2019版 豫科版 高中通-用技術(shù) 選擇性必修9 創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明《第四章 發(fā)明成果與專利》大單元整體教學設(shè)計2020課標

版豫科版高中通用技術(shù)選擇性必修9創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明《第四章發(fā)明成果與專利》大單元整體教學設(shè)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(shè)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(wù)創(chuàng)設(shè)十二、單元學歷案十三、學科實踐與跨學科學習設(shè)計十四、大單元作業(yè)設(shè)計十五、“教-學-評”一致性課時設(shè)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，創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明是選擇性必修模塊中的重要內(nèi)容。本次大單元教學設(shè)計聚焦于豫科版高中通用技術(shù)選擇性必修9《創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明》的第四章《發(fā)明成果與專利》，旨在通過本章內(nèi)容的學習，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，以及尊重和保護知識產(chǎn)權(quán)的意識。本章內(nèi)容共分為三節(jié)，分別是“發(fā)明成果的實現(xiàn)”、“創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化”和“知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利”。第一節(jié)“發(fā)明成果的實現(xiàn)”包括兩部分內(nèi)容：一是創(chuàng)造成果的實現(xiàn)步驟，包括選題規(guī)劃、方案設(shè)計以及方案的評價與論證；二是創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動，通過實踐活動來提升學生的創(chuàng)新能力和動手實踐能力。第二節(jié)“創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化”著重于引導學生對創(chuàng)造成果進行辯證分析，理解其兩面性，并提出防止產(chǎn)生負面影響的優(yōu)化路徑和有效措施。通過這一節(jié)的學習，學生將學會如何全面、客觀地評價創(chuàng)造成果，并具備初步的優(yōu)化設(shè)計能力。第三節(jié)“知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利”則側(cè)重于知識產(chǎn)權(quán)的保護意識和專利申請流程的教學。通過本節(jié)內(nèi)容的學習，學生將了解知識產(chǎn)權(quán)保護的重要性，學會尊重他人的創(chuàng)造性成果，并掌握專利申請的基本方法和流程。（二）單元內(nèi)容分析本單元內(nèi)容緊密圍繞“創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明”這一主題展開，旨在通過理論講解和實踐活動相結(jié)合的方式，全面提升學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。具體內(nèi)容分析如下：發(fā)明成果的實現(xiàn)：本節(jié)內(nèi)容通過選題規(guī)劃、方案設(shè)計以及方案的評價與論證等步驟，引導學生逐步掌握創(chuàng)造成果的實現(xiàn)過程。選題規(guī)劃階段，學生需要學會從現(xiàn)實生活中尋找問題，確定具有創(chuàng)新性和實用性的選題；方案設(shè)計階段，則要求學生運用所學知識進行創(chuàng)造性設(shè)計，提出可行的解決方案；方案的評價與論證階段，則是對設(shè)計方案的全面檢驗和優(yōu)化，確保方案的可行性和創(chuàng)新性。創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化：本節(jié)內(nèi)容通過引導學生對創(chuàng)造成果進行利弊分析，培養(yǎng)其辯證思維能力和優(yōu)化設(shè)計能力。學生需要學會從多個角度對創(chuàng)造成果進行全面評價，理解其優(yōu)勢和不足，并提出針對性的優(yōu)化措施。這一過程中，學生將逐漸掌握如何平衡創(chuàng)新性與實用性、如何避免創(chuàng)造成果可能帶來的負面影響等關(guān)鍵技能。知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利：本節(jié)內(nèi)容聚焦于知識產(chǎn)權(quán)保護和專利申請流程的教學。學生將了解知識產(chǎn)權(quán)的基本概念和重要性，學會尊重他人的創(chuàng)造性成果，并掌握專利申請的基本方法和流程。通過本節(jié)內(nèi)容的學習，學生將具備初步的知識產(chǎn)權(quán)保護意識和專利申請能力。（三）單元內(nèi)容整合本單元內(nèi)容在整合上注重理論與實踐相結(jié)合、知識與技能相融合的原則。具體整合策略如下：理論與實踐相結(jié)合：在理論講解的基礎(chǔ)上，通過實踐活動來加深學生對知識點的理解和掌握。例如，在“發(fā)明成果的實現(xiàn)”一節(jié)中，通過選題規(guī)劃、方案設(shè)計等實踐活動來提升學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力；在“知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利”一節(jié)中，則通過模擬專利申請流程等實踐活動來增強學生的知識產(chǎn)權(quán)保護意識和專利申請能力。知識與技能相融合：在傳授知識的同時，注重培養(yǎng)學生的實踐技能和創(chuàng)新能力。例如，在“創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動”中，通過引導學生運用所學知識進行創(chuàng)造性設(shè)計來培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和動手能力；在“創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化”中，則通過引導學生對創(chuàng)造成果進行全面評價和優(yōu)化設(shè)計來培養(yǎng)其辯證思維能力和優(yōu)化設(shè)計能力?？鐚W科融合：本單元內(nèi)容還注重與其他學科的融合與滲透。例如，在“發(fā)明成果的實現(xiàn)”一節(jié)中，可以引入物理、化學、生物等相關(guān)學科的知識來豐富設(shè)計內(nèi)容；在“知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利”一節(jié)中，則可以結(jié)合法律學科的知識來講解專利申請的法律流程和注意事項等。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)的核心素養(yǎng)目標是：（一）技術(shù)意識技術(shù)意識是指對技術(shù)現(xiàn)象及技術(shù)問題的感知與體悟，以及對技術(shù)規(guī)范和標準的理解與運用。在本單元教學中，技術(shù)意識的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：對技術(shù)現(xiàn)象及技術(shù)問題的敏感性：通過引導學生觀察和分析現(xiàn)實生活中的技術(shù)問題，培養(yǎng)其對技術(shù)現(xiàn)象及技術(shù)問題的敏感性，使其能夠敏銳地捕捉到技術(shù)創(chuàng)新的契機。技術(shù)規(guī)范和標準的理解與應用：在方案設(shè)計、模型制作等實踐活動中，要求學生嚴格遵守技術(shù)規(guī)范和標準，確保設(shè)計作品的合理性和實用性。通過案例分析等方式加深學生對技術(shù)規(guī)范和標準的理解。技術(shù)倫理與道德意識的培養(yǎng)：在技術(shù)設(shè)計和創(chuàng)新過程中，注重培養(yǎng)學生的技術(shù)倫理與道德意識，使其能夠正確處理技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，形成正確的技術(shù)價值觀和責任感。（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。在本單元教學中，工程思維的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：系統(tǒng)分析與整體優(yōu)化：在方案設(shè)計階段，要求學生運用系統(tǒng)分析的方法對問題進行全面剖析，明確問題的制約條件和影響因素，并通過比較權(quán)衡來尋求最佳解決方案。注重培養(yǎng)學生的整體優(yōu)化意識，使其能夠在設(shè)計過程中綜合考慮各種因素，實現(xiàn)設(shè)計作品的整體最優(yōu)。結(jié)構(gòu)與流程的設(shè)計能力：通過引導學生對設(shè)計作品的結(jié)構(gòu)和流程進行精心設(shè)計，培養(yǎng)其結(jié)構(gòu)與流程的設(shè)計能力。要求學生能夠準確理解結(jié)構(gòu)和流程在設(shè)計中的重要性，并能夠運用所學知識進行科學合理的設(shè)計。風險評估與決策能力：在方案評價與論證階段，注重培養(yǎng)學生的風險評估與決策能力。要求學生能夠?qū)υO(shè)計方案進行全面的風險評估，識別潛在的風險因素，并據(jù)此作出合理的決策。通過模擬決策等實踐活動來提升學生的決策能力。（三）創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)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。在本單元教學中，創(chuàng)新設(shè)計的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)：通過引導學生關(guān)注現(xiàn)實生活中的技術(shù)問題，激發(fā)其創(chuàng)新意識，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。鼓勵學生勇于嘗試新的設(shè)計思路和方法，不斷探索和創(chuàng)新。創(chuàng)新思維與創(chuàng)造技法的應用：在創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動中，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造技法應用能力。要求學生能夠靈活運用所學知識進行創(chuàng)造性設(shè)計，提出具有創(chuàng)新性和實用性的解決方案。設(shè)計方案的優(yōu)化與改進：在方案評價與論證階段，注重培養(yǎng)學生的設(shè)計優(yōu)化與改進能力。要求學生能夠針對設(shè)計方案中存在的問題和不足進行深入剖析，并提出針對性的優(yōu)化措施和改進方案。通過不斷的優(yōu)化和改進來提升設(shè)計作品的質(zhì)量和水平。（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。在本單元教學中，圖樣表達的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：技術(shù)圖樣的識讀與繪制能力：通過教學使學生掌握常見技術(shù)圖樣的識讀和繪制方法，能夠準確理解圖樣所表達的信息，并能夠運用所學知識進行技術(shù)圖樣的繪制。圖樣表達與溝通交流能力：在方案設(shè)計和模型制作等實踐活動中，注重培養(yǎng)學生的圖樣表達與溝通交流能力。要求學生能夠運用圖樣清晰、準確地表達設(shè)計意圖和方案構(gòu)思，并能夠與他人進行有效的溝通交流和協(xié)作。技術(shù)圖樣在創(chuàng)新設(shè)計中的應用：在創(chuàng)新設(shè)計過程中，鼓勵學生運用技術(shù)圖樣進行方案構(gòu)思和表達。