2019版 地质版 高中通-用技术 选择性必修10 科技人文融合创新专题《第二章 科技人文融合创新项目活动》大单元整体教学设计2020课标

版地质版高中通用技术选择性必修10科技人文融合创新专题《第二章科技人文融合创新项目活动》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《科技人文融合创新专题》是高中通用技术选择性必修10的核心内容之一，旨在通过一系列跨学科的综合性项目活动，培养学生的创新思维、工程实践能力和人文素养。本单元的教学内容围绕“科技人文融合创新项目活动”展开，通过一系列实践活动，使学生能够综合运用科学、技术、工程、艺术、数学、社会（STEAMS）等多学科知识，解决实际问题，提升综合素养。本单元的教学内容分为两大部分：第一部分是基础条件和技术要素的介绍，第二部分是项目活动的具体过程。基础条件部分详细介绍了开展科技人文融合创新项目活动所需的基础条件，包括项目目标、资源、时间、人员分工等；技术要素部分则阐述了在项目实施过程中涉及的材料、工具、图样、工艺、试验等技术要素。常见工程问题分析方法部分则介绍了性能需求、项目生命周期、标杆分析、逆向工程等工程分析方法在项目活动中的应用。项目活动过程部分则详细描述了项目从明确问题、收集信息、制订方案、制作与测试模型、完善方案到评估方案的完整流程。（二）单元内容分析本单元内容涵盖了科技人文融合创新项目活动的全过程，从基础条件的准备到项目活动的具体实施，再到项目的评估与反思，形成了一个完整的教学体系。具体内容分析如下：基础条件：包括项目主题和目标、项目所需资源（如材料、工具、场地等）、项目时间规划、项目参与人员分工以及项目交流与展示平台等。这些基础条件是项目活动得以顺利进行的前提和保障。技术要素：涉及项目实施过程中所需的各种技术知识和技能，包括材料的选择与加工、工具的使用与维护、图样的绘制与解读、工艺的选择与优化以及试验的设计与实施等。这些技术要素是项目活动得以成功实施的关键。常见工程问题分析方法：介绍了在项目活动中常用的工程分析方法，如性能需求分析、项目生命周期管理、标杆分析以及逆向工程等。这些方法有助于学生在项目实施过程中更好地识别问题、分析问题和解决问题。项目活动过程：详细描述了项目活动的各个阶段和步骤，包括明确项目问题、收集相关信息、制订实施方案、制作与测试模型、完善项目方案以及对项目进行评估与反思等。这些步骤构成了项目活动的完整流程，有助于学生系统地开展项目活动。（三）单元内容整合在整合本单元内容时，应注重以下几个方面：跨学科融合：强调科技人文融合创新项目活动的跨学科性质，鼓励学生在项目实施过程中综合运用STEAMS等多学科知识，提升综合素养。实践导向：以实践活动为主线，将理论知识与实践操作紧密结合，通过制作与测试模型等实践活动，加深学生对技术要素和工程分析方法的理解和掌握。问题解决：围绕实际问题展开项目活动，培养学生的问题意识和解决问题的能力，使其能够在项目实施过程中不断发现问题、分析问题和解决问题。团队协作：强调团队协作在项目活动中的重要性，通过分组合作等形式，培养学生的沟通能力和团队合作精神。反思与评估：在项目活动结束后，引导学生进行反思与评估，总结项目实施过程中的经验教训，提出改进措施，为今后的项目活动提供借鉴和参考。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）技术意识内涵：技术意识是对技术现象及技术问题的感知与体悟，它涉及对人工世界和人技关系的基本观念、技术的规范与标准意识、技术安全责任意识、生态文明与环保意识以及技术伦理与道德意识等方面的理解与认同。在本单元中的体现：在项目活动过程中，引导学生关注技术现象和问题，培养其对技术的敏感性和洞察力。通过项目实施，使学生理解并遵守技术规范与标准，树立技术安全责任意识。在项目设计与实施过程中，注重生态文明与环保理念的融入，培养学生的环保意识。引导学生思考技术伦理与道德问题，树立正确的技术伦理观。（二）工程思维内涵：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。它涉及对系统与工程的多样性和复杂性的认识、系统分析方法的应用、结构、流程、系统、控制等基本思想和方法的理解与运用以及风险评估和综合决策的能力。在本单元中的体现：在项目活动过程中，引导学生运用系统分析方法对项目进行整体规划和设计。通过对项目流程的优化和结构调整，培养学生的结构设计和流程优化能力。在项目制作与测试过程中，引导学生关注系统的稳定性和控制性，培养其系统思维和控制思维。在项目决策阶段，引导学生进行风险评估和综合决策，培养其工程决策能力。（三）创新设计内涵：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。它涉及问题的发现与明确、信息的收集与整理、创新思维的运用、设计方案的提出与优化以及技术试验与实践等方面的能力。在本单元中的体现：引导学生从实际生活中发现问题，明确项目主题和目标。指导学生通过多种途径收集相关信息，为项目设计提供依据。鼓励学生运用创新思维进行方案构思，提出具有创新性的设计方案。通过技术试验和实践操作，对设计方案进行验证和优化。（四）图样表达内涵：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。它涉及技术图样的识读、绘制与应用能力以及技术语言的理解与表达能力。在本单元中的体现：在项目设计过程中，引导学生识读和理解相关技术图样，为后续制作与测试奠定基础。指导学生运用手绘或计算机辅助设计软件绘制项目图样，表达设计方案。通过图样表达与交流，提升学生的技术沟通能力和团队协作能力。（五）物化能力内涵：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。它涉及材料的选择与加工、工具的使用与维护、工艺的设计与优化以及产品的制作与测试等方面的技能。在本单元中的体现：引导学生根据项目需求选择合适的材料和工具，进行加工与制作。指导学生掌握一定的工艺技能和方法，对项目方案进行物化实现。通过产品制作与测试过程，培养学生的实践操作能力和问题解决能力。同时注重培养学生的工匠精神和对产品质量的追求。三、学情分析（一）已知内容分析高一学生在通用技术课程的学习中，已经掌握了一定的技术设计基础知识，包括技术设计的一般过程、结构设计、流程设计、系统设计和控制设计等。通过之前的课程学习，学生们已经能够运用一些基本的工具进行简单的模型制作和技术试验，并具备了一定的图样表达能力和物化能力。学生们对科学、技术、工程和数学（STEM）等领域的知识也有了一定的了解。在科技人文融合创新专题方面，学生们通过之前的学习，已经对科学、技术、工程、艺术、数学、社会（STEAMS）等学科有了一定的认识，但如何将这些学科知识综合运用，以解决真实世界中的问题，仍然是一个新的挑战。他们需要通过实际的项目活动，将理论知识与实际操作相结合，进一步提升跨学科整合和应用能力。（二）新知内容分析本单元的教学内容主要围绕科技人文融合创新项目活动展开，涉及科技人文融合创新项目活动的基础条件、技术要素、常见工程问题分析方法以及项目活动的全过程（包括明确问题、收集信息、制订方案、制作与测试模型、完善方案和评估方案）。科技人文融合创新项目活动的基础条件：学生需要了解项目活动所需的明确目标和评估机制、相关硬件条件（如材料、资源、场地等）、项目参与人员的角色分工、项目实施和展示的平台和渠道，以及项目完成的时间要求。科技人文融合创新项目活动的技术要素：学生需要掌握材料、工具、图样、工艺和试验等技术要素在项目活动中的应用，理解这些要素如何影响项目的设计和实施。常见工程问题分析方法：学生需要学习性能需求、项目生命周期、标杆分析和逆向工程等工程问题分析方法，并能够运用这些方法分析和解决项目活动中的工程问题。科技人文融合创新项目活动过程：学生需要经历明确问题、收集信息、制订方案、制作与测试模型、完善方案和评估方案等六个环节，通过实践操作，提升跨学科整合和应用能力。（三）学生学习能力分析高一学生已经具备了一定的自主学习和合作探究能力，能够在教师的引导下，通过小组讨论、实验操作等方式，完成一定的学习任务。