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核心素养
科学观念:认识现代技术与工程的系统性和复杂性;了解技术、工程与科学的关系;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;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;
科学思维: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;理解科学能促进技术和工程的发展;体会新技术和工程的发明越来越依靠科学;
探究实践:从大量事例中概括出技术、工程的含义,及技术、工程与科学的关系;
态度责任:体会人类与技术、工程的密切联系,知道技术的开发和应用需要考虑实际问题,关注并讨论一些有争议的技术与工程问题。
【课中研学】
一、技术与工程的发展
当我们的祖先将石块磨成石斧,将磁石磨制成指南针,将树皮制成纸张,一项项技术的发明便开始了。
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。
2、技术伴随着我们
(1)技术一直伴随着人们生产、生活的方方面面
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。
(2)技术与人类生活和文明进程息息相关
①在石器时代以打制、磨制石器为工具
②农耕时代以畜力耕地
③工业时代以机器开展大规模生产
④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。
(3)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。
思考与讨论:以文字记录和处理技术为例,简要说明人类技术发展的方向。
①数字化:用电脑、手机等设备输入和保存文字。数字化让文字更容易存储、查找和分享。
②智能化:计算机可以帮我们检查拼写错误、语法问题,甚至还能理解文章的意思,给出修改建议。智能化让文字处理变得更聪明、更快捷。
③个性化:文字处理技术可以根据我们的喜好和习惯,提供个性化的服务。比如,自动调整字体大小、颜色,或者推荐我们喜欢的写作模板。
3、工程的产生——工程源于人类生存的需求和制造器物的需求
①在7000多年前的河姆渡遗址发现了大规模干栏式建筑
②我国彪炳史册的伟大工程:万里长城、京杭大运河、都江堰等
③当今我国的重大工程:高速铁路、C919大飞机、中国空间站等
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?
4、形形色色的工程
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。
一、技术、工程与科学的关系
思考与讨论:科学家、工程师有不同的职责,他们的研究成果分别是什么?
科学家的研究成果主要体现在新的科学理论、模型、方法或技术的提出和验证上。这些成果可能以科学论文、专利、专著等形式呈现,并发表在学术期刊或会议上。
工程师的研究成果主要体现在实际的产品、系统或工艺上。这些成果可能以专利、产品原型、工艺流程等形式呈现。
1、科学、技术、工程的区别
(1)科学:人们通过观察和实验研究自然现象、发现自然规律的活动。
(2)技术: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。
(3)工程: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。
2、科学、技术与工程的关系
(1)科学、技术与工程相互依赖,相互促进。
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;工程师则是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。
思考与讨论:科学、技术与工程三者之间相互促进,请举例说明。
塑料:科学家提出的高分子概念揭示聚合物结构,为塑料诞生开启大门。工程师合成酚醛塑料,众多合成技术跟进,实现塑料低成本大规模生产。塑料在汽车、建筑、日常生活多领域广泛应用,又催生新型工程塑料研发及可降解塑料技术,反哺科学与技术。
(2)科学的核心是发现,技术的核心是发明,工程的核心是建造。
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。
二、技术与工程改变了人们的生活
1、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。
(1)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。
(2)铁器时代:人们学会冶炼铁,制作铁器农具,开展深耕细作,促进了农业、手工业的发展,商业活动逐渐活跃起来。
(3)蒸汽时代:蒸汽机成为主要动力来源,广泛应用于生产领域,提升了社会生产力水平。
(4)电气时代
电力作为动力带动机器,成为新的能源进入生产、生活领域,促进了生产力发展,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。
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?
倘若没有电,电灯会熄灭,家电成摆设,通信中断,网络瘫痪,交通信号灯失效致混乱,电动汽车难行,医疗设备停摆。人们将告别便捷,回归原始,工作受限,生活陷入黑暗、不便与不安,现代文明仿佛被按下暂停键。
(5)信息时代
人们发明了电子计算机,建构了计算机网络。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。
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?
