(共20张PPT)
5.2 像工程师那样实践
第1课时
浙教版七年级上册
新知导入
在建造公路、铁路和地铁时，需要开挖隧道。盾构机能够实现全自动开挖隧道，被誉为“世界工程机械之王”，是名副其实的大国重器，反映了一个国家装备制造业的水平。盾构机的各个部件都是经过工程师们相互配合、共同协作设计和制造出来的。那么，工程师是如何进行工程设计的？我们如何学会像工程师那样实践？
新知讲解
工程设计的过程
我们每天都在使用各种工程产品，如自行车、文具盒、投影仪等，这些都是工程师为了让人们更好地生活、学习而设计并制造出来的。
工程师们将概念模糊的问题转变为高度简练的解决方案，这就是工程设计的过程。
工程实践：
制作一把办公椅
1.明确问题
①明确设计的目标和要求，包括功能需求、性能需求、使用环境要求等。
②与客户或相关方进行深入沟通，充分理解他们的期望和限制条件。
可以调节椅子高度和靠背角度，坐起来更舒适
限制条件：
高度调节范围：450~550mm
靠背倾斜角度调节范围：0°~30°
座椅材料：舒适、透气的网布材料
能承受的最大载荷：150kg
2.设计方案
概念设计：
①根据问题，通过相互交流和讨论，运用头脑风暴，产生多种设计概念和方案，对这些概念进行初步评估和筛选，确定几个有潜力的方向。
②对选定的概念进行细化和完善，形成具体的设计方案，包括整体结构、主要部件、工作原理等方面的设计。绘制设计草图。
具体设计：
基于概念设计，进一步深化方案，确定各个零部件的具体尺寸、形状、材料等细节，绘制详细的工程图纸和技术文档。
3.实施计划
根据设计图，运用各种技术，进行一系列工作，制作原型
4.检验作品
在工作环境下对实物进行测试，是否满足限制条件
测试高度调节、倾斜角度调节、承重能力和舒适性等方面。测试结果表明，原型在其他方面表现良好，但承重能力有所不足
5.改进完善
针对测试发现的问题，对设计进行进一步的调整和优化，解决出现的问题和不足之处。再次制作原型并重新进行测试。
综合考虑生产成本和实际需求，选择更换使用耐受力更强的材料，达到设计承重的标准。
6.发布成果
根据原型测试和改进的结果，研发团队准备进行生产制造。他们与供应商合作，选取合适的材料和制造工艺，并制订了生产计划。完成生产制造后，他们与办公家具经销商合作，进行一系列的展示、推广、销售活动。
工程实践中，工程师要明确问题，通过相互交流和讨论，采用头脑风暴，畅所欲言地提出自己创造性的想法，形成共识；当面对多种解决方案时，工程师需要评估各种方案的局限性，分析制约因素，做出权衡与取舍，从中选择最优的问题解决方案。
实践活动：
调查同学坐椅子的感受，找出存在的问题，并提出适合在教师使用的改进设想，画出设计草图。
工程可以很简单，也可以很复杂。例如，拉链由两排互锁的齿和一个滑块组成，这一简单结构巧妙地实现了连接或分离两排齿的功能；笔记本电脑由许多部件组成，涉及电子学、微处理器和计算机软件等多方面知识，这一复杂设备能够执行多项功能。
拉链设计的巧妙之处在于其结构精巧、灵活性高、耐用性、美观性佳以及安全性好等多个方面。
笔记本电脑设计的巧妙之处在于其便携性、人机交互、散热系统、拓展性和外观设计等多个方面。
一个好的工程设计能够预估现实需求和未来可能出现的问题，减少资源浪费、降低施工成本、保证工程安全稳定和延长工程使用寿命。因此，在进行任何工程建设之前，必须首先进行自己的论证和细致的规划，以确保工程质量和效益的最大化。
三峡工程
都江堰工程
科学阅读：
都江堰
战国后期，李冰在岷江上主持修建了都江堰。都江堰是中国古代水利工程的杰出典范，被誉为水利工程奇迹。
都江堰由渠首和灌溉网两大系统构成。渠首建于岷江之中，分为鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三个主体工程。
鱼嘴将岷江分为内江和外江，内江用于灌溉，外江用于分洪。内江窄而深，外江宽而浅。枯水期，江水六成流入内江，四成从外江流走；丰水期，江水四成流入内江，六成从外江流走。宝瓶口是在内江下游人工开凿出的出水山口，引水入渠，灌溉农田。
都江堰是我国古代劳动人民的智慧结晶。2200多年来，都江堰一直在防洪、灌溉、水运等多方面发挥作用，这在世界水利建设史上是独一无二的。
课堂总结
像工程师那样实践 （一）
工程实践的一般过程：
课堂练习
1、在工程设计中，确定设计方案后紧接着的步骤是（ ）
A.需求分析 B.详细设计
C.采购与资源准备 D.项目交付
B
2、工程实践一般包含 ____________、____________、______________、
______________、_____________、______________等过程。
明确问题
设计方案
实施计划
检验作品
改进完善
发布成果
③环保：遵循了自然规律，没有过度改变河流的自然状态。
④可持续：工程能够承受长期的水流冲刷和侵蚀，存续2000多年仍
能发挥作用。
⑤美观：工程结构与周围环境相融合，形成一道独特的风景线，
吸引了大量游客前来观赏。
3、都江堰是中国古代水利工程的典范，被誉为水利工程奇迹。请阅读教材中的“都江堰”，简要阐述一个好的工程设计所具有的一些特征。
①创新：通过鱼嘴将岷江分为内江和外江，自动实现四六分水。
②实用：既解决了防洪问题，又保证了灌溉和生活用水的需求。
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