2020版 人教版 高中通-用技术 选择性必修11 产品三维设计与制造《第二章 三维打印产品技术分析》大单元整体教学设计2020课标

版人教版高中通用技术选择性必修11产品三维设计与制造《第二章三维打印产品技术分析》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《产品三维设计与制造》是高中通用技术选择性必修课程中的一个重要模块，它旨在通过三维打印技术的学习与实践，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。本单元选取的内容为《第二章三维打印产品技术分析》，该章节分为两节：第一节《三维打印产品设计制造方案》和第二节《三维打印产品设计分析与打印分析》。第一节《三维打印产品设计制造方案》主要介绍了三维打印产品设计制造的一般流程，包括发现与明确问题、制订设计制造方案、制作模型、测试评估及优化、批量生产或个性化制造等关键步骤。通过这一节的学习，学生将理解三维打印产品的设计思路与制造流程，掌握如何根据实际需求构思和编制三维打印产品的设计制造方案。第二节《三维打印产品设计分析与打印分析》则侧重于对三维打印产品的技术分析，包括设计分析和打印分析两个方面。设计分析主要关注产品的结构、造型等方面，确保设计满足使用者的需求；打印分析则针对三维打印的工艺特点，对支撑、壁厚、填充密度等打印参数及其后期处理进行分析。通过这一节的学习，学生将能够运用三维设计软件和打印技术，对设计进行细致的技术分析，优化打印参数，提高打印效率和质量。（二）单元内容分析本单元围绕三维打印产品的设计制造与技术分析展开，旨在通过具体的教学活动和案例分析，使学生掌握三维打印产品设计与制造的全过程，并具备对设计进行技术分析的能力。单元内容可细分为以下几个关键点：三维打印产品设计制造流程：学生需要了解从发现与明确问题到批量生产或个性化制造的全过程，掌握每个环节的关键任务和注意事项。设计制造方案的构思与编制：学生应学会如何根据实际需求构思设计制造方案，包括明确产品要求、编制详细方案、绘制产品草图等。三维打印产品的设计分析：学生需掌握对产品结构、造型等方面的分析方法，确保设计满足使用者的需求，并符合安全、美观、实用等原则。三维打印技术的工艺特点：学生应了解三维打印技术的工艺特点，包括支撑设置、壁厚、填充密度等关键参数，并能够根据打印材料和设备调整打印参数。打印产品的后期处理：学生应了解打印完成后产品的后期处理流程，包括去除支撑、打磨、组装等步骤，确保最终产品的质量和美观度。（三）单元内容整合为了将本单元的内容有效整合起来，形成一个系统的教学体系，我们可以采取以下策略：情境导入：通过创设与三维打印产品相关的真实情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望。例如，可以展示一些三维打印产品的实际应用案例，让学生感受到三维打印技术的魅力和应用价值。流程梳理：按照三维打印产品设计制造的全流程，逐步引导学生学习和实践。从发现与明确问题开始，逐步深入到设计制造方案的构思与编制、设计分析、打印分析以及后期处理等环节。案例分析：结合具体的三维打印产品案例，分析设计制造过程中的关键环节和注意事项。通过案例分析，使学生更加深入地理解三维打印技术的原理和应用。实践操作：安排学生进行实践操作，让他们亲自动手设计和制造三维打印产品。通过实践操作，加深学生对三维打印技术的理解和掌握程度。反思总结：在每个教学环节结束后，引导学生进行反思和总结，帮助他们巩固所学知识，并发现自身存在的不足之处。鼓励学生提出问题和建议，促进师生之间的交流和互动。通过以上策略的实施，我们可以将本单元的内容有效整合起来，形成一个系统、完整的教学体系，为学生的全面发展提供有力支持。二、《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解通用技术的核心素养目标是：（一）技术意识技术意识是指对技术现象及技术问题的感知与体悟。在三维打印产品技术分析单元中，技术意识的培养主要体现在以下几个方面：感知技术价值：学生能够认识到三维打印技术在现代制造业中的重要地位和作用，理解其对提高生产效率、降低生产成本、缩短产品开发周期等方面的积极影响。理解技术规范：学生能够熟悉三维打印技术的相关标准和规范，了解其在产品设计、制造、测试等方面的要求，并在实际操作中严格遵守这些标准和规范。形成技术敏感性：学生能够对三维打印技术的发展动态保持高度敏感，关注其最新进展和应用领域的变化，并能够将这些信息融入到自己的学习和实践中。培养技术伦理：学生能够认识到技术在应用过程中可能带来的伦理问题，如知识产权保护、数据安全等，并能够在设计和制造过程中自觉遵守相关法律法规和道德规范。（二）工程思维工程思维是以系统分析和比较权衡为核心的一种筹划性思维。在三维打印产品技术分析单元中，工程思维的培养主要体现在以下几个方面：系统分析：学生能够运用系统分析的方法，对三维打印产品的设计、制造、测试等环节进行全面、深入的分析，识别出各个环节之间的内在联系和相互影响。比较权衡：在面对多个设计方案或制造方案时，学生能够根据实际需求和技术条件进行比较权衡，选择出最优方案。这包括对产品性能、成本、效率等方面的综合考虑。优化创新：学生能够在现有技术基础上进行创新优化，提出新的设计思路或制造方法，以提高产品的质量和效率。这包括对产品结构、工艺、材料等方面的改进和创新。风险评估：学生能够对三维打印产品设计制造过程中可能出现的风险进行评估和预测，并制定相应的应对措施。这包括对技术风险、市场风险、环境风险等方面的评估和管理。（三）创新设计创新设计是指基于技术问题进行创新性方案构思的一系列问题解决过程。在三维打印产品技术分析单元中，创新设计能力的培养主要体现在以下几个方面：发现问题：学生能够敏锐地发现问题或需求，明确设计目标和约束条件。这包括对用户需求、市场趋势、技术现状等方面的深入分析和理解。构思方案：学生能够根据发现的问题或需求，运用创新思维和方法构思出多个可行的设计方案。这包括对产品结构、功能、外观等方面的创新和优化。制定计划：学生能够制定详细的设计计划，明确设计流程、时间节点和人员分工等。这包括对产品设计、制造、测试等环节的全面规划和安排。实施与优化：学生能够按照设计计划进行实施，并在实施过程中不断优化设计方案。这包括对产品设计、制造、测试等环节的持续改进和创新。（四）图样表达图样表达是指运用图形样式对意念中或客观存在的技术对象进行可视化的描述和交流。在三维打印产品技术分析单元中，图样表达能力的培养主要体现在以下几个方面：绘制草图：学生能够运用手绘或计算机辅助设计软件绘制出产品的初步草图，明确产品的基本形态和结构。这包括对产品结构、功能、外观等方面的初步构思和表达。制作三维模型：学生能够运用三维设计软件制作出产品的三维模型，进一步细化和完善产品设计。这包括对产品结构、功能、外观等方面的深入设计和优化。技术图样绘制：学生能够根据产品设计和制造的需求，绘制出详细的技术图样，如零件图、装配图等。这包括对产品尺寸、公差、材料等方面的精确标注和说明。图样交流与修改：学生能够与团队成员或客户进行有效沟通，根据反馈意见对图样进行修改和完善。这包括对产品图样表达清晰度、准确性等方面的评估和改进。（五）物化能力物化能力是指采用一定的工艺方法等将意念、方案转化为有用物品或对已有物品进行改进与优化的能力。在三维打印产品技术分析单元中，物化能力的培养主要体现在以下几个方面：工艺选择：学生能够根据产品设计和制造的需求选择合适的工艺方法，如FDM、SLA等。这包括对三维打印技术原理、工艺流程、设备操作等方面的深入了解和掌握。材料选择：学生能够根据产品性能和成本要求选择合适的材料，并了解材料的性能特点和加工要求。这包括对三维打印材料种类、性能、成本等方面的比较和评估。设备操作：学生能够熟练操作三维打印设备，进行产品的制造和加工。这包括对三维打印设备操作界面、参数设置、故障诊断等方面的熟练掌握和运用。后期处理：学生能够对打印完成的产品进行后期处理，如去除支撑、打磨、喷涂等，以提高产品的质量和美观度。这包括对后期处理流程、方法、工具等方面的了解和运用。