1、教科版科学六年级下册1.2 1.2 认识工程认识工程住房有哪些主要的结构与系统？建造住房具体的实施过程分哪些步骤？住房有很多复杂的结构与系统，包括住房有很多复杂的结构与系统，包括承重结构、供电系统、上下水系统、承重结构、供电系统、上下水系统、采光系统等。采光系统等。实施过程主要包括规划、设计、建造实施过程主要包括规划、设计、建造、装修等步骤。、装修等步骤。我们已经了解了住房和它的建造过程，其它工程的建设过程又是怎样的呢？它们在建造过程中有什么共同特点呢？港珠澳大桥港珠澳大桥（Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge）是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程，位于中国广东省
2、伶仃洋区域内，为珠江三角洲地区环线高速公路南环段。为什么要建造港珠澳大桥？为什么要建造港珠澳大桥？大桥的建造面临了哪些限制和挑战？大桥的建造面临了哪些限制和挑战？大桥的建造经历了哪些主要过程？大桥的建造经历了哪些主要过程？这些问题都是怎样解决的？这些问题都是怎样解决的？阅读教科书第阅读教科书第6 6页文字，结合课前搜集的资料，页文字，结合课前搜集的资料，思考以下问题。思考以下问题。问题一： 作为中国建设史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁项目，港珠澳大桥将连起华南最具活力经济区。快速通道的建成对香港、澳门、珠海三地经济社会一体化意义深远。港珠澳大桥将给香港带来更大的发展空间，珠海将借
3、助香港的经济优势快速成长，澳门也能获得更多旅游市场资源。为什么要建造港珠澳大桥？问题二：大桥的建造面临了哪些限制和挑战？建设难点 港珠澳大桥为了避让伶仃洋国际航道上的巨型邮轮与香港国际机场起降的飞机，在此不得不修建一条海底隧道。桥与隧之间，需要在海中实现转换衔接。于是，两座人工岛的修建就显得十分必要。但在漫漫伶仃洋中凭空建起两座人工岛又谈何容易。“”问题三：这些问题都是怎样解决的？我们搜集到了哪些资料？我们搜集到了哪些资料？限制和挑战限制和挑战解决办法解决办法大桥要经过通向香港的唯一航道，桥面高度大桥要经过通向香港的唯一航道，桥面高度必须超过必须超过80米，桥塔高度超过米，桥塔高度超过200米
4、，而香米，而香港机场不允许有超过港机场不允许有超过88米的建筑物出现米的建筑物出现桥梁和隧道需要用岛屿连接，但这片海域上桥梁和隧道需要用岛屿连接，但这片海域上没有任何可用的岛屿没有任何可用的岛屿建岛的海床上有建岛的海床上有15到到20米深的淤泥，机械米深的淤泥，机械会滑出，移走淤泥又会对海洋造成毁灭性会滑出，移走淤泥又会对海洋造成毁灭性污染污染在这片水域上修建六七千米长的海底在这片水域上修建六七千米长的海底隧道和隧道和22.9千米长的跨海大桥千米长的跨海大桥修建人工岛修建人工岛用圆钢筒围岛用圆钢筒围岛人工岛 因为伶仃洋海域中存在大量的海底淤泥，因此传统的人工岛建法是行不通的。中国工程师们采用了
5、深插式钢圆筒技术快速成岛。一个个巨型钢筒被插入到海底并固定在海床上，然后在中间填土形成人工岛。每个圆钢筒的直径 22.5米，几乎和篮球场一样大。高度55米，相当于18层楼的高度。而重量达到550吨，相当于一架空客A380。沉管隧道 隧道的建设也同样不是易事。在深海中建隧道，工程师们首相想到的便是盾构技术，但因地质复杂及为降低大桥阻水率等因素，工程师们不得不放弃盾构法，而采用沉管法建造隧道。 沉管隧道是指在海床上浅挖出沟槽，将预制好的管道沉放到沟槽中，然后进行水下对接。 沉管隧道铺设在海底软土上。为保证地基平整和结实，需要在40多米深的海底开挖一条误差不能超过2厘米的基槽。 每节沉管长180米，
