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文檔簡介
版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修3工程設計基礎(chǔ)《第二章工程設計的一般過程》大單元整體教學設計[2020課標]一、內(nèi)容分析與整合二、《普通高中通用技術(shù)課程標準(2017年版2020年修訂)》分解三、學情分析四、大主題或大概念設計五、大單元目標敘寫六、大單元教學重點七、大單元教學難點八、大單元整體教學思路九、學業(yè)評價十、大單元實施思路及教學結(jié)構(gòu)圖十一、大情境、大任務創(chuàng)設十二、單元學歷案十三、學科實踐與跨學科學習設計十四、大單元作業(yè)設計十五、“教-學-評”一致性課時設計十六、大單元教學反思一、內(nèi)容分析與整合(一)教學內(nèi)容分析《普通高中通用技術(shù)課程標準(2017年版2020年修訂)》中的選擇性必修3《工程設計基礎(chǔ)》是高中通用技術(shù)課程的重要組成部分,旨在幫助學生理解工程對現(xiàn)代社會發(fā)展的重要性,能夠簡要分析具體的工程設計要素,并經(jīng)歷工程設計的一般過程。通過簡易工程的設計實踐,學生能夠形成系統(tǒng)與工程思維,初步掌握面向制造、裝配、環(huán)境等的設計方法,為未來的技術(shù)學習和職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。本單元的教學內(nèi)容聚焦于“工程設計的一般過程”,包括工程設計的過程和要素、工程設計的活動、可制造性工程設計和可持續(xù)性工程設計四個主要部分。通過這四個部分的學習,學生將全面理解工程設計的全過程,掌握工程設計的基本方法和工具,并具備初步的工程實踐能力。工程設計的過程和要素:這一節(jié)主要介紹工程設計的基本流程,包括探索滿足需求的概念、構(gòu)建系統(tǒng)的模型、確定構(gòu)成系統(tǒng)的零部件、選擇制造零部件的材料和工藝等關(guān)鍵步驟。還將探討工程設計過程中所需的信息類型及其獲取方法。工程設計的活動:本節(jié)將詳細闡述工程設計各階段的活動及其邏輯關(guān)系,包括概念設計、實體設計和詳細設計三個階段。學生將了解每個階段的主要任務、設計方法和工具,并通過案例分析加深對工程設計活動的理解??芍圃煨怨こ淘O計:可制造性工程設計強調(diào)在工程設計階段就充分考慮產(chǎn)品的制造過程和工藝要求,以確保設計出的產(chǎn)品能夠順利制造出來。本節(jié)將介紹面向制造和裝配的設計方法,包括減少零件總量、使用標準零部件、在不同產(chǎn)品中使用通用件等策略,以及成組技術(shù)和防錯技術(shù)在工程設計中的應用。可持續(xù)性工程設計:可持續(xù)性工程設計關(guān)注工程設計對環(huán)境的影響,強調(diào)在設計過程中考慮材料的可回收性、產(chǎn)品的使用壽命、能源消耗等因素。本節(jié)將介紹面向環(huán)境的設計方法,包括最小化制造過程中排放的廢氣和廢棄物、延長產(chǎn)品使用壽命等策略,以及面向可靠性和安全性的設計原則。(二)單元內(nèi)容分析本單元的內(nèi)容具有高度的綜合性和實踐性,旨在通過理論學習和實踐操作相結(jié)合的方式,培養(yǎng)學生的工程思維和設計能力。以下是對本單元各節(jié)內(nèi)容的詳細分析:工程設計的過程和要素核心內(nèi)容:工程設計的基本流程、設計要素和信息獲取方法。重點:理解工程設計的基本流程,掌握設計要素和信息獲取的方法。難點:如何將理論知識應用于實際工程設計過程中,準確識別設計要素并有效獲取信息。工程設計的活動核心內(nèi)容:概念設計、實體設計和詳細設計三個階段的主要任務、設計方法和工具。重點:掌握工程設計各階段的活動及其邏輯關(guān)系,理解每個階段的設計方法和工具。難點:如何在工程設計過程中靈活運用各種設計方法和工具,解決實際問題??芍圃煨怨こ淘O計核心內(nèi)容:面向制造和裝配的設計方法、成組技術(shù)和防錯技術(shù)在工程設計中的應用。重點:理解面向制造和裝配的設計原則,掌握成組技術(shù)和防錯技術(shù)的基本方法。難點:如何在工程設計中綜合考慮制造過程和工藝要求,提高產(chǎn)品的可制造性和裝配性??沙掷m(xù)性工程設計核心內(nèi)容:面向環(huán)境的設計方法、面向可靠性和安全性的設計原則。重點:理解可持續(xù)性工程設計的重要性,掌握面向環(huán)境和可靠性、安全性的設計原則。難點:如何在工程設計中平衡經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,確保產(chǎn)品的可靠性和安全性。(三)單元內(nèi)容整合本單元的內(nèi)容整合圍繞“工程設計的一般過程”展開,將工程設計的過程和要素、工程設計的活動、可制造性工程設計和可持續(xù)性工程設計四個部分有機結(jié)合在一起,形成一個完整的工程設計知識體系。通過整合這些內(nèi)容,學生將能夠全面理解工程設計的全過程,掌握工程設計的基本方法和工具,并具備初步的工程實踐能力。在整合過程中,我們注重以下幾點:系統(tǒng)性:將工程設計的各個階段和要素視為一個有機整體,強調(diào)它們之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互作用。通過系統(tǒng)性地組織教學內(nèi)容,幫助學生構(gòu)建完整的工程設計知識體系。實踐性:注重理論與實踐相結(jié)合,通過案例分析、實踐操作等方式,讓學生在實踐中掌握工程設計的方法和工具。鼓勵學生積極參與工程設計項目,提高解決實際問題的能力。創(chuàng)新性:強調(diào)創(chuàng)新思維在工程設計中的重要性,鼓勵學生運用創(chuàng)造性思維方法解決工程設計中的難題。通過引入新技術(shù)、新工藝和新材料等內(nèi)容,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力??沙掷m(xù)性:關(guān)注工程設計對環(huán)境的影響,強調(diào)可持續(xù)性工程設計的重要性。通過介紹面向環(huán)境的設計方法和原則,培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和責任感。二、《普通高中通用技術(shù)課程標準(2017年版2020年修訂)》分解通用技術(shù)課程的核心素養(yǎng)目標包括技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力五個方面。這些核心素養(yǎng)目標貫穿于通用技術(shù)課程的始終,是評價學生學習成效的重要標準。以下是對這五個方面核心素養(yǎng)目標的詳細分解:(一)技術(shù)意識技術(shù)意識是對技術(shù)現(xiàn)象及技術(shù)問題的感知與體悟,是形成技術(shù)素養(yǎng)的基礎(chǔ)。在工程設計基礎(chǔ)單元中,技術(shù)意識的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:感知技術(shù)現(xiàn)象:通過觀察和分析生活中的技術(shù)產(chǎn)品和技術(shù)現(xiàn)象,引導學生感知技術(shù)的重要性和普遍性。理解技術(shù)原理:通過講解工程設計的基本原理和方法,幫助學生理解技術(shù)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作機制。形成技術(shù)價值觀:通過討論技術(shù)對社會、環(huán)境和個人的影響,引導學生形成積極的技術(shù)價值觀和使用技術(shù)的責任意識。(二)工程思維工程思維是以系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡為核心的一種籌劃性思維,是工程設計的基礎(chǔ)。在工程設計基礎(chǔ)單元中,工程思維的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:系統(tǒng)分析:引導學生運用系統(tǒng)分析的方法,識別技術(shù)問題的特性和細節(jié),明確制約條件和各種影響因素。比較權(quán)衡:通過案例分析和討論,幫助學生學會在多個設計方案中進行比較和權(quán)衡,選擇最優(yōu)方案。決策分析:引導學生運用決策矩陣、層次分析法等工具進行決策分析,提高解決問題的能力和效率。(三)創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計是指基于技術(shù)問題進行創(chuàng)新性方案構(gòu)思的一系列問題解決過程。在工程設計基礎(chǔ)單元中,創(chuàng)新設計的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:發(fā)現(xiàn)問題:通過觀察和調(diào)研,引導學生發(fā)現(xiàn)實際生活中的技術(shù)問題,明確設計需求。構(gòu)思方案:鼓勵學生運用創(chuàng)造性思維方法,提出多個創(chuàng)新性的設計方案,并進行比較和優(yōu)化。技術(shù)試驗:通過技術(shù)試驗驗證設計方案的可行性和有效性,培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。(四)圖樣表達圖樣表達是指運用圖形樣式對意念中或客觀存在的技術(shù)對象進行可視化的描述和交流。在工程設計基礎(chǔ)單元中,圖樣表達的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:識讀圖樣:通過講解和練習,幫助學生掌握常見技術(shù)圖樣的識讀方法,如機械加工圖、電子線路圖等。繪制圖樣:引導學生運用手工繪圖工具或二維、三維設計軟件繪制技術(shù)圖樣,表達設計構(gòu)想。交流設計:通過小組討論和匯報等方式,培養(yǎng)學生的設計交流能力,學會用技術(shù)語言進行思維轉(zhuǎn)換和溝通。(五)物化能力物化能力是指采用一定的工藝方法等將意念、方案轉(zhuǎn)化為有用物品,或?qū)σ延形锲愤M行改進與優(yōu)化的能力。在工程設計基礎(chǔ)單元中,物化能力的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:選擇材料和工具:根據(jù)設計方案的要求,引導學生選擇合適的材料和工具,進行模型或產(chǎn)品的制作。