三、学情分析（一）已知内容分析技术基础：在必修课程“技术与设计1”和“技术与设计2”中，学生已经掌握了技术设计的一般过程，包括发现与明确问题、制订设计方案、制作模型或原型、优化设计方案等步骤。他们了解了技术设计的基本原则，能够运用简单的技术语言进行技术图样的识读和绘制，对材料、工具、工艺有了一定的认识。计算机基础：随着信息技术教育的普及，大多数学生已具备基本的计算机操作能力，能够使用常见的办公软件和简单的图形处理软件。部分学生对三维设计软件（如AutoCAD、SolidWorks、SketchUp等）有初步的了解或使用经验，但整体水平参差不齐。物理与数学知识：在物理课程中，学生已经学习了力学、电学、光学等基础知识，能够理解简单的物理原理和运动规律。在数学课程中，学生掌握了基本的几何知识和代数运算能力，能够解决一些实际问题。（二）新知内容分析本单元的教学内容主要集中在三维打印产品的设计与制造上，具体包括以下几个方面：三维打印技术基础：学生需要了解三维打印技术的产生与发展历程，掌握常见的三维打印机类型、运行原理及应用领域。他们还需要了解三维打印材料的种类、特性及选择方法。三维打印产品设计：学生需要学会根据实际需求进行三维打印产品的设计，包括产品功能分析、结构设计、造型设计等。他们需要掌握三维设计软件的使用方法，能够将设计构思转化为三维数字模型，并进行优化和渲染。三维打印产品制造：学生需要了解三维打印产品的制造过程，包括切片软件的使用、打印参数的设置、打印过程的监控及后处理等。他们还需要掌握一些基本的模型修复和后期处理技术。技术分析与优化：学生需要学会对三维打印产品进行技术分析，包括设计分析和打印分析。他们需要能够从结构、功能、工艺、材料、成本等多个角度对设计方案进行权衡和优化，以确保产品的质量和效益。（三）学生学习能力分析空间想象能力：高中生的空间想象能力正在逐步发展，但个体差异较大。部分学生能够较好地理解和构建三维空间关系，而部分学生则可能在这方面存在困难。逻辑思维能力：高中生已经具备了一定的逻辑思维能力，能够进行简单的逻辑推理和问题分析。在面对复杂问题时，他们可能需要更多的指导和支持。自主学习能力：高中生普遍具备一定的自主学习能力，能够独立完成一定的学习任务。但在面对新技术和新知识时，他们可能需要更多的引导和资源来支持他们的学习。团队合作能力：高中生在团队合作方面有一定的经验，但合作能力和效率因团队而异。在三维打印产品设计与制造过程中，有效的团队合作将有助于提高项目的质量和效率。（四）学习障碍突破策略强化空间想象能力的训练：通过三维设计软件的使用和三维模型的构建，加强学生的空间想象能力。引入一些空间几何和立体几何的教学内容，帮助学生建立空间观念。鼓励学生多观察、多实践，通过亲手制作三维模型来加深对空间关系的理解。提升逻辑思维能力：在教学过程中注重问题的引导和分析，培养学生的逻辑思维能力。通过案例分析、讨论交流等方式，引导学生从多个角度思考问题。鼓励学生进行自主学习和探究，培养他们的问题意识和批判性思维能力。增强自主学习能力：提供丰富的学习资源和指导材料，帮助学生进行自主学习。鼓励学生制定学习计划，合理安排学习时间。定期组织学习分享和交流活动，让学生相互学习、相互促进。促进团队合作能力的提升：通过小组合作学习的方式，让学生在实践中提升团队合作能力。明确团队成员的职责和分工，确保每个人都能发挥自己的优势。定期组织团队讨论和反思活动，及时发现问题并寻求解决方案。针对三维打印技术的专项训练：安排专门的时间让学生熟悉三维打印机的操作和软件的使用。通过实际案例的演示和操作，让学生亲身体验三维打印产品的设计与制造过程。邀请专业人士或企业技术人员进行讲座和培训，提升学生的专业素养和实践能力。注重设计思维和创新能力的培养：在教学过程中注重引导学生发现问题、分析问题和解决问题。鼓励学生提出创新性的设计思路和解决方案。通过项目式学习的方式，让学生在实践中培养设计思维和创新能力。加强技术指导和反馈：在学生学习过程中提供及时的技术指导和反馈。定期检查学生的学习进度和作业完成情况，及时发现问题并给予帮助。鼓励学生提出问题和困惑，组织专门的答疑和辅导活动。通过以上策略的实施，旨在帮助学生克服在学习三维打印产品设计与制造过程中的障碍，提升他们的技术素养、创新能力和实践能力。通过团队合作和项目式学习的方式，培养学生的协作精神和解决问题的能力，为他们未来的学习和职业发展打下坚实的基础。四、大主题或大概念设计本大单元教学设计的主题为“三维打印产品设计与制造的工程实践”，旨在通过引导学生经历三维打印产品的构思、设计、分析、优化及制造的全过程，深入理解三维打印技术的原理、流程及其应用，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。通过实际的项目设计和制作，学生将能够将理论知识与实践操作相结合，体验从创意到实物的完整过程，从而提升综合技术素养。五、大单元目标叙写通用技术的核心素养目标：（一）技术意识学生能够理解三维打印技术的基本原理及其在日常生活和工业生产中的应用，认识到三维打印技术对现代社会发展的重要性。学生能够分析三维打印产品的技术特点，评估其对环境、经济和社会的影响，形成对三维打印技术的全面认识。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，对三维打印产品的设计进行整体规划，考虑结构、材料、工艺等因素，形成工程化的设计思维。学生能够识别和解决三维打印产品设计中的复杂问题，通过模拟、测试和优化，提升工程决策和问题解决的能力。（三）创新设计学生能够根据用户需求和市场趋势，提出具有创新性的三维打印产品设计方案，展现创新思维和设计能力。学生能够运用多种创造技法，对设计方案进行迭代和优化，形成最终的创新产品。（四）图样表达学生能够熟练使用二维和三维设计软件，绘制精确的技术图样，表达设计意图。学生能够通过图样表达，清晰地传达设计思想和产品信息，提升技术交流和合作的能力。（五）物化能力学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工艺，完成三维打印产品的制造和装配。学生能够处理三维打印过程中出现的问题，对成品进行调试和优化，提升物化实现的能力。六、大单元教学重点三维打印技术的原理与应用：深入解析三维打印技术的基本原理、工作流程及其在不同领域的应用，帮助学生建立对三维打印技术的全面认识。三维打印产品的设计流程：引导学生经历从需求分析、方案设计、图样表达、工艺选择到产品制造的完整设计流程，理解各个环节的重要性和相互之间的联系。创新设计与优化：鼓励学生运用创新思维，提出具有创意的设计方案，并通过模拟、测试和优化，不断提升产品的性能和质量。图样表达与技术交流：训练学生使用二维和三维设计软件绘制精确的技术图样，提升技术交流和合作的能力。物化实现与问题解决：指导学生选择合适的材料和工艺，完成三维打印产品的制造和装配，处理制造过程中的问题，提升物化实现的能力。七、大单元教学难点三维设计软件的操作与掌握：对于大多数学生来说，熟练掌握二维和三维设计软件需要一定的时间和实践，这将是教学过程中的一个难点。创新设计的引导与激发：如何引导学生运用创新思维，提出具有创意的设计方案，并在设计过程中不断迭代和优化，是一个具有挑战性的任务。图样表达的准确性：技术图样是产品设计和制造的重要依据，如何确保学生绘制的图样准确、清晰，能够清晰地传达设计意图，是教学过程中的另一个难点。物化实现中的问题解决：在三维打印产品的制造和装配过程中，学生可能会遇到各种问题，如材料选择不当、工艺参数设置不合理等，如何指导学生有效地解决问题，完成产品的物化实现，是教学过程中的一个关键难点。教学难点应对策略：三维设计软件的教学：安排足够的时间让学生熟悉和练习设计软件的基本操作，通过实例教学、分步骤演示和小组讨论等方式，帮助学生逐步掌握软件的使用技巧。鼓励学生在课外时间自主练习，提供相关的在线教程和资源，以便学生随时随地进行学习。创新设计的引导与激发：通过案例分析、头脑风暴、创意工作坊等活动，激发学生的创新思维和设计灵感。鼓励学生关注市场需求和用户反馈，从实际问题出发，提出具有针对性的设计方案。