6、宽33米，高11米，有两个三车通道和两个工程通道组成。重量达到76000吨，相当于一艘航空母舰。问题四：大桥的建造经历了哪些主要过程？2009年年12月月15日，港珠澳大桥正式开工建设。日，港珠澳大桥正式开工建设。2015年年2月月23日，日，青州航道桥青州航道桥56号墩索塔号墩索塔“中国结中国结”结形撑首个节段结形撑首个节段(J3 节段节段)吊装吊装成功。成功。2015年年8月月23日，江海直达船航道桥首个日，江海直达船航道桥首个“海豚海豚”塔成功吊装。塔成功吊装。2015年年9月月6日，主体工程日，主体工程220座墩座墩台全线完工。台全线完工。2016年年6月月29日，港珠澳大桥主日，港珠
7、澳大桥主体桥梁合龙。体桥梁合龙。2016年年9月月27日，港珠澳大桥日，港珠澳大桥主体桥梁全线贯通。主体桥梁全线贯通。2017年年7月月7日，港珠澳大桥海底隧道正式贯通。日，港珠澳大桥海底隧道正式贯通。2018年年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。条件。港珠澳大桥建造过程 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。小结:对比上节课房屋建造的过程，一起归纳一下对比上节课房屋建造的过程，一起归纳一下工程建设过程要
8、经历的步骤。工程建设过程要经历的步骤。思考与交流思考与交流建造房屋工程与港珠澳大建造房屋工程与港珠澳大桥工程都需要桥工程都需要规划设计规划设计和和施工建造施工建造两大过程。两大过程。梳理工程建设过程的相似步骤。（梳理工程建设过程的相似步骤。（ 活动手册活动手册）明确一个要解决的问题明确一个要解决的问题在限制条件下进行设计在限制条件下进行设计制作一个模型（画或写解决方案）制作一个模型（画或写解决方案）测试这个模型，评估并改进测试这个模型，评估并改进实施建设实施建设房屋：房屋：解决住房问题解决住房问题，保证住宅安，保证住宅安全、适用、卫全、适用、卫生、经济。生、经济。港珠澳大桥：港珠澳大桥：建造一
9、座跨海大桥，建造一座跨海大桥，连通珠三角地区东西连通珠三角地区东西部，缩短行程，为政部，缩短行程，为政治、经济、文化的传治、经济、文化的传递提供一个纽带。递提供一个纽带。限制条件限制条件包括包括时间、费用、可时间、费用、可用材料、环境、用材料、环境、抵抗自然界的破抵抗自然界的破坏能力等。坏能力等。制作房屋模型，对制作房屋模型，对楼体高度、结构形楼体高度、结构形式进行测试，确保式进行测试，确保建筑物的坚固性和建筑物的坚固性和安全性，从各个方安全性，从各个方面验证建筑物的应面验证建筑物的应力。力。以评估港珠澳大桥的四个可选方案以评估港珠澳大桥的四个可选方案为例，取舍原因如下：斜线方案会为例，取舍原
10、因如下：斜线方案会导致大桥阻水率过高，造成大桥周导致大桥阻水率过高，造成大桥周围沉积沙土，伶仃洋可能变为伶仃围沉积沙土，伶仃洋可能变为伶仃河河;西侧垂直线方案会割裂珠海市西侧垂直线方案会割裂珠海市空间或破坏珠海沿海景观空间或破坏珠海沿海景观;东侧垂东侧垂直线方案在港珠澳大桥东人工岛的直线方案在港珠澳大桥东人工岛的基础上，修一条垂直连接线通往深基础上，修一条垂直连接线通往深圳蛇口，将挡住航道。因此舍弃了圳蛇口，将挡住航道。因此舍弃了三种双三种双Y模式设计，最终确定采用模式设计，最终确定采用Y型线路，分别连接香港、珠海和型线路，分别连接香港、珠海和澳门三地。澳门三地。在实施建设过程中，在实施建设过
11、程中，要严格按照设计来施要严格按照设计来施工，不可随意更改。工，不可随意更改。如果遇到设计中未出如果遇到设计中未出现的情况，要重新进现的情况，要重新进行规划设计，确定可行规划设计，确定可行性后再进行施工。行性后再进行施工。回顾房屋和港珠澳大桥的建造过程，你知道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？工程中可能用到哪些技术吗？运输运输制造制造冶炼冶炼力学力学建筑建筑电子电子燃料燃料机械机械通信通信进步的关系。了解这些宏大工程与科技每一项宏大的工程都采用了大量的技术，工程离不开技术的支持，建设工程的过程中遇到的难题也推动了技术的发展。1、通过两节课的学习，我们对工程有了哪些
