(共33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
回顾
一套住房的建成需经历哪些过程？
明确任务、选址、设计、建造、验收等
科学聚焦
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？
科学聚焦
科学探索
02
阅读、观看港珠澳大桥的相关资料，试着梳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。
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？
科学探索
政治、经济、文化。
为什么要建造港珠澳大桥？
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，桥面高度必须要超过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。
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
梳理工程建设过程的相似步骤
明确一个要解决的问题
实施建设
科学探索
明确一个要解决的问题
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。
建造一座跨海大桥，连通珠三角地区东西部，缩短行程，为政治、经济、文化的传递提供一个纽带。
科学探索
明确一个要解决的问题
实施建设
在限制条件下进行设计
制作一个模型
（画或写设计方案）
测试这个模型
评估并改进
科学探索
了解这些宏大工程与科技进步的关系
中国天眼
鸟巢
高铁
空间站
科学探索
中国天眼 鸟巢 高铁 空间站
运输技术
制造技术
冶金技术
力学技术
建筑技术
电子技术
燃料技术
机械技术
通信技术
科学探索
科学研讨
03
研讨一：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.工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动，是一项复杂、整体、协调的工作。
2.建造工程的每个阶段都很重要，但最关键的是设计，设计需要经历不断改进的往复过程，直至满足建造要求。工程无论大小都要经历相类似的建设过程。
科学研讨
研讨二：完成一项工程要经历哪些重要的工作阶段？
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（画或写解决方案呢）
测试这个模型，评估并改进
实施建设
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。
科学研讨
研讨三：工程与技术的关系是怎样的？
科学技术的进步支持工程的实施，工程也推动着科学技术的不断发展。工程与技术是相互促进、相辅相成的关系。
科学研讨
研讨四：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？
1.明确要解决的问题。
2. 在限制条件下进行设计。
3.按照设计制作一个模型。
4.对这个模型进行测试、评估并改进。
5.再建立模型、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，最后实施建设。
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