通過圖樣來表達設(shè)計思想和方案構(gòu)思，有助于提升學生的創(chuàng)新思維和設(shè)計能力。通過圖樣交流也有助于促進學生之間的合作與分享。（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。在本單元教學中，物化能力的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：工藝方法與技能的學習與掌握：通過教學使學生掌握常見的工藝方法和技能，如材料的選擇與加工、工具的使用與維護等。要求學生能夠根據(jù)設(shè)計需要選擇合適的工藝方法和技能進行模型制作和作品物化。動手實踐能力與創(chuàng)新能力的提升：在模型制作和作品物化等實踐活動中，注重培養(yǎng)學生的動手實踐能力和創(chuàng)新能力。鼓勵學生勇于嘗試新的工藝方法和技能，不斷探索和創(chuàng)新。通過動手實踐來提升學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。作品物化過程中的問題解決能力：在作品物化過程中，注重培養(yǎng)學生的問題解決能力。要求學生能夠針對物化過程中出現(xiàn)的問題進行深入剖析和有效解決。通過問題解決來提升學生的綜合能力和實踐水平。也要求學生在問題解決過程中注重總結(jié)經(jīng)驗教訓，不斷完善自己的物化能力和實踐水平。三、學情分析（一）已知內(nèi)容分析在進入《創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明》第四章《發(fā)明成果與專利》的教學之前，學生已經(jīng)通過前面的學習，掌握了通用技術(shù)課程的基礎(chǔ)知識，包括技術(shù)設(shè)計的一般過程、基本的設(shè)計原則和方法、常見的技術(shù)圖樣識讀與繪制等。特別是在選擇性必修模塊中，學生已經(jīng)完成了“技術(shù)與設(shè)計1”和“技術(shù)與設(shè)計2”的學習，對技術(shù)設(shè)計的流程、結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等核心概念有了較為深入的理解。學生還通過一些項目實踐和案例分析，積累了一定的技術(shù)實踐經(jīng)驗和問題解決能力。在創(chuàng)造力開發(fā)方面，學生已經(jīng)了解了創(chuàng)造力的重要性，以及創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造性思維在技術(shù)發(fā)展中的作用。通過“創(chuàng)新思維與技法”單元的學習，學生掌握了一些基本的創(chuàng)造技法，如智力激勵法、設(shè)問法、聯(lián)想組合法等，并嘗試將這些技法應用于技術(shù)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計中。（二）新知內(nèi)容分析本章《發(fā)明成果與專利》的教學將進一步深化學生對創(chuàng)造力開發(fā)和技術(shù)發(fā)明的理解，引導學生將所學的理論知識應用于實際的技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造中。教學內(nèi)容主要包括以下幾個方面：創(chuàng)造成果的實現(xiàn)：學生將學習如何通過選題規(guī)劃、方案設(shè)計、方案評價與論證等步驟，將創(chuàng)新想法轉(zhuǎn)化為具體的發(fā)明創(chuàng)造成果。這一過程中，學生需要綜合運用多種知識，通過不斷的試驗和改進，解決技術(shù)難題，完成發(fā)明創(chuàng)造。創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動：學生將通過實踐活動，體驗從發(fā)現(xiàn)問題、分析問題到解決問題的全過程，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。學生還將學習如何選擇合適的制造工具，設(shè)計制造流程，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實際的產(chǎn)品或模型。創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化：學生將對所創(chuàng)造的成果進行利弊分析，識別其優(yōu)點和缺點，以及可能帶來的正面和負面影響。在此基礎(chǔ)上，學生將探索優(yōu)化路徑和措施，改進發(fā)明創(chuàng)造成果，提高其實用性和社會價值。知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利：學生將了解知識產(chǎn)權(quán)的重要性，學習如何尊重和保護他人的創(chuàng)造性成果，同時掌握專利申請的方法和流程。這一部分內(nèi)容將幫助學生樹立知識產(chǎn)權(quán)意識，為未來的技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造提供法律保障。（三）學生學習能力分析通過前面的學習，學生已經(jīng)具備了一定的技術(shù)設(shè)計能力和問題解決能力。他們能夠在教師的指導下，完成一些簡單的技術(shù)設(shè)計項目，并初步掌握了一些創(chuàng)造技法。要將這些知識和技能應用于實際的發(fā)明創(chuàng)造中，學生還需要進一步提升以下幾個方面的能力：綜合應用能力：學生需要將所學的技術(shù)設(shè)計知識、創(chuàng)造技法、知識產(chǎn)權(quán)保護等內(nèi)容綜合應用于實際的發(fā)明創(chuàng)造中，這需要他們具備較強的綜合應用能力和跨學科整合能力。創(chuàng)新思維能力：發(fā)明創(chuàng)造需要學生具備敏銳的觀察力和豐富的想象力，能夠從不同角度思考問題，提出新穎的解決方案。學生需要進一步提升自己的創(chuàng)新思維能力，學會運用不同的思維方式和方法來解決問題。實踐能力：發(fā)明創(chuàng)造不僅需要理論知識的支持，更需要實踐經(jīng)驗的積累。學生需要通過不斷的實踐活動，鍛煉自己的動手能力、操作能力和問題解決能力，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實際的產(chǎn)品或模型。團隊合作能力：在發(fā)明創(chuàng)造過程中，學生往往需要與他人合作，共同完成項目任務(wù)。學生需要具備良好的團隊合作能力和溝通能力，能夠與團隊成員有效協(xié)作，共同解決問題。（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來幫助學生突破難關(guān)：情境創(chuàng)設(shè)與問題導向：通過創(chuàng)設(shè)真實的學習情境和提出具體的問題，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲。教師可以結(jié)合學生的生活實際和興趣點，設(shè)計一些與發(fā)明創(chuàng)造相關(guān)的項目任務(wù)，引導學生主動探索和解決問題。案例分析與示范引導：通過展示一些成功的發(fā)明創(chuàng)造案例，讓學生了解發(fā)明創(chuàng)造的過程和方法，感受發(fā)明創(chuàng)造的魅力和價值。教師可以通過示范引導的方式，向?qū)W生展示如何選題、如何設(shè)計方案、如何進行利弊分析等關(guān)鍵步驟，幫助學生掌握發(fā)明創(chuàng)造的基本流程和方法。實踐操作與反饋指導：通過實踐操作環(huán)節(jié)，讓學生親自動手進行發(fā)明創(chuàng)造活動，鍛煉他們的動手能力和問題解決能力。在實踐過程中，教師要及時給予學生反饋和指導，幫助他們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，不斷改進和完善自己的發(fā)明創(chuàng)造成果。團隊合作與交流分享：鼓勵學生進行團隊合作，共同完成項目任務(wù)。通過團隊合作，學生可以相互學習、相互啟發(fā)，共同提高。教師還可以組織學生進行交流分享活動，讓他們展示自己的發(fā)明創(chuàng)造成果，分享自己的經(jīng)驗和體會，從而增強學生的自信心和成就感。資源整合與技術(shù)支持：充分利用學校和社會資源，為學生提供必要的工具、材料和設(shè)備支持。教師還可以借助信息技術(shù)手段，為學生提供豐富的學習資源和在線學習平臺，幫助他們拓寬視野、增長知識。通過以上策略的實施，教師可以有效地幫助學生克服學習障礙，提升他們的發(fā)明創(chuàng)造能力和綜合素養(yǎng)。教師還應關(guān)注學生的個體差異和學習需求，因材施教，為每個學生提供個性化的指導和支持。四、大主題或大概念設(shè)計本大單元的主題設(shè)計為“發(fā)明創(chuàng)造與專利保護：從創(chuàng)意到實踐”。圍繞這一主題，通過三個主要部分展開教學：發(fā)明成果的實現(xiàn)、創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化、知識產(chǎn)權(quán)保護與專利申請。本單元旨在通過理論學習與實踐操作相結(jié)合的方式，培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力，同時加強學生對知識產(chǎn)權(quán)保護的意識，引導學生從創(chuàng)意產(chǎn)生到實際發(fā)明，再到專利申請的全過程有深入的理解和實踐。五、大單元目標敘寫通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標：技術(shù)意識：學生能夠敏銳地感知技術(shù)問題，理解技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，形成積極的技術(shù)價值觀和倫理觀。學生在發(fā)明創(chuàng)造過程中，能夠綜合考慮技術(shù)的安全性、可靠性、環(huán)保性和經(jīng)濟性，形成科學、合理的技術(shù)決策能力。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析和工程思維方法，對發(fā)明創(chuàng)造項目進行整體規(guī)劃、設(shè)計和管理，解決實際問題。學生能夠通過模擬試驗、數(shù)學模型等方法，對技術(shù)設(shè)計進行性能和風險評估，優(yōu)化設(shè)計方案。創(chuàng)新設(shè)計：學生能夠根據(jù)實際需求，運用創(chuàng)新思維和方法，提出具有創(chuàng)造性和實用性的設(shè)計方案。學生能夠熟練運用技術(shù)語言和圖樣表達設(shè)計思想，通過團隊合作，完成創(chuàng)新設(shè)計項目的開發(fā)和實施。圖樣表達：學生能夠準確繪制和識讀技術(shù)圖樣，包括機械加工圖、電路圖、流程圖等，用圖形化方式表達設(shè)計意圖。學生能夠通過圖樣表達，與團隊成員有效溝通，共同推進項目的實施。物化能力：學生能夠根據(jù)設(shè)計方案，選擇合適的材料和工具，完成模型的制作和產(chǎn)品的物化。學生在物化過程中，能夠注重細節(jié)，精益求精，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。六、大單元教學重點發(fā)明成果的實現(xiàn)：重點培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設(shè)計能力和圖樣表達能力，使學生能夠通過觀察、思考和團隊合作，提出具有創(chuàng)新性和實用性的發(fā)明項目。通過項目實踐，讓學生掌握從選題規(guī)劃、方案設(shè)計到成果物化的全過程，提高物化能力。創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化：引導學生對發(fā)明成果進行利弊分析，理解技術(shù)成果的兩面性，培養(yǎng)辯證思維能力。通過案例分析，讓學生掌握創(chuàng)造成果的優(yōu)化路徑和措施，提高工程思維和解決問題的能力。知識產(chǎn)權(quán)保護與專利申請：增強學生的知識產(chǎn)權(quán)保護意識，理解專利申請的重要性和流程。通過模擬專利申請過程，讓學生掌握專利申請的基本方法和技巧。七、大單元教學難點創(chuàng)新思維的培養(yǎng)：如何激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，引導學生從日常生活中發(fā)現(xiàn)問題，提出具有創(chuàng)新性的解決方案，是教學的難點之一。