资源简介

5.1 认识技术与工程
本节导航·目标清单 教材精研·内容全解 避坑指南·易错辨析实战演练·随堂检测 巩固拓展·课后提升
01 本节导航·目标清单
目标导航
认识现代技术与工程的系统性和复杂性。（科学观念）
举例说明重大的技术发明会给人类社会发展带来深远影响（如工业革命、信息技术革命）。（科学观念）
知道技术的开发和应用需要考虑伦理问题，关注并讨论一些有伦理争议的技术与工程问题。（责任态度）
知道科学对技术与工程具有指导意义；初步认识现代科学、技术与工程越来越密不可分，高度融合。（科学观念）
方法指导
知识推进链：从“技术是什么、工程是什么”入手，先认识技术与工程的发展（产生、不同时代、种类），再厘清科学、技术、工程三者的区别与联系，最后理解技术与工程如何改变人们的生活。学习时结合身边的技术产品与工程实例，体会科学对技术、工程的指导作用。
02 教材精研·内容全解
课前引入
儿童电话手表不仅能计时，还能接听电话、实时精准定位、记录运动锻炼状况等。科技公司开发的电子产品改变着我们的生活，我们享受着现代科学、技术与工程发展带来的各种成果。那么，什么是技术？什么是工程？
考点01 技术与工程的发展
1. 技术的产生
人类在与自然界打交道的过程中，为了适应自然、改善生存环境、满足自身的需求，产生了各种各样的技术。技术一直伴随着人们生产、生活的方方面面。
技术伴随着我们
2. 思考与讨论
列举一个生产或生活实例，指出其所使用的相应技术。
3. 不同时代的技术
技术与人类生活和文明进程息息相关，在人类文明进步中不断得到发展。在石器时代以打制、磨制石器为工具，农耕时代以畜力耕地，工业时代以机器开展大规模生产，而在信息时代的今天，电脑和互联网广泛应用于家庭生活、学校学习、办公管理、自动化生产等。技术引领我们进入现代社会，社会发展又促进技术革新。
不同时代的技术
4. 文字记录和处理技术
技术总是在不断地发展。例如，文字的记录和处理经历了用笔手写、手动打字机、计算机文字处理技术、语音自动识别技术的发展历程。然而，现代技术的发展并不能完全取代原有的技术，例如用笔书写的技术历史虽然悠久，但目前仍被人们广泛使用。
文字记录和处理技术
5. 工程
工程源于人类生存的需求和制造器物的需求。工程古已有之，在7000多年前的河姆渡遗址发现了大规模干栏式建筑；万里长城、京杭大运河、都江堰等都是我国彪炳史册的伟大工程，高速铁路、C919大飞机、中国空间站等则是当今我国的重大工程。
不同时代的工程
6. 实践活动
我们身边有哪些技术产品或工程？分别满足了哪些需求？（教材第185页，记录表见巩固拓展）
考点02 工程的概念与种类
1. 工程涉及的范围
工程涉及范围广、领域多，并且还在不断地增加。目前，主要有制造工程、建筑工程、环境工程、交通运输工程、动力和能源工程、通信工程、生物医学工程、水利工程、材料工程、航天工程、食品工程等。
形形色色的工程
考点03 技术、工程与科学的关系
1. 以“风”为例
科学、技术与工程是人类认识世界、改造世界的重要活动。我们以“风（空气流动）”为例：科学家研究的是风是如何形成的、有什么规律、空气流动如何影响气候；工程师研究的是如何利用风力发电、如何制造风力产品。
对风的研究
2. 科学、技术与工程的含义
科学是人们通过观察和实验研究自然现象、发现自然规律的活动；技术是在人们适应自然、改造自然过程中发展起来的方法、技能和工具；工程是人们运用科学原理和技术手段有目的地利用自然、改造自然而建造人工物的实践活动，可满足人们的需求和解决实际问题。科学、技术与工程相互依赖，相互促进。例如在内窥镜中，光通过光纤传播，而光在光纤中的传播规律是科学家长期研究发现的；工程师则利用科学原理设计并制造出光纤和内窥镜，反过来内窥镜的应用又帮助科学家了解更多有关人体的信息。
从光纤到内窥镜
3. 科学、技术、工程的区别与联系
科学、技术与工程三者既有区别又相互联系，可从定义、核心、成果形式、研究方法等方面比较。
比较项 科学 技术 工程
定义 人们通过观察和实验研究自然现象、发现自然规律的活动 在人们适应自然、改造自然过程中发展起来的方法、技能和工具 人们运用科学原理和技术手段有目的地利用自然、改造自然而建造人工物的实践活动，可满足人们的需求和解决实际问题
核心 发现 发明 建造
成果形式 理论、定律、学说 专利、工艺流程、方法 产品、设施、项目
研究方法 观察、实验、推理、论证 试验、改进、优化 规划、设计、实施、评估
联系 科学、技术与工程相互依赖，相互促进
4. 三者相互促进