2、科学的进步和技术的发展,衍生出更多的工程
(1)通信工程可以让我们足不出户便可与远方的亲朋好友畅快地交流
(2)现代医疗的发展有助于人类摆脱疾病的困扰,恢复身体健康
(3)现代农业工程向大型化、自动化和电子化方向发展,提高了农业作业的生产效率
3、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,在科研领域完成以前所不能完成的任务
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,拓宽了人类的视野,丰富了人类对宇宙本质的认识。
4、技术创新与工程实践,增强了人们利用自然、改造自然的能力
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7062m的深潜纪录,使我们能观察到深海的世界,对于人类开发利用深海资源有着重要的现实意义。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.(2025七上·余姚开学考)杭州湾跨海大桥连接嘉兴市和宁波市,全长 36 千米,整座桥呈“S”形。设计成这种形状不是为了( )。
A.增强抗风暴和强海潮的能力 B.减轻钱塘江大潮对桥的影响
C.增强驾驶安全性,增加美感 D.缩短距离,节省材料
2.(2025七上·乐清期末)小乐同学倒了一杯热水。下列选项从科学、技术、工程和社会等方面提出了问题,其中属于工程问题的是( )
A.这杯热水为什么会变凉
B.怎样才能让水不易变凉
C.中国人为什么喜欢喝热水
D.如何制造一个让水不易变凉的装置
(2题图) (3题图)
3.(2025七上·德清期末)内窥镜(如图所示)是医生用来观察人体内部器官的仪器,关于内窥镜下列说法错误的是( )
A.科学家研究出光在光纤中传播的规律
B.工程师利用科学原理设计并制造出光纤和内窥镜
C.内窥镜的应用帮助医生了解更多有关人体的信息
D.科学、技术与工程三者之间是相互独立的
4.小明发现浴室里的洗浴用品摆放杂乱,于是他想设计一款挂在浴室玻璃墙内侧的置物架,用于收纳洗浴用品,浴室玻璃墙(如图甲所示)的尺寸为600 mm×2000 mm。请完成以下任务:
(1)小明发现明确问题之后,开始进入制订设计方案环节,下列活动中,不属于该环节的 _(填字母)。
A.上网搜集置物架相关信息
B.分析收集到的信息,挖掘影响设计的主要因素
C.用草图形式呈现构思的方案
D.绘制图样,制作模型
(2)小明为洗浴用品置物架提出了以下设计要求:
①能放置4 瓶如图乙所示的洗浴用品,便于沥水。
②不对浴室玻璃墙进行加工,悬挂于浴室玻璃墙顶端,离地高度1300 mm。
③洗浴用品不易掉落。
④结构简单,牢固可靠。
⑤材料自选。
请你根据以上要求设计一个置物架,画出设计草图并标注主要尺寸,必要时可用文字补充说明。
(3)以下有关洗浴用品置物架的技术试验中,不合理的是____(填字母)。
A.测试置物架的沥水功能
B.测试置物架的强度
C.测试置物架的稳定性
5.(2025七上·金东) 制作花架。
班级绿化区植物盆栽摆放混乱,老师邀请同学们设计一个稳定性好、不易倾倒、不超过1.6米、具有一定承重能力、美观且材料节省的花架。最终通过竞标确定中标小组,再进行制作。回答问题:
(1)在制订竞标书时需要重点考虑项目成本和 。
(2)请你在下面方框中画出符合要求的设计图,并标注材料、尺寸、功能等。
(3)小科组想要提高花架的抗风能力,下列方案不可行的是 ( )。
A.优化框架结构 B.增加底部重量
C.增加花架高度 D.选择较为廉价的材料
【课后练习】
1.(2025七上·拱墅期末)目前,我国许多船只都安装了北斗卫星导航系统,船员可利用北斗卫星导航系统进行导航,但用指南针和观星的方法导航仍然是船员必须掌握的基本技能。这说明
A.技术的发展是必然的,与人们的需求无关
B.技术的发展对提升船只航行安全作用不大
C.利用北斗卫星导航系统进行导航的技术还不够先进
D.现代导航技术的发展不能完全取代原有技术
2.(2025七上·金东) 2025年, 杭州深度求索公司发布的“deepseek”属于( ) 领域的突破。
A.量子计算 B.人工智能 C.基因编辑 D.核聚变
3.(2025七上·义乌期末)科学家采用科学的方法去发现自然界的规律和原理,而工程师则采用工程的方法解决问题。下列为工程师所研究的事项是( )
A.风是如何形成的
B.如何制造风力产品
C.风的主要驱动力是什么
D.为什么不同地方的风速和风向会有所不同
4.(2025七上·义乌期末)小义家楼顶种了很多绿植,夏季需频繁浇水,为此,他想设计制作一款自动浇水装置,全过程各环节如下。对他经历的环节排序合理的是( )
①上网收集相关自动浇水装置的制作方法 ②通过问卷,调查需求 ③绘制设计图
④制作产品 ⑤分析检验结果,优化设计方案 ⑥对产品进行测试检验
A.①②⑥④③⑤ B.①②③⑥④⑤
C.②①③④⑥⑤ D.②①③⑥④
5. 你正在尝试提高提示工程技能,所以你决定尝试一种新技术。你说:“从一个大学计算机科学研究生的视角,写一篇关于大型语言模型和幻觉的500 字论文。”你在这里使用了什么技术 ( )
A.通过将结果限制在 500 字以内,你使用了一种压缩技术
B.你采取了对抗性的方法,以获取故事的两个方面
C.你使用角色扮演来获取更准确的回应
D.你正在与系统一起对大型语言模型和幻觉进行头脑风暴
6. 下列工程与具体项目不对应的是 ( )