需要通過多樣化的教學方法和實踐活動，如頭腦風暴、案例分析等，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。圖樣表達與團隊合作：圖樣表達要求學生具備較高的空間想象能力和繪圖技巧，對于部分學生來說可能存在一定的難度。團隊合作要求學生具備良好的溝通能力和協(xié)作精神，如何在團隊中發(fā)揮每個人的優(yōu)勢，共同完成項目，也是教學的難點之一。專利申請與知識產(chǎn)權(quán)保護：專利申請過程繁瑣且專業(yè)性強，學生往往缺乏相關(guān)經(jīng)驗，容易感到困惑和無從下手。需要通過詳細的講解和模擬操作，幫助學生熟悉專利申請的流程和要求，增強他們的知識產(chǎn)權(quán)保護意識。教學策略與實施步驟第一部分：發(fā)明成果的實現(xiàn)選題規(guī)劃教學策略：通過案例分析，引導學生理解選題的重要性，掌握選題的原則和方法。實施步驟：分組進行市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)生活中的問題和需求。運用創(chuàng)造性思維方法，提出具有創(chuàng)新性和實用性的選題。編寫發(fā)明規(guī)劃書，明確產(chǎn)品的功能、性能、制造限制和使用限制等。方案設(shè)計教學策略：通過項目實踐，引導學生掌握方案設(shè)計的基本流程和方法。實施步驟：根據(jù)發(fā)明規(guī)劃書，進行功能原理設(shè)計、總體設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。繪制技術(shù)圖樣，用圖形化方式表達設(shè)計意圖。進行方案評審和優(yōu)化，確保設(shè)計方案的合理性和可行性。成果物化教學策略：通過實踐操作，培養(yǎng)學生的物化能力和工匠精神。實施步驟：選擇合適的材料和工具，制作模型或原型。進行技術(shù)試驗和性能測試，驗證設(shè)計方案的可行性。對模型或原型進行優(yōu)化和改進，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。第二部分：創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化利弊分析教學策略：通過案例分析，引導學生理解創(chuàng)造成果的兩面性。實施步驟：對發(fā)明成果進行利弊分析，明確其優(yōu)點和缺點。分析創(chuàng)造成果的市場機會和潛在威脅。提出改進和優(yōu)化建議，提高創(chuàng)造成果的實用性和競爭力。優(yōu)化路徑和措施教學策略：通過團隊合作和專家指導，探索創(chuàng)造成果的優(yōu)化路徑和措施。實施步驟：分組討論創(chuàng)造成果的優(yōu)化方案。運用價值工程法、最小費用法等方法進行方案評價和優(yōu)化。根據(jù)優(yōu)化方案進行改進和實施，驗證優(yōu)化效果。第三部分：知識產(chǎn)權(quán)保護與專利申請尊重與保護創(chuàng)造性成果教學策略：通過講解和案例分析，增強學生的知識產(chǎn)權(quán)保護意識。實施步驟：講解知識產(chǎn)權(quán)的基本概念和重要性。分析侵犯知識產(chǎn)權(quán)的案例和后果。引導學生尊重他人的創(chuàng)造性成果，保護自己的知識產(chǎn)權(quán)。專利數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)查詢和專利申請教學策略：通過模擬操作和專家指導，幫助學生掌握專利申請的流程和技巧。實施步驟：講解專利數(shù)據(jù)庫的使用方法和查詢技巧。模擬專利申請過程，包括撰寫專利申請文件、提交申請等。請專利專家進行指導和點評，幫助學生完善專利申請文件。通過以上教學策略和實施步驟，本大單元旨在培養(yǎng)學生的發(fā)明創(chuàng)造能力和知識產(chǎn)權(quán)保護意識，提高他們的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力，為未來的學習和職業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。八、大單元整體教學思路在教學《第四章發(fā)明成果與專利》這一單元時，我們需要全面考慮學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)目標，包括技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力。通過這一單元的教學，旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，讓他們掌握創(chuàng)造成果的實現(xiàn)步驟，理解創(chuàng)造成果的利弊分析，并學會尊重和保護創(chuàng)造性成果，進行專利申請。以下是大單元整體教學思路的詳細闡述。一、教學目標設(shè)定（一）技術(shù)意識理解技術(shù)的重要性：學生能夠認識到技術(shù)在現(xiàn)代社會中的重要地位，理解技術(shù)對人們生活、生產(chǎn)和社會發(fā)展的影響。形成技術(shù)倫理意識：學生能夠理解技術(shù)在創(chuàng)造過程中的倫理問題，尊重他人的技術(shù)成果，并認識到技術(shù)創(chuàng)新應遵守道德和法律規(guī)范。技術(shù)應用的評估：學生能夠評估一項技術(shù)發(fā)明對個人、社會和環(huán)境的影響，形成合理的技術(shù)選擇和使用意識。（二）工程思維系統(tǒng)分析能力：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對技術(shù)問題進行分解和綜合分析，明確問題的關(guān)鍵要素和制約條件。設(shè)計與優(yōu)化能力：學生能夠根據(jù)設(shè)計要求，制定合理的設(shè)計方案，并通過反復迭代和優(yōu)化，提高設(shè)計的合理性和可行性。風險評估與決策：學生能夠識別技術(shù)設(shè)計過程中的風險，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(shè)計創(chuàng)新意識：學生能夠保持對新技術(shù)、新方法的敏感性和好奇心，敢于提出創(chuàng)新性的想法和解決方案。創(chuàng)新方法應用：學生能夠靈活運用各種創(chuàng)新方法，如智力激勵法、設(shè)問法、類比法等，進行技術(shù)發(fā)明和創(chuàng)新設(shè)計。創(chuàng)新思維培養(yǎng)：通過實踐活動，培養(yǎng)學生的批判性思維和創(chuàng)造性思維，提升他們解決問題的能力。（四）圖樣表達技術(shù)圖樣識讀：學生能夠識讀和理解各種技術(shù)圖樣，如圖紙、流程圖、控制系統(tǒng)方框圖等。技術(shù)圖樣繪制：學生能夠運用手工繪圖工具和計算機輔助設(shè)計軟件，繪制準確、規(guī)范的技術(shù)圖樣，表達設(shè)計構(gòu)想。圖樣表達能力提升：通過不斷的實踐，提高學生的圖樣表達能力，使他們能夠清晰、準確地傳達設(shè)計思想和方案。（五）物化能力材料選擇與工具使用：學生能夠根據(jù)設(shè)計要求，選擇合適的材料和工具，掌握常見材料的屬性和加工方法。模型制作與裝配：學生能夠獨立完成模型或產(chǎn)品的制作和裝配，掌握基本的加工工藝和裝配技術(shù)。物化過程優(yōu)化：學生能夠在物化過程中，不斷優(yōu)化工藝流程和操作方法，提高制作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。二、教學內(nèi)容與方法（一）教學內(nèi)容本單元的教學內(nèi)容主要包括創(chuàng)造成果的實現(xiàn)、創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動、創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化、知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利等四個部分。具體內(nèi)容如下：創(chuàng)造成果的實現(xiàn)：包括選題規(guī)劃、方案設(shè)計、方案的評價與論證等步驟。學生需要通過觀察生活、發(fā)現(xiàn)問題，確定選題，并編寫發(fā)明規(guī)劃書。然后，進行方案設(shè)計，包括功能原理設(shè)計、總體設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計等。對方案進行評價與論證，確定最終方案。創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動：學生需要綜合運用所學的創(chuàng)造思維、創(chuàng)造技法和創(chuàng)新工具，進行創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動。通過實踐活動，體驗創(chuàng)新思想的具體化和方案物化過程中的復雜性和創(chuàng)造性。創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化：學生需要對所創(chuàng)造的成果進行利弊分析，提出防止產(chǎn)生負面影響的優(yōu)化路徑和有效措施。通過辯證分析發(fā)明成果的兩面性，找到發(fā)揚其優(yōu)點、避免其弊端的有效途徑。知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利：學生需要了解知識產(chǎn)權(quán)的重要性，學會尊重和保護創(chuàng)造性成果。掌握網(wǎng)絡(luò)查詢專利數(shù)據(jù)庫及資料的方法，通過模擬或?qū)嶋H操作，學會專利申請的方法。（二）教學方法項目式學習：通過項目式學習的方式，讓學生在完成具體項目的過程中，掌握創(chuàng)造成果的實現(xiàn)步驟和方法。教師可以設(shè)計一些與學生生活密切相關(guān)的項目，如“一升水可以讓小車跑多遠”、“汽水瓶蓋扳手”等，讓學生在實踐中學習。案例教學：通過案例分析，讓學生了解創(chuàng)造成果的利弊分析和優(yōu)化路徑。教師可以選取一些典型的發(fā)明創(chuàng)造案例，引導學生分析案例中的成功經(jīng)驗和不足之處，提出自己的改進意見。探究式學習：通過探究式學習，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。教師可以提出一些開放性的問題或課題，鼓勵學生自主探究、自主設(shè)計，提出創(chuàng)新性的解決方案。合作學習：通過小組合作的方式，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和溝通能力。教師可以將學生分成若干小組，每個小組負責一個項目或課題，小組成員之間分工合作，共同完成任務(wù)。三、教學過程與活動設(shè)計（一）教學過程導入新課：通過展示一些典型的發(fā)明創(chuàng)造案例，如計算機、互聯(lián)網(wǎng)、智能手機等，引導學生思考技術(shù)發(fā)明對人類生活的影響，激發(fā)學生的學習興趣。理論講授：對創(chuàng)造成果的實現(xiàn)步驟、利弊分析、優(yōu)化路徑和知識產(chǎn)權(quán)保護等內(nèi)容進行詳細的講解，讓學生理解相關(guān)概念和原理。實踐操作：組織學生進行創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動，讓他們通過實際操作，體驗創(chuàng)造成果的實現(xiàn)過程。引導學生進行創(chuàng)造成果的利弊分析，提出優(yōu)化方案。成果展示與評價：組織學生進行成果展示，讓他們展示自己的發(fā)明創(chuàng)造作品，并分享自己的設(shè)計思路和實踐經(jīng)驗。然后，教師和其他同學對展示成果進行評價和反饋，提出改進意見?？偨Y(jié)提升：對整個單元的教學內(nèi)容進行總結(jié)回顧，強調(diào)創(chuàng)新精神和實踐能力的重要性。鼓勵學生繼續(xù)關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)，不斷提升自己的創(chuàng)新能力和實踐水平。（二）活動設(shè)計創(chuàng)意設(shè)計活動：組織學生進行創(chuàng)意設(shè)計活動，讓他們結(jié)合自己的生活經(jīng)驗和興趣愛好，提出創(chuàng)新性的設(shè)計想法。