(共36张PPT)
1.2 认识工程
第一单元 小小工程师
核心素养目标
科学观念：认识到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。认识到工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。认识到工程需要在一定的限制条件下完成任务，要经历相类似的建设过程。
科学思维：进一步认识到科学技术与工程的相互关系。进一步认识到科学技术对社会发展的重要作用，人类的好奇以及社会的需求对科学技术发展的积极促进作用。
探究实践：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。能根据工程案例归纳出工程建设过程的相似步骤。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。
态度责任：认识到工程建设的艰难，从而产生对建设者的敬仰之情。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。
科学聚焦
01
我们已经知道：住房的建造工程要经历
建造
选址
验收
明确任务（建房需求）
设计
科学聚焦
其他工程的建造过程又是怎样的 会有相似的过程吗？
背后又有怎样的困难与故事呢？
科学聚焦
科学探索
02
港珠澳大桥
观
看
视
频
科学探索
为什么要建造港珠澳大桥？
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？
大桥的建造经历了哪些主要过程？
1.港珠澳大桥的建设
阅读教材及以下资料，归纳、整体并思考下列问题：
科学探索
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？
限制和挑战 解决办法
大桥要经过通向香港的唯一航道，桥面高度必须超过80米，桥塔高度超过200米，而香港机场不允许有超过88米的建筑物出现 在这片水域上修建六七千米长的海底隧道和22.9千米长的跨海大桥
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 修建人工岛
建岛的海床上有15到20米深的淤泥，机械会滑出，移走淤泥又会对海洋造成毁灭性污染 用圆钢筒围岛
科学探索
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8月23日，江海直达船航道桥首个“海豚”塔成功吊装。
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（J3节段）吊装成功。
科学探索
大桥的建造经历了哪些主要过程？
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，港珠澳大桥主体桥梁全线贯通。
2017年7月7日，港珠澳大桥海底隧道正式贯通。
2018年2月，港珠澳大桥主体工程通过交工验收，具备通车试运营条件。
科学探索
2.工程师建设的步骤
对比住房建造工程与港珠澳大桥建造工程，讨论两个工程的相同点。
科学探索
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（画或写解决方案）
测试这个模型，评估并改进
实施建设
归纳工程建设的基本步骤，填写在右侧流程图中。
科学探索
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（画或写解决方案）
测试这个模型，评估并改进
实施建设
思考：1.当遇到困难问题时，应该怎样做？
2.当设计完成后，可以马上就建造吗？
3.绿色箭头的代表的含义？
科学探索
3.了解这些宏大工程与科技进步的关系
中国天眼
鸟巢
科学探索
高铁
空间站
科学探索
房屋和港珠澳大桥的建造工程中用到了哪些技术？
运输、制造、冶炼、力学、建筑、电子、燃料、机械、通信等技术。
科学探索
中国“天眼”、高铁、“鸟巢”体育场、“天宫”空间站这些工程分别采用了哪些技术？这说明什么？
鸟巢使用了运输、制造、冶炼、力学、建筑、机械等技术，还利用了仿生学的原理。
科学探索
中国“天眼”、高铁、“鸟巢”体育场、“天宫”空间站这些工程分别采用了哪些技术？这说明什么？
