2020版 人教版 高中通-用技術(shù) 選擇性必修6 智能家居應用設計《第3章 智能家居簡易產(chǎn)品設計》大單元整體教學設計2020課標

版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修6智能家居應用設計《第3章智能家居簡易產(chǎn)品設計》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)容分析本單元的教學內(nèi)容源自2020版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修6《智能家居應用設計》的第3章《智能家居簡易產(chǎn)品設計》。這一章節(jié)詳細介紹了智能家居產(chǎn)品的簡易設計與實現(xiàn)方法，主要包括繼電器控制LED燈、數(shù)字溫濕度計、人體感應燈以及電動窗簾與智能窗簾等四個部分。這些內(nèi)容是智能家居系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，旨在讓學生通過動手實踐，理解智能家居產(chǎn)品的基本原理、設計思路及實現(xiàn)方法。繼電器控制LED燈：通過繼電器這一電子開關(guān)元件，實現(xiàn)對LED燈的遠程控制。此部分內(nèi)容有助于學生理解繼電器的工作原理及其在智能家居中的應用，同時掌握基礎(chǔ)的電路連接和編程技能。數(shù)字溫濕度計：利用DHT11等數(shù)字溫濕度傳感器，結(jié)合單片機實現(xiàn)溫濕度的測量和顯示。這一節(jié)內(nèi)容旨在讓學生了解數(shù)字傳感器的特性、模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理以及如何通過編程讀取傳感器數(shù)據(jù)。人體感應燈：通過HC-SR501人體紅外熱釋電傳感器，實現(xiàn)當有人體靠近時自動點亮LED燈的功能。這一節(jié)內(nèi)容著重于傳感器的應用、電路設計及簡單的邏輯控制編程。電動窗簾與智能窗簾：通過步進電機、ULN2003驅(qū)動電路及單片機控制，實現(xiàn)窗簾的自動開關(guān)及智能控制。此部分內(nèi)容涵蓋了步進電機的原理、驅(qū)動電路的設計以及閉環(huán)控制系統(tǒng)的應用。（二）單元內(nèi)容分析本單元的教學內(nèi)容圍繞智能家居簡易產(chǎn)品設計展開，旨在通過一系列實踐活動，使學生掌握智能家居產(chǎn)品的基本原理、設計思路及實現(xiàn)方法。具體內(nèi)容包括：繼電器控制LED燈：繼電器工作原理：了解繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理及其在電路中的應用。電路設計與連接：掌握繼電器控制電路的設計、元器件選擇與連接方法。編程控制：學習如何使用Arduino等單片機對繼電器進行編程控制。數(shù)字溫濕度計：傳感器特性：了解DHT11等數(shù)字溫濕度傳感器的特性及工作原理。模數(shù)轉(zhuǎn)換：掌握模數(shù)轉(zhuǎn)換的基本原理及在單片機中的應用。數(shù)據(jù)讀取與顯示：學習如何通過編程讀取傳感器數(shù)據(jù)并進行顯示。人體感應燈：傳感器應用：了解HC-SR501人體紅外熱釋電傳感器的應用及工作原理。電路設計：掌握基于傳感器的人體感應燈電路設計方法。邏輯控制：學習如何通過編程實現(xiàn)簡單的邏輯控制功能。電動窗簾與智能窗簾：步進電機原理：了解步進電機的工作原理及驅(qū)動方法。驅(qū)動電路設計：掌握ULN2003等驅(qū)動電路的設計與應用。閉環(huán)控制：學習閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本原理及在智能窗簾中的應用。（三）單元內(nèi)容整合本單元的教學內(nèi)容雖然涵蓋了智能家居產(chǎn)品的多個方面，但各節(jié)內(nèi)容之間存在著緊密的聯(lián)系。通過整合這些內(nèi)容，可以構(gòu)建一個完整的智能家居系統(tǒng)設計框架，使學生從整體上理解智能家居產(chǎn)品的設計思路與實現(xiàn)方法。具體整合思路如下：基礎(chǔ)元件與技能：繼電器控制LED燈和數(shù)字溫濕度計部分為學生提供了智能家居產(chǎn)品設計的基礎(chǔ)元件與技能，包括繼電器、傳感器、單片機編程等。這些基礎(chǔ)元件與技能是后續(xù)人體感應燈和智能窗簾設計的基礎(chǔ)。傳感器應用與邏輯控制：人體感應燈部分進一步拓展了傳感器的應用范圍，并引入了簡單的邏輯控制編程。通過這一部分的學習，學生可以掌握基于傳感器的人體感應燈設計思路與實現(xiàn)方法。驅(qū)動電路與閉環(huán)控制：電動窗簾與智能窗簾部分則引入了步進電機、驅(qū)動電路及閉環(huán)控制等高級內(nèi)容。通過這一部分的學習，學生可以了解智能家居產(chǎn)品中驅(qū)動電路的設計方法以及閉環(huán)控制系統(tǒng)的應用。整體系統(tǒng)設計：在掌握上述基礎(chǔ)元件、技能及設計方法的基礎(chǔ)上，學生可以將這些元素整合起來，設計一個完整的智能家居系統(tǒng)。通過整體系統(tǒng)設計，學生可以深入理解智能家居產(chǎn)品的設計思路與實現(xiàn)方法，并培養(yǎng)綜合運用所學知識解決問題的能力。二、《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》分解根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，本單元的教學內(nèi)容旨在培養(yǎng)學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)，具體包括技術(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。以下是對這五個核心素養(yǎng)目標在本單元教學中的具體分解：（一）技術(shù)意識技術(shù)現(xiàn)象與問題的感知與體悟：學生能夠感知智能家居技術(shù)現(xiàn)象，理解智能家居產(chǎn)品對人、自然、社會的影響。通過實踐活動，學生能夠體悟到智能家居技術(shù)在提高生活質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保等方面的積極作用。技術(shù)規(guī)范與標準意識：在設計智能家居產(chǎn)品時，學生能夠遵循相關(guān)的技術(shù)規(guī)范與標準，確保產(chǎn)品的安全性、可靠性和實用性。學生能夠了解智能家居產(chǎn)品的專利意識、安全意識和環(huán)保意識等。技術(shù)決策與倫理意識：在智能家居產(chǎn)品設計中，學生能夠基于技術(shù)特性和用戶需求進行技術(shù)決策。學生能夠認識到智能家居技術(shù)發(fā)展帶來的倫理問題，如隱私保護、數(shù)據(jù)安全等，并能夠在設計中加以考慮。（二）工程思維系統(tǒng)分析與整體設計：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對智能家居系統(tǒng)進行整體設計。在設計過程中，學生能夠識別系統(tǒng)中的各個組成部分及其相互關(guān)系，確保系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和一致性。工程決策與風險管理：學生能夠在智能家居產(chǎn)品設計過程中進行工程決策，權(quán)衡各種因素以優(yōu)化設計方案。學生能夠識別智能家居產(chǎn)品設計中的潛在風險，并采取相應的風險管理措施。優(yōu)化與迭代：學生能夠基于用戶反饋和技術(shù)發(fā)展對智能家居產(chǎn)品進行優(yōu)化和迭代。在優(yōu)化和迭代過程中，學生能夠關(guān)注產(chǎn)品的性能提升、成本降低和用戶體驗改善等方面。（三）創(chuàng)新設計問題發(fā)現(xiàn)與需求分析：學生能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)智能家居領(lǐng)域中的問題，并進行需求分析。通過需求分析，學生能夠明確智能家居產(chǎn)品的設計目標和功能要求。創(chuàng)意設計與方案構(gòu)思：學生能夠運用創(chuàng)新思維和創(chuàng)造技法進行智能家居產(chǎn)品的創(chuàng)意設計。在方案構(gòu)思過程中，學生能夠提出多個設計方案并進行比較和權(quán)衡。原型制作與測試驗證：學生能夠根據(jù)設計方案制作智能家居產(chǎn)品的原型，并進行測試驗證。通過測試驗證，學生能夠發(fā)現(xiàn)設計中的問題并進行改進和完善。（四）圖樣表達技術(shù)圖樣繪制與識讀：學生能夠掌握智能家居產(chǎn)品設計中常用的技術(shù)圖樣繪制方法，如電路圖、流程圖、結(jié)構(gòu)圖等。學生能夠準確識讀智能家居產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)圖樣，理解圖樣所表達的設計意圖和構(gòu)造要求。三維建模與渲染：對于一些復雜的智能家居產(chǎn)品，學生能夠運用三維建模軟件進行建模和渲染。通過三維建模和渲染，學生能夠直觀地展示智能家居產(chǎn)品的外觀和結(jié)構(gòu)特征。技術(shù)文檔編寫：學生能夠編寫智能家居產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)文檔，如設計說明書、使用手冊等。技術(shù)文檔應包含產(chǎn)品的功能描述、使用方法、維護保養(yǎng)等內(nèi)容，確保用戶能夠正確、安全地使用產(chǎn)品。（五）物化能力材料選擇與加工：學生能夠根據(jù)智能家居產(chǎn)品的設計要求選擇合適的材料，并進行加工處理。在材料選擇與加工過程中，學生能夠關(guān)注材料的性能、成本及環(huán)保性等方面。工具使用與設備操作：學生能夠熟練掌握智能家居產(chǎn)品制作過程中所需的工具和設備的使用方法。通過工具使用與設備操作，學生能夠高效地完成智能家居產(chǎn)品的制作任務。制作與調(diào)試：學生能夠根據(jù)設計方案制作出智能家居產(chǎn)品的實物，并進行調(diào)試和優(yōu)化。在制作與調(diào)試過程中，學生能夠關(guān)注產(chǎn)品的性能指標、可靠性及用戶體驗等方面，確保產(chǎn)品符合設計要求。三、學情分析（一）已知內(nèi)容分析在進入《智能家居簡易產(chǎn)品設計》大單元教學之前，學生已經(jīng)完成了必修模塊《技術(shù)與設計1》和《技術(shù)與設計2》的學習，具備了基礎(chǔ)的技術(shù)設計能力，包括技術(shù)設計的一般過程、工藝與方案實現(xiàn)、技術(shù)交流與評價等方面的知識。在選擇性必修模塊中，學生已經(jīng)對電子控制技術(shù)有了初步的了解，掌握了模擬電路與數(shù)字電路的基本知識，能夠識讀簡單的電路圖，并具備了一定的電路搭建和調(diào)試能力。具體來說，在電子控制技術(shù)的學習中，學生已經(jīng)熟悉了晶體二極管和三極管的基本應用，了解了傳感器的作用和分類，能夠使用萬用表檢測常見的傳感器，并能設計和搭建簡單的電子控制系統(tǒng)。