然后，引導學生將想法轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計方案，并進行初步的實施和驗證。技術(shù)試驗活動：針對學生的設(shè)計方案，組織他們進行技術(shù)試驗活動。通過試驗，驗證設(shè)計的可行性和有效性，發(fā)現(xiàn)存在的問題和不足，并進行改進和優(yōu)化。專利申請模擬活動：組織學生進行專利申請模擬活動，讓他們了解專利申請的流程和要求。通過模擬活動，讓學生熟悉專利申請的相關(guān)文件和表格填寫方法，為將來的專利申請做好準備。知識競賽活動：組織學生進行知識競賽活動，通過競賽的方式檢驗學生對本單元教學內(nèi)容的掌握情況。競賽內(nèi)容可以包括創(chuàng)造成果的實現(xiàn)步驟、利弊分析、優(yōu)化路徑和知識產(chǎn)權(quán)保護等方面的知識。四、學業(yè)評價學業(yè)評價是檢驗教學效果的重要手段。在本單元的教學中，我們將采用多元化的評價方式，包括過程性評價和結(jié)果性評價相結(jié)合、自我評價和他人評價相結(jié)合、定性評價和定量評價相結(jié)合等。具體評價內(nèi)容如下：過程性評價：主要關(guān)注學生在實踐活動中的表現(xiàn)，包括參與度、合作精神、創(chuàng)新意識、問題解決能力等方面。教師可以通過觀察記錄、小組討論、同伴評價等方式進行過程性評價。結(jié)果性評價：主要關(guān)注學生的學習成果，包括創(chuàng)意設(shè)計作品、技術(shù)試驗報告、專利申請模擬文件等。教師可以通過作品展示、報告撰寫、文件審查等方式進行結(jié)果性評價。自我評價：鼓勵學生進行自我反思和評價，讓他們對自己的學習過程和學習成果進行客觀的評價和總結(jié)。通過自我評價，培養(yǎng)學生的自我認知和自我提升能力。他人評價：包括教師評價、同伴評價和專家評價等。教師可以根據(jù)學生的表現(xiàn)和學習成果給予評價反饋；同伴之間可以相互評價，分享學習經(jīng)驗和心得；專家評價可以邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家對學生的作品和成果進行評價和指導。通過多元化的評價方式，可以全面、客觀地評價學生的學習效果，為教學改進和學生發(fā)展提供有力的支持。也可以激發(fā)學生的學習興趣和積極性，促進他們的全面發(fā)展。五、教學反思與改進在教學過程中，我們需要不斷進行反思和改進，以提高教學效果和學生的學習體驗。具體反思和改進措施如下：教學內(nèi)容的調(diào)整：根據(jù)學生的學習情況和反饋意見，適時調(diào)整教學內(nèi)容的深度和廣度。對于難點和重點內(nèi)容，可以適當增加課時和練習量；對于簡單易懂的內(nèi)容，可以適當減少課時和練習量。教學方法的改進：根據(jù)學生的學習特點和興趣愛好，探索更加有效的教學方法。可以嘗試引入更多的互動式、體驗式教學方法，如角色扮演、情境模擬等，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。學業(yè)評價的完善：進一步完善學業(yè)評價體系，確保評價的全面性和公正性?？梢栽黾痈嗟脑u價維度和指標，如學習態(tài)度、團隊合作、創(chuàng)新思維等；也可以采用更加多樣化的評價方式和方法，如在線測試、項目評價、口頭報告等。教學資源的豐富：積極開發(fā)和利用豐富的教學資源，如多媒體課件、教學視頻、實驗器材等。通過多樣化的教學資源，提高教學效果和學生的學習興趣。師生互動的加強：加強師生之間的互動和交流，建立良好的師生關(guān)系。教師可以更多地關(guān)注學生的學習需求和困惑，及時給予指導和幫助；也可以鼓勵學生積極表達自己的觀點和想法，促進師生之間的思想碰撞和交流。通過以上反思和改進措施的實施，可以不斷優(yōu)化教學過程和方法，提高教學效果和學生的學習體驗。也可以促進學生的全面發(fā)展和創(chuàng)新能力的提升，為他們的未來發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。九、學業(yè)評價學業(yè)評價是教學過程中不可或缺的一環(huán)，它不僅能夠檢驗學生的學習成果，還能為教學改進提供重要參考。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《第四章發(fā)明成果與專利》的教學內(nèi)容，本教學設(shè)計將從技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力五個核心素養(yǎng)目標出發(fā)，設(shè)定明確的教學目標、學習目標和評價目標。一、教學目標設(shè)定技術(shù)意識：學生能夠認識到技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造對社會、經(jīng)濟、環(huán)境等多方面的影響，形成正確的技術(shù)價值觀和責任意識。學生能夠理解和尊重他人的創(chuàng)造性成果，樹立知識產(chǎn)權(quán)保護意識。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對創(chuàng)造成果進行利弊分析，提出優(yōu)化路徑和措施。學生能夠通過方案設(shè)計、成本估算等方法，對創(chuàng)造成果進行經(jīng)濟性評價。創(chuàng)新設(shè)計：學生能夠運用創(chuàng)造性思維和方法，提出具有創(chuàng)新性的設(shè)計方案。學生能夠通過團隊合作，共同完成創(chuàng)造成果的設(shè)計與實現(xiàn)。圖樣表達：學生能夠運用圖樣表達設(shè)計構(gòu)想，繪制規(guī)范的設(shè)計圖紙。學生能夠通過圖樣進行技術(shù)交流和評價。物化能力：學生能夠根據(jù)設(shè)計方案，選擇合適的材料和工具，完成創(chuàng)造成果的制作。學生能夠?qū)?chuàng)造成果進行測試、調(diào)試和優(yōu)化，確保其實用性和可靠性。二、學習目標設(shè)定技術(shù)意識：理解技術(shù)影響：學生能夠理解技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造對個人、社會和環(huán)境的影響，形成正確的技術(shù)價值觀。尊重知識產(chǎn)權(quán)：學生能夠尊重他人的創(chuàng)造性成果，了解知識產(chǎn)權(quán)保護的重要性，樹立法律意識。工程思維：系統(tǒng)分析：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對創(chuàng)造成果進行利弊分析，提出優(yōu)化方案。經(jīng)濟性評價：學生能夠通過成本估算等方法，對創(chuàng)造成果進行經(jīng)濟性評價，考慮其市場前景和可行性。創(chuàng)新設(shè)計：創(chuàng)新思維：學生能夠運用創(chuàng)造性思維和方法，提出具有創(chuàng)新性的設(shè)計方案，解決實際問題。團隊合作：學生能夠在團隊中積極貢獻自己的想法，與他人協(xié)作完成創(chuàng)造成果的設(shè)計與實現(xiàn)。圖樣表達：規(guī)范繪圖：學生能夠運用規(guī)范的圖樣表達設(shè)計構(gòu)想，繪制詳細的設(shè)計圖紙。技術(shù)交流：學生能夠通過圖樣進行技術(shù)交流和評價，清晰傳達設(shè)計意圖。物化能力：材料選擇：學生能夠根據(jù)設(shè)計方案，選擇合適的材料和工具，確保創(chuàng)造成果的質(zhì)量和性能。制作與調(diào)試：學生能夠獨立完成創(chuàng)造成果的制作、測試和調(diào)試過程，確保其實用性和可靠性。三、評價目標設(shè)定技術(shù)意識評價：觀察與記錄：觀察學生在課堂上的表現(xiàn)，記錄其對技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造影響的理解程度和對知識產(chǎn)權(quán)的尊重情況。案例分析：通過案例分析，評價學生對技術(shù)價值觀和法律意識的理解和應用能力。工程思維評價：利弊分析報告：要求學生提交創(chuàng)造成果的利弊分析報告，評價其系統(tǒng)分析能力和優(yōu)化方案提出能力。經(jīng)濟性評價報告：要求學生提交創(chuàng)造成果的經(jīng)濟性評價報告，評價其成本估算和市場前景分析能力。創(chuàng)新設(shè)計評價：設(shè)計方案評價：評價學生提交的設(shè)計方案的創(chuàng)新性、實用性和可行性。團隊合作評價：通過觀察學生在團隊合作中的表現(xiàn)，評價其協(xié)作能力、溝通能力和領(lǐng)導能力。圖樣表達評價：設(shè)計圖紙評價：評價學生提交的設(shè)計圖紙的規(guī)范性、準確性和完整性。技術(shù)交流評價：通過觀察學生在技術(shù)交流中的表現(xiàn)，評價其圖樣表達能力和溝通能力。物化能力評價：制作成果評價：評價學生提交的創(chuàng)造成果的質(zhì)量和性能，包括材料選擇、制作工藝和實用性等方面。測試與調(diào)試報告：要求學生提交創(chuàng)造成果的測試與調(diào)試報告，評價其測試方法、數(shù)據(jù)分析和問題解決能力。具體評價實施方案1.技術(shù)意識評價課堂觀察：教師在教學過程中觀察學生對技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造影響的理解程度，記錄其對技術(shù)價值觀的表述和態(tài)度。小組討論：組織學生進行小組討論，圍繞技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造的影響和知識產(chǎn)權(quán)保護等主題展開交流，評價學生的參與度和觀點表達。案例分析作業(yè)：布置案例分析作業(yè)，要求學生分析具體技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造案例的影響，評價其分析深度和廣度。2.工程思維評價利弊分析報告：要求學生提交創(chuàng)造成果的利弊分析報告，包括技術(shù)、經(jīng)濟、社會和環(huán)境等方面的分析，評價其系統(tǒng)分析能力和優(yōu)化方案提出能力。經(jīng)濟性評價報告：布置經(jīng)濟性評價報告作業(yè)，要求學生運用成本估算等方法對創(chuàng)造成果進行經(jīng)濟性評價，評價其市場前景分析能力和經(jīng)濟思維。項目匯報：組織學生進行項目匯報，展示創(chuàng)造成果的利弊分析和經(jīng)濟性評價結(jié)果，評價其表達能力和邏輯思維。3.創(chuàng)新設(shè)計評價設(shè)計方案評價：組織專家或教師對學生提交的設(shè)計方案進行評價，包括創(chuàng)新性、實用性和可行性等方面，給出具體反饋和建議。創(chuàng)新點提煉：要求學生提煉設(shè)計方案中的創(chuàng)新點，并說明其在實際應用中的價值和意義，評價其創(chuàng)新能力和實際應用能力。團隊合作評價：通過觀察學生在團隊合作中的表現(xiàn)，評價其協(xié)作能力、溝通能力和領(lǐng)導能力，包括分工合作、意見交流和成果整合等方面。4.圖樣表達評價設(shè)計圖紙評價：組織專家或教師對學生提交的設(shè)計圖紙進行評價，包括規(guī)范性、準確性和完整性等方面，給出具體修改意見。圖樣交流評價：組織學生進行圖樣交流活動，要求能夠清晰傳達設(shè)計意圖和方案細節(jié)，評價其圖樣表達能力和溝通能力。作品展示：要求學生通過作品展示的形式呈現(xiàn)設(shè)計成果和圖樣表達效果，評價其綜合應用能力和創(chuàng)意實現(xiàn)能力。5.物化能力評價制作成果評價：組織專家或教師對學生提交的創(chuàng)造成果進行質(zhì)量檢測和性能測試，評價其材料選擇、制作工藝和實用性等方面。測試與調(diào)試報告：要求學生提交創(chuàng)造成果的測試與調(diào)試報告，包括測試方法、數(shù)據(jù)分析和問題解決過程等方面，評價其測試能力、數(shù)據(jù)分析能力和問題解決能力?，F(xiàn)場操作：組織現(xiàn)場操作考核，要求學生能夠獨立完成創(chuàng)造成果的制作、測試和調(diào)試過程，評價其實際操作能力和問題解決能力。通過上述評價方案的實施，可以全面、客觀地評價學生在《第四章發(fā)明成果與專利》學習過程中的表現(xiàn)和成果，促進其技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力等核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。也為教師提供了有價值的教學反饋和改進方向，有助于不斷提升教學質(zhì)量和效果。