第5章 探索技術與工程的世界第2節(jié) 像工程師那樣實踐 教學設計-2024-2025學年浙教版七年級上冊科學

第5章探索技術與工程的世界第2節(jié)像工程師那樣實踐教學設計-2024-2025學年浙教版七年級上冊科學授課內容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間設計思路本節(jié)課以浙教版七年級上冊科學《探索技術與工程的世界》第二節(jié)“像工程師那樣實踐”為教學內容，通過引入實際工程案例，引導學生了解工程師的工作內容和方法，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。課程設計注重理論與實踐相結合，讓學生在實踐活動中體驗工程師的工作過程，激發(fā)學生對工程技術的興趣。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的問題解決能力、創(chuàng)新思維和工程實踐能力。學生將通過參與實際工程案例分析，學會運用科學知識和技術方法解決實際問題，提升對工程倫理和可持續(xù)發(fā)展的認識，同時增強團隊合作和溝通能力。學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

學生在進入本節(jié)課之前，已學習過基礎的物理知識和簡單的數(shù)學計算，對力的作用、杠桿原理等有一定的了解。此外，他們可能對簡單的機械裝置和工程概念有所接觸，但缺乏系統(tǒng)的工程實踐經驗和工程思維。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

七年級學生對新鮮事物充滿好奇心，對技術與工程的世界尤其感興趣。他們的學習能力較強，能夠快速吸收新知識。學習風格上，部分學生可能更傾向于動手實踐，通過操作來學習；而另一部分學生可能更偏好理論學習和思考。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學生在理解復雜的工程概念和解決實際問題時可能會遇到困難。例如，將理論知識應用于實際情境中可能存在難度，缺乏實踐經驗可能導致對工程問題的理解不夠深入。此外，團隊合作和溝通能力的不足也可能影響他們在實踐中的表現(xiàn)。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有本節(jié)課所需的教材或學習資料。

2.輔助材料：準備與教學內容相關的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以增強學生的直觀理解。

3.實驗器材：準備簡單的工程模型和工具，如杠桿、滑輪等，以供學生進行實踐操作。

4.教室布置：設置分組討論區(qū)，確保實驗操作臺的安全和整潔，以支持學生的實踐活動。教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對工程技術的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們在生活中遇到過需要解決問題的情況嗎？你們知道工程師是如何幫助解決這些問題的嗎？”

展示一些生活中常見的工程實例，如橋梁、高樓、交通工具等，讓學生初步感受工程技術的魅力或特點。

簡短介紹工程技術的定義和重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.工程技術基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解工程技術的概念、組成部分和原理。

過程：

講解工程技術的定義，包括其主要組成元素或結構。

詳細介紹工程技術的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.工程技術案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解工程技術的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的工程技術案例進行分析，如水壩建設、風力發(fā)電等。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解工程技術的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或學習的影響，以及如何應用工程技術解決實際問題。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與工程技術相關的主題進行深入討論，如“如何提高建筑物的抗震能力”。

小組內討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對工程技術的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內容，強調工程技術的意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內容，包括工程技術的概念、組成部分、案例分析等。

強調工程技術在現(xiàn)實生活或學習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用工程技術。

7.課后作業(yè)（5分鐘）

目標：鞏固學習效果，培養(yǎng)學生的自主學習能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學生選擇一個感興趣的工程技術領域，進行深入研究，并撰寫一份簡短的報告，分享自己的學習成果和心得體會。學生學習效果學生學習效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：

學生通過本節(jié)課的學習，能夠掌握工程技術的定義、基本概念、組成部分和原理。他們對工程技術的應用領域有了更深入的了解，如建筑、交通、能源等。

2.能力提升：

（1）問題解決能力：學生在案例分析中，學會了如何運用所學知識分析實際問題，并提出解決方案。這有助于他們在面對生活中遇到的問題時，能夠迅速找到解決問題的方法。

（2）創(chuàng)新思維：通過小組討論和展示，學生的創(chuàng)新思維得到了鍛煉。他們能夠從不同角度思考問題，提出具有創(chuàng)造性的解決方案。