他们喜欢动手实践，对新鲜事物充满好奇，愿意尝试新的学习方法和工具。他们也具备了一定的信息技术应用能力，能够利用网络资源进行自主学习和合作交流。学生在跨学科整合和应用能力方面仍存在不足，特别是在将科学、技术、工程、艺术、数学、社会（STEAMS）等学科知识综合运用解决真实世界中的问题时，往往感到力不从心。在教学过程中，教师需要注重引导学生将理论知识与实际操作相结合，通过项目活动的方式，提升学生的跨学科整合和应用能力。（四）学习障碍突破策略为了突破学生在学习过程中的障碍，提升他们的跨学科整合和应用能力，教师可以采取以下策略：创设情境，激发兴趣：通过创设真实的问题情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望，使他们能够主动参与到项目活动中来。例如，可以设计一个与校园生活紧密相关的项目，如“校园垃圾分类回收系统设计与实施”，让学生在解决实际问题的过程中，提升跨学科整合和应用能力。分组合作，共同探究：将学生分成若干小组，每组分配不同的任务，鼓励他们通过小组合作的方式，共同探究问题的解决方案。在小组合作过程中，学生可以相互学习、相互启发，共同提升跨学科整合和应用能力。引导实践，注重体验：注重学生的实践操作和亲身体验，让他们在制作与测试模型的过程中，深入理解项目活动的各个环节和要素。通过技术试验和技术探究等活动，提升学生的问题解决能力和创新能力。及时反馈，评价激励：在教学过程中，教师要及时给予学生反馈和评价，肯定他们的努力和成果，激发他们的学习积极性和自信心。通过评价激励的方式，引导学生不断反思和改进自己的学习方法，提升跨学科整合和应用能力。整合资源，拓展视野：充分利用校内外的资源，如图书馆、实验室、科技馆等，为学生提供更广阔的学习空间和更丰富的学习资源。鼓励学生通过网络等渠道获取最新的科技信息和动态，拓展自己的视野和知识面。强化指导，提升能力：在教学过程中，教师要加强对学生跨学科整合和应用能力的指导，帮助他们掌握正确的学习方法和策略。通过案例分析、专题讲座等方式，提升学生的专业素养和综合能力。通过以上策略的实施，可以有效突破学生在学习过程中的障碍，提升他们的跨学科整合和应用能力，为未来的学习和发展奠定坚实的基础。四、大主题或大概念设计本大单元的教学主题设定为“科技人文融合创新项目活动”。科技人文融合创新项目活动旨在通过跨学科的知识整合，解决真实世界中的问题，培养学生的综合素质和创新能力。本项目将围绕“桥梁设计”这一具体载体展开，通过一系列的设计、制作、测试和优化过程，让学生深入理解科技人文融合创新的核心理念和实践方法。五、大单元目标叙写（一）技术意识学生能够形成对科技人文融合创新项目的全面认识，理解其在解决真实世界问题中的重要性。学生能够分析科技人文融合创新项目对人、社会、环境的影响，形成正确的技术价值观和伦理观。学生能够认识到技术创新与人文关怀的紧密结合，培养对技术的敏感性和批判性思维能力。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，对桥梁设计项目进行整体规划和细节分析。学生能够识别桥梁设计项目中的关键问题和制约因素，提出合理的解决方案。学生能够理解并运用结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，进行桥梁设计项目的优化和改进。（三）创新设计学生能够基于桥梁设计的实际需求，提出具有创新性的设计方案。学生能够运用多学科知识，综合解决桥梁设计项目中的技术难题。学生能够通过技术试验和模型测试，验证和优化设计方案，提高创新设计能力。（四）图样表达学生能够识读和理解桥梁设计的相关技术图样，如结构设计图、施工图等。学生能够运用手绘或计算机辅助设计软件，绘制桥梁设计图样，准确表达设计意图。学生能够通过图样表达，与团队成员和指导教师进行有效沟通，共同完善设计方案。（五）物化能力学生能够根据桥梁设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作。学生能够掌握桥梁模型制作的基本工艺和流程，确保模型的质量和精度。学生能够通过模型测试和优化，将设计方案转化为具体的实物产品，提高物化能力。六、大单元教学重点跨学科知识整合：引导学生综合运用科学、技术、工程、艺术、数学、社会等多学科知识，进行桥梁设计项目的分析和解决。系统分析与优化：培养学生运用系统分析的方法，对桥梁设计项目进行整体规划和细节分析，识别关键问题和制约因素，提出合理的解决方案，并进行优化和改进。创新设计与实践：鼓励学生提出具有创新性的设计方案，并通过技术试验和模型测试进行验证和优化，提高学生的创新设计能力和实践能力。图样表达与沟通：加强学生对桥梁设计图样的识读和理解能力，通过图样表达与团队成员和指导教师进行有效沟通，共同完善设计方案。物化能力与模型制作：提高学生的物化能力，使其能够根据桥梁设计方案选择合适的材料和工具进行模型制作，确保模型的质量和精度。七、大单元教学难点跨学科知识的综合运用：如何引导学生将多学科知识有效整合到桥梁设计项目中，形成系统性的解决方案，是一个教学难点。系统分析与优化能力的培养：系统分析需要较高的逻辑思维和问题解决能力，对于高中学生来说具有一定的挑战性。创新设计的引导与激发：如何激发学生的创新思维，鼓励其提出具有新颖性和实用性的设计方案，是教学中的一个难点。图样表达的准确性：桥梁设计图样需要准确表达设计意图和尺寸参数，如何提高学生的图样表达能力，确保图样的准确性和可读性，是一个教学难点。物化能力与模型制作的精度：模型制作需要较高的手工技能和精度要求，如何提高学生的物化能力和模型制作精度，是一个需要重点关注的问题。教学设计详细内容一、明确问题教学目标：引导学生从实际生活出发，发现桥梁设计中存在的问题和挑战。培养学生的问题意识和问题解决能力。教学活动：情境创设：通过展示不同地区的桥梁图片和视频，引导学生观察桥梁的结构、功能和存在的问题。问题讨论：组织学生分组讨论桥梁设计中可能遇到的问题，如承重能力、抗风稳定性、耐久性、美观性等。问题明确：各小组将讨论的问题进行汇总和整理，明确本单元要解决的桥梁设计问题。二、收集信息教学目标：培养学生收集、整理和分析信息的能力。帮助学生了解桥梁设计的相关知识和技术标准。教学活动：信息来源指导：向学生介绍桥梁设计的相关书籍、期刊、网站等资源，引导其学会利用这些资源进行信息检索。信息收集任务：各小组根据明确的问题，分工合作收集相关信息，如桥梁设计规范、材料性能、施工工艺等。信息整理与分析：各小组对收集到的信息进行整理和分析，提炼出对解决桥梁设计问题有用的知识和技术。三、制订方案教学目标：培养学生运用多学科知识制定解决方案的能力。提高学生的团队合作和沟通协调能力。教学活动：方案设计指导：向学生介绍桥梁设计的基本流程和方法，引导其理解方案设计的重要性和步骤。小组讨论与方案设计：各小组根据收集到的信息，结合实际情况，制定桥梁设计方案。设计方案应包括结构选型、材料选择、施工工艺等内容。方案交流与优化：各小组展示设计方案，接受教师和其他小组的点评和建议，对方案进行优化和完善。四、制作与测试模型教学目标：提高学生的动手实践能力和物化能力。帮助学生通过模型测试验证和优化设计方案。教学活动：模型制作指导：向学生介绍桥梁模型制作的基本工艺和流程，提供必要的工具和材料。模型制作与组装：各小组根据设计方案，选择合适的材料和工具进行模型制作和组装。教师应及时给予技术指导和帮助。模型测试与优化：各小组对制作好的桥梁模型进行承重能力、抗风稳定性等测试，根据测试结果对模型进行优化和改进。五、完善方案教学目标：培养学生根据测试结果完善设计方案的能力。提高学生的批判性思维和问题解决能力。教学活动：测试结果分析：各小组对模型测试结果进行分析和总结，找出设计中存在的问题和不足。方案完善：根据测试结果和分析结论，各小组对设计方案进行完善和优化。完善方案应包括结构改进、材料替换、施工工艺调整等内容。方案汇报与展示：各小组展示完善后的设计方案，并接受教师和其他小组的点评和建议。六、评估方案教学目标：培养学生对桥梁设计方案进行全面评估的能力。帮助学生认识到评估在桥梁设计过程中的重要性。