這些基礎(chǔ)知識為學習智能家居簡易產(chǎn)品設計提供了必要的技術(shù)儲備。（二）新知內(nèi)容分析本大單元《智能家居簡易產(chǎn)品設計》主要包括四個教學內(nèi)容：繼電器控制LED燈、數(shù)字溫濕度計、人體感應燈和電動窗簾與智能窗簾。這些教學內(nèi)容涵蓋了智能家居中常見的控制技術(shù)和傳感器應用，旨在通過實踐項目，使學生深入理解智能家居的工作原理，并具備設計和制作簡易智能家居產(chǎn)品的能力。繼電器控制LED燈：學生將學習繼電器的工作原理，掌握繼電器的封裝及引腳功能，了解繼電器控制的實現(xiàn)方法，并通過實踐項目搭建繼電器控制LED燈的電路，實現(xiàn)遠程控制LED燈的功能。數(shù)字溫濕度計：學生將學習模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理，了解數(shù)字傳感器模擬信號的特點，掌握利用單片機和傳感器芯片構(gòu)建數(shù)字溫濕度計的方法，并通過實踐項目制作數(shù)字溫濕度計，實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度的實時監(jiān)測。人體感應燈：學生將了解人體感應燈的設計原理與設計框架，掌握人體紅外熱釋電傳感器的應用，理解人體感應燈的實現(xiàn)流程，并通過實踐項目搭建人體感應燈電路，實現(xiàn)人來燈亮、人走燈滅的功能。電動窗簾與智能窗簾：學生將學習開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理，了解步進電機的工作原理，掌握單片機控制步進電機實現(xiàn)窗簾開啟的過程，并通過實踐項目搭建智能窗簾系統(tǒng)，實現(xiàn)對窗簾的智能控制。（三）學生學習能力分析經(jīng)過之前的學習，學生已經(jīng)具備了一定的技術(shù)設計能力和電路搭建能力，能夠獨立完成一些基礎(chǔ)的技術(shù)設計任務。智能家居簡易產(chǎn)品設計涉及的知識面較廣，需要學生綜合運用電子控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機編程等多個領(lǐng)域的知識，這對學生的學習能力提出了更高的要求。綜合應用能力：學生需要將電子控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和單片機編程等知識綜合運用，設計出功能完善的智能家居產(chǎn)品。這要求學生具備較強的綜合應用能力和創(chuàng)新思維。實踐能力：智能家居產(chǎn)品的設計和制作需要學生進行大量的實踐操作，包括電路搭建、程序編寫、系統(tǒng)調(diào)試等。學生需要具備較強的動手實踐能力和問題解決能力。自主學習能力：智能家居技術(shù)發(fā)展迅速，新的技術(shù)和產(chǎn)品層出不窮。學生需要具備自主學習能力，能夠主動獲取新知識，跟上技術(shù)發(fā)展的步伐。（四）學習障礙突破策略針對學生在學習智能家居簡易產(chǎn)品設計過程中可能遇到的學習障礙，我們可以采取以下策略進行突破：強化基礎(chǔ)知識復習：在教學開始前，通過復習電子控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和單片機編程等基礎(chǔ)知識，幫助學生鞏固已學內(nèi)容，為后續(xù)學習打下堅實的基礎(chǔ)。分解教學難點：將智能家居簡易產(chǎn)品設計的教學內(nèi)容分解成若干個小任務，每個小任務聚焦于一個具體的知識點或技能點。通過逐一完成小任務，逐步突破教學難點，最終完成整個智能家居產(chǎn)品的設計和制作。提供豐富的教學資源：利用多媒體教學手段，如視頻、動畫、仿真軟件等，直觀展示智能家居產(chǎn)品的工作原理和制作過程。提供詳細的教學資料和案例，幫助學生理解和掌握相關(guān)知識。加強實踐環(huán)節(jié)：通過大量的實踐操作，如電路搭建、程序編寫、系統(tǒng)調(diào)試等，提高學生的動手實踐能力和問題解決能力。鼓勵學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)自主學習和創(chuàng)新思維。組織小組合作學習：將學生分成若干小組，每個小組負責一個智能家居產(chǎn)品的設計和制作。通過小組合作，促進學生之間的交流與合作，共同解決問題，提高學習效果。引入企業(yè)案例：結(jié)合智能家居行業(yè)的實際案例，讓學生了解智能家居產(chǎn)品的市場需求和應用前景。通過分析企業(yè)案例，激發(fā)學生的學習興趣和動力，提高學習的針對性和實效性。開展項目評價：在教學過程中，定期開展項目評價活動，對學生的學習成果進行展示和評價。通過評價活動，及時反饋學生的學習情況，指出存在的問題和不足，幫助學生及時改進和提高。通過展示優(yōu)秀的學習成果，激勵其他學生積極學習和創(chuàng)新。通過以上策略的實施，我們可以有效地突破學生在學習智能家居簡易產(chǎn)品設計過程中可能遇到的學習障礙，提高學生的學習效果和創(chuàng)新能力。四、大主題或大概念設計本大單元以“智能家居簡易產(chǎn)品設計”為大主題，圍繞智能家居產(chǎn)品的設計、制作與調(diào)試，旨在通過實際項目引導學生掌握智能家居產(chǎn)品設計與實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)和方法。本單元將大概念“系統(tǒng)設計與集成”貫穿于整個教學過程，通過繼電器控制LED燈、數(shù)字溫濕度計、人體感應燈、電動窗簾與智能窗簾四個子項目，使學生深入理解智能家居產(chǎn)品的系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理及設計方法，培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維、創(chuàng)新思維和工程實踐能力。五、大單元目標敘寫通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標：（一）技術(shù)意識學生能夠認識到智能家居技術(shù)對個人生活和社會發(fā)展的積極影響，形成對智能家居技術(shù)的興趣和認同。學生能夠分析智能家居產(chǎn)品在實際應用中的技術(shù)特性和優(yōu)勢，理解智能家居技術(shù)的創(chuàng)新點和局限性。學生能夠關(guān)注智能家居技術(shù)的安全性和隱私保護問題，形成正確的技術(shù)使用觀念。（二）工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對智能家居產(chǎn)品進行整體規(guī)劃和設計，理解智能家居系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理。學生能夠通過模擬和簡易建模等方法，對智能家居產(chǎn)品進行需求分析和方案優(yōu)化，提高問題解決能力。學生能夠進行風險評估和綜合決策，制定可行的智能家居產(chǎn)品設計與實現(xiàn)方案。（三）創(chuàng)新設計學生能夠根據(jù)用戶需求，提出具有創(chuàng)新性的智能家居產(chǎn)品設計方案，能夠運用人機關(guān)系理論進行綜合分析。學生能夠通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，對智能家居產(chǎn)品的性能進行測試和優(yōu)化，提高設計方案的可行性和實用性。學生能夠結(jié)合社會文化因素，對智能家居產(chǎn)品設計方案進行綜合評價和優(yōu)化，提升設計創(chuàng)新能力。（四）圖樣表達學生能夠識讀和繪制智能家居產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)圖樣，如電路圖、流程圖、系統(tǒng)框圖等。學生能夠運用手工繪圖工具和二維、三維設計軟件，將智能家居產(chǎn)品設計方案轉(zhuǎn)化為詳細的設計圖樣。學生能夠通過圖樣表達，清晰、準確地傳達設計構(gòu)想和技術(shù)要求，實現(xiàn)設計方案的有效溝通。（五）物化能力學生能夠根據(jù)智能家居產(chǎn)品設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配。學生能夠掌握智能家居產(chǎn)品制作過程中的關(guān)鍵技術(shù)和工藝方法，確保產(chǎn)品制作的精度和質(zhì)量。學生能夠?qū)χ悄芗揖赢a(chǎn)品進行技術(shù)測試和性能評估，撰寫技術(shù)測試和方案試驗報告，提高物化實現(xiàn)能力。六、大單元教學重點智能家居系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理：通過繼電器控制LED燈、數(shù)字溫濕度計、人體感應燈、電動窗簾與智能窗簾等子項目，使學生深入理解智能家居系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理。系統(tǒng)設計與集成方法：引導學生運用系統(tǒng)分析的方法，對智能家居產(chǎn)品進行整體規(guī)劃和設計，掌握系統(tǒng)設計與集成的關(guān)鍵技術(shù)和方法。創(chuàng)新設計與優(yōu)化：鼓勵學生結(jié)合用戶需求，提出具有創(chuàng)新性的智能家居產(chǎn)品設計方案，并通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，對設計方案進行優(yōu)化和改進。圖樣表達與制作技能：培養(yǎng)學生識讀和繪制技術(shù)圖樣的能力，掌握智能家居產(chǎn)品制作過程中的關(guān)鍵技術(shù)和工藝方法，提高物化實現(xiàn)能力。七、大單元教學難點系統(tǒng)思維的培養(yǎng)：智能家居系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)，需要學生具備系統(tǒng)思維，能夠從整體角度對系統(tǒng)進行規(guī)劃和設計。這需要教師在教學中逐步引導學生，通過實際項目培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維能力。創(chuàng)新設計能力的提升：智能家居產(chǎn)品設計需要具備一定的創(chuàng)新性，而創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個長期的過程。教師需要在教學過程中，通過案例分析、頭腦風暴等方式，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，鼓勵學生大膽嘗試新的設計思路和方法。技術(shù)圖樣的準確表達：技術(shù)圖樣是溝通設計意圖和技術(shù)要求的重要工具，需要學生具備較高的圖樣表達能力。由于學生個體差異較大，部分學生在圖樣表達方面可能存在困難。教師需要針對不同學生的情況，給予個性化的指導和幫助。物化實現(xiàn)過程中的精度與質(zhì)量控制：智能家居產(chǎn)品的制作過程中，精度和質(zhì)量控制是至關(guān)重要的。由于學生缺乏實際生產(chǎn)經(jīng)驗，可能在制作過程中難以保證產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。