资源简介

5.1.2《认识技术与工程——技术、工程与科学的关系》教学设计
一、教材分析
本节课选自七年级科学工程技术单元，以风、光纤内窥镜为典型案例，区分科学、技术、工程三者定义与核心，阐明三者相互依赖、相互促进的内在联系。承接前期自然现象、工具制造相关知识，是学生建立工程技术宏观认知的关键一课，为后续各类工程实践、科技发明学习奠定理论基础，贴合新课标工程实践核心素养要求。
二、学情分析
七年级学生已接触简单自然现象、生活科技产品，能区分自然现象与人工物品，但无法清晰分辨科学、技术、工程的本质区别；思维以具象思维为主，抽象理解三者相互促进关系存在难度，适合借助风力发电、内窥镜等生活化实例、图片视频辅助理解，通过讨论、举例活动落实知识点。
三、教学目标
（一）科学观念
1. 明确科学、技术、工程的定义，掌握三者核心：科学核心是发现、技术核心是发明、工程核心是建造。
2. 理解科学、技术、工程相互依赖、相互促进的内在关系。
（二）科学思维
能结合生活实例区分科学家与工程师的研究任务，分析三者之间的双向推动逻辑，建立理论联系实际的分析思维。
（三）实践探究
通过小组讨论、案例分析，自主梳理风、内窥镜案例中科学、技术、工程分别发挥的作用，能独立举出生活中三者联动的实例。
（四）态度责任
认识科技工程推动人类文明进步，树立尊重科学规律、合理利用技术工程改造自然的意识，体会科技工作者的不同价值。
四、教学重点
1. 科学、技术、工程的概念与各自核心；科学家、工程师的不同研究职责。
2. 三者相互依赖、相互促进的关系。
五、教学难点
区分科学发现、技术发明、工程建造，理解三者双向促进的内在逻辑。
六、教具准备
多媒体课件（课本图文）、风力发电科普短视频、光纤内窥镜工作原理动画、世界气流卫星图、风力发电机实物模型、光纤教具。
七、教学过程
配套视频素材
1. 导入视频：2 分钟风力发电完整科普短片（展示风的形成、风机制造、发电应用全过程）
2. 新知辅助视频：1.5 分钟内窥镜光纤传光原理动画
3. 拓展视频：1 分钟航天工程三者联动科普短片
（一）导入新课
播放风力发电科普短视频，视频结束后提问：视频里有人研究风怎么形成，有人造风力发电机发电，这两类人做的事是一样的吗？引出本节课课题《技术、工程与科学的关系》，激发学生认知冲突，快速聚焦学习主题。
（二）讲授新课
模块 1：区分科学、工程的不同研究内容（以 “风” 案例展开）
教师活动
展示课本卫星气流图、风力发电机图片，抛出思考问题：同样围绕 “风”，科学家、工程师分别在研究什么？组织学生 4 人小组限时 2 分钟讨论，巡视倾听各组发言，讨论结束后邀请小组代表分享观点，最后结合课本原文总结：科学家研究自然现象、自然规律；工程师研究利用自然、制造人工产品解决实际需求。随后抛出思考讨论题：科学家、工程师的研究成果分别是什么？引导学生归纳，科学家成果是自然规律、科学理论；工程师成果是工具、设备、工程造物。
学生活动
小组合作交流，结合图片说出科学家研究风的形成、气流规律，工程师研究风力发电设备制造；主动举手分享小组讨论结果，记录科学家与工程师不同研究成果。
设计意图
以学生熟悉的 “风” 为具象案例，降低抽象概念理解难度，小组讨论锻炼合作表达能力，通过对比直观区分科学研究与工程实践。
知识点
1. 科学：观察实验研究自然现象、发现自然规律；工程师侧重利用自然、制造产品解决生活实际问题。
2. 科学家成果：自然规律、科学理论；工程师成果：各类人工工具、工程设施。
模块 2：科学、技术、工程的定义与核心
教师活动
出示课本文字定义，逐句拆解讲解科学、技术、工程概念；展示图 5.1-8 示意图，标注三者核心：科学核心是发现，技术核心是发明，工程核心是建造。结合风力发电举例讲解：发现大气温差形成风是科学；研发风机叶片材料、传动方法是技术；建造大型海上风电场是工程。同步板书三者定义与核心关键词。
学生活动
勾画课本重点定义，跟随教师梳理三者核心，结合风力发电案例口头复述三者分别对应环节，做好课堂笔记。
设计意图
文字定义 + 示意图 + 生活实例三重结合，攻克本节课基础知识点，清晰划分三者本质区别。
知识点
1. 科学：通过观察实验研究自然、发现自然规律；核心：发现。
2. 技术：改造自然的方法、技能、工具；核心：发明。
3. 工程：运用科学、技术建造人工物，解决实际需求；核心：建造。
