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教科版六下第一单元第2课《认识工程》教学设计
课题 认识工程 单元 一 学科 科学 年级 六
学习目标 1.许多发明创造来源于对生活的观察，可以在自然界找到原型。2.工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。3.工程需要在一定的限制条件下完成任务，要经历类似的建设过程。4.能通过阅读资料知道工程建设需要面临的限制条件有哪些，又是怎样解决难题的。5.能根据工程案例归纳出工程建设过程的相似步骤。6.能了解工程建设所需的科学技术支持，分析工程与科学技术的关系。7.认识到工程建设的艰难，从而产生对建设者的敬仰之情。8.进一步唤起学习工程的兴趣，激发做一名小小工程师的愿望。9.进一步认识到科学技术与工程的相互关系。10.进一步认识到科学技术对社会发展的重要作用，人类的好奇心及社会的需求对科学技术发展的积极促进作用。
重点 根据港珠澳大桥工程案例，了解工程建设的艰巨与复杂，归纳工程建设过程的相似步骤。
难点 根据四大工程案例分析工程与技术的关系。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 我们已经了解了住房和它的建造过程，其他工程的建设过程又是怎样的 它们在建设过程中有什么共同特点呢 工程有两方面的含义:一是指将自然科学的原理应用到实际中而形成的各学科的总称。如土木建筑工程、水利工程、机械工程、采矿(冶金)工程、机电工程、海洋工程、生物工程等。主要内容有对工程基地的勘测、设计、施工等,原材料的选择研究，设备和产品的设计制造，工艺和施工方法的研究等。二是指具体的建设工程项目。如南京长江大桥工程、三峡工程、青藏铁路工程、京沪京广高铁工程、“嫦娥”探月工程、“神舟”飞船发射工程等。本课通过先了解港珠澳大桥建造的主要过程，再对比房屋建造的过程，最后归纳一下工程建设过程要经历的步骤。 学生交流并回答问题。 提升学生的学习兴趣。
讲授新课 探索：阅读或观看港珠澳大桥的相关资料，试着整理和归纳下面的问题。经过九年施工，港珠澳大桥终于正式开通了。港珠澳大桥飞跨伶仃洋，连接着我国经济最发达的地区和人口最密集的地区，大桥全长55千米，是集桥、岛、隧为一体的世界最长的跨海大桥。大桥将为粤港澳大湾区的经济发展带来强劲的动力。1.为什么要建造港珠澳大桥 (1)港珠澳建立“自由贸易区”，这样既有利于香港与内地的经济联系与融合，巩固和提升香港国际金融中心、航运中心、贸易中心的地位，又有利于促进港珠澳三地经济共同发展。(2)港珠澳大桥的建成将带来港珠澳产业的互动和新的合作领域的形成，大大改善人员、生产资料的流动效率。(3)交通快捷、成本减少和时间缩短都将使珠海与港澳联系加深，有利于港珠澳三地优势互补。(4)有利于提升珠三角产业升级，为发展现代服务业创造良好条件。2.大桥的建造曾面临哪些限制和挑战 这些问题都是怎样解决的 3.大桥的建造经历了哪些主要过程 2009年12月15日，港珠澳大桥正式开工建设。2015年2月23日，青州航道桥56号墩索塔“中国结"结形撑首个节段吊装成功。2015年8月23日，江海直达船航道桥首个“海豚”塔成功吊装。2015年9月6日，主体工程220座墩台全线完工。2016年6月29日，港珠澳大桥主体桥梁合龙。2016年9月27日，港珠澳大桥主体工程桥梁工程全线贯通。2017年7月7日，港珠澳大桥海底隧道暨大桥主体工程顺利贯通。2018年2月，港珠澳大桥主体工程完成交工验收，具备通车试运营条件。梳理工程建设过程的相似步骤。1.明确一个要解决的问题。2.在限制条件下进行设计。限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等。3.制作一个模型，测试这个模型，评估并改进。制作房屋模型，对楼体高度、结构形式进行测试，确保建筑物的坚固性和安全性，从各个方面验证建筑物的应力。4.实施建设。在实施建设过程中，要严格按照设计来施工，不可随意更改。如果遇到设计中未出现的情况，要重新进行规划设计，确定可行性后再进行施工。了解这些宏大工程与科技进步的关系。1.