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《發(fā)明成果與專利》的實施思路將圍繞《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)合創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明的教學內(nèi)容，通過一系列循序漸進的教學活動，旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、工程思維、技術(shù)意識和物化能力。本單元分為三大節(jié)，分別為“發(fā)明成果的實現(xiàn)”、“創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化”和“知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利”。每節(jié)內(nèi)容將通過實踐活動、案例分析、小組討論和項目研究等多種形式，使學生在參與和體驗中提升通用技術(shù)核心素養(yǎng)。二、教學目標設(shè)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，本單元的教學目標設(shè)定如下：（一）技術(shù)意識學生能夠形成對技術(shù)現(xiàn)象及技術(shù)問題的感知與體悟，理解技術(shù)的規(guī)范、標準與專利意識。學生能就某一技術(shù)領(lǐng)域?qū)θ?、社會、環(huán)境的影響作出理性分析，形成技術(shù)的安全和責任意識、生態(tài)文明與環(huán)保意識、技術(shù)倫理與道德意識。（二）工程思維學生能認識系統(tǒng)與工程的多樣性和復雜性，運用系統(tǒng)分析的方法，針對某一具體技術(shù)領(lǐng)域的問題進行要素分析、整體規(guī)劃。學生能領(lǐng)悟結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等基本思想和方法，并進行簡單的風險評估和綜合決策。（三）創(chuàng)新設(shè)計學生能在發(fā)現(xiàn)與明確問題的基礎(chǔ)上，收集相關(guān)信息，運用人機關(guān)系及相關(guān)理論進行綜合分析，提出符合設(shè)計原則且具有一定創(chuàng)造性的構(gòu)思方案。學生能進行技術(shù)性能和指標的技術(shù)試驗、技術(shù)探究等實踐操作，準確地觀測、記錄與分析數(shù)據(jù)。學生能綜合各種社會文化因素評價設(shè)計方案并加以優(yōu)化。（四）圖樣表達學生能識讀簡單的機械加工圖及控制框圖等常見技術(shù)圖樣。學生能分析技術(shù)對象的圖樣特征，會用手工和二維、三維設(shè)計軟件繪制簡單的技術(shù)圖樣，實現(xiàn)有形與無形、抽象與具體的思維轉(zhuǎn)換。（五）物化能力學生能了解常見材料的屬性和常用工具、基本設(shè)備的使用方法，積累一些常見工藝方法的操作經(jīng)驗。學生能根據(jù)方案設(shè)計要求，進行材料選擇、測試與規(guī)劃，工具選擇與使用，工藝設(shè)計與產(chǎn)品制作。學生能獨立完成模型或產(chǎn)品的成型制作、裝配及測試，具有較強的動手實踐與創(chuàng)造能力。三、教學結(jié)構(gòu)圖發(fā)明成果與專利|+++||發(fā)明成果的實現(xiàn)創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利|||+++++++++||||||創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新利弊分析優(yōu)化路徑和措施尊重與保護創(chuàng)造性成果專利數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)查詢專利申請實踐活動|||+++++++++||||創(chuàng)新設(shè)計思維培養(yǎng)創(chuàng)造成果展示技術(shù)方案評價技術(shù)風險識別創(chuàng)新思維與技法專利文獻檢索專利申請流程四、具體教學實施步驟（一）發(fā)明成果的實現(xiàn)（共8課時）第一課時：創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動導入（1課時）教學內(nèi)容：介紹創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動的重要性，激發(fā)學生創(chuàng)新興趣。教學活動：展示一些成功的創(chuàng)新發(fā)明案例，如智能手機、3D打印機等。分組討論：生活中的不便之處，提出可能的創(chuàng)新解決方案。教學評價：小組討論表現(xiàn)，創(chuàng)新點子的數(shù)量和質(zhì)量。第二課時：創(chuàng)新設(shè)計思維培養(yǎng)（2課時）教學內(nèi)容：講解創(chuàng)新設(shè)計的基本思維方法，如發(fā)散思維、逆向思維等。教學活動：思維訓練游戲：如“頭腦風暴”，針對特定問題提出多種解決方案。案例分析：分析成功創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計思路。教學評價：學生提出的創(chuàng)新方案的數(shù)量和質(zhì)量，思維訓練游戲的表現(xiàn)。第三課時：技術(shù)方案設(shè)計與實踐（3課時）教學內(nèi)容：指導學生進行技術(shù)方案設(shè)計，包括功能原理設(shè)計、總體設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計等。教學活動：分組設(shè)計：學生分組選擇一個創(chuàng)新項目進行方案設(shè)計。實踐操作：使用手工工具或簡單機械設(shè)備進行模型制作。教學評價：方案設(shè)計的合理性、創(chuàng)新性和可行性，模型制作的質(zhì)量和效率。第四課時：創(chuàng)造成果展示與評價（2課時）教學內(nèi)容：學生展示自己的創(chuàng)新成果，進行交流和評價。教學活動：成果展示：各小組展示自己的創(chuàng)新成果，并進行講解?；ピu與師評：對成果的創(chuàng)新性、實用性和制作質(zhì)量進行評價。教學評價：展示效果，評價報告的準確性和全面性。（二）創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化（共6課時）第五課時：創(chuàng)造成果的利弊分析（2課時）教學內(nèi)容：講解創(chuàng)造成果利弊分析的重要性，介紹分析方法。教學活動：案例分析：分析成功和失敗的創(chuàng)新案例，探討其利弊。分組討論：針對自己的創(chuàng)新成果進行利弊分析。教學評價：利弊分析的準確性和全面性。第六課時：優(yōu)化路徑和措施（2課時）教學內(nèi)容：介紹創(chuàng)造成果優(yōu)化的基本路徑和措施，如價值工程法、最小費用法等。教學活動：分組優(yōu)化：針對自己的創(chuàng)新成果提出優(yōu)化方案。角色扮演：模擬企業(yè)決策過程，討論優(yōu)化方案的可行性。教學評價：優(yōu)化方案的合理性和可行性。第七課時：技術(shù)方案評價與決策（2課時）教學內(nèi)容：講解技術(shù)方案評價與決策的方法，如點評價法、各項計分法等。教學活動：分組評價：對各小組的創(chuàng)新成果進行評價。決策模擬：模擬企業(yè)決策過程，選擇最佳優(yōu)化方案。教學評價：評價結(jié)果的準確性和決策過程的合理性。（三）知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利（共6課時）第八課時：尊重與保護創(chuàng)造性成果（1課時）教學內(nèi)容：講解知識產(chǎn)權(quán)的重要性，介紹專利的基本概念和類型。教學活動：案例分析：分析侵犯知識產(chǎn)權(quán)的案例及其后果。小組討論：如何尊重和保護他人的創(chuàng)造性成果。教學評價：對知識產(chǎn)權(quán)的理解程度和尊重保護意識。第九課時：專利數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)查詢（2課時）教學內(nèi)容：介紹專利數(shù)據(jù)庫的使用方法，演示網(wǎng)絡(luò)查詢過程。教學活動：實踐操作：學生分組進行專利數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)查詢。匯報交流：分享查詢結(jié)果和體會。教學評價：查詢結(jié)果的準確性和查詢過程的熟練程度。第十課時：專利申請流程與注意事項（3課時）教學內(nèi)容：講解專利申請的基本流程和注意事項。教學活動：模擬申請：學生分組模擬專利申請過程。角色扮演：模擬專利審查過程，討論申請文件的撰寫和修改。教學評價：申請文件的規(guī)范性和完整性，模擬審查過程的表現(xiàn)。（四）總結(jié)與反思（共2課時）第十一課時：大單元總結(jié)（1課時）教學內(nèi)容：回顧本單元的學習內(nèi)容，總結(jié)學習成果。教學活動：分組匯報：各小組總結(jié)本單元的學習收獲和體會。教師總結(jié)：點評各小組的表現(xiàn)，提出改進建議。教學評價：匯報內(nèi)容的全面性和準確性。第十二課時：大單元反思與未來展望（1課時）教學內(nèi)容：引導學生反思學習過程中的不足，展望未來創(chuàng)新方向。教學活動：小組討論：分享學習過程中的困難和收獲。展望未來：討論未來可能的創(chuàng)新方向和領(lǐng)域。教學評價：反思的深度和廣度，未來展望的合理性和創(chuàng)新性。通過以上教學實施步驟，旨在全面培養(yǎng)學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)，提升其創(chuàng)新思維、工程思維、技術(shù)意識和物化能力，為未來的學習和生活奠定堅實的基礎(chǔ)。十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)在《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的指導下，針對2019版豫科版高中通用技術(shù)選擇性必修9《創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明》第四章《發(fā)明成果與專利》的教學內(nèi)容，我們精心設(shè)計了一個大情境與大任務(wù)，旨在通過一系列富有挑戰(zhàn)性和實踐性的活動，培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力，全面提升學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)。一、大情境設(shè)計（一）情境背景在快速發(fā)展的科技時代，創(chuàng)新已成為推動社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的重要動力。作為未來的建設(shè)者和接班人，高中生應具備敏銳的創(chuàng)新意識、扎實的工程實踐能力以及良好的知識產(chǎn)權(quán)保護意識。我們創(chuàng)設(shè)了一個“校園科技創(chuàng)新大賽”的大情境，模擬真實的科技創(chuàng)新環(huán)境，鼓勵學生將所學知識應用于實際問題解決中，體驗發(fā)明創(chuàng)造的全過程。（二）情境描述“校園科技創(chuàng)新大賽”是一項面向全校學生的科技創(chuàng)新活動，旨在激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)學生的實踐能力和團隊協(xié)作精神。大賽以“創(chuàng)新引領(lǐng)科技改變生活”為主題，鼓勵學生圍繞日常生活、學習中的實際問題，運用所學知識進行發(fā)明創(chuàng)造。參賽作品需體現(xiàn)創(chuàng)新性、實用性和可行性，能夠解決實際問題或改善現(xiàn)有狀況。二、大任務(wù)設(shè)計（一）任務(wù)目標在大情境“校園科技創(chuàng)新大賽”的背景下，我們設(shè)計了以下三個大任務(wù)，旨在通過任務(wù)的完成，培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力。任務(wù)一：創(chuàng)造成果的實現(xiàn)技術(shù)意識：引導學生關(guān)注日常生活中的技術(shù)問題，培養(yǎng)對技術(shù)現(xiàn)象及技術(shù)問題的感知與體悟。