A.通信工程——远程通信
B.桥梁工程——建造桥梁
C.航空工程——C919 大飞机
D.生物工程——同学们在实验室研究蜗牛的行为
7.(2025七上·黄岩期末)在制作三球运动演示模型时,需要根据工程实践的一般流程进行,下列关于工程实践流程补充正确的是
A.①设计方案②实施计划③改进完善④检验作品
B.①实施计划②设计方案③检验作品④改进完善
C.①设计方案②实施计划③检验作品④改进完善
D.①设计方案②检验作品③实施计划④改进完善
8.(2025七上·浙江期末)同学们课间遐想说要在地球上做四大工程,你认为理论上正确的是
A.工程一:将本初子午线标记为东西半球分界线
B.工程二:沿赤道给地球做一条金腰带,腰带长约8万千米
C.工程三:从地球一端经地心到另一端打个笔直的隧道,隧道长约4万千米
D.工程四:在地球上建一座四面朝南的宫殿,宫殿建在北极点上
9.(2025七上·鄞州月考)我是小小工程师
每年十月要举行校园运动会,学校想利用暑假在操场搭建一个塔台,要求高1.8米,台面需带有护栏且面积不小于1平方米,塔台要能移动,方便教师站在塔台上指挥训练,其成本不超过6000元。学校发布了征集令,同学们纷纷报名参加此次竞标……
(1)下列不属于本次校园塔台建设中的限制条件的是( )。
A.塔台高度 B.塔台形状 C.站立面积 D.建造成本
(2)塔台建造需要经历以下步骤,请填写正确的排列序号 。
①实施建设②明确要解决的问题③建立一个模型
④进行设计⑤模型测试,评估改进
(3)有三组同学率先展示了其模型,以下是学校对三个小组模型的评价表。
组别 塔高 顶端承重 抗风能力 抗震能力 材料成本
第1组 1.36米 良 优 优 4600
第2组 1.29米 良 合 合 4200
第3组 1.51米 优 优 优 4150
根据评价表,我们可以发现第 组建造的塔台稳定性存在不足,你推测可能的原因是什么?(至少写1条)
(4)根据上题中的评价表,请你设计自己的塔台设计图,要求图文结合(包括材料、结构、规格等),并写出两条你的设计优点。
(注意:图画在答题卡上)
我的设计图: 我的设计优点: ① ② (一点1分)
10.(2024七上·浙江期中) 小龙想利用家中的生活用品自制一个测量液体体积的工具。如图甲所示,他分别选择了平底玻璃杯和塑料瓶作为材料,经过测量发现,玻璃杯最多可以装 200mL水,塑料瓶最多可以装350mL水。请结合题目信息,评价用玻璃杯和塑料瓶制作的测量工具。
(1)你认为用哪种材料制作的测量工具更好 请说明理由。 。
(2)使用塑料瓶制成的工具时(如图乙所示),当待测液体体积在 (填“A”或“B”)区域范围内,测量结果较精确。
(3)请简要叙述如何给玻璃杯标上分度值为10mL的刻度线: 。
参考答案
课堂练习
1.【答案】D
【知识点】认识技术与工程;建筑结构的功能
【解析】【分析】两点之间直线距离最短,可知S形会导致距离变长。
【解答】“S"形可以增强桥抗风暴和强海潮的能力,可以减轻钱塘江大潮对桥的影响,也可以 增强驾驶安全性,增加美感,但不能缩短距离,节约材料,反而是延长了距离。
故答案为:D。
2.【答案】D
【知识点】认识技术与工程
【解析】【分析】科学问题和工程问题的区别在于: 工程问题通常涉及设计、开发、实施和管理实际系统、产品或项目的挑战,旨在满足特定需求、达成特定目标或解决实际问题。科学问题关注对自然界和现象的理解和解释,旨在发现自然规律、探索未知领域或解决科学界面临的问题。
【解答】ABC属于科学问题,D属于工程问题;
故答案为:D
3.【答案】D
【知识点】科学、技术、社会、环境的关系;认识技术与工程
【解析】【分析】1、科学问题的特征
客观性:问题应该基于客观存在的现象、事实或规律,不依赖于个人的主观感受或偏好。
可验证性:能够通过科学方法,如观察、实验、测量等手段进行验证和研究,以获取客观的数据和证据来回答问题。
2、刻度尺选择相关知识点
量程的选择:要根据被测物体的大致尺寸来选择合适量程的刻度尺,确保刻度尺的量程能够覆盖被测物体的长度,以保证可以一次测量完成,避免多次测量带来的误差和不便。
分度值的选择:根据测量的精度要求来选择合适分度值的刻度尺。如果需要精确测量,就应选择分度值较小的刻度尺;如果对精度要求不高,可选择分度值较大的刻度尺。
【解答】A 、科学家确实研究出了光在光纤中传播的规律,比如光的全反射原理等,使得光可以在光纤中沿着特定路径传播而减少损耗,该选项说法正确。
B 、工程师根据光在光纤中传播的科学原理等,设计并制造出了光纤和内窥镜,将科学理论应用于实际产品的研发和制造,该选项说法正确。
C 、内窥镜通过光纤等技术可以深入人体内部,将内部的情况清晰地呈现给医生,帮助医生了解更多有关人体的信息,从而更好地进行诊断等医疗工作,该选项说法正确。
D 、科学、技术与工程三者之间并不是相互独立的,而是相互联系、相互促进的。科学研究为技术发展提供理论基础,技术的进步又为工程实践提供手段和方法,工程实践则是将科学和技术转化为实际生产力和产品的过程,同时工程实践中也会提出新的科学和技术问题,推动科学和技术的进一步发展,该选项说法错误。
故答案为:D。
4.【答案】(1)D
(2)
(3)B
【知识点】工程方案设计;工程的测试与改进;认识技术与工程
【解析】【分析】本题考查的是结构设计的目标及草图的绘制及尺寸的标注。结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质;尺寸的标注需要注意:正确,尺寸注写必须符合国家标准;完整,尺寸必须注写齐全,不遗漏,不重复;清晰,尺寸注写布局整齐、清晰,便于读图;合理,尺寸注写方式符合加工要求。