教師需要加強對學生制作過程的指導和監(jiān)督，幫助學生掌握關(guān)鍵技術(shù)和工藝方法，提高產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。本大單元以“智能家居簡易產(chǎn)品設計”為主題，圍繞智能家居產(chǎn)品的設計、制作與調(diào)試，旨在培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維、創(chuàng)新思維和工程實踐能力。在教學過程中，教師需要注重培養(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等核心素養(yǎng)，同時針對教學難點給予個性化的指導和幫助，確保學生能夠全面掌握智能家居產(chǎn)品設計與實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)和方法。八、大單元整體教學思路教學目標設定本單元的教學目標是圍繞《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》中提出的通用技術(shù)核心素養(yǎng)目標進行設定的，具體包括技術(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。通過本單元的學習，學生將掌握智能家居簡易產(chǎn)品設計的基本原理和方法，提升技術(shù)素養(yǎng)，并能夠?qū)⑺鶎W知識應用于實際生活中，解決實際問題。（一）技術(shù)意識理解智能家居技術(shù)的概念及發(fā)展趨勢：學生能夠理解智能家居的基本概念，認識智能家居技術(shù)的特點和發(fā)展趨勢，形成對智能家居技術(shù)的興趣和關(guān)注。分析智能家居產(chǎn)品的社會價值：學生能夠從技術(shù)、社會、環(huán)境等多個角度分析智能家居產(chǎn)品的社會價值，理解智能家居技術(shù)對人們生活方式的影響。形成對智能家居技術(shù)的倫理意識：學生能夠認識智能家居技術(shù)使用中可能涉及的倫理問題，如隱私保護、數(shù)據(jù)安全等，形成正確的技術(shù)倫理觀念。（二）工程思維運用系統(tǒng)分析方法設計智能家居產(chǎn)品：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，將智能家居產(chǎn)品視為一個整體系統(tǒng)，分析各組成部分之間的關(guān)系和相互作用，進行整體設計。進行智能家居產(chǎn)品的需求分析和方案設計：學生能夠針對智能家居產(chǎn)品的實際需求，進行需求分析，并設計合理的方案，包括硬件選型、軟件設計等。進行風險評估和決策：在設計過程中，學生能夠識別可能的風險因素，進行風險評估，并基于評估結(jié)果做出合理的決策。（三）創(chuàng)新設計提出創(chuàng)新性的智能家居產(chǎn)品設計方案：學生能夠結(jié)合所學知識和實際情況，提出具有創(chuàng)新性的智能家居產(chǎn)品設計方案，包括功能創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等。運用創(chuàng)造技法進行設計優(yōu)化：學生能夠運用創(chuàng)造技法，如智力激勵法、設問法等，對設計方案進行優(yōu)化，提高產(chǎn)品的實用性和用戶體驗?？紤]社會文化因素進行綜合評價：在設計過程中，學生能夠綜合考慮社會文化因素，如審美觀念、使用習慣等，對設計方案進行綜合評價。（四）圖樣表達識讀和繪制智能家居產(chǎn)品相關(guān)圖樣：學生能夠識讀智能家居產(chǎn)品相關(guān)的機械圖、電路圖等，并能夠運用手工或計算機繪圖軟件繪制簡單的圖樣。運用圖樣表達設計構(gòu)想：學生能夠運用圖樣準確地表達設計構(gòu)想，包括產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能、連接方式等，以便于與他人交流。對圖樣進行優(yōu)化和改進：在設計過程中，學生能夠根據(jù)實際需要，對圖樣進行優(yōu)化和改進，提高圖樣的準確性和實用性。（五）物化能力選擇合適的材料和工具進行制作：學生能夠根據(jù)設計方案，選擇合適的材料和工具進行智能家居產(chǎn)品的制作，包括電子元器件、傳感器、執(zhí)行器等。進行產(chǎn)品的組裝和調(diào)試：學生能夠按照設計方案，進行產(chǎn)品的組裝和調(diào)試，確保產(chǎn)品能夠正常工作。對產(chǎn)品進行測試和評估：學生能夠?qū)χ谱魍瓿傻闹悄芗揖赢a(chǎn)品進行測試和評估，包括功能測試、性能測試等，確保產(chǎn)品滿足設計要求。教學重點與難點教學重點智能家居產(chǎn)品的基本原理和設計方法：包括傳感器的工作原理、控制電路的設計、通信協(xié)議的應用等。智能家居產(chǎn)品的創(chuàng)新設計：鼓勵學生提出創(chuàng)新性的設計方案，提高產(chǎn)品的實用性和用戶體驗。圖樣表達和物化能力的培養(yǎng)：通過圖樣表達和物化能力的訓練，提高學生的技術(shù)實踐能力和問題解決能力。教學難點系統(tǒng)分析方法的運用：如何引導學生運用系統(tǒng)分析方法進行智能家居產(chǎn)品的整體設計，識別各組成部分之間的關(guān)系和相互作用。風險評估和決策的制定：如何幫助學生識別智能家居產(chǎn)品設計過程中的風險因素，進行風險評估，并基于評估結(jié)果做出合理的決策。創(chuàng)新設計能力的培養(yǎng)：如何激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，鼓勵他們提出具有創(chuàng)新性的智能家居產(chǎn)品設計方案。教學策略與方法教學策略項目驅(qū)動教學：通過智能家居產(chǎn)品設計項目，引導學生進行探究式學習，提高學習的主動性和積極性。情境教學：創(chuàng)設智能家居產(chǎn)品設計的真實情境，讓學生在情境中學習和應用所學知識。合作學習：鼓勵學生進行小組合作，共同完成設計任務，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力和溝通能力。案例教學：通過分析智能家居產(chǎn)品設計的典型案例，幫助學生理解和掌握設計方法和技巧。教學方法講授法：通過教師的講解，幫助學生理解和掌握智能家居產(chǎn)品設計的基本原理和方法。演示法：通過教師的演示，展示智能家居產(chǎn)品的設計過程和制作方法，幫助學生直觀地理解所學知識。討論法：組織學生進行小組討論，針對設計問題進行交流和探討，培養(yǎng)學生的批判性思維和解決問題的能力。實踐法：引導學生進行實踐操作，通過動手制作智能家居產(chǎn)品，提高學生的物化能力和實踐經(jīng)驗。教學流程與安排第1節(jié)繼電器控制LED燈教學流程：導入新課：通過展示智能家居中的LED燈控制場景，引入繼電器控制LED燈的教學主題。講授新知：講解繼電器的工作原理、封裝及引腳功能，以及如何通過繼電器控制LED燈。實踐操作：引導學生進行繼電器控制LED燈的實驗操作，包括電路搭建、軟件編程等?？偨Y(jié)提升：總結(jié)繼電器控制LED燈的設計方法和注意事項，引導學生思考如何將其應用于智能家居產(chǎn)品中。時間安排：導入新課（5分鐘）講授新知（20分鐘）實踐操作（30分鐘）總結(jié)提升（10分鐘）第2節(jié)數(shù)字溫濕度計教學流程：復習舊知：回顧繼電器控制LED燈的設計方法和注意事項。導入新課：通過展示智能家居中的溫濕度監(jiān)測場景，引入數(shù)字溫濕度計的教學主題。講授新知：講解模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理和意義，以及數(shù)字溫濕度計的工作原理和構(gòu)建方法。實踐操作：引導學生進行數(shù)字溫濕度計的實驗操作，包括電路搭建、軟件編程等?？偨Y(jié)提升：總結(jié)數(shù)字溫濕度計的設計方法和應用場景，引導學生思考如何將其與其他智能家居產(chǎn)品集成。時間安排：復習舊知（5分鐘）導入新課（5分鐘）講授新知（20分鐘）實踐操作（30分鐘）總結(jié)提升（10分鐘）第3節(jié)人體感應燈教學流程：復習舊知：回顧數(shù)字溫濕度計的設計方法和應用場景。導入新課：通過展示智能家居中的人體感應燈場景，引入人體感應燈的教學主題。講授新知：講解人體感應燈的工作原理和設計框架，以及傳感器的選型和連接方法。實踐操作：引導學生進行人體感應燈的實驗操作，包括電路搭建、軟件編程等。總結(jié)提升：總結(jié)人體感應燈的設計方法和注意事項，引導學生思考如何將其應用于不同的智能家居場景中。時間安排：復習舊知（5分鐘）導入新課（5分鐘）講授新知（20分鐘）實踐操作（30分鐘）總結(jié)提升（10分鐘）第4節(jié)電動窗簾與智能窗簾教學流程：復習舊知：回顧人體感應燈的設計方法和注意事項。導入新課：通過展示智能家居中的電動窗簾和智能窗簾場景，引入電動窗簾與智能窗簾的教學主題。講授新知：講解電動窗簾和智能窗簾的工作原理和控制方法，包括開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的應用。實踐操作：引導學生進行電動窗簾和智能窗簾的實驗操作，包括電路搭建、軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試等?？偨Y(jié)提升：總結(jié)電動窗簾和智能窗簾的設計方法和應用場景，引導學生思考如何將其與其他智能家居產(chǎn)品進行集成和優(yōu)化。時間安排：復習舊知（5分鐘）導入新課（5分鐘）講授新知（20分鐘）實踐操作（40分鐘）總結(jié)提升（10分鐘）學業(yè)評價設計評價原則全面性原則：評價應涵蓋技術(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，全面反映學生的技術(shù)素養(yǎng)。過程性原則：評價應注重學生的學習過程，包括學習態(tài)度、學習方法、實踐操作能力等，而不僅僅是學習結(jié)果。多元化原則：評價應采用多種方式和手段，包括自我評價、同伴評價、教師評價等，以及紙筆測試、實踐操作、項目展示等多種形式。評價內(nèi)容與方法技術(shù)意識：通過觀察學生在課堂上的表現(xiàn)、討論中的發(fā)言等，評價學生對智能家居技術(shù)的興趣、關(guān)注度和倫理意識。工程思維：通過學生提交的設計方案、需求分析報告等，評價學生運用系統(tǒng)分析方法進行設計的能力、風險評估和決策能力。創(chuàng)新設計：通過學生提交的創(chuàng)新性設計方案、創(chuàng)意點子等，評價學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。圖樣表達：通過學生繪制的圖樣、設計草圖等，評價學生的圖樣表達能力和設計構(gòu)想表達能力。物化能力：通過學生的實踐操作、作品展示等，評價學生的材料選擇能力、工具使用能力、組裝調(diào)試能力和測試評估能力。評價實施自我評價：鼓勵學生在學習過程中進行自我評價，反思自己的學習態(tài)度和學習效果，提出改進建議。同伴評價：組織學生進行同伴評價，通過小組討論、互評作品等方式，促進學生的相互學習和交流。