2019版 豫科版 高中通-用技术 必修 技术与设计2《第三章 系统及其设计》大单元整体教学设计2020课标

版豫科版高中通用技术必修技术与设计2《第三章系统及其设计》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）教学内容分析本单元的教学内容为高中通用技术必修课程《技术与设计2》中的第三章《系统及其设计》。这一章内容主要围绕“系统”展开，包括系统的概念、基本特性、分类，系统分析的原则、步骤，以及系统设计的基本方法和系统优化等内容。通过本章的学习，学生将能够理解系统的含义及其基本特性，掌握系统分析的基本方法，学会简单系统设计的基本步骤，并能够结合实例进行系统分析和设计。（二）单元内容分析第一节系统的概念什么是系统：介绍系统的定义，即系统是由若干要素以一定结构形式组成的具有某种功能的有机整体。通过案例分析，如共享单车、单灯照明系统等，帮助学生理解系统的构成和要素之间的关系。系统的基本特性：详细阐述系统的整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性等基本特性，并通过实例加深理解。系统的分类：根据不同标准对系统进行分类，如自然系统与人工系统、实体系统与抽象系统等，拓宽学生对系统多样性的认识。第二节系统分析什么是系统分析：介绍系统分析的定义和重要性，即采用系统的观点和方法对研究对象的系统结构和系统状态进行定性和定量的分析。系统分析的原则：阐述系统分析应遵循的外部条件与内部条件相结合、当前利益与长远利益相结合、局部效益与整体效益相结合、定性分析与定量分析相结合等原则。系统分析的步骤：详细说明系统分析的主要步骤，包括明确问题、确定目标、收集资料、提出方案、建立模型、对比分析、综合分析与评价等。第三节系统设计系统设计概述：介绍系统设计的基本步骤，包括分析系统设计要求、确定系统设计方案、系统方案的表达等。系统优化：阐述系统优化的概念和步骤，强调系统优化是系统设计的必要环节，通过优化实现系统功能的最大化。（三）单元内容整合本单元的内容整合以“系统”为核心，从系统的概念出发，逐步深入到系统的特性、分类、分析和设计。通过一系列的教学活动，如案例分析、讨论交流、动手实践等，帮助学生逐步构建起对系统的完整认识，并学会运用系统的方法进行思考和解决问题。将技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等核心素养贯穿于整个教学过程中，实现知识、技能与素养的全面提升。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。结合本单元的教学内容，将核心素养目标进行具体分解如下：（一）技术意识理解技术的系统观：通过系统的概念学习，学生能够理解技术系统中的各要素及其相互关系，形成对技术系统的整体认识。培养技术规范与安全意识：在系统分析和设计过程中，注重培养学生的技术规范意识和安全意识，确保系统设计符合相关标准和要求。增强技术伦理与环境意识：通过分析系统对环境的影响，培养学生的技术伦理意识和环境保护意识，促进可持续发展。（二）工程思维运用系统分析方法：在系统分析过程中，学生能够运用系统分析的方法对问题进行分解、综合和评估，形成系统的解决方案。考虑系统的整体性和动态性：在系统设计时，注重考虑系统的整体功能和动态变化，确保系统能够适应不同的环境和条件。进行风险评估和决策：通过系统分析，学生能够识别系统中的风险因素，并进行风险评估和决策，确保系统的稳定性和可靠性。（三）创新设计提出创新性的设计方案：在系统设计过程中，鼓励学生发挥创新思维，提出新颖、实用的设计方案，解决实际问题。运用多学科知识进行设计：结合物理、化学、生物等学科的知识，进行跨学科的系统设计，提高学生的综合设计能力。进行技术试验和优化：通过技术试验验证设计方案的可行性，并根据试验结果进行优化和改进，提高学生的技术实践能力和创新能力。（四）图样表达绘制系统结构图：在系统设计过程中，要求学生绘制系统的结构图，清晰表达系统的组成和要素之间的关系。运用技术语言进行交流：通过图样、模型等方式，运用技术语言进行交流和表达，提高学生的技术沟通能力和表达能力。