12、认识？这些认识的依据是什么？ 工程是一项复杂、整体、协调的工程是一项复杂、整体、协调的工作，设计与施工同等重要，但核心工作，设计与施工同等重要，但核心还是设计，且每个步骤又缺一不可。还是设计，且每个步骤又缺一不可。2、完成一项工程要经历哪些重要的工作阶段?完成一项工程需要经历的相似步骤有完成一项工程需要经历的相似步骤有5 5点：点：明确一个要解决的问题明确一个要解决的问题 在限制条件下进在限制条件下进行设计行设计 制作一个模型制作一个模型( (画或写解决方案画或写解决方案) ) 测试这个模型，评估并改进测试这个模型，评估并改进 实施建设实施建设。3、工程与技术的关系是怎样的? 工程项目包含大量
13、的科学原理，利工程项目包含大量的科学原理，利用大量的科学发现，不断推动技术的发用大量的科学发现，不断推动技术的发展。所以技术与工程是展。所以技术与工程是相互促进，相辅相互促进，相辅相成相成的关系。的关系。4、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? 建造工程的每个阶段都很重要，都建造工程的每个阶段都很重要，都需要有专业知识和技能的工程师去做，需要有专业知识和技能的工程师去做，最重要的是设计。首先明确一个要解决最重要的是设计。首先明确一个要解决的问题，并在限制条件下进行设计，然的问题，并在限制条件下进行设计，然后制作一个模型，再测试这个模型评估后制作一个模型，再测试这个模型评估并改
14、进，最后实施建设。并改进，最后实施建设。收集塔的图片，观察塔的结构特点。一、我们已经了解了住房和它的一、我们已经了解了住房和它的建造过程，港珠澳大桥工程的建建造过程，港珠澳大桥工程的建设过程又是怎样的？它们在建设设过程又是怎样的？它们在建设过程中有什么共同特点呢？让我过程中有什么共同特点呢？让我们一起探索吧！们一起探索吧！1.1.建造港珠澳大桥是我国重大建造港珠澳大桥是我国重大工程，你对它的了解有（工程，你对它的了解有（ ABCDEABCDE ）。（多选题）。（多选题）A.A.施施工历时工历时9 9年年B.B.耗资千亿耗资千亿C.C.集桥、岛、隧为一体集桥、岛、隧为一体 D.D.全长全长555
15、5千米是世界上最长的千米是世界上最长的跨海大桥跨海大桥E.E.被英媒誉为被英媒誉为“现代世界七大现代世界七大奇迹之一奇迹之一”2.2.港珠澳大桥的建造对我国的意义有港珠澳大桥的建造对我国的意义有（ ABCDE ABCDE ）。（多选题）。（多选题） A.A.极大地缩短了港珠澳之间的时空距离极大地缩短了港珠澳之间的时空距离 B.B.是是“一国两制一国两制”下粤（指广东，珠海下粤（指广东，珠海是广东的一座城）港澳密切合作的重大成是广东的一座城）港澳密切合作的重大成果果 C.C.有利于港珠澳三地经济的快速发展有利于港珠澳三地经济的快速发展 D.D.体现了我国逢山开路、遇水架桥的奋体现了我国逢山开路、
16、遇水架桥的奋斗精神斗精神 E.E.代表了中国桥梁先进水平，展现了我代表了中国桥梁先进水平，展现了我国的综合国力国的综合国力3.3.大桥和住房等工程的建造过程有大桥和住房等工程的建造过程有（ ABCDEFABCDEF ）。（多选题）。（多选题）A.A.明确一个要解决的问题明确一个要解决的问题B.B.在限制条件下进行设计在限制条件下进行设计C.C.制作一个模型（画或写解决制作一个模型（画或写解决 方案）方案）D.D.测试这个模型，评估并改进测试这个模型，评估并改进E.E.改进后再设计改进后再设计F.F.测测试通过后，实时建设试通过后，实时建设二、进入新中国以来，我国的科技取得了巨大的二、进入新中国
17、以来，我国的科技取得了巨大的进步。我们一起来了解一下吧。进步。我们一起来了解一下吧。 国家国家“十一五十一五”重大科技基础建设项目重大科技基础建设项目500500米口径球面射电望远镜（天眼）。其灵敏度米口径球面射电望远镜（天眼）。其灵敏度达到世界第二大望远镜的达到世界第二大望远镜的2.52.5倍以上，占地面积倍以上，占地面积260000260000平方米。天眼由平方米。天眼由44504450块反射面组成，每块块反射面组成，每块反射面又由反射面又由100100块铆接式铝制冲孔小面板拼接而块铆接式铝制冲孔小面板拼接而成，在减少重量的同时还可以让雨水渗透、阳光成，在减少重量的同时还可以让雨水渗透、阳