【解答】(1)小明发现明确问题之后,开始进入制定设计方案环节,绘制图样,制作模型不属于该环节;
故答案为:D。
(2)能放置一瓶洗浴用品,能放置4瓶;沥水功能;能悬挂于浴室玻璃墙顶端;洗浴用品不易掉落。置物架悬挂装置高度700mm;置物架栏高不超过 200mm;置物架的宽度 280-600mm;
(3)A、测试置物架的沥水功能,方法合理,故该选项正确。
B、测试置物架的强度时,仅在一处集中放置洗浴用品,不能合理测试其强度,故该选项错误。
C、测试置物架的稳定性,方法合理,故该选项正确。
故答案为:B。
5.【答案】(1)项目安全性
(2)
(3)C
【知识点】工程的实施;认识技术与工程
【解析】【分析】(1)工程竞标相关知识:在工程竞标中,需要综合考虑多个因素,如项目成本、项目安全性、项目的可行性等,以确保项目能够顺利实施并达到预期效果。
(2)花架设计相关知识:花架设计需要考虑稳定性、承重能力、高度限制、美观性和材料节省等因素。设计图应图文结合,标注出尺寸、材料和功能等信息。
(3)提高结构抗风能力的方法:提高结构抗风能力的方法有很多,如优化框架结构(增强结构的稳定性)、增加底部重量(降低重心,提高稳定性)等;而增加花架高度会使重心升高,降低抗风能力;选择较为廉价的材料可能会影响结构的强度和稳定性,但不一定会直接影响抗风能力。
【解答】(1)在制订竞标书时,除了重点考虑项目成本外,还需要重点考虑项目安全性,以确保项目在实施过程中不会出现安全问题。
(2)设计花架时,要保证稳定性好、不易倾倒、不超过 1.6 米、具有一定承重能力、美观且材料节省。设计图应图文结合,标注出尺寸(如高度、宽度、长度等)、材料(如木材、金属等)和功能(如摆放植物盆栽等)。
(3)A、优化框架结构可以增强花架的稳定性,提高抗风能力,故该选项正确。
B、增加底部重量可以降低花架的重心,提高稳定性,增强抗风能力,故该选项正确。
C、增加花架高度会使重心升高,降低花架的稳定性,减弱抗风能力,故该选项错误。
D、选择较为廉价的材料可能会影响花架的强度和稳定性,但不一定会直接影响抗风能力,故该选项正确。
故答案为:C。
课后练习
1.【答案】D
【知识点】科学、技术、社会、环境的关系;认识技术与工程
【解析】【分析】根据现代先进技术和传统技术的区别与联系分析可知。
【解答】A、技术发展的根本动力是人类的需求。比如人们为了更便捷地出行,发明了汽车、飞机等交通工具;为了更高效地通信,发展了移动通信技术等。北斗卫星导航系统的出现也是因为人们对更精准、更可靠导航的需求,所以技术发展与人们的需求密切相关,A选项说法错误。
B、北斗卫星导航系统能为船只提供高精度的定位、导航等功能,大大提升了船只航行的安全性,如在复杂气象条件下能更准确地确定位置,避免触礁等危险,说其对提升船只航行安全作用不大是错误的,B选项说法错误。
C、北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,技术先进,能为全球用户提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务,C选项说法错误。
D、虽然有了先进的北斗卫星导航系统,但指南针和观星等传统导航方法仍作为船员必须掌握的基本技能,这表明现代先进技术的发展并不能完全替代原有的技术。因为在一些特殊情况下,如卫星信号受干扰等,传统导航方法可能会发挥重要作用,D选项说法正确。
故答案为:D。
2.【答案】B
【知识点】认识技术与工程
【解析】【分析】(1)人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,像一些智能聊天机器人等都属于人工智能领域的应用。
(2)量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。基因编辑是对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术。核聚变是指由质量小的原子,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。
【解答】A、量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式,“deepseek” 并非属于该领域,故该选项错误。
B、“deepseek” 是一款 AI(人工智能)模型,属于人工智能领域的突破,故该选项正确。
C、基因编辑是对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术,“deepseek” 与基因编辑无关,故该选项错误。
D、核聚变是指由质量小的原子,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式,“deepseek” 和核聚变没有关系,故该选项错误。
故答案为:B。
3.【答案】B
【知识点】风;认识技术与工程
【解析】【分析】根据“工程设计需要考虑材料选择、结构设计、工艺优化等一系列工程方面的因素”分析解答。
【解答】科学家主要关注自然现象的规律和原理,通常研究“为什么”和“如何”之类的问题,而工程师则侧重于运用科学知识去实际解决问题或创造产品。问题中“如何制造风力产品”涉及设计和制造,可以解决实际问题,符合工程师的工作内容。其他选项都是对自然现象规律的探究,是科学家研究的领域。故答案为:B。
