資源簡介

(共12張PPT)
第一單元《小小工程師》
知識清單
教科版科學六下
1.1 了解我們的住房
1、工程是為了滿足我們的需要，設計和使用技術，解決實際問題和制造產品的活動。
2、住房的基本結構：門 、窗、柱子、墻壁、房梁等
3、住房所具有的系統：供水、供電、排水、電路、煤氣、供暖、網絡等。
4、住房的各個系統之間存在相互影響、相互配合、相互協調。如供水系統與排水系統相互關系，供電系統與家庭電路系統相互關系，電路系統與網絡系統相互關系。
5、住房建造的主要過程：選址、設計、建造、驗收。每個階段都很重要，需協同發揮作用，核心是設計。
1.2 認識工程
1、認識港珠澳大橋
（1）大橋經過九年施工，全長55千米，集橋、島、隧為一體的世界最長的跨海大橋，將為粵港澳大灣區的經濟發展帶來強勁的動力，給文化交流帶來方便。
（2）工程建設過程的基本步驟：



（3）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。
2、每一項宏大的工程都采用了大量技術，證明了工程離不開技術的支持。
3、工程實施過程中面臨的各項困難和技術，難關也推動著技術不斷發展前進。
4、工程的關鍵是設計，技術的核心是發明，工程是運用科學和技術進行設計、解決實際問題和制造產品的活動。
5、埃菲爾鐵塔具有的結構特點：上小下大、上輕下重，穩定性好；框架結構，空氣阻力小；采用大量的三角形結構，穩定性好；拱形結構承重能力強。
1.3 建造塔臺
工程在實施前需要征集不同的設計方案，最終通過競標的方式來獲得資格。
建造塔臺需要考慮的因素：建造地址、塔臺樣式、人員分工、塔臺高度、材料選取、確保堅固、保證安全、節省成本等。
建造地點應滿足無視野遮擋、地面的高地等條件。
3、建造塔臺的標書應該包括建塔位置、使用材料、塔的設計（塔高、塔型、實用性、安全性等）、成本預算、人員分工、時間分配等。
4、標書要求：利用文字、畫圖、標注等多種形式表達；設計中要關注競標要點：項目成本（包括：材料、人員、時間）、項目安全性（包括：穩固程度、承重能力、抗風能力、抗震能力）；標書內容越詳盡、完整，越有利于后期競標。
5、建造塔臺可以采用框架結構，遵循上小下大、上輕下重的原則，使塔臺穩固。
6、對一項工程的設計需要考慮到各因素以及各因素之間的關系，其中項目安全和項目成本的和諧統一是工程設計的關鍵。
1.4 設計塔臺模型
1、建立模型是工程設計中的重要環節，工程師常通過建立模型來測試他們的設計。設計塔臺模型前，需要了解塔臺模型評價要求，按要求設計塔臺模型。
2、建造塔臺模型的過程：設計→制作→測試→評估→改進。
3、三角形框架較穩定，不易變形；四邊形框架不穩定，易變形。
四邊形框架加上斜桿相當于里面有了2個三角形，可以起到加固作用。四邊形中增加的斜桿起的作用是抗推或抗拉的作用。
4、設計塔臺模型要考慮的因素：
（1）增加塔臺的穩定性：多用三角形結構，接口處要牢固。塔身上小下大、上輕下重，有利于抗風、抗震、增加塔臺的穩定性。
（2）防止塔臺的傾斜：控制好立柱的高度，盡量等高，結構對稱。
提高抗風能力：采用框架結構，減少受到的風力。
抗震的方法：①耐震：加大底部面積或加重底座重量。②制震：塔臺底部加入彈簧。③免震：塔臺底部加滾珠。
控制成本，不能太大、太高。
高度、安全、承重是必須達到的要求。
1.5 制作塔臺模型
1、塔臺模型的搭建順序：底座搭建、側面搭建、整體搭建。
2、制作塔臺模型要與模型設計方案一致。
3、塔臺的接口處要固定牢固，同時也要考慮節省膠帶。
4、控制好立柱的高度，盡量等高，可以防止塔臺的傾斜。
5、使用三角形結構可以使塔臺穩固。
1.6 測試塔臺模型
1、測試是工程設計的重要環節，是衡量設計是否達到規范要求的重要方法。
2、我們需要測試塔高、頂端承重、抗風能力、抗震能力材料成本統計、分工合作和美觀等，測試時要求方法、標準、工具統一。
（1）測試高度，需要使用直尺等材料。
（2）測試頂端承重，需要使用書本或裝滿水的礦泉水瓶做重物。
（3）測試抗風能力，需要使用電風扇。
（4）測試抗震能力，需要使用專業儀器進行地震模擬。
（5）完成一項測試任務需要使用特定的工具。
3、測試結束后、各組梳理塔臺模型建造過程中的問題，如：塔臺模型高度太高，對于抗風有一定影響；承重結構不多，承重能力差；制作不夠精細，角度不正對抗震有一定影響；吸管用量過多導致成本過高，浪費材料；底端重量較輕、不利于抗震。
1.7 評估改進塔臺模型
1、工程要反復評估改進，不斷完善，才能達成最終的工程要求。
2、依據評估標準，針對每組模型開展小組自我評估與組間評估。
3、根據已梳理的問題，依據塔臺模型制作評價表再次進行改進。如：減小高度，提高承重能力；底部加重、變大，使塔臺模型在抗風抗震中穩固；減少多余的吸管和膠帶，減少材料的損失，降低成本；制作更加精細準確測量避免誤差；多制作三角形結構，全面提高穩定性。
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