引导学生运用多种创造技法，如智力激励法、设问法、联想组合法等，对设计方案进行迭代和优化。图样表达的准确性：通过示范教学、小组互评和个别指导等方式，帮助学生掌握图样表达的基本规范和技巧。强调图样表达的准确性和清晰性，要求学生反复修改和完善自己的设计图样。组织图样表达交流活动，让学生展示自己的设计图样，并接受其他同学和教师的评价和建议。物化实现中的问题解决：在教学过程中注重培养学生的问题解决能力，通过案例分析、模拟测试等方式，让学生熟悉常见问题的解决方法。鼓励学生在实践过程中积极探索和尝试，不断总结经验教训，提升自己的物化实现能力。提供必要的技术支持和资源保障，如专业工具、材料和设备等，以便学生顺利进行三维打印产品的制造和装配。通过以上教学策略和难点应对策略，本大单元教学设计旨在全面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，为学生未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。八、大单元整体教学思路教学目标设定本大单元的教学目标是基于《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选择性必修11《产品三维设计与制造》的教学内容，特别是第二章《三维打印产品技术分析》的具体内容，设定以下教学目标，旨在全面提升学生的通用技术核心素养。（一）技术意识理解三维打印技术的价值与应用：学生能够认识到三维打印技术在现代制造业、个性化定制、快速原型制作等领域的重要价值，理解其对技术进步和社会发展的影响。形成对三维打印技术的积极态度：通过学习和实践，学生能够形成对三维打印技术的积极态度，认识到其在解决实际问题中的潜力，激发探索新技术的兴趣和热情。具备技术伦理与环保意识：在三维打印产品的设计与制造过程中，学生能够考虑到材料的选择、能源的消耗以及废弃物的处理等问题，形成技术伦理与环保意识。（二）工程思维系统分析与优化能力：学生能够运用系统分析的方法，对三维打印产品的设计制造方案进行全面分析，识别并优化产品设计、材料选择、打印参数设置等各个环节，提高产品质量和生产效率。决策与风险管理能力：在面对多种设计方案时，学生能够根据实际需求、成本预算、技术可行性等因素进行权衡和决策，同时考虑到可能的风险并制定应对策略。跨学科整合能力：学生能够结合物理、数学、计算机科学等其他学科知识，综合运用解决三维打印产品设计与制造中的复杂问题。（三）创新设计创新思维与创造力：鼓励学生发挥创新思维，提出新颖的三维打印产品设计理念，能够结合实际需求进行个性化设计，创造出具有独特功能或外观的产品。设计方案的多样性：学生能够提出多种设计方案，并对各种方案进行比较、评估和优化，最终选择最佳方案进行实施。用户导向的设计：在设计过程中，学生能够充分考虑用户需求和使用场景，通过用户调研、原型测试等方式不断优化设计方案。（四）图样表达技术图样的识读与绘制：学生能够识读和理解三维打印产品的设计图样，包括三维模型、装配图、爆炸图等，并能够运用CAD软件进行图样绘制。设计交流与沟通：学生能够通过图样清晰表达设计构思和方案，与团队成员、指导教师或客户进行有效沟通和交流。图样优化与迭代：在设计过程中，学生能够根据反馈意见对设计图样进行不断优化和迭代，提高产品的可制造性和用户体验。（五）物化能力材料与工艺选择：学生能够根据设计需求选择合适的三维打印材料和打印工艺，了解各种材料的性能和适用范围，以及不同打印工艺的特点和优缺点。设备操作与调试：学生能够熟练操作三维打印机等制造设备，掌握设备调试和维护的基本技能，确保打印过程的顺利进行。产品测试与优化：在产品制造完成后，学生能够进行必要的测试和评估，发现产品存在的问题并进行优化和改进，提高产品的质量和性能。教学重点与难点教学重点三维打印技术的基本原理与应用：帮助学生全面理解三维打印技术的基本原理、工作流程和应用领域。三维打印产品的设计与制造流程：掌握从需求分析、方案设计、模型构建到产品制造和测试评估的完整流程。图样表达与沟通交流：通过图样清晰表达设计构思和方案，并与团队成员进行有效沟通和交流。教学难点创新设计能力的培养：如何激发学生的创新思维，鼓励他们在三维打印产品的设计中勇于尝试新的理念和方法。系统分析与优化能力：如何培养学生运用系统分析的方法对产品设计制造方案进行全面分析和优化。跨学科知识的整合应用：如何引导学生结合物理、数学、计算机科学等其他学科知识解决三维打印产品设计与制造中的复杂问题。教学策略与方法教学策略项目式学习：以项目为载体，通过真实情境下的任务驱动，让学生在实践中学习和掌握三维打印产品设计与制造的知识和技能。合作学习：鼓励学生组成小组进行合作学习，通过团队讨论、分工协作等方式共同完成设计任务，培养学生的团队合作精神和沟通能力。案例分析：选取典型的三维打印产品设计与制造案例进行分析和讨论，帮助学生理解和掌握相关知识和技能。教学方法讲授法：通过教师的讲解和演示，帮助学生理解和掌握三维打印技术的基本原理和应用。实践操作法：安排学生进行实践操作，包括三维建模、打印参数设置、设备操作等，提高学生的物化能力。讨论交流法：组织学生进行小组讨论和全班交流，分享设计思路、经验体会和问题解决策略，培养学生的创新思维和沟通能力。教学过程设计第一阶段：教学导入与情境创设（1课时）教学导入：通过展示三维打印技术在各个领域的应用案例，激发学生的学习兴趣和好奇心。情境创设：设定一个真实的设计任务情境，如为学校设计一款实用的教学辅助工具，要求学生运用三维打印技术进行设计和制造。第二阶段：三维打印技术原理与应用学习（2课时）三维打印技术原理讲解：介绍三维打印技术的基本原理、工作流程和优缺点。三维打印技术应用分析：分析三维打印技术在制造业、个性化定制、快速原型制作等领域的应用案例。第三阶段：三维打印产品设计制造方案设计（4课时）需求分析：引导学生对设计任务进行需求分析，明确设计目标和约束条件。方案设计：组织学生进行方案设计，包括功能定义、结构构思、材料选择等。方案交流与优化：通过小组讨论和全班交流的方式，对设计方案进行比较、评估和优化。第四阶段：三维建模与图样表达（4课时）三维建模软件学习：介绍常用的三维建模软件及其基本操作。图样表达练习：指导学生运用三维建模软件进行产品建模，并绘制相关的设计图样。图样交流与反馈：通过图样交流的方式，让学生分享设计思路和图样表达技巧，并相互提供反馈和建议。第五阶段：打印参数设置与设备操作（2课时）打印参数设置讲解：介绍三维打印过程中常用的打印参数及其设置方法。设备操作实践：组织学生进行三维打印机的实际操作练习，掌握设备调试和维护的基本技能。第六阶段：产品制造与测试评估（4课时）产品制造：指导学生按照设计方案和打印参数进行产品制造。产品测试：对产品进行必要的测试和评估，发现存在的问题并进行优化和改进。成果展示与交流：组织学生进行成果展示和交流活动，分享设计制造过程中的经验和体会。第七阶段：总结与反思（1课时）总结回顾：对本单元的学习内容和学习过程进行总结回顾。反思提升：引导学生反思在学习过程中遇到的问题和挑战，并提出改进和提升的建议。学业评价设计评价原则多元化评价：采用多种评价方式相结合的方法，包括自我评价、同伴评价和教师评价等。过程性评价：注重学生在学习过程中的表现和进步情况，而不仅仅是最终成果的评价。能力导向评价：以通用技术核心素养的提升为导向进行评价设计，关注学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的发展情况。评价内容与方法技术意识评价：通过观察学生在课堂上的表现、参与讨论的情况以及课后作业的完成情况来评价学生的技术意识水平。工程思维评价：通过设计制造方案的设计过程、优化过程以及最终的成果来评价学生的工程思维能力。创新设计评价：通过学生的设计方案、创新点以及设计过程中的表现来评价学生的创新设计能力。图样表达评价：通过学生绘制的设计图样、模型构建过程以及图样交流的情况来评价学生的图样表达能力。物化能力评价：通过观察学生在设备操作、产品制造和测试评估过程中的表现以及最终产品的质量和性能来评价学生的物化能力。教学资源与环境准备教学资源教材与教辅资料：选用适合高中通用技术课程的教材和教辅资料作为教学的主要依据。