4.【答案】C
【知识点】认识技术与工程
【解析】【分析】工程设计一般有以下基本步骤:明确问题、前期研究、设计方案、制作模型或原型、测试与评估、优化改进。
【解答】合理的排序应该是:②通过问卷,调查需求。首先,小义需要通过问卷等方式了解自己和其他人对于自动浇水装置的具体需求。①上网收集相关自动浇水装置的制作方法。在明确了需求之后,小义可以上网查找相关的制作方法和设计方案。③绘制设计图。根据收集到的信息和自己的需求,小义可以开始绘制自动浇水装置的设计图。④制作产品。有了设计图之后,小义可以开始动手制作自动浇水装置。⑥对产品进行测试检验。制作完成后,需要对产品进行测试,以确保其功能符合预期。⑤分析检验结果,优化设计方案。根据测试结果,小义可以分析产品的优缺点,并对设计方案进行优化改进。因此,合理的排序是C选项,即②①③④⑥⑤,ABD错误。
故答案为:C。
5.【答案】C
【知识点】认识技术与工程
【解析】【分析】人们为了适应环境、改善生存环境、满足自身需求而产生了各种各样的技术。
【解答】从大学计算机科学研究生的视角来书写论文,采用了用角色扮演来获取更准确的回应的技术。
故答案为:C。
6.【答案】D
【知识点】认识技术与工程
【解析】【分析】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;工程是人们运用科学原理和技术有目的的利用自然、改造自然而建造的人工物的实践活动。
【解答】工程的核心是建造,同学们在实验室研究蜗牛的行为不属于生物工程的具体项目,属于科学。
故答案为:D。
7.【答案】C
【知识点】工程方案设计;认识技术与工程
【解析】【分析】工程实践的流程:
明确问题:这是工程实践的起始步骤。在制作三球运动演示模型时,需要先确定要解决什么问题,比如模型要展示哪些天体运动、达到怎样的演示精度等,清晰界定需求和目标。
设计方案:基于明确的问题,构思多种可能的解决方案,并从中选择最优的。要考虑模型的结构组成(如球体的连接方式)、运动实现方式(如如何模拟天体的公转和自转)、使用的材料(如轻质且耐用的塑料等)以及尺寸规格等,形成详细的设计蓝图。
实施计划:依据设计方案,准备所需的材料和工具,按照一定的步骤和顺序动手制作模型。在制作三球运动演示模型过程中,可能涉及零件的加工、组装等操作,需严格按照设计要求进行。
检验作品:对制作完成的模型进行测试,将模型的实际表现与预期目标进行对比。比如观察三球的运动是否能准确模拟天体运动,模型是否稳定等,找出模型存在的缺陷和不足。
改进完善:根据检验发现的问题,对模型进行针对性的调整和优化,如调整球体的运动轨道、加固结构等,使模型的性能和效果不断提升。
发布成果:经过改进完善后,将最终的作品及其相关说明、制作过程等信息进行展示和分享,让他人了解该工程实践的成果。
【解答】工程实践的一般流程是:
首先是明确问题,了解需求。之后就是①设计方案,根据明确的问题构思出具体的解决方法和设计蓝图,包括模型的结构、各部分尺寸等。
接着进入②实施计划阶段,按照设计方案准备材料、工具,动手制作三球运动演示模型 。
制作完成后要进行③检验作品,通过实际操作模型,观察其是否能达到预期的演示效果,是否存在一些问题 。
最后根据检验结果进行④改进完善,对模型存在的问题进行调整和优化,使其更符合设计要求,之后就可以发布成果了。
故答案为:C。
8.【答案】D
【知识点】工程方案设计;认识技术与工程
【解析】【分析】经线是连接南北两极并同纬线垂直相交的半圆,指示南北方向,所有经线长度相等。纬线是在地球仪上,顺着东西方向,环绕地球仪一周的圆圈;纬线指示东西方向;纬线圈的大小不等,赤道为最大的纬线圈,从赤道向两极纬线圈逐渐缩小,到南、北两极缩小为点。经过测量,地球的极半径为6357千米,赤道半径为6378千米,地球的平均半径为6371千米,地球表面积为5.1亿平方千米,最大周长约4万千米。
【解答】A、本初子午线标为0°经线,东西半球的分界线是20°W和160°E组成的经线圈,A错误。
B、沿赤道给地球做一条金腰带,腰带长约4万千米,B错误。
C、从地球一端经地心到另一端打个隧道,隧道长约6371×2=12742千米,C错误。
D、在地球上建一座四面朝南的宫殿,宫殿建在北极点上,该点位于地球的最北端,D正确。
故答案为:D。
9.【答案】(1)B
(2)②④③⑤①
(3)2;没有采用上轻下重、上小下大的结构;没有采用镂空结构
(4);框架使用三角形结构,稳定性好;整体结构上小下大,更稳定
【知识点】工程的测试与改进;认识技术与工程
【解析】【分析】在设计塔台时,会考虑的因素有:材料的实用性,安全性,成本,人员分工,设计对环境的影响,抗风抗震能力等,这些因素都要考虑。
【解答】(1)根据材料信息可知,塔台要求高1.8米,带有护栏的台面不小于1平方米,方便体育老师站在塔台上指挥队员训练,且成本不超过6000元。因此,属于本次校园塔台建设中的限制条件的是A塔台高度、C站立面积、D建造成本,不属于本次校园塔台建设中的限制条件的是B塔台形状。
故答案为:B。
(2)建造一座塔台,应该经历的步骤包括: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(画或写解决方案),测试这个模型,评估并改进,实施建设。因此,下列建造塔台的步骤按照先后顺序排列,正确的排列序号是:②④③⑤①。
