第2課時認識工程【教學目標】科學概念1.許多發明創造來源于對生活的觀察，可以在自然界找到原型。2.工程建設需要運用相關科學知識以及技術的支撐來完成。3.工程需要在一定的限制條件下完成任務，要經歷類似的建設過程。科學探究1.能通過閱讀資料知道工程建設需要面臨的限制條件有哪些，又是怎樣解決難題的。2.能根據工程案例歸納出工程建設過程的相似步驟。3.能了解工程建設所需的科學技術支持，分析工程與科學技術的關系。情感態度價值觀1.認識到工程建設的艱難，從而產生對建設者的敬仰之情。2.進一步喚起學習工程的興趣，激發做一名小小工程師的愿望。【教學重點】根據港珠澳大橋工程案例，了解工程建設的艱巨與復雜，歸納工程建設過程的相似步驟。【教學難點】根據四大工程案例分析工程與技術的關系。【教學準備】港珠澳大橋文字與視頻等資料，鳥巢、“中國天眼”、高鐵、空間實驗室的照片、技術簡圖等資料，班級記錄表、教學課件。【教學過程】一、聚焦（一）教師出示上節課的班級記錄表，引領學生回顧前知（二）聚焦本課話題引導學生將學習視角從住宅工程聚焦到港珠澳大橋工程。比較住房工程與港珠澳大橋工程，感受小型工程與大型工程的區別，進一步提升學生的學習興趣。二、探索（一）閱讀或觀看港珠澳大橋的相關資料，試著整理和歸納下面的問題1.利用教科書圖片引入。2.學生閱讀教科書第6頁的文字資料，思考以下四個問題。（1）為什么要建造港珠澳大橋？（2）大橋的建造面臨了哪些限制和挑戰？（3）這些問題都是怎樣解決的？（4）大橋的建造經歷了哪些主要過程？3.教師指導學生逐一研究，解釋每個問題的指向。小組進行資料整理、分析。4.全班共同研討交流。問題一：為什么要建造港珠澳大橋？教師引導：大家通過觀看珠三角兩岸城市群地圖、土地面積占比與GDP占比、大灣區經濟圈概念等資料文獻，能說說為什么要建造港珠澳大橋嗎？預設學生回答：在經濟、政治、文化方面有不同意義。問題二、三：大橋的建造曾面臨哪些限制和挑戰？這些問題都是怎樣解決的？學生活動：搜集信息，以“限制和挑戰”“解決辦法”兩項內容對應排列。（見教科書P6表格）問題四：大橋的建造經歷了哪些主要過程？提問：我這有新聞報道，大家能從中篩選出建設施工中的重要節點嗎？學生交流匯總：2009年12月15日，港珠澳大橋正式開工建設。2015年2月23日，青州航道橋56號墩索塔“中國結”結形撐首個節段（J3節段）吊裝成功。2015年8月23日，江海直達船航道橋首個“海豚”塔成功吊裝。2015年9月6日，主體工程220座墩臺全線完工。2016年6月29日，港珠澳大橋主體橋梁合龍。2016年9月27日，港珠澳大橋主體橋梁全線貫通。2017年7月7日，港珠澳大橋海底隧道正式貫通。2018年2月，港珠澳大橋主體工程通過交工驗收，具備通車試運營條件。5.教師總結。從前期準備到建設完成的十余年間，港珠澳大橋在建造過程中遇到的困難還有很多。工程團隊不斷突破技術難關，才解決了這些難題。完成這類宏大的工程，依賴的核心是技術。（二）梳理工程建設過程的相似步驟1.教師引導：通過上一環節中的時間線，我們梳理了港珠澳大橋建造的主要過程。對比上節課房屋建造的過程，我們來歸納一下工程建設過程要經歷的步驟。2.小組討論交流。3.教師點撥：通過港珠澳大橋工程案例中的時間點，計算整個工程所用的時間和從開工到竣工所用的時間，然后對所用的時間進行比較分析。4.歸納工程建設過程的相似步驟。（1）明確一個要解決的問題。（2）在限制條件下進行設計。限制條件包括時間、費用、可用材料、環境、抵抗自然界的破壞能力等。（3）制作一個模型，測試這個模型，評估并改進。制作房屋模型，對樓體高度、結構形式進行測試，確保建筑物的堅固性和安全性，從各個方面驗證建筑物的應力。（4）實施建設。在實施建設過程中，要嚴格按照設計來施工，不可隨意更改。如果遇到設計中未出現的情況，要重新進行規劃設計，確定可行性后再進行施工。5.學生完成活動手冊記錄。（學生跟隨教師一起完成活動手冊記錄。）教師重點提示：要加強對設計在工程環節中的重要性的認識。（三）了解這些宏大工程與科技進步的關系1.提問：回顧房屋和港珠澳大橋的建造過程，你知道工程中可能用到哪些技術嗎？預設學生回答：運輸、制造、冶煉、力學、建筑、電子、燃料、機械、通信等技術。2.觀察教科書中“天眼”、高鐵、“鳥巢”體育場和“天宮”空間站四大工程的圖片，結合課前搜集的資料，分析這些工程分別采用了哪些技術。3.小組研討。（總結：每一項宏大的工程都采用了大量上述技術，證明了工程離不開技術的支持。）（教師進一步舉例，列舉工程推動技術發展的例子。）4.提問：工程與技術有什么關系？學生開展自由討論。小結：工程利用了大量技術成果，建設工程的過程中遇到的難題也推動了技術的發展。5.總結：通過分析每一項工程的建設過程，我們都可以感受到科學技術在其中發揮的重要作用。每一項工程都包含了大量的科學原理，應用了大量的科學技術，沒有科學技術的支撐，就不可能完成如此浩大的工程。與此同時，工程實施過程中面臨的各項困難和技術難關也是對科學技術提出的更高要求，推動著科學技術不斷發展。可以說，科學技術進步支持工程的實施，工程也推動著科學技術不斷發展。三、研討（一）通過兩節課的學習，我們對工程有了哪些認識？這些認識的依據是什么？學生圍繞這個問題開展交流討論。教師引導學生理解以下兩個方面的內容。1.工程是一項復雜、整體、協調的工作。2.設計與施工同等重要，甚至設計更為重要。（二）完成一項工程要經歷哪些重要的工作階段？1.學生開展自由討論。教師引導學生利用活動手冊梳理工程步驟并進行總結。2.師生交流總結：完成一項工程要經歷重要的工作階段，包括明確一個要解決的問題；在限制條件下進行設計；制作一個模型；測試這個模型，評估并改進；再重新設計建立模型，再測試，再改進完善。循環往復，直到設計達到各種限制條件的要求，才開始實施建設。（三）工程與技術的關系是怎樣的？（學生交流討論。）小結：工程項目包含大量的科學原理，利用大量的科學發現，不斷推動技術的發展。技術與工程是相互促進、相輔相成的關系。（四）假如讓我們做一名小小的工程師，我們都要完成哪些工作呢？1.教師引導學生積極討論，自由交流。四、拓展收集鐵塔的圖片，觀察鐵塔的結構特點。引導學生思考鐵塔為什么如此牢固、穩定，它的結構有什么特點。為后面兩課設計塔臺的形狀及內部結構做準備。【板書設計】住宅港珠澳大橋認識工程限制條件包括時間、費用、可用材料、環境、抵抗自然界的破壞能力等跨海大橋實施建設測試這個模型，評估并改進制作一個模型（畫或寫設計方案）在限制條件下進行設計明確一個要解決的問題