2020版 人教版 高中通-用技术 必修 技术与设计2 《第四章 控制及其设计》大单元整体教学设计2020课标

版人教版高中通用技术必修技术与设计2《第四章控制及其设计》大单元整体教学设计[2020课标]一、内容分析与整合二、《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解三、学情分析四、大主题或大概念设计五、大单元目标叙写六、大单元教学重点七、大单元教学难点八、大单元整体教学思路九、学业评价十、大单元实施思路及教学结构图十一、大情境、大任务创设十二、单元学历案十三、学科实践与跨学科学习设计十四、大单元作业设计十五、“教-学-评”一致性课时设计十六、大单元教学反思一、内容分析与整合（一）教学内容分析《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》中，必修课程《技术与设计2》的第四章《控制及其设计》是通用技术课程的重要组成部分。本章内容涵盖了控制的基本概念、控制系统的组成与工作过程、控制方法以及控制的应用等多个方面，旨在帮助学生理解控制原理，掌握控制系统设计的基本方法，并通过实践活动培养学生的技术意识和工程思维。《控制及其设计》一章的教学内容包括三个主要部分：控制和控制系统的认识、控制系统的组成和工作过程、控制系统的设计和实践。每个部分都围绕控制的基本概念展开，逐步深入到控制系统的组成、工作原理以及设计实践，形成了一个完整的知识体系。控制和控制系统的认识：首先介绍了控制的基本概念，包括控制的定义、控制的分类（手动控制、自动控制、智能控制）以及控制在生活中的应用实例。通过这一部分内容的学习，学生能够初步理解控制的基本思想和方法。控制系统的组成和工作过程：详细介绍了控制系统的组成元素，包括输入量、控制器、执行器、被控对象等，并阐述了开环控制系统和闭环控制系统的基本组成与工作过程。还探讨了控制系统中的干扰现象和反馈原理。控制系统的设计和实践：结合具体案例，介绍了控制系统设计的一般过程，包括发现与明确问题、制订设计方案、制作模型或原型、测试与评估等步骤。通过实践活动，如设计并制作温控电风扇模型等，学生能够将理论知识应用于实际问题的解决中，培养创新设计和物化能力。（二）单元内容分析本单元的教学内容具有以下几个特点：理论性与实践性相结合：本章内容不仅涉及控制理论的基本知识，还强调通过实践活动来加深理解和掌握。例如，通过制作台灯模型、路灯模型等实践活动，学生能够亲身体验控制过程，理解控制系统的组成和工作原理。系统性与综合性：控制系统是一个复杂的系统，涉及多个组成元素和相互作用关系。本单元通过系统介绍控制系统的组成和工作过程，帮助学生形成系统的思维方式，理解各元素之间的相互作用和影响。创新性与设计性：本章内容强调创新设计和图样表达能力的培养。通过设计并制作温控电风扇模型等实践活动，学生能够发挥创新思维，运用所学知识进行设计和优化，并通过图样表达设计方案。应用性与实际性：控制技术在日常生活和生产中具有广泛应用。本单元通过介绍控制的应用实例，如智能家居、无人驾驶汽车等，帮助学生理解控制技术在现代社会中的重要作用，激发学习兴趣和动力。（三）单元内容整合为了实现本单元的教学目标，需要对教学内容进行整合和优化。具体整合思路如下：以控制的基本概念为主线：将控制的基本概念贯穿整个单元的教学过程，通过不同的教学活动不断加深学生对控制的理解。例如，在介绍控制系统的组成和工作过程时，可以回顾控制的基本概念和分类；在设计实践活动时，可以引导学生运用控制的基本原理和方法。注重理论与实践相结合：在理论讲授的基础上，加强实践活动的组织和实施。通过制作台灯模型、路灯模型、温控电风扇模型等实践活动，让学生亲身体验控制过程，加深对理论知识的理解。强化系统思维和综合能力的培养：在介绍控制系统的组成和工作过程时，强调系统思维的重要性，引导学生从整体上把握控制系统的结构和功能。通过设计实践活动，培养学生的综合能力和创新思维。关注控制技术的应用和发展：结合现代科技发展的实际，介绍控制技术在日常生活和生产中的应用实例，如智能家居、无人驾驶汽车等。通过了解控制技术的应用和发展趋势，激发学生的学习兴趣和探索欲望。二、《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，通用技术的核心素养目标包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面。结合《第四章控制及其设计》的教学内容，对核心素养目标进行具体分解如下：（一）技术意识技术感知与体悟：学生能够理解控制的基本概念和原理，认识到控制技术在日常生活和生产中的重要性。通过实践活动，学生能够亲身体验控制过程，感受控制技术的实际应用效果。技术规范与标准：学生在学习过程中应了解控制系统设计的基本规范和标准，如控制系统的输入量、输出量、控制量等基本概念。通过案例分析，学生能够理解不同控制系统在实际应用中的差异和优劣。技术安全与责任：在进行实践活动时，学生应遵守安全操作规程，确保人身和设备安全。培养学生的技术责任感和职业道德意识，认识到控制技术在社会发展中的重要作用。技术文化理解：通过了解控制技术的发展历程和应用实例，学生能够理解技术文化的内涵和特征。引导学生关注技术对社会、环境、文化等方面的影响，形成正确的技术观和价值观。（二）工程思维系统分析与比较权衡：学生能够运用系统分析的方法，对控制系统的组成和工作过程进行整体把握和深入分析。在设计实践活动中，学生能够比较不同设计方案的优劣，进行权衡和优化选择。结构、流程、系统、控制等思想与方法的应用：通过学习控制系统的组成和工作过程，学生能够理解结构、流程、系统、控制等基本概念和思想方法。在设计实践活动中，学生能够运用这些思想和方法进行方案设计和优化。风险评估与决策：在进行控制系统设计时，学生能够识别潜在的风险因素，并进行风险评估和决策分析。培养学生的风险意识和决策能力，使其能够在复杂情境中做出合理的决策。综合实践与创新：通过实践活动，学生能够综合运用所学知识进行设计和创新，解决实际问题。鼓励学生发挥创新思维和创造力，提出新颖的设计方案和技术应用思路。（三）创新设计问题发现与明确：在设计实践活动中，学生能够敏锐地发现问题，并明确问题的性质和要求。培养学生的问题意识和问题解决能力，使其能够在复杂情境中迅速找到问题的关键所在。信息收集与处理：学生能够通过各种渠道收集与控制系统设计相关的信息，并进行有效处理和利用。培养学生的信息素养和信息处理能力，使其能够迅速获取所需信息并进行分析和应用。方案构思与设计：在明确问题的基础上，学生能够运用创新思维和创造力进行方案构思和设计。引导学生关注方案的可行性和实用性，结合实际情况进行优化和改进。图样表达与交流：学生能够运用图样表达设计方案和构思过程，与他人进行有效的交流和沟通。培养学生的图样表达能力和技术语言表达能力，使其能够清晰、准确地表达自己的设计意图和方案。（四）图样表达技术图样的识读与绘制：学生能够识读常见的技术图样，如控制系统方框图、流程图等，并理解其含义和作用。培养学生绘制技术图样的能力，使其能够准确、规范地绘制控制系统设计所需的各种图样。设计图样的优化与改进：在设计实践活动中，学生能够根据实际情况对设计图样进行优化和改进，提高设计方案的可行性和实用性。引导学生关注图样的细节和规范性，提高图样表达的质量和准确性。技术图样的交流与共享：学生能够通过图样表达与他人进行交流和共享设计方案和构思过程。培养学生的团队协作精神和沟通能力，使其能够在团队中有效地发挥自己的作用。（五）物化能力材料与工具的选择与使用：在进行控制系统设计时，学生能够根据设计要求选择合适的材料和工具，并掌握其正确的使用方法。培养学生的材料意识和工具操作能力，使其能够高效地完成设计任务。模型或原型的制作与调试：学生能够根据设计方案制作模型或原型，并进行调试和优化，确保其满足设计要求。通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力，使其能够将理论知识应用于实际制作中。技术试验与数据分析：在设计实践活动中，学生能够进行技术试验并收集数据进行分析和处理，验证设计方案的可行性和有效性。培养学生的实验素养和数据分析能力，使其能够运用科学方法进行技术试验和数据分析。