识读和绘制复杂技术图样：在系统优化过程中，要求学生能够识读和绘制复杂的技术图样，如控制系统方框图、流程图等，提高学生的技术图样表达能力。（五）物化能力选择合适的材料和工具：在系统设计过程中，要求学生根据设计要求选择合适的材料和工具，进行模型制作或原型开发。进行模型制作和原型开发：通过动手实践，学生能够将设计方案转化为具体的模型或原型，提高物化能力。进行技术测试和评估：对制作的模型或原型进行技术测试和评估，确保其符合设计要求并具有良好的性能，提高学生的技术实践能力和问题解决能力。本单元的教学将紧密围绕通用技术的核心素养目标展开，通过系统的概念、分析、设计和优化等教学内容的学习和实践，全面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。三、学情分析（一）已知内容分析学生进入高中通用技术必修课程《技术与设计2》的学习阶段时，已经完成了《技术与设计1》的学习。在《技术与设计1》中，学生初步了解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、优化设计方案等环节，并掌握了一些基础的设计知识和工具使用技能。特别是在技术试验与技术探究活动中，学生已经体验过一些简单的技术系统，如简易风洞的制作与测试等，对系统的基本概念有了一定的感性认识。学生在物理、化学、生物等自然科学课程中也学习了许多与系统相关的知识，如生态系统的平衡、物理系统中的力学原理、化学系统中的反应平衡等，这些知识为学生理解系统的概念提供了多学科的支持。（二）新知内容分析在《第三章系统及其设计》的学习中，学生将深入理解系统的概念、基本特性、分类，以及系统分析和系统设计的基本方法。具体来说，学生需要掌握以下内容：系统的概念：理解系统是由若干要素以一定结构形式组成的具有某种功能的有机整体。系统的基本特性：包括整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性等。系统的分类：根据不同的标准对系统进行分类，如自然系统与人工系统、实体系统与抽象系统等。系统分析：理解系统分析的方法、原则、步骤，能够应用系统分析的方法解决简单问题。系统设计：掌握系统设计的基本步骤、原则，以及系统优化的方法。这些内容不仅是理论知识的学习，更重要的是通过案例分析、实践操作等方式，让学生在实际情境中应用这些知识，培养系统思维和工程设计能力。（三）学生学习能力分析逻辑思维能力：高中学生已经具备一定的逻辑思维能力，能够理解和分析复杂问题。在《技术与设计1》的学习中，学生已经体验过技术设计的一般过程，对问题的分析、解决方案的提出和优化有了一定的经验。动手实践能力：通用技术课程强调实践操作，学生在之前的课程中已经掌握了一些基础的手工工具和机械设备的使用技能，能够独立完成一些简单的技术作品。团队合作能力：在技术设计活动中，学生通常需要分组合作完成任务。通过之前的课程学习，学生已经具备了一定的团队合作能力，能够在小组中有效沟通和协作。信息技术应用能力：随着信息技术的普及，高中学生对计算机和互联网的应用较为熟练，能够利用信息技术进行信息检索、数据处理和简单的设计工作。系统思维是一种高级思维方式，需要学生具备较强的抽象思维能力和问题解决能力。在教学过程中，教师需要逐步引导学生从具体的技术问题中抽象出系统模型，培养学生的系统思维和工程设计能力。（四）学习障碍突破策略直观教学：利用实物、模型、多媒体等直观教学手段，帮助学生理解系统的概念、基本特性和分类。例如，可以通过展示共享单车、家庭电路系统等实例，让学生直观感受系统的存在和作用。案例分析：通过丰富的案例分析，让学生在实际情境中应用系统分析和设计的方法。案例应涵盖不同领域的系统，如生态系统、交通系统、生产系统等，以拓宽学生的视野和思路。实践操作：设计一系列实践操作活动，让学生在动手实践中掌握系统分析和设计的方法。例如，可以让学生分组设计一个小型生态系统模型、智能家居系统模型等，通过实践加深对系统概念的理解。小组合作学习：鼓励学生进行小组合作学习，通过讨论、交流、协作等方式共同完成任务。小组合作可以促进学生之间的思想碰撞和知识共享，提高学生的团队合作能力和问题解决能力。