模块 3：三者相互依赖、相互促进（内窥镜案例）
教师活动
播放内窥镜光纤传光动画，分步讲解案例：第一步，科学家先研究光在光纤内的传播规律（科学发现）；第二步，工程师利用该科学原理发明光纤制造技术（技术发明）；第三步，工程师设计、制造完整内窥镜设备（工程建造）；再反向说明：内窥镜投入使用后，又帮助科学家观察人体内部，获得更多人体科学新知。组织学生完成思考讨论题：举例说明三者相互促进，预留 3 分钟小组交流，抽取 2-3 组分享生活实例（手机、火箭、光伏等），教师补充点评。
学生活动
观看动画理解光纤原理，跟随教师梳理内窥镜中科学、技术、工程的先后推动关系；小组内交流生活中三者联动实例，主动发言分享案例。
设计意图
内窥镜完整闭环案例展示三者双向促进逻辑，突破教学难点；自主举例锻炼知识迁移与科学思维。
知识点
科学、技术、工程相互依赖、双向促进；科学为技术工程提供理论支撑，技术工程落地又反过来拓展科学研究边界。
模块 4：三者协同发展的社会价值
教师活动
结合课本文字讲解，三者协同推动生产力、经济、社会进步，改变生产生活方式，提升人类物质文明。结合风电、医疗内窥镜说明：风电工程改善清洁能源供给，内窥镜提升医疗诊疗水平，都是三者结合带来的生活改变。
学生活动
联系自身生活，说说科技工程给自己生活带来的便利，简单发言分享。
设计意图
落实态度责任目标，让学生感知本节课知识的现实意义。
知识点
科学、技术、工程协同发展推动社会进步，改善人类生产生活。
（三）课堂练习
一、选择题（3 道）
1. 下列活动属于 “科学研究（发现）” 的是（）
A. 工程师搭建风力发电站 B. 科学家探究风的形成原因
C. 工人生产风力发电机叶片 D. 设计师改良风机外观
答案：B
2. 工程的核心是（）
A. 发现规律 B. 发明工具 C. 建造人工物 D. 观察自然
答案：C
3. 内窥镜能观察人体内部，其中科学家做出的贡献是（）
A. 制造光纤 B. 研究光在光纤中的传播规律
C. 组装内窥镜整机 D. 设计内窥镜操控按钮
答案：B
二、判断题（3 道）
1. 科学、技术、工程本质是同一件事，没有区别。（×）
解析：三者核心不同，科学侧重发现、技术侧重发明、工程侧重建造。
2. 风力发电站的修建属于工程活动。（√）
3. 只有科学能推动技术、工程发展，技术工程无法反过来帮助科学研究。（×）
解析：内窥镜应用能帮助科学家研究人体，二者双向促进。
三、情境题（3 道）
1.情境：科学家发现太阳能光电转化规律；工程师研发太阳能电池板制造工艺；施工团队修建光伏电站。请分别指出对应科学、技术、工程环节。
答案：科学：发现光电转化规律；技术：研发电池板制造工艺；工程：修建光伏电站。
2.情境：人们利用显微镜观察细胞属于科学研究，根据显微镜原理制造显微镜是技术，搭建大型生物实验室属于工程。说说三者存在怎样的联系？
答案：科学发现为技术发明提供理论，技术发明支撑工程建造；实验室工程又能给科学家提供更好设备，助力新的科学发现，三者相互促进。
3.生活中手机是三者结合的产物，请简单举例说明手机背后的科学、技术、工程。
答案：科学：科学家发现电磁波传播规律；技术：研发芯片、无线通信技术；工程：工厂批量制造手机、搭建通信基站工程。
（四）课堂小结
今天我们分清了科学、技术、工程：科学核心是发现自然规律，技术核心是发明工具方法，工程核心是建造人工造物。三者互相依靠、彼此推动，像风电、内窥镜都是三者结合的成果。科技工程不断发展，改善我们的生活，推动社会持续进步。
八、板书设计
技术、工程与科学的关系
1. 三者定义与核心
科学：研究自然，发现规律
技术：改造自然，发明工具
工程：建造造物，建造设施
2. 科学家 vs 工程师
科学家：找规律；工程师：造产品
3. 关系：相互依赖、相互促进
例：风→风力发电；光的传播→光纤内窥镜
4. 价值：推动文明、改善生活
九、教学反思
（一）成功之处
1. 以风、内窥镜生活化案例贯穿课堂，搭配短视频、教具，贴合七年级具象思维特点，学生参与讨论积极性高，基础概念掌握牢固。
2. 设置分层思考讨论题，循序渐进突破三者相互促进这一难点，课堂练习贴合知识点，即时巩固效果好。
3. 导入短视频快速制造认知冲突，顺利引出课题，课堂逻辑完整，落实四大维度教学目标。
（二）不足之处
1. 小组讨论时间把控不足，部分小组举例环节耗时过长，后半段课堂节奏偏紧。