综合评价与反思：完成设计任务后，学生能够进行综合评价和反思，总结经验和教训，提出改进意见和措施。通过综合评价和反思，培养学生的批判性思维和自我反思能力，促进其不断发展和进步。三、学情分析（一）已知内容分析在进入《第四章控制及其设计》的学习之前，学生们已经通过必修课程《技术与设计1》的学习，对技术设计的一般过程有了初步的认识，并经历了一些简单的技术设计和制作活动。这些活动为他们积累了一定的技术设计经验和基础知识，如设计分析、方案构思、图样表达、模型或原型制作等。特别是在“技术试验”环节中，学生已经体验过一些基本的技术试验方法，这为理解控制系统中的技术试验部分奠定了基础。学生在物理、数学等其他学科的学习中，也接触到了与控制系统相关的知识，如力学、电学、逻辑运算等，这些知识将有助于学生更好地理解控制系统的基本原理和工作过程。（二）新知内容分析《第四章控制及其设计》是必修课程《技术与设计2》中的一个重要章节，它主要涉及控制及其控制系统的基本概念、方法、应用以及设计和实践。本章内容可以细分为以下几个部分：控制和控制系统的认识：学生需要理解控制的基本含义，即人们按照自己的意愿，通过改变条件，促使事物向着期望的目标发展。还需要认识控制系统的含义，了解一个控制过程的实现往往要经过若干个环节，这些环节构成一个系统，称为控制系统。控制的方法：学生需要了解手动控制、自动控制和智能控制的特点，并通过案例分析理解不同控制方式在实际生活中的应用。控制的应用：学生需要认识控制在生活、生产和国防等领域中的广泛应用，理解控制如何提高产品质量、降低生产成本、提升劳动生产率等。控制系统的组成和工作过程：学生需要了解控制系统的基本组成，包括控制器、执行器、被控对象等，并理解开环控制系统和闭环控制系统的基本组成与工作过程。控制系统的干扰：学生需要了解控制系统中干扰现象的存在及其对系统的影响，以及如何通过反馈原理来减弱或消除干扰。控制系统的设计和实践：学生需要了解控制系统设计的一般过程，包括确定控制目的、被控量与控制量、控制系统结构等，并能够通过实践活动设计和制作一个简单的控制系统。（三）学生学习能力分析高中阶段的学生已经具备了一定的逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力。他们能够通过观察、实验、推理等方式获取知识，并能够在一定程度上进行自主学习和合作探究。在《技术与设计1》的学习中，学生已经积累了一定的技术设计经验和基础知识，这为他们学习《第四章控制及其设计》提供了良好的前提条件。由于控制系统涉及的知识较为抽象和复杂，学生在学习过程中可能会遇到一些困难。例如，对于控制系统的基本组成和工作过程，学生可能难以直观理解；对于开环控制系统和闭环控制系统的区别，学生可能难以准确把握；对于控制系统的设计和实践，学生可能缺乏实际操作经验。教师在教学过程中需要注重引导学生将理论知识与实践操作相结合，通过案例分析、实验探究等方式帮助学生深化理解。（四）学习障碍突破策略为了帮助学生克服在学习《第四章控制及其设计》过程中可能遇到的障碍，教师可以采取以下策略：创设真实情境：通过创设与学生生活实际紧密相关的真实情境，引导学生发现和提出问题，从而激发学生的学习兴趣和探究欲望。例如，可以引入智能家居、自动驾驶汽车等现代科技产品作为教学案例，让学生感受到控制在现代社会中的重要性和广泛应用。采用直观教学手段：针对控制系统的基本组成和工作过程等抽象知识点，教师可以采用多媒体动画、实物模型等直观教学手段进行演示和讲解。例如，可以制作控制系统的方框图动画，通过动态演示帮助学生理解控制系统的各个环节及其相互作用。加强实验探究：通过实验探究的方式帮助学生深化对控制系统的理解和认识。教师可以设计一系列与控制系统相关的实验活动，如制作台灯模型、路灯模型、温控电风扇等，让学生在动手实践中掌握控制系统的基本原理和设计方法。引导合作学习：鼓励学生进行小组合作学习，通过讨论、交流、分享等方式共同解决问题。教师可以根据学生的学习能力和兴趣爱好进行分组，为每个小组分配不同的任务和目标，让学生在合作中相互学习、相互促进。注重评价反馈：在教学过程中注重对学生的表现进行评价和反馈，及时指出学生的优点和不足，并提供具体的改进建议。鼓励学生进行自我评价和相互评价，帮助他们形成自我反思和改进的习惯。拓展学习资源：为学生提供丰富的学习资源，如图书、期刊、网络课程等，帮助他们拓宽视野、深化理解。可以邀请行业专家或企业技术人员来校进行讲座或指导，让学生更直观地了解控制技术在实际工作中的应用和发展趋势。通过以上策略的实施，教师可以有效地帮助学生克服在学习《第四章控制及其设计》过程中可能遇到的障碍，提高他们的学习兴趣和探究能力，促进他们的全面发展。四、大主题或大概念设计本大单元的大主题设计为“控制系统的探索与应用”。通过这一主题，学生将深入理解控制系统的基本原理、组成、工作过程及其在实际生活中的应用，并通过实践活动培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。具体地，本大单元将以“智能生态鱼缸的设计与制作”为项目载体，整合结构、流程、系统、控制四个大概念，使学生在完成项目的过程中，深刻体验控制系统的设计与应用，同时提升通用技术学科核心素养。五、大单元目标叙写（一）技术意识学生能够理解控制及其控制系统在日常生活和生产中的重要性，识别不同控制系统在实际应用中的差异。学生能够形成对控制系统设计的安全意识、规范意识和伦理意识，理解控制技术的文化特性和美学特征。学生能够就控制系统的设计与应用进行技术评价，分析其对社会、环境和个人生活的影响。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，对控制系统的设计进行多因素分析，理解系统的输入、过程、输出及反馈机制。学生能够识别控制系统设计中的制约条件和影响因素，提出可能的解决方案，并进行性能评估和优化。学生能够通过案例分析，理解控制系统在工程实践中的应用，形成初步的工程意识与思维。（三）创新设计学生能够结合用户需求，运用创新设计的方法，提出具有创意的控制系统设计方案。学生能够针对控制系统的特定问题，进行技术试验和技术探究，掌握技术创新设计的一般方法。学生能够在设计过程中，综合运用多学科知识，进行跨领域的创新设计，提高设计创新能力。（四）图样表达学生能够识读和绘制控制系统相关的技术图样，如控制系统方框图、流程图等。学生能够运用二维、三维设计软件，表达控制系统的设计方案，并进行优化和改进。学生能够通过技术图样，清晰、准确地表达和交流设计构想，提高技术语言表达能力。（五）物化能力学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行控制系统的制作和调试。学生能够掌握控制系统制作的基本工艺和流程，严谨细致地完成模型或产品的成型制作和装配。学生能够对控制系统进行基本的技术测试和综合的方案试验，撰写技术测试和方案试验报告，形成精益求精、追求卓越的良好品格。六、大单元教学重点控制系统的基本原理与组成：学生需要深入理解控制系统的含义、基本原理、基本组成及其在工作过程中的作用。通过案例分析，学生能够识别不同控制系统的特点和应用场景。控制系统的设计与优化：学生需要掌握控制系统设计的一般过程，包括确定控制目的、被控量与控制量、控制系统结构等。通过实践活动，学生能够设计并优化控制系统，提高系统的性能和稳定性。智能生态鱼缸的设计与制作：以“智能生态鱼缸的设计与制作”为项目载体，学生需要综合运用结构、流程、系统、控制四个大概念，进行项目的设计与实施。通过项目实践，学生能够深刻体验控制系统的设计与应用过程，提升通用技术学科核心素养。七、大单元教学难点控制系统的复杂性与多样性：控制系统在实际应用中具有复杂性和多样性，学生需要理解不同控制系统的特点和差异，并能够根据实际需求选择合适的控制系统。这需要学生具备较高的技术意识和工程思维能力。控制系统设计的创新性与实践性：在控制系统设计中，学生需要具备创新思维和实践能力，能够提出具有创意的设计方案，并进行技术试验和技术探究。这需要学生具备较高的创新设计和物化能力。项目实践的跨领域性与综合性：“智能生态鱼缸的设计与制作”项目涉及多个学科领域的知识和技能，学生需要综合运用结构、流程、系统、控制等概念进行设计与实践。