引导式探究：采用引导式探究的教学方法，让学生在教师的引导下自主发现问题、分析问题、解决问题。例如，在系统分析环节，教师可以先提出一个实际问题，然后引导学生运用系统分析的方法逐步深入探究，最终提出解决方案。反思与总结：在每个教学环节结束后，引导学生进行反思与总结，帮助学生巩固所学知识并提升系统思维能力。反思与总结可以包括个人学习心得的分享、小组合作经验的交流等。信息技术辅助：充分利用信息技术手段辅助教学，如利用计算机辅助设计软件进行系统建模、仿真模拟等。这不仅可以提高教学效率，还可以培养学生的信息技术应用能力。通过直观教学、案例分析、实践操作、小组合作学习、引导式探究、反思与总结以及信息技术辅助等多种教学策略的综合运用，可以有效突破学生在学习《第三章系统及其设计》过程中的障碍，提高学生的系统思维能力和工程设计能力。四、大主题或大概念设计大主题：系统思维与工程实践在现代社会中，系统无处不在，无论是自然界、人类社会还是技术产品中，系统都扮演着重要角色。系统思维是一种重要的思维方式，它强调从整体、全局的角度去分析和解决问题，是工程实践中不可或缺的能力。本大单元教学以“系统思维与工程实践”为主题，旨在通过系统及其设计的学习，培养学生的系统思维能力和工程实践能力，提升其技术意识和工程思维，促进其创新设计、图样表达和物化能力的提升。大概念：系统思维：从整体上理解和分析事物，把握事物各部分之间的相互联系和相互作用。工程实践：将理论知识应用于实际问题解决，通过设计、制作、测试等环节，实现技术的物化。五、大单元目标叙写通用技术的核心素养目标：（一）技术意识学生能够认识到系统在现代社会和技术产品中的重要性，理解系统思维在技术创新和工程实践中的应用价值。学生能够形成对系统及其设计的积极态度，关注系统设计的伦理、安全和环境影响。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，对实际问题进行整体分析和优化设计。学生能够掌握系统设计的基本步骤和方法，具备初步的工程设计和实践能力。（三）创新设计学生能够在系统设计中融入创新思维，提出具有创意的解决方案。学生能够通过团队合作，共同完成系统设计的创新项目。（四）图样表达学生能够使用技术图样准确表达系统设计的构思和方案。学生能够绘制系统的结构图、流程图、控制框图等，提高图样表达能力。（五）物化能力学生能够根据系统设计方案，选择合适的材料和工具，完成系统的制作和调试。学生能够在制作过程中注重细节和工艺，提高物化能力和作品质量。六、大单元教学重点系统的基本概念和特性：帮助学生理解系统的定义、构成要素和基本特性，为后续的系统分析和设计打下基础。系统分析的原则和步骤：掌握系统分析的方法，能够从整体上把握问题的关键，提出有效的解决方案。系统设计的基本步骤和方法：学会如何进行系统设计，包括明确设计要求、确定设计方案、进行系统优化等。系统优化的重要性和实现途径：理解系统优化的意义，掌握系统优化的基本方法和技巧，提高系统设计的效率和效果。七、大单元教学难点如何从整体上把握系统的复杂性和关联性：系统往往由多个相互关联的要素组成，学生需要学会从整体上分析和理解系统的结构和功能。如何运用系统分析的方法解决实际问题：系统分析需要综合运用多种知识和技能，学生需要具备一定的实践经验和创新能力。如何进行有效的系统设计和优化：系统设计需要考虑多种因素，包括功能需求、性能要求、成本限制等，学生需要学会在多个目标之间进行权衡和优化。突破难点的教学策略：案例教学：通过实际案例的分析和讨论，帮助学生理解系统的复杂性和关联性，掌握系统分析的方法。项目驱动：设计一系列与系统设计相关的项目任务，让学生在实践中学习和运用系统设计和优化的方法。团队合作：鼓励学生组成小组进行合作学习和项目实践，通过团队合作提高解决问题的能力和创新思维能力。反思总结：在项目完成后，组织学生进行反思和总结，提炼经验教训，巩固所学知识和技能。通过以上教学设计，学生将能够深入理解系统的基本概念和特性，掌握系统分析和设计的方法，提升工程思维和创新设计能力。通过项目实践和团队合作，学生将能够培养解决问题的能力和团队协作精神，为未来的学习和工作打下坚实的基础。