(3)根据评价表中数据信息,我们可以发现第2组建造的塔台稳定性存在不足,可能的原因包括没有采用上轻下重、上小下大的结构,导致其抗震能力较弱;没有采用镂空结构,导致其抗风能力较弱。
(4)我的塔台设计图:
优点:①框架使用三角形结构,稳定性好;②整体结构上小下大,更稳定。
(1)根据材料信息可知,塔台要求高1.8米,带有护栏的台面不小于1平方米,方便体育老师站在塔台上指挥队员训练,且成本不超过6000元。因此,属于本次校园塔台建设中的限制条件的是A塔台高度、C站立面积、D建造成本,不属于本次校园塔台建设中的限制条件的是B塔台形状。
故选B。
(2)建造一座塔台,应该经历的步骤包括: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(画或写解决方案),测试这个模型,评估并改进,实施建设。因此,下列建造塔台的步骤按照先后顺序排列,正确的排列序号是:②④③⑤①。
(3)根据评价表中数据信息,我们可以发现第2组建造的塔台稳定性存在不足,可能的原因包括没有采用上轻下重、上小下大的结构,导致其抗震能力较弱;没有采用镂空结构,导致其抗风能力较弱。
(4)我的塔台设计图:
优点:①框架使用三角形结构,稳定性好;②整体结构上小下大,更稳定。
10.【答案】(1)玻璃杯,刻度线分布均匀(或塑料瓶,量程更大)
(2)A
(3)用刻度尺测出玻璃杯的高度,将其20 等分,在每一等分处画上刻度线并标上刻度值(或用量筒量取10mL水,倒入玻璃杯,在液面位置画上刻度线标上刻度值“10mL”;再量取 10mL 水倒入玻璃杯,画上刻度线标上刻度值“20mL”,以此类推)
【知识点】科学探究的基本环节;认识技术与工程
【解析】【分析】用刻度尺测出玻璃杯的高度,将其20等分,在每一等分处画上刻度线标上刻度值;用量筒量取10mL水,倒入玻璃杯,在液面位置画上刻度线标上刻度值“10mL”。再量取10mL水倒入玻璃杯,画上刻度线标上刻度值“20mL”,以此类推。
【解答】使用量筒测量液体的体积时,首先要看清它的测量范围和最小刻度。测量前,量筒必须放在水平桌面上。大多数液体在静止时,液面在量筒内呈凹 形。读数时,视线要与凹形液面中央最低处相切,玻璃杯上下粗细相同,刻度线分布均匀,测量工具更好;
故:
(1)玻璃杯。玻璃杯上下粗细相同,刻度线分布均匀;
(2)A区较细,较小的体积变化可以使读数变化更加明显,所以测量结果比较精确;
(3)玻璃杯最多可以装200mL水,20等分,每一等分为10mL。
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核心素养
科学观念:认识现代技术与工程的系统性和复杂性;了解技术、工程与科学的关系;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;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;
科学思维: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;理解科学能促进技术和工程的发展;体会新技术和工程的发明越来越依靠科学;
探究实践:从大量事例中概括出技术、工程的含义,及技术、工程与科学的关系;
态度责任:体会人类与技术、工程的密切联系,知道技术的开发和应用需要考虑实际问题,关注并讨论一些有争议的技术与工程问题。
【课中研学】
一、技术与工程的发展
当我们的祖先将石块磨成石斧,将磁石磨制成指南针,将树皮制成纸张,一项项技术的发明便开始了。
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。
2、技术伴随着我们
(1)技术一直伴随着人们生产、生活的方方面面
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。
(2)技术与人类生活和文明进程息息相关
①在石器时代以打制、磨制石器为工具
②农耕时代以畜力耕地
③工业时代以机器开展大规模生产
④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。
(3)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。
思考与讨论:以文字记录和处理技术为例,简要说明人类技术发展的方向。
①数字化:用电脑、手机等设备输入和保存文字。数字化让文字更容易存储、查找和分享。
②智能化:计算机可以帮我们检查拼写错误、语法问题,甚至还能理解文章的意思,给出修改建议。智能化让文字处理变得更聪明、更快捷。
③个性化:文字处理技术可以根据我们的喜好和习惯,提供个性化的服务。比如,自动调整字体大小、颜色,或者推荐我们喜欢的写作模板。
3、工程的产生——工程源于人类生存的需求和制造器物的需求
①在7000多年前的河姆渡遗址发现了大规模干栏式建筑
②我国彪炳史册的伟大工程:万里长城、京杭大运河、都江堰等
③当今我国的重大工程:高速铁路、C919大飞机、中国空间站等
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?
4、形形色色的工程
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。
一、技术、工程与科学的关系
思考与讨论:科学家、工程师有不同的职责,他们的研究成果分别是什么?