三维建模软件：提供常用的三维建模软件供学生学习和使用。三维打印机：配备足够数量的三维打印机供学生进行实践操作。案例库与素材库：建立丰富的三维打印产品设计与制造案例库和素材库供学生参考和学习。教学环境专用教室：配备必要的教学设备和工具如计算机、三维打印机等以满足教学需求。网络学习环境：提供稳定的网络连接和资源访问权限以便学生获取相关的学习资源和进行在线交流。安全保障措施：制定详细的安全操作规程和应急预案确保学生在实践操作过程中的安全。通过以上教学设计和实施策略，旨在全面提升学生的通用技术核心素养特别是技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的发展水平，为学生未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。九、学业评价（一）教学目标技术意识：学生能够理解三维打印技术在现代制造业中的应用及其对社会、经济、环境的影响，形成对三维打印技术的积极态度和责任意识。学生能够分析三维打印产品的技术特性和优缺点，提高对技术现象及技术问题的感知与体悟能力。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，针对三维打印产品的设计制造问题进行要素分析、整体规划，并形成合理的解决方案。学生能够领悟结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，在三维打印产品设计中加以运用，提高解决复杂工程问题的能力。创新设计：学生能够在发现与明确问题的基础上，结合三维打印技术的特点，提出具有创新性的设计方案，并进行技术性能和指标的试验与探究。学生能够综合社会文化因素评价设计方案，并进行优化，提高创新设计能力。图样表达：学生能够运用二维、三维设计软件绘制三维打印产品的设计图样，准确表达设计意图和技术要求。学生能够通过图样展示设计思路，与团队成员及教师有效沟通，提高技术图样表达能力。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行三维打印产品的制作和后期处理，提高动手实践与创造能力。学生能够在制作过程中体验工匠精神，形成严谨细致、精益求精的工作态度。（二）学习目标三维打印产品设计制造方案：了解三维打印产品设计与制造的一般流程。掌握三维打印产品设计与制造方案的构思方法、编制过程，初步学会根据发现与明确的问题构思方案、编制方案。学会比较、权衡和优化方案，最终确定解决方案。三维打印产品设计分析与打印分析：了解三维打印产品技术分析的方法。能结合FDM工艺的特点，对三维打印产品进行技术分析。学会从设计分析和打印分析两方面入手，优化三维打印产品的设计方案和打印参数。（三）评价目标设定1.技术意识评价评价指标：学生对三维打印技术应用的理解程度，包括其在现代制造业中的地位、作用及影响。学生对三维打印产品技术特性和优缺点的分析能力。学生对三维打印技术的态度和社会责任感的体现。评价方式：通过课堂讨论、问卷调查等方式，了解学生对三维打印技术的认知和理解。通过案例分析、小组讨论等形式，评估学生对三维打印产品技术特性和优缺点的分析能力。通过观察学生在实践活动中的表现，评价其技术意识和责任意识。2.工程思维评价评价指标：学生在三维打印产品设计制造过程中的系统分析和比较权衡能力。学生对结构、流程、系统、控制等基本思想和方法的理解和应用能力。学生解决复杂工程问题的能力。评价方式：通过项目式学习、任务驱动等方式，观察学生在设计制造过程中的思维过程和方法应用。通过小组讨论、汇报展示等形式，评估学生对基本思想和方法的理解和应用。通过项目成果评价、同伴互评等方式，综合评价学生解决复杂工程问题的能力。3.创新设计评价评价指标：学生在设计过程中的创新性思维表现，包括新想法、新方案的提出。学生对设计方案的试验与探究能力，包括技术性能和指标的测试与分析。学生综合社会文化因素评价设计方案并进行优化的能力。评价方式：通过创意提案、设计草图等方式，评估学生的创新性思维。通过技术试验报告、探究过程记录等，评价学生的试验与探究能力。通过设计方案评价、社会文化因素分析报告等，综合评价学生的创新设计能力。4.图样表达评价评价指标：学生运用二维、三维设计软件绘制设计图样的能力。学生通过图样准确表达设计意图和技术要求的能力。学生与团队成员及教师有效沟通设计思路的能力。评价方式：通过学生提交的设计图样，评价其绘图技能和表达能力。通过图样展示、汇报交流等活动，观察学生与他人的沟通效果。通过同伴互评、教师点评等方式，综合评价学生的图样表达能力。5.物化能力评价评价指标：学生根据设计方案选择合适的材料和工具的能力。学生进行三维打印产品制作和后期处理的能力。学生在制作过程中体验工匠精神的表现。评价方式：通过观察学生在制作过程中的操作技能和问题解决能力，评价其物化能力。通过产品成品展示、质量评价等方式，评估学生的制作成果。通过学生在实践活动中的态度表现、细节处理等方面，评价其工匠精神。（四）评价实施课堂观察与记录：在教学过程中，教师应注意观察学生的参与情况、思维过程、操作技能等，及时记录学生的表现。通过课堂互动、提问、讨论等方式，了解学生的学习状态和理解程度。项目式学习评价：以项目为单位，设计完整的评价方案，包括项目计划、实施过程、成果展示等方面。采用自评、互评、师评相结合的方式，全面评价学生的项目完成情况。作品评价：对学生的设计图样、三维打印产品等作品进行评价，注重作品的创新性、实用性、美观性等方面。通过作品展示、汇报交流等形式，增强学生的自信心和成就感。档案袋评价：为每位学生建立学习档案袋，收集学生的学习计划、设计方案、试验报告、作品展示、反思总结等材料。定期对学生的学习档案袋进行整理和评价，记录学生的成长轨迹和进步情况。阶段性测试与评价：在教学过程中设置阶段性测试，检查学生对知识点的掌握情况和应用能力。结合测试结果，及时调整教学策略和进度，确保教学目标的实现。通过以上评价方式的综合运用，可以全面、客观地评价学生在三维打印产品技术分析课程中的学习情况，促进学生的全面发展。教师也可以根据评价结果，不断优化教学方法和手段，提高教学质量。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路1.实施思路概述根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，本大单元以“三维打印产品技术分析”为主题，旨在通过两个主要节次——三维打印产品设计制造方案和三维打印产品设计分析与打印分析，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等核心素养。通过真实的学习情境和实践活动，引导学生掌握三维打印产品的设计与制造流程，了解三维打印技术的原理与应用，并能进行产品技术分析，提升解决问题的能力。2.具体实施步骤第一步：情境导入与兴趣激发内容：通过展示三维打印技术的应用实例，如个性化定制产品、医疗辅助器械、航空航天零件等，激发学生兴趣，引导学生认识三维打印技术的重要性和应用前景。活动：组织学生进行小组讨论，分享自己对三维打印技术的认识和期待，形成初步的学习动机。第二步：理论学习与技术基础内容：介绍三维打印技术的基本原理、工艺流程、常用材料及其特性，以及三维设计软件的基本操作。活动：采用讲授与演示相结合的方式，结合多媒体教学资源，帮助学生建立对三维打印技术的全面认识。安排学生进行软件基础操作练习，为后续设计活动打下基础。第三步：三维打印产品设计制造方案目标：培养学生的创新设计能力、图样表达能力和工程思维。内容：创新设计：引导学生根据实际需求，提出创新性的三维打印产品设计方案。强调设计的实用性、美观性和创新性。图样表达：教授学生如何绘制三维打印产品的设计图样，包括草图、三视图、立体图等。要求学生能够清晰、准确地表达设计意图。工程思维：引导学生从工程角度出发，考虑产品的结构稳定性、材料选择、制造工艺等因素，对设计方案进行优化。活动：小组讨论：学生分组进行头脑风暴，提出产品设计方案。图样绘制：指导学生使用三维设计软件绘制产品设计图样。