掌握加工工藝:通過實踐操作和案例分析,幫助學生掌握常見的加工工藝和方法,如切削、焊接、裝配等。測試與優(yōu)化:對制作出的模型或產(chǎn)品進行多方面的技術(shù)測試和優(yōu)化,提高學生的物化實現(xiàn)能力和創(chuàng)新意識。通過以上對通用技術(shù)課程核心素養(yǎng)目標的分解,我們可以更清晰地把握工程設計基礎(chǔ)單元的教學目標和重點,為后續(xù)的教學設計提供有力的支持。三、學情分析(一)已知內(nèi)容分析學生在進入本單元學習之前,已經(jīng)通過必修課程《技術(shù)與設計1》和《技術(shù)與設計2》的學習,對技術(shù)設計的基本過程有了一定的了解和體驗。在《技術(shù)與設計1》中,學生經(jīng)歷了從發(fā)現(xiàn)與明確問題、制定設計方案、制作模型或原型、優(yōu)化設計方案到編寫技術(shù)作品說明書等設計環(huán)節(jié),初步掌握了技術(shù)設計的基礎(chǔ)知識和技能。在《技術(shù)與設計2》中,學生進一步深入學習了結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等核心概念,并能夠運用這些概念進行較為復雜的技術(shù)設計。通過這兩門必修課程的學習,學生已經(jīng)具備了一定的技術(shù)素養(yǎng)和設計能力,包括技術(shù)語言的識讀與表達、技術(shù)圖樣的繪制與解讀、技術(shù)試驗的設計與實施等。學生也對工程設計有了一定的感性認識和初步理解,為后續(xù)學習工程設計的一般過程奠定了良好的基礎(chǔ)。(二)新知內(nèi)容分析本單元《工程設計基礎(chǔ)》主要圍繞“工程設計的一般過程”展開,包括工程設計的過程和要素、工程設計的活動、可制造性工程設計以及可持續(xù)性工程設計等內(nèi)容。這些新知內(nèi)容不僅是對學生已有知識的深化和拓展,更是對學生設計能力和創(chuàng)新能力的進一步提升。工程設計的過程和要素:學生將深入了解工程設計的基本流程,包括探索滿足需求的概念、構(gòu)建系統(tǒng)的模型、確定構(gòu)成系統(tǒng)的零部件、選擇制造零部件的材料和工藝等關(guān)鍵步驟。學生還需要掌握工程設計所需的信息類型,如通用信息和特定工程系統(tǒng)的專業(yè)信息等。工程設計的活動:學生將學習工程設計各階段的活動及其邏輯關(guān)系,包括概念設計、實體設計和詳細設計等。在概念設計階段,學生需要學會客戶需求識別、問題定義、信息收集、概念生成與選擇等關(guān)鍵技能。在實體設計階段,學生將掌握產(chǎn)品架構(gòu)、物理零件布置、模塊化架構(gòu)、集成化架構(gòu)等設計方法。在詳細設計階段,學生則需要完成滿足制造要求的詳細工程圖、原型驗證測試、裝配圖和裝配說明等關(guān)鍵任務??芍圃煨怨こ淘O計:學生將學習如何在設計階段就綜合考慮加工問題,以提高產(chǎn)品的可制造性。這包括最小化零件總數(shù)、使用標準零部件、在不同產(chǎn)品中使用通用件、標準化設計特征等關(guān)鍵策略。學生還需要了解制造工藝的主要類型,如等材制造工藝、減材制造工藝和增材制造工藝等??沙掷m(xù)性工程設計:學生將學習如何在工程設計中融入可持續(xù)性理念,包括面向環(huán)境的設計、面向可靠性和安全性的設計、面向美學與工效學的設計等。學生將了解材料選擇、工藝規(guī)劃、制造和裝配等環(huán)節(jié)中的環(huán)境影響,并學會運用面向X的設計方法來解決實際問題。(三)學生學習能力分析經(jīng)過必修課程的學習,學生已經(jīng)具備了一定的自主學習能力和合作探究能力。他們能夠主動收集信息、分析問題并提出解決方案。學生也具備了一定的動手實踐能力和創(chuàng)新思維能力,能夠在技術(shù)設計過程中發(fā)揮創(chuàng)造性和想象力。面對本單元的新知內(nèi)容,學生仍需要在以下幾個方面進一步提升學習能力:系統(tǒng)思維能力:工程設計是一個復雜的系統(tǒng)工程,需要學生具備系統(tǒng)思維能力,能夠從整體出發(fā)考慮問題,協(xié)調(diào)各個部分之間的關(guān)系。學生需要通過本單元的學習,進一步提高自己的系統(tǒng)思維能力,以應對更為復雜的設計任務??鐚W科整合能力:工程設計涉及多個學科的知識和方法,需要學生具備跨學科整合能力,能夠?qū)⒉煌瑢W科的知識和方法綜合運用到設計過程中。學生需要通過本單元的學習,增強自己的跨學科整合能力,以更好地解決實際問題。創(chuàng)新設計能力:創(chuàng)新是工程設計的核心驅(qū)動力。學生需要通過本單元的學習,進一步提高自己的創(chuàng)新設計能力,能夠在設計過程中提出新穎、實用的解決方案。(四)學習障礙突破策略針對學生在學習過程中可能遇到的學習障礙,教師可以采取以下策略進行突破:創(chuàng)設真實情境:通過創(chuàng)設真實的設計情境,激發(fā)學生的學習興趣和動力。教師可以結(jié)合學生生活實際和社會熱點問題,設計一系列具有趣味挑戰(zhàn)性和性的設計任務,讓學生在完成任務的過程中體驗工程設計的全過程。強化實踐操作:通過實踐操作,加深學生對工程設計過程和要素的理解。教師可以組織學生進行模型制作、原型驗證、技術(shù)試驗等活動,讓學生在動手實踐的過程中掌握設計技能和方法。引導合作學習:通過小組合作學習,促進學生的交流與合作。教師可以將學生分成若干小組,每個小組負責一個設計任務。在小組內(nèi),學生可以分工合作、共同討論問題并提出解決方案。通過小組合作學習,學生可以相互學習、相互啟發(fā),共同提高設計能力。注重反思評價:通過反思評價,幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足并不斷改進。教師可以引導學生對設計過程進行反思和總結(jié),分析設計過程中的優(yōu)點和不足,并提出改進建議。教師還可以通過課堂展示、作業(yè)批改等方式對學生的設計成果進行評價和反饋,幫助學生不斷提高設計水平。加強跨學科教學:通過跨學科教學,拓寬學生的知識視野和思維方式。教師可以邀請其他學科的教師共同參與教學設計和實施過程,將不同學科的知識和方法融入到工程設計中。教師還可以鼓勵學生自主學習其他學科的知識和技能,為工程設計提供更為廣闊的思路和視角。四、大主題或大概念設計本次大單元教學的大主題或大概念設計為“工程設計的一般過程及其在工程實踐中的應用”。通過本單元的學習,學生將深入理解工程設計的全過程,包括需求分析、概念設計、詳細設計、制造與測試等環(huán)節(jié),同時掌握可制造性工程設計和可持續(xù)性工程設計的理念與方法,并能夠在實踐中應用這些知識和技能,解決實際問題,培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。五、大單元目標敘寫(一)技術(shù)意識學生能夠認識到工程設計在現(xiàn)代社會中的重要性和廣泛應用,形成對工程設計的基本認識和積極態(tài)度。學生能夠理解和分析工程設計對社會、環(huán)境、經(jīng)濟等方面的影響,具備技術(shù)倫理和責任意識。(二)工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法,識別和分析工程設計中的問題,提出合理的解決方案。學生能夠理解工程設計過程中的各種要素和它們之間的相互關(guān)系,形成初步的工程思維。(三)創(chuàng)新設計學生能夠在工程設計過程中,運用創(chuàng)新思維和創(chuàng)造技法,提出具有創(chuàng)新性的設計方案。學生能夠綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等多方面因素,對設計方案進行優(yōu)化和改進。(四)圖樣表達學生能夠識讀和繪制工程設計中的各類圖樣,如機械加工圖、裝配圖、流程圖等。學生能夠運用圖樣表達設計思想,與團隊成員進行有效溝通。(五)物化能力學生能夠根據(jù)設計方案,選擇合適的材料和工具,進行模型制作和產(chǎn)品原型開發(fā)。學生能夠?qū)υO計作品進行測試和優(yōu)化,確保作品的性能和質(zhì)量。六、大單元教學重點工程設計的全過程理解:使學生全面了解工程設計的各個環(huán)節(jié),包括需求分析、概念設計、詳細設計、制造與測試等,理解每個環(huán)節(jié)的作用和相互之間的關(guān)系??芍圃煨怨こ淘O計:強調(diào)在工程設計過程中考慮制造工藝、材料選擇、成本控制等因素,確保設計方案的可制造性和經(jīng)濟性??沙掷m(xù)性工程設計:引導學生關(guān)注工程設計對環(huán)境的影響,學習如何在設計中融入環(huán)保理念,實現(xiàn)資源的節(jié)約和環(huán)境的保護。圖樣表達與溝通:培養(yǎng)學生識讀和繪制各類工程圖樣的能力,提高他們通過圖樣進行技術(shù)交流和溝通的能力。物化實踐與優(yōu)化:通過動手實踐,使學生掌握模型制作和產(chǎn)品原型開發(fā)的方法,培養(yǎng)他們在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。七、大單元教學難點系統(tǒng)分析與綜合決策:引導學生運用系統(tǒng)分析的方法,對復雜問題進行分解和綜合分析,做出合理的決策,這對學生來說是一個較大的挑戰(zhàn)。創(chuàng)新設計與優(yōu)化:鼓勵學生在工程設計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出具有創(chuàng)新性的設計方案,并對方案進行優(yōu)化和改進,這需要學生具備較高的創(chuàng)造力和綜合素質(zhì)。圖樣表達與溝通的準確性:圖樣是工程設計中的重要溝通工具,要求學生能夠準確、清晰地表達設計意圖,這對于學生的空間想象能力和繪圖技能都有較高的要求。物化實踐中的問題解決:在模型制作和產(chǎn)品原型開發(fā)過程中,學生可能會遇到各種預料之外的問題,如何快速識別問題、分析問題并找到解決方案,對學生的實踐能力和問題解決能力提出了較高的要求??沙掷m(xù)性工程設計的理念融入:可持續(xù)性工程設計需要綜合考慮經(jīng)濟、社會、環(huán)境等多方面因素,如何將這些因素有機融入工程設計中,并在實踐中得到體現(xiàn),是一個復雜且需要長期培養(yǎng)的過程。教學設計示例(節(jié)選)第一節(jié)工程設計過程和要素教學目標:理解工程設計的全過程及其各個環(huán)節(jié)的作用。掌握工程設計中的關(guān)鍵要素,如需求分析、概念設計、詳細設計等。教學內(nèi)容:引入:通過案例介紹工程設計的重要性,激發(fā)學生的興趣。