2. 少数学生无法自主区分技术发明与工程建造，知识迁移能力较弱，缺少一对一针对性引导。
3. 拓展实例局限于风电、医疗，缺少航天、农业等多元案例，拓展广度不足。
（三）教学建议
1. 提前规定小组讨论时长，设置计时提醒，预留机动时间，把控课堂节奏；对理解薄弱学生单独举例点拨。
2. 课前补充航天、杂交水稻、高铁等多元案例素材，拓宽学生认知，丰富课堂举例。
3. 课后布置实践作业：寻找生活物品，拆解其中的科学、技术、工程环节，下节课分享，强化知识迁移。(共17张PPT)
最新版七年级上册
第五章 探索技术与工程的世界
5.1.2《认识技术与工程》
——技术、工程与科学的关系
（一）导入新课
视频里有人研究风怎么形成，有人造风力发电机发电，这两类人做的事是一样的吗？
板块 2：技术、工程与科学的关系
（二）新课讲授
科学家、工程师有不同的职责，他们的研究成果分别是什么？
科学家
职责：探索自然规律、发现未知原理，研究事物内在机理。
成果：科学理论、定律、客观规律（如万有引力、板块构造学说、光的传播原理）。
工程师
职责：运用科学理论设计、制造实用产品与工程，解决实际生活生产问题。
成果：技术产品、工程设施、实用技术方案（如桥梁、太阳能热水器、手机、轨道交通）。
科学、技术与工程三者之间相互促进，请举例说明。
示例：电磁科学→发电技术→电网工程
科学奠基：科学家发现电磁感应规律，揭示磁能转化电能的自然原理；
技术转化：工程师运用该原理研发发电机、变压器等发电技术；
工程落地：建设水电站、高压输电网络这类大型工程，向全社会供电。
相互促进：电网工程运行中出现损耗难题，又推动科学家完善电磁、超导相关新科学理论，迭代升级发电输电技术。
科学的核心是发现，技术的核心是发明，工程的核心是建造。技术与工程是人们运用科学原理，使用各种材料、工具等解决实际问题。
1. 工程起源：人类生存、制造器物的需求；
2. 我国经典古代工程：长城、都江堰、京杭大运河；现代重大工程：高铁、C919、中国空间站；
3. 工程覆盖领域：建筑、制造、航天、能源、通信、生物医学等。
知识点
课堂练习
1. 下列活动属于 “科学研究（发现）” 的是（ ）
A. 工程师搭建风力发电站 B. 科学家探究风的形成原因
C. 工人生产风力发电机叶片 D. 设计师改良风机外观
2. 工程的核心是（ ）
A. 发现规律 B. 发明工具 C. 建造人工物 D. 观察自然
3. 内窥镜能观察人体内部，其中科学家做出的贡献是（ ）
A. 制造光纤 B. 研究光在光纤中的传播规律
C. 组装内窥镜整机 D. 设计内窥镜操控按钮
B
B
C
1. 科学、技术、工程本质是同一件事，没有区别。（ ）
2. 风力发电站的修建属于工程活动。（ ）
3. 只有科学能推动技术、工程发展，技术工程无法反过来帮助科学研究。（ ）
判断题
×
√
×
1.情境：科学家发现太阳能光电转化规律；工程师研发太阳能电池板制造工艺；施工团队修建光伏电站。请分别指出对应科学、技术、工程环节。
答案：科学：发现光电转化规律；技术：研发电池板制造工艺；工程：修建光伏电站。
三、情境题
2.情境：人们利用显微镜观察细胞属于科学研究，根据显微镜原理制造显微镜是技术，搭建大型生物实验室属于工程。说说三者存在怎样的联系？
答案：科学发现为技术发明提供理论，技术发明支撑工程建造；实验室工程又能给科学家提供更好设备，助力新的科学发现，三者相互促进。
3.生活中手机是三者结合的产物，请简单举例说明手机背后的科学、技术、工程。
答案：科学：科学家发现电磁波传播规律；技术：研发芯片、无线通信技术；工程：工厂批量制造手机、搭建通信基站工程。
今天我们分清了科学、技术、工程：科学核心是发现自然规律，技术核心是发明工具方法，工程核心是建造人工造物。三者互相依靠、彼此推动，像风电、内窥镜都是三者结合的成果。科技工程不断发展，改善我们的生活，推动社会持续进步。
课堂小结
5.1.2 技术、工程与科学的关系
1. 三者定义与核心
科学：研究自然，发现规律
技术：改造自然，发明工具
工程：建造造物，建造设施
2. 科学家 vs 工程师
科学家：找规律；工程师：造产品
3. 关系：相互依赖、相互促进
例：风→风力发电；光的传播→光纤内窥镜
4. 价值：推动文明、改善生活
板书设计

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