方案优化：组织学生进行方案展示和互评，根据反馈意见对设计方案进行优化。第四步：三维打印产品设计分析与打印分析目标：培养学生的技术意识、物化能力和严谨细致的工作态度。内容：技术分析：对设计方案进行技术分析，包括产品结构、材料性能、打印工艺等方面的考虑。打印准备：指导学生进行打印前的准备工作，包括模型切片、参数设置等。打印实施：组织学生进行三维打印实践，观察打印过程，记录打印参数和遇到的问题。后期处理：教授学生如何进行打印产品的后期处理，如去除支撑结构、打磨、上色等。活动：技术分析报告撰写：学生根据设计方案和技术分析，撰写技术分析报告。打印实践：分组进行三维打印实践，轮流操作三维打印机。问题讨论与解决：针对打印过程中遇到的问题，组织学生进行讨论，寻找解决方案。后期处理展示：展示打印产品的后期处理成果，分享处理经验和技巧。第五步：成果展示与评价反馈内容：组织学生进行成果展示，包括产品设计图样、技术分析报告、打印实物及后期处理成果。通过学生自评、互评和教师评价相结合的方式，对学生的学习成果进行全面评价。活动：成果展示：学生分组进行成果展示，分享设计思路、制作过程和遇到的问题及解决方案。评价反馈：采用量化评分和质性评价相结合的方式，对学生的设计图样、技术分析报告、打印实物及后期处理成果进行评价。鼓励学生进行相互评价，提出建设性意见。总结反思：组织学生进行学习总结，反思学习过程中的收获和不足，明确后续努力方向。二、教学目标设定（一）技术意识目标描述：学生能够感知三维打印技术的特点和应用价值，形成对三维打印技术的积极态度和理性认识。通过学习和实践，学生能够认识到三维打印技术在现代制造业和创意设计领域的重要性，并能够在日常生活中主动关注和应用三维打印技术。（二）工程思维目标描述：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对三维打印产品的设计制造方案进行整体规划和优化。通过学习和实践，学生能够掌握产品设计的基本流程和方法，能够考虑产品的结构稳定性、材料选择、制造工艺等因素对产品质量和成本的影响，并能够运用工程思维解决实际问题。（三）创新设计目标描述：学生能够基于实际需求和问题情境，提出创新性的三维打印产品设计方案。通过学习和实践，学生能够掌握创新设计的基本方法和技巧，能够结合市场需求和技术发展趋势，设计出具有新颖性、实用性和美观性的三维打印产品。（四）图样表达目标描述：学生能够运用图形样式对三维打印产品的设计构想进行可视化的描述和交流。通过学习和实践，学生能够掌握图样表达的基本规范和方法，能够绘制清晰、准确、规范的三维打印产品设计图样，并能够运用图样表达与他人进行有效的沟通和协作。（五）物化能力目标描述：学生能够将三维打印产品的设计构想转化为实物产品，并对产品进行后期处理和优化。通过学习和实践，学生能够掌握三维打印设备的基本操作和维护方法，能够独立完成三维打印产品的制作和后期处理工作，并能够根据产品性能要求进行测试和改进。三、教学结构图（思维导图）三维打印产品技术分析|+++||情境导入与兴趣激发理论学习与技术基础||++++++||||三维打印产品三维打印技术三维设计软件设计制造方案基本原理基本操作||++++++||||创新设计图样表达工程思维||++++++||||产品设计方案设计图样绘制方案优化||三维打印产品设计分析与打印分析|+++||技术分析打印准备与实施||++++++|||打印参数设置模型切片打印过程观察||后期处理与展示评价|+++||成果展示评价反馈与总结反思四、具体教学实施步骤（详细）第一步：情境导入与兴趣激发（1课时）教学内容：通过多媒体展示三维打印技术的应用实例，如个性化定制产品、医疗辅助器械、航空航天零件等，介绍三维打印技术的特点和应用领域。教学活动：教师活动：播放三维打印技术视频，引导学生观察三维打印产品的多样性和创新性。学生活动：小组讨论，分享自己对三维打印技术的认识和期待，提出感兴趣的应用领域或产品。设计意图：通过情境导入，激发学生对三维打印技术的兴趣和好奇心，为后续学习奠定情感基础。第二步：理论学习与技术基础（2课时）教学内容：介绍三维打印技术的基本原理、工艺流程、常用材料及其特性，以及三维设计软件的基本操作。教学活动：教师活动：讲授三维打印技术的基本原理和工艺流程，展示常用材料及其特性。演示三维设计软件的基本操作，包括界面介绍、工具使用等。学生活动：跟随教师演示，进行软件基础操作练习，如绘制简单图形、调整参数等。设计意图：通过理论学习，帮助学生建立对三维打印技术的全面认识，掌握三维设计软件的基本操作，为后续设计活动打下基础。第三步：三维打印产品设计制造方案（4课时）教学内容：引导学生根据实际需求，提出创新性的三维打印产品设计方案，并进行图样表达和方案优化。教学活动：教师活动：讲解产品设计的基本流程和方法，介绍创新设计的基本理念和技巧。引导学生分析市场需求和技术发展趋势，提出设计任务和要求。学生活动：分组进行头脑风暴，提出产品设计方案。使用三维设计软件绘制产品设计图样，包括草图、三视图、立体图等。进行方案展示和互评，根据反馈意见对设计方案进行优化。设计意图：通过实践活动，培养学生的创新设计能力、图样表达能力和工程思维。引导学生从实际需求出发，结合市场和技术发展趋势，提出具有新颖性、实用性和美观性的产品设计方案。第四步：三维打印产品设计分析与打印分析（4课时）教学内容：对设计方案进行技术分析，包括产品结构、材料性能、打印工艺等方面的考虑。指导学生进行打印前的准备工作，观察打印过程，并进行后期处理。教学活动：教师活动：讲解技术分析的基本方法和步骤，介绍打印前的准备工作和注意事项。演示三维打印设备的基本操作和维护方法。学生活动：对设计方案进行技术分析，撰写技术分析报告。进行打印前的准备工作，如模型切片、参数设置等。分组进行三维打印实践，观察打印过程，记录打印参数和遇到的问题。对打印产品进行后期处理，如去除支撑结构、打磨、上色等。设计意图：通过实践活动，培养学生的技术意识、物化能力和严谨细致的工作态度。引导学生掌握三维打印产品的设计制造流程和技术分析方法，提高解决实际问题的能力。第五步：成果展示与评价反馈（2课时）教学内容：组织学生进行成果展示，包括产品设计图样、技术分析报告、打印实物及后期处理成果。通过学生自评、互评和教师评价相结合的方式，对学生的学习成果进行全面评价。教学活动：教师活动：设计评价量表，明确评价标准和要求。组织学生进行成果展示，引导学生进行相互评价和教师评价。学生活动：分组进行成果展示，分享设计思路、制作过程和遇到的问题及解决方案。根据评价量表进行自评和互评，提出建设性意见。设计意图：通过成果展示和评价反馈，帮助学生明确自己的学习成果和不足，激发学习动力和积极性。通过相互评价和教师评价，促进学生的相互学习和共同进步。通过以上五个步骤的实施，学生将全面掌握三维打印产品的设计与制造流程和技术分析方法，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等核心素养。通过实践活动和成果展示，学生的团队协作能力、沟通能力和解决问题的能力也将得到显著提高。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定（一）技术意识学生能够感知三维打印技术的特点和应用价值，形成对三维打印技术的积极态度和理性认识。通过学习和实践，学生能够认识到三维打印技术在现代制造业和创意设计领域的重要性，并能够在日常生活中主动关注和应用三维打印技术。（二）工程思维学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对三维打印产品的设计制造方案进行整体规划和优化。通过学习和实践，学生能够掌握产品设计的基本流程和方法，能够考虑产品的结构稳定性、材料选择、制造工艺等因素对产品质量和成本的影响，并能够运用工程思维解决实际问题。（三）创新设计学生能够基于实际需求和问题情境，提出创新性的三维打印产品设计方案。通过学习和实践，学生能够掌握创新设计的基本方法和技巧，能够结合市场需求和技术发展趋势，设计出具有新颖性、实用性和美观性的三维打印产品。（四）图样表达学生能够运用图形样式对三维打印产品的设计构想进行可视化的描述和交流。