工程設計的全過程:詳細講解工程設計的各個環(huán)節(jié),包括需求分析、概念設計、詳細設計、制造與測試等。工程設計的要素:分析工程設計中的關(guān)鍵要素,如用戶需求、設計約束、技術(shù)可行性等。案例分析:選取典型的工程設計案例,引導學生分析其中的過程和要素。教學方法:講授法:通過教師的講解,幫助學生理解工程設計的基本概念和過程。案例分析法:通過分析具體案例,加深學生對工程設計過程和要素的理解。小組討論法:鼓勵學生分組討論,共同探究工程設計中的問題和解決方案。教學評價:通過課堂提問和小組討論,檢查學生對工程設計過程和要素的理解程度。通過課后作業(yè)和測驗,評估學生對工程設計基本概念的掌握情況。(注:由于篇幅限制,以上僅為大單元教學設計的一部分示例。在實際教學中,還需要根據(jù)具體情況設計詳細的教學活動、評價方法等,以確保教學目標的達成。)。八、大單元整體教學思路教學目標設定根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準(2017年版2020年修訂)》的要求,結(jié)合2020版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修3《工程設計基礎(chǔ)》第二章《工程設計的一般過程》的教學內(nèi)容,本大單元的整體教學目標設定如下,旨在全面培養(yǎng)學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng),包括技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。(一)技術(shù)意識理解技術(shù)現(xiàn)象與工程設計:學生能夠理解技術(shù)現(xiàn)象及其背后的工程設計原理,認識到工程設計在社會生活、經(jīng)濟發(fā)展中的重要作用,形成對人工世界和工程設計的積極態(tài)度和責任感。技術(shù)倫理與法規(guī)意識:學生在工程設計過程中,能夠遵循技術(shù)倫理和法律法規(guī),形成尊重知識產(chǎn)權(quán)、注重環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的意識。(二)工程思維系統(tǒng)分析與比較權(quán)衡:學生能夠運用系統(tǒng)分析方法,對工程設計項目進行整體把握,通過比較權(quán)衡不同設計方案,優(yōu)化工程設計。工程決策與管理:學生能夠理解工程管理的重要性,掌握基本的工程決策方法和項目管理工具,如甘特圖、關(guān)鍵路徑法等,提高工程管理能力。(三)創(chuàng)新設計創(chuàng)新思維與技法:學生能夠運用創(chuàng)新思維和技法,如智力激勵法、設問法、聯(lián)想組合法等,提出具有創(chuàng)新性的工程設計方案。設計優(yōu)化與迭代:學生能夠根據(jù)反饋和測試結(jié)果,對工程設計方案進行不斷優(yōu)化和迭代,提高設計的實用性和創(chuàng)新性。(四)圖樣表達技術(shù)圖樣識讀與繪制:學生能夠識讀和繪制常見的技術(shù)圖樣,如機械加工圖、流程圖、控制方框圖等,準確表達工程設計意圖。設計文檔編寫:學生能夠編寫規(guī)范、清晰的設計文檔,包括設計任務書、設計方案、設計報告等,提高設計文檔的編寫能力。(五)物化能力材料與工藝選擇:學生能夠根據(jù)工程設計要求,選擇合適的材料和工藝,進行模型或產(chǎn)品的制作和裝配。技術(shù)試驗與測試:學生能夠設計并實施技術(shù)試驗,對模型或產(chǎn)品進行性能測試,根據(jù)測試結(jié)果進行改進和優(yōu)化,提高物化實現(xiàn)能力。二、大單元教學重點工程設計的系統(tǒng)思維:強調(diào)系統(tǒng)分析在工程設計中的重要性,培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維和比較權(quán)衡能力。創(chuàng)新設計與優(yōu)化迭代:鼓勵學生運用創(chuàng)新思維和技法進行工程設計,通過反饋和測試不斷優(yōu)化設計方案。技術(shù)圖樣與文檔編寫:提高學生技術(shù)圖樣的識讀和繪制能力,規(guī)范設計文檔的編寫。物化實現(xiàn)與技術(shù)試驗:加強學生的物化實現(xiàn)能力,通過技術(shù)試驗和測試提高產(chǎn)品性能。三、大單元教學難點系統(tǒng)分析與綜合決策:學生在進行工程設計時,往往難以全面把握系統(tǒng)的各個要素,進行綜合決策。創(chuàng)新思維與技法應用:創(chuàng)新思維和技法的應用需要長期的實踐和積累,學生在初期可能難以熟練運用。技術(shù)圖樣與文檔的規(guī)范性:技術(shù)圖樣的識讀和繪制、設計文檔的編寫需要嚴格的規(guī)范性,學生在這方面可能存在困難。物化實現(xiàn)與技術(shù)試驗的準確性:物化實現(xiàn)過程中,學生可能面臨材料選擇、工藝控制等方面的挑戰(zhàn),技術(shù)試驗的準確性也需要保證。四、大單元整體教學思路(一)引入階段情境創(chuàng)設:通過展示一些典型的工程設計案例,如橋梁、建筑、機械等,引導學生了解工程設計的重要性和實際應用。問題導入:提出一個與工程設計相關(guān)的問題,如“如何設計一座既美觀又實用的橋梁?”激發(fā)學生的興趣和思考。(二)新知講授階段第1節(jié)工程設計過程和要素工程設計的基本流程:介紹工程設計的基本流程,包括問題定義、方案設計、模型制作、測試優(yōu)化等環(huán)節(jié)。工程設計要素:講解工程設計的關(guān)鍵要素,如設計需求、設計原則、設計約束等。案例分析:通過具體案例分析,幫助學生理解工程設計流程和要素的實際應用。第2節(jié)工程設計的活動信息收集與需求分析:引導學生學習如何收集工程設計相關(guān)的信息,進行需求分析。方案設計:講解方案設計的方法和步驟,強調(diào)創(chuàng)新性和實用性。模型制作與測試:介紹模型制作的基本方法和注意事項,以及技術(shù)試驗的重要性和方法。第3節(jié)可制造性工程設計可制造性設計原則:講解可制造性設計的基本原則和方法,如簡化設計、標準化設計等。材料與工藝選擇:介紹不同材料和工藝的特點和適用范圍,引導學生根據(jù)設計要求選擇合適的材料和工藝。案例分析:通過案例分析,幫助學生理解可制造性設計在實際工程中的應用。第4節(jié)可持續(xù)性工程設計可持續(xù)性設計原則:講解可持續(xù)性設計的基本原則,如資源節(jié)約、環(huán)境友好等。綠色材料與技術(shù):介紹綠色材料和技術(shù)在工程設計中的應用,強調(diào)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。案例分析:通過案例分析,展示可持續(xù)性設計在工程實踐中的成功案例。(三)實踐操作階段分組設計任務:將學生分成小組,每個小組分配一個工程設計任務,如設計一個小型機器人、制作一個生態(tài)魚缸等。方案設計:各小組根據(jù)任務要求進行方案設計,包括需求分析、設計原則、設計約束等方面的考慮。模型制作與測試:各小組根據(jù)方案設計制作模型,并進行技術(shù)試驗和測試,根據(jù)測試結(jié)果進行優(yōu)化和改進。(四)總結(jié)評價階段成果展示:各小組展示工程設計成果,包括設計文檔、模型實物等。評價反饋:采用自評、互評和教師評價相結(jié)合的方式,對各小組的設計成果進行評價和反饋。總結(jié)提升:引導學生總結(jié)工程設計過程中的經(jīng)驗教訓,提煉出具有普遍意義的工程設計原則和方法。(五)拓展延伸階段工程設計前沿:介紹工程設計領(lǐng)域的前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢,激發(fā)學生的探索欲和創(chuàng)新精神??鐚W科融合:引導學生思考如何將工程設計與其他學科(如數(shù)學、物理、化學等)進行融合,拓寬知識視野。未來展望:鼓勵學生展望未來工程設計的發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn),培養(yǎng)他們對工程設計事業(yè)的熱情和信心。通過以上教學思路的實施,旨在全面培養(yǎng)學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng),提高他們的工程設計能力和創(chuàng)新能力,為他們未來的學習和職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。九、學業(yè)評價一、教學目標通過本章《工程設計的一般過程》的教學,旨在幫助學生理解工程設計的基本流程、關(guān)鍵要素和設計方法,培養(yǎng)其工程思維、創(chuàng)新設計能力、圖樣表達能力以及物化能力,全面提升學生的技術(shù)素養(yǎng)。具體教學目標如下:技術(shù)意識:學生能夠理解工程設計的重要性及其對社會發(fā)展的貢獻,形成正確的技術(shù)價值觀和環(huán)境意識,能夠識別和分析技術(shù)需求,評估技術(shù)的經(jīng)濟、社會和環(huán)境影響。工程思維:學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法,理解工程設計過程中的各種要素及其相互關(guān)系,掌握工程設計的基本流程,能夠制定合理的設計方案并進行優(yōu)化。創(chuàng)新設計:學生能夠運用創(chuàng)新思維和方法,針對具體技術(shù)問題提出創(chuàng)新性的解決方案,能夠運用現(xiàn)代技術(shù)手段進行設計和試驗,提升設計效率和質(zhì)量。圖樣表達:學生能夠識讀和繪制工程技術(shù)圖樣,運用圖形語言準確表達設計意圖,能夠編制工程設計說明書和相關(guān)文檔。物化能力:學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具,掌握基本的加工和裝配技術(shù),能夠?qū)⒃O計概念轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品,并進行測試和評估。二、學習目標理解工程設計的基本流程和關(guān)鍵要素:學生能夠明確工程設計的各個階段和主要任務,理解每個階段所需的信息和工具,掌握工程設計的基本原則和方法。掌握系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法:學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法對設計問題進行要素分析、整體規(guī)劃,能夠運用比較權(quán)衡的方法對設計方案進行優(yōu)化選擇。