（3）團隊合作能力：在小組討論過程中，學生學會了如何與他人合作，共同完成任務。這有助于他們在未來的學習和工作中，更好地融入團隊。

3.實踐能力：

學生通過實驗操作，親身體驗了工程技術的應用。他們掌握了簡單的工程工具和設備的使用方法，提高了動手能力。

4.思維方式轉變：

學生在學習過程中，逐漸形成了從宏觀到微觀、從理論到實踐的思維方式。他們學會了如何將理論知識應用于實際生活，提高了自身的綜合素質。

5.價值觀培養(yǎng)：

通過學習工程技術，學生認識到科技發(fā)展對人類生活的重要性，增強了他們對科技事業(yè)的熱愛和責任感。同時，他們了解到工程技術在解決環(huán)境、資源等問題中的重要作用，培養(yǎng)了可持續(xù)發(fā)展的意識。

6.課后拓展：

學生在課后作業(yè)中，選擇感興趣的工程技術領域進行深入研究。這不僅鞏固了他們在課堂上學到的知識，還激發(fā)了他們進一步探索未知領域的興趣。典型例題講解1.例題：

一根杠桿的力臂長度為0.5米，作用力為10牛頓，杠桿的支點位于力臂的中點。求杠桿的平衡力。

解答：

由于支點位于力臂的中點，因此力臂的兩端距離支點相等，均為0.25米。根據杠桿平衡條件，力矩相等，即：

F1×L1=F2×L2

其中，F(xiàn)1為作用力，L1為作用力臂，F(xiàn)2為平衡力，L2為平衡力臂。

代入數(shù)值，得：

10N×0.5m=F2×0.25m

解得：

F2=20N

因此，杠桿的平衡力為20牛頓。

2.例題：

一個滑輪組由一個動滑輪和一個定滑輪組成，動滑輪的重力為50牛頓，提升重物的力為30牛頓。求滑輪組的機械效率。

解答：

機械效率η定義為輸出功與輸入功的比值，即：

η=(輸出功/輸入功)×100%

輸出功為提升重物的功，即：

輸出功=重物重力×提升高度

輸入功為施加的力乘以拉繩的長度，即：

輸入功=施加力×拉繩長度

由于滑輪組中有兩個滑輪，拉繩長度是提升高度的兩倍，因此：

輸入功=30N×2×提升高度

機械效率η為：

η=(50N×提升高度/(30N×2×提升高度))×100%

化簡得：

η=(50/60)×100%

η≈83.33%

因此，滑輪組的機械效率約為83.33%。

3.例題：

一個斜面的傾斜角為30度，斜面長度為2米，重物的重力為100牛頓。求重物沿斜面滑下的加速度。

解答：

重物沿斜面滑下時，受到的合力為重力沿斜面的分力，即：

F=G×sin(θ)

其中，G為重力，θ為斜面角度。

代入數(shù)值，得：

F=100N×sin(30°)

F=100N×0.5

F=50N

根據牛頓第二定律，合力等于質量乘以加速度，即：

F=m×a

解得：

a=F/m

由于重物的質量未知，我們可以用重力除以重力加速度（g=9.8m/s2）來表示質量，即：

a=50N/(100N/9.8m/s2)