房屋和港珠澳大桥的建造过程可能用到的技术。可能用到了运输、制造、冶炼、力学、建筑、电子、燃料、机械、通信等技术。2.工程推动技术发展。建造“鸟巢"所需钢材要求轻便且荷载能力大，国内钢铁厂便专门研制了特供钢材。港珠澳大桥桥梁焊接的技术标准高，中铁山桥集团便研发了世界上规模最大、精度最高的机器人焊接系统。(1)中国天眼工程。“中国天眼”的学名是500米口径球面射电望远镜，是通过接收宇宙中不可见的无线电波来“观测”宇宙。目前，“中国天眼”是世界上最大的也是最灵敏的单口径射电望远镜。涉及的创新技术:①为适应山区复杂地形而采取的圈梁支承形式，是一项庞大的建筑工程。②复杂的索网结构，是世界上第一个采用变位 工作方式的索网体系。③馈源舱支撑系统，突破了传统射电望远镜馈源舱与反射面相对固定的刚体支撑模式。④创建了超大型射电望远镜的新系统，实现了500米的口径反射面主动变位和馈源舱高精度定位，是射电望远镜建造技术的重大突破。(2)高速铁路工程。是指设计标准等级高、可供列车安全高速行驶的铁路系统工程。包括车辆设备、轨道系统、站场设施等具体项目。其中“复兴号”动车组列车，是具有完全自主知识产权已达到世界先进水平，“复兴号”CR400系列的上档时速为400千米/时。 高速铁路工程涉及的技术包括铁路建设技术，列车制造技术、信息采集技术、调度控制技术以及运营管理技术和维修养护技术等。(3)鸟巢工程。即国家体育场，为2008年北京奥运会的主体育场。整个建筑通过迪士尼巨型网状结构联系，内部没有一根立柱，看台是一个完整的没有任何遮挡的碗状造型，是当时世界上跨度最大的钢结构体育场。(4)“天宫”空间站工程。即中国空间站工程，包括天和核心舱、实验舱梦天、实验舱问天、载人飞船(“神舟”号飞船)和货运飞船(“天舟”号飞船)五个模块组成。各飞行器既是独立的飞行器，具备独立的飞行能力，又可以与核心舱组合成多种形态的空间组合体，在核心舱统一调度下协同工作，完成空间站承担的各项任务。中国空间站从开始就坚持独立自主发展，空间站无论从构型、能源、保障还是在轨推进技术上，都有突出的特点和优势。比如光电转化率更高的光伏系统、水汽再生系统、独创电推进系统等。研讨：通过两节课的学习，我们对工程有了哪些认识 这些认识的依据是什么 1.工程是一项复杂、整体、协调的工作。依据:无论建造住房，还是建造“中国天眼”、高铁、“鸟巢”体育场和“天宫”空间站等工程都需要经历复杂、整体、协调的工作。2.设计与施工同等重要，甚至设计更为重要。依据:从前期准备到建设完成的十余年间，港珠澳大桥在建造过程中遇到的困难还有很多。工程团队不断突破技术难关，才解决了这些难题。完成这项宏大的工程，依赖的核心是设计。完成一项工程要经历哪些重要的工作阶段 完成一项工程要经历重要的工作阶段，包括明确一个要解决的问题；在限制条件下进行设计；制作一个模型；测试这个模型，评估并改进；再重新设计制作模型，再测试，再改进完善。循环往复，直到设计达到各种限制条件的要求，才开始实施建设。工程与技术的关系是怎样的 1.每一项宏大的工程都采用了大量的技术，证明了工程离不开技术的支持。2.工程利用了大量技术成果，建设工程的过程中遇到的难题也推动了技术的发展。假如让我们做一名小小的工程师，我们都要完成哪些工作呢 拓展:收集塔的图片，观察塔的结构特点。塔底的基座大，渐渐地越往上越“尖”，越往上用料越少。其中铁塔结构具有三角形结构，底面大，下面重，风阻小等特点。 学生阅读教科书第6页的文字资料，思考问题。小组进行资料整理、分析。全班共同研讨交流。学生交流汇总。小组讨论交流。学生完成活动手册记录。学生开展自由讨论。学生交流讨论。学生汇报。收集铁塔的图片，观察铁塔的结构特点。 培养学生搜集、处理、分析文献资料并从中获取信息的科学探究能力，加强对工程复杂性、科学性、系统性的理解。按照设计制作模型，再对模型进行测试、评估和改进，循环往复，直到设计达到各种限制条件的要求。引导学生分享对工程的新认识。引导学生思考铁塔为什么如此牢固、稳定，它的结构有什么特点。
课堂小结 本课通过查找港珠澳大桥的文字与视频等资料，知道大桥的建造过程中要经历很大的限制和挑战，要有一定科学原理和科学技术的支持。通过了解“鸟巢”“中国天眼”等宏大工程与科技进步的关系，知道许多发明创造来源于对生活的观察，可以在自然界中找到原型。