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。科学、技术与工程的相互促进作用日益增强，推动着生产力的发展、经济的繁荣和社会的进步，促进了人们生产和生活方式的变革，提高了生产效率，提升了生活品质，提高了人类社会的物质文明水平。
科学、技术与工程
考点04 技术与工程改变了人们的生活
1. 各时代的技术与工程
技术与工程创造了丰富多彩的世界，人们的衣食住行、学习与工作、运动与娱乐都离不开技术与工程。石器时代人们磨制石器、制作工具、耕种农作物，开始了定居生活；铁器时代人们学会冶炼铁、制作铁器农具，促进了农业与手工业发展；蒸汽时代蒸汽机成为主要动力来源，广泛应用于生产领域；电气时代电力作为动力带动机器，电灯、电话、电报、电车等纷纷问世，使人们的生活、学习和工作更加便利，极大地改善了人们的生活。
2. 思考与讨论
假如没有电，生活中哪些技术与工程产品就不能工作？对人们的生活会造成怎样的影响？
3. 互联网与信息时代
当今社会，人们发明了电子计算机，建构了计算机网络。互联网在全球迅速普及，成为现代社会重要的基础设施，标志着人类进入信息时代。互联网对现代社会生活产生了前所未有的影响，改变着人们的生活、工作和娱乐方式。例如利用计算机和网络技术，让家拥有集学习、计算、决策、控制于一体的智慧大脑，针对空气、阳光、水等家居条件进行动态预判，实现智慧交互、自如操控、灵敏响应，使居家生活更舒适、更节能、更低碳。
全屋智能解决方案
4. 实践活动
调查生活中的智能产品，它们具有哪些功能？可满足哪些需求？（教材第189页，记录表见巩固拓展）
5. 工程促进认知与发展
科学的进步和技术的发展，衍生出更多的工程。通信工程让我们足不出户便可与远方亲友畅快交流；现代医疗的发展有助于人类摆脱疾病困扰、恢复身体健康；现代农业工程向大型化、自动化、电子化方向发展，提高了农业作业的生产效率。工程和技术的发展促进了人类认知的发展：计算机工程的发展让我们可以利用计算机高速运算的能力完成以往不能完成的科研任务；中国天眼是目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，能够接收到100多亿光年以外的电磁信号，拓宽了人类视野；我国首台自主设计、建造的深海载人潜水器“蛟龙号”，2012年在马里亚纳海沟创造了7062米的深潜纪录，使人类能观察到深海世界，对开发利用深海资源有重要现实意义。
农田灌溉技术的发展 中国500米口径球面射电望远镜 “蛟龙号”深海载人潜水器
03 避坑指南·易错辨析
易错警示 1. 科学、技术、工程三者不可混为一谈：科学的核心是“发现”（揭示自然规律），技术的核心是“发明”（方法、技能、工具），工程的核心是“建造”（人工物）。 2. “技术的种类”与“工程的种类”含义不同：技术侧重方法、技能、工具（如信息技术、生物技术、能源技术）；工程侧重有目的地建造人工物的实践活动（如制造工程、建筑工程、航天工程）。注意“工程技术”既是一个技术领域，也是一类工程领域，但所指不同。 3. “现代技术完全取代原有技术”是错误的。例如用笔书写的技术历史悠久，目前仍被广泛使用。技术发展的方向是新旧并存、相互补充。 4. 科学、技术、工程相互依赖、相互促进，但并非同一回事：科学提供理论基础（起指导作用），技术提供手段，工程实现应用落地。 5. 技术的开发和应用需要考虑伦理问题，不能认为“技术越发展就越无需考虑伦理道德”。 6. 工程不等于单纯的产品：工程是运用科学原理和技术手段有目的地建造人工物的实践活动，既包含产品，也包含设施、项目等。
04 实战演练·随堂检测
【实战演练】
1. 《庄子·天地》曰：“故通于天地者，德也；行于万物者，道也；上治人者，事也；能有所艺者，技也。技兼于事，事兼于义，义兼于德，德兼于道，道兼于天。”技术不仅蕴含着原理、规律和方法，而且承载着人们的价值取向和道德准则。以下说法错误的是（ ）
A. 技以载道、技道融合是技术发展的真谛
B. 人类远祖掌握钻木取火的技术，为人类文明揭开了新的一页
C. 技术不仅保护人、解放人、发展人，满足人类的需求，而且推动社会的发展，促进文明的进步
D. 技术的迅猛发展，为人类的未来生活描绘了神奇灿烂的图景，所以应用技术时无需考虑伦理道德问题
2. 以太阳能为例简要说明科学家和工程师的工作职责，他们的研究成果分别是什么？
（参见参考答案中的记录表）
3. 下列不是技术与工程发展带来的积极影响的是（ ）
A. 提高生产效率
B. 减少资源消耗
C. 加剧环境污染
D. 改善生活质量
05 巩固拓展·课后提升
【巩固拓展】
1. 实践活动（教材第185页）：我们身边有哪些技术产品或工程？分别满足了我们哪些需求？请填写记录表。
技术产品或工程 满足了我们哪些需求