創(chuàng)新設(shè)計：鼓勵學生運用創(chuàng)新思維和創(chuàng)造技法，提出解決問題的創(chuàng)意方案。圖樣表達：要求學生通過圖樣表達設(shè)計構(gòu)想，用技術(shù)語言實現(xiàn)有形與無形、抽象與具體的思維轉(zhuǎn)換。物化能力：指導學生選擇合適的材料和工具，進行模型制作或產(chǎn)品開發(fā)，將創(chuàng)意方案轉(zhuǎn)化為實際成果。任務(wù)二：創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化技術(shù)意識：培養(yǎng)學生的技術(shù)評價和倫理意識，能夠?qū)?chuàng)造成果進行利弊分析。工程思維：引導學生運用系統(tǒng)工程的方法，對創(chuàng)造成果進行優(yōu)化設(shè)計，提高其性能和可靠性。創(chuàng)新設(shè)計：在利弊分析的基礎(chǔ)上，鼓勵學生提出創(chuàng)新性的優(yōu)化方案，進一步提升創(chuàng)造成果的價值。任務(wù)三：知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利技術(shù)意識：增強學生的知識產(chǎn)權(quán)意識，理解尊重和保護他人創(chuàng)造性成果的重要性。圖樣表達：通過專利申請文件的撰寫，進一步鍛煉學生的圖樣表達和技術(shù)寫作能力。物化能力：模擬專利申請流程，讓學生體驗將創(chuàng)造成果轉(zhuǎn)化為知識產(chǎn)權(quán)的全過程。（二）任務(wù)內(nèi)容任務(wù)一：創(chuàng)造成果的實現(xiàn)1.選題規(guī)劃活動描述：引導學生從日常生活中發(fā)現(xiàn)問題，確定創(chuàng)新項目的選題。選題應具有創(chuàng)新性、實用性和可行性，能夠解決實際問題或改善現(xiàn)有狀況?；顒右螅簩W生需進行市場調(diào)研和需求分析，明確選題的背景和意義。編寫發(fā)明規(guī)劃書，明確設(shè)計產(chǎn)品的功能和性能、設(shè)計參數(shù)和相關(guān)指標、制造和使用方面的限制條件等。2.方案設(shè)計活動描述：在選題規(guī)劃的基礎(chǔ)上，指導學生進行方案設(shè)計。方案設(shè)計應包括功能原理設(shè)計、總體設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容?；顒右螅簩W生需運用系統(tǒng)分析設(shè)計法等方法，提出創(chuàng)新性的設(shè)計方案。繪制設(shè)計圖紙，包括草圖、三視圖、裝配圖等，用圖樣表達設(shè)計構(gòu)想。3.模型制作與測試活動描述：根據(jù)方案設(shè)計，指導學生選擇合適的材料和工具，進行模型制作或產(chǎn)品開發(fā)。制作完成后，進行功能測試和性能評估?；顒右螅簩W生需嚴格遵守操作規(guī)程和安全規(guī)范，確保制作過程中的安全。對模型或產(chǎn)品進行多次測試和優(yōu)化，確保其性能和可靠性達到預期目標。任務(wù)二：創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化1.利弊分析活動描述：引導學生對創(chuàng)造成果進行利弊分析，明確其優(yōu)點和缺點，以及可能帶來的社會和環(huán)境影響?；顒右螅簩W生需從技術(shù)、經(jīng)濟、社會和環(huán)境等多個維度對創(chuàng)造成果進行全面分析。撰寫利弊分析報告，提出發(fā)揚優(yōu)點、避免缺點的建議。2.優(yōu)化設(shè)計活動描述：在利弊分析的基礎(chǔ)上，指導學生進行創(chuàng)造成果的優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計應針對創(chuàng)造成果的缺點和不足，提出創(chuàng)新性的解決方案?；顒右螅簩W生需運用價值工程法、最小費用法等方法，對創(chuàng)造成果進行優(yōu)化設(shè)計。繪制優(yōu)化后的設(shè)計圖紙，并進行模型制作或產(chǎn)品開發(fā)，驗證優(yōu)化效果。任務(wù)三：知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利1.尊重與保護創(chuàng)造性成果活動描述：通過案例分析，引導學生理解知識產(chǎn)權(quán)的重要性，增強尊重和保護他人創(chuàng)造性成果的意識?；顒右螅簩W生需搜集并分析相關(guān)案例，了解知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)的后果和法律責任。撰寫心得體會，闡述自己對知識產(chǎn)權(quán)保護的認識和看法。2.專利數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)查詢活動描述：指導學生利用專利數(shù)據(jù)庫進行網(wǎng)絡(luò)查詢，了解相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀和專利信息?；顒右螅簩W生需學會使用專利檢索平臺，掌握基本的專利檢索技巧。針對自己的創(chuàng)新項目，進行專利檢索和分析，了解現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)缺點和創(chuàng)新點。3.專利申請流程模擬活動描述：模擬專利申請流程，指導學生撰寫專利申請文件，包括請求書、說明書、權(quán)利要求書等?；顒右螅簩W生需了解專利申請的基本流程和注意事項，掌握專利申請文件的撰寫規(guī)范。撰寫專利申請文件，并進行小組互評和教師點評，不斷完善和優(yōu)化。三、任務(wù)實施與評價（一）任務(wù)實施步驟任務(wù)啟動：介紹大情境和大任務(wù)背景，明確任務(wù)目標和要求。分組實施：學生根據(jù)興趣和特長進行分組，每組選擇一個創(chuàng)新項目進行實施。過程指導：教師在任務(wù)實施過程中進行巡回指導，解答學生的疑問，提供必要的幫助和支持。成果展示：各組展示自己的創(chuàng)造成果，包括設(shè)計圖紙、模型或產(chǎn)品、測試報告等。評價反饋：通過小組互評、教師評價等方式，對創(chuàng)造成果進行評價和反饋，提出改進建議。（二）學業(yè)評價1.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(shè)計、圖樣表達和物化能力五個維度，全面反映學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)。過程性原則：評價應注重學生在任務(wù)實施過程中的表現(xiàn)和努力程度，而不僅僅是最終成果。多元化原則：評價應采用多種方式，包括自我評價、小組評價、教師評價等，確保評價的客觀性和公正性。2.評價指標技術(shù)意識：是否能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)問題，對技術(shù)現(xiàn)象及技術(shù)問題有深入的感知與體悟；是否能夠理解尊重和保護他人創(chuàng)造性成果的重要性。工程思維：是否能夠運用系統(tǒng)分析的方法對創(chuàng)造成果進行優(yōu)化設(shè)計；是否能夠在設(shè)計過程中考慮多種因素，進行綜合權(quán)衡和決策。創(chuàng)新設(shè)計：是否能夠提出創(chuàng)新性的設(shè)計方案，解決實際問題或改善現(xiàn)有狀況；是否能夠用圖樣清晰、準確地表達設(shè)計構(gòu)想。圖樣表達：是否能夠熟練掌握圖樣表達技巧，繪制規(guī)范、清晰的設(shè)計圖紙；是否能夠在設(shè)計過程中靈活運用圖樣表達進行設(shè)計交流和溝通。物化能力：是否能夠選擇合適的材料和工具進行模型制作或產(chǎn)品開發(fā)；是否能夠嚴謹細致地完成制作和裝配過程，確保創(chuàng)造成果的性能和可靠性。通過以上大情境和大任務(wù)的設(shè)計與實施，我們旨在為學生提供一個展示自我、挑戰(zhàn)自我的平臺，讓學生在實踐中體驗發(fā)明創(chuàng)造的全過程，培養(yǎng)通用技術(shù)核心素養(yǎng)，為未來的學習和生活奠定堅實的基礎(chǔ)。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：發(fā)明成果與專利課時設(shè)計：第1課時：發(fā)明成果的實現(xiàn)（選題規(guī)劃與編寫發(fā)明規(guī)劃書）第2課時：發(fā)明成果的實現(xiàn)（方案設(shè)計）第3課時：創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動第4課時：創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化（利弊分析）第5課時：創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化（優(yōu)化路徑和措施）第6課時：知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利（尊重與保護創(chuàng)造性成果）第7課時：知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利（專利數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)查詢）第8課時：知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利（專利申請）（二）學習目標通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標：技術(shù)意識：學生能夠理解技術(shù)現(xiàn)象及技術(shù)問題的感知與體悟，形成對人工世界和人技關(guān)系的基本觀念。學生能夠就某一技術(shù)領(lǐng)域?qū)θ?、社會、環(huán)境的影響作出理性分析，形成技術(shù)的安全和責任意識、生態(tài)文明與環(huán)保意識、技術(shù)倫理與道德意識。工程思維：學生能夠認識系統(tǒng)與工程的多樣性和復雜性，運用系統(tǒng)分析的方法，針對某一具體技術(shù)領(lǐng)域的問題進行要素分析、整體規(guī)劃。學生能夠領(lǐng)悟結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等基本思想和方法，并進行簡單的風險評估和綜合決策。創(chuàng)新設(shè)計：學生能夠在發(fā)現(xiàn)與明確問題的基礎(chǔ)上，收集相關(guān)信息，運用人機關(guān)系及相關(guān)理論進行綜合分析，提出符合設(shè)計原則且具有一定創(chuàng)造性的構(gòu)思方案。學生能夠進行技術(shù)性能和指標的技術(shù)試驗、技術(shù)探究等實踐操作，準確地觀測、記錄與分析數(shù)據(jù)。圖樣表達：學生能夠識讀簡單的機械加工圖及控制框圖等常見技術(shù)圖樣。學生能夠分析技術(shù)對象的圖樣特征，會用手工和二維、三維設(shè)計軟件繪制簡單的技術(shù)圖樣，實現(xiàn)有形與無形、抽象與具體的思維轉(zhuǎn)換。物化能力：學生能夠了解常見材料的屬性和常用工具、基本設(shè)備的使用方法，積累一些常見工藝方法的操作經(jīng)驗。學生能夠根據(jù)方案設(shè)計要求，進行材料選擇、測試與規(guī)劃，工具選擇與使用，工藝設(shè)計與產(chǎn)品制作。學生能獨立完成模型或產(chǎn)品的成型制作、裝配及測試，具有較強的動手實踐與創(chuàng)造能力。（三）評價任務(wù)技術(shù)意識評價：通過學生編寫的發(fā)明規(guī)劃書，評價其對技術(shù)現(xiàn)象及技術(shù)問題的感知與體悟能力。通過課堂討論，評價學生對技術(shù)領(lǐng)域?qū)θ恕⑸鐣?、環(huán)境影響的理解和分析能力。工程思維評價：通過方案設(shè)計，評價學生運用系統(tǒng)分析方法解決問題的能力。通過方案評價與論證，評價學生的風險評估和綜合決策能力。創(chuàng)新設(shè)計評價：通過創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動，評價學生的創(chuàng)造性構(gòu)思方案能力。通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，評價學生的數(shù)據(jù)觀測、記錄與分析能力。圖樣表達評價：通過學生繪制的技術(shù)圖樣，評價其圖樣識讀和繪制能力。