教師評價：教師應根據(jù)學生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)提交情況、實踐操作表現(xiàn)等進行綜合評價，及時給予反饋和指導。項目展示：在單元結(jié)束時，組織學生進行項目展示，通過展示作品、講解設計思路等方式，全面展示學生的學習成果。通過以上教學思路的設計和實施，旨在幫助學生掌握智能家居簡易產(chǎn)品設計的基本原理和方法，提升技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實踐能力，為未來的學習和生活打下堅實的基礎(chǔ)。九、學業(yè)評價學業(yè)評價是教學過程中的重要環(huán)節(jié)，旨在通過科學、合理的評價方式，全面、客觀地評估學生的學習成效，促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。本學業(yè)評價設計基于《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，以智能家居簡易產(chǎn)品設計的教學內(nèi)容為基礎(chǔ)，從技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力五個維度出發(fā)，對學生的學業(yè)成就進行全面評價。（一）教學目標技術(shù)意識：學生能夠理解智能家居系統(tǒng)的基本組成和工作原理，認識到智能家居技術(shù)在現(xiàn)代生活中的應用價值，形成對智能家居技術(shù)的積極態(tài)度和理性認識。學生能夠分析智能家居產(chǎn)品對人、社會、環(huán)境的影響，理解智能家居技術(shù)的倫理、安全和環(huán)保要求。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對智能家居產(chǎn)品的設計需求進行分析，明確設計目標和約束條件。學生能夠運用結(jié)構(gòu)設計、流程設計、系統(tǒng)設計和控制設計等工程思維方法，進行智能家居產(chǎn)品的設計和優(yōu)化。創(chuàng)新設計：學生能夠基于用戶需求，提出創(chuàng)新性的智能家居產(chǎn)品設計方案，能夠運用創(chuàng)造技法進行方案構(gòu)思和優(yōu)化。學生能夠通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，驗證設計方案的可行性和有效性，提出改進意見。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制智能家居產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)圖樣，如電路圖、流程圖、控制框圖等。學生能夠運用圖樣表達設計構(gòu)想，用技術(shù)語言進行思維轉(zhuǎn)換和交流。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，進行智能家居產(chǎn)品的制作和調(diào)試。學生能夠解決智能家居產(chǎn)品制作和調(diào)試過程中的技術(shù)問題，形成嚴謹細致、精益求精的工作態(tài)度。（二）學習目標繼電器控制LED燈：掌握繼電器的工作原理和引腳功能，了解繼電器控制的實現(xiàn)方法。能夠設計并搭建繼電器控制LED燈的電路，進行程序編寫和調(diào)試。分析繼電器控制LED燈的應用場景和優(yōu)缺點，提出改進意見。數(shù)字溫濕度計：理解模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理和意義，掌握數(shù)字溫濕度傳感器的使用方法。能夠設計并搭建數(shù)字溫濕度計的電路，進行程序編寫和調(diào)試。分析數(shù)字溫濕度計的應用場景和優(yōu)缺點，提出改進意見。人體感應燈：了解人體紅外傳感器的工作原理和應用場景。能夠設計并搭建人體感應燈的電路，進行程序編寫和調(diào)試。分析人體感應燈的應用場景和優(yōu)缺點，提出改進意見。電動窗簾與智能窗簾：理解電動窗簾和智能窗簾的工作原理和控制方式。能夠設計并搭建電動窗簾或智能窗簾的控制系統(tǒng)，進行程序編寫和調(diào)試。分析電動窗簾和智能窗簾的應用場景和優(yōu)缺點，提出改進意見。（三）評價目標設定技術(shù)意識：學生能夠闡述智能家居技術(shù)的基本概念、發(fā)展歷程和應用價值。學生能夠分析智能家居產(chǎn)品對人、社會、環(huán)境的影響，理解智能家居技術(shù)的倫理、安全和環(huán)保要求。學生能夠展示對智能家居技術(shù)的積極態(tài)度和理性認識。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，明確智能家居產(chǎn)品的設計需求和約束條件。學生能夠運用結(jié)構(gòu)設計、流程設計、系統(tǒng)設計和控制設計等工程思維方法，進行智能家居產(chǎn)品的設計和優(yōu)化。學生能夠展示工程設計過程中的邏輯思維和問題解決能力。創(chuàng)新設計：學生能夠基于用戶需求，提出創(chuàng)新性的智能家居產(chǎn)品設計方案。學生能夠運用創(chuàng)造技法進行方案構(gòu)思和優(yōu)化，展示創(chuàng)新設計能力。學生能夠通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，驗證設計方案的可行性和有效性，提出改進意見。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制智能家居產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)圖樣，如電路圖、流程圖、控制框圖等。學生能夠運用圖樣表達設計構(gòu)想，用技術(shù)語言進行思維轉(zhuǎn)換和交流。學生能夠展示圖樣表達的準確性和規(guī)范性。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，進行智能家居產(chǎn)品的制作和調(diào)試。學生能夠解決智能家居產(chǎn)品制作和調(diào)試過程中的技術(shù)問題，展示物化能力。學生能夠展示嚴謹細致、精益求精的工作態(tài)度和工作成果。（四）評價內(nèi)容與方式過程性評價：課堂表現(xiàn)：觀察學生在課堂上的參與度、合作能力和問題解決能力。設計日志：要求學生記錄設計過程中的思考、嘗試和發(fā)現(xiàn)，評價學生的設計思維和創(chuàng)新能力。小組討論：組織學生進行小組討論，評價學生的溝通協(xié)作能力和團隊精神。作品評價：作品展示：要求學生展示自己的設計作品，包括電路圖、程序代碼、實物模型等，評價學生的物化能力和創(chuàng)新設計能力。功能測試：對作品進行功能測試，評價作品的實用性和穩(wěn)定性。設計報告：要求學生撰寫設計報告，闡述設計思路、制作過程、測試結(jié)果和改進意見，評價學生的圖樣表達能力和技術(shù)寫作能力。自我評價與互評：自我評價：鼓勵學生進行自我評價，反思自己的學習過程和成果，培養(yǎng)自我反思和自我提升的能力?；ピu：組織學生進行互評，評價同學的作品和表現(xiàn)，培養(yǎng)批判性思維和公正評價的能力。教師評價：教師觀察：教師通過觀察學生的課堂表現(xiàn)、設計過程和作品展示，評價學生的核心素養(yǎng)發(fā)展情況。反饋與指導：教師針對學生的設計作品和報告，給予具體的反饋和指導，幫助學生改進和提升。（五）評價標準與等級技術(shù)意識：A級：能夠準確闡述智能家居技術(shù)的基本概念、發(fā)展歷程和應用價值，深刻理解其對社會環(huán)境的影響。B級：能夠基本闡述智能家居技術(shù)的基本概念和應用價值，對社會環(huán)境的影響有一定認識。C級：對智能家居技術(shù)的基本概念和應用價值有初步了解，但對社會環(huán)境的影響認識不足。D級：對智能家居技術(shù)缺乏基本了解。工程思維：A級：能夠熟練運用系統(tǒng)分析的方法明確設計需求和約束條件，運用多種工程思維方法進行設計和優(yōu)化。B級：能夠運用系統(tǒng)分析的方法明確設計需求和約束條件，進行基本的設計和優(yōu)化。C級：對設計需求和約束條件有一定認識，但缺乏系統(tǒng)的分析和優(yōu)化能力。D級：對設計需求和約束條件認識不足，缺乏工程思維能力。創(chuàng)新設計：A級：能夠基于用戶需求提出創(chuàng)新性的設計方案，運用創(chuàng)造技法進行構(gòu)思和優(yōu)化，方案具有實用性和創(chuàng)新性。B級：能夠提出創(chuàng)新性的設計方案，但構(gòu)思和優(yōu)化能力有待提高。C級：能夠模仿或改進現(xiàn)有方案，但缺乏創(chuàng)新性。D級：無法提出有效的設計方案。圖樣表達：A級：能夠準確識讀和繪制智能家居產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)圖樣，圖樣表達準確、規(guī)范、清晰。B級：能夠識讀和繪制基本的技術(shù)圖樣，但準確性和規(guī)范性有待提高。C級：對技術(shù)圖樣的識讀和繪制能力有限。D級：無法識讀和繪制技術(shù)圖樣。物化能力：A級：能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具進行制作和調(diào)試，作品功能完善、穩(wěn)定性好、制作精細。B級：能夠根據(jù)設計方案進行制作和調(diào)試，但作品功能或制作質(zhì)量有待提升。C級：能夠完成基本的制作和調(diào)試工作，但作品存在明顯缺陷。D級：無法完成制作和調(diào)試工作。（六）總結(jié)與反思通過本次智能家居簡易產(chǎn)品設計的學業(yè)評價，旨在全面評估學生在技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力五個維度的核心素養(yǎng)發(fā)展情況。評價過程中注重過程性評價與結(jié)果性評價相結(jié)合，通過課堂表現(xiàn)、設計日志、小組討論、作品展示、功能測試、設計報告等多種形式收集評價信息，確保評價的全面性和客觀性。鼓勵學生進行自我評價和互評，培養(yǎng)自我反思和批判性思維能力。教師將根據(jù)評價結(jié)果給予具體的反饋和指導，幫助學生不斷改進和提升核心素養(yǎng)。在未來的教學中，將繼續(xù)優(yōu)化評價體系和方法，促進學生全面發(fā)展。十、大單元實施思路及教學結(jié)構(gòu)圖一、大單元實施思路本大單元以《智能家居簡易產(chǎn)品設計》為主題，通過四個子課題（繼電器控制LED燈、數(shù)字溫濕度計、人體感應燈、電動窗簾與智能窗簾）的教學，旨在培養(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。實施過程中，將注重理論與實踐相結(jié)合，通過項目式學習和探究式學習，讓學生在解決實際問題的過程中，掌握智能家居產(chǎn)品的設計原理、制作方法及調(diào)試技能。具體實施思路如下：情境導入：通過智能家居產(chǎn)品的展示和體驗，激發(fā)學生對智能家居技術(shù)的興趣，明確學習目標和任務。