教学活动：评估标准制定：引导学生理解桥梁设计方案评估的标准和方法，如承重能力、抗风稳定性、耐久性、美观性等。方案评估：各小组根据评估标准对完善后的设计方案进行评估，包括自评、互评和教师评价。评估结果反馈：教师根据评估结果给予学生反馈和建议，帮助学生认识到设计中的优点和不足，并提出进一步改进的方向。通过以上教学设计，学生将能够全面掌握科技人文融合创新项目活动的基础条件、技术要素和常见工程问题分析方法，提高跨学科知识整合能力、系统分析与优化能力、创新设计与实践能力以及图样表达和物化能力。学生还将在实践中培养团队合作精神、沟通协调能力和批判性思维能力，为未来的学习和工作奠定坚实的基础。八、大单元整体教学思路在高中通用技术选择性必修10《科技人文融合创新专题》中的第二章《科技人文融合创新项目活动》的教学中，我将从以下几个方面进行大单元整体教学思路的设计。一、教学目标设定（一）技术意识目标描述：学生能够理解技术现象及其问题的普遍性和重要性，对技术现象和问题保持敏感性和关注度。学生能够识别并理解技术项目对人、自然、社会的影响，并形成正确的技术价值观。学生能够明确科技人文融合创新项目中的技术规范、标准与专利意识，保护知识产权。具体表现：学生能在项目活动中识别和分析技术问题，理解技术的实用性和社会价值。学生能根据项目需求和技术规范，制订合理的技术方案，并在项目实践中遵守相关标准。学生能认识到技术项目中的知识产权问题，懂得如何保护和尊重他人的技术成果。（二）工程思维目标描述：学生能够运用系统分析的方法，对科技人文融合创新项目进行整体规划和分析。学生能够理解和应用结构、流程、系统、控制等工程概念，进行项目设计和优化。学生能够进行项目风险评估和综合决策，具备初步的工程管理能力。具体表现：学生能运用系统分析的方法，明确项目的目标和约束条件，提出可行的解决方案。学生能识别项目中的关键路径和影响因素，制订合理的项目进度计划。学生能根据项目进展进行风险评估，及时调整项目计划，确保项目顺利完成。（三）创新设计目标描述：学生能够在科技人文融合创新项目中发挥创新思维，提出创新性的设计方案。学生能够综合运用多学科知识，进行跨学科的创新设计。学生能够针对项目需求，进行方案的比较、权衡和优化，形成最佳设计方案。具体表现：学生能在项目活动中提出新颖的设计思路，打破传统思维模式的束缚。学生能够将科学、技术、工程、艺术、数学、社会等多学科知识融合到项目设计中。学生能根据项目实际情况，不断调整和优化设计方案，提升项目的创新性和实用性。（四）图样表达目标描述：学生能够识读和绘制常见的技术图样，用图形样式对技术对象进行可视化的描述和交流。学生能够利用计算机辅助设计软件，进行复杂图样的绘制和三维建模。学生能够通过图样表达设计构想，实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。具体表现：学生能准确识读机械加工图、电路图、流程图等技术图样，理解图样的含义和用途。学生能利用AutoCAD、SolidWorks等计算机辅助设计软件，绘制复杂的技术图样和三维模型。学生能通过图样清晰表达设计构想，与他人进行有效的技术交流和沟通。（五）物化能力目标描述：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和产品物化。学生能够掌握常见的加工工艺和测试方法，对模型和产品进行测试和优化。学生能够体验工匠精神，形成严谨细致、精益求精的工作态度。具体表现：学生能根据项目需求，选择合适的材料和工具，制订详细的加工工艺方案。学生能按照加工工艺方案，进行模型制作和产品物化，确保模型和产品的质量和精度。学生能对模型和产品进行多次测试和优化，确保其性能和功能满足设计要求。二、教学内容安排第一节科技人文融合创新项目活动基础科技人文融合创新项目活动的基础条件：项目主题和目标明确。项目参与人员角色分工清晰。项目所需材料、工具、场地等资源充足。项目时间规划和进度安排合理。项目交流和展示平台畅通。科技人文融合创新项目活动的技术要素：材料：了解常用材料的属性和加工方法。工具：掌握常见工具的使用方法和注意事项。图样：识读和绘制常见的技术图样。工艺：熟悉常见的加工工艺和测试方法。试验：掌握技术试验的基本原理和方法。常见工程问题分析方法：性能需求：分析项目的技术和功能需求。项目生命周期：明确项目的规划、计划、实施和完成阶段。标杆分析：学习行业内的最佳实践，进行项目优化。逆向工程：通过解剖和分析现有产品，进行再创造。第二节科技人文融合创新项目活动过程明确问题：从生产和生活的需求中提炼项目主题。确定项目的具体目标和约束条件。收集信息：通过调查、访谈、文献检索等方式收集项目相关信息。对收集到的信息进行整理和分析。制订方案：运用系统分析的方法，进行项目整体规划。确定项目的实施步骤和进度安排。制订详细的设计方案和加工工艺方案。制作与测试模型：根据设计方案，选择合适的材料和工具进行模型制作。对模型进行测试和优化，确保其性能和功能满足设计要求。完善方案：根据模型测试结果，对设计方案进行调整和优化。对项目进展进行风险评估和综合决策。评估方案：对项目的实施过程进行阶段性评估和总结。对项目的成果进行展示和交流。三、教学策略基于项目的学习：以真实世界的问题为背景，设计跨学科的项目任务。学生在项目中扮演不同的角色，通过协作完成任务。探究式学习：鼓励学生通过调查、实验、探究等方式，主动获取知识。引导学生进行问题导向的学习，培养其问题解决能力。合作学习：组织学生进行小组讨论和合作学习，促进其交流和沟通。通过团队协作，提升学生的团队意识和协作能力。案例分析：选取典型的科技人文融合创新案例，引导学生进行分析和学习。通过案例分析，帮助学生掌握项目管理和实施的方法。信息技术支持：利用计算机辅助设计软件进行图样绘制和三维建模。通过虚拟仿真技术，进行项目测试和优化。四、教学评价过程性评价：关注学生在项目活动过程中的表现，及时给予反馈和指导。通过观察、记录、访谈等方式，收集学生的学习过程数据。成果性评价：对学生的项目成果进行展示和交流，评价其创新性、实用性和美观性。通过专家评审、同伴互评等方式，对学生的成果进行客观评价。自我反思评价：鼓励学生进行自我反思和评价，总结学习过程中的得失。引导学生根据反思结果，调整学习策略和方法。五、教学实施建议合理安排教学时间：根据项目的复杂程度和学生的实际情况，合理安排教学时间。确保学生有足够的时间进行项目设计、制作和测试。提供丰富的教学资源：提供充足的教学材料、工具和场地等资源。鼓励学生利用图书馆、网络资源等进行自主学习。加强师生互动：教师在教学过程中要关注学生的反馈和需求。鼓励学生积极提问和参与讨论，形成良好的师生互动氛围。注重跨学科整合：在项目设计中融入科学、技术、工程、艺术、数学、社会等多学科知识。通过跨学科整合，提升学生的综合素养和创新能力。通过以上教学思路的设计和实施，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等通用技术核心素养，为其未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。九、学业评价一、教学目标本节课旨在通过科技人文融合创新项目活动，培养学生综合运用科学、技术、工程、数学、艺术、社会（STEAMS）等多学科知识解决实际问题的能力。通过本次教学活动，期望学生能够：技术意识：增强学生对科技人文融合创新活动的理解与认同，形成积极的技术应用观念，提升技术安全与责任意识。工程思维：培养学生的系统与工程思维，提升分析问题、解决问题的能力，学会运用性能需求、项目生命周期、标杆分析、逆向工程等工程分析方法。创新设计：激发学生的创新潜能，鼓励学生在实践中提出新的设计理念和方法，培养团队合作精神。图样表达：提高学生的图样表达能力，学会使用技术图样表达设计思想，实现设计构想的可视化。物化能力：通过模型制作与测试，培养学生的动手实践能力和解决实际问题的能力。二、学习目标理解并掌握科技人文融合创新项目活动的基础条件：学生能够明确项目活动所需的目标、评估机制、资源、平台、时间等要素。熟悉科技人文融合创新项目活动的技术要素：学生能够了解并掌握材料、工具、图样、工艺、试验等技术要素在项目活动中的应用。