板书
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六年级科学下册2.认识工程（一课一练）
1.选择题。
(1)下列关于港珠澳大桥工程和建造房屋工程的说法，不正确的是( )。
A.相对于港珠澳大桥工程,建造房屋是一个小型工程
B.港珠澳大桥工程和建造房屋工程样要经过规划、设计 施工、验收等程序
C.这两个工程遇到的限制和挑战也是差不多的
(2)港珠澳大桥建设过程遇到的难题有( )等。
A.桥塔高度需要超过200米.桥面高度要超过80米，而香港机场对建筑物的限高是88米
B.海底淤泥深15到20米,难以下桩
C.桥梁和隧道需要用岛屿连接,但这片海域上没有任何可用的岛屿
D.以上三点都是
(3)沿海地区的城市每年都会经历台风,这给建设桥梁和房屋带来了一定的限制和挑战，下列关于在沿海城市建设桥梁或房屋时的说法正确的是( )。
A.沿海城市不能建高楼，台风时会被风吹倒
B.桥梁必须要短短的，防止被水冲走
C.大海就在旁边,不需要考虑排水
D.可以建高楼和桥梁,但地基一定要打得非常稳固,并提高抗风能力
(4)下列工程建设的步骤排序正确的是( )。
①在限制条件下进行设计 ②制作一个模型 ③实施建设
④明确要解决的问题 ⑤测试模型,评估并改进
A.①③⑤④② B.④①②⑤③
C.②⑤①④③ D.①④③②⑤
(5)下列关于工程和技术的说法错误的是( )。
A.技术为工程服务
B.工程的实施需要技术的支持
C.技术的提高使工程的实施更加简单、安全
D.工程和技术没有任何联系
2.填空题。
(1)港珠澳大桥中的“港”"“珠”“澳"分别指__________、__________、__________三个地区。
(2)港珠澳大桥全长__________千米,是集__________、__________、__________为一体的世界最长的跨海大桥。
(3)像轻轨建设、小区建设、航天飞机等都属于__________，这些建设的实施离不开__________的支持。
3.阅读材料，回答问题。
港珠澳大桥人工岛的建设
港珠澳大桥没有全程桥梁，在海上造两座人工小岛，用来连接桥梁。我国采用的快速造岛的方式是用圆钢筒造岛。
第一步,就是先用挖泥船进行海底挖泥清淤，整理好基槽。
第二步，海底基槽整理好，巨型圆钢筒建造完毕，运输到人工岛后就开始往圆钢筒内注砂，直到满足要求。
第三步，岛隧结合部合拢。人工岛和隧道的结合部，又是整个人工岛的关键。沉入海中的圆钢筒之间会留有空隙，空隙需要插入隔板进行隔水处理。
第四步，岛隧结合部注砂。既然是岛隧结合部，就不能这么全部用砂填满，还得有一系列的工作要做，需要预埋一段隧道沉管，为了以后和隧道相连通。
第五步，整岛的合拢。运砂船或吹砂船就可以开始工作了,往岛内开始填砂，并不需要一下子填满，因为里面还有很多工程要做。
第六步，岛域内地基的整平，以及内部相关设施的建设，钢筋、混泥土框架和普通的建筑施工区别并不是特别大了。
第七步，岛壁施工。整座人工岛的主体工作基本上完成，但是因为整个岛处于大海之中，水深浪大,所以必须有防波堤这样的防护工程来保护整座人工岛。
(1)港珠澳大桥建立人工岛主要是为了克服( )困难。
A.桥塔超高
B.海水冲击桥梁
C.桥梁和隧道之间无岛屿可连接
(2)请将人工岛建设的过程按正确的顺序排列起来:
A.岛隧结合部合拢
B.岛壁施工
C.挖泥清淤，整理基槽
D.往圆钢筒中注砂
E.岛域内地基的整平，以及内部相关设施的建设
F.岛隧结合部注砂
G.整岛的合拢
4.观察下图所示的三种高塔，回答问题。
(1)从结构上看,这三种高塔的共同特点是( )。
A.底部体积比顶部大
B.顶部体积比底部大
C.都是镂空的结构
(2)像建高塔这种工程都离不开__________的支持。
参考答案
1. (1)C (2)D (3)D (4)B (5)D
2. (1)香港 珠海 澳门 (2)55 桥 岛 隧 (3)工程 技术
3. (1)C (2)CDAFGEB
4. (1)A (2)技术
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