案并用草图呈现阶段 D.稳定性试验阶段
4.在设计制作台灯灯罩的过程中，合理顺序是（ ）。①收集制作方法　②调查需求　③画出方案　④制作样品　⑤优化方案　⑥检验实物。A.②①③④⑥⑤ B.②①③⑥④⑤ C.①②⑥④③⑤ D.①②③⑥⑤④
5.小张设计柚子采摘工具，"在设计方案时"不需要做的是（ ）。A.判断是否有必要设计 B.分析用什么材料 C.用草图呈现方案 D.筛选合理方案
B组 能力提高
6.关于桌边收纳架的设计，下列说法不正确的是（ ）。A.问卷调查后即可进行方案设计 B.发现问题的途径是观察日常生活 C.加工前需先绘制技术图样 D.销售不佳可能与定价有关
7.城市水泥砖容易开裂，从工程角度最可能的原因是（ ）。A.对水泥砖的强度要求低 B.严格按设计标准制造 C.采用电脑绘制图纸 D.对产品进行严格的检验
8.下列哪项不属于洗涤剂瓶"小圆筒+窄缝"设计的优点？（ ）。A.不易从瓶口外流 B.更容易控制用量 C.残留洗涤剂不会流到外壁 D.洗涤剂与空气隔绝防变质
9.盲道采用黄色与周边路面不同的颜色，主要目的是（ ）。A.美观 B.让盲人看得更清楚 C.警示明眼人不要占道 D.便于夜间反光
10.设计刻度尺时，除了透明之外还需要考虑哪些要求？请写出三点并简要说明理由。
五、课堂小结
1.工程设计六环节：____→____→____→____→____→____。________________________________________
2.明确问题三任务：__________、__________、__________。________________________________________
3.设计方案三任务：__________、__________、__________。________________________________________
4.产品缺陷分析三步法：__________→__________→__________。________________________________________
5.常见的混淆点："调查需求后"__________直接设计方案（填"可以"或"不可以"）。"优化"必须在"__________"之后（填环节名称）。________________________________________
六、课后作业
1.观察你身边的一个日常用品（如雨伞、书包、文具盒等），找出至少一个设计缺陷，按"缺陷→原因→改进"三步法写出分析报告。
2.为学校食堂设计一份"减少排队时间"的改进方案，要求完整经历：发现问题→明确问题→设计方案三个环节（写出书面方案即可，不需要实际制作）。
参考答案
（请先独立完成，再对照答案。）
二、课前预习 答案
1.发现问题→明确问题→设计方案→加工制作→检验测试→优化改进。2.观察日常生活、收集分析资料、技术研究与实验。3.论证工程价值、了解工程需求、提出工程要求。4.构思方案、绘制草图或技术图样、筛选合理方案。5.技术图样；优化改进。6.缺陷；原因；改进方案。
三、课堂探究 答案
探究一：②→①→③→④→⑥→⑤。
探究二：发现问题（该做：观察/收集/实验；不该做：直接设计方案）→明确问题（该做：论证价值/了解需求/提要求；不该做：画草图、选材料）→设计方案（该做：构思/画图/筛选；不该做：判断是否有必要——那是明确问题的事）→加工制作（该做：按图制作；不该做：跳过图纸直接做）→检验测试（该做：测试功能/发现问题；不该做：直接优化——先找问题再优化）→优化改进（该做：针对问题改进方案；不该做：推翻重来——应在原方案基础上迭代）。
探究三：（1）缺陷：双孔和三孔间距过近，插头体积较大时无法同时使用。原因：设计时未考虑插头尺寸的多样性。改进：增大孔间距或错位排列。（2）缺陷：①转弯太曲折且无触觉提示；②盲道突然断头。改进：①转弯处用圆形凸点提示方向变化；②确保盲道连续无中断。
四、课堂练习 答案
A组：1.A　2.D　3.C　4.A　5.A
B组：6.A（问卷调查只是明确问题的一部分，还需论证价值和提出要求）　7.A　8.D（密封防变质与瓶盖螺纹和密封垫有关，与小圆筒结构无关）　9.C（黄色是为了警示明眼人）
10.参考答案：①弹性好、不易变形、扳弯后能恢复原形（使用体验）；②热胀冷缩不明显（测量精度）；③强度较高、不易断裂（耐用性）；④成本合理（经济可行）。任写三点并说明理由即可。
五、课堂小结 答案
1.发现问题→明确问题→设计方案→加工制作→检验测试→优化改进。2.论证工程价值、了解工程需求、提出工程要求。3.构思方案、绘制草图或技术图样、筛选合理方案。4.发现缺陷→分析原因→提出改进。5.不可以；检验测试。

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