掌握常见工程问题分析方法：学生能够运用性能需求、项目生命周期、标杆分析、逆向工程等方法分析工程问题。经历完整的科技人文融合创新项目活动过程：从明确问题、收集信息、制订方案、制作与测试模型、完善方案到评估方案，学生能够全程参与并主导项目活动。提升核心素养：在技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力等方面得到显著提升。三、评价目标设定（一）技术意识水平描述：水平1：学生能够结合具体案例，理解科技人文融合创新项目活动对技术应用的积极影响，形成初步的技术安全与责任意识。水平2：学生能够分析科技人文融合创新项目活动中的技术要素，如材料、工具的选择对项目成功的影响，表现出较强的技术应用观念。水平3：学生能够评估科技人文融合创新项目活动对个人成长和社会发展的意义，形成积极的技术价值观和社会责任感。评价指标：能否结合具体案例说明科技人文融合创新项目活动的意义和价值。能否根据项目需求，合理选择和应用技术要素，如材料、工具等。能否表现出对技术应用的安全与责任意识。（二）工程思维水平描述：水平1：学生能够了解并初步运用性能需求、项目生命周期等工程分析方法，识别项目活动中的关键问题。水平2：学生能够熟练运用标杆分析、逆向工程等方法，对项目活动进行深入分析，提出有效的解决方案。水平3：学生能够综合运用多种工程分析方法，对项目活动进行全面系统的分析，优化项目方案，提升项目效果。评价指标：能否运用性能需求、项目生命周期等方法识别项目活动中的关键问题。能否进行标杆分析，找出项目活动中的不足并提出改进方案。能否运用逆向工程等方法对项目中的产品或模型进行改进和创新。（三）创新设计水平描述：水平1：学生能够根据项目需求，提出初步的设计方案，表现出一定的创新意识。水平2：学生能够结合多学科知识，提出具有创新性的设计方案，并进行初步的实施。水平3：学生能够综合运用STEAMS学科知识，提出并实施具有显著创新性的设计方案，解决实际问题。评价指标：能否根据项目需求提出初步的设计方案。能否结合多学科知识提出具有创新性的设计方案。能否综合运用STEAMS学科知识，提出并实施具有显著创新性的设计方案。（四）图样表达水平描述：水平1：学生能够识读简单的技术图样，如草图、三视图等，并能用简单的草图表达设计构想。水平2：学生能够绘制规范的设计图纸，用二维、三维设计软件表达设计构想，并与团队成员有效沟通。水平3：学生能够结合复杂情境，用详细的草图和技术图样准确表达设计构想，并能与团队成员和专家进行有效沟通。评价指标：能否识读简单的技术图样并用草图表达设计构想。能否绘制规范的设计图纸，并用二维、三维设计软件表达设计构想。能否在复杂情境中用详细的草图和技术图样准确表达设计构想，并与团队成员和专家有效沟通。（五）物化能力水平描述：水平1：学生能够根据设计要求选择合适的材料和工具，进行简单的模型制作和装配。水平2：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具进行模型制作和装配，并进行初步的技术测试。水平3：学生能够根据复杂的设计方案，综合运用多种材料和工具进行模型制作和装配，并进行全面的技术测试和优化。评价指标：能否根据设计要求选择合适的材料和工具进行简单的模型制作和装配。能否根据设计方案选择合适的材料和工具进行模型制作和装配，并进行初步的技术测试。能否根据复杂的设计方案，综合运用多种材料和工具进行模型制作和装配，并进行全面的技术测试和优化。四、评价实施（一）过程性评价项目活动参与度：观察学生在项目活动中的表现，记录学生的参与度、合作情况和解决问题的能力。设计方案评价：对学生提出的设计方案进行评价，包括方案的创新性、可行性、实用性等方面。图样表达能力评价：对学生绘制的图样、模型进行评价，检查其准确性、规范性和表达能力。物化能力评价：对学生制作的模型进行评价，检查其制作工艺、装配精度和测试结果。（二）终结性评价项目报告评价：要求学生提交项目报告，包括项目目标、设计方案、制作过程、测试结果等内容，评价其完整性、准确性和创新性。模型展示与评价：组织学生进行模型展示，评价其模型的实用性、美观性和创新性。口头汇报评价：要求学生进行口头汇报，评价其表达能力、思维逻辑和团队合作能力。（三）多元化评价自我评价：鼓励学生进行自我评价，反思自己在项目活动中的表现，提出改进意见。同伴评价：组织学生进行同伴评价，相互学习、相互借鉴，提升团队协作能力。教师评价：教师根据学生的表现和项目成果进行综合评价，提出具体的改进建议。五、评价反馈与改进及时反馈：在项目活动过程中，教师应及时给予学生反馈，指出存在的问题并提出改进建议。持续改进：根据评价结果，教师应指导学生不断改进设计方案、图样表达和物化能力，提升项目活动的效果。经验分享：组织学生进行经验分享，总结项目活动中的成功经验和不足之处，为今后的项目活动提供参考。通过本节课的学业评价，旨在全面、客观地评估学生在科技人文融合创新项目活动中的表现，提升其技术意识、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发展奠定坚实的基础。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的实施思路将围绕《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合《第二章科技人文融合创新项目活动》的教学内容，通过项目式学习和实践活动，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）创设真实情境，明确项目主题通过创设与现实生活紧密相关的真实情境，激发学生的学习兴趣和参与度。以桥梁设计为例，引导学生理解桥梁建筑与文化、社会的关系，探究桥梁设计所蕴含的科学问题。（2）分阶段实施，逐步深入将大单元内容分为六个阶段：明确问题、收集信息、制订方案、制作与测试模型、完善方案、评估方案。每个阶段都有明确的目标和任务，逐步引导学生深入理解科技人文融合创新项目活动的全过程。（3）理论与实践相结合在理论学习的基础上，通过实践操作和模型制作，加深学生对科技人文融合创新项目活动的理解和应用能力。例如，通过制作桥梁模型，学生可以将所学的结构、流程、系统、控制等知识应用到实践中。（4）跨学科整合，培养综合素养在项目活动中，鼓励学生综合运用科学、技术、工程、数学、艺术、社会等多学科的知识和方法，解决实际问题，培养学生的综合素养和创新能力。（5）强化过程性评价和终结性评价通过过程性评价，及时反馈学生的学习情况，调整教学策略；通过终结性评价，全面评估学生的学习成果，确保教学目标的实现。2.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，本大单元的教学目标设定如下：（一）技术意识学生能够形成对科技人文融合创新项目活动的基本认识和感知，理解其在现实生活中的应用价值。学生能够分析科技人文融合创新项目活动中所涉及的技术问题，并认识到技术的两面性，形成正确的技术价值观。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，对科技人文融合创新项目活动进行整体规划和方案设计。学生能够识别项目活动中的各种制约因素和风险，提出解决方案，并进行风险评估和决策。（三）创新设计学生能够在明确问题的基础上，收集相关信息，提出创新性的设计方案。学生能够运用人机关系及相关理论进行综合分析，优化设计方案，提高项目的实用性和创新性。（四）图样表达学生能够识读和绘制与项目活动相关的技术图样，如结构设计图、流程图、控制系统方框图等。学生能够运用技术图样表达设计构想，进行技术交流和评价。（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，进行模型制作和装配。学生能够对模型进行测试和优化，撰写技术试验报告，形成初步的物化能力。3.