小学冀人版 (2017)第10课 工程师的发明创造教案

这是一份小学冀人版 (2017)第10课 工程师的发明创造教案，共5页。

知识目标：1、了解部分工程师或发明家的发明创造
2、了解屠呦呦发现并研制青蒿素的过程
能力目标：培养学生搜集、整理、分析等科学探究能力
情感目标：激发学生对发明家的发明创造产生浓厚的探究兴趣，感受发明创造给人类社会带来的深远影响
教学重难点
重点：认识工程师与发明家利用科学原理进行发明创造的实例
难点：体会工程师和发明家追求科学真理，推动人类社会发展的科学精神
教学准备
PPT课件、视频
教学过程
情景与问题
在人类历史的长河中，出现过许许多多著名的工程师与发明家。比如：毕昇发明了活字印刷术，蔡伦改进了造纸术，瓦特改良了蒸汽机，爱迪生发明了留声机和电灯……他们的这些发明创造对人类的发展产生了深远的影响。你知道工程师与发明家是怎样进行发明创造的吗？
工程师与发明家利用什么科学原理进行了哪些发明创造？他们具有哪些科学精神呢？
这一节我们来了解一下工程师的发明创造
课题：10 工程师的发明创造
探究与发现
工程师与发明家的发明创造
（出示工程师与发明家的图片）你认识这些工程师和发明家吗？他们发明了什么？依据什么原理？这些发明创造给人类社会发展带来哪些深远影响？让我们通过书籍、期刊、网络、电视等途径搜集整理这些工程师与发明家利用科学原理进行发明创造的事例。
分别出示工程师或发明家的图片及发明的产品（出示发明产品前，可以先让学生猜一猜）
先出示国外的，再出示国内的
莱特兄弟：发明了飞机，1903年12月，莱特兄弟制造的第一架飞机“飞行者1号”双翼机，在美国北卡莱纳州试飞成功。他是依据鸟类的飞行而发明的，利用伯努利原理，使机翼产生升力，螺旋桨产生推力而使飞机飞行的。
莱特兄弟的发明改变了人类的交通、经济、生产和日常生活。莱特兄弟载人飞行的成功，奠定了今天宇宙航行的基础。
诺贝尔：是瑞典化学家、工程师、发明家、军工装备制造商和炸药的发明者。他发明的硝化甘油炸药是以硅藻土为吸收剂的安全炸药，这种被称为黄色炸药的安全炸药，在火烧和锤击下都表现出极大的安全性，依据的原理是，将反应物分隔，使反映放热不集中，避免爆炸。他还发明了雷管，成功地解决了炸药的引爆问题
诺贝尔一生的发明极多，获得的专利就有255种，其中仅炸药就达129种。诺贝尔的安全炸药广泛用于矿山开发、河道挖掘、铁路修建及隧道的开凿等方面
爱迪生：是美国著名的发明家、物理学家、企业家，他发明的留声机、电影摄影机和电灯对世界有极大影响。
1877年，爱迪生依据声音引发振动、振动发生等原理而发明了留声机
1879年10月，爱迪生利用材料的导电性。导热性等原理，发明了电灯，称之为"碳化棉丝白炽灯"，后经过不断改进技术，最终确定以钨丝作为灯丝，称之为"钨丝灯"，并定型使用至今。
1889年，爱迪生发明了一种活动电影摄影机，1910年，爱迪生发明了一部由留声机和摄影机组合而成的电影摄影机，在电机能量下，摄影机的遮光曲轴与留声机连动，摄影机运转时留声机就能够记录下声音。放映时，留声机就随画面同步运转，使得声音和图像实现同时出现。
爱迪生的四大发明:留声机、电灯、电力系统和有声电影，丰富和改善了人类的文明生活。为人类的文明和进步作出了巨大贡献。
詹姆斯·瓦特：英国发明家、企业家。成就：改良蒸汽机，依据的原理是利用能量转换原理，将热能转化为机械能。
1776年瓦特制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进，使之成为"万能的原动机"，在工业上得到广泛应用。纺织业、采矿业、冶金业、造纸业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力。蒸汽机的发明改变了人们的工作生产方式，极大地推动了技术进步并拉开了工业革命的序幕。他开辟了人类利用能源新时代，使人类进入"蒸汽时代"。
冯·诺伊曼:是二十世纪最重要的数学家之一,他利用存储程序和程序控制原理发明了电子计算机，计算机由输入设备、存储器、控制器、运算器、输出设备组成，指令和数据可一起放在存储器，程序按顺序自动执行。计算机的发明将人类带入信息时代，大大提高了人们的工作效率。
我国的工程师和发明家有哪些，又发明了什么？
钱学森：世界著名科学家，被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”
钱学森利用反冲以及雷达，红外制导的原理制造出中国第一枚导弹
利用地球引力、无线通信等原理，制造出中国第一颗人造卫星。
袁隆平：著名农业科学家，中国杂交水稻事业的开创者和领导者，被誉为“杂交水稻之父”