这需要学生具备较高的跨学科整合能力和综合实践能力。为了突破这些教学难点，教师可以采取以下措施：创设真实情境：通过创设真实的学习情境，如模拟智能生态鱼缸的设计与制作过程，激发学生的学习兴趣和积极性。采用案例教学：通过引入典型案例，如智能家居控制系统、交通信号灯控制系统等，帮助学生理解控制系统的基本原理和应用场景。强化实践活动：通过组织实践活动，如控制系统模型制作、技术试验与技术探究等，提高学生的物化能力和创新设计能力。跨学科整合：在教学过程中，注重跨学科知识的整合与应用，引导学生综合运用多学科知识解决实际问题。个性化指导：针对不同学生的学习特点和需求，提供个性化的指导和支持，帮助学生克服学习困难，提高学习效果。通过以上措施的实施，教师可以有效地突破教学难点，提高大单元教学的质量和效果。八、大单元整体教学思路教学目标设定在教学目标设定上，本单元旨在通过《第四章控制及其设计》的教学内容，全面培养学生的通用技术核心素养，具体目标如下：（一）技术意识理解控制现象：学生能够理解控制是人类按照自己的意愿，通过改变条件，促使事物向期望目标发展的过程。学生将认识到控制现象在日常生活和工业生产中的普遍性和重要性。形成规范意识：通过学习手动控制、自动控制和智能控制的特点，学生能够理解不同控制方式在实际应用中的优势和局限，形成在技术选择和应用中的规范意识。关注技术影响：学生将关注控制技术的发展对个人生活、社会进步和环境保护的影响，形成积极的技术使用态度和责任感。（二）工程思维系统分析方法：学生能够运用系统分析的方法，对控制问题进行要素分析、整体规划，并理解结构、流程、系统、控制等基本思想和方法。识别与解决问题：在面对控制问题时，学生能够识别问题的特性和细节，明确制约条件和影响因素，提出可能的解决方案，并进行比较和权衡。优化系统设计：通过学习和实践，学生能够理解控制系统优化的重要性，学会通过改变输入、过程、输出、反馈和干扰等因素对系统进行优化设计。（三）创新设计创新设计思维：学生能够基于技术问题进行创新性方案构思，运用人机关系及相关理论进行综合分析，提出具有创造性的设计方案。技术应用与创新：学生能够结合具体案例，理解控制技术在不同领域的应用，并尝试将其应用于新的设计项目中，体现技术创新。设计优化与评价：学生能够根据设计方案进行技术试验和技术探究，对设计方案进行优化，并从技术、经济、社会、环境等多方面对设计结果进行评价。（四）图样表达技术图样绘制：学生能够识读和绘制简单的技术图样，如机械加工图、电子线路图、流程图、控制系统方框图等，用图形表达设计构想。设计文件编写：学生能够编写详细的设计文件，记录设计的创意、过程和结果，为技术交流和后续制作提供依据。图样与技术语言转换：学生能够运用技术语言和技术图样进行思维转换，将抽象的设计构想转化为具体的图形表达。（五）物化能力材料选择与工具使用：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，了解常用材料的属性和加工方法，掌握基本工具的使用方法。模型制作与装配：学生能够根据设计方案制作控制系统的模型或原型，进行装配和调试，确保模型的功能实现。测试与优化：学生能够对制作的模型或原型进行测试，分析测试结果，提出改进方案，并进行优化，形成精益求精的工作态度。教学思路概述本单元的教学将围绕“控制及其设计”这一主题，通过理论学习、案例分析、实践操作和综合评价等环节，全面培养学生的通用技术核心素养。具体教学思路如下：理论学习与案例分析：通过理论学习，使学生理解控制和控制系统的含义、控制的方法以及控制的应用。结合生活中的实际案例，如水龙头的控制、全自动洗衣机的工作流程、无人驾驶汽车的工作原理等，使学生直观感受控制现象在日常生活中的应用。控制系统组成与工作过程分析：通过教学，使学生理解控制系统的基本组成和工作过程，包括输入量、控制器、执行器、被控对象、输出量等要素，以及开环控制系统和闭环控制系统的区别。通过方框图等图形表达方式，使学生清晰理解控制系统的信息传递和反馈机制。实践操作与模型制作：组织学生进行实践操作，如制作台灯模型、路灯模型等，通过亲手搭建和调试控制系统模型，加深对控制系统工作原理的理解。引导学生进行技术试验，测试模型的性能和稳定性，培养物化能力和严谨细致的工作态度。控制系统设计与优化：结合具体案例，如温控电风扇的设计，引导学生经历控制系统设计的一般过程，包括确定控制目的、被控量与控制量、控制系统结构、绘制系统方框图等。通过方案比较、技术试验和综合评价，使学生学会对设计方案进行优化，提高创新设计能力和解决实际问题的能力。综合评价与反思：在教学过程中，注重对学生学习过程的评价，包括自评、互评和师评相结合的方式。通过技术试验报告、设计文件、模型制作成果等多元化评价方式，全面反映学生的学习情况。引导学生进行教学反思，总结学习经验和不足，为后续学习提供参考。教学过程设计（一）第一节控制和控制系统的认识引入新课：通过展示生活中常见的控制现象，如调节空调温度、控制电视频道等，引导学生思考控制现象的共同点和差异，引入控制和控制系统的概念。理论学习：讲解控制和控制系统的含义，以及控制的方法，包括手动控制、自动控制和智能控制。通过案例分析，使学生理解不同控制方式的特点和应用。案例分析：选取水龙头的控制、全自动洗衣机的工作流程等案例，引导学生分析控制现象中的输入量、控制器、执行器、被控对象和输出量等要素，以及它们之间的信息传递和反馈机制。课堂练习：组织学生填写生活中的控制事例表格，加深对控制现象的理解。（二）第二节控制系统的组成和工作过程复习旧知：回顾上节课学习的控制和控制系统的含义及控制的方法。理论学习：讲解控制系统的基本组成和工作过程，包括开环控制系统和闭环控制系统的区别。通过方框图等图形表达方式，使学生清晰理解控制系统的信息传递和反馈机制。案例分析：选取照明控制系统、交通信号灯控制系统等案例，引导学生分析控制系统的组成和工作过程，以及干扰对控制系统的影响。课堂讨论：组织学生讨论控制系统在日常生活和工业生产中的应用，以及如何提高控制系统的稳定性和可靠性。课堂练习：要求学生尝试用方框图表达某个控制系统的工作过程。（三）第三节控制系统的设计和实践复习旧知：回顾上节课学习的控制系统的组成和工作过程。理论学习：讲解控制系统设计的一般过程，包括确定控制目的、被控量与控制量、控制系统结构、绘制系统方框图等。设计实践：组织学生分组进行温控电风扇的设计实践，包括确定设计方案、选择材料和工具、制作模型、调试和优化等步骤。技术试验：引导学生进行技术试验，测试温控电风扇的性能和稳定性，记录试验数据并进行分析。方案优化：组织学生根据技术试验结果对设计方案进行优化，提出改进建议并进行再次制作和调试。成果展示与评价：组织学生展示设计成果并进行评价，包括自评、互评和师评相结合的方式。通过展示和评价，使学生相互学习、共同进步。（四）综合评价与反思学习成果展示：组织学生展示本单元的学习成果，包括设计文件、技术试验报告、模型制作成果等。综合评价：采用多元化评价方式对学生进行评价，包括知识掌握情况、技能操作能力、创新设计能力、图样表达能力和物化能力等方面。通过评价反馈，使学生了解自己的学习情况和不足之处。教学反思：引导学生进行教学反思，总结学习经验和不足，为后续学习提供参考。教师也要进行教学反思，总结教学经验和改进措施，不断提高教学质量。通过以上教学过程的设计和实施，本单元将全面培养学生的通用技术核心素养，提高学生的创新设计能力、图样表达能力和物化能力，为后续学习和发展奠定坚实基础。九、学业评价一、教学目标根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合2020版人教版高中通用技术必修《技术与设计2》第四章《控制及其设计》的教学内容，本章节的教学目标设定如下：技术意识：学生能够理解控制的基本概念及其在生产生活中的重要性，形成对控制技术的积极态度和评价意识。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，理解控制系统的组成和工作过程，以及干扰因素对控制系统的影响。创新设计：学生能够基于控制问题，提出创新性的解决方案，并进行初步的设计和实施。图样表达：学生能够运用技术图样表达控制系统的设计构想，绘制控制系统方框图等。物化能力：学生能够选择合适的材料和工具，搭建简易的控制系统装置，并进行调试和运行。