培養(yǎng)創(chuàng)新設計能力:學生能夠針對具體技術(shù)問題提出創(chuàng)新性的解決方案,能夠運用創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造技法進行設計構(gòu)思,能夠編制詳細的設計方案并進行技術(shù)試驗和評估。提升圖樣表達能力:學生能夠識讀和繪制工程技術(shù)圖樣,包括流程圖、結(jié)構(gòu)圖、控制框圖等,能夠運用圖形語言準確表達設計意圖。增強物化能力:學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具,掌握基本的加工和裝配技術(shù),能夠?qū)⒃O計概念轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品,并進行測試和調(diào)試。三、評價目標設定為了全面評價學生在本章學習中的表現(xiàn)和成就,根據(jù)通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標,設定以下評價目標:(一)技術(shù)意識評價學生對工程設計重要性的認識:評價內(nèi)容:學生能否準確闡述工程設計對社會發(fā)展的貢獻,能否識別和分析技術(shù)需求,能否評估技術(shù)的經(jīng)濟、社會和環(huán)境影響。評價方式:通過小組討論、案例分析、報告撰寫等方式進行評價。評價學生的技術(shù)價值觀和環(huán)境意識:評價內(nèi)容:學生能否在設計過程中考慮技術(shù)的可持續(xù)性,能否提出環(huán)保、節(jié)能的設計方案,能否評估設計方案的資源消耗和環(huán)境影響。評價方式:通過項目設計、方案評審、技術(shù)試驗等方式進行評價。(二)工程思維評價學生的系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡能力:評價內(nèi)容:學生能否運用系統(tǒng)分析的方法對設計問題進行要素分析、整體規(guī)劃,能否識別設計過程中的關(guān)鍵要素和相互關(guān)系,能否運用比較權(quán)衡的方法對設計方案進行優(yōu)化選擇。評價方式:通過設計任務書、方案設計報告、項目評審等方式進行評價。評價學生的工程設計流程掌握情況:評價內(nèi)容:學生能否明確工程設計的各個階段和主要任務,能否理解每個階段所需的信息和工具,能否按照工程設計流程制定合理的設計方案。評價方式:通過設計日志、流程圖表、項目計劃等方式進行評價。(三)創(chuàng)新設計評價學生的創(chuàng)新思維和設計能力:評價內(nèi)容:學生能否針對具體技術(shù)問題提出創(chuàng)新性的解決方案,能否運用創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造技法進行設計構(gòu)思,能否編制詳細的設計方案并進行技術(shù)試驗和評估。評價方式:通過創(chuàng)新設計競賽、方案設計報告、技術(shù)試驗報告等方式進行評價。評價學生的技術(shù)試驗和評估能力:評價內(nèi)容:學生能否設計合理的試驗方案,能否準確記錄和分析試驗數(shù)據(jù),能否根據(jù)試驗結(jié)果對設計方案進行優(yōu)化和調(diào)整。評價方式:通過技術(shù)試驗報告、方案優(yōu)化報告、項目評審等方式進行評價。(四)圖樣表達評價學生的圖樣表達能力:評價內(nèi)容:學生能否識讀和繪制工程技術(shù)圖樣,包括流程圖、結(jié)構(gòu)圖、控制框圖等,能否運用圖形語言準確表達設計意圖。評價方式:通過圖樣繪制作業(yè)、設計說明書、項目展示等方式進行評價。評價學生的文檔編制能力:評價內(nèi)容:學生能否編制詳細的設計說明書和相關(guān)文檔,能否清晰、準確地描述設計方案和實施過程。評價方式:通過設計說明書評審、項目報告撰寫、文檔檢查等方式進行評價。(五)物化能力評價學生的材料和工具選擇能力:評價內(nèi)容:學生能否根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具,能否考慮材料的性能和成本,能否評估工具的使用效率和安全性。評價方式:通過材料清單編制、工具選擇報告、成本估算等方式進行評價。評價學生的加工和裝配技術(shù):評價內(nèi)容:學生能否掌握基本的加工和裝配技術(shù),能否按照設計方案進行產(chǎn)品制作和調(diào)試,能否解決制作過程中的技術(shù)難題。評價方式:通過產(chǎn)品制作實物、加工過程記錄、調(diào)試報告等方式進行評價。評價學生的測試和調(diào)試能力:評價內(nèi)容:學生能否設計合理的測試方案,能否準確記錄和分析測試數(shù)據(jù),能否根據(jù)測試結(jié)果對產(chǎn)品進行調(diào)試和優(yōu)化。評價方式:通過測試報告、調(diào)試記錄、產(chǎn)品優(yōu)化方案等方式進行評價。四、評價方式和實施建議為了全面、客觀地評價學生在本章學習中的表現(xiàn)和成就,建議采用多種評價方式相結(jié)合的方法,包括自我評價、同伴評價、教師評價等,并注重過程性評價和終結(jié)性評價的結(jié)合。自我評價:鼓勵學生進行自我評價,反思學習過程中的優(yōu)點和不足,制定改進計劃??梢酝ㄟ^學習日志、自我評估表等方式進行。同伴評價:通過小組合作、項目展示等方式,鼓勵學生進行同伴評價,互相學習、互相促進。可以通過小組討論、互評表等方式進行。教師評價:教師根據(jù)學生的學習表現(xiàn)和成果進行評價,給予及時反饋和指導??梢酝ㄟ^作業(yè)批改、項目評審、課堂表現(xiàn)等方式進行。過程性評價:注重學生在學習過程中的表現(xiàn)和進步,及時記錄和評價學生的設計思路、創(chuàng)新點、問題解決能力等??梢酝ㄟ^設計日志、進度報告、課堂討論等方式進行。終結(jié)性評價:通過項目展示、方案設計報告、技術(shù)試驗報告等方式,全面評價學生的學習成果和綜合能力。在實施評價過程中,教師應注重評價的多樣性和靈活性,根據(jù)不同學生的學習特點和需求,制定個性化的評價方案。教師應積極引導學生參與評價過程,培養(yǎng)學生的自我評價和同伴評價能力,提高學生的自主學習和合作學習能力。十、大單元實施思路及教學結(jié)構(gòu)圖1.大單元實施思路《工程設計的一般過程》大單元旨在通過一系列結(jié)構(gòu)化的教學活動,幫助學生理解和掌握工程設計的基本原理、步驟和方法,并培養(yǎng)其技術(shù)與工程素養(yǎng)。本單元將圍繞工程設計的一般過程展開,分為四個階段:引入階段、理論學習階段、實踐應用階段和總結(jié)評價階段。(1)引入階段目標:激發(fā)學生對工程設計的興趣,明確工程設計的重要性和實際應用。活動:通過展示實際工程案例,如橋梁建設、智能家居設計等,引導學生思考工程設計的復雜性和趣味性。(2)理論學習階段目標:使學生理解工程設計的基本過程和要素,掌握工程設計的基本原則和方法。活動:講解工程設計的一般過程,包括需求分析、概念設計、詳細設計、制造與測試等階段。引入工程設計的要素,如功能需求、材料選擇、工藝規(guī)劃等。(3)實踐應用階段目標:通過具體的設計項目,讓學生體驗工程設計的全過程,培養(yǎng)其工程思維和創(chuàng)新能力?;顒樱悍中〗M進行簡易工程設計項目,如設計一個小型書架或簡易機械裝置。學生在教師指導下,完成從需求分析到制造與測試的全過程。(4)總結(jié)評價階段目標:對學生的學習成果進行評價和總結(jié),反饋學習成效,提出改進建議?;顒樱航M織學生進行項目展示和匯報,通過同伴評價和自我評價,總結(jié)學習過程中的經(jīng)驗和教訓。2.教學目標設定根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準(2017年版2020年修訂)》,本單元的教學目標設定如下:(一)技術(shù)意識學生能夠認識到工程設計在社會發(fā)展和個人生活中的重要性,理解工程設計與技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的關(guān)系。(二)工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法,對工程設計問題進行全面的思考和分析,形成初步的工程意識和決策能力。(三)創(chuàng)新設計學生能夠在工程設計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出具有創(chuàng)意和實用性的設計方案,并能夠解決設計中的實際問題。(四)圖樣表達學生能夠運用技術(shù)圖樣表達設計思想,繪制和識讀工程圖樣,準確傳達設計意圖和要求。(五)物化能力學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝,進行簡單的加工和制造,將設計轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品。3.教學結(jié)構(gòu)圖工程設計的一般過程|+++|||引入階段理論學習階段實踐應用階段總結(jié)評價階段|||激發(fā)興趣工程設計過程簡易工程設計項目項目展示與反饋|&要素||展示案例需求分析|||概念設計分組設計||詳細設計需求分析||制造與測試概念設計||詳細設計||制造與測試||||展示與匯報|反饋與總結(jié)4.具體教學實施步驟引入階段步驟1:展示工程案例,激發(fā)興趣活動描述:教師通過多媒體展示幾個典型的工程案例,如橋梁建設、智能家居設計等,簡要介紹每個案例的設計背景、設計過程和最終成果?;顒幽康模和ㄟ^具體案例,讓學生感受到工程設計的魅力和重要性,激發(fā)其學習興趣。步驟2:討論工程設計的意義活動描述:教師引導學生討論工程設計在社會發(fā)展和個人生活中的作用,如提高生活質(zhì)量、促進科技進步等。活動目的:幫助學生認識到工程設計的重要性和廣泛應用,培養(yǎng)其技術(shù)意識。理論學習階段步驟3:講解工程設計的一般過程活動描述:教師詳細講解工程設計的一般過程,包括需求分析、概念設計、詳細設計、制造與測試等階段,并解釋每個階段的主要任務和目的?;顒幽康模菏箤W生理解和掌握工程設計的基本流程和步驟。步驟4:介紹工程設計的要素活動描述:教師介紹工程設計的要素,如功能需求、材料選擇、工藝規(guī)劃等,并解釋這些要素在工程設計中的作用和影響?;顒幽康模簬椭鷮W生理解工程設計的復雜性和系統(tǒng)性,培養(yǎng)其工程思維。