科学家的研究成果主要体现在新的科学理论、模型、方法或技术的提出和验证上。这些成果可能以科学论文、专利、专著等形式呈现,并发表在学术期刊或会议上。
工程师的研究成果主要体现在实际的产品、系统或工艺上。这些成果可能以专利、产品原型、工艺流程等形式呈现。
1、科学、技术、工程的区别
(1)科学:人们通过观察和实验研究自然现象、发现自然规律的活动。
(2)技术: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。
(3)工程: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。
2、科学、技术与工程的关系
(1)科学、技术与工程相互依赖,相互促进。
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;工程师则是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。
思考与讨论:科学、技术与工程三者之间相互促进,请举例说明。
塑料:科学家提出的高分子概念揭示聚合物结构,为塑料诞生开启大门。工程师合成酚醛塑料,众多合成技术跟进,实现塑料低成本大规模生产。塑料在汽车、建筑、日常生活多领域广泛应用,又催生新型工程塑料研发及可降解塑料技术,反哺科学与技术。
(2)科学的核心是发现,技术的核心是发明,工程的核心是建造。
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。
二、技术与工程改变了人们的生活
1、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。
(1)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。
(2)铁器时代:人们学会冶炼铁,制作铁器农具,开展深耕细作,促进了农业、手工业的发展,商业活动逐渐活跃起来。
(3)蒸汽时代:蒸汽机成为主要动力来源,广泛应用于生产领域,提升了社会生产力水平。
(4)电气时代
电力作为动力带动机器,成为新的能源进入生产、生活领域,促进了生产力发展,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。
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?
倘若没有电,电灯会熄灭,家电成摆设,通信中断,网络瘫痪,交通信号灯失效致混乱,电动汽车难行,医疗设备停摆。人们将告别便捷,回归原始,工作受限,生活陷入黑暗、不便与不安,现代文明仿佛被按下暂停键。
(5)信息时代
人们发明了电子计算机,建构了计算机网络。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。
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?
2、科学的进步和技术的发展,衍生出更多的工程
(1)通信工程可以让我们足不出户便可与远方的亲朋好友畅快地交流
(2)现代医疗的发展有助于人类摆脱疾病的困扰,恢复身体健康
(3)现代农业工程向大型化、自动化和电子化方向发展,提高了农业作业的生产效率
3、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,在科研领域完成以前所不能完成的任务
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,拓宽了人类的视野,丰富了人类对宇宙本质的认识。
4、技术创新与工程实践,增强了人们利用自然、改造自然的能力
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7062m的深潜纪录,使我们能观察到深海的世界,对于人类开发利用深海资源有着重要的现实意义。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.(2025七上·余姚开学考)杭州湾跨海大桥连接嘉兴市和宁波市,全长 36 千米,整座桥呈“S”形。设计成这种形状不是为了( )。
A.增强抗风暴和强海潮的能力 B.减轻钱塘江大潮对桥的影响
C.增强驾驶安全性,增加美感 D.缩短距离,节省材料
2.(2025七上·乐清期末)小乐同学倒了一杯热水。下列选项从科学、技术、工程和社会等方面提出了问题,其中属于工程问题的是( )
A.这杯热水为什么会变凉
B.怎样才能让水不易变凉
C.中国人为什么喜欢喝热水
D.如何制造一个让水不易变凉的装置
(2题图) (3题图)
3.(2025七上·德清期末)内窥镜(如图所示)是医生用来观察人体内部器官的仪器,关于内窥镜下列说法错误的是( )
A.科学家研究出光在光纤中传播的规律
B.工程师利用科学原理设计并制造出光纤和内窥镜
C.内窥镜的应用帮助医生了解更多有关人体的信息
D.科学、技术与工程三者之间是相互独立的
4.小明发现浴室里的洗浴用品摆放杂乱,于是他想设计一款挂在浴室玻璃墙内侧的置物架,用于收纳洗浴用品,浴室玻璃墙(如图甲所示)的尺寸为600 mm×2000 mm。请完成以下任务:
(1)小明发现明确问题之后,开始进入制订设计方案环节,下列活动中,不属于该环节的 _(填字母)。
A.上网搜集置物架相关信息
B.分析收集到的信息,挖掘影响设计的主要因素
C.用草图形式呈现构思的方案
D.绘制图样,制作模型
(2)小明为洗浴用品置物架提出了以下设计要求:
①能放置4 瓶如图乙所示的洗浴用品,便于沥水。