二、学习目标理解控制和控制系统的含义：学生能够理解控制的定义，识别生活中常见的控制现象，并理解控制系统在其中的作用。掌握控制的方法：学生能够区分手动控制、自动控制和智能控制，理解它们的特点和应用场景。了解控制的应用：学生能够举例说明控制在生产生活中的应用，理解控制对提高生活质量和生产效率的重要性。熟悉控制系统的表达：学生能够用方框图表达控制系统的组成和工作过程，理解输入量、输出量、控制量等概念。掌握控制系统的基本组成与工作过程：学生能够理解开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和工作过程，理解反馈和干扰对控制系统的影响。进行控制系统设计：学生能够根据控制要求，确定被控量、控制量，进行简单的控制系统设计，并搭建简易的控制系统装置进行调试和运行。三、评价目标设定（一）技术意识评价目标：学生能够结合个人生活经验，识别并解释生活中的控制现象，理解控制对改善生活质量和生产效率的重要性。学生能够评价控制技术对个人、社会和环境的影响，形成对控制技术的积极态度和评价意识。评价方式：课堂讨论：通过小组讨论，让学生分享生活中的控制现象，评价控制技术对个人生活的影响。案例分析：分析控制技术在生产生活中的应用案例，评价其对提高生产效率和生活质量的作用。自我反思：让学生撰写反思日志，记录自己对控制技术的理解和评价。（二）工程思维评价目标：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，理解控制系统的组成和工作过程。学生能够分析干扰因素对控制系统的影响，提出减少干扰的措施。评价方式：系统设计：让学生分组设计一个简单的控制系统，绘制系统方框图，分析系统的组成和工作过程。干扰分析：提供控制系统受干扰的案例，让学生分析干扰因素及其对系统的影响，提出改进措施。项目汇报：各小组汇报设计思路和系统分析过程，接受教师和同学的提问和评价。（三）创新设计评价目标：学生能够基于控制问题，提出创新性的解决方案。学生能够运用所学知识，设计并实现一个简单的控制系统。评价方式：方案设计：让学生针对特定的控制问题，设计创新性的解决方案，并绘制详细的设计图纸。模型制作：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作控制系统的物理模型。功能演示：展示控制系统的功能，解释设计思路和实现过程，接受教师和同学的提问和评价。（四）图样表达评价目标：学生能够运用技术图样准确表达控制系统的设计构想。学生能够绘制控制系统方框图，清晰展示系统的组成和工作过程。评价方式：图样绘制：让学生绘制控制系统方框图，展示系统的组成和工作过程。图样评价：教师和同学对绘制的图样进行评价，指出优点和不足，提出改进建议。图样展示：将优秀的图样作品进行展示，鼓励学生相互学习和借鉴。（五）物化能力评价目标：学生能够选择合适的材料和工具，搭建简易的控制系统装置。学生能够对控制系统装置进行调试和运行，解决调试过程中出现的问题。评价方式：材料选择：评价学生选择的材料和工具是否合理，是否符合设计要求。装置搭建：观察学生搭建控制系统装置的过程，评价其操作规范和熟练程度。调试运行：让学生展示控制系统装置的功能，评价其调试和运行的效果。问题解决：针对调试过程中出现的问题，评价学生分析问题和解决问题的能力。四、学业评价实施建议（一）评价方式的多样性学业评价应采用多种方式进行，包括课堂讨论、案例分析、自我反思、方案设计、模型制作、功能演示、图样绘制、图样评价、图样展示、材料选择、装置搭建、调试运行、问题解决等。这些评价方式能够全面反映学生在技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的素养水平。（二）评价主体的多元性学业评价应涉及多个评价主体，包括教师、同学和学生本人。教师可以通过观察、提问和批改作业等方式进行评价；同学可以通过小组讨论、互评作品等方式进行评价；学生本人可以通过自我反思和撰写反思日志等方式进行评价。多元的评价主体能够提供更全面、更客观的评价结果。（三）评价内容的全面性学业评价应涵盖教学内容的各个方面，包括控制和控制系统的含义、控制的方法、控制的应用、控制系统的表达、控制系统的基本组成与工作过程、控制系统的干扰以及控制系统的设计和实践等。通过全面的评价内容，确保学生全面掌握所学知识和技能。（四）评价标准的明确性学业评价应制定明确的评价标准，包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的具体指标和要求。评价标准应清晰、具体、可操作，便于教师和学生理解和执行。（五）评价结果的反馈性学业评价应及时反馈评价结果，让学生了解自己的学习情况，明确自己的优点和不足。针对评价结果，教师应提供具体的改进建议，帮助学生提高技术素养和综合能力。评价结果也应作为教师调整教学策略和改进教学方法的重要依据。五、学业评价案例案例一：智能温控风扇控制系统设计与制作评价目标：技术意识：识别智能温控风扇控制系统在日常生活中的应用价值。工程思维：分析智能温控风扇控制系统的组成和工作过程。创新设计：提出智能温控风扇控制系统的创新性设计方案。图样表达：绘制智能温控风扇控制系统的方框图。物化能力：选择合适的材料和工具，制作智能温控风扇控制系统的物理模型，并进行调试和运行。评价过程：课堂讨论：引导学生讨论智能温控风扇控制系统的应用场景和价值。系统分析：让学生分析智能温控风扇控制系统的组成和工作过程，绘制系统方框图。方案设计：鼓励学生提出创新性的设计方案，包括温度传感器的选择、控制算法的设计等。模型制作：学生选择合适的材料和工具，制作智能温控风扇控制系统的物理模型。功能演示：学生展示智能温控风扇控制系统的功能，解释设计思路和实现过程。图样评价：教师和同学对绘制的系统方框图进行评价，提出改进建议。调试运行：学生对智能温控风扇控制系统进行调试和运行，解决出现的问题。综合评价：根据技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的评价标准，对学生进行评价。案例二：智能家居照明控制系统设计与实现评价目标：技术意识：理解智能家居照明控制系统在智能家居系统中的作用和价值。工程思维：分析智能家居照明控制系统的组成和工作过程。创新设计：提出智能家居照明控制系统的创新性设计方案。图样表达：绘制智能家居照明控制系统的方框图。物化能力：选择合适的材料和工具，制作智能家居照明控制系统的物理模型，并进行调试和运行。评价过程：案例分析：分析智能家居照明控制系统在智能家居系统中的应用案例。系统分析：让学生分析智能家居照明控制系统的组成和工作过程，理解各部件的作用和相互关系。方案设计：鼓励学生提出创新性的设计方案，包括传感器的选择、控制逻辑的设计等。图样绘制：学生绘制智能家居照明控制系统的方框图，展示系统的组成和工作过程。模型制作：学生选择合适的材料和工具，制作智能家居照明控制系统的物理模型。功能演示：学生展示智能家居照明控制系统的功能，解释设计思路和实现过程。调试运行：学生对智能家居照明控制系统进行调试和运行，解决出现的问题。综合评价：根据技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的评价标准，对学生进行评价。通过以上学业评价案例的实施，可以全面、客观地评价学生在《控制及其设计》章节中的学习情况，促进学生技术素养和综合能力的全面发展。十、大单元实施思路及教学结构图1.大单元实施思路本大单元以《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，围绕2020版人教版高中通用技术必修《技术与设计2》第四章《控制及其设计》的教学内容展开。通过一系列的教学活动，旨在培养学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。具体实施思路如下：（1）明确教学目标：根据课程标准，明确本单元的教学目标，包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面的具体要求。（2）整合教学内容：将第四章的内容进行整合，分为“控制和控制系统的认识”、“控制系统的组成和工作过程”和“控制系统的设计和实践”三个主要部分，每个部分包含若干子主题。