在教学过程中，教师应注重引导学生从整体上把握问题，注重培养学生的创新思维和实践能力，同时关注学生的学习体验和反馈，及时调整教学策略和方法，以提高教学效果和学生的学习兴趣。八、大单元整体教学思路教学目标设定根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》和《第三章系统及其设计》的教学内容，本大单元的教学目标设定将围绕通用技术的核心素养目标展开，具体包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面。（一）技术意识理解系统在日常生活和技术领域中的普遍性和重要性：学生能够识别并理解系统在各种生活和技术场景中的应用，认识到系统对实现特定功能的重要作用。形成对系统技术的积极态度和责任感：通过案例分析和实践活动，学生能够理解系统技术的复杂性和综合性，形成对系统技术的尊重和敬畏之心，并培养对系统技术的责任感。理解系统技术的文化特性和美学特征：学生能够探讨系统技术背后的文化价值和美学意义，理解系统技术与人类文明的紧密联系。（二）工程思维运用系统分析的方法解决实际问题：学生能够掌握系统分析的基本方法，运用这些方法对实际问题进行系统分析，明确问题的本质和制约因素。培养系统设计和优化的能力：学生能够理解系统设计的步骤和原则，学会对系统进行初步设计和优化，提升系统性能。理解系统工程的基本思想和方法：通过案例分析和实践活动，学生能够理解系统工程的复杂性和综合性，掌握系统工程的基本思想和方法。（三）创新设计提出创新性的系统设计方案：在面对实际问题时，学生能够结合系统分析的结果，提出具有创新性的系统设计方案，解决传统方法难以解决的问题。进行技术试验和探究，优化设计方案：学生能够通过技术试验和探究，对系统设计方案进行验证和优化，提升设计方案的可行性和有效性。理解创新设计在系统工程中的重要性：学生能够认识到创新设计对提升系统性能、降低成本、提高效率等方面的重要作用。（四）图样表达运用图样表达系统设计方案：学生能够运用各种图样（如流程图、系统框图、三维模型等）清晰地表达系统设计方案，使他人能够准确理解设计意图。掌握图样表达的基本规范和技巧：学生能够掌握图样表达的基本规范和技巧，如比例尺的选择、图例的标注、线条的运用等，提高图样表达的质量和准确性。通过图样表达进行交流和沟通：学生能够利用图样表达与他人进行交流和沟通，共同讨论和完善系统设计方案。（五）物化能力根据系统设计方案进行实际操作和制作：学生能够根据系统设计方案进行实际操作和制作，将设计意图转化为具体的系统产品或模型。掌握系统制作的基本工艺和方法：学生能够掌握系统制作的基本工艺和方法，如材料的选择和加工、部件的组装和调试等，提高系统制作的效率和质量。对系统产品或模型进行测试和优化：学生能够对系统产品或模型进行测试和优化，发现并解决存在的问题，提升系统性能和可靠性。教学思路（一）教学内容的组织与整合本大单元的教学内容主要包括系统的概念、系统的基本特性、系统的分类、系统分析、系统设计等五个方面。在教学过程中，应注重这些内容的内在联系和逻辑关系，将其有机地整合在一起。系统的概念：通过案例分析和讨论，使学生理解系统的定义和构成要素，认识到系统在日常生活中的普遍性和重要性。系统的基本特性：通过实践活动和案例分析，使学生掌握系统的整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性等基本特性，理解这些特性对系统性能的影响。系统的分类：引导学生根据不同的标准对系统进行分类，理解不同类型系统的特点和应用场景。系统分析：通过案例分析和实践活动，使学生掌握系统分析的基本方法、原则和步骤，学会对实际问题进行系统分析。系统设计：在掌握系统分析的基础上，引导学生进行系统设计，理解系统设计的步骤和原则，学会对系统进行初步设计和优化。（二）教学方法与手段案例分析法：通过丰富的案例分析，使学生更好地理解系统的概念、基本特性、分类、分析和设计方法。案例分析应贴近学生生活实际，具有代表性和启发性。实践活动法：组织学生进行实践活动，如系统模型的制作、系统性能的测试和优化等，提高学生的物化能力和创新设计能力。小组讨论法：通过小组讨论，鼓励学生积极参与课堂互动，分享彼此的观点和经验，共同解决问题。