知識講解：結(jié)合具體案例，講解智能家居產(chǎn)品的基本原理、技術(shù)特點和應用場景，為后續(xù)的設計制作打下基礎(chǔ)。項目設計：引導學生分組進行項目設計，包括需求分析、方案設計、材料選擇、制作調(diào)試等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力和圖樣表達能力。實踐操作：指導學生進行智能家居產(chǎn)品的制作和調(diào)試，通過實踐操作，提升學生的物化能力和解決實際問題的能力。展示評價：組織學生進行項目展示和交流，通過互評和師評，及時反饋學習成果，促進學生反思和改進?？偨Y(jié)提升：對整個學習過程進行總結(jié)，提煉出智能家居產(chǎn)品設計的一般方法和步驟，為后續(xù)學習提供借鑒。二、教學目標設定（一）技術(shù)意識水平1：學生能夠結(jié)合個人生活經(jīng)歷，了解智能家居技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，形成對智能家居技術(shù)的初步認識和興趣。水平2：學生能夠通過案例分析，理解智能家居技術(shù)對個人生活和社會環(huán)境的影響，形成對智能家居技術(shù)的理性態(tài)度和評價。水平3：學生能夠自主搜集和分析智能家居技術(shù)的發(fā)展趨勢，評價智能家居技術(shù)的優(yōu)缺點，形成正確的技術(shù)觀和生態(tài)文明觀。（二）工程思維水平1：學生能夠通過經(jīng)歷智能家居產(chǎn)品設計的一般過程，初步進行設計方案的多因素分析，了解比較、權(quán)衡、優(yōu)化等系統(tǒng)分析的方法。水平2：學生能夠結(jié)合智能家居產(chǎn)品設計案例的分析，總結(jié)歸納出系統(tǒng)設計的方法，并能運用系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、流程、控制等原理進行簡單的技術(shù)設計活動。水平3：學生能夠就某一具體智能家居產(chǎn)品設計問題，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，提出可能的解決方案。（三）創(chuàng)新設計水平1：學生能夠通過調(diào)查等方式，了解智能家居產(chǎn)品的特定需求和需要解決的主要技術(shù)問題，能借鑒技術(shù)設計案例和技術(shù)規(guī)范嘗試制訂解決技術(shù)問題的單一方案。水平2：學生能夠面對熟悉的技術(shù)情境，運用技術(shù)語言分析智能家居產(chǎn)品的特定需求，明確需要解決的技術(shù)問題，能制訂解決技術(shù)問題的一個或多個方案。水平3：學生能夠面對較為復雜的技術(shù)情境，發(fā)現(xiàn)智能家居產(chǎn)品的多方面需求及關(guān)聯(lián)性，多角度分析需要解決的技術(shù)問題，能制訂符合一般設計原則和規(guī)范的多個方案，并通過技術(shù)試驗等方式體驗技術(shù)創(chuàng)新設計的一般方法。（四）圖樣表達水平1：學生能夠結(jié)合智能家居產(chǎn)品設計情境，識讀簡單的技術(shù)圖樣，如草圖、三視圖等，能用簡單的草圖表達與交流設計構(gòu)想。水平2：學生能夠在智能家居產(chǎn)品設計實踐中，繪制規(guī)范的設計圖紙，形成良好的設計習慣，能將簡單的設計方案用二維、三維設計軟件表現(xiàn)出來。水平3：學生能夠識讀較為復雜的技術(shù)圖樣，如機械加工圖、電子電路圖等，在智能家居產(chǎn)品設計中，能用較為復雜的草圖準確表達與交流設計構(gòu)想，并結(jié)合不同技術(shù)領(lǐng)域，進行方案的設計。（五）物化能力水平1：學生能夠根據(jù)智能家居產(chǎn)品設計要求選擇合適的材料與工具，了解常用材料的屬性及加工方法，在材料及其加工過程中，具有基本的安全、環(huán)保和質(zhì)量意識。水平2：學生能夠根據(jù)智能家居產(chǎn)品設計要求進行簡單的技術(shù)試驗，對材料進行性能測試，根據(jù)材料性能列出用料表，在實施設計方案的過程中，能從環(huán)境、經(jīng)濟、社會、質(zhì)量、美學等方面考慮材料的使用。水平3：學生能夠結(jié)合智能家居產(chǎn)品設計領(lǐng)域，掌握一些特殊材料的屬性及加工方法，根據(jù)方案設計要求選擇材料和工具，確定方案實現(xiàn)的時序和工序，能嚴謹細致地完成模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配，并對模型或產(chǎn)品進行基本的技術(shù)指標測量。三、教學結(jié)構(gòu)圖智能家居簡易產(chǎn)品設計├──1.繼電器控制LED燈│├──1.1繼電器工作原理│├──1.2繼電器封裝及引腳功能│├──1.3電路搭建與軟件開發(fā)│└──1.4學習目標與思考練習├──2.數(shù)字溫濕度計│├──2.1模數(shù)轉(zhuǎn)換原理│├──2.2DHT11傳感器介紹│├──2.3電路連接與軟件開發(fā)│└──2.4學習目標與思考練習├──3.人體感應燈│├──3.1HC-SR501工作原理│├──3.2電路連接與軟件開發(fā)│└──3.3學習目標與思考練習└──4.電動窗簾與智能窗簾├──4.1開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)├──4.2步進電機原理├──4.3電路連接與軟件開發(fā)├──4.4智能窗簾控制系統(tǒng)└──4.5學習目標與思考練習四、具體教學實施步驟第一步：情境導入（1課時）活動內(nèi)容：展示智能家居產(chǎn)品的實物或視頻，引導學生體驗智能家居的便利性和智能化特點，激發(fā)學生對智能家居技術(shù)的興趣。教學目標：培養(yǎng)學生的技術(shù)意識，形成對智能家居技術(shù)的初步認識和興趣。教學過程：教師展示智能家居產(chǎn)品，如智能音箱、智能燈泡、智能門鎖等。學生分組體驗智能家居產(chǎn)品的功能，討論智能家居技術(shù)的優(yōu)點和潛在的應用場景。教師總結(jié)智能家居技術(shù)的基本概念和發(fā)展趨勢，明確學習目標和任務。第二步：知識講解（4課時）活動內(nèi)容：分別講解繼電器控制LED燈、數(shù)字溫濕度計、人體感應燈、電動窗簾與智能窗簾的基本原理和技術(shù)特點。教學目標：技術(shù)意識：理解智能家居技術(shù)的基本原理和應用場景。工程思維：初步了解智能家居產(chǎn)品設計的系統(tǒng)分析方法。教學過程：繼電器控制LED燈：講解繼電器的工作原理和封裝引腳功能。演示繼電器控制LED燈的電路搭建和軟件開發(fā)過程。數(shù)字溫濕度計：介紹模數(shù)轉(zhuǎn)換原理和DHT11傳感器。演示數(shù)字溫濕度計的電路連接和軟件開發(fā)過程。人體感應燈：講解HC-SR501傳感器的工作原理。演示人體感應燈的電路連接和軟件開發(fā)過程。電動窗簾與智能窗簾：介紹開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)和步進電機原理。演示電動窗簾與智能窗簾的控制系統(tǒng)設計。第三步：項目設計（4課時）活動內(nèi)容：學生分組進行智能家居產(chǎn)品的項目設計，包括需求分析、方案設計、材料選擇等環(huán)節(jié)。教學目標：創(chuàng)新設計：培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力和圖樣表達能力。工程思維：運用系統(tǒng)分析的方法進行智能家居產(chǎn)品設計。教學過程：需求分析：學生分組討論智能家居產(chǎn)品的特定需求和功能要求。方案設計：學生根據(jù)需求分析結(jié)果，制訂智能家居產(chǎn)品的設計方案，包括結(jié)構(gòu)設計、電路設計、軟件設計等。材料選擇：學生根據(jù)設計方案，選擇合適的材料和工具，列出材料清單。圖樣表達：學生繪制智能家居產(chǎn)品的設計圖紙，包括電路圖、結(jié)構(gòu)圖等。第四步：實踐操作（8課時）活動內(nèi)容：學生分組進行智能家居產(chǎn)品的制作和調(diào)試，包括電路焊接、軟件編程、系統(tǒng)調(diào)試等環(huán)節(jié)。教學目標：物化能力：提升學生的物化能力和解決實際問題的能力。工程思維：通過實踐操作，加深對智能家居產(chǎn)品設計的理解。教學過程：電路焊接：學生根據(jù)設計圖紙，進行電路板的焊接和組裝。軟件編程：學生根據(jù)設計方案，編寫智能家居產(chǎn)品的控制程序。系統(tǒng)調(diào)試：學生進行智能家居產(chǎn)品的系統(tǒng)調(diào)試，包括功能測試、性能優(yōu)化等。問題解決：學生針對調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，進行分析和解決。第五步：展示評價（2課時）活動內(nèi)容：學生分組進行項目展示和交流，通過互評和師評，反饋學習成果。教學目標：技術(shù)意識：形成對智能家居技術(shù)的理性態(tài)度和評價。創(chuàng)新設計：通過項目展示，提升學生的創(chuàng)新設計能力和表達能力。教學過程：項目展示：學生分組展示智能家居產(chǎn)品的實物和演示視頻，介紹產(chǎn)品的設計思路、制作過程和功能特點。互評和師評：學生根據(jù)評價標準，對展示項目進行互評和師評，提出改進建議?？偨Y(jié)反饋：教師總結(jié)展示項目的亮點和不足，提出后續(xù)學習的建議和方向。第六步：總結(jié)提升（1課時）活動內(nèi)容：對整個學習過程進行總結(jié)，提煉出智能家居產(chǎn)品設計的一般方法和步驟。教學目標：工程思維：總結(jié)智能家居產(chǎn)品設計的系統(tǒng)分析方法。物化能力：提升解決實際問題的能力。教學過程：回顧總結(jié)：教師引導學生回顧整個學習過程，總結(jié)智能家居產(chǎn)品設計的基本原理、方法和步驟。提煉方法：教師提煉出智能家居產(chǎn)品設計的一般方法和步驟，包括需求分析、方案設計、材料選擇、制作調(diào)試等環(huán)節(jié)。展望未來：教師鼓勵學生將所學知識應用于實際生活中，積極參與智能家居技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。十一、大情境、大任務創(chuàng)設教學目標設定通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標：（一）技術(shù)意識：學生能夠理解智能家居技術(shù)在現(xiàn)代生活中的應用及其重要性，形成對智能家居技術(shù)的初步認識和興趣，并能評價智能家居技術(shù)對個人生活和社會環(huán)境的影響。（二）工程思維：學生能夠經(jīng)歷智能家居產(chǎn)品設計的一般過程，運用系統(tǒng)分析的方法，識別并解決智能家居產(chǎn)品設計中的技術(shù)問題，初步形成工程思維與解決問題的能力。（三）創(chuàng)新設計：學生能夠針對智能家居產(chǎn)品的特定需求，運用創(chuàng)新思維提出多種設計方案，并通過技術(shù)試驗等方式體驗技術(shù)創(chuàng)新設計的一般方法。（四）圖樣表達：學生能夠識讀智能家居產(chǎn)品設計中的常見技術(shù)圖樣，并能運用手工和二維、三維設計軟件繪制設計圖樣，表達與交流設計構(gòu)想。