步驟5:案例分析活動描述:教師選取一兩個典型的工程設計案例,進行深入分析,如解釋設計思路、決策過程、技術(shù)難點等?;顒幽康模和ㄟ^具體案例,加深學生對工程設計過程和要素的理解。實踐應用階段步驟6:分組設計項目活動描述:學生分小組選擇一個簡易工程設計項目,如設計一個小型書架或簡易機械裝置。教師提供必要的設計指導和資源支持?;顒幽康模和ㄟ^實際設計項目,讓學生體驗工程設計的全過程,培養(yǎng)其創(chuàng)新設計和物化能力。步驟7:需求分析活動描述:學生小組進行項目需求分析,明確設計目標、功能需求、用戶群體等。活動目的:培養(yǎng)學生的市場調(diào)研和用戶分析能力,為后續(xù)設計提供基礎(chǔ)。步驟8:概念設計活動描述:學生小組根據(jù)需求分析結(jié)果,進行概念設計,提出多個設計方案,并進行初步篩選和優(yōu)化?;顒幽康模号囵B(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和方案構(gòu)思能力。步驟9:詳細設計活動描述:學生小組在概念設計的基礎(chǔ)上,進行詳細設計,包括結(jié)構(gòu)設計、材料選擇、工藝規(guī)劃等?;顒幽康模号囵B(yǎng)學生的圖樣表達能力和物化能力。步驟10:制造與測試活動描述:學生小組根據(jù)詳細設計,選擇合適的材料和工具進行制造,并進行必要的測試和調(diào)整?;顒幽康模号囵B(yǎng)學生的動手能力和問題解決能力??偨Y(jié)評價階段步驟11:項目展示與匯報活動描述:各小組展示自己的設計成果,并進行匯報和交流。匯報內(nèi)容包括設計思路、設計過程、成果展示等?;顒幽康模和ㄟ^展示和匯報,檢驗學生的學習成果,促進其相互學習和借鑒。步驟12:同伴評價與自我評價活動描述:學生小組之間進行同伴評價,同時進行自我評價,總結(jié)設計過程中的經(jīng)驗和教訓?;顒幽康模和ㄟ^評價反饋,幫助學生認識自己的優(yōu)勢和不足,為后續(xù)學習提供指導。步驟13:教師總結(jié)與反饋活動描述:教師對整個單元的學習過程進行總結(jié),肯定學生的努力和成果,同時指出存在的問題和不足,提出改進建議。活動目的:通過教師總結(jié)與反饋,鞏固學生的學習成果,為其后續(xù)學習提供方向和指導。十一、大情境、大任務創(chuàng)設教學目標設定(一)技術(shù)意識學生能夠理解工程設計在社會發(fā)展中的重要性,認識到工程設計對人類生活質(zhì)量的積極影響。學生能夠分析工程設計過程中的技術(shù)倫理、環(huán)境保護和社會責任問題,形成積極的技術(shù)意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。(二)工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法,對工程設計問題進行全面的思考和分析,形成初步的工程決策能力。學生能夠識別工程設計中的復雜性和不確定性,學會通過模擬和簡易建模等方法進行設計。(三)創(chuàng)新設計學生能夠在工程設計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出具有創(chuàng)意和實用性的設計方案,并解決設計中的實際問題。學生能夠結(jié)合用戶需求和市場趨勢,進行技術(shù)性能和指標的評估,優(yōu)化設計方案。(四)圖樣表達學生能夠運用技術(shù)圖樣準確表達設計思想,繪制和識讀工程圖樣,包括結(jié)構(gòu)圖、流程圖、控制方框圖等。學生能夠通過圖樣表達進行設計方案的交流和反饋,提高設計效率和質(zhì)量。(五)物化能力學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝,進行簡單的加工和制造,將設計轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品。學生能夠體驗從設計到制造的全過程,增強動手實踐能力和問題解決能力。大情境、大任務創(chuàng)設一、大情境設計在當前社會快速發(fā)展的背景下,隨著科技的進步和人們生活水平的提高,對居住環(huán)境和生活品質(zhì)的要求也越來越高。為了滿足人們對美好生活的向往,某社區(qū)計劃對老舊居民樓進行升級改造,以提升居民的生活質(zhì)量和居住體驗。本次改造工程包括外立面美化、公共設施完善、智能化系統(tǒng)升級等多個方面。作為通用技術(shù)課程的學生,你們將扮演工程設計團隊的角色,負責其中一項重要工程——社區(qū)公共休閑區(qū)的改造設計。二、大任務分解任務一:需求分析與概念設計活動描述:現(xiàn)場調(diào)研:組織學生到社區(qū)進行實地調(diào)研,觀察并記錄現(xiàn)有公共休閑區(qū)的使用情況和存在的問題,如設施老化、空間布局不合理等。用戶訪談:與社區(qū)居民進行交流,了解他們對公共休閑區(qū)的需求和期望,如增加健身器材、兒童游樂設施、休息座椅等。需求分析報告:根據(jù)調(diào)研結(jié)果,撰寫需求分析報告,明確改造目標、功能需求和用戶群體。概念設計:基于需求分析,進行創(chuàng)意頭腦風暴,提出多個改造設計方案,包括空間布局、設施配置、景觀美化等方面。通過小組討論和評選,選出最佳概念設計方案。核心素養(yǎng)目標:技術(shù)意識:培養(yǎng)學生關(guān)注社會需求、理解工程設計對提升居民生活質(zhì)量的重要性。工程思維:訓練學生運用系統(tǒng)分析的方法,對改造工程進行需求分析和概念設計。創(chuàng)新設計:鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出多樣化的設計方案。圖樣表達:通過繪制概念設計草圖,培養(yǎng)學生的圖樣表達能力。任務二:詳細設計與方案優(yōu)化活動描述:功能區(qū)域劃分:根據(jù)概念設計方案,對公共休閑區(qū)進行功能區(qū)域劃分,如健身區(qū)、兒童游樂區(qū)、休息區(qū)等。設施選擇與布局:根據(jù)功能需求,選擇合適的設施(如健身器材、兒童游樂設施、休息座椅等),并進行合理的布局設計。景觀美化設計:結(jié)合社區(qū)環(huán)境和文化特色,進行景觀美化設計,如綠化植栽、文化墻、休閑小品等。方案優(yōu)化:組織專家評審會,對詳細設計方案進行評審和優(yōu)化,確保設計方案的可行性和經(jīng)濟性。核心素養(yǎng)目標:技術(shù)意識:強化學生對設施選擇和布局設計的合理性和經(jīng)濟性的認識。工程思維:訓練學生運用比較權(quán)衡的方法,對設計方案進行優(yōu)化。創(chuàng)新設計:鼓勵學生在詳細設計階段繼續(xù)發(fā)揮創(chuàng)新思維,優(yōu)化設計方案。圖樣表達:通過繪制詳細設計圖,進一步提高學生的圖樣表達能力。任務三:可制造性設計與材料選擇活動描述:制造工藝分析:分析每個設施的制造工藝和裝配流程,確保設計方案的可制造性。材料選擇:根據(jù)設施的功能需求和使用環(huán)境,選擇合適的材料,如耐候鋼、防腐木、環(huán)保塑料等。成本估算:對改造工程進行成本估算,包括材料費、人工費、運輸費等,確保改造工程的經(jīng)濟性。制造工藝圖繪制:繪制制造工藝圖,明確每個設施的制造和裝配步驟。核心素養(yǎng)目標:技術(shù)意識:培養(yǎng)學生關(guān)注材料選擇和制造工藝對設施使用壽命和成本的影響。工程思維:訓練學生運用面向制造的設計方法,提高設計方案的可制造性。物化能力:通過材料選擇和成本估算,培養(yǎng)學生的物化能力。圖樣表達:通過繪制制造工藝圖,進一步提高學生的圖樣表達能力。任務四:可持續(xù)性設計與環(huán)境影響評估活動描述:可持續(xù)性設計原則:介紹可持續(xù)性設計的基本原則,如資源節(jié)約、環(huán)境友好、生態(tài)平衡等。環(huán)境影響評估:對改造工程進行環(huán)境影響評估,分析改造過程中可能產(chǎn)生的環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題,并提出相應的預防和治理措施。綠色材料應用:鼓勵使用綠色材料和可再生能源,如太陽能路燈、雨水收集系統(tǒng)等。環(huán)保宣傳教育:設計環(huán)保宣傳教育方案,提高社區(qū)居民的環(huán)保意識。核心素養(yǎng)目標:技術(shù)意識:培養(yǎng)學生關(guān)注環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的意識。工程思維:訓練學生運用面向環(huán)境的設計方法,提高設計方案的可持續(xù)性。創(chuàng)新設計:鼓勵學生在設計中融入綠色理念和可再生能源的應用。圖樣表達:通過繪制環(huán)保宣傳教育方案圖,進一步提高學生的圖樣表達能力。任務五:項目實施與評估反饋活動描述:項目實施計劃:制定詳細的項目實施計劃,包括時間表、責任分工、質(zhì)量控制等。施工監(jiān)督:在施工過程中進行質(zhì)量監(jiān)督和進度跟蹤,確保施工質(zhì)量和工期。居民參與:鼓勵社區(qū)居民參與改造工程的建設和管理,提高居民的歸屬感和滿意度。評估反饋:改造工程完成后,組織專家評估和用戶反饋,對改造效果進行評估和改進。核心素養(yǎng)目標:技術(shù)意識:培養(yǎng)學生關(guān)注施工質(zhì)量和工期的意識。工程思維:訓練學生運用項目管理的方法,確保改造工程的順利進行。物化能力:通過項目實施,提高學生的動手實踐能力和問題解決能力。圖樣表達:通過繪制項目實施計劃和反饋圖,進一步提高學生的圖樣表達能力。通過以上大情境、大任務的創(chuàng)設,學生將在真實的工程設計項目中體驗從需求分析到項目實施的全過程,全面提升技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等通用技術(shù)核心素養(yǎng)。通過社區(qū)公共休閑區(qū)的改造設計,學生將為社會做出貢獻,實現(xiàn)個人價值和社會價值的統(tǒng)一。