每一项工程的建设过程，应用了大量的科学原理和科学技术。
科学探索
技术与工程的关系又是怎样的？
小结：“工程的关键是技术”。“技术的核心是发明”。科学技术进步支持工程的实施，工程的实施也推动着科学技术不断发展，科学技术与工程是相辅相成的关系。
科学探索
科学研讨
03
1. 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？
在工程中的设计往往是有限制条件的，比如材料、环境等。像港珠澳大桥建造时就要考虑没有可用的岛屿进行连接。
2. 完成一项工程要经历哪些重要的工作阶段？
明确要解决的问题，在限制条件下进行设计，制作一个模型（解决方案），测试模型，评估改进，重新进行设计，实施建设……
科学研讨
3. 工程与技术的关系是怎样的？
“工程的关键是技术”，“技术的核心是发明”。科学技术进步支持工程的实施，工程的实施也推动着科学技术不断发展，科学技术与工程是相辅相成的关系。
4. 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？
在限制条件下进行设计、制作模型测试、评估、改进、修改设计，不断循环往复。
科学研讨
科学拓展
04
收集塔的图片，观察塔的结构特点。
科学拓展
课堂总结
05
课堂总结
课堂练习
06
一、判断题。
1.工程和技术的进步能提高人类生活水平。( )
√
2.中国的月球探索工程叫“嫦娥工程”。( )
√
3.高铁的建设只需要运用相关科学知识就能完成。( )
×
课堂练习
4.“神舟”飞船工程实施过程中面临的各种困难，会对科学技术提出更高的要求，会使科学技术不断进步。( )
√
5.建造住宅和建设港珠澳大桥是两个独立的建造过程，两者没有共同的特点。( )
×
6.工程建设中常有设计、建造、测试、改进、再建模、再测试、再完善的循环过程，这说明工程建设从明确问题到实施建设是一个十分复杂的过程。( )
√
课堂练习
二、选择题。
1.在建造港珠澳大桥时，大桥要经过通向香港的唯一航路，桥面高度必须超过80米，桥塔高度超过200米，而香港机场不允许有超过88米的建筑物出现，工程师们采取的解决办法是( )。
A.修建人工岛
B.修建海底隧道和跨海大桥
C.在周围用钢筋围岛
B
课堂练习
2.修建港珠澳大桥的主要目的是( )。
A.彰显我国强大的经济实力和科技水平
B.促进粤港澳大湾区的经济发展
C.促进科学技术的进步
B
3.东东去过很多地方旅游，拍了许多的照片，下列工程中，不在我国的是( )。
A.&1& B.&2& C.&3&
C
课堂练习
4.塑料产品的使用为我们的生活带来了便利，同时也带来了环境污染，为解决这一问题，研究人员研制出了像废纸一样可回收利用的新型塑料，这种新型塑料的诞生，为塑料产品的设计提供了新的思路，根据这个案例，判断以下说法正确的是( )。
A.设计不需要技术的参与
B.好的设计必然产生好的技术
C.技术与设计是相互促进、相互利用的关系
C
课堂练习
三、同学们，工程建设需要很复杂的步骤，你们知道都需要哪些步骤吗？请试着梳理一下工程建设过程的相似步骤吧！
上图中限制条件包括______、______、__________、______、抵
抗自然界的破坏 能力等。
时间
费用
可用材料
环境
课堂练习
四、材料题。
中国天眼
“中国天眼”一般指500米口径球面射电望远镜。由于建造地址是一块洼地，其地形边界复杂，周围环境高度落差大，支承柱高度就得在3米至50米不等，导致“天眼”的组成部分——圈梁、索网和基础受力复杂，并且圈梁温度作用明显。
课堂练习
“天眼”设计对精度要求极为苛刻，如何克服地形和温差的不利条件就成了设计中的一个大难题。为了啃下这块“硬骨头”，项目团队不停地想对策、改方案，最后提出将柱子与圈梁隔开，通过一个径向可移动的支座进行滑动释放，也就是用一种可移动的支座连接柱子和圈梁，而不是简单地焊死，圈梁、索网受力和变形均匀，有利于望远镜调整角度。
结合以上信息，填写建造“中国天眼”过程中遇到的限制和挑战及解决办法。
限制和挑战 解决办法
圈梁、索网和基础受力复杂，并且圈梁温度作用明显
将柱子与圈梁隔开，通过一个径向可移动的支座进行滑动释放，也就是用一种可移动的支座连接柱子和圈梁，而不是简单地焊死，圈梁、索网受力和变形均匀，有利于望远镜调整角度
（合理即可）
课堂练习