②不对浴室玻璃墙进行加工,悬挂于浴室玻璃墙顶端,离地高度1300 mm。
③洗浴用品不易掉落。
④结构简单,牢固可靠。
⑤材料自选。
请你根据以上要求设计一个置物架,画出设计草图并标注主要尺寸,必要时可用文字补充说明。
(3)以下有关洗浴用品置物架的技术试验中,不合理的是____(填字母)。
A.测试置物架的沥水功能
B.测试置物架的强度
C.测试置物架的稳定性
5.(2025七上·金东) 制作花架。
班级绿化区植物盆栽摆放混乱,老师邀请同学们设计一个稳定性好、不易倾倒、不超过1.6米、具有一定承重能力、美观且材料节省的花架。最终通过竞标确定中标小组,再进行制作。回答问题:
(1)在制订竞标书时需要重点考虑项目成本和 。
(2)请你在下面方框中画出符合要求的设计图,并标注材料、尺寸、功能等。
(3)小科组想要提高花架的抗风能力,下列方案不可行的是 ( )。
A.优化框架结构 B.增加底部重量
C.增加花架高度 D.选择较为廉价的材料
【课后练习】
1.(2025七上·拱墅期末)目前,我国许多船只都安装了北斗卫星导航系统,船员可利用北斗卫星导航系统进行导航,但用指南针和观星的方法导航仍然是船员必须掌握的基本技能。这说明
A.技术的发展是必然的,与人们的需求无关
B.技术的发展对提升船只航行安全作用不大
C.利用北斗卫星导航系统进行导航的技术还不够先进
D.现代导航技术的发展不能完全取代原有技术
2.(2025七上·金东) 2025年, 杭州深度求索公司发布的“deepseek”属于( ) 领域的突破。
A.量子计算 B.人工智能 C.基因编辑 D.核聚变
3.(2025七上·义乌期末)科学家采用科学的方法去发现自然界的规律和原理,而工程师则采用工程的方法解决问题。下列为工程师所研究的事项是( )
A.风是如何形成的
B.如何制造风力产品
C.风的主要驱动力是什么
D.为什么不同地方的风速和风向会有所不同
4.(2025七上·义乌期末)小义家楼顶种了很多绿植,夏季需频繁浇水,为此,他想设计制作一款自动浇水装置,全过程各环节如下。对他经历的环节排序合理的是( )
①上网收集相关自动浇水装置的制作方法 ②通过问卷,调查需求 ③绘制设计图
④制作产品 ⑤分析检验结果,优化设计方案 ⑥对产品进行测试检验
A.①②⑥④③⑤ B.①②③⑥④⑤
C.②①③④⑥⑤ D.②①③⑥④
5. 你正在尝试提高提示工程技能,所以你决定尝试一种新技术。你说:“从一个大学计算机科学研究生的视角,写一篇关于大型语言模型和幻觉的500 字论文。”你在这里使用了什么技术 ( )
A.通过将结果限制在 500 字以内,你使用了一种压缩技术
B.你采取了对抗性的方法,以获取故事的两个方面
C.你使用角色扮演来获取更准确的回应
D.你正在与系统一起对大型语言模型和幻觉进行头脑风暴
6. 下列工程与具体项目不对应的是 ( )
A.通信工程——远程通信
B.桥梁工程——建造桥梁
C.航空工程——C919 大飞机
D.生物工程——同学们在实验室研究蜗牛的行为
7.(2025七上·黄岩期末)在制作三球运动演示模型时,需要根据工程实践的一般流程进行,下列关于工程实践流程补充正确的是
A.①设计方案②实施计划③改进完善④检验作品
B.①实施计划②设计方案③检验作品④改进完善
C.①设计方案②实施计划③检验作品④改进完善
D.①设计方案②检验作品③实施计划④改进完善
8.(2025七上·浙江期末)同学们课间遐想说要在地球上做四大工程,你认为理论上正确的是
A.工程一:将本初子午线标记为东西半球分界线
B.工程二:沿赤道给地球做一条金腰带,腰带长约8万千米
C.工程三:从地球一端经地心到另一端打个笔直的隧道,隧道长约4万千米
D.工程四:在地球上建一座四面朝南的宫殿,宫殿建在北极点上
9.(2025七上·鄞州月考)我是小小工程师
每年十月要举行校园运动会,学校想利用暑假在操场搭建一个塔台,要求高1.8米,台面需带有护栏且面积不小于1平方米,塔台要能移动,方便教师站在塔台上指挥训练,其成本不超过6000元。学校发布了征集令,同学们纷纷报名参加此次竞标……
(1)下列不属于本次校园塔台建设中的限制条件的是( )。
A.塔台高度 B.塔台形状 C.站立面积 D.建造成本
(2)塔台建造需要经历以下步骤,请填写正确的排列序号 。
①实施建设②明确要解决的问题③建立一个模型
④进行设计⑤模型测试,评估改进
(3)有三组同学率先展示了其模型,以下是学校对三个小组模型的评价表。
组别 塔高 顶端承重 抗风能力 抗震能力 材料成本
第1组 1.36米 良 优 优 4600
第2组 1.29米 良 合 合 4200
第3组 1.51米 优 优 优 4150
根据评价表,我们可以发现第 组建造的塔台稳定性存在不足,你推测可能的原因是什么?(至少写1条)
(4)根据上题中的评价表,请你设计自己的塔台设计图,要求图文结合(包括材料、结构、规格等),并写出两条你的设计优点。
(注意:图画在答题卡上)
我的设计图: 我的设计优点: ① ② (一点1分)
10.(2024七上·浙江期中) 小龙想利用家中的生活用品自制一个测量液体体积的工具。如图甲所示,他分别选择了平底玻璃杯和塑料瓶作为材料,经过测量发现,玻璃杯最多可以装 200mL水,塑料瓶最多可以装350mL水。请结合题目信息,评价用玻璃杯和塑料瓶制作的测量工具。
(1)你认为用哪种材料制作的测量工具更好 请说明理由。 。
(2)使用塑料瓶制成的工具时(如图乙所示),当待测液体体积在 (填“A”或“B”)区域范围内,测量结果较精确。
(3)请简要叙述如何给玻璃杯标上分度值为10mL的刻度线: 。
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