通过学习和实践，学生能够掌握图样表达的基本规范和方法，能够绘制清晰、准确、规范的三维打印产品设计图样，并能够运用图样表达与他人进行有效的沟通和协作。（五）物化能力学生能够将三维打印产品的设计构想转化为实物产品，并对产品进行后期处理和优化。通过学习和实践，学生能够掌握三维打印设备的基本操作和维护方法，能够独立完成三维打印产品的制作和后期处理工作，并能够根据产品性能要求进行测试和改进。二、大情境、大任务创设（一）大情境设计情境背景：随着科技的飞速发展，三维打印技术作为一种新兴的快速成型技术，已经在医疗、航空航天、汽车制造、文化创意等多个领域展现出巨大的应用潜力和价值。某学校决定举办一场“未来创意三维打印产品设计大赛”，旨在通过比赛激发学生的创新设计思维，提升学生的技术实践能力，推广三维打印技术的应用。情境任务：作为通用技术课程的一部分，学生们将分组参与这场设计大赛，从日常生活、学习、娱乐等多个角度出发，设计并制作一款具有创新性和实用性的三维打印产品。在整个过程中，学生们需要运用所学的三维打印技术知识，经历从需求分析、方案设计、图样绘制、模型制作到后期处理的全过程，最终完成作品的展示和评价。（二）大任务分解1.任务一：需求分析与方案设计（2课时）活动目标：引导学生观察和分析生活中的实际需求，提出具有创新性和实用性的三维打印产品设计方案。培养学生的创新设计思维和工程思维能力，使其能够从多个角度考虑问题，提出合理的解决方案。活动内容：情境导入：教师展示一些优秀的三维打印产品案例，引导学生思考这些产品的创新点和实用性。小组讨论：学生分组讨论，提出自己感兴趣的设计主题，并分析该主题下的实际需求和潜在用户群体。方案设计：学生根据讨论结果，初步构思设计方案，包括产品的功能、结构、造型等要素。方案交流：各组展示初步设计方案，进行互评和师评，提出改进建议。活动评价：评价学生的创新设计能力，包括方案的新颖性、实用性和可行性。评价学生的团队协作能力，包括小组讨论的活跃度和方案交流的清晰度。2.任务二：图样绘制与技术分析（4课时）活动目标：培养学生运用图形样式对三维打印产品设计构想进行可视化描述的能力。引导学生对设计方案进行技术分析，考虑产品的结构稳定性、材料选择、制造工艺等因素对产品质量和成本的影响。活动内容：图样绘制培训：教师讲解三维设计软件的基本操作方法，演示如何绘制三维打印产品的设计图样。图样绘制实践：学生分组使用三维设计软件绘制各自的设计图样，包括草图、三视图、立体图等。技术分析：学生对自己的设计方案进行技术分析，考虑产品的结构稳定性、材料选择、制造工艺等因素，并撰写技术分析报告。图样与技术分析交流：各组展示设计图样和技术分析报告，进行互评和师评，提出改进建议。活动评价：评价学生的图样表达能力，包括图样的清晰度、准确性和规范性。评价学生的技术分析能力，包括分析问题的全面性和解决问题的合理性。3.任务三：模型制作与后期处理（6课时）活动目标：培养学生的物化能力，使其能够将三维打印产品的设计构想转化为实物产品。引导学生掌握三维打印设备的基本操作和维护方法，以及产品的后期处理方法。活动内容：三维打印设备操作培训：教师讲解三维打印设备的基本操作方法、注意事项和常见故障排除方法。模型制作实践：学生分组使用三维打印设备进行模型制作，观察打印过程，记录打印参数和遇到的问题。后期处理：学生对打印出的模型进行后期处理，如去除支撑结构、打磨、上色等。模型展示与评价：各组展示制作完成的模型，进行互评和师评，提出改进建议。活动评价：评价学生的物化能力，包括模型制作的精度、美观度和实用性。评价学生的问题解决能力，包括在打印过程中遇到问题的应对能力和后期处理的熟练度。4.任务四：成果展示与反思总结（2课时）活动目标：引导学生对整个设计过程进行反思和总结，提炼经验教训。通过成果展示，增强学生的自信心和成就感，激发其持续学习和探索的热情。活动内容：成果展示：各组展示最终完成的三维打印产品，包括设计图样、技术分析报告、模型实物等。反思总结：学生撰写反思总结报告，回顾整个设计过程的收获和不足，提出改进措施。交流与分享：各组进行成果展示和反思总结的交流与分享，互相学习借鉴。活动评价：评价学生的反思总结能力，包括对设计过程的全面回顾和深刻反思。评价学生的表达能力，包括成果展示的清晰度和反思总结的条理性。三、教学反思通过本次大情境、大任务的创设与实施，学生们不仅掌握了三维打印技术的基本知识和操作技能，更重要的是培养了他们的创新设计思维、工程思维能力、图样表达能力和物化能力。在整个过程中，学生们经历了从需求分析到方案设计、图样绘制、模型制作再到后期处理和反思总结的全过程，深刻体会到了技术设计与实践的魅力和挑战。通过小组合作和成果展示等环节，学生们的团队协作能力和沟通表达能力也得到了显著提升。我将继续探索更多有效的教学方法和手段，以进一步提升学生的技术素养和创新能力。十二、单元学历案一、单元主题与课时单元主题：产品三维设计与制造之三维打印产品技术分析课时设计：第一课时：情境导入与兴趣激发（1课时）第二课时：理论学习与技术基础（1课时）第三至第六课时：三维打印产品设计制造方案（4课时）第一课：构思三维打印产品设计制造方案（1课时）第二课：编制三维打印产品设计制造方案（1课时）第三课：比较三维打印产品设计制造方案（1课时）第四课：展示与优化三维打印产品设计制造方案（1课时）第七至第十课时：三维打印产品设计分析与打印分析（4课时）第一课：三维打印产品设计分析（2课时）第二课：三维打印产品打印分析（2课时）第十一至第十二课时：成果展示与评价反馈（2课时）第一课：成果展示（1课时）第二课：评价反馈与总结反思（1课时）二、学习目标通用技术的核心素养目标：（一）技术意识学生能够感知三维打印技术的特点和应用价值，形成对三维打印技术的积极态度和理性认识。学生能够认识到三维打印技术在现代制造业和创意设计领域的重要性，并在日常生活中主动关注和应用三维打印技术。（二）工程思维学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对三维打印产品的设计制造方案进行整体规划和优化。学生能够掌握产品设计的基本流程和方法，考虑产品的结构稳定性、材料选择、制造工艺等因素对产品质量和成本的影响，并运用工程思维解决实际问题。（三）创新设计学生能够基于实际需求和问题情境，提出创新性的三维打印产品设计方案。学生能够掌握创新设计的基本方法和技巧，结合市场需求和技术发展趋势，设计出具有新颖性、实用性和美观性的三维打印产品。（四）图样表达学生能够运用图形样式对三维打印产品的设计构想进行可视化的描述和交流。学生能够掌握图样表达的基本规范和方法，绘制清晰、准确、规范的三维打印产品设计图样，并运用图样表达与他人进行有效的沟通和协作。（五）物化能力学生能够将三维打印产品的设计构想转化为实物产品，并对产品进行后期处理和优化。学生能够掌握三维打印设备的基本操作和维护方法，独立完成三维打印产品的制作和后期处理工作，并根据产品性能要求进行测试和改进。三、评价任务技术意识评价：通过观察学生在课堂讨论和实践活动中的表现，评价学生对三维打印技术的兴趣、态度和应用能力。工程思维评价：通过学生提交的设计制造方案和技术分析报告，评价学生的系统分析能力、比较权衡能力和优化方案的能力。创新设计评价：通过学生提交的产品设计方案和创意点展示，评价学生的创新设计能力、市场需求分析能力和技术发展趋势把握能力。图样表达评价：通过学生提交的设计图样，评价学生的图样表达能力、设计沟通能力和团队协作能力。物化能力评价：通过观察学生的三维打印实践操作和后期处理成果，评价学生的设备操作能力、产品制作能力和问题解决能力。四、学习过程第一课时：情境导入与兴趣激发教学内容：通过多媒体展示三维打印技术的应用实例，如个性化定制产品、医疗辅助器械、航空航天零件等，激发学生兴趣。教学活动：教师活动：播放三维打印技术视频，引导学生观察三维打印产品的多样性和创新性。学生活动：小组讨论，分享自己对三维打印技术的认识和期待，提出感兴趣的应用领域或产品。设计意图：通过情境导入，激发学生对三维打印技术的兴趣和好奇心，为后续学习奠定情感基础。