他利用植物杂交原理发明“三系法”籼型杂交水稻，成功研究出“两系法”杂交水稻，创建了超级杂交稻技术体系。
袁隆平的杂交水稻，大大提高了水稻的产量，为人类运用科技手段战胜饥饿带来绿色的希望和金色的收获。他的卓越成就，不仅为解决中国人民的温饱和保障国家粮食安全做出了贡献，更为世界和平和社会进步树立了丰碑
茅以升：中国桥梁专家。主持修建我国第一座公路铁路兼用的现代化大桥---"钱塘江大桥"。
他采用"射水法"、"沉箱法"、"浮运法"等，分别解决了打桩、建桥墩、架钢梁等建桥中的一个个技术难题。大桥于1937年9月26日建成通车，这是中国人自己设计和施工的第一座现代钢铁大桥，是中国桥梁工程史上一座不朽的丰碑。
钱塘江大桥不仅为抗日战争做出了杰出贡献，还在在国家经济建设中发挥了重要作用。他使沪杭与浙赣两条铁路相连接，使钱塘江两岸由天堑变通途。通车65年以来，他为我国交通事业的发展和当地经济的繁荣建立了不朽的功勋。
小结：人类历史上出现了许许多多的工程师与发明家，他们的发明创造给人类社会发展带来了深远影响，有些重大的发明直接引发了科技革命，极大促进了人类社会的发展，比如瓦特利用能量转换的原理改良的蒸汽机，将人类带入工业时代；爱迪生利用材料的导电性、导热性等原理发明的电灯，将人类带入电气时代；冯·诺依曼利用存储程序和程序控制原理发明的计算机，将人类带入信息时代……
屠呦呦与青蒿素
2015年，中国著名的药学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖，理由是她发现了青蒿素，这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率。屠呦呦是第一位获得诺贝尔生理学或医学奖的中国本土科学家，也是第一位获得诺贝尔生理学或医学奖的华人科学家。
那么，屠呦呦是怎样发现并研制出青蒿素的？我们应该学习屠呦呦哪些科学精神呢？
1969 年，屠呦呦开始主持抗疟研究。屠呦呦领导课题组从系统收集整理历代医籍、本草、民间方药入手，在收集2000余方药基础上，编写了640种药物为主的《抗疟单验方集》，对其中的200多种中药开展实验研究，[来源:学*科*网Z*X*X*K]
1972 年，屠呦呦和她的同事在青蒿中提取到了一种分子式为C15H22O5的无色结晶体，一种熔点为156℃~157℃的活性成份，他们将这种无色的结晶体物质命名为青蒿素。青蒿素对各型疟疾特别是抗性疟有特效。
1992 年，针对青蒿素成本高、对疟疾难以根治等缺点，发明出(抗疟疗效为前者10倍的"升级版")双氢青蒿素。
2015 年，屠呦呦获诺贝尔生理学或医学奖
讨论：
（1）屠呦呦是怎样利用科学原理进行发明创造的？
（2）我们向屠呦呦学习哪些科学精神？
屠呦呦采用现代科学方法从中国历代2000个药方中，筛选出青蒿这种草药，并采用低沸点实验法原理，经过191次实验，终于发现了治疗疟疾的有效药物-青蒿素。我们要学习屠呦呦几十年如一日的执着追求的精神；永不放弃、坚韧不拔的探索精神；锲而不舍、知难而进的求真精神；勇攀高峰、敢为人先的创新精神；凝心聚力、团结一致的协作精神；勇于质疑、坚持真理的批判精神……
应用与拓展
收集工程师与发明家的事例
选择喜欢的工程师与发明家，将他们利用科学原理进行发明创造的事例，制作成海报、图册或幻灯片，在社区、学校进行宣传。
中国铁路之父---詹天佑
詹天佑是中国近代铁路工程专家 ，被誉为中国首位铁路总工程师，有“中国铁路之父”、“中国近代工程之父”之称。
1905—1909年主持修建中国自主设计并建造的第一条铁路---京张铁路；京张铁路连接北京丰台区，经八达岭、居庸关、沙城、宣化等地至河北张家口，全长约200公里，是中国首条不使用外国资金及人员，由中国人自行设计，投入营运的铁路。创设“竖井开凿法”和“人”字形线路，震惊中外；另外在筹划修建沪嘉、洛潼、津芦、锦州、萍醴、新易、潮汕、粤汉等铁路中，成绩斐然。
课堂小结：
本节课，我们了解了国内、国外的一些工程师与发明家的发明创造，他们的发明创造给人类社会发展带来了深远影响，有些重大的发明直接引发了科技革命，促进了人类社会的发展，有些则丰富了人们的生活，促进了医疗的发展，还有为现代科技的发展作出重大贡献。通过这节课的学习，我们要学习科学家们坚韧不拔的探索精神；锲而不舍、知难而进的求真精神；勇攀高峰、敢为人先的创新精神
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10 工程师的发明创造
国外发明家的发明创造
国内发明家的发明创造
屠呦呦与青蒿素