教学结构图┌──────────┐│大单元实施思路│└──────────┘│┌───────────────┴────────────┐││┌─────────┐┌─────────┐│创设真实情境│<────────────│明确问题││与项目主题││与收集信息│└─────────┘└─────────┘││▼▼┌─────────┐┌─────────┐│制订方案│<────────────│制作与测试││与完善方案││模型│└─────────┘└─────────┘││▼▼┌─────────┐┌─────────┐│评估方案││总结与反馈│└─────────┘└─────────┘4.具体教学实施步骤第一阶段：创设真实情境，明确项目主题活动一：情境导入内容：通过多媒体展示桥梁在现实生活中的应用，如跨海大桥、城市立交桥等，引导学生理解桥梁的重要性。目标：激发学生的学习兴趣，明确项目主题——桥梁设计。活动二：问题探讨内容：组织学生讨论桥梁设计中可能遇到的问题，如结构稳定性、材料选择、环境影响等。目标：引导学生明确项目活动中需要解决的技术问题。第二阶段：收集信息活动一：资料搜集内容：分组搜集国内外著名桥梁的设计案例，了解不同桥梁的结构特点、材料选择和施工方法。目标：为制订设计方案提供素材和灵感。活动二：信息交流内容：组织学生进行小组汇报，分享搜集到的资料和想法。目标：促进信息共享，拓宽学生的视野。第三阶段：制订方案活动一：系统分析内容：引导学生运用系统分析的方法，对桥梁设计进行整体规划，考虑结构、材料、施工等方面的因素。目标：培养学生的系统思维和整体规划能力。活动二：方案设计内容：分组进行桥梁设计方案的制订，包括结构设计、材料选择、施工方法等。目标：提高学生的创新设计能力和图样表达能力。第四阶段：制作与测试模型活动一：模型制作内容：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作桥梁模型。目标：培养学生的物化能力和动手实践能力。活动二：模型测试内容：对制作的桥梁模型进行结构稳定性、承重能力等方面的测试。目标：通过测试发现设计中的问题，为完善方案提供依据。第五阶段：完善方案活动一：问题反馈内容：根据模型测试的结果，分析设计中存在的问题和不足。目标：为完善方案提供有针对性的反馈。活动二：方案优化内容：组织学生对设计方案进行优化，如调整结构、更换材料等。目标：提高学生的工程思维和问题解决能力。第六阶段：评估方案活动一：方案展示内容：分组展示优化后的设计方案和模型，进行技术交流和评价。目标：提高学生的图样表达能力和技术交流能力。活动二：总结反馈内容：组织学生对整个项目活动进行总结，反思学习过程中的收获和不足。目标：培养学生的自我反思和总结能力，为后续学习提供经验借鉴。通过以上六个阶段的教学实施步骤，学生可以全面参与科技人文融合创新项目活动的全过程，培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等多方面的素养。通过跨学科整合和实践操作，学生的综合素养和创新能力也将得到显著提升。十一、大情境、大任务创设教学目标设定根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合《第二章科技人文融合创新项目活动》的教学内容，本大情境、大任务的创设旨在培养学生的通用技术核心素养，具体目标如下：（一）技术意识学生能够形成对科技人文融合创新项目活动的基本认识和感知，理解其在现实生活中的应用价值。学生能够分析科技人文融合创新项目活动中所涉及的技术问题，并认识到技术的两面性，形成正确的技术价值观。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，对科技人文融合创新项目活动进行整体规划和方案设计。学生能够识别项目活动中的各种制约因素和风险，提出解决方案，并进行风险评估和决策。（三）创新设计学生能够在明确问题的基础上，收集相关信息，提出创新性的设计方案。学生能够运用人机关系及相关理论进行综合分析，优化设计方案，提高项目的实用性和创新性。（四）图样表达学生能够识读和绘制与项目活动相关的技术图样，如结构设计图、流程图、控制系统方框图等。学生能够运用技术图样表达设计构想，进行技术交流和评价。（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，进行模型制作和装配。学生能够对模型进行测试和优化，撰写技术试验报告，形成初步的物化能力。大情境、大任务创设一、大情境设定随着城市化进程的加快，城市交通拥堵问题日益严重，尤其是在早晚高峰时段，交通拥堵现象尤为明显。为了缓解城市交通压力，提高交通效率，某市政府计划在城市中心区域建设一套智能交通信号控制系统。该系统将通过实时监测交通流量，动态调整红绿灯的配时，以实现交通流量的最优分配，减少拥堵，提高道路通行能力。作为通用技术课程的一部分，学生将参与这一智能交通信号控制系统的设计与制作，通过科技人文融合创新的方式，将科学、技术、工程、数学、艺术、社会等多学科的知识融合到项目中，解决实际问题，提升综合素养和创新能力。二、大任务分解（一）明确问题活动一：情境导入与问题探讨内容：通过多媒体展示城市交通拥堵的现状，介绍智能交通信号控制系统的基本原理和优势。引导学生讨论城市交通拥堵的原因及解决方案，明确项目目标——设计并制作一套智能交通信号控制系统模型。目标：激发学生的学习兴趣，明确项目主题和目标。活动二：问题细化与需求分析内容：组织学生分组讨论，分析智能交通信号控制系统的具体需求，包括交通流量的实时监测、数据的处理与分析、红绿灯配时的动态调整等。目标：使学生深入理解项目背景，明确需要解决的技术问题。（二）收集信息活动一：资料搜集内容：分组搜集国内外智能交通信号控制系统的案例，了解不同系统的结构特点、工作原理和实施效果。目标：为制订设计方案提供素材和灵感。活动二：信息交流内容：组织学生进行小组汇报，分享搜集到的资料和想法，讨论各种智能交通信号控制系统的优缺点。目标：促进信息共享，拓宽学生的视野。（三）制订方案活动一：系统分析内容：引导学生运用系统分析的方法，对智能交通信号控制系统进行整体规划，考虑硬件（如传感器、控制器、执行器等）和软件（如数据处理算法、控制策略等）的集成。目标：培养学生的系统思维和整体规划能力。活动二：方案设计内容：分组进行智能交通信号控制系统的设计方案制订，包括硬件选型、软件设计、数据处理算法等。目标：提高学生的创新设计能力和图样表达能力。（四）制作与测试模型活动一：模型制作内容：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作智能交通信号控制系统的模型。包括硬件部分的组装和软件部分的编程。目标：培养学生的物化能力和动手实践能力。活动二：模型测试内容：对制作的智能交通信号控制系统模型进行测试，验证其能否实时监测交通流量、动态调整红绿灯配时，并评估系统的稳定性和可靠性。目标：通过测试发现设计中的问题，为完善方案提供依据。（五）完善方案活动一：问题反馈内容：根据模型测试的结果，分析设计中存在的问题和不足，如数据处理算法的准确性、硬件设备的稳定性等。目标：为完善方案提供有针对性的反馈。活动二：方案优化内容：组织学生对设计方案进行优化，如改进数据处理算法、更换更稳定的硬件设备等。目标：提高学生的工程思维和问题解决能力。（六）评估方案活动一：方案展示内容：分组展示优化后的设计方案和模型，进行技术交流和评价。目标：提高学生的图样表达能力和技术交流能力。活动二：总结反馈内容：组织学生对整个项目活动进行总结，反思学习过程中的收获和不足。目标：培养学生的自我反思和总结能力，为后续学习提供经验借鉴。三、教学资源与支持硬件资源：传感器（如红外线传感器、地磁传感器等）、控制器（如单片机、PLC等）、执行器（如红绿灯控制器）、计算机及编程软件等。软件资源：数据处理算法、控制策略、编程环境等。教学场地：通用技术实验室、计算机教室等。技术支持：邀请相关领域的专家进行讲座和指导，提供必要的技术支持和咨询服务。四、评价与反馈过程性评价：通过观察学生在项目活动中的表现，评价其技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力等方面的发展情况。