通過設(shè)計過程中的圖樣交流，評價學生的圖樣表達能力。物化能力評價：通過學生的模型或產(chǎn)品制作，評價其材料選擇、工具使用、工藝設(shè)計與產(chǎn)品制作能力。通過成品展示和測試，評價學生的動手實踐與創(chuàng)造能力。（四）學習過程第1課時：發(fā)明成果的實現(xiàn)（選題規(guī)劃與編寫發(fā)明規(guī)劃書）引入：展示一些成功的發(fā)明創(chuàng)造案例，激發(fā)學生的創(chuàng)新興趣。新知講授：講解選題規(guī)劃的原則和流程，編寫發(fā)明規(guī)劃書的方法。活動：學生分組討論生活中的不便之處，提出可能的創(chuàng)新解決方案，并編寫發(fā)明規(guī)劃書。評價：通過小組互評和教師評價，對學生的選題和規(guī)劃書進行反饋。第2課時：發(fā)明成果的實現(xiàn)（方案設(shè)計）引入：回顧上一課時的選題和規(guī)劃書內(nèi)容。新知講授：講解方案設(shè)計的流程，包括功能原理設(shè)計、總體設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計?；顒樱簩W生分組進行方案設(shè)計，繪制圖紙，選擇材料和工藝。評價：通過小組展示和教師評價，對學生的方案設(shè)計進行反饋。第3課時：創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動引入：展示一些創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動案例。新知講授：講解創(chuàng)造思維、創(chuàng)造技法和創(chuàng)新工具的應用?；顒樱簩W生分組進行創(chuàng)意設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新實踐活動，利用創(chuàng)新工具進行制作。評價：通過成品展示和小組互評，對學生的實踐活動進行評價。第4課時：創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化（利弊分析）引入：展示一些成功和失敗的發(fā)明創(chuàng)造案例，引導學生思考其利弊。新知講授：講解創(chuàng)造成果利弊分析的重要性和方法?；顒樱簩W生分組對自己的創(chuàng)造成果進行利弊分析，撰寫分析報告。評價：通過小組展示和教師評價，對學生的利弊分析進行反饋。第5課時：創(chuàng)造成果的利弊分析與優(yōu)化（優(yōu)化路徑和措施）引入：回顧上一課時的利弊分析結(jié)果。新知講授：講解創(chuàng)造成果優(yōu)化的基本路徑和措施，如價值工程法、最小費用法等?；顒樱簩W生分組提出優(yōu)化方案，并進行討論和決策。評價：通過小組展示和教師評價，對學生的優(yōu)化方案進行反饋。第6課時：知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利（尊重與保護創(chuàng)造性成果）引入：展示一些侵犯知識產(chǎn)權(quán)的案例及其后果。新知講授：講解知識產(chǎn)權(quán)的重要性，介紹專利的基本概念和類型。活動：學生分組討論如何尊重和保護他人的創(chuàng)造性成果，撰寫討論報告。評價：通過小組展示和教師評價，對學生的討論報告進行反饋。第7課時：知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利（專利數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)查詢）引入：展示專利數(shù)據(jù)庫的重要性。新知講授：介紹專利數(shù)據(jù)庫的使用方法，演示網(wǎng)絡(luò)查詢過程。活動：學生分組進行專利數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)查詢，撰寫查詢報告。評價：通過小組展示和教師評價，對學生的查詢報告進行反饋。第8課時：知識產(chǎn)權(quán)保護與發(fā)明專利（專利申請）引入：回顧專利數(shù)據(jù)庫查詢的結(jié)果。新知講授：講解專利申請的基本流程和注意事項?；顒樱簩W生分組模擬專利申請過程，撰寫專利申請文件。評價：通過小組展示和教師評價，對學生的專利申請文件進行反饋。（五）作業(yè)與檢測作業(yè)：編寫一份詳細的發(fā)明規(guī)劃書。完成一項創(chuàng)造成果的方案設(shè)計，并繪制圖紙。對自己的創(chuàng)造成果進行利弊分析，并撰寫分析報告。進行專利數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)查詢，撰寫查詢報告。模擬專利申請過程，撰寫專利申請文件。檢測：課堂討論和小組展示，評價學生的創(chuàng)新思維和方案設(shè)計能力。利弊分析報告和優(yōu)化方案展示，評價學生的分析問題和優(yōu)化能力。專利數(shù)據(jù)庫查詢報告和專利申請文件展示，評價學生的知識產(chǎn)權(quán)保護意識和專利申請能力。（六）學后反思學生反思：回顧本單元的學習內(nèi)容，總結(jié)自己在技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力方面的提升。反思在選題規(guī)劃、方案設(shè)計、利弊分析、優(yōu)化路徑和措施、專利申請等方面的不足，提出改進措施。教師反思：總結(jié)本單元的教學實施情況，評估教學目標達成度。反思教學過程中的優(yōu)點和不足，提出改進措施，以更好地培養(yǎng)學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)。十三、學科實踐與跨學科學習設(shè)計一、教學目標通過學科實踐與跨學科學習，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(shè)計、圖樣表達和物化能力。通過實踐活動和跨學科融合，使學生能夠?qū)⑺鶎W知識應用于實際問題解決中，提升創(chuàng)新思維和實踐能力，形成綜合運用多學科知識解決復雜問題的能力。二、學習目標技術(shù)意識：能夠理解技術(shù)在現(xiàn)實生活中的作用和影響，形成對技術(shù)問題的感知與體悟。能夠分析技術(shù)現(xiàn)象及其背后的規(guī)范、標準與專利意識，形成技術(shù)的安全和責任意識。能夠評價技術(shù)應用對個人、社會和環(huán)境的影響，形成正確的技術(shù)觀和生態(tài)文明觀。工程思維：能夠運用系統(tǒng)分析的方法，識別技術(shù)問題的特性和細節(jié)，明確制約條件和影響因素。能夠進行簡單的風險評估和綜合決策，運用模擬試驗或數(shù)學模型對技術(shù)方案進行性能和風險評估。能夠理解結(jié)構(gòu)與功能、流程與控制等基本思想和方法，并在實際問題解決中加以應用。創(chuàng)新設(shè)計：能夠發(fā)現(xiàn)用戶需求，運用創(chuàng)新思維和創(chuàng)造技法提出多種解決方案。能夠進行技術(shù)試驗和技術(shù)探究，掌握技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計的一般方法。能夠綜合運用多學科知識，提出具有創(chuàng)新性的設(shè)計方案，并進行優(yōu)化和改進。圖樣表達：能夠識讀和繪制常見的技術(shù)圖樣，如機械加工圖、電子線路圖、流程圖等。能夠運用二維、三維設(shè)計軟件表達設(shè)計方案，實現(xiàn)有形與無形、抽象與具體的思維轉(zhuǎn)換。能夠通過圖樣表達設(shè)計構(gòu)想，用技術(shù)語言進行交流和溝通。物化能力：能夠根據(jù)設(shè)計要求選擇合適的材料和工具，掌握基本的工藝方法和操作技能。能夠完成模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配，進行基本的技術(shù)測試和技術(shù)指標測量。能夠體驗工匠精神對技術(shù)制造質(zhì)量的獨特作用，形成精益求精、追求卓越的工作態(tài)度。三、作業(yè)目標設(shè)定技術(shù)意識培養(yǎng)：作業(yè)目標：通過調(diào)研和分析某項技術(shù)產(chǎn)品的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，撰寫技術(shù)產(chǎn)品分析報告，理解技術(shù)的規(guī)范、標準與專利意識。作業(yè)內(nèi)容：選擇一項日常生活中的技術(shù)產(chǎn)品（如智能手機、智能家電等），調(diào)研其應用現(xiàn)狀、技術(shù)特點和發(fā)展趨勢，分析其對個人生活和社會的影響，撰寫分析報告。工程思維訓練：作業(yè)目標：通過設(shè)計一個簡單的技術(shù)系統(tǒng)（如智能家居控制系統(tǒng)），運用系統(tǒng)分析的方法進行方案設(shè)計和優(yōu)化，理解結(jié)構(gòu)與功能、流程與控制等基本思想。作業(yè)內(nèi)容：設(shè)計一個簡單的智能家居控制系統(tǒng)，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作流程和控制方式，繪制系統(tǒng)框圖和流程圖，進行方案評價和優(yōu)化，撰寫設(shè)計報告。創(chuàng)新設(shè)計實踐：作業(yè)目標：通過創(chuàng)新設(shè)計實踐活動，運用創(chuàng)新思維和創(chuàng)造技法提出解決方案，并進行技術(shù)試驗和技術(shù)探究，掌握技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計的一般方法。作業(yè)內(nèi)容：選擇一項生活中的實際問題（如校園垃圾分類處理、智能家居改進等），運用創(chuàng)新思維和創(chuàng)造技法提出解決方案，進行技術(shù)試驗和技術(shù)探究，撰寫設(shè)計報告和試驗報告。圖樣表達訓練：作業(yè)目標：通過繪制技術(shù)圖樣，提高圖樣表達能力，用技術(shù)語言進行交流和溝通。作業(yè)內(nèi)容：選擇一項設(shè)計任務(wù)（如自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計、書架結(jié)構(gòu)設(shè)計等），運用手工繪圖或二維、三維設(shè)計軟件繪制技術(shù)圖樣，包括結(jié)構(gòu)圖、流程圖、控制系統(tǒng)方框圖等，并進行交流和展示。物化能力提升：作業(yè)目標：通過模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配，提高物化能力，體驗工匠精神對技術(shù)制造質(zhì)量的獨特作用。作業(yè)內(nèi)容：選擇一項設(shè)計任務(wù)（如簡易機器人制作、智能家居模型制作等），根據(jù)設(shè)計要求選擇合適的材料和工具，完成模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配，進行基本的技術(shù)測試和技術(shù)指標測量，撰寫制作報告和測試報告。四、學科實踐與跨學科學習設(shè)計（一）實踐活動設(shè)計跨學科主題探究：智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)活動目標：通過跨學科學習，綜合運用物理、信息技術(shù)、設(shè)計美學等知識，設(shè)計并實現(xiàn)一個智能家居系統(tǒng)。培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力?；顒觾?nèi)容：物理學科：探究智能家居系統(tǒng)中的物理原理，如電路原理、光學原理、力學原理等。信息技術(shù)學科：學習智能家居系統(tǒng)的控制技術(shù)，如傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等。設(shè)計美學學科：運用設(shè)計美學原理，對智能家居系統(tǒng)進行外觀設(shè)計和用戶體驗設(shè)計。通用技術(shù)學科：綜合運用所學知識，進行智能家居系統(tǒng)的方案設(shè)計、圖樣表達、模型制作和測試優(yōu)化?；顒硬襟E：選題與規(guī)劃：確定智能家居系統(tǒng)的設(shè)計主題和目標，編寫發(fā)明規(guī)劃書。方案設(shè)計：運用系統(tǒng)分析的方法，進行功能原理設(shè)計、總體設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制系統(tǒng)框圖、流程圖和控制方框圖。