第二课时：理论学习与技术基础教学内容：介绍三维打印技术的基本原理、工艺流程、常用材料及其特性，以及三维设计软件的基本操作。教学活动：教师活动：讲授三维打印技术的基本原理和工艺流程，展示常用材料及其特性。演示三维设计软件的基本操作。学生活动：跟随教师演示，进行软件基础操作练习。设计意图：帮助学生建立对三维打印技术的全面认识，掌握三维设计软件的基本操作，为后续设计活动打下基础。第三至第六课时：三维打印产品设计制造方案教学内容：引导学生根据实际需求，提出创新性的三维打印产品设计方案，并进行图样表达和方案优化。教学活动：第三课时：构思三维打印产品设计制造方案教师活动：讲解产品设计的基本流程和方法，引导学生分析市场需求和技术发展趋势。学生活动：分组进行头脑风暴，提出产品设计方案，并进行初步的图样绘制。第四课时：编制三维打印产品设计制造方案教师活动：介绍编制方案的方法和要素，引导学生完善产品设计方案。学生活动：使用三维设计软件绘制详细的产品设计图样，编制完整的设计制造方案。第五课时：比较三维打印产品设计制造方案教师活动：讲解方案比较和优化的方法，引导学生从多个角度对方案进行评估。学生活动：进行方案展示和互评，根据反馈意见对设计方案进行优化。第六课时：展示与优化三维打印产品设计制造方案教师活动：组织学生进行方案展示，总结优化经验。学生活动：分享设计思路、制作过程和遇到的问题及解决方案，进一步完善设计方案。设计意图：培养学生的创新设计能力、图样表达能力和工程思维，引导学生从实际需求出发，提出具有新颖性、实用性和美观性的产品设计方案。第七至第十课时：三维打印产品设计分析与打印分析教学内容：对设计方案进行技术分析，包括产品结构、材料性能、打印工艺等方面的考虑。指导学生进行打印前的准备工作，观察打印过程，并进行后期处理。教学活动：第七至第八课时：三维打印产品设计分析教师活动：讲解设计分析的基本方法和步骤，引导学生对产品结构、造型等方面进行分析。学生活动：对设计方案进行技术分析，撰写技术分析报告，绘制详细的产品结构图和造型图。第九至第十课时：三维打印产品打印分析教师活动：介绍打印前的准备工作和注意事项，演示三维打印设备的基本操作和维护方法。学生活动：进行打印前的准备工作，如模型切片、参数设置等。分组进行三维打印实践，观察打印过程，记录打印参数和遇到的问题。对打印产品进行后期处理，如去除支撑结构、打磨、上色等。设计意图：培养学生的技术意识、物化能力和严谨细致的工作态度，引导学生掌握三维打印产品的设计制造流程和技术分析方法，提高解决实际问题的能力。第十一至第十二课时：成果展示与评价反馈教学内容：组织学生进行成果展示，包括产品设计图样、技术分析报告、打印实物及后期处理成果。通过学生自评、互评和教师评价相结合的方式，对学生的学习成果进行全面评价。教学活动：第十一课时：成果展示教师活动：设计评价量表，明确评价标准和要求。组织学生进行成果展示。学生活动：分组进行成果展示，分享设计思路、制作过程和遇到的问题及解决方案。第十二课时：评价反馈与总结反思教师活动：引导学生进行相互评价和教师评价，提出建设性意见。总结本单元的学习内容和成果。学生活动：根据评价量表进行自评和互评，明确自己的学习成果和不足。总结学习过程中的收获和体会，明确后续努力方向。设计意图：帮助学生明确自己的学习成果和不足，激发学习动力和积极性。通过相互评价和教师评价，促进学生的相互学习和共同进步。五、作业与检测作业设计：设计作业：完成一项三维打印产品的创新设计，包括产品设计方案、图样表达和技术分析报告。实践作业：使用三维打印设备制作自己设计的产品，并进行后期处理。记录打印过程中的参数和问题，撰写打印实践报告。反思作业：撰写学习反思报告，总结本单元的学习过程和收获，提出自己的学习目标和改进计划。检测设计：课堂检测：通过课堂提问和小组讨论的方式，检测学生对三维打印技术基本原理、工艺流程和设计软件操作的掌握情况。作品评价：根据学生提交的设计方案、图样表达、技术分析报告和打印实物，评价学生的创新设计能力、图样表达能力和物化能力。自我评价与互评：引导学生进行自我评价和互评，评价自己在设计、制作和反思过程中的表现和进步。六、学后反思教师反思：本单元的教学设计是否充分体现了通用技术的核心素养目标？如何进一步提高学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力？在教学过程中，如何更好地激发学生的学习兴趣和主动性？如何引导学生更加深入地参与课堂讨论和实践活动？如何进一步完善评价任务和评价方式，更准确地反映学生的学习成果和进步？学生反思：通过本单元的学习，我对三维打印技术有了哪些新的认识和收获？在设计、制作和反思过程中，我遇到了哪些困难和挑战？我是如何克服这些困难的？我认为自己在哪些方面还需要进一步提高和改进？如何制定后续的学习计划和目标？以上是根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》和提供的教学设计结构模板，结合《第二章三维打印产品技术分析》的教学内容撰写的大单元学历案。该学历案涵盖了单元主题与课时、学习目标、评价任务、学习过程、作业与检测以及学后反思等方面，旨在全面培养学生的通用技术核心素养。十三、学科实践与跨学科学习设计教学目标根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》和2020版人教版高中通用技术选择性必修11《产品三维设计与制造》第二章的教学内容，本次学科实践与跨学科学习设计旨在通过一系列实践活动，全面提升学生的通用技术核心素养，包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。具体教学目标如下：技术意识：激发学生对三维打印技术的兴趣和好奇心，形成对三维打印技术的积极态度和理性认识。培养学生的技术伦理意识，理解技术在社会生活中的应用和影响，形成正确的技术价值观。工程思维：引导学生运用系统分析和比较权衡的方法，对三维打印产品设计制造方案进行整体规划和优化。培养学生的逻辑思维和问题解决能力，能够从多角度分析问题，提出合理的解决方案。创新设计：鼓励学生基于实际需求和问题情境，提出创新性的三维打印产品设计方案。培养学生的创新思维和创造力，使其能够设计出具有新颖性、实用性和美观性的三维打印产品。图样表达：教授学生如何使用图形样式对三维打印产品的设计构想进行可视化的描述和交流。培养学生的图样表达能力，使其能够绘制清晰、准确、规范的三维打印产品设计图样。物化能力：引导学生将三维打印产品的设计构想转化为实物产品，并对其进行后期处理和优化。培养学生的动手实践能力和物化能力，使其能够独立完成三维打印产品的制作和后期处理工作。学习目标通过本次学科实践与跨学科学习，学生应达到以下学习目标：了解三维打印产品设计与制造的一般流程：掌握从发现问题到解决问题的完整设计流程。熟悉三维打印产品的设计与制造环节。掌握三维打印产品设计制造方案的构思方法和编制过程：学会根据实际需求构思三维打印产品设计制造方案。能够系统地编制三维打印产品设计制造方案。学会比较、权衡和优化方案：能够从多个角度对三维打印产品设计制造方案进行比较和权衡。掌握优化方案的方法，最终形成合理的解决方案。掌握三维打印产品技术分析的方法：了解设计分析和打印分析的内容和方法。能够结合FDM工艺特点，对三维打印产品进行技术分析。提升跨学科学习能力：结合其他学科知识，如数学、物理、艺术等，进行综合性的三维打印产品设计与制造。培养学生的跨学科学习能力和综合应用能力。作业目标设定本次学科实践与跨学科学习的作业设计旨在巩固和拓展学生在课堂上学到的知识和技能，提升其通用技术核心素养。具体作业目标设定如下：技术意识：完成一篇关于三维打印技术应用的调研报告，分析三维打印技术在不同领域的应用和前景。撰写一篇关于三维打印技术伦理的小论文，探讨三维打印技术在社会伦理、环境保护等方面的影响。工程思维：设计一个三维打印产品设计制造方案，包括需求分析、结构设计、材料选择、工艺流程等内容。对自己或同学的设计制造方案进行技术经济分析，比较不同方案的优劣，提出优化建议。创新设计：基于实际需求和问题情境，设计一个具有创新性的三维打印产品，并绘制详细的设计图样。