1.2 认识工程 教学设计

核心素养导向
1.2认识工程
核心概念：（十二）技术、工程与社会——5、6年级12.1技术与工程创 造了人造物，技术 的核心是发明，工 程的核心是建造——②知道工程以科学和技术为基础，知道工程通常由多个系统组成
教学目标
1.科学观念：
学生通过观看视频，知道工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成；了解到工程需要在一定的限制条件下完成任务。
2.科学思维：
能通过阅读资料的方式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；能根据阅读工程案例归纳出工程建设过程的相似步骤。通过比较和推理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。
3.探究实践：
通过阅读案例认识到工程建设的艰难，从而产生对建设者的敬仰之情；通过观看视频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。
4.态度责任：
在阅读和讨论中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。
教学重点和难点
1.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。
2.难点：根据四大工程案例分析工程与技术的关系。
教具学具
1.为学生准备：港珠澳大桥相关资料、学生活动手册。
2.教师准备：港珠澳大桥文字与视频等资料，鸟巢、“中国天眼”、高铁、空间实验室的照片、技术简图等资料，班级记录表、教学课件。
教学过程：
一、聚焦：工程的魅力与挑战（预设5分钟）
1.导语部分：同学们，人类的智慧在工程上得以璀璨展现，它重塑了我们的生活方式，加速了社会的进步。此刻，我们的目光集中于一项伟大的工程——港珠澳大桥。请大家欣赏一段视频，并思考能从中捕捉到哪些关键信息？
（预设：港珠澳大桥巧妙融合了桥梁、岛屿与隧道，总长达55公里，傲居世界跨海大桥之首。它的建造不仅是技术领域的考验，更是经济、政治及文化交融的标杆。）
2.谈及港珠澳大桥的建设，它是一个错综复杂的系统工程，触及多个技术领域与知识层面。紧接着，我们将探讨其设计与建造的奥秘，以及建造途中面临的重重挑战。让我们一同深入剖析它的设计与建造历程。
3.课题呈现：《认识工程》
（设计意图：通过观看视频和探讨港珠澳大桥的设计与建造，引导学生了解工程的复杂性和多领域知识的综合应用，激发学生对工程技术的兴趣和探索精神，培养分析问题和解决问题的能力，增强对国家重大工程的自豪感和责任感。）
二、探索：港珠澳大桥的设计与建造（预设：20分钟）
（一）工程目的
1.为什么要建设港珠澳大桥？港珠澳大桥的建设解决了哪些问题？请大家从经济、政治和文化三个方面进行思考。
（预设：经济上：促进大湾区城市之间的紧密联系，加快交通速度，提升贸易效率。政治上：将香港、澳门与内地紧密相连，增强国家的团结。文化上：促进文化交流，传承和弘扬中华优秀传统文化。）
2.教师小结：明确工程目的是一切设计和建造的基础。港珠澳大桥的建设不仅是为了交通便利，更是为了促进区域协同发展和国家团结。
（二）面临的挑战
1. 教师发问：港珠澳大桥建造期间，工程师们碰到了哪些难题？请同学们参考PPT图像进行剖析。
2. 学生探讨后答复：
航行标准：桥面须达到80米以上高度，桥塔则需超越200米。
飞机飞行条件：周边构筑物不得高于88米。
海域缺乏可用小岛：桥梁与隧道间亟需岛屿衔接。
海床淤泥困扰：海床上淤泥深达15至20米，机械易打滑，清除淤泥则会危害海洋环境。
3. 教师总结：这些难题充分展现了工程师们的才智与创新实力。下面，我们一起来探究他们是如何克服这些障碍的。
（三）解决方案与建设过程