（3）创设学习情境：通过创设贴近学生生活实际的学习情境，激发学生的学习兴趣和积极性，如通过设计智能鱼缸、智能家居等控制系统，让学生在实际操作中理解和掌握控制及其设计的知识和技能。（4）实施项目式教学：采用项目式教学方法，以学生为主体，通过完成项目任务来驱动学习。每个项目任务都包含明确的设计要求、实施步骤和评价标准，让学生在实践中学习和成长。（5）强化实践与反思：注重学生的实践操作和反思总结，通过动手制作、技术试验、交流讨论等方式，加深学生对控制及其设计的理解和掌握。鼓励学生进行自我评价和相互评价，提高自我认知和学习效果。（6）拓展学习资源：提供丰富的学习资源和案例，如技术史料、优秀设计作品、在线课程等，帮助学生拓宽视野、深化理解。2.教学目标设定（一）技术意识学生能够认识到控制在生产、生活中的重要性，理解控制对社会进步和个人生活质量的贡献。学生能够形成对控制技术的正确态度和价值观，具备基本的安全意识和环保意识。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别控制系统中各个环节的相互作用和影响。学生能够针对具体问题，提出合理的控制方案，并进行初步的优化和改进。（三）创新设计学生能够在理解现有控制技术的基础上，提出创新性的控制方案，解决实际问题。学生能够运用所学知识，设计具有新颖性和实用性的控制系统。（四）图样表达学生能够识读和绘制简单的控制系统方框图、流程图等，准确表达设计思想。学生能够运用二维、三维设计软件等工具，进行控制系统的设计和优化。（五）物化能力学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行控制系统的制作和调试。学生能够解决制作过程中的实际问题，提高动手能力和解决问题的能力。3.教学结构图┌───────────────┐│控制及其设计│└──────┬────────┘│┌────────────────────────┴────────────────────┐││┌─────────┴─────────┐┌─────────┴─────────┐│1.控制和控制系统的认识││2.控制系统的组成和工作过程│││││1.1控制和控制系统的含义││2.1控制系统的表达││1.2控制的方法│2.2控制系统的基本组成与工作过程││1.3控制的应用│2.3控制系统的干扰│└─────────┬─────────┘└─────────┬─────────┘││▼▼┌─────────┴─────────┐┌─────────┴─────────┐│3.控制系统的设计和实践││总结与反思│││││3.1控制系统设计的一般过程││││3.2控制系统的设计案例│││└─────────┬─────────┘└─────────┬─────────┘││▼▼┌─────────────┐┌─────────────┐│项目实施与评价││拓展学习资源│└─────────────┘└─────────────┘4.具体教学实施步骤第一阶段：控制和控制系统的认识（2课时）第1课时：控制和控制系统的含义教学活动：引入：通过生活中的实例（如自动门、电梯、空调等）引出控制的概念。讲解：控制是人们按照自己的意愿，通过改变条件来促使事物向着期望的目标发展。控制系统则是由多个环节构成的实现控制目的的系统。实践：制作台灯模型，通过开关控制灯的亮灭和亮度调节，理解控制的含义。教学目标：技术意识：认识到控制技术在生活中的广泛应用。工程思维：初步了解控制系统的基本构成。第2课时：控制的方法和控制的应用教学活动：讲解：介绍手动控制、自动控制和智能控制的特点和区别。讨论：学生分组讨论生活中控制的应用实例，并填写表格。拓展：介绍控制技术在工业、农业、国防等领域的应用案例。教学目标：技术意识：理解不同控制方法的特点和适用场景。工程思维：认识到控制技术在多个领域的重要性。第二阶段：控制系统的组成和工作过程（3课时）第3课时：控制系统的表达教学活动：讲解：介绍控制系统方框图的绘制方法。实践：学生尝试绘制简单控制系统的方框图。教学目标：图样表达：能够识读和绘制简单的控制系统方框图。第4课时：控制系统的基本组成与工作过程教学活动：讲解：介绍开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和工作过程。实践：分析生活中的开环和闭环控制系统实例。教学目标：工程思维：理解开环和闭环控制系统的区别和联系。物化能力：初步具备分析控制系统工作过程的能力。第5课时：控制系统的干扰教学活动：讲解：介绍控制系统中的干扰现象和反馈原理。实践：分析控制系统中的干扰因素，并提出解决方法。教学目标：工程思维：认识到干扰对控制系统的影响，并学会应对方法。第三阶段：控制系统的设计和实践（5课时）第6课时：控制系统设计的一般过程教学活动：讲解：介绍控制系统设计的一般过程，包括发现与明确问题、制订设计方案等。实践：学生分组讨论并设计一个简单的控制系统。教学目标：创新设计：能够运用所学知识设计控制系统。第7-9课时：控制系统的设计案例教学活动：实践：以智能鱼缸为例，进行控制系统设计的实践操作。包括确定控制目的、被控量与控制量、绘制系统方框图等。交流：学生分组展示设计方案，并进行相互评价。教学目标：工程思维：通过实践加深对控制系统设计过程的理解。物化能力：通过制作智能鱼缸控制系统，提高动手能力和解决问题的能力。第10课时：总结与反思教学活动：总结：回顾本单元的学习内容，总结收获和体会。反思：学生进行自我反思和相互评价，提出改进建议。教学目标：技术意识：巩固对控制及其设计的理解和认识。工程思维：通过反思提升问题解决能力。拓展学习资源：提供相关技术史料、优秀设计作品、在线课程等学习资源，帮助学生拓宽视野、深化理解。鼓励学生利用课余时间进行自主学习和探究。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合2020版人教版高中通用技术必修《技术与设计2》第四章《控制及其设计》的教学内容，设定以下教学目标，涵盖技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力五个方面。（一）技术意识学生能够理解控制在生产、生活中的重要性，认识到控制技术在社会发展中的作用。学生能够形成对控制技术的正确态度和价值观，具备基本的安全意识和环保意识。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别控制系统中各个环节的相互作用和影响。学生能够针对具体问题，提出合理的控制方案，并进行初步的优化和改进。（三）创新设计学生能够在理解现有控制技术的基础上，提出创新性的控制方案，解决实际问题。学生能够运用所学知识，设计具有新颖性和实用性的控制系统。（四）图样表达学生能够识读和绘制简单的控制系统方框图、流程图等，准确表达设计思想。学生能够运用二维、三维设计软件等工具，进行控制系统的设计和优化。（五）物化能力学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行控制系统的制作和调试。学生能够解决制作过程中的实际问题，提高动手能力和解决问题的能力。二、大情境设计在现代社会，智能家居正逐渐成为人们生活中的重要组成部分。智能家居系统通过集成各种智能设备，实现对家庭环境的智能控制和管理，极大地提高了生活的便捷性和舒适度。为了让学生更好地理解和应用控制技术，我们将围绕“智能家居控制系统设计与实现”这一大情境，开展一系列教学活动。三、大任务创设（一）任务名称：智能家居控制系统设计与实现（二）任务背景随着科技的不断发展，智能家居已经成为现代家庭追求高品质生活的重要组成部分。智能家居系统通过集成各种智能设备，如智能灯光、智能窗帘、智能安防等，实现对家庭环境的智能控制和管理。为了提升家居生活的便捷性和舒适度，我们需要设计并实现一个智能家居控制系统。（三）任务目标设计一个智能家居控制系统的总体方案，包括各个智能设备的集成和控制策略。绘制智能家居控制系统的方框图和流程图，表达设计思想。选择合适的材料和工具，制作智能家居控制系统的硬件部分。