（五）物化能力：學生能夠根據(jù)智能家居產(chǎn)品設計要求選擇合適的材料與工具，完成模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配，并對模型或產(chǎn)品進行基本的技術(shù)指標測量。大情境創(chuàng)設隨著科技的飛速發(fā)展，智能家居技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到我們的日常生活中，為我們的生活帶來了極大的便利和舒適。想象一下，當你走進家門，燈光自動亮起，溫濕度自動調(diào)節(jié)到最舒適的狀態(tài)，窗簾根據(jù)你的需求自動開合……這一切不再只是科幻電影中的場景，而是智能家居技術(shù)為我們帶來的現(xiàn)實體驗。在本單元的學習中，我們將置身于一個智能家居設計的真實情境中，扮演智能家居產(chǎn)品的設計師，從需求分析到方案設計，再到材料選擇、制作調(diào)試，全程參與智能家居產(chǎn)品的設計過程。通過這個大情境，我們將深入理解智能家居技術(shù)的原理和應用，掌握智能家居產(chǎn)品設計的基本方法和技能，同時培養(yǎng)我們的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。大任務創(chuàng)設大任務名稱：智能家居簡易產(chǎn)品設計與實現(xiàn)任務背景：隨著人們生活水平的提高，對家居環(huán)境的舒適性和智能化要求也越來越高。智能家居技術(shù)作為現(xiàn)代科技的重要應用之一，正逐漸改變著我們的生活方式。本任務旨在通過智能家居簡易產(chǎn)品的設計與實現(xiàn)，讓學生深入了解智能家居技術(shù)的原理和應用，掌握智能家居產(chǎn)品設計的基本方法和技能，同時培養(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。任務目標：技術(shù)意識：學生能夠理解智能家居技術(shù)在現(xiàn)代生活中的應用及其重要性，形成對智能家居技術(shù)的初步認識和興趣。工程思維：學生能夠經(jīng)歷智能家居產(chǎn)品設計的一般過程，運用系統(tǒng)分析的方法，識別并解決智能家居產(chǎn)品設計中的技術(shù)問題。創(chuàng)新設計：學生能夠針對智能家居產(chǎn)品的特定需求，運用創(chuàng)新思維提出多種設計方案，并通過技術(shù)試驗等方式體驗技術(shù)創(chuàng)新設計的一般方法。圖樣表達：學生能夠識讀智能家居產(chǎn)品設計中的常見技術(shù)圖樣，并能運用手工和二維、三維設計軟件繪制設計圖樣，表達與交流設計構(gòu)想。物化能力：學生能夠根據(jù)智能家居產(chǎn)品設計要求選擇合適的材料與工具，完成模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配，并對模型或產(chǎn)品進行基本的技術(shù)指標測量。任務內(nèi)容：本任務將圍繞四個子任務展開，每個子任務對應一種智能家居簡易產(chǎn)品的設計與實現(xiàn)。具體子任務如下：子任務一：繼電器控制LED燈的設計與實現(xiàn)需求分析：分析LED燈控制的需求，確定使用繼電器控制LED燈的方案。方案設計：設計繼電器控制LED燈的電路圖，包括繼電器選型、電路設計等。材料選擇：根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，如繼電器、LED燈、Arduino開發(fā)板等。制作調(diào)試：按照設計方案搭建電路，編寫控制程序，進行調(diào)試和優(yōu)化。成果展示：展示繼電器控制LED燈的實現(xiàn)效果，包括電路圖、程序代碼、實物展示等。子任務二：數(shù)字溫濕度計的設計與實現(xiàn)需求分析：分析溫濕度測量的需求，確定使用DHT11傳感器和Arduino開發(fā)板實現(xiàn)數(shù)字溫濕度計的方案。方案設計：設計數(shù)字溫濕度計的電路圖，包括傳感器選型、電路設計等。材料選擇：根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，如DHT11傳感器、Arduino開發(fā)板、顯示屏等。制作調(diào)試：按照設計方案搭建電路，編寫數(shù)據(jù)采集和顯示程序，進行調(diào)試和優(yōu)化。成果展示：展示數(shù)字溫濕度計的實現(xiàn)效果，包括電路圖、程序代碼、實物展示等。子任務三：人體感應燈的設計與實現(xiàn)需求分析：分析人體感應燈的需求，確定使用HC-SR501傳感器和Arduino開發(fā)板實現(xiàn)人體感應燈的方案。方案設計：設計人體感應燈的電路圖，包括傳感器選型、電路設計等。材料選擇：根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，如HC-SR501傳感器、Arduino開發(fā)板、LED燈等。制作調(diào)試：按照設計方案搭建電路，編寫控制程序，進行調(diào)試和優(yōu)化。成果展示：展示人體感應燈的實現(xiàn)效果，包括電路圖、程序代碼、實物展示等。子任務四：電動窗簾與智能窗簾的設計與實現(xiàn)需求分析：分析電動窗簾和智能窗簾的需求，確定使用步進電機和Arduino開發(fā)板實現(xiàn)電動窗簾與智能窗簾的方案。方案設計：設計電動窗簾與智能窗簾的電路圖和控制流程圖，包括步進電機選型、電路設計、控制策略等。材料選擇：根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，如步進電機、Arduino開發(fā)板、窗簾軌道等。制作調(diào)試：按照設計方案搭建電路，編寫控制程序，進行調(diào)試和優(yōu)化。實現(xiàn)電動窗簾的自動開合和智能窗簾的自動控制。成果展示：展示電動窗簾與智能窗簾的實現(xiàn)效果，包括電路圖、控制流程圖、程序代碼、實物展示等。任務實施步驟：情境導入：通過展示智能家居產(chǎn)品的實物或視頻，激發(fā)學生對智能家居技術(shù)的興趣，明確學習任務和目標。知識講解：結(jié)合具體案例，講解智能家居產(chǎn)品的基本原理、技術(shù)特點和應用場景，為后續(xù)的設計制作打下基礎(chǔ)。分組設計：學生分組進行智能家居產(chǎn)品的設計，包括需求分析、方案設計、材料選擇等環(huán)節(jié)。教師提供必要的指導和支持。制作調(diào)試：學生分組進行智能家居產(chǎn)品的制作和調(diào)試，包括電路搭建、軟件編程、系統(tǒng)調(diào)試等環(huán)節(jié)。教師提供必要的幫助和反饋。展示評價：學生分組進行項目展示和交流，通過互評和師評，反饋學習成果。教師總結(jié)展示項目的亮點和不足，提出后續(xù)學習的建議和方向?？偨Y(jié)提升：對整個學習過程進行總結(jié)，提煉出智能家居產(chǎn)品設計的一般方法和步驟，為后續(xù)學習提供借鑒。通過這個大任務的實施，學生將全面掌握智能家居簡易產(chǎn)品設計的基本方法和技能，同時培養(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)。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：智能家居簡易產(chǎn)品設計課時設計：情境導入（1課時）知識講解（4課時）繼電器控制LED燈（1課時）數(shù)字溫濕度計（1課時）人體感應燈（1課時）電動窗簾與智能窗簾（1課時）項目設計（4課時）實踐操作（8課時）繼電器控制LED燈（2課時）數(shù)字溫濕度計（2課時）人體感應燈（2課時）電動窗簾與智能窗簾（2課時）展示評價（2課時）總結(jié)提升（1課時）（二）學習目標教學目標設定根據(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)合本單元的教學內(nèi)容，設定以下教學目標：通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標：技術(shù)意識水平1：學生能夠結(jié)合個人生活經(jīng)歷，了解智能家居技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，形成對智能家居技術(shù)的初步認識和興趣。水平2：學生能夠通過案例分析，理解智能家居技術(shù)對個人生活和社會環(huán)境的影響，形成對智能家居技術(shù)的理性態(tài)度和評價。水平3：學生能夠自主搜集和分析智能家居技術(shù)的發(fā)展趨勢，評價智能家居技術(shù)的優(yōu)缺點，形成正確的技術(shù)觀和生態(tài)文明觀。工程思維水平1：學生能夠通過經(jīng)歷智能家居產(chǎn)品設計的一般過程，初步進行設計方案的多因素分析，了解比較、權(quán)衡、優(yōu)化等系統(tǒng)分析的方法。水平2：學生能夠結(jié)合智能家居產(chǎn)品設計案例的分析，總結(jié)歸納出系統(tǒng)設計的方法，并能運用系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、流程、控制等原理進行簡單的技術(shù)設計活動。水平3：學生能夠就某一具體智能家居產(chǎn)品設計問題，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，提出可能的解決方案。創(chuàng)新設計水平1：學生能夠通過調(diào)查等方式，了解智能家居產(chǎn)品的特定需求和需要解決的主要技術(shù)問題，能借鑒技術(shù)設計案例和技術(shù)規(guī)范嘗試制訂解決技術(shù)問題的單一方案。水平2：學生能夠面對熟悉的技術(shù)情境，運用技術(shù)語言分析智能家居產(chǎn)品的特定需求，明確需要解決的技術(shù)問題，能制訂解決技術(shù)問題的一個或多個方案。水平3：學生能夠面對較為復雜的技術(shù)情境，發(fā)現(xiàn)智能家居產(chǎn)品的多方面需求及關(guān)聯(lián)性，多角度分析需要解決的技術(shù)問題，能制訂符合一般設計原則和規(guī)范的多個方案，并通過技術(shù)試驗等方式體驗技術(shù)創(chuàng)新設計的一般方法。圖樣表達水平1：學生能夠結(jié)合智能家居產(chǎn)品設計情境，識讀簡單的技術(shù)圖樣，如草圖、三視圖等，能用簡單的草圖表達與交流設計構(gòu)想。水平2：學生能夠在智能家居產(chǎn)品設計實踐中，繪制規(guī)范的設計圖紙，形成良好的設計習慣，能將簡單的設計方案用二維、三維設計軟件表現(xiàn)出來。水平3：學生能夠識讀較為復雜的技術(shù)圖樣，如機械加工圖、電子電路圖等，在智能家居產(chǎn)品設計中，能用較為復雜的草圖準確表達與交流設計構(gòu)想，并結(jié)合不同技術(shù)領(lǐng)域，進行方案的設計。物化能力水平1：學生能夠根據(jù)智能家居產(chǎn)品設計要求選擇合適的材料與工具，了解常用材料的屬性及加工方法，在材料及其加工過程中，具有基本的安全、環(huán)保和質(zhì)量意識。