十二、單元學歷案(一)單元主題與課時單元主題:工程設計的一般過程課時設計:引入階段(1課時)課題:工程設計的魅力與重要性主要活動:展示工程案例,激發(fā)興趣;討論工程設計的意義理論學習階段(3課時)課題1:工程設計過程和要素(1課時)主要活動:講解工程設計的一般過程;理解工程設計要素課題2:工程設計的活動(1課時)主要活動:介紹工程設計各階段的活動及其邏輯關(guān)系課題3:可制造性工程設計(1課時)主要活動:理解面向制造和裝配的設計原則實踐應用階段(4課時)課題1:簡易工程設計項目需求分析(1課時)主要活動:分組進行簡易工程設計項目需求分析課題2:簡易工程設計項目概念設計(1課時)主要活動:進行簡易工程設計項目概念設計課題3:簡易工程設計項目詳細設計與制造測試準備(1課時)主要活動:詳細設計并準備制造與測試課題4:簡易工程設計項目制造與測試(1課時)主要活動:制造并測試簡易工程設計項目總結(jié)評價階段(1課時)課題:項目展示與反饋主要活動:組織項目展示和匯報;進行同伴評價和自我評價(二)學習目標通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標:技術(shù)意識:學生能夠認識到工程設計在社會發(fā)展和個人生活中的重要性,理解工程設計與技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的關(guān)系。學生能夠形成對技術(shù)系統(tǒng)的基本觀念,理解技術(shù)規(guī)范和標準在工程設計中的重要性。工程思維:學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法,對工程設計問題進行全面的思考和分析,形成初步的工程意識和決策能力。學生能夠理解工程設計的復雜性和系統(tǒng)性,運用工程思維解決實際問題。創(chuàng)新設計:學生能夠在工程設計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出具有創(chuàng)意和實用性的設計方案。學生能夠運用多種創(chuàng)造技法進行技術(shù)產(chǎn)品的創(chuàng)新設計,解決設計中的實際問題。圖樣表達:學生能夠運用技術(shù)圖樣表達設計思想,繪制和識讀工程圖樣,準確傳達設計意圖和要求。學生能夠通過圖樣表達設計構(gòu)想,實現(xiàn)有形與無形、抽象與具體的思維轉(zhuǎn)換。物化能力:學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝,進行簡單的加工和制造,將設計轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品。學生能夠在制造過程中考慮材料、工藝、成本等因素,優(yōu)化設計方案,提高產(chǎn)品的實用性和經(jīng)濟性。(三)評價任務過程性評價:觀察學生在工程設計過程中的參與度、合作精神和創(chuàng)新思維。檢查學生在各階段的任務完成情況,包括需求分析、概念設計、詳細設計等階段的文檔和圖紙。成果性評價:評價學生提交的工程設計項目報告,包括設計思路、設計圖樣、制造過程和測試結(jié)果等。組織項目展示和匯報,通過同伴評價和自我評價,綜合評價學生的設計能力和物化能力。能力評價:通過問卷調(diào)查或訪談,了解學生對工程設計過程的理解和掌握情況??疾鞂W生在解決工程設計問題時的系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡能力。(四)學習過程引入階段活動1:展示工程案例,激發(fā)興趣教師通過多媒體展示橋梁建設、智能家居設計等工程案例,簡要介紹每個案例的設計背景、設計過程和最終成果。學生觀看案例,感受工程設計的魅力和重要性,激發(fā)學習興趣。活動2:討論工程設計的意義教師引導學生討論工程設計在社會發(fā)展和個人生活中的作用,如提高生活質(zhì)量、促進科技進步等。學生分組討論,分享各自對工程設計的理解和看法,形成技術(shù)意識。理論學習階段課題1:工程設計過程和要素活動1:講解工程設計的一般過程教師詳細講解工程設計的一般過程,包括需求分析、概念設計、詳細設計、制造與測試等階段。學生認真聽講,記錄工程設計的基本流程和步驟?;顒?:理解工程設計要素教師介紹工程設計的要素,如功能需求、材料選擇、工藝規(guī)劃等。學生通過案例分析,理解工程設計要素的重要性和應用。課題2:工程設計的活動活動1:介紹工程設計各階段的活動及其邏輯關(guān)系教師介紹工程設計各階段的活動及其邏輯關(guān)系,如概念生成、概念選擇、設計評審等。學生通過小組討論,理解工程設計各階段的活動內(nèi)容和相互關(guān)系。課題3:可制造性工程設計活動1:理解面向制造和裝配的設計原則教師講解面向制造和裝配的設計原則,如減少零件總量、使用標準零部件等。學生通過案例分析,理解面向制造和裝配的設計原則在實際工程中的應用。實踐應用階段課題1:簡易工程設計項目需求分析活動1:分組進行簡易工程設計項目需求分析學生分小組選擇一個簡易工程設計項目,如設計一個小型書架或簡易機械裝置。學生進行項目需求分析,明確設計目標、功能需求、用戶群體等。課題2:簡易工程設計項目概念設計活動1:進行簡易工程設計項目概念設計學生在教師指導下,進行概念設計,生成一系列滿足問題陳述的概念。學生進行概念選擇,通過系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡,確定優(yōu)選概念。課題3:簡易工程設計項目詳細設計與制造測試準備活動1:詳細設計并準備制造與測試學生進行詳細設計,確定產(chǎn)品架構(gòu)、材料選用等。學生準備制造與測試所需的材料、工具和設備。課題4:簡易工程設計項目制造與測試活動1:制造并測試簡易工程設計項目學生在教師指導下,進行簡易工程設計項目的制造與測試。學生記錄制造和測試過程,分析測試結(jié)果,優(yōu)化設計方案。總結(jié)評價階段課題:項目展示與反饋活動1:組織項目展示和匯報學生分組展示簡易工程設計項目,分享設計思路、設計圖樣、制造過程和測試結(jié)果等。學生進行同伴評價和自我評價,總結(jié)學習過程中的經(jīng)驗和教訓?;顒?:教師總結(jié)與反饋教師對整個單元的學習過程進行總結(jié),肯定學生的努力和成果。教師指出存在的問題和不足,提出改進建議。(五)作業(yè)與檢測作業(yè):完成簡易工程設計項目的需求分析、概念設計、詳細設計和制造測試報告。繪制簡易工程設計項目的圖樣,包括零件圖、裝配圖等。撰寫簡易工程設計項目的心得體會,反思學習過程中的收獲和不足。檢測:通過課堂提問和小組討論,檢測學生對工程設計過程和要素的理解。通過項目展示和匯報,檢測學生的設計能力和物化能力。通過作業(yè)和測試,檢測學生對工程設計知識的掌握和應用情況。(六)學后反思在本單元的學習中,我深刻體會到了工程設計的復雜性和系統(tǒng)性。通過展示工程案例和討論工程設計的意義,我更加明確了工程設計在社會發(fā)展和個人生活中的重要性。在理論學習階段,我了解了工程設計的一般過程和要素,掌握了工程設計的基本原則和方法。在實踐應用階段,我通過分組進行簡易工程設計項目,體驗了工程設計的全過程,培養(yǎng)了工程思維和創(chuàng)新能力。在總結(jié)評價階段,我通過項目展示和匯報,反思了學習過程中的經(jīng)驗和教訓,明確了今后的努力方向。通過這次學習,我不僅提高了自己的技術(shù)意識和圖樣表達能力,還增強了物化能力和解決實際問題的能力。我認識到,工程設計不僅需要扎實的理論基礎(chǔ),還需要豐富的實踐經(jīng)驗和創(chuàng)新思維。在今后的學習中,我將繼續(xù)努力提高自己的工程設計能力,為未來的學習和工作打下堅實的基礎(chǔ)。十三、學科實踐與跨學科學習設計教學目標根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準(2017年版2020年修訂)》的要求,結(jié)合2020版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修3《工程設計基礎(chǔ)》第二章《工程設計的一般過程》的教學內(nèi)容,本學科實踐與跨學科學習設計旨在通過一系列實踐活動,培養(yǎng)學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng),包括技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。通過實踐活動,使學生能夠?qū)⒗碚撝R應用于實際工程設計中,提高解決復雜問題的能力,同時增強跨學科學習和應用的能力。學習目標技術(shù)意識:學生能夠認識到工程設計在社會發(fā)展和個人生活中的重要性,理解工程設計與技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的關(guān)系,形成規(guī)范、安全的技術(shù)習慣。工程思維:學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法,對工程設計問題進行全面的思考和分析,形成初步的工程意識和決策能力。創(chuàng)新設計:學生能夠在工程設計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出具有創(chuàng)意和實用性的設計方案,并能夠解決設計中的實際問題。圖樣表達:學生能夠運用技術(shù)圖樣表達設計思想,繪制和識讀工程圖樣,準確傳達設計意圖和要求。物化能力:學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝,進行簡單的加工和制造,將設計轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品。作業(yè)目標設定技術(shù)意識:通過實踐活動,學生能夠理解工程設計的復雜性和系統(tǒng)性,認識到工程設計對社會和個人生活的重要性,形成對技術(shù)應用的敏感性和責任感。工程思維:通過小組合作和項目實踐,學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法,對工程設計問題進行全面的思考和分析,形成初步的工程決策能力。創(chuàng)新設計:在設計過程中,學生能夠發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出具有創(chuàng)意和實用性的設計方案,解決設計中的實際問題,并學會通過技術(shù)試驗驗證設計方案的可行性。圖樣表達:學生能夠運用技術(shù)圖樣表達設計思想,繪制和識讀工程圖樣,準確傳達設計意圖和要求,提高圖樣表達能力。物化能力:通過動手實踐,學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝,進行簡單的加工和制造,將設計轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品,提高物化能力。實踐活動設計活動一:工程設計案例分析活動目的:通過分析實際工程設計案例,幫助學生理解工程設計的基本過程和要素。培養(yǎng)學生的技術(shù)意識和工程思維,使其認識到工程設計在社會和個人生活中的重要性?;顒硬襟E:案例展示:教師展示橋梁建設、智能家居設計等實際工程案例,簡要介紹每個案例的設計背景、設計過程和最終成果。