多媒体教学法：利用多媒体技术辅助教学，如PPT、视频、动画等，提高课堂教学的生动性和趣味性。（三）教学评价与反馈过程性评价：关注学生在学习过程中的表现和进步，通过课堂观察、作业检查、小组讨论等方式，及时给予学生反馈和指导。结果性评价：通过期末考试、项目作品展示等方式，评价学生对系统及其设计知识的掌握程度和应用能力。自我评价与同伴评价：鼓励学生进行自我评价和同伴评价，培养学生的自我反思能力和合作精神。反馈与改进：根据评价结果，及时调整教学策略和方法，针对学生的薄弱环节进行有针对性的辅导和训练。教学实施步骤（一）导入新课通过引入一个贴近学生生活实际的系统案例（如校园供水系统、校园网络系统等），激发学生的学习兴趣和好奇心，引导学生思考系统的概念及其在生活中的应用。（二）讲授新知系统的概念：讲解系统的定义、构成要素和类型，通过案例分析使学生理解系统的普遍性和重要性。系统的基本特性：讲解系统的整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性等基本特性，通过实践活动使学生深刻理解这些特性对系统性能的影响。系统的分类：引导学生根据不同的标准对系统进行分类，理解不同类型系统的特点和应用场景。（三）系统分析与实践系统分析的方法与原则：讲解系统分析的基本方法、原则和步骤，通过案例分析使学生掌握系统分析的方法。实践活动：组织学生进行系统分析实践活动，如校园供水系统的分析、校园网络系统的分析等，提高学生的系统分析能力。（四）系统设计与制作系统设计的步骤与原则：讲解系统设计的步骤和原则，通过案例分析使学生理解系统设计的复杂性和综合性。系统模型制作：组织学生进行系统模型制作实践活动，如制作一个简单的生态系统模型、交通信号控制系统模型等，提高学生的物化能力和创新设计能力。（五）总结与反馈课堂总结：对本节课的教学内容进行总结回顾，强调系统的概念、基本特性、分类、分析和设计方法的重要性。学生反馈：鼓励学生提出问题和建议，及时了解学生的学习情况和需求。作业布置：布置与本节课教学内容相关的作业，如撰写系统分析报告、制作系统模型等，巩固和拓展学生的知识。九、学业评价教学目标通过本章的教学，学生应能够：理解系统的概念及其基本特性，掌握系统的分类方法。掌握系统分析的原则和步骤，能够进行简单的系统分析。了解系统设计的基本过程和方法，具备初步的系统设计能力。理解系统优化的概念，掌握系统优化的基本方法，能够针对具体问题进行系统优化。学习目标技术意识：学生能够形成对系统的基本认识和感知，理解系统在社会生活和技术领域中的广泛应用和重要性。工程思维：学生能够运用系统思维和方法，对具体问题进行系统分析和设计，具备初步的工程思维能力。创新设计：学生能够基于系统分析的结果，提出创新性的设计方案，并进行优化和改进。图样表达：学生能够运用图样表达系统设计方案，包括绘制系统结构图、流程图等。物化能力：学生能够根据系统设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和测试，具备初步的物化能力。评价目标设定（一）技术意识水平1：学生能够结合生活中的实例，理解系统的基本概念，认识到系统在社会生活和技术领域中的广泛应用和重要性。评价指标：学生能够列举出生活中的系统实例，如交通系统、供电系统、教育系统等，并解释这些系统的基本组成和功能。水平2：学生能够对系统的基本特性进行分析和理解，认识到系统各组成部分之间的相互关系和相互影响。评价指标：学生能够分析系统的整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性等基本特性，并能够举例说明这些特性在实际系统中的应用。水平3：学生能够根据系统的分类标准，对具体系统进行分类和识别。评价指标：学生能够按照不同的分类标准（如自然系统与人工系统、实体系统与抽象系统等），对具体系统进行分类，并解释分类的依据。（二）工程思维水平1：学生能够运用系统思维和方法，对简单问题进行系统分析，识别问题的主要影响因素和相互关系。评价指标：学生能够针对具体问题，进行系统分析，识别出系统的主要组成部分、相互关系和影响因素，并能够用图表或文字进行表达。