第2课时认识工程【教学目标】科学概念1.许多发明创造来源于对生活的观察，可以在自然界找到原型。2.工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。3.工程需要在一定的限制条件下完成任务，要经历类似的建设过程。科学探究1.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。2.能根据工程案例归纳出工程建设过程的相似步骤。3.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。情感态度价值观1.认识到工程建设的艰难，从而产生对建设者的敬仰之情。2.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。【教学重点】根据港珠澳大桥工程案例，了解工程建设的艰巨与复杂，归纳工程建设过程的相似步骤。【教学难点】根据四大工程案例分析工程与技术的关系。【教学准备】港珠澳大桥文字与视频等资料，鸟巢、“中国天眼”、高铁、空间实验室的照片、技术简图等资料，班级记录表、教学课件。【教学过程】一、聚焦（一）教师出示上节课的班级记录表，引领学生回顾前知（二）聚焦本课话题引导学生将学习视角从住宅工程聚焦到港珠澳大桥工程。比较住房工程与港珠澳大桥工程，感受小型工程与大型工程的区别，进一步提升学生的学习兴趣。二、探索（一）阅读或观看港珠澳大桥的相关资料，试着整理和归纳下面的问题1.利用教科书图片引入。2.学生阅读教科书第6页的文字资料，思考以下四个问题。（1）为什么要建造港珠澳大桥？（2）大桥的建造面临了哪些限制和挑战？（3）这些问题都是怎样解决的？（4）大桥的建造经历了哪些主要过程？3.教师指导学生逐一研究，解释每个问题的指向。小组进行资料整理、分析。4.全班共同研讨交流。问题一：为什么要建造港珠澳大桥？教师引导：大家通过观看珠三角两岸城市群地图、土地面积占比与GDP占比、大湾区经济圈概念等资料文献，能说说为什么要建造港珠澳大桥吗？预设学生回答：在经济、政治、文化方面有不同意义。问题二、三：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？学生活动：搜集信息，以“限制和挑战”“解决办法”两项内容对应排列。（见教科书P6表格）问题四：大桥的建造经历了哪些主要过程？提问：我这有新闻报道，大家能从中筛选出建设施工中的重要节点吗？学生交流汇总：2009年12月15日，港珠澳大桥正式开工建设。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8月23日，江海直达船航道桥首个“海豚”塔成功吊装。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。5.教师总结。从前期准备到建设完成的十余年间，港珠澳大桥在建造过程中遇到的困难还有很多。工程团队不断突破技术难关，才解决了这些难题。完成这类宏大的工程，依赖的核心是技术。（二）梳理工程建设过程的相似步骤1.教师引导：通过上一环节中的时间线，我们梳理了港珠澳大桥建造的主要过程。对比上节课房屋建造的过程，我们来归纳一下工程建设过程要经历的步骤。2.小组讨论交流。3.教师点拨：通过港珠澳大桥工程案例中的时间点，计算整个工程所用的时间和从开工到竣工所用的时间，然后对所用的时间进行比较分析。4.归纳工程建设过程的相似步骤。（1）明确一个要解决的问题。（2）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。（3）制作一个模型，测试这个模型，评估并改进。制作房屋模型，对楼体高度、结构形式进行测试，确保建筑物的坚固性和安全性，从各个方面验证建筑物的应力。（4）实施建设。在实施建设过程中，要严格按照设计来施工，不可随意更改。如果遇到设计中未出现的情况，要重新进行规划设计，确定可行性后再进行施工。5.学生完成活动手册记录。（学生跟随教师一起完成活动手册记录。）教师重点提示：要加强对设计在工程环节中的重要性的认识。（三）了解这些宏大工程与科技进步的关系1.提问：回顾房屋和港珠澳大桥的建造过程，你知道工程中可能用到哪些技术吗？预设学生回答：运输、制造、冶炼、力学、建筑、电子、燃料、机械、通信等技术。2.观察教科书中“天眼”、高铁、“鸟巢”体育场和“天宫”空间站四大工程的图片，结合课前搜集的资料，分析这些工程分别采用了哪些技术。3.小组研讨。（总结：每一项宏大的工程都采用了大量上述技术，证明了工程离不开技术的支持。）（教师进一步举例，列举工程推动技术发展的例子。）4.提问：工程与技术有什么关系？学生开展自由讨论。小结：工程利用了大量技术成果，建设工程的过程中遇到的难题也推动了技术的发展。5.总结：通过分析每一项工程的建设过程，我们都可以感受到科学技术在其中发挥的重要作用。每一项工程都包含了大量的科学原理，应用了大量的科学技术，没有科学技术的支撑，就不可能完成如此浩大的工程。与此同时，工程实施过程中面临的各项困难和技术难关也是对科学技术提出的更高要求，推动着科学技术不断发展。可以说，科学技术进步支持工程的实施，工程也推动着科学技术不断发展。三、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？学生围绕这个问题开展交流讨论。教师引导学生理解以下两个方面的内容。1.工程是一项复杂、整体、协调的工作。2.设计与施工同等重要，甚至设计更为重要。（二）完成一项工程要经历哪些重要的工作阶段？1.学生开展自由讨论。教师引导学生利用活动手册梳理工程步骤并进行总结。2.师生交流总结：完成一项工程要经历重要的工作阶段，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；测试这个模型，评估并改进；再重新设计建立模型，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，才开始实施建设。（三）工程与技术的关系是怎样的？（学生交流讨论。）小结：工程项目包含大量的科学原理，利用大量的科学发现，不断推动技术的发展。技术与工程是相互促进、相辅相成的关系。（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.教师引导学生积极讨论，自由交流。四、拓展收集铁塔的图片，观察铁塔的结构特点。引导学生思考铁塔为什么如此牢固、稳定，它的结构有什么特点。为后面两课设计塔台的形状及内部结构做准备。【板书设计】住宅港珠澳大桥认识工程限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等跨海大桥实施建设测试这个模型，评估并改进制作一个模型（画或写设计方案）在限制条件下进行设计明确一个要解决的问题