小組討論:學生分組討論每個案例的設計特點、設計過程中的關(guān)鍵問題和解決方案,以及工程設計對社會和個人生活的影響。匯報總結(jié):各組選派代表匯報討論結(jié)果,教師進行總結(jié)點評,強調(diào)工程設計的重要性和復雜性。作業(yè)布置:學生選擇一個自己感興趣的工程設計案例,進行深入分析,撰寫案例分析報告,內(nèi)容包括設計背景、設計過程、設計特點、關(guān)鍵問題和解決方案等?;顒佣汉喴坠こ淘O計項目活動目的:通過實際設計項目,讓學生體驗工程設計的全過程,培養(yǎng)其工程思維和創(chuàng)新設計能力。提高學生的圖樣表達能力和物化能力?;顒硬襟E:項目選題:教師提供幾個簡易工程設計項目選題,如設計一個小型書架、簡易機械裝置等,學生分組選擇一個項目進行設計。需求分析:學生小組進行項目需求分析,明確設計目標、功能需求、用戶群體等,并撰寫需求分析報告。概念設計:學生小組進行概念設計,提出多個設計方案,并通過討論和比較,選擇最佳方案。圖樣表達:學生運用技術(shù)圖樣表達設計思想,繪制設計圖紙,包括總裝圖、部件圖等。制作與測試:學生根據(jù)設計圖紙選擇合適的材料和工藝,進行加工和制造,完成作品制作,并進行測試和優(yōu)化。作業(yè)布置:學生完成設計項目,包括需求分析報告、設計圖紙、作品實物和測試報告。活動三:跨學科學習與實踐活動目的:通過跨學科學習與實踐,培養(yǎng)學生的綜合運用能力和創(chuàng)新能力。增強學生的技術(shù)意識和物化能力。活動步驟:跨學科選題:教師提供幾個跨學科選題,如結(jié)合物理學科的“智能家居控制系統(tǒng)設計”、結(jié)合化學學科的“環(huán)保材料在工程設計中的應用”等,學生分組選擇一個選題進行研究??鐚W科學習:學生小組進行跨學科學習,查閱相關(guān)資料,了解選題所涉及的不同學科知識,并進行討論和交流。方案設計:學生小組結(jié)合跨學科知識,進行方案設計,提出創(chuàng)新性的解決方案,并繪制設計圖紙。制作與展示:學生根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝,進行加工和制造,完成作品制作,并進行展示和匯報。作業(yè)布置:學生完成跨學科學習與實踐項目,包括跨學科學習報告、設計方案、作品實物和展示匯報材料。評價與反饋評價方式:自評:學生對自己的學習過程、學習成果和跨學科學習能力進行自我評價?;ピu:學生小組之間進行互評,評價內(nèi)容包括團隊合作、設計方案的創(chuàng)新性和實用性、作品制作質(zhì)量等。師評:教師對學生的作業(yè)、作品和展示匯報進行評價,給出反饋意見和建議。反饋機制:即時反饋:在教學過程中,教師及時對學生的問題和困惑進行解答和指導,幫助學生改進學習方法和提高學習效果。總結(jié)反饋:在每個實踐活動結(jié)束后,教師進行總結(jié)反饋,肯定學生的成績和進步,指出存在的問題和不足,提出改進建議。通過以上學科實踐與跨學科學習設計,學生能夠在實踐活動中深入理解工程設計的基本過程和要素,培養(yǎng)技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等通用技術(shù)核心素養(yǎng),同時增強跨學科學習和應用的能力,為未來的學習和職業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。十四、大單元作業(yè)設計一、教學目標根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準(2017年版2020年修訂)》和本單元的教學內(nèi)容,設定如下教學目標:技術(shù)意識:學生能夠認識到工程設計在社會發(fā)展和個人生活中的重要性,理解工程設計與技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的關(guān)系,形成積極的技術(shù)使用意識和責任意識。工程思維:學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法,對工程設計問題進行全面的思考和分析,形成初步的工程意識和決策能力。創(chuàng)新設計:學生能夠在工程設計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出具有創(chuàng)意和實用性的設計方案,并能夠解決設計中的實際問題。圖樣表達:學生能夠運用技術(shù)圖樣表達設計思想,繪制和識讀工程圖樣,準確傳達設計意圖和要求。物化能力:學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝,進行簡單的加工和制造,將設計轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品。二、作業(yè)目標設定根據(jù)教學目標,本單元的作業(yè)設計旨在通過實踐活動,全面提升學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。具體作業(yè)目標如下:技術(shù)意識:通過實踐活動,使學生深刻理解工程設計在實際生活中的應用價值,增強技術(shù)使用的責任感和倫理意識。工程思維:通過設計項目的全過程參與,培養(yǎng)學生系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的能力,形成初步的工程意識和決策能力。創(chuàng)新設計:鼓勵學生在設計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出獨特的設計方案,并通過實踐驗證其可行性和實用性。圖樣表達:通過繪制和識讀工程圖樣,培養(yǎng)學生的技術(shù)圖樣表達能力,準確傳達設計意圖和要求。物化能力:通過加工和制造過程,使學生掌握基本的材料和工藝知識,將設計轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品,提升物化能力。三、作業(yè)內(nèi)容與要求(一)作業(yè)一:工程設計案例分析與討論作業(yè)目標:技術(shù)意識:通過案例分析,增強學生對工程設計重要性的認識。工程思維:培養(yǎng)學生系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的能力。作業(yè)內(nèi)容:學生分組選擇一個熟悉的工程設計案例(如橋梁建設、智能家居設計等),進行深入分析。分析內(nèi)容包括:工程設計的背景、目標、過程、關(guān)鍵技術(shù)、經(jīng)濟效益、環(huán)境影響等。每組準備一份案例分析報告,包括案例分析、系統(tǒng)分析、比較權(quán)衡等內(nèi)容。班級內(nèi)進行交流與討論,分享各組的分析結(jié)果和心得。作業(yè)要求:報告內(nèi)容應詳實、準確,分析過程應條理清晰。交流與討論應積極、主動,能提出有見地的觀點和問題。(二)作業(yè)二:簡易工程設計項目作業(yè)目標:技術(shù)意識:通過實際設計項目,增強學生對工程設計實際應用的理解。創(chuàng)新設計:鼓勵學生在設計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出獨特的設計方案。圖樣表達:培養(yǎng)學生的技術(shù)圖樣表達能力。物化能力:通過加工和制造過程,提升學生的物化能力。作業(yè)內(nèi)容:學生分小組選擇一個簡易工程設計項目,如設計一個小型書架、簡易機械裝置或家居小工具等。完成項目需求分析,明確設計目標、功能需求、用戶群體等。進行概念設計,提出多個設計方案,并通過比較權(quán)衡選擇最佳方案。繪制詳細的設計圖樣,包括結(jié)構(gòu)圖、裝配圖等。根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝,進行加工和制造。完成產(chǎn)品的組裝和調(diào)試,確保產(chǎn)品滿足設計要求。作業(yè)要求:設計過程應系統(tǒng)、規(guī)范,每個階段應有明確的目標和輸出。設計方案應具有創(chuàng)新性和實用性,能夠解決實際問題。圖樣表達應準確、清晰,能夠準確傳達設計意圖。加工和制造過程應規(guī)范、安全,符合相關(guān)標準和要求。(三)作業(yè)三:面向X的工程設計作業(yè)目標:工程思維:培養(yǎng)學生系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的能力,形成初步的工程意識和決策能力。創(chuàng)新設計:鼓勵學生在設計過程中考慮多種因素,提出綜合優(yōu)化的設計方案。物化能力:通過實踐提升學生的材料和工藝選擇能力。作業(yè)內(nèi)容:學生分小組選擇一個具有復雜性的工程設計項目,如校園改造、智能家居系統(tǒng)設計等。在設計過程中,考慮多種因素(如環(huán)境、經(jīng)濟、社會、安全等),進行面向X的工程設計。運用系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法,對設計方案進行不斷優(yōu)化。繪制詳細的設計圖樣,包括系統(tǒng)圖、流程圖、控制圖等。制定詳細的材料和工藝計劃,選擇合適的材料和工藝進行加工和制造。完成產(chǎn)品的組裝和調(diào)試,確保產(chǎn)品滿足設計要求,并考慮其在實際應用中的效果和影響。作業(yè)要求:設計過程應全面、系統(tǒng),考慮多種因素的綜合影響。設計方案應具有創(chuàng)新性和實用性,能夠解決實際問題并滿足多種需求。圖樣表達應準確、清晰,能夠全面反映設計思想和要求。材料和工藝選擇應合理、經(jīng)濟,符合相關(guān)標準和要求。(四)作業(yè)四:工程設計說明書撰寫作業(yè)目標:圖樣表達:培養(yǎng)學生的技術(shù)圖樣和文字表達能力。工程思維:通過撰寫說明書,培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維和綜合分析能力。作業(yè)內(nèi)容:學生根據(jù)所完成的工程設計項目,撰寫一份詳細的工程設計說明書。說明書內(nèi)容包括:項目背景、設計目標、功能需求、設計過程、關(guān)鍵技術(shù)、經(jīng)濟效益、環(huán)境影響等。繪制相關(guān)的技術(shù)圖樣,如結(jié)構(gòu)圖、裝配圖、流程圖、控制圖等,并附在說明書中。對設計過程中的關(guān)鍵問題和解決方案進行詳細闡述和分析。作業(yè)要求:說明書內(nèi)容應全面、準確,條理清晰。