1. 教师指引：针对这些难题，工程师们究竟采取了哪些新颖的解决方案？请各位参照PPT的内容展开讨论。
2. 学生探讨后回应：他们采纳了“桥岛隧结合”的设计思路，凭借人工岛将桥梁与隧道巧妙相连。运用了尖端的工程技术，诸如深海沉埋管隧道工艺、巨型预制件拼装技术等。在建设流程中，他们严格监管环境影响，运用了绿色材料和技术。
3. 教师总结：港珠澳大桥的建设历程是一个持续创新和超越的历程。它不仅彰显了中国工程技术的卓越水平，也映射出工程师们的才智与胆识。
（四）工程建设流程
1. 我们一同来回望，港珠澳大桥的建设究竟跨越了哪些关键时期？请大家参照PPT内容来进行归纳。
2. 学生交流后答复：
选址环节：明确了三地具体的着陆点。
设计阶段：完成了工程的可行性研究报告，并顺利通过了专家的审核。
建设过程：正式启动施工，圆满达成了各项核心节点的建设使命。
验收及评估：通过了工程的交付验收，满足了通车试运行的要求。
4. 教师归纳：工程的建设是一个全面的流程，涵盖了选址、设计、建设、验收及评估等多个环节。每一环节都极为关键，都是不可或缺的。
（设计意图：通过引导学生从经济、政治、文化三个方面思考港珠澳大桥的建设目的，帮助学生理解工程的社会意义。同时，通过分析建设过程中的挑战及解决方案，培养学生分析问题和解决问题的能力，体会工程师的智慧与创新精神。最后，梳理工程建设流程，让学生掌握工程实施的基本步骤，增强对工程技术的系统认识。）
三、研讨：工程与技术的关系（预设10分钟）
1.教师引导：通过刚才的探索，我们看到了港珠澳大桥建设中工程技术的应用。现在，请大家结合其他工程案例，讨论以下问题：
工程与技术的关系是怎样的？
完成一项工程需要经历哪些重要阶段？
学生分组讨论后汇报：
2.预设：工程是技术的应用和实践，技术是工程的支撑和保障。
工程推动技术的发展，技术的进步又为工程的建设提供了更多可能性。
资料：中国“天眼”开创了巨型望远镜的新模式，提升了我国在天文学领域的地位；鸟巢的建设应用了多种先进技术，提升了场馆的智能化水平；天宫一号推动了航天技术的发展；高铁的建设推动了我国交通技术的快速发展。
3. 实施一项工程的流程包含哪些？每项工程共有的环节是什么？
预设：地点选定：明确工程项目的确切地点，规划设计：依据需求和实际情况展开工程设计，施工建造：遵循设计方案执行施工工作，竣工验收：对工程项目实行品质核查与评定，以保障项目达标。
4. 教师归纳：技术与工程是互为支撑的。工程的构筑需要技术的支撑，技术的革新则为工程的推行奠定了基石。实施一项工程需历经地点选定、规划设计、施工建造、竣工验收等多个关键步骤。这些步骤紧密相连，每一环都至关重要。
（设计意图：通过讨论港珠澳大桥及其他工程案例，引导学生理解工程与技术的相辅相成关系，明确工程从选址到验收评估的系统流程，培养学生分析问题的能力，增强对工程技术重要性的认识，激发科技创新意识。）
四、拓展：埃菲尔铁塔的结构与稳定性（预设3分钟）
1. 教师指引：我们已熟知现代工程的构建流程和技术运用。此刻，我们来分析一个典范的工程实例——埃菲尔铁塔。埃菲尔铁塔矗立于1889年，历经100多个春秋，仍旧坚固如初。请大家深思以下几个问题：
为何埃菲尔铁塔如此稳固？
它的构造具备哪些特色？
请同学们课后搜集相关信息，我们下节课继续交流。
（设计意图：通过探讨埃菲尔铁塔的结构与稳定性，引导学生自主收集资料，培养探究能力和对经典工程的兴趣。）
【板书设计】
1.2认识工程
教学反思：
经过本节课的学习，学生们对工程已展现出了极大的学习热情。他们借助相关资料，对工程的相关知识有了深入了解。本课以港珠澳大桥项目为典范，重点在于让学生通过搜集和处理信息，理解工程的复杂性。同时，港珠澳大桥的建设仅是工程设计领域中的一个实例。在本节课中，我认为有一处做得不够理想，那便是选取的案例数量偏少，导致学生们对工程复杂性的认识尚显肤浅。因此，我计划进一步丰富PPT中的课外知识点，以提升学生的课外认知层次。