终结性评价：通过方案展示和模型测试，综合评价学生的项目完成情况和能力水平。反馈与改进：根据学生的表现和反馈，及时调整教学策略和方法，促进学生的全面发展。通过以上大情境、大任务的创设，学生将能够在实践中深入理解科技人文融合创新项目活动的全过程，培养通用技术核心素养，提升解决实际问题的能力。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：科技人文融合创新项目活动课时设计：第一课时：创设真实情境，明确项目主题第二课时：收集信息第三课时：制订方案第四、五课时：制作与测试模型第六课时：完善方案第七课时：评估方案与总结反馈（二）学习目标根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合本单元的教学内容，设定以下学习目标：通用技术的核心素养目标：技术意识学生能够形成对科技人文融合创新项目活动的基本认识和感知，理解其在现实生活中的应用价值。学生能够分析科技人文融合创新项目活动中所涉及的技术问题，并认识到技术的两面性，形成正确的技术价值观。工程思维学生能够运用系统分析的方法，对科技人文融合创新项目活动进行整体规划和方案设计。学生能够识别项目活动中的各种制约因素和风险，提出解决方案，并进行风险评估和决策。创新设计学生能够在明确问题的基础上，收集相关信息，提出创新性的设计方案。学生能够运用人机关系及相关理论进行综合分析，优化设计方案，提高项目的实用性和创新性。图样表达学生能够识读和绘制与项目活动相关的技术图样，如结构设计图、流程图、控制系统方框图等。学生能够运用技术图样表达设计构想，进行技术交流和评价。物化能力学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配。学生能够对模型进行测试和优化，撰写技术试验报告，形成初步的物化能力。（三）评价任务过程性评价在每个教学阶段结束时，通过小组讨论、汇报、作品展示等形式，评价学生在明确问题、收集信息、制订方案、制作与测试模型、完善方案等过程中的参与度和表现。通过观察学生在实践操作中的技能掌握情况，评价学生的物化能力。终结性评价在项目完成后，组织学生进行项目展示和汇报，评价学生的设计方案、模型制作质量、技术试验报告等，综合评估学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。（四）学习过程第一课时：创设真实情境，明确项目主题活动一：情境导入内容：通过多媒体展示桥梁在现实生活中的应用，如跨海大桥、城市立交桥等，引导学生理解桥梁的重要性。目标：激发学生的学习兴趣，明确项目主题——桥梁设计。活动二：问题探讨内容：组织学生讨论桥梁设计中可能遇到的问题，如结构稳定性、材料选择、环境影响等。目标：引导学生明确项目活动中需要解决的技术问题。第二课时：收集信息活动一：资料搜集内容：分组搜集国内外著名桥梁的设计案例，了解不同桥梁的结构特点、材料选择和施工方法。目标：为制订设计方案提供素材和灵感。活动二：信息交流内容：组织学生进行小组汇报，分享搜集到的资料和想法。目标：促进信息共享，拓宽学生的视野。第三课时：制订方案活动一：系统分析内容：引导学生运用系统分析的方法，对桥梁设计进行整体规划，考虑结构、材料、施工等方面的因素。目标：培养学生的系统思维和整体规划能力。活动二：方案设计内容：分组进行桥梁设计方案的制订，包括结构设计、材料选择、施工方法等。目标：提高学生的创新设计能力和图样表达能力。第四、五课时：制作与测试模型活动一：模型制作内容：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作桥梁模型。目标：培养学生的物化能力和动手实践能力。活动二：模型测试内容：对制作的桥梁模型进行结构稳定性、承重能力等方面的测试。目标：通过测试发现设计中的问题，为完善方案提供依据。第六课时：完善方案活动一：问题反馈内容：根据模型测试的结果，分析设计中存在的问题和不足。目标：为完善方案提供有针对性的反馈。活动二：方案优化内容：组织学生对设计方案进行优化，如调整结构、更换材料等。目标：提高学生的工程思维和问题解决能力。第七课时：评估方案与总结反馈活动一：方案展示内容：分组展示优化后的设计方案和模型，进行技术交流和评价。目标：提高学生的图样表达能力和技术交流能力。活动二：总结反馈内容：组织学生对整个项目活动进行总结，反思学习过程中的收获和不足。目标：培养学生的自我反思和总结能力，为后续学习提供经验借鉴。（五）作业与检测作业完成桥梁设计方案的绘制，包括结构设计图、材料清单、施工流程图等。撰写技术试验报告，记录模型测试的过程、结果和分析。检测在每个教学阶段结束时，通过小组讨论、汇报、作品展示等形式，检测学生对该阶段学习内容的掌握情况。在项目完成后，组织学生进行项目展示和汇报，综合检测学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。（六）学后反思学生反思反思自己在整个项目活动过程中的表现，包括参与度、技能掌握情况、创新思维等方面。总结自己在项目活动中遇到的困难和挑战，以及解决问题的过程和方法。教师反思反思教学过程中的成功经验和不足之处，如情境创设的有效性、教学策略的适用性、学生参与度等。根据学生的反馈和表现，调整后续的教学计划和教学策略，以提高教学效果和学生的核心素养。十三、学科实践与跨学科学习设计一、引言《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》强调，通用技术课程应注重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。科技人文融合创新项目活动作为一种跨学科的综合实践活动，能够有效提升学生的这些核心素养。本设计旨在通过具体的学科实践和跨学科学习，使学生在解决实际问题的过程中，发展综合素养，提高创新能力。二、教学目标技术意识：学生能够形成对科技人文融合创新项目活动的基本认识和感知，理解其在现实生活中的应用价值。学生能够分析科技人文融合创新项目活动中所涉及的技术问题，并认识到技术的两面性，形成正确的技术价值观。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对科技人文融合创新项目活动进行整体规划和方案设计。学生能够识别项目活动中的各种制约因素和风险，提出解决方案，并进行风险评估和决策。创新设计：学生能够在明确问题的基础上，收集相关信息，提出创新性的设计方案。学生能够运用人机关系及相关理论进行综合分析，优化设计方案，提高项目的实用性和创新性。图样表达：学生能够识读和绘制与项目活动相关的技术图样，如结构设计图、流程图、控制系统方框图等。学生能够运用技术图样表达设计构想，进行技术交流和评价。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配。学生能够对模型进行测试和优化，撰写技术试验报告，形成初步的物化能力。三、学习目标跨学科知识融合：学生能够综合运用科学、技术、工程、数学、艺术、社会等多学科的知识和方法，解决实际问题。实践能力提升：通过实践操作和模型制作，加深对科技人文融合创新项目活动的理解和应用能力。创新思维培养：在项目活动中，鼓励学生提出创新性的设计方案，培养创新思维和创新能力。团队协作与沟通：在跨学科学习中，培养学生的团队协作能力和沟通交流能力。四、作业目标设定技术意识培养：作业要求学生分析科技人文融合创新项目活动中涉及的技术问题，撰写技术分析报告，加深对技术意识的理解。工程思维训练：通过设计项目方案，要求学生运用系统分析的方法，进行整体规划和风险评估，培养工程思维。创新设计实践：鼓励学生提出创新性的设计方案，并绘制设计图样，培养创新设计能力。图样表达锻炼：作业中要求学生绘制与项目活动相关的技术图样，如结构设计图、流程图等，提高图样表达能力。物化能力提升：通过模型制作和测试，要求学生撰写技术试验报告，提升物化能力。五、学科实践与跨学科学习设计案例案例一：太阳能灶设计与制作项目背景：在我国西部地区，由于能源短缺和生态环境脆弱，寻找一种低成本、环保的能源替代方案具有重要意义。