圖樣表達：運用二維、三維設(shè)計軟件繪制技術(shù)圖樣，表達設(shè)計方案。模型制作：選擇合適的材料和工具，完成智能家居系統(tǒng)的模型制作和裝配。測試優(yōu)化：對智能家居系統(tǒng)進行技術(shù)測試和技術(shù)指標測量，根據(jù)測試結(jié)果進行優(yōu)化和改進。成果展示與評價：展示智能家居系統(tǒng)模型，進行交流和評價，撰寫設(shè)計報告和制作報告。跨學科項目實踐：校園垃圾分類處理系統(tǒng)的設(shè)計與實施活動目標：通過跨學科學習，綜合運用環(huán)境科學、信息技術(shù)、機械工程等知識，設(shè)計并實施校園垃圾分類處理系統(tǒng)。培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力。活動內(nèi)容：環(huán)境科學學科：調(diào)研校園垃圾分類的現(xiàn)狀和問題，分析垃圾分類的重要性和意義。信息技術(shù)學科：學習垃圾分類處理系統(tǒng)的信息管理技術(shù)，如數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)分析等。機械工程學科：設(shè)計垃圾分類處理系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)，如分類箱、傳送帶、壓縮裝置等。通用技術(shù)學科：綜合運用所學知識，進行校園垃圾分類處理系統(tǒng)的方案設(shè)計、圖樣表達、模型制作和測試優(yōu)化?；顒硬襟E：選題與規(guī)劃：確定校園垃圾分類處理系統(tǒng)的設(shè)計主題和目標，編寫發(fā)明規(guī)劃書。方案設(shè)計：運用系統(tǒng)分析的方法，進行功能原理設(shè)計、總體設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制系統(tǒng)框圖、流程圖和控制方框圖。圖樣表達：運用二維、三維設(shè)計軟件繪制技術(shù)圖樣，表達設(shè)計方案。模型制作：選擇合適的材料和工具，完成校園垃圾分類處理系統(tǒng)的模型制作和裝配。測試優(yōu)化：對校園垃圾分類處理系統(tǒng)進行技術(shù)測試和技術(shù)指標測量，根據(jù)測試結(jié)果進行優(yōu)化和改進。成果展示與評價：展示校園垃圾分類處理系統(tǒng)模型，進行交流和評價，撰寫設(shè)計報告和制作報告。（二）跨學科融合策略學科交叉滲透：在實踐活動中，鼓勵學生跨學科思考，將物理、信息技術(shù)、設(shè)計美學、環(huán)境科學等不同學科的知識和方法綜合運用。通過跨學科交流和合作，促進學生對不同學科知識的理解和整合，培養(yǎng)綜合運用多學科知識解決復雜問題的能力。教師協(xié)同教學：組織不同學科的教師共同參與實踐活動的設(shè)計和指導，發(fā)揮各自學科的優(yōu)勢，形成協(xié)同教學的合力。通過教師之間的交流和合作，促進學科知識的交叉融合，提高實踐活動的質(zhì)量和效果。資源共享與整合：充分利用學校內(nèi)外的各種資源，如實驗室、圖書館、科技館、企業(yè)等，為跨學科實踐活動提供支持和保障。整合不同學科的教學資源和工具，如物理實驗器材、信息技術(shù)軟件、設(shè)計美學素材等，為實踐活動提供豐富的材料和工具。評價與反饋機制：建立跨學科評價機制，采用多元化的評價方式，如項目報告、作品展示、口頭匯報等，對學生的實踐活動進行全面評價。及時反饋評價結(jié)果，指出學生的優(yōu)點和不足，提出改進建議，促進學生的持續(xù)進步和發(fā)展。通過以上學科實踐與跨學科學習設(shè)計，旨在培養(yǎng)學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)，提升學生的創(chuàng)新思維和實踐能力，形成綜合運用多學科知識解決復雜問題的能力。通過跨學科融合策略的實施，促進不同學科之間的交叉滲透和協(xié)同發(fā)展，為學生的全面發(fā)展提供有力支持。十四、大單元作業(yè)設(shè)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）》的要求，結(jié)合《創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明》第四章《發(fā)明成果與專利》的教學內(nèi)容，本單元的教學目標旨在全面培養(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(shè)計、圖樣表達和物化能力五個方面。通過本單元的學習，學生將能夠：技術(shù)意識：理解技術(shù)的規(guī)范、標準與專利意識，對技術(shù)領(lǐng)域?qū)θ?、社會、環(huán)境的影響作出理性分析，形成技術(shù)的安全和責任意識。工程思維：運用系統(tǒng)分析的方法，針對某一具體技術(shù)領(lǐng)域的問題進行要素分析、整體規(guī)劃，并領(lǐng)悟結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等基本思想和方法。創(chuàng)新設(shè)計：在發(fā)現(xiàn)與明確問題的基礎(chǔ)上，收集相關(guān)信息，運用人機關(guān)系及相關(guān)理論進行綜合分析，提出符合設(shè)計原則且具有一定創(chuàng)造性的構(gòu)思方案，并進行技術(shù)試驗和技術(shù)探究。圖樣表達：識讀簡單的機械加工圖及控制框圖等常見技術(shù)圖樣，分析技術(shù)對象的圖樣特征，會用手工和二維、三維設(shè)計軟件繪制簡單的技術(shù)圖樣。物化能力：了解常見材料的屬性和常用工具、基本設(shè)備的使用方法，積累一些常見工藝方法的操作經(jīng)驗，根據(jù)方案設(shè)計要求，進行材料選擇、測試與規(guī)劃，工具選擇與使用，工藝設(shè)計與產(chǎn)品制作。二、作業(yè)目標設(shè)定（一）技術(shù)意識作業(yè)1：技術(shù)現(xiàn)象與專利意識調(diào)研目標：學生通過對現(xiàn)實生活中技術(shù)現(xiàn)象的觀察，了解技術(shù)的規(guī)范、標準與專利意識，撰寫一篇調(diào)研報告，分析某項技術(shù)（如智能手機、智能家居等）對人、社會、環(huán)境的影響，并探討其專利申請與保護的重要性。要求：調(diào)研內(nèi)容詳實，分析深入，能夠體現(xiàn)學生對技術(shù)現(xiàn)象與專利意識的理解。作業(yè)2：技術(shù)倫理案例分析目標：學生選取一個具體的技術(shù)倫理案例（如基因編輯嬰兒事件），分析其中的技術(shù)倫理問題，探討技術(shù)活動對社會倫理、道德規(guī)范的影響，并提出個人見解。要求：案例分析透徹，觀點明確，能夠體現(xiàn)學生對技術(shù)倫理問題的深入思考。（二）工程思維作業(yè)3：系統(tǒng)分析與設(shè)計方案目標：學生針對一個具體的技術(shù)領(lǐng)域問題（如智能家居系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計），運用系統(tǒng)分析的方法，進行要素分析、整體規(guī)劃，并繪制系統(tǒng)框圖或流程圖。要求：設(shè)計方案合理，系統(tǒng)框圖或流程圖清晰，能夠體現(xiàn)學生的系統(tǒng)分析與設(shè)計能力。作業(yè)4：風險評估與決策報告目標：學生對一個技術(shù)創(chuàng)新項目進行風險評估，包括技術(shù)風險、市場風險、經(jīng)濟風險等，并基于風險評估結(jié)果制定決策方案，撰寫決策報告。要求：風險評估全面，決策方案合理，報告內(nèi)容詳實，能夠體現(xiàn)學生的風險意識與決策能力。（三）創(chuàng)新設(shè)計作業(yè)5：創(chuàng)新設(shè)計構(gòu)思方案目標：學生針對一個實際問題（如校園垃圾分類處理），運用創(chuàng)新思維和創(chuàng)造技法，提出至少兩種創(chuàng)新設(shè)計構(gòu)思方案，并繪制設(shè)計草圖。要求：設(shè)計構(gòu)思新穎，方案可行，設(shè)計草圖清晰，能夠體現(xiàn)學生的創(chuàng)新設(shè)計能力。作業(yè)6：技術(shù)試驗與探究報告目標：學生選擇一個技術(shù)創(chuàng)新點進行技術(shù)試驗與探究，記錄試驗過程、數(shù)據(jù)收集與分析結(jié)果，并撰寫技術(shù)試驗與探究報告。要求：試驗過程規(guī)范，數(shù)據(jù)分析準確，報告內(nèi)容完整，能夠體現(xiàn)學生的技術(shù)試驗與探究能力。（四）圖樣表達作業(yè)7：技術(shù)圖樣繪制目標：學生選擇一個具體的技術(shù)產(chǎn)品（如自行車、手機等），繪制其機械加工圖或控制電路圖，并標注尺寸、公差等技術(shù)要求。要求：圖樣繪制準確，標注清晰，能夠體現(xiàn)學生的圖樣表達能力。作業(yè)8：三維模型設(shè)計目標：學生利用三維設(shè)計軟件（如SolidWorks、AutoCAD等），設(shè)計一個簡單的技術(shù)產(chǎn)品模型，并渲染出圖。要求：模型設(shè)計合理，渲染效果逼真，能夠體現(xiàn)學生的三維模型設(shè)計能力。（五）物化能力作業(yè)9：產(chǎn)品制作與測試目標：學生選擇一個簡單的技術(shù)產(chǎn)品（如小臺燈、筆筒等），進行材料選擇、工藝設(shè)計與產(chǎn)品制作，并進行功能測試與性能評估。要求：產(chǎn)品制作精良，功能測試完整，性能評估準確，能夠體現(xiàn)學生的物化能力。作業(yè)10：專利申請文件撰寫目標：學生針對自己的技術(shù)創(chuàng)新成果，撰寫一份專利申請文件，包括權(quán)利要求書、說明書及附圖等。要求：專利申請文件內(nèi)容完整，格式規(guī)范，能夠體現(xiàn)學生的專利申請與保護意識。三、作業(yè)實施與評價（一）作業(yè)實施作業(yè)分配與指導：教師根據(jù)教學內(nèi)容和學生實際情況，合理分配作業(yè)任務(wù)，并對學生進行必要的指導與幫助。作業(yè)進度跟蹤：教師定期跟蹤學生的作業(yè)進度，及時解決學生在作業(yè)過程中遇到的問題。作業(yè)資源共享：鼓勵學生之間分享作業(yè)資源與經(jīng)驗，形成良好的學習氛圍。（二）作業(yè)評價評價標準：根據(jù)作業(yè)目標設(shè)定相應的評價標準，包括內(nèi)容完整性、創(chuàng)新性、規(guī)范性等方面。評價方式：采用自我評價、小組評價與教師評價相結(jié)合的方式，全面評估學生的作業(yè)表現(xiàn)。反饋與改進：教師及時給予學生作業(yè)反饋，指出存在的問題與不足，并提出改進建議，幫助學生不斷提升通用技術(shù)核心素養(yǎng)。通過以上大單元作業(yè)設(shè)計，旨在全面培養(yǎng)學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)，提升其技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力，為未來的學習和生活奠定堅實的基礎(chǔ)。十五、“教-學-評”一致性課時設(shè)計課程基本信息教材版本：2019版豫科版高中通用技術(shù)選擇性必修9單元主題：第四章發(fā)明成果與專利課時設(shè)計：共12課時第一課時：選題規(guī)劃與發(fā)明規(guī)劃書編寫教學目標技術(shù)意識：學生能夠認識到創(chuàng)造發(fā)明在社會進步中的重要性，理解技術(shù)選擇對社會、環(huán)境的影響。工程思維：學生能夠通過系統(tǒng)分析的方法，初步確定創(chuàng)造發(fā)明的選題方向。創(chuàng)新設(shè)計：學生能夠運用創(chuàng)新思維，提出具有創(chuàng)新性的創(chuàng)造發(fā)明選題。圖樣表達：學生能夠初步繪制簡單的設(shè)計草圖，表達創(chuàng)造發(fā)明的初步構(gòu)想。物化能力：學生能夠預估創(chuàng)造發(fā)明過程中的材料、工藝等限制條件。作業(yè)目標編寫一份初步的發(fā)明規(guī)劃書，包括設(shè)計產(chǎn)品的功能和性能、設(shè)計參數(shù)和相關(guān)指標、制造和使用方面的限制條件等。繪制一份創(chuàng)造發(fā)明的初步設(shè)計草圖。課程目標設(shè)定通過本節(jié)課的學習，學生能夠掌握選題規(guī)劃的基本方法，并編寫出發(fā)明規(guī)劃書，為后續(xù)的創(chuàng)造發(fā)明活動奠定基礎(chǔ)。教學過程導入