高中通用技术 必修一 技术与设计2 控制及其设计第6课时

通用技术教学设计年级高二年级教科书版本及章节广东教育出版社广东科技出版社必修二《技术与设计2》第四章课题综合学习活动--消毒自动补液装置课型活动课执教人刘亚亚教学内容分析粤教版通用技术必修二《技术与设计2》第四章，教材内容包括控制系统设计概论、根据控制系统的控制要求，确定被控量、控制量，进行简单的控制系统的方案设计、能根据方案设计要求搭建一个简易的控制系统装置，进行调试运行和综合评价，提出改进方案。通过技术试验分析控制系统的控制、干扰、反馈等现象，写出试验报告。本课为综合活动，根据方案设计要求搭建一个简易的控制系统装置并进行调试运行和综合评价为实践课时，本节课用实例阐述控制系统的搭建步骤和方法。本节教材实例制作太过复杂，所以本节课用一个更加简单易懂的实例来替代教材上的实例。根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》要求，学生应能根据控制系统的控制要求，确定被控量、控制量，进行简单的控制系统的方案设计，并搭建一个简易的控制系统装置，进行调试运行和综合评价。结合教材内容，本课的教学重点放在系统设计的步骤、闭环控制系统的模型搭建和系统测试上。学习者分析本课的教学对象是高二年级的学生，上个学期学生对技术设计的一般过程、对材料的选择和工具的使用都有初步的了解，而且上学期学生制作了简单的设计作品，对项目作品的设计和制作有了一个初步的认识。本学期学习了结构、流程、系统和控制，学生对项目作品设计和制作的认识更加深刻了。通过本次的实践课，能让学生进一步掌握简单控制系统设计的流程和详细步骤。学习目标确定依据课程标准、学业要求和学科核心素养要求，结合本校学情和实际教学条件，设定本节课教学目标如下：工程思维：能基于控制原理和系统分析方法将案例中各部件之间的关系通过控制系统框图表达出来，形成实际的工程意识和思维。物化能力：能根据方案设计要求，选择合适的材料和工具，并将方案转化为模型或原型，且根据实际需要对已有模型进行改进和优化。逐渐形成物化过程中严谨细致、精益求精的工作态度。学习重点难点（1）教学重点：闭环控制系统的模型搭建（2）教学难点：模型中电路的理解和连接教学策略、教学方法设计及课时安排1.教学策略：（1）项目学习策略：设定真实情境下的真实问题，围绕解决这个真实问题进行项目设计，通过学习本节相关知识以及大项目的分析、设计，锻炼和提升学生的技术意识、创新设计和物化能力等核心素养。（2）多任务驱动策略：在解决问题的过程中，将任务设计细分成若干活动，从而降低难度，学生通过完成一个个任务最终完成项目学习的目标。2.教学方法：（1）教法真实情境下项目引领，多任务驱动：通过真实情境下的项目设计展开教学，通过让学生自主学习和分组完成若干任务从而达成教学目标。（2）学法学生通过课前预习并完成“学习单”，初步了解所学内容；课中在分组完成任务和教师的讲评过程中加深对所学内容的理解，并在学生活动中锻炼自己的各方面能力，提高自己的学科素养。3.课时安排：1课时学习评价设计本课采用过程性评价，在学生活动过程中，以及学生作品展评时，及时对学生的表现和作品进行点评。对学生表现主要从积极因素方面评价，从而不断激发学生的学习热情；对学生的作品要给出客观的评价，这样有利于学生认清自己对知识和技能的掌握情况，帮助学生完善作品。课前准备1.分组：把学生按5～6人一组分成若干学习小组，各小组选出一位组长；2.布置预习任务：分发“学习单”，让学生结合“学习单”了解项目内容。新课教学回顾前面案例，引入新课播放郑州防疫最新情况视频：设计意图说明：通过社会热点问题，创设学生身边的真实情境易引发学生的关注，同时说明“控制技术助力疫情防控”项目设计，让学生感受技术可以服务于社会，同时引入新课。二、学习任务任务一、控制技术助力疫情防控活动1.请学生简述“控制技术助力疫情防控”项目计划活动2.请学生总结控制系统的组成活动3.请学生总结控制系统的框图表达活动4.请学生总结控制系统的设计流程（师：对于学生回答及时给予评价和点拨，帮助学生回忆控制系统的具体组成部件，如控制器、执行器、被控对象、反馈环节、给定量、控制量、被控量这些概念，加强已学知识对以后控制系统设计迁移）设计意图说明：通过案例的回忆让学生了解控制系统的组成，并运用所学的知识如何运用到实践中的。任务二：学生讨论对“控制技术助力疫情防控”项目的改进活动1：学生讨论“控制技术助力疫情防控”项目是否可以改进，说说自己的想法。活动2：教师点评学生讨论的结果，并挑选案例进行设计、组装。比如：如果消毒溶液用完，手动补液相当麻烦，能否设计一个自动控制给自动手部消毒设备补液呢？活动3：学生设计组装自动控制给自动手部消毒设备补液。活动4：组织学生进行项目作品测试与优化。活动5：组织学生进行项目作品评价。设计意图说明：通过对项目的分析改进，使学生更加熟悉电子控制系统的组成及控制过程，并且用定式描述框图分析控制系统的基本方法进行设计，感受科技对生活的影响。三：课堂小结学生进行课堂小结其他学生进行补充设计意图说明：通过课堂小结，帮助学生理清思路、加深理解、巩固所学。四、课后作业查阅资料，继续完善各控制系统的设计，并设计自动感应的垃圾桶。设计意图说明：通过查阅资料，丰富学生的电路知识，尤其是Arduino电路模块方面的知识，开阔思路，在完善各控制系统设计的过程中，培养学生的技术意识、创新意识、工程思维、图样表达等核心技术素养。板书设计综合学习活动--消毒自动补液装置控制系统的组成任务一、控制技术助力疫情防控任务二：学生讨论对“控制技术助力疫情防控”项目的改进教学反思与改进抓住社会热点问题，创设真实情境导