18、光透过，因此在天眼的下方并不是黄土朝天的，而透过，因此在天眼的下方并不是黄土朝天的，而是有植被覆盖的。天眼对推进世界天文学事业发是有植被覆盖的。天眼对推进世界天文学事业发展具有重大意义，其作用有：展具有重大意义，其作用有：探索宇宙起源和演化；探索宇宙起源和演化；研究恒星形成与演化，探索太空生命起研究恒星形成与演化，探索太空生命起源；源；搜索可能的星际通讯信号，搜寻外星文搜索可能的星际通讯信号，搜寻外星文明。明。1.1.根据上述天眼的简介，你认根据上述天眼的简介，你认为工程在设计时需要考虑的因为工程在设计时需要考虑的因素有（素有（ ABCDABCD ）。（多选题）。（多选题）A.A.环境效益环境
19、效益 B. B.应用价值应用价值C.C.是否可行是否可行 D. D.材料的选择材料的选择2.2.结合相关资料，你认为天眼结合相关资料，你认为天眼工程与（工程与（ ABCDABCD ）的进步）的进步有关。（多选题）有关。（多选题）A.A.冶金技术冶金技术B.B.力学技术力学技术C.C.机械技术机械技术D.D.制造技术制造技术三、判断题。（对的画三、判断题。（对的画“”“”，错的画，错的画“”）1.1.造房子时，我们只要把房子造房子时，我们只要把房子造得美观就可以了，用不着考造得美观就可以了，用不着考虑结构、材料的问题。虑结构、材料的问题。 （ ）2.2.框架结构的塔和实心塔相比框架结构的塔和实心
20、塔相比，抗风能力强。（，抗风能力强。（ ）3.3.一项重大工程需要科学、技一项重大工程需要科学、技术为基础实施建设。术为基础实施建设。 （ ）四、选择题。（将正确答案的序四、选择题。（将正确答案的序号填在括号里）号填在括号里）1.1.港珠澳大桥并非全程都在海港珠澳大桥并非全程都在海面上，在中部有相当长一段是面上，在中部有相当长一段是海底隧道，这主要是为了（海底隧道，这主要是为了（ A A ）。）。A.A.方便大型轮船通行方便大型轮船通行B.B.缩短通行距离缩短通行距离 C.C.避开台风的威胁避开台风的威胁D.D.使旅客有多种风景体验使旅客有多种风景体验 2.2.海底隧道两端建造两个人工海底隧道
21、两端建造两个人工岛，这样设计的主要目的是（岛，这样设计的主要目的是（ B B ）。）。A.A.设立桥隧养护站设立桥隧养护站B.B.桥隧间的承转过渡桥隧间的承转过渡C.C.设立观光点设立观光点D.D.设立管理救援站设立管理救援站3.3.港珠澳大桥全长（港珠澳大桥全长（ C C ）千）千米。米。A. 45 B. 50 C. 55 D. 60A. 45 B. 50 C. 55 D. 60五、拓展阅读。五、拓展阅读。 像铁塔这样骨架式的构造像铁塔这样骨架式的构造叫做框架结构。铁塔通常上部叫做框架结构。铁塔通常上部较轻、下部较重，这样铁塔才较轻、下部较重，这样铁塔才能够更高耸云霄而不倒。在铁能够更高耸云
22、霄而不倒。在铁塔里你可以找到大大小小的三塔里你可以找到大大小小的三角形，因为三角形有着稳定、角形，因为三角形有着稳定、坚固、耐压的特点。由于风能坚固、耐压的特点。由于风能够从框架内部穿过，所以框架够从框架内部穿过，所以框架结构的铁塔抗风能力非常强。结构的铁塔抗风能力非常强。1.1.下列建筑中，应用了框架结构的是下列建筑中，应用了框架结构的是（ BDBD ）。（多选题）。（多选题）A.A.悉尼歌剧院悉尼歌剧院B.B.钱塘江大桥钱塘江大桥C.C.上海中心大厦上海中心大厦D.D.鸟巢鸟巢2.2.框架铁塔结构特点有（框架铁塔结构特点有（ ABCDABCD ）。（多选题）。（多选题） A.A.上小下大上小下大 B. B.上轻下重上轻下重 C. C.以三角形为基本构造以三角形为基本构造 D. D.抗风能力强抗风能力强3.3.小科奶奶家的木小科奶奶家的木椅由于年代久远，椅由于年代久远，容易前后摇晃，请容易前后摇晃，请你做一位小小工程你做一位小小工程师帮他把椅子修好师帮他把椅子修好。（用一条线段代。（用一条线段代替一根木条进行修替一根木条进行修理）理）