智能手机 满足了人们便捷沟通、获取信息、娱乐、办公等多种需求。通过手机可以随时随地与他人通话、发送信息，利用各种应用程序获取新闻、学习知识、进行在线购物、玩游戏等
城市地铁 解决了城市交通拥堵问题，为人们提供了高效、快速、大运量的出行方式，减少了通勤时间，提高了城市交通的运行效率
家用空调 在炎热的夏季和寒冷的冬季，调节室内温度，为人们创造舒适的居住环境，满足了人们对适宜温度的需求
电饭煲 简化了煮饭的过程，能够自动控制烹饪时间和温度，让人们更方便地准备主食，满足了便捷烹饪的需求
桥梁 跨越江河湖海或山谷等障碍物，连接不同的地区，方便人们和车辆的通行，促进了地区之间的交流和经济发展
供水系统 确保居民能够随时获得清洁的饮用水，满足日常生活和工业生产的用水需求
2. 实践活动（教材第189页）：调查生活中的智能产品，它们具有哪些功能？可满足哪些需求？请填写记录表。
智能产品 具有哪些功能 可满足哪些需求
智能音箱 具有点播歌曲、充当闹钟、网上购物、语音助手等功能 可满足人们的娱乐、生活助手和智能家居控制等需求
智能电视 除了观看电视节目，还可以实现视频通话、网上购物、虚拟游戏等功能 满足人们的多样化娱乐需求
智能无线运动蓝牙耳机 采用蓝牙技术，增加了运动统计、提醒语音等功能 满足人们在运动时听音乐、接听电话和记录运动数据的需求
智能扫地机器人 可以自动测量工作空间，规划合理路径，节省扫地时间 满足人们对家居清洁的需求
智能马桶 具有自动加热马桶垫、自动感应开合、自动清洗和冲水等功能 满足人们对舒适和卫生的需求
智能手环 除了显示时间，还可以记录运动量、监测健康数据 满足人们对健康管理和运动追踪的需求
智能门锁 采用指纹解锁等技术，增加了安全性和便利性 满足人们对家庭安全和便捷开锁的需求
3. 思考与讨论（教材第188页）：假如没有电，生活中哪些技术与工程产品就不能工作？对人们的生活会造成怎样的影响？
（参见参考答案中的要点）
参考答案
【实战演练】
第1题： D
解析：选项D说“应用技术时无需考虑伦理道德问题”，与教材中“技术的开发和应用需要考虑伦理问题”相悖，故说法错误，符合题意。
第2题： 科学家侧重发现新知识，工程师侧重将知识转化为实际应用。
角色 工作职责 研究成果
科学家 深入研究太阳能的相关原理和基础理论，例如探索太阳能转化为电能或热能的微观机制，研究光伏材料的物理和化学特性，以提高太阳能的转化效率；研究往往侧重于揭示自然现象的本质和规律等 发现新的高效光伏材料，提出更优的太阳能转化理论模型，或者在对太阳能存储机制的研究中取得新的突破等
工程师 主要集中在将科学研究的成果转化为实际可用的产品或系统；设计和优化太阳能发电设备的结构，提高设备的稳定性和可靠性，降低生产成本，同时考虑如何将太阳能系统更好地整合到现有的能源网络中 开发出高效、低成本且易于大规模生产的太阳能电池板，设计出智能的太阳能跟踪和控制系统，或者构建出能够与电网稳定连接的大规模太阳能电站
第3题： C
解析：在某些情况下，由于技术应用不当、监管不力或缺乏可持续发展的理念，技术与工程的发展可能会在一定程度上导致环境污染等问题，但这不是其发展的初衷和积极影响，故“加剧环境污染”不是积极影响。
【巩固拓展】
第1题：
解析：记录表示例（教材第185页）：智能手机满足便捷沟通、获取信息、娱乐、办公等需求；城市地铁解决交通拥堵、提供高效大运量出行；家用空调调节室内温度、创造舒适环境；电饭煲简化煮饭、便捷烹饪；桥梁跨越障碍、连接地区、促进交流与经济；供水系统保障清洁饮用水。可结合身边的技术产品或工程继续补充。
第2题：
解析：记录表示例（教材第189页）：智能音箱（点播歌曲、闹钟、购物、语音助手，满足娱乐与生活助手）；智能电视（视频通话、购物、虚拟游戏，满足多样化娱乐）；智能无线运动蓝牙耳机（蓝牙、运动统计、提醒，满足运动听音乐与记录数据）；智能扫地机器人（自动测距、规划路径，满足家居清洁）；智能马桶（加热、感应开合、清洗冲水，满足舒适卫生）；智能手环（记运动量、监测健康，满足健康管理）；智能门锁（指纹解锁，满足安全与便捷）。可继续调查补充。
第3题：
解析：要点：电是电气时代以来生产、生活的重要动力。若没有电，电灯、电话、电报、电车、家用电器、电子设备、计算机与网络、城市地铁与电梯、供水与污水处理系统、医疗设备、通信与互联网等大量技术与工程产品将无法工作，人们的照明、通信、交通、饮食、医疗、学习、办公等都会受到严重影响，生产生活将退回到以人力、畜力、机械为主的低效状态，便利性与生活质量大幅下降。

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