编写智能家居控制系统的软件程序，实现智能设备的联动控制。对智能家居控制系统进行测试和优化，确保系统的稳定性和可靠性。（四）任务内容1.智能家居控制系统总体方案设计活动一：需求分析教学目标：培养学生运用系统分析方法，识别智能家居控制系统的需求和功能。活动内容：学生分组讨论智能家居控制系统的需求，包括智能灯光控制、智能窗帘控制、智能安防等，并绘制需求分析图。活动二：总体方案设计教学目标：培养学生提出合理的控制方案，并进行初步的优化和改进。活动内容：学生根据需求分析结果，设计智能家居控制系统的总体方案，包括各个智能设备的集成和控制策略，并绘制系统方框图。2.智能家居控制系统方框图和流程图绘制活动三：方框图绘制教学目标：培养学生识读和绘制简单的控制系统方框图的能力。活动内容：学生根据总体方案，绘制智能家居控制系统的方框图，表达各个智能设备之间的连接和控制关系。活动四：流程图绘制教学目标：培养学生识读和绘制简单的流程图的能力。活动内容：学生根据总体方案，绘制智能家居控制系统的流程图，表达系统的工作流程和控制逻辑。3.智能家居控制系统硬件制作活动五：材料选择教学目标：培养学生根据设计方案选择合适的材料的能力。活动内容：学生根据总体方案，选择合适的硬件材料，如单片机、传感器、执行器等，并列出材料清单。活动六：硬件制作教学目标：培养学生的物化能力，能够制作智能家居控制系统的硬件部分。活动内容：学生根据材料清单，制作智能家居控制系统的硬件部分，包括电路板的焊接、设备的组装等。4.智能家居控制系统软件编程活动七：软件编程教学目标：培养学生的创新设计能力，能够编写智能家居控制系统的软件程序。活动内容：学生根据总体方案，编写智能家居控制系统的软件程序，实现各个智能设备的联动控制。5.智能家居控制系统测试与优化活动八：系统测试教学目标：培养学生的物化能力，能够解决制作过程中的实际问题。活动内容：学生对智能家居控制系统进行测试，包括功能测试、稳定性测试等，并记录测试结果。活动九：系统优化教学目标：培养学生的工程思维能力，能够对智能家居控制系统进行优化和改进。活动内容：学生根据测试结果，对智能家居控制系统进行优化和改进，提高系统的稳定性和可靠性。（五）任务评价1.过程性评价技术意识：评价学生在任务过程中是否表现出对控制技术的兴趣和热情，是否能够理解控制技术在智能家居中的重要性。工程思维：评价学生在任务过程中是否运用系统分析的方法进行设计，是否能够提出合理的控制方案并进行优化。创新设计：评价学生在任务过程中是否能够提出创新性的控制方案，是否能够设计具有新颖性和实用性的控制系统。图样表达：评价学生在任务过程中是否能够准确绘制方框图和流程图，是否能够用图样表达设计思想。物化能力：评价学生在任务过程中是否能够选择合适的材料和工具进行制作，是否能够解决制作过程中的实际问题。2.结果性评价技术意识：评价学生设计的智能家居控制系统是否能够体现控制技术在智能家居中的应用价值。工程思维：评价学生设计的智能家居控制系统是否合理，是否能够满足实际需求。创新设计：评价学生设计的智能家居控制系统是否具有创新性，是否能够解决实际问题。图样表达：评价学生绘制的方框图和流程图是否准确、清晰，是否能够表达设计思想。物化能力：评价学生制作的智能家居控制系统硬件部分是否稳定可靠，软件程序是否能够实现智能设备的联动控制。四、任务实施建议分组合作：建议将学生分成若干小组，每组4-6人，以便更好地进行分工合作和交流讨论。教师指导：教师在任务实施过程中应给予必要的指导和帮助，特别是在系统方案设计、软件编程和硬件制作等方面。资源共享：鼓励学生分享自己的设计思路和制作经验，促进资源共享和合作交流。迭代优化：鼓励学生不断迭代优化自己的设计方案，提高系统的稳定性和可靠性。通过以上大情境和大任务的创设，学生将能够在真实的学习情境中深入理解控制及其设计的相关知识，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。学生还将体验到智能家居控制系统的实际应用价值，激发对通用技术学习的兴趣和热情。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：控制及其设计课时设计：第1课时：控制和控制系统的认识（控制和控制系统的含义）第2课时：控制和控制系统的认识（控制的方法和控制的应用）第3课时：控制系统的组成和工作过程（控制系统的表达）第4课时：控制系统的组成和工作过程（控制系统的基本组成与工作过程）第5课时：控制系统的组成和工作过程（控制系统的干扰）第6课时：控制系统的设计和实践（控制系统设计的一般过程）7-9.第7-9课时：控制系统的设计和实践（控制系统的设计案例）第10课时：总结与反思（二）学习目标本单元的学习旨在通过一系列教学活动，使学生理解控制及其设计的基本概念、原理和方法，培养其技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。具体学习目标如下：通用技术的核心素养目标：（一）技术意识认识到控制在生产、生活中的重要性，理解控制对社会进步和个人生活质量的贡献。理解控制系统的基本概念和分类，形成对控制技术的正确态度和价值观。认识到控制技术在多个领域的应用，具备基本的安全意识和环保意识。（二）工程思维运用系统分析的方法，识别控制系统中各个环节的相互作用和影响。理解开环和闭环控制系统的区别和联系，能够进行基本的控制系统分析。针对具体问题，提出合理的控制方案，并进行初步的优化和改进。（三）创新设计在理解现有控制技术的基础上，提出创新性的控制方案，解决实际问题。运用所学知识，设计具有新颖性和实用性的控制系统。（四）图样表达识读和绘制简单的控制系统方框图、流程图等，准确表达设计思想。运用二维、三维设计软件等工具，进行控制系统的设计和优化。（五）物化能力根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行控制系统的制作和调试。解决制作过程中的实际问题，提高动手能力和解决问题的能力。（三）评价任务技术意识评价：通过课堂讨论和实践活动，评价学生对控制技术重要性的认识及其在生活中的应用实例的掌握情况。通过案例分析，评价学生是否具备基本的安全意识和环保意识。工程思维评价：通过绘制控制系统方框图和流程图，评价学生的系统分析能力和表达能力。通过设计控制系统方案，评价学生是否能针对具体问题提出合理的解决方案，并进行初步的优化和改进。创新设计评价：通过设计具有新颖性和实用性的控制系统，评价学生的创新设计能力。通过课堂展示和互评，评价学生设计方案的创意和实用性。图样表达评价：通过绘制简单的控制系统方框图、流程图等，评价学生的图样表达能力。通过运用二维、三维设计软件进行控制系统的设计和优化，评价学生的软件应用能力。物化能力评价：通过控制系统的制作和调试过程，评价学生的动手能力和解决实际问题的能力。通过作品展示和评价，评价学生物化能力的成果和水平。（四）学习过程第1课时：控制和控制系统的认识（控制和控制系统的含义）教学活动：引入：通过生活中的实例（如自动门、电梯、空调等）引出控制的概念。讲解：控制是人们按照自己的意愿，通过改变条件来促使事物向着期望的目标发展。控制系统则是由多个环节构成的实现控制目的的系统。实践：制作台灯模型，通过开关控制灯的亮灭和亮度调节，理解控制的含义。学习目标：技术意识：认识到控制技术在生活中的广泛应用。工程思维：初步了解控制系统的基本构成。评价任务：通过课堂讨论和模型制作，评价学生对控制概念的理解情况。通过模型展示和互评，评价学生的动手能力和表达能力。第2课时：控制和控制系统的认识（控制的方法和控制的应用）教学活动：讲解：介绍手动控制、自动控制和智能控制的特点和区别。讨论：学生分组讨论生活中控制的应用实例，并填写表格。拓展：介绍控制技术在工业、农业、国防等领域的应用案例。学习目标：技术意识：理解不同控制方法的特点和适用场景。工程思维：认识到控制技术在多个领域的重要性。评价任务：通过课堂讨论和案例分析，评价学生对控制方法的理解情况。通过表格填写和分享，评价学生对控制技术应用的掌握情况。第3课时：控制系统的组成和工作过程（控制系统的表达）教学活动：讲解：介绍控制系统方框图的绘制方法。实践：学生尝试绘制简单控制系统的方框图。学习目标：图样表达：能够识读和绘制简单的控制系统方框图。