太阳能作为一种清洁、可再生的能源，具有巨大的应用潜力。本项目旨在设计并制作一个太阳能灶，以解决西部地区农村家庭的烹饪能源问题。跨学科知识融合：科学：了解太阳能的基本原理和转换方式。技术：掌握太阳能灶的设计原理和制作方法。工程：运用系统分析的方法，进行太阳能灶的整体规划和结构设计。数学：计算太阳能灶的聚光面积、反射角度等参数。艺术：设计太阳能灶的外观，使其既实用又美观。社会：考虑太阳能灶在农村地区的实际应用效果，进行社会调研和反馈收集。实践活动设计：明确问题：组织学生讨论西部地区农村家庭的能源需求问题，明确太阳能灶的设计目标和要求。收集信息：分组搜集太阳能灶的相关资料，包括设计原理、制作方法、应用案例等。进行社会调研，了解农村家庭对太阳能灶的需求和期望。制订方案：运用系统分析的方法，进行太阳能灶的整体规划，包括聚光方式、结构设计、材料选择等。分组设计太阳能灶的方案，绘制设计图样，并进行方案交流和评审。制作与测试模型：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作太阳能灶模型。对模型进行测试，包括聚光效果、加热效率、稳定性等方面的测试，并记录测试数据。完善方案：根据模型测试的结果，分析存在的问题和不足，提出改进方案。对太阳能灶的设计方案进行优化，并重新制作模型进行测试。评估方案：组织学生对太阳能灶的设计方案和实施过程进行评估，包括功能实现、经济性、美观性等方面的评价。撰写项目总结报告，记录整个项目活动的过程和收获。作业设计：技术分析报告：要求学生分析太阳能灶设计中涉及的技术问题，如聚光原理、材料选择等，并撰写技术分析报告。项目方案设计：分组设计太阳能灶的方案，绘制设计图样，包括结构设计图、流程图等，并进行方案交流和评审。模型制作与测试报告：要求学生根据设计方案制作太阳能灶模型，并进行测试，记录测试数据，撰写模型制作与测试报告。项目总结报告：在项目完成后，要求学生撰写项目总结报告，记录整个项目活动的过程和收获，包括跨学科知识融合、实践能力提升、创新思维培养等方面的体会。案例二：智能垃圾分类系统设计项目背景：随着城市化进程的加快，垃圾分类已成为城市管理的重要议题。智能垃圾分类系统能够提高垃圾分类的准确性和效率，减少人工干预，具有广泛的应用前景。本项目旨在设计并制作一个智能垃圾分类系统，为城市垃圾分类提供技术支持。跨学科知识融合：科学：了解垃圾分类的基本原理和分类标准。技术：掌握传感器技术、嵌入式系统开发、数据处理与分析等技术。工程：进行智能垃圾分类系统的整体规划和结构设计，考虑系统的稳定性、可靠性、易用性等因素。数学：运用算法进行垃圾分类的识别与分类。艺术：设计智能垃圾分类系统的外观，使其符合城市环境的美观要求。社会：进行社会调研，了解公众对智能垃圾分类系统的需求和期望，提高系统的社会接受度。实践活动设计：明确问题：组织学生讨论城市垃圾分类的现状和问题，明确智能垃圾分类系统的设计目标和要求。收集信息：分组搜集智能垃圾分类系统的相关资料，包括设计原理、技术实现、应用案例等。进行社会调研，了解公众对智能垃圾分类系统的需求和期望。制订方案：运用系统分析的方法，进行智能垃圾分类系统的整体规划，包括传感器选择、嵌入式系统开发、数据处理与分析等方面的设计。分组设计智能垃圾分类系统的方案，绘制设计图样，并进行方案交流和评审。制作与测试模型：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作智能垃圾分类系统的模型。对模型进行测试，包括垃圾分类的准确性、系统的稳定性、易用性等方面的测试，并记录测试数据。完善方案：根据模型测试的结果，分析存在的问题和不足，提出改进方案。对智能垃圾分类系统的设计方案进行优化，并重新制作模型进行测试。评估方案：组织学生对智能垃圾分类系统的设计方案和实施过程进行评估，包括功能实现、经济性、美观性等方面的评价。撰写项目总结报告，记录整个项目活动的过程和收获。作业设计：技术调研报告：要求学生调研智能垃圾分类系统的相关技术，包括传感器技术、嵌入式系统开发、数据处理与分析等，并撰写技术调研报告。项目方案设计：分组设计智能垃圾分类系统的方案，绘制设计图样，包括系统结构图、流程图等，并进行方案交流和评审。模型制作与测试报告：要求学生根据设计方案制作智能垃圾分类系统的模型，并进行测试，记录测试数据，撰写模型制作与测试报告。项目总结报告：在项目完成后，要求学生撰写项目总结报告，记录整个项目活动的过程和收获，包括跨学科知识融合、实践能力提升、创新思维培养等方面的体会。六、总结与反思通过科技人文融合创新项目活动的学科实践与跨学科学习设计，学生不仅能够加深对通用技术核心素养的理解和应用，还能够培养跨学科融合的能力和创新思维。在未来的教学中，我们将继续探索更多有效的跨学科学习模式，为学生提供更加丰富多样的学习体验和实践机会。我们也将注重教学反思和总结，不断优化教学设计，提高教学质量。十四、大单元作业设计教学目标根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合选择性必修10《科技人文融合创新专题》的教学内容，本大单元作业设计旨在通过一系列实践活动，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。具体目标如下：技术意识：学生能够形成对科技人文融合创新项目活动的基本认识和感知，理解其在现实生活中的应用价值；能够分析项目活动中所涉及的技术问题，并认识到技术的两面性，形成正确的技术价值观。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对科技人文融合创新项目活动进行整体规划和方案设计；能够识别项目活动中的各种制约因素和风险，提出解决方案，并进行风险评估和决策。创新设计：学生能够在明确问题的基础上，收集相关信息，提出创新性的设计方案；能够运用人机关系及相关理论进行综合分析，优化设计方案，提高项目的实用性和创新性。图样表达：学生能够识读和绘制与项目活动相关的技术图样，如结构设计图、流程图、控制系统方框图等；能够运用技术图样表达设计构想，进行技术交流和评价。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配；能够对模型进行测试和优化，撰写技术试验报告，形成初步的物化能力。作业目标设定技术意识：学生能够结合具体项目活动，理解技术在解决实际问题中的作用和价值。学生能够分析项目活动中技术问题的两面性，形成正确的技术价值观。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对项目活动进行整体规划和方案设计。学生能够识别项目活动中的制约因素和风险，提出解决方案，并进行风险评估和决策。创新设计：学生能够在明确问题的基础上，收集相关信息，提出创新性的设计方案。学生能够运用人机关系及相关理论，对设计方案进行优化，提高项目的实用性和创新性。图样表达：学生能够识读和绘制与项目活动相关的技术图样，如结构设计图、流程图等。学生能够运用技术图样表达设计构想，进行技术交流和评价。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配。学生能够对模型进行测试和优化，撰写技术试验报告，形成初步的物化能力。作业设计作业一：项目主题明确与问题探讨作业内容：情境导入：通过多媒体展示科技人文融合创新项目活动的成功案例，如智能家居系统、环保节能设备等，激发学生的学习兴趣。问题探讨：组织学生分组讨论，明确本单元的项目主题——科技人文融合创新项目活动，并探讨项目活动中可能遇到的问题，如技术难题、成本控制、环境影响等。作业要求：每组学生需提交一份问题探讨报告，包括项目主题、可能遇到的问题及初步解决方案。报告需包含技术图样，如思维导图、流程图等，以表达学生的思考过程。评价标准：技术意识：学生对项目主题的理解程度，对技术问题的敏感性和分析能力。工程思维：学生运用系统分析方法的能力，对制约因素和风险的识别能力。图样表达：学生识读和绘制技术图样的能力，图样的准确性和清晰度。