撰写一份创新设计报告，说明设计思路、创新点和应用价值。图样表达：使用三维设计软件绘制自己设计的三维打印产品的三维模型。绘制产品的二维图纸，包括三视图、剖视图等，并标注尺寸和公差。物化能力：在教师的指导下，使用三维打印机将自己设计的三维打印产品打印出来。对打印出的产品进行后期处理，如去除支撑结构、打磨、上色等，并撰写一份后期处理报告。学科实践与跨学科学习设计一、活动设计活动一：三维打印技术调研报告活动目标：提升学生的技术意识，了解三维打印技术的广泛应用和前景。培养学生的跨学科学习能力，结合其他学科知识分析三维打印技术的影响。活动内容：学生分组进行三维打印技术应用的调研，选择不同领域（如医疗、航空航天、教育、艺术等）进行研究。收集相关资料和数据，分析三维打印技术在各领域的应用案例和效果。撰写调研报告，总结三维打印技术的优势、挑战和未来发展趋势。活动评价：通过学生提交的调研报告，评价其对三维打印技术应用的理解和分析能力。考察学生跨学科学习的能力和综合应用能力。活动二：三维打印产品设计制造方案设计与优化活动目标：培养学生的工程思维，学会对三维打印产品设计制造方案进行整体规划和优化。提升学生的比较权衡能力，能够从多角度分析问题，提出合理的解决方案。活动内容：学生分组选择一个实际需求或问题情境，构思三维打印产品设计制造方案。使用三维设计软件绘制产品的三维模型，并编制详细的设计制造方案。对不同方案进行比较权衡，从结构、功能、工艺、材料、成本等多个角度进行分析。优化方案，形成最终的设计制造方案，并撰写技术经济分析报告。活动评价：通过学生提交的设计制造方案和技术经济分析报告，评价其工程思维和优化能力。考察学生的团队协作能力和沟通表达能力。活动三：创新性三维打印产品设计活动目标：激发学生的创新设计思维，提出具有新颖性、实用性和美观性的三维打印产品设计方案。提升学生的图样表达能力，能够绘制详细的设计图样。活动内容：学生基于实际需求和问题情境，构思一个创新性的三维打印产品设计方案。使用三维设计软件绘制产品的三维模型，并输出二维图纸（如三视图、剖视图等）。撰写创新设计报告，说明设计思路、创新点和应用价值。活动评价：通过学生提交的设计方案、二维图纸和创新设计报告，评价其创新设计能力和图样表达能力。考察学生的创新思维和解决问题的能力。活动四：三维打印产品制作与后期处理活动目标：培养学生的物化能力，将设计构想转化为实物产品。提升学生的动手实践能力和后期处理能力。活动内容：在教师的指导下，学生使用三维打印机将自己设计的三维打印产品打印出来。对打印出的产品进行后期处理，如去除支撑结构、打磨、上色等。撰写后期处理报告，总结处理过程中的经验和教训。活动评价：通过学生提交的三维打印产品和后期处理报告，评价其物化能力和动手实践能力。考察学生的问题解决能力和质量意识。二、跨学科学习设计为了提升学生的跨学科学习能力，本次活动将结合数学、物理、艺术等学科知识进行综合性的三维打印产品设计与制造。数学与三维打印活动内容：学生利用数学知识进行产品的尺寸计算、公差分析、结构强度校核等。通过三维设计软件中的测量工具，精确测量产品的尺寸和角度。活动评价：评价学生运用数学知识解决三维打印产品设计与制造中实际问题的能力。物理与三维打印活动内容：学生运用物理知识进行产品的结构设计、材料选择、工艺分析等。分析不同材料在三维打印过程中的物理性质（如熔点、热膨胀系数等）。活动评价：评价学生运用物理知识优化三维打印产品设计制造方案的能力。艺术与三维打印活动内容：学生结合艺术知识进行产品的造型设计、色彩搭配等。利用三维设计软件中的渲染工具，对产品的外观进行美化处理。活动评价：评价学生运用艺术知识提升三维打印产品美观性的能力。通过跨学科学习设计，学生不仅能够提升通用技术核心素养，还能够培养跨学科学习的能力和综合应用能力，为其未来的学习和发展奠定坚实的基础。十四、大单元作业设计一、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选择性必修11《产品三维设计与制造》第二章《三维打印产品技术分析》的教学内容，本单元的教学目标设定如下：技术意识：学生能够感知三维打印技术的特点和应用价值，形成对三维打印技术的积极态度和理性认识。学生能够在日常生活中主动关注和应用三维打印技术，理解其对现代制造业和创意设计领域的重要性。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对三维打印产品的设计制造方案进行整体规划和优化。学生能够掌握产品设计的基本流程和方法，考虑产品的结构稳定性、材料选择、制造工艺等因素对产品质量和成本的影响。创新设计：学生能够基于实际需求和问题情境，提出创新性的三维打印产品设计方案。学生能够结合市场需求和技术发展趋势，设计出具有新颖性、实用性和美观性的三维打印产品。图样表达：学生能够运用图形样式对三维打印产品的设计构想进行可视化的描述和交流。学生能够掌握图样表达的基本规范和方法，绘制清晰、准确、规范的三维打印产品设计图样。物化能力：学生能够将三维打印产品的设计构想转化为实物产品，并对产品进行后期处理和优化。学生能够掌握三维打印设备的基本操作和维护方法，独立完成三维打印产品的制作和后期处理工作。二、作业目标设定技术意识：学生能够通过实际案例分析和实践活动，加深对三维打印技术特点和应用价值的理解。学生能够撰写一篇关于三维打印技术在现代制造业中应用的短文，展现其对技术发展的敏感性和认识。工程思维：学生能够通过设计制造方案的比较和优化，掌握系统分析和比较权衡的方法。学生能够完成一份详细的三维打印产品设计制造方案，包括产品结构、材料选择、制造工艺等方面的考虑。创新设计：学生能够结合实际需求，提出具有创新性的三维打印产品设计方案。学生能够绘制产品设计图样，并通过草图、三视图、立体图等形式清晰表达设计意图。图样表达：学生能够掌握图样表达的基本规范和方法，绘制准确、规范的三维打印产品设计图样。学生能够利用三维设计软件绘制产品设计模型，并通过软件生成二维图纸。物化能力：学生能够独立完成三维打印产品的制作和后期处理工作，包括模型切片、参数设置、打印实施和后期处理等。学生能够撰写技术分析报告，详细记录打印过程中遇到的问题及解决方案，展示物化过程中的严谨细致态度。三、作业设计内容1.作业一：三维打印技术应用短文撰写作业目标：技术意识作业内容：学生需选取一个三维打印技术在现代制造业中的应用案例，进行深入分析。分析内容包括技术特点、应用效果、对传统制造业的影响等方面。撰写一篇不少于800字的短文，要求逻辑清晰、条理分明，能够准确表达个人对三维打印技术的理解和认识。评价标准：短文内容是否丰富、全面，是否涵盖技术特点、应用效果等方面。分析是否深入、准确，是否能够体现对三维打印技术的敏感性和认识。文字表达是否流畅、清晰，是否符合学术规范。2.作业二：三维打印产品设计制造方案作业目标：工程思维、创新设计、图样表达作业内容：学生需结合实际需求，提出一个具有创新性的三维打印产品设计方案。方案需包括产品名称、功能描述、结构设计、材料选择、制造工艺等方面的内容。绘制产品设计图样，包括草图、三视图、立体图等，要求清晰、准确、规范。撰写一份详细的设计制造方案报告，说明设计思路、制作过程、预期效果等方面的内容。评价标准：设计方案是否新颖、实用，是否能够满足实际需求。图样表达是否准确、规范，是否能够清晰展示设计意图。设计制造方案报告是否详细、全面，是否能够体现系统分析和比较权衡的方法。3.作业三：三维打印产品制作与后期处理作业目标：物化能力作业内容：学生需根据设计制造方案，独立完成三维打印产品的制作和后期处理工作。制作过程包括模型切片、参数设置、打印实施等步骤。后期处理工作包括去除支撑结构、打磨、上色等步骤。撰写技术分析报告，详细记录打印过程中遇到的问题及解决方案，展示物化过程中的严谨细致态度。评价标准：产品制作是否成功，是否符合设计要求。后期处理是否到位，产品表面是否光滑、细致。技术分析报告是否详细、全面，是否能够准确记录打印过程中的问题和解决方案。4.作业四：三维打印产品展示与评价作业目标：技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力作业内容：学生需