评价任务：通过方框图绘制，评价学生的图样表达能力。通过课堂展示和互评，评价学生的设计思路和表达能力。第4课时：控制系统的组成和工作过程（控制系统的基本组成与工作过程）教学活动：讲解：介绍开环控制系统和闭环控制系统的基本组成与工作过程。实践：分析生活中的开环和闭环控制系统实例。学习目标：工程思维：理解开环和闭环控制系统的区别和联系。评价任务：通过实例分析，评价学生对控制系统组成和工作过程的理解情况。通过课堂讨论和互评，评价学生的系统分析能力和表达能力。第5课时：控制系统的组成和工作过程（控制系统的干扰）教学活动：讲解：介绍控制系统中的干扰现象和反馈原理。实践：分析控制系统中的干扰因素，并提出解决方法。学习目标：工程思维：认识到干扰对控制系统的影响，并学会应对方法。评价任务：通过干扰因素分析，评价学生对控制系统稳定性的理解情况。通过解决方法提出，评价学生的问题解决能力。第6课时：控制系统的设计和实践（控制系统设计的一般过程）教学活动：讲解：介绍控制系统设计的一般过程，包括发现与明确问题、制订设计方案等。实践：学生分组讨论并设计一个简单的控制系统。学习目标：创新设计：能够运用所学知识设计控制系统。评价任务：通过设计方案制定，评价学生的创新设计能力。通过课堂展示和互评，评价学生的设计思路和表达能力。第7-9课时：控制系统的设计和实践（控制系统的设计案例）教学活动：实践：以智能鱼缸为例，进行控制系统设计的实践操作。包括确定控制目的、被控量与控制量、绘制系统方框图等。交流：学生分组展示设计方案，并进行相互评价。学习目标：工程思维：通过实践加深对控制系统设计过程的理解。物化能力：通过制作智能鱼缸控制系统，提高动手能力和解决问题的能力。评价任务：通过设计方案展示和互评，评价学生的工程思维和实践能力。通过作品制作和调试，评价学生的物化能力和问题解决能力。第10课时：总结与反思教学活动：总结：回顾本单元的学习内容，总结收获和体会。反思：学生进行自我反思和相互评价，提出改进建议。学习目标：技术意识：巩固对控制及其设计的理解和认识。工程思维：通过反思提升问题解决能力。评价任务：通过总结反思，评价学生对本单元学习内容的掌握情况。通过相互评价和建议提出，评价学生的自我认知和合作能力。（五）作业与检测作业设计：课后作业：完成一个控制系统的设计方案，包括控制目的、被控量与控制量、控制系统结构等。绘制控制系统的方框图，并简述其工作过程。实践作业：制作一个简易的控制系统模型（如温控电风扇、自动伸缩晾衣架等），并进行调试和展示。检测设计：课堂小测验：针对控制系统的基本概念、分类和应用进行选择题或填空题测试。项目评价：对学生的设计方案、模型制作和调试过程进行综合评价，给出等级评定（A、B、C、D）。（六）学后反思在本单元的学习中，学生们通过一系列的理论讲解、实践操作和案例分析，深入理解了控制及其设计的基本概念、原理和方法。通过制作台灯模型、路灯模型、温控电风扇等实践活动，学生们不仅提高了动手能力和问题解决能力，还培养了技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。通过课堂讨论、小组合作和作品展示等活动，学生们学会了如何与他人有效沟通和合作，提升了综合素质。在教学过程中也发现了一些问题。例如，部分学生在设计控制系统时缺乏创新思维，过于依赖课本案例；部分学生在制作模型时存在操作不规范、安全意识不强等问题。针对这些问题，我们将在今后的教学中加强创新思维的培养和安全教育，引导学生积极探索、勇于尝试，同时注重操作规范和安全意识的培养。通过本单元的学习，学生们对控制及其设计有了更深入的理解和掌握，为后续的学习和实践打下了坚实的基础。我们也将在今后的教学中不断探索和改进教学方法和手段，努力提升教学质量和效果。十三、学科实践与跨学科学习设计一、教学目标根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合2020版人教版高中通用技术必修《技术与设计2》第四章《控制及其设计》的教学内容，设定以下教学目标：技术意识：学生能够认识到控制在生产、生活中的重要性，理解控制对社会进步和个人生活质量的贡献；具备基本的安全意识和环保意识。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别控制系统中各个环节的相互作用和影响；能够针对具体问题，提出合理的控制方案，并进行初步的优化和改进。创新设计：学生能够在理解现有控制技术的基础上，提出创新性的控制方案，解决实际问题；能够运用所学知识，设计具有新颖性和实用性的控制系统。图样表达：学生能够识读和绘制简单的控制系统方框图、流程图等，准确表达设计思想；能够运用二维、三维设计软件等工具，进行控制系统的设计和优化。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行控制系统的制作和调试；能够解决制作过程中的实际问题，提高动手能力和解决问题的能力。二、学习目标结合《第四章控制及其设计》的教学内容，具体设定以下学习目标：理解控制和控制系统的含义：学生能够理解控制的基本概念，认识到控制技术在生产生活中的广泛应用。了解控制的方法：学生能够区分手动控制、自动控制和智能控制的特点和适用场景。理解控制在生产生活中的应用：学生能够举例说明控制在生活、生产、国防等领域的应用实例。熟悉控制系统的基本组成与工作过程：学生能够理解开环和闭环控制系统的基本组成和工作过程，了解反馈原理。掌握控制系统的表达方式：学生能够绘制简单的控制系统方框图，表达控制系统的工作过程。了解控制系统的干扰：学生能够识别控制系统中的干扰因素，并理解干扰对控制系统的影响。掌握控制系统设计的一般过程：学生能够了解控制系统设计的一般过程，包括发现与明确问题、制订设计方案等。能够设计并制作简单的控制系统：学生能够设计并制作简单的控制系统模型，如温控电风扇、自动伸缩晾衣架等。三、作业目标设定为了达成上述教学目标和学习目标，结合通用技术的核心素养目标，设定以下作业目标：技术意识：通过制作和调试控制系统模型，学生亲身体验控制技术在生产生活中的应用，增强对控制技术重要性的认识。工程思维：通过分析控制系统的组成和工作过程，学生能够运用系统分析的方法，理解控制系统中各个环节的相互作用和影响，提升工程思维能力。创新设计：鼓励学生设计具有创新性的控制系统方案，解决实际问题，培养学生的创新思维和设计能力。图样表达：要求学生绘制控制系统的方框图和流程图，准确表达设计思想，提高图样表达能力。物化能力：通过制作和调试控制系统模型，提高学生的动手能力和解决问题的能力，增强物化能力。四、学科实践与跨学科学习设计（一）学科实践设计实践活动一：制作台灯模型活动目的：通过制作台灯模型，理解控制的含义和控制系统的基本组成。活动材料：2节5号电池、1个螺口小灯泡（2.5V，0.3A）、1个灯泡底座、1个开关、若干导线、1块实验板。活动步骤：按照电路图连接电路。闭合或断开开关，观察灯泡亮灭变化。修改电路图，使灯泡亮度可调，并搭建电路进行验证。作业：绘制台灯模型的控制系统方框图，并撰写实践活动报告，说明台灯模型的控制原理和实现方式。实践活动二：制作路灯模型活动目的：通过制作路灯模型，理解手动控制与自动控制的区别。活动材料：4节5号电池、1个发光二极管、1个560Ω电阻、1个10kΩ电阻、1个光敏电阻、1个9013三极管、若干导线、1块实验板。活动步骤：按照电路图连接电路。模拟外界光线较强与光线较弱的效果，观察发光二极管的亮灭变化。作业：绘制路灯模型的控制系统方框图，并撰写实践活动报告，比较手动控制与自动控制的优缺点。实践活动三：设计并制作温控电风扇活动目的：通过设计并制作温控电风扇，理解控制系统设计的一般过程，提高创新设计和物化能力。活动材料：温度传感器、比较器、电机、风扇叶片、导线、电路板等。活动步骤：确定控制目的和被控量、控制量。设计控制系统结构，绘制系统方框图。制作温控电路，连接电机和风扇叶片。调试并优化温控电风扇的性能。作业：提交温控电风扇的设计方案、系统方框图和实践活动报告，说明设计思路、制作过程和优化措施。（二）跨学科学习设计与物理学科的跨学科学习学习主题：控制系统中的物理原理学习内容：结合物理学科中的电路知识、热力学知识等，分析控制系统中的物理现象和原理。活动设计：分析电路中的电流、电压、电阻等物理量对控制系统性能的影响。