圖樣表達應準確、規(guī)范,符合相關(guān)標準和要求。分析過程應深入、透徹,能夠反映學生的工程思維和綜合分析能力。四、作業(yè)評價(一)評價標準技術(shù)意識:學生對工程設計重要性的認識程度,技術(shù)使用的責任感和倫理意識。工程思維:學生系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的能力,工程意識和決策能力的形成情況。創(chuàng)新設計:設計方案的創(chuàng)新性和實用性,解決實際問題的能力。圖樣表達:技術(shù)圖樣的準確性和清晰度,設計意圖的傳達效果。物化能力:加工和制造過程的規(guī)范性和安全性,產(chǎn)品的質(zhì)量和實用性。(二)評價方式自評:學生根據(jù)自己的作業(yè)完成情況進行自我評價,反思設計過程中的優(yōu)點和不足?;ピu:小組內(nèi)成員相互評價作業(yè)完成情況,提出改進意見和建議。師評:教師根據(jù)評價標準對學生的作業(yè)進行綜合評價,給出具體的反饋和指導。五、作業(yè)反饋與改進作業(yè)反饋:教師應及時對學生的作業(yè)進行反饋,指出存在的問題和不足,并提出具體的改進意見和建議。作業(yè)展示:組織作業(yè)展示活動,讓學生展示自己的設計成果和說明書,分享設計經(jīng)驗和心得。持續(xù)改進:鼓勵學生根據(jù)反饋意見進行持續(xù)改進,不斷優(yōu)化設計方案和作業(yè)質(zhì)量。通過以上作業(yè)設計,旨在全面提升學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力,使學生通過實踐活動深刻理解工程設計的全過程和重要性,為未來的學習和工作打下堅實的基礎(chǔ)。十五、“教-學-評”一致性課時設計一、課程基本信息教材版本:2020版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修3《工程設計基礎(chǔ)》單元主題:第二章工程設計的一般過程課時設計:本單元共設計4課時,每課時45分鐘二、教學目標設定根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準(2017年版2020年修訂)》和本單元的教學內(nèi)容,設定以下教學目標:(一)技術(shù)意識學生能夠認識到工程設計在社會發(fā)展和個人生活中的重要性。學生能夠理解工程設計與技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的關(guān)系。(二)工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法,對工程設計問題進行全面的思考和分析。學生能夠形成初步的工程意識和決策能力。(三)創(chuàng)新設計學生能夠在工程設計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出具有創(chuàng)意和實用性的設計方案。學生能夠解決設計中的實際問題。(四)圖樣表達學生能夠運用技術(shù)圖樣表達設計思想。學生能夠繪制和識讀工程圖樣,準確傳達設計意圖和要求。(五)物化能力學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝。學生能夠進行簡單的加工和制造,將設計轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品。三、作業(yè)目標設定技術(shù)意識:通過調(diào)研和分析,了解工程設計在實際生活中的應用及其重要性。工程思維:通過案例分析,培養(yǎng)系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的能力。創(chuàng)新設計:通過設計活動,發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出具有創(chuàng)意的設計方案。圖樣表達:通過繪制和識讀工程圖樣,提升圖樣表達能力。物化能力:通過實際操作,選擇合適的材料和工藝,進行簡單的加工和制造。四、課程目標設定技術(shù)意識:學生將認識到工程設計對社會發(fā)展的重要性,并理解其與技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的緊密聯(lián)系。工程思維:學生將掌握系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法,能夠全面思考和分析工程設計問題,形成初步的工程意識和決策能力。創(chuàng)新設計:學生將在工程設計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維,提出具有創(chuàng)意和實用性的設計方案,并解決設計中的實際問題。圖樣表達:學生將能夠準確運用技術(shù)圖樣表達設計思想,繪制和識讀工程圖樣。物化能力:學生將能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝,進行簡單的加工和制造,將設計轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品。五、具體教學實施步驟第一課時:引入階段步驟1:展示工程案例,激發(fā)興趣(15分鐘)活動描述:教師通過多媒體展示幾個典型的工程案例,如橋梁建設、智能家居設計等,簡要介紹每個案例的設計背景、設計過程和最終成果?;顒幽康模和ㄟ^具體案例,讓學生感受到工程設計的魅力和重要性,激發(fā)其學習興趣。步驟2:討論工程設計的意義(15分鐘)活動描述:教師引導學生討論工程設計在社會發(fā)展和個人生活中的作用,如提高生活質(zhì)量、促進科技進步等?;顒幽康模簬椭鷮W生認識到工程設計的重要性和廣泛應用,培養(yǎng)其技術(shù)意識。步驟3:講解工程設計的一般過程(15分鐘)活動描述:教師詳細講解工程設計的一般過程,包括需求分析、概念設計、詳細設計、制造與測試等階段,并解釋每個階段的主要任務和目的。活動目的:使學生理解和掌握工程設計的基本流程和步驟。第二課時:理論學習階段步驟4:介紹工程設計的要素(15分鐘)活動描述:教師介紹工程設計的要素,如功能需求、材料選擇、工藝規(guī)劃等,并解釋這些要素在工程設計中的作用和影響?;顒幽康模簬椭鷮W生理解工程設計的復雜性和系統(tǒng)性,培養(yǎng)其工程思維。步驟5:案例分析(15分鐘)活動描述:教師選取一兩個典型的工程設計案例,進行深入分析,如解釋設計思路、決策過程、技術(shù)難點等?;顒幽康模和ㄟ^具體案例,加深學生對工程設計過程和要素的理解。步驟6:分組設計項目(15分鐘)活動描述:學生分小組選擇一個簡易工程設計項目,如設計一個小型書架或簡易機械裝置。教師提供必要的設計指導和資源支持?;顒幽康模和ㄟ^實際設計項目,讓學生體驗工程設計的全過程,培養(yǎng)其創(chuàng)新設計和物化能力。第三課時:實踐應用階段步驟7:需求分析(15分鐘)活動描述:學生小組進行項目需求分析,明確設計目標、功能需求、用戶群體等?;顒幽康模号囵B(yǎng)學生的市場調(diào)研和用戶分析能力,為后續(xù)設計提供基礎(chǔ)。步驟8:概念設計(15分鐘)活動描述:學生小組在概念設計的基礎(chǔ)上,進行詳細設計,包括結(jié)構(gòu)設計、材料選擇、工藝規(guī)劃等?;顒幽康模号囵B(yǎng)學生的圖樣表達能力和物化能力。步驟9:制造與測試(15分鐘)活動描述:學生小組根據(jù)詳細設計,選擇合適的材料和工具進行制造,并進行必要的測試和調(diào)整。活動目的:培養(yǎng)學生的動手能力和問題解決能力。第四課時:總結(jié)評價階段步驟10:項目展示與匯報(20分鐘)活動描述:各小組展示自己的設計成果,并進行匯報和交流。匯報內(nèi)容包括設計思路、設計過程、成果展示等?;顒幽康模和ㄟ^展示和匯報,檢驗學生的學習成果,促進其相互學習和借鑒。步驟11:同伴評價與自我評價(20分鐘)活動描述:學生小組之間進行同伴評價,同時進行自我評價,總結(jié)設計過程中的經(jīng)驗和教訓?;顒幽康模和ㄟ^評價反饋,幫助學生認識自己的優(yōu)勢和不足,為后續(xù)學習提供指導。步驟12:總結(jié)與反饋(5分鐘)活動描述:教師總結(jié)本單元的學習內(nèi)容,對學生的學習成果進行評價和反饋,提出改進建議。活動目的:幫助學生鞏固所學知識,明確后續(xù)學習方向。六、學業(yè)評價(一)評價原則學業(yè)評價應遵循以下原則,以確保評價的全面性、公正性和有效性:過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合:既關(guān)注學生的學習過程,又關(guān)注學生的學習成果。定量評價與定性評價相結(jié)合:通過量化指標和描述性評價,全面反映學生的學習情況。自我評價與同伴評價相結(jié)合:通過學生自評和互評,促進學生之間的相互學習和借鑒。(二)評價方式課堂表現(xiàn)評價:通過觀察學生在課堂上的表現(xiàn),評價其參與度、合作精神和解決問題的能力。作業(yè)評價:通過批改學生的作業(yè),評價其對工程設計過程和要素的理解程度。項目評價:通過評價學生的設計項目,評估其創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。自我評價與同伴評價:通過學生的自我評價和同伴評價,促進其自我反思和相互學習。(三)評價標準技術(shù)意識:學生能夠認識到工程設計的重要性,理解其與技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的關(guān)系。工程思維:學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法,全面思考和分析工程設計問題。創(chuàng)新設計:學生能夠提出具有創(chuàng)意和實用性的設計方案,并解決設計中的實際問題。圖樣表達:學生能夠準確運用技術(shù)圖樣表達設計思想,繪制和識讀工程圖樣。物化能力:學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工藝,進行簡單的加工和制造。通過以上“教-學-評”一致性課時設計,旨在幫助學生全面理解和掌握工程設計的基本原理、步驟和方法,培養(yǎng)其技術(shù)與工程素養(yǎng),同時注重過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合,定量評價與定性
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