a≈4.9m/s2

因此，重物沿斜面滑下的加速度約為4.9m/s2。

4.例題：

一個輪軸由一個半徑為0.1米的輪和一個半徑為0.05米的軸組成。輪受到的力為100牛頓，軸受到的力為50牛頓。求輪軸的機械優(yōu)勢。

解答：

輪軸的機械優(yōu)勢定義為輪上的力與軸上的力的比值，即：

機械優(yōu)勢=輪上的力/軸上的力

代入數(shù)值，得：

機械優(yōu)勢=100N/50N

機械優(yōu)勢=2

因此，輪軸的機械優(yōu)勢為2。

5.例題：

一個杠桿的力臂長度比為3:1，作用力為30牛頓，求平衡力。

解答：

根據杠桿平衡條件，力矩相等，即：

F1×L1=F2×L2

其中，F(xiàn)1為作用力，L1為作用力臂，F(xiàn)2為平衡力，L2為平衡力臂。

由于力臂長度比為3:1，設平衡力臂為x，則作用力臂為3x。

代入數(shù)值，得：

30N×3x=F2×x

化簡得：

F2=90N

因此，平衡力為90牛頓。課堂1.課堂評價：

（1）提問環(huán)節(jié)：通過提問學生，檢驗他們對工程技術基本概念的理解和應用能力。問題設計應涵蓋不同難度層次，以適應不同學生的學習水平。例如，提出關于杠桿原理在實際生活中的應用問題，讓學生舉例說明。

（2）觀察環(huán)節(jié)：教師應密切觀察學生在課堂上的參與度、討論積極性以及實驗操作的準確性。通過觀察，教師可以評估學生的動手能力和合作精神。

（3）測試環(huán)節(jié)：定期進行小測驗，以檢測學生對工程技術知識的掌握程度。測試題目應包括選擇題、填空題和簡答題，以全面評估學生的知識水平。

2.互動交流：

在課堂教學中，鼓勵學生提問和回答問題，促進師生之間的互動。教師應耐心解答學生的疑問，幫助學生克服學習中的困難。

3.實踐操作：

通過實驗操作，教師可以評估學生在實際操作中的技能水平。觀察學生在實驗中的安全意識、操作規(guī)范和解決問題的能力。

4.小組討論：

在小組討論環(huán)節(jié)，教師應關注學生之間的溝通和協(xié)作情況。評估學生在團隊中的角色和貢獻，以及他們是否能夠提出有建設性的意見。

5.課堂小結：

在課程結束時，教師應進行課堂小結，回顧本節(jié)課的重點內容，并引導學生反思學習過程中的收獲和不足。

6.作業(yè)評價：

（1）作業(yè)批改：對學生的課后作業(yè)進行認真批改，確保作業(yè)的準確性和完整性。

（2）反饋與指導：針對學生的作業(yè)表現(xiàn)，給予具體的反饋和指導，指出錯誤原因，并提供改進建議。

（3）鼓勵與激勵：對表現(xiàn)優(yōu)秀的學生給予表揚和鼓勵，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。

7.成長記錄：

建立學生的成長記錄，記錄他們在學習過程中的進步和變化。通過對比不同階段的作業(yè)和測試成績，了解學生的學習動態(tài)。

8.定期反饋：

定期與學生和家長溝通，反饋學生的學習情況，共同探討學生的學習方法和策略。教學反思與總結這節(jié)課下來，我覺得挺有收獲的，但也發(fā)現(xiàn)了一些需要改進的地方。

首先，我覺得在導入新課的時候，我用了生活中的實例來吸引學生的興趣，這個方法挺有效的。學生們對工程技術的話題很感興趣，通過展示一些橋梁、高樓的照片，他們很快就進入了學習狀態(tài)。但是，我也注意到，有些學生對于工程技術的基本概念還是有些模糊，這說明我在基礎知識講解的時候可能需要更加細致一些。

在講解工程技術基礎知識的時候，我盡量用圖表和實例來解釋，這樣可以幫助學生更好地理解。不過，我發(fā)現(xiàn)有些學生還是不太能跟上我的思路，這可能是因為他們的基礎不夠扎實。所以，我以后可能會在課前做一些預習指導，幫助學生提前復習相關知識點。

案例分析環(huán)節(jié)，我選擇了幾個典型的工程案例，讓學生們分組討論。這個環(huán)節(jié)我覺得挺成功的，學生們在討論中提出了很多有創(chuàng)意的想法。但是，我也發(fā)現(xiàn)，有些學生在討論中不太愿意發(fā)言，這可能是因為他們對自己的觀點不夠自信。所以，我打算在今后的教學中，更多地鼓勵學生表達自己的看法，提高他們的自信心。

在小組討論之后，課堂展示環(huán)節(jié)，學生們表現(xiàn)得都很積極。他們不僅展示了討論成果，還