探讨热力学原理在温控系统中的应用，如温度传感器的工作原理。作业：撰写跨学科学习报告，结合物理原理分析控制系统的工作过程和优化方法。与信息技术学科的跨学科学习学习主题：智能控制系统的设计与实现学习内容：结合信息技术学科中的编程知识、传感器技术等，设计并实现智能控制系统。活动设计：学习编程语言（如Arduino编程）和传感器技术（如温度传感器、湿度传感器等）。设计智能控制系统方案，如智能温室控制系统、智能家居控制系统等。编写程序并调试智能控制系统。作业：提交智能控制系统的设计方案、程序代码和调试报告，说明设计思路、实现过程和调试结果。与数学学科的跨学科学习学习主题：控制系统中的数学建模与优化学习内容：结合数学学科中的函数、方程、概率等知识，对控制系统进行数学建模和优化。活动设计：对控制系统进行数学建模，如建立控制系统的传递函数模型。运用数学方法分析控制系统的稳定性和动态性能。优化控制系统的参数，提高系统性能。作业：撰写跨学科学习报告，结合数学知识分析控制系统的性能并提出优化方案。通过以上学科实践与跨学科学习设计，学生能够在实践中深化对控制及其设计的理解，提高通用技术的核心素养能力，同时培养跨学科学习和综合应用的能力。十四、大单元作业设计一、教学目标本单元的教学目标旨在通过《控制及其设计》的教学，培养学生的通用技术核心素养，具体包括：技术意识：学生能够认识到控制在生产、生活中的重要性，理解控制对社会进步和个人生活质量的贡献，形成对控制技术的正确态度和价值观，具备基本的安全意识和环保意识。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别控制系统中各个环节的相互作用和影响，针对具体问题提出合理的控制方案，并进行初步的优化和改进。创新设计：学生能够在理解现有控制技术的基础上，提出创新性的控制方案，解决实际问题，设计具有新颖性和实用性的控制系统。图样表达：学生能够识读和绘制简单的控制系统方框图、流程图等，准确表达设计思想，运用二维、三维设计软件等工具进行控制系统的设计和优化。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行控制系统的制作和调试，解决制作过程中的实际问题，提高动手能力和解决问题的能力。二、作业目标设定本单元的作业设计旨在通过多样化的任务，全面促进学生通用技术核心素养的发展，具体目标包括：技术意识：通过分析生活实例，加深对控制技术在日常生活和生产中应用的理解。通过实践操作，体验控制技术的实际应用，形成对控制技术的兴趣和敏感性。工程思维：通过分析控制系统的组成和工作过程，理解系统分析在工程思维中的应用。通过设计简单的控制系统，培养解决实际工程问题的能力。创新设计：通过设计具有创新性的控制系统，培养创新意识和设计能力。通过分析和优化设计方案，提高创新设计的综合应用能力。图样表达：通过绘制控制系统方框图、流程图等，提高图样表达的能力。运用二维、三维设计软件等工具，提升设计作品的视觉呈现效果。物化能力：通过制作和调试控制系统模型，提高动手能力和实践能力。通过解决制作过程中的实际问题，培养解决问题的能力。三、作业内容设计第一课时作业：控制和控制系统的认识作业一：控制现象分析作业内容：观察并记录生活中至少五个控制现象，分析每个现象的控制对象、控制目的和控制手段，填写下表。控制现象控制对象控制目的控制手段自行车刹车自行车减速或停车捏紧刹车手柄空调调温空调调节室内温度设置温度按钮感应水龙头水龙头自动开关水龙头感应手部接近电梯运行电梯实现楼层间运输按钮选择楼层（自行添加）作业目标：加深对控制现象的理解，培养技术意识。作业二：制作台灯模型作业内容：根据提供的材料（2节5号电池、螺口小灯泡、灯泡底座、开关、导线、实验板），制作一个可以通过开关控制灯的亮灭和亮度调节的台灯模型。作业目标：通过实践操作，理解控制的含义，培养物化能力。第二课时作业：控制的方法和控制的应用作业一：控制方法分类作业内容：将生活中常见的控制现象按照手动控制、自动控制和智能控制进行分类，并说明每类控制的特点和适用场景，填写下表。控制现象控制类型特点适用场景自行车刹车手动控制需要人为操作各种交通工具空调调温自动控制无需人为干预，自动运行家庭、办公室等无人驾驶汽车智能控制具有学习和自适应能力道路交通、物流运输（自行添加）作业目标：理解不同控制方法的特点和适用场景，培养技术意识和工程思维。作业二：控制应用案例分析作业内容：分析一个生活中或生产中的控制应用案例，说明该案例的控制对象、控制目的、控制方法和应用效果，并绘制控制系统的方框图。作业目标：加深对控制应用的理解，培养工程思维和图样表达能力。第三课时作业：控制系统的组成和工作过程作业一：绘制控制系统方框图作业内容：选择一个生活中的控制系统（如自动门、电饭煲等），绘制其控制系统的方框图，并说明每个环节的作用。作业目标：掌握控制系统方框图的绘制方法，培养图样表达能力。作业二：分析开环和闭环控制系统作业内容：分析一个开环控制系统和一个闭环控制系统的组成和工作过程，比较它们的异同点，并说明各自的优缺点。作业目标：理解开环和闭环控制系统的基本组成和工作过程，培养工程思维。第四课时作业：控制系统的干扰作业一：识别干扰因素作业内容：观察并记录一个控制系统中可能存在的干扰因素，分析这些干扰因素对系统性能的影响，并提出减小或消除干扰的方法。作业目标：理解干扰现象和反馈原理，培养工程思维。作业二：优化控制系统作业内容：针对一个具体的控制系统（如温控电风扇、自动灌溉系统等），提出至少两项优化措施，并说明优化后的效果。作业目标：培养创新意识和问题解决能力。第五至第九课时作业：控制系统的设计和实践作业一：设计温控电风扇模型作业内容：设计一个温控电风扇模型，确定控制目的、被控量与控制量，绘制系统方框图，并列出所需材料和工具清单。作业目标：掌握控制系统设计的一般过程，培养创新设计和图样表达能力。作业二：制作并调试温控电风扇模型作业内容：根据设计方案，制作温控电风扇模型，并进行调试，记录调试过程中遇到的问题及解决方法，最后对模型进行综合评价。作业目标：提高物化能力和问题解决能力。作业三：拓展设计作业内容：选择一个生活中的实际问题（如智能晾衣架、自动灌溉系统等），设计一个创新性的控制系统解决方案，并说明该方案的创新点和实施步骤。作业目标：培养创新意识和综合应用能力。四、作业评价与反馈评价方式：自评：学生根据作业要求对自己的作业进行评价，反思完成过程中的优点和不足。互评：学生之间相互评价作业，学习他人的优点，提出改进建议。师评：教师对学生的作业进行综合评价，指出存在的问题，提出改进方向。反馈机制：及时反馈：教师在每次作业完成后及时给予反馈，指出学生的优点和不足，鼓励学生继续努力。个性化指导：针对学生的不同情况，教师提供个性化的指导和建议，帮助学生克服难点，提升能力。展示交流：定期组织作业展示交流活动，让学生分享自己的设计思路和制作经验，促进相互学习和提高。通过以上作业设计，旨在全面培养学生的通用技术核心素养，提升学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。通过多样化的评价和反馈机制，激发学生的学习兴趣和积极性，促进学生的全面发展。十五、“教-学-评”一致性课时设计第一单元：控制和控制系统的认识第1课时：控制和控制系统的含义教学目标技术意识：学生能够认识到控制在生产、生活中的重要性，理解控制对改善生活质量的作用。工程思维：学生能够初步了解控制系统的基本构成，理解控制的基本概念和原理。作业目标完成课后思考题，列举生活中控制应用的实例，并说明控制的对象、目的和手段。课程目标通用技术核心素养目标：技术意识：结合生活实际理解控制的重要性。工程思维：初步了解控制系统的基本构成。教学过程引入：通过展示生活中常见的控制实例（如自动门、电梯、空调等），引导学生思考控制的定义。讲解：明确控制的定义，即人们按照自己的意愿，通过改变条件，促使事物向着期望的目标发展。介绍控制系统的概念。实践：制作台灯模型，通过开关控制灯的亮灭和亮度调节，理解控制的含义。讨论：学生分组讨论生活中其他控制应用的实例，并填写表格，分析控制的对象、目的和手段。总结：回顾本课内容，强调控制在生活中的广泛应用和重要性。评价方式过程性评价：观察学生在制作台灯模型过程中的参与