水平2：學生能夠根據(jù)智能家居產(chǎn)品設計要求進行簡單的技術(shù)試驗，對材料進行性能測試，根據(jù)材料性能列出用料表，在實施設計方案的過程中，能從環(huán)境、經(jīng)濟、社會、質(zhì)量、美學等方面考慮材料的使用。水平3：學生能夠結(jié)合智能家居產(chǎn)品設計領(lǐng)域，掌握一些特殊材料的屬性及加工方法，根據(jù)方案設計要求選擇材料和工具，確定方案實現(xiàn)的時序和工序，能嚴謹細致地完成模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配，并對模型或產(chǎn)品進行基本的技術(shù)指標測量。（三）評價任務過程性評價：通過課堂觀察、小組討論、項目設計、實踐操作等環(huán)節(jié)，評價學生在技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等方面的表現(xiàn)。成果性評價：通過項目展示、作品評價、技術(shù)試驗報告、設計說明書等成果，評價學生在智能家居產(chǎn)品設計過程中的綜合能力。自評與互評：組織學生進行自我評價和相互評價，通過評價表的形式，讓學生反思自己的學習過程和成果，同時借鑒他人的優(yōu)點，改進自己的不足。（四）學習過程第一步：情境導入（1課時）活動內(nèi)容：展示智能家居產(chǎn)品的實物或視頻，引導學生體驗智能家居的便利性和智能化特點，激發(fā)學生對智能家居技術(shù)的興趣。教學過程：教師展示智能家居產(chǎn)品，如智能音箱、智能燈泡、智能門鎖等。學生分組體驗智能家居產(chǎn)品的功能，討論智能家居技術(shù)的優(yōu)點和潛在的應用場景。教師總結(jié)智能家居技術(shù)的基本概念和發(fā)展趨勢，明確學習目標和任務。第二步：知識講解（4課時）繼電器控制LED燈（1課時）活動內(nèi)容：講解繼電器的工作原理、封裝及引腳功能，演示繼電器控制LED燈的電路搭建和軟件開發(fā)過程。教學過程：介紹繼電器的工作原理和封裝引腳功能。演示繼電器控制LED燈的電路搭建和軟件開發(fā)過程。學生分組討論繼電器在智能家居中的應用場景。數(shù)字溫濕度計（1課時）活動內(nèi)容：介紹模數(shù)轉(zhuǎn)換原理、DHT11傳感器，演示數(shù)字溫濕度計的電路連接和軟件開發(fā)過程。教學過程：介紹模數(shù)轉(zhuǎn)換原理和DHT11傳感器。演示數(shù)字溫濕度計的電路連接和軟件開發(fā)過程。學生分組討論數(shù)字溫濕度計在智能家居中的應用場景。人體感應燈（1課時）活動內(nèi)容：講解HC-SR501傳感器的工作原理，演示人體感應燈的電路連接和軟件開發(fā)過程。教學過程：介紹HC-SR501傳感器的工作原理。演示人體感應燈的電路連接和軟件開發(fā)過程。學生分組討論人體感應燈在智能家居中的應用場景。電動窗簾與智能窗簾（1課時）活動內(nèi)容：介紹開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)、步進電機原理，演示電動窗簾與智能窗簾的控制系統(tǒng)設計。教學過程：介紹開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)、步進電機原理。演示電動窗簾與智能窗簾的控制系統(tǒng)設計。學生分組討論電動窗簾與智能窗簾在智能家居中的應用場景。第三步：項目設計（4課時）活動內(nèi)容：學生分組進行智能家居產(chǎn)品的項目設計，包括需求分析、方案設計、材料選擇等環(huán)節(jié)。教學過程：需求分析：學生分組討論智能家居產(chǎn)品的特定需求和功能要求。方案設計：學生根據(jù)需求分析結(jié)果，制訂智能家居產(chǎn)品的設計方案，包括結(jié)構(gòu)設計、電路設計、軟件設計等。材料選擇：學生根據(jù)設計方案，選擇合適的材料和工具，列出材料清單。圖樣表達：學生繪制智能家居產(chǎn)品的設計圖紙，包括電路圖、結(jié)構(gòu)圖等。第四步：實踐操作（8課時）繼電器控制LED燈（2課時）活動內(nèi)容：學生分組進行繼電器控制LED燈的電路焊接、軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試。教學過程：電路焊接：學生根據(jù)設計圖紙，進行電路板的焊接和組裝。軟件編程：學生根據(jù)設計方案，編寫繼電器控制LED燈的控制程序。系統(tǒng)調(diào)試：學生進行系統(tǒng)調(diào)試，確保繼電器控制LED燈正常工作。數(shù)字溫濕度計（2課時）活動內(nèi)容：學生分組進行數(shù)字溫濕度計的電路連接、軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試。教學過程：電路連接：學生根據(jù)設計圖紙，進行DHT11傳感器的電路連接。軟件編程：學生根據(jù)設計方案，編寫數(shù)字溫濕度計的控制程序。系統(tǒng)調(diào)試：學生進行系統(tǒng)調(diào)試，確保數(shù)字溫濕度計正常工作。人體感應燈（2課時）活動內(nèi)容：學生分組進行人體感應燈的電路連接、軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試。教學過程：電路連接：學生根據(jù)設計圖紙，進行HC-SR501傳感器的電路連接。軟件編程：學生根據(jù)設計方案，編寫人體感應燈的控制程序。系統(tǒng)調(diào)試：學生進行系統(tǒng)調(diào)試，確保人體感應燈正常工作。電動窗簾與智能窗簾（2課時）活動內(nèi)容：學生分組進行電動窗簾與智能窗簾的電路連接、軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試。教學過程：電路連接：學生根據(jù)設計圖紙，進行步進電機和傳感器的電路連接。軟件編程：學生根據(jù)設計方案，編寫電動窗簾與智能窗簾的控制程序。系統(tǒng)調(diào)試：學生進行系統(tǒng)調(diào)試，確保電動窗簾與智能窗簾正常工作。第五步：展示評價（2課時）活動內(nèi)容：學生分組進行項目展示和交流，通過互評和師評，反饋學習成果。教學過程：項目展示：學生分組展示智能家居產(chǎn)品的實物和演示視頻，介紹產(chǎn)品的設計思路、制作過程和功能特點?；ピu和師評：學生根據(jù)評價標準，對展示項目進行互評和師評，提出改進建議?？偨Y(jié)反饋：教師總結(jié)展示項目的亮點和不足，提出后續(xù)學習的建議和方向。第六步：總結(jié)提升（1課時）活動內(nèi)容：對整個學習過程進行總結(jié)，提煉出智能家居產(chǎn)品設計的一般方法和步驟。教學過程：回顧總結(jié)：教師引導學生回顧整個學習過程，總結(jié)智能家居產(chǎn)品設計的基本原理、方法和步驟。提煉方法：教師提煉出智能家居產(chǎn)品設計的一般方法和步驟，包括需求分析、方案設計、材料選擇、制作調(diào)試等環(huán)節(jié)。展望未來：教師鼓勵學生將所學知識應用于實際生活中，積極參與智能家居技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。（五）作業(yè)與檢測作業(yè)設計繼電器控制LED燈：設計并制作一個繼電器控制LED燈的電路，編寫控制程序，并進行系統(tǒng)調(diào)試。數(shù)字溫濕度計：設計并制作一個數(shù)字溫濕度計，編寫控制程序，并進行系統(tǒng)調(diào)試。人體感應燈：設計并制作一個人體感應燈，編寫控制程序，并進行系統(tǒng)調(diào)試。電動窗簾與智能窗簾：設計并制作一個電動窗簾與智能窗簾的控制系統(tǒng)，編寫控制程序，并進行系統(tǒng)調(diào)試。檢測方式技術(shù)試驗報告：要求學生撰寫技術(shù)試驗報告，記錄設計思路、制作過程和調(diào)試結(jié)果。作品評價：通過展示和評價學生的作品，檢驗學生在智能家居產(chǎn)品設計方面的綜合能力。（六）學后反思學生反思：學生反思自己在智能家居產(chǎn)品設計過程中的學習經(jīng)歷和收獲，總結(jié)自己的優(yōu)點和不足，提出改進措施。教師反思：教師反思教學過程中的得失，總結(jié)教學經(jīng)驗，提出改進教學的建議和方向。十三、學科實踐與跨學科學習設計一、引言《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》明確提出了通用技術(shù)學科的核心素養(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。智能家居應用設計作為選擇性必修課程，不僅要求學生掌握智能家居產(chǎn)品的基本原理和設計方法，還要通過學科實踐和跨學科學習，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。本設計將以《智能家居簡易產(chǎn)品設計》第3章的教學內(nèi)容為基礎(chǔ)，設計一系列學科實踐與跨學科學習活動，旨在提升學生的綜合能力和創(chuàng)新能力。二、教學目標技術(shù)意識：學生能夠理解智能家居技術(shù)的基本原理和應用場景，形成對智能家居技術(shù)的興趣和初步認識。學生能夠分析智能家居技術(shù)對個人生活和社會環(huán)境的影響，形成對智能家居技術(shù)的理性態(tài)度和評價。學生能夠關(guān)注智能家居技術(shù)的發(fā)展趨勢，形成對新技術(shù)的好奇心和探索欲。工程思維：學生能夠通過智能家居產(chǎn)品的設計過程，初步掌握系統(tǒng)分析的方法，了解比較、權(quán)衡、優(yōu)化等工程思維的應用。學生能夠結(jié)合智能家居產(chǎn)品設計案例，總結(jié)歸納出系統(tǒng)設計的方法，并能運用系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、流程、控制等原理進行技術(shù)設計活動。學生能夠針對智能家居產(chǎn)品設計中的具體問題，運用系統(tǒng)分析的方法，提出解決方案，并進行性能評估和優(yōu)化。創(chuàng)新設計：學生能夠通過調(diào)查和分析，了解智能家居產(chǎn)品的特定需求和需要解決的技術(shù)問題，能借鑒技術(shù)設計案例和技術(shù)規(guī)范嘗試制訂解決技術(shù)問題的方案。學生能夠面對熟悉的技術(shù)情境，運用技術(shù)語言分析智能家居產(chǎn)品的需求，明確需要解決的技術(shù)問題，并能制訂解決技術(shù)問題的多個方案。學生能夠面對復雜的技術(shù)情境，發(fā)現(xiàn)智能家居產(chǎn)品的多方面需求及關(guān)聯(lián)性，多角度分析技術(shù)問題，能制訂符合設計原則和規(guī)范的多個方案，并通過技術(shù)試驗等方式體驗技術(shù)創(chuàng)新設計的一般方法。圖樣表達：學生能夠結(jié)合智能家居產(chǎn)品設計情境，識讀簡單的技術(shù)圖樣，如草圖、三視圖等，能用簡單的草圖表達與交流設計構(gòu)想。學生能夠在智能家居產(chǎn)品設計實踐中，繪制規(guī)范的設計圖紙，形成良好的設計習慣，能將簡單的設計方案用二維、三維設計軟件表現(xiàn)出來。學生能夠識讀較為復雜的技術(shù)圖樣，如機械加工圖、電子電路圖等，在智能家居產(chǎn)品設計中，能用較為復雜的草圖準確表達與交流設計構(gòu)想，并結(jié)合不同技術(shù)領(lǐng)域，進行方案的設計。