作业二：信息收集与方案设计作业内容：信息收集：学生分组搜集与项目主题相关的资料和信息，包括技术原理、材料选择、成功案例等。方案设计：在信息收集的基础上，学生分组进行方案设计，包括项目目标、实施步骤、所需资源等。作业要求：每组学生需提交一份方案设计报告，包括项目背景、目标、实施步骤、所需资源及预期成果。报告需包含详细的技术图样，如结构设计图、流程图等，以表达设计方案。评价标准：技术意识：学生对技术信息的敏感性和搜集能力。工程思维：学生运用系统分析方法进行方案设计的能力，对资源的合理配置能力。创新设计：设计方案的创新性和实用性。图样表达：学生识读和绘制技术图样的能力，图样的准确性和清晰度。作业三：模型制作与测试作业内容：模型制作：学生根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作。模型测试：对制作的模型进行功能测试，记录测试数据，分析测试结果。作业要求：每组学生需提交一份模型制作报告，包括制作过程、所用材料、工具及测试数据。报告需包含实物照片或视频，以展示模型制作成果。评价标准：物化能力：学生选择合适的材料和工具进行模型制作的能力，模型的制作精度和实用性。技术意识：学生对模型测试数据的分析和处理能力。工程思维：学生对测试中发现问题的识别和解决能力。作业四：方案完善与评估作业内容：方案完善：根据模型测试结果，学生对设计方案进行完善，提出改进措施。方案评估：对完善后的方案进行全面评估，包括实施进度、成本、功能实现等方面。作业要求：每组学生需提交一份方案完善报告和评估报告，包括改进措施、评估指标、评估结果及反思。报告需包含技术图样，如改进后的结构设计图、流程图等。评价标准：工程思维：学生对方案完善过程中问题的识别和解决能力，对评估指标的理解和应用能力。技术意识：学生对方案评估结果的反思和总结能力。图样表达：学生识读和绘制技术图样的能力，图样的准确性和清晰度。总结与反思通过本大单元的作业设计，学生将全面参与科技人文融合创新项目活动的全过程，从明确问题、收集信息、制订方案到制作与测试模型、完善方案、评估方案，逐步培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等多方面的素养。通过跨学科整合和实践操作，学生的综合素养和创新能力也将得到显著提升。教师需密切关注学生的作业完成情况，及时给予反馈和指导，确保教学目标的实现。十五、“教-学-评”一致性课时设计一、课程基本信息教材版本：2019版地质版高中通用技术选择性必修10单元主题：科技人文融合创新专题课时设计：本课时设计涵盖整个第二章《科技人文融合创新项目活动》的教学内容，具体分为6个主要阶段，每个阶段包含若干课时。二、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，结合本章节的教学内容，设定以下教学目标：（一）技术意识学生能够形成对科技人文融合创新项目活动的基本认识和感知，理解其在现实生活中的应用价值。学生能够分析科技人文融合创新项目活动中所涉及的技术问题，并认识到技术的两面性，形成正确的技术价值观。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，对科技人文融合创新项目活动进行整体规划和方案设计。学生能够识别项目活动中的各种制约因素和风险，提出解决方案，并进行风险评估和决策。（三）创新设计学生能够在明确问题的基础上，收集相关信息，提出创新性的设计方案。学生能够运用人机关系及相关理论进行综合分析，优化设计方案，提高项目的实用性和创新性。（四）图样表达学生能够识读和绘制与项目活动相关的技术图样，如结构设计图、流程图、控制系统方框图等。学生能够运用技术图样表达设计构想，进行技术交流和评价。（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，进行模型制作和装配。学生能够对模型进行测试和优化，撰写技术试验报告，形成初步的物化能力。三、作业目标设定预习作业：预习本章内容，思考并记录下自己对科技人文融合创新项目活动的初步认识和疑问。课堂作业：在每个教学环节中，完成相应的技术实践任务，如设计草图、模型制作、测试报告等。课后作业：撰写项目活动的学习心得，反思学习过程中的收获与不足，提出改进建议。四、课程目标设定结合本章节的教学内容，从通用技术的核心素养目标出发，设定以下课程目标：（一）技术意识通过对科技人文融合创新项目活动的了解和实践，增强学生对技术的感知和认识，培养其正确的技术价值观。（二）工程思维通过系统分析和方案设计，培养学生的工程思维和整体规划能力，使其能够识别和解决项目活动中的制约因素和风险。（三）创新设计鼓励学生提出创新性的设计方案，并运用人机关系及相关理论进行优化，提高其创新设计能力。（四）图样表达通过技术图样的识读和绘制，培养学生的图样表达能力，使其能够用技术图样表达设计构想并进行技术交流和评价。（五）物化能力通过模型制作和测试优化，培养学生的物化能力，使其能够根据设计方案选择合适的材料和工具进行模型制作，并撰写技术试验报告。五、教学实施步骤及评价第一阶段：创设真实情境，明确项目主题（2课时）活动一：情境导入内容：通过多媒体展示桥梁、太阳能利用等科技人文融合创新项目的实例，引导学生理解其在实际生活中的应用价值。目标：激发学生的学习兴趣，明确项目主题——如桥梁设计或太阳能利用项目。评价：观察学生的参与度，通过提问了解学生对项目主题的理解程度。活动二：问题探讨内容：组织学生讨论项目设计中可能遇到的问题，如结构稳定性、材料选择、环境影响等。目标：引导学生明确项目活动中需要解决的技术问题。评价：听取学生的讨论，评估其对项目问题的认识和思考能力。第二阶段：收集信息（2课时）活动一：资料搜集内容：分组搜集国内外相关项目的设计案例，了解不同方案的结构特点、材料选择和施工方法。目标：为制订设计方案提供素材和灵感。评价：检查学生搜集的资料，评估其全面性和准确性。活动二：信息交流内容：组织学生进行小组汇报，分享搜集到的资料和想法。目标：促进信息共享，拓宽学生的视野。评价：观察学生的汇报表现，评估其信息交流和表达能力。第三阶段：制订方案（2课时）活动一：系统分析内容：引导学生运用系统分析的方法，对项目进行整体规划，考虑结构、材料、施工等方面的因素。目标：培养学生的系统思维和整体规划能力。评价：听取学生的分析汇报，评估其系统分析能力和方案设计的合理性。活动二：方案设计内容：分组进行项目设计方案的制订，包括结构设计、材料选择、施工方法等。目标：提高学生的创新设计能力和图样表达能力。评价：检查学生的设计方案，评估其创新性和可行性。第四阶段：制作与测试模型（2课时）活动一：模型制作内容：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作项目模型。目标：培养学生的物化能力和动手实践能力。评价：观察学生的制作过程，评估其材料选择和工具使用的合理性。活动二：模型测试内容：对制作的模型进行结构稳定性、承重能力等方面的测试。目标：通过测试发现设计中的问题，为完善方案提供依据。评价：检查学生的测试报告，评估其测试方法和数据分析能力。第五阶段：完善方案（2课时）活动一：问题反馈内容：根据模型测试的结果，分析设计中存在的问题和不足。目标：为完善方案提供有针对性的反馈。评价：听取学生的反馈汇报，评估其对问题的认识和分析能力。活动二：方案优化内容：组织学生对设计方案进行优化，如调整结构、更换材料等。目标：提高学生的工程思维和问题解决能力。评价：检查优化后的设计方案，评估其改进效果和合理性。第六阶段：评估方案（2课时）活动一：方案展示内容：分组展示优化后的设计方案和模型，进行技术交流和评价。目标：提高学生的图样表达能力和技术交流能力。评价：观察学生的展示表现，评估其图样表达能力和交流效果。活动二：总结反馈内容：组织学生对整个项目活动进行总结，反思学习过程中的收获和不足。目标：培养学生的自我反思和总结能力。评价：听取学生的总结汇报，评估其学习成果和反思能力。通过以上六个阶段的教学实施步骤和相应的评价措施，学生可以全面参与科技人文融合创新项目活动的全过程，培养技术意识、工程思维