物化能力：學生能夠根據(jù)智能家居產(chǎn)品設計要求選擇合適的材料與工具，了解常用材料的屬性及加工方法，在材料及其加工過程中，具有基本的安全、環(huán)保和質(zhì)量意識。學生能夠根據(jù)智能家居產(chǎn)品設計要求進行簡單的技術(shù)試驗，對材料進行性能測試，根據(jù)材料性能列出用料表，在實施設計方案的過程中，能從環(huán)境、經(jīng)濟、社會、質(zhì)量、美學等方面考慮材料的使用。學生能夠結(jié)合智能家居產(chǎn)品設計領(lǐng)域，掌握一些特殊材料的屬性及加工方法，根據(jù)方案設計要求選擇材料和工具，確定方案實現(xiàn)的時序和工序，能嚴謹細致地完成模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配，并對模型或產(chǎn)品進行基本的技術(shù)指標測量。三、學習目標繼電器控制LED燈：掌握繼電器的工作原理和引腳功能。了解繼電器控制的實現(xiàn)方法。能夠設計并搭建繼電器控制LED燈的電路。數(shù)字溫濕度計：掌握模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理和意義。了解數(shù)字溫濕度傳感器的特點和工作原理。能夠設計并搭建數(shù)字溫濕度計的電路。人體感應燈：了解人體感應燈的設計原理和設計框架。掌握人體紅外傳感器的應用。能夠設計并搭建人體感應燈的電路。電動窗簾與智能窗簾：掌握開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理。了解步進電機的工作原理和控制方法。能夠設計并搭建電動窗簾與智能窗簾的控制系統(tǒng)。四、作業(yè)目標設定技術(shù)意識：分析智能家居產(chǎn)品在日常生活中的應用場景和優(yōu)勢。調(diào)研智能家居產(chǎn)品的市場現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，撰寫調(diào)研報告。工程思維：設計一個智能家居產(chǎn)品的系統(tǒng)方案，包括需求分析、方案設計、材料選擇等。對設計的智能家居產(chǎn)品進行性能評估和優(yōu)化，提出改進方案。創(chuàng)新設計：針對智能家居產(chǎn)品的特定需求，提出創(chuàng)新設計方案，并繪制設計圖紙。結(jié)合跨學科知識，設計一種新型智能家居產(chǎn)品，并撰寫設計報告。圖樣表達：繪制智能家居產(chǎn)品的三視圖、電路圖等技術(shù)圖樣。使用二維、三維設計軟件設計智能家居產(chǎn)品的外觀和結(jié)構(gòu)。物化能力：根據(jù)設計方案，選擇合適的材料和工具，制作智能家居產(chǎn)品的模型或原型。對制作的智能家居產(chǎn)品進行技術(shù)測試和性能評估，撰寫測試報告。五、學科實踐與跨學科學習活動設計1.學科實踐活動設計（1）繼電器控制LED燈實踐活動活動目標：掌握繼電器的工作原理和控制方法，能夠設計并搭建繼電器控制LED燈的電路?；顒觾?nèi)容：理論學習：講解繼電器的工作原理、封裝及引腳功能。電路搭建：根據(jù)設計方案，搭建繼電器控制LED燈的電路。軟件開發(fā)：編寫控制程序，實現(xiàn)繼電器對LED燈的控制。系統(tǒng)調(diào)試：對電路進行調(diào)試，確保LED燈能夠正常工作。展示評價：展示作品，進行自評、互評和師評。（2）數(shù)字溫濕度計實踐活動活動目標：掌握模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理和數(shù)字溫濕度傳感器的應用，能夠設計并搭建數(shù)字溫濕度計?；顒觾?nèi)容：理論學習：講解模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理和數(shù)字溫濕度傳感器的特點。電路搭建：根據(jù)設計方案，搭建數(shù)字溫濕度計的電路。軟件開發(fā)：編寫程序，實現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的讀取和顯示。系統(tǒng)調(diào)試：對電路進行調(diào)試，確保溫濕度數(shù)據(jù)能夠準確讀取和顯示。展示評價：展示作品，進行自評、互評和師評。（3）人體感應燈實踐活動活動目標：了解人體感應燈的設計原理和設計框架，掌握人體紅外傳感器的應用，能夠設計并搭建人體感應燈。活動內(nèi)容：理論學習：講解人體紅外傳感器的工作原理和設計框架。電路搭建：根據(jù)設計方案，搭建人體感應燈的電路。軟件開發(fā)：編寫程序，實現(xiàn)人體感應燈的控制。系統(tǒng)調(diào)試：對電路進行調(diào)試，確保人體感應燈能夠正常工作。展示評價：展示作品，進行自評、互評和師評。（4）電動窗簾與智能窗簾實踐活動活動目標：掌握開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理，了解步進電機的工作原理和控制方法，能夠設計并搭建電動窗簾與智能窗簾的控制系統(tǒng)。活動內(nèi)容：理論學習：講解開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理、步進電機的工作原理。電路搭建：根據(jù)設計方案，搭建電動窗簾與智能窗簾的控制系統(tǒng)電路。軟件開發(fā)：編寫程序，實現(xiàn)電動窗簾與智能窗簾的控制。系統(tǒng)調(diào)試：對電路進行調(diào)試，確保電動窗簾與智能窗簾能夠正常工作。展示評價：展示作品，進行自評、互評和師評。2.跨學科學習活動設計（1）智能家居與信息技術(shù)的跨學科學習活動目標：結(jié)合信息技術(shù)知識，設計并實現(xiàn)智能家居產(chǎn)品的遠程控制功能?；顒觾?nèi)容：理論學習：講解網(wǎng)絡通信協(xié)議、Web開發(fā)技術(shù)等相關(guān)知識。系統(tǒng)設計：設計智能家居產(chǎn)品的遠程控制方案，包括前端界面設計、后端服務器搭建等。軟件開發(fā)：編寫前端和后端程序，實現(xiàn)智能家居產(chǎn)品的遠程控制功能。系統(tǒng)測試：對遠程控制功能進行測試，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。展示評價：展示作品，進行自評、互評和師評。（2）智能家居與物理學的跨學科學習活動目標：結(jié)合物理學知識，分析智能家居產(chǎn)品中的物理現(xiàn)象和原理?；顒觾?nèi)容：理論學習：講解電路原理、光學原理、力學原理等相關(guān)知識。實驗探究：通過實驗探究智能家居產(chǎn)品中的物理現(xiàn)象和原理，如光電效應、電磁感應等。數(shù)據(jù)分析：對實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，得出相關(guān)結(jié)論。報告撰寫：撰寫實驗報告，總結(jié)實驗過程和結(jié)果。展示評價：展示實驗報告和成果，進行自評、互評和師評。（3）智能家居與藝術(shù)設計的跨學科學習活動目標：結(jié)合藝術(shù)設計知識，設計智能家居產(chǎn)品的外觀和界面?；顒觾?nèi)容：理論學習：講解色彩搭配、界面設計、造型設計等相關(guān)知識。設計實踐：根據(jù)智能家居產(chǎn)品的功能需求，設計其外觀和界面。方案優(yōu)化：對設計方案進行優(yōu)化，確保其既美觀又實用。模型制作：根據(jù)設計方案，制作智能家居產(chǎn)品的模型或原型。展示評價：展示設計作品和模型，進行自評、互評和師評。六、總結(jié)與反思通過本次學科實踐與跨學科學習活動的設計與實施，學生不僅能夠深入理解智能家居產(chǎn)品的基本原理和設計方法，還能夠在實踐中培養(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核心素養(yǎng)?？鐚W科學習活動的設計和實施，有助于拓寬學生的知識面和視野，提高其綜合運用多學科知識解決問題的能力。在后續(xù)的教學實踐中，我們將繼續(xù)探索和優(yōu)化學科實踐與跨學科學習活動的設計與實施策略，以更好地促進學生的全面發(fā)展。十四、大單元作業(yè)設計一、教學目標本單元的教學目標旨在通過智能家居簡易產(chǎn)品設計的實踐活動，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。通過具體項目的設計與制作，學生將掌握智能家居產(chǎn)品的基本原理、制作方法及調(diào)試技能，提升解決實際問題的能力。二、作業(yè)目標設定（一）技術(shù)意識理解智能家居技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系：學生能夠結(jié)合個人生活經(jīng)歷，了解智能家居技術(shù)在現(xiàn)代生活中的應用及其對人類社會的影響，形成對智能家居技術(shù)的初步認識和興趣。分析智能家居技術(shù)對社會環(huán)境的影響：通過案例分析，學生能夠理解智能家居技術(shù)對個人生活和社會環(huán)境的影響，形成對智能家居技術(shù)的理性態(tài)度和評價。關(guān)注智能家居技術(shù)的發(fā)展趨勢：學生能夠自主搜集和分析智能家居技術(shù)的發(fā)展趨勢，評價智能家居技術(shù)的優(yōu)缺點，形成正確的技術(shù)觀和生態(tài)文明觀。（二）工程思維經(jīng)歷智能家居產(chǎn)品設計的一般過程：學生能夠通過經(jīng)歷智能家居產(chǎn)品設計的一般過程，初步進行設計方案的多因素分析，了解比較、權(quán)衡、優(yōu)化等系統(tǒng)分析的方法。運用系統(tǒng)分析方法進行設計：學生能夠結(jié)合智能家居產(chǎn)品設計案例的分析，總結(jié)歸納出系統(tǒng)設計的方法，并能運用系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、流程、控制等原理進行簡單的技術(shù)設計活動。識別并解決技術(shù)問題：學生能夠就某一具體智能家居產(chǎn)品設計問題，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，提出可能的解決方案。（三）創(chuàng)新設計了解智能家居產(chǎn)品的特定需求：學生能夠通過調(diào)查等方式，了解智能家居產(chǎn)品的特定需求和需要解決的主要技術(shù)問題，能借鑒技術(shù)設計案例和技術(shù)規(guī)范嘗試制訂解決技術(shù)問題的單一方案。制訂多個解決方案：學生能夠面對熟悉的技術(shù)情境，運用技術(shù)語言分析智能家居產(chǎn)品的特定需求，明確需要解決的技術(shù)問題，能制訂解決技術(shù)問題的一個或多個方案。體驗技術(shù)創(chuàng)新設計的方法：學生能夠面對較為復雜的技術(shù)情境，發(fā)現(xiàn)智能家居產(chǎn)品的多方面需求及關(guān)聯(lián)性，多角度分析需要解決的技術(shù)問題，能制訂符合一般設計原則和規(guī)范的多個方案，并通過技術(shù)試驗等方式體驗技術(shù)創(chuàng)新設計的一般方法。（四）圖樣表達識讀