水平2：学生能够根据系统分析的结果，提出初步的解决方案，并进行方案的比较和权衡。评价指标：学生能够针对具体问题，提出多种解决方案，并进行方案的比较和权衡，选择出最优或较优的方案。水平3：学生能够进行系统设计的初步实践，包括确定系统目标、划分子系统、制定设计方案等。评价指标：学生能够根据系统分析的结果，确定系统设计的目标，划分出主要的子系统，并制定出初步的设计方案，包括系统结构图、流程图等。（三）创新设计水平1：学生能够基于系统分析的结果，提出创新性的设计思路或改进方案。评价指标：学生能够针对具体问题，提出具有创新性的设计思路或改进方案，如新的系统结构、新的功能实现方式等。水平2：学生能够运用创新设计方法进行方案设计，包括头脑风暴、类比法、组合法等。评价指标：学生能够熟练运用一种或多种创新设计方法，进行方案设计，并能够说明这些方法的优点和适用性。水平3：学生能够根据创新设计的方案，进行模型制作和测试，验证方案的可行性和有效性。评价指标：学生能够根据创新设计的方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和测试，并能够根据测试结果对方案进行调整和优化。（四）图样表达水平1：学生能够运用简单的图形符号和标注，表达系统设计方案中的基本要素和相互关系。评价指标：学生能够使用简单的图形符号和标注，如方框图、流程图等，表达系统设计方案中的基本要素和相互关系。水平2：学生能够绘制较为复杂的系统结构图、流程图等，准确表达系统设计方案。评价指标：学生能够绘制出包含多个子系统和多种相互关系的系统结构图、流程图等，并能够准确表达系统设计方案中的各个要素和相互关系。水平3：学生能够运用计算机辅助设计软件，进行图样表达和方案优化。评价指标：学生能够熟练运用计算机辅助设计软件（如AutoCAD、Visio等），进行图样表达和方案优化，提高设计效率和准确性。（五）物化能力水平1：学生能够根据系统设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作。评价指标：学生能够根据系统设计方案的要求，选择合适的材料和工具，进行模型制作，并能够保证模型的基本功能和外观质量。水平2：学生能够进行模型的测试和调整，验证系统设计的可行性和有效性。评价指标：学生能够根据系统设计方案，对模型进行测试和调整，验证系统设计的可行性和有效性，并能够根据测试结果对方案进行优化和改进。水平3：学生能够根据系统设计的需要，进行简单的加工和装配工作，提高物化能力。评价指标：学生能够根据系统设计的需要，进行简单的加工和装配工作，如切割、钻孔、焊接等，并能够保证加工和装配的精度和质量。评价实施建议过程性评价：在教学过程中，教师应注重观察学生的课堂表现、参与度、合作情况等，及时给予反馈和指导。可以通过小组讨论、案例分析、方案设计等活动，评价学生的技术意识、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。作品评价：学生可以根据系统设计的主题，进行模型制作或方案设计。教师应对学生的作品进行综合评价，包括作品的功能性、创新性、美观性等方面。可以组织学生进行作品展示和交流，提高学生的表达能力和自信心。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价和互评，反思自己的学习过程和成果。通过自我评价和互评，学生可以更加清晰地认识自己的优点和不足，明确努力的方向。也可以促进学生之间的相互学习和交流。项目评价：结合具体的项目实践，评价学生在项目策划、方案设计、模型制作、测试调整等方面的综合能力。通过项目评价，可以全面考察学生的技术意识、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。档案袋评价：建立学生个人档案袋，收集学生在学习过程中的作品、反思、评价等资料。通过档案袋评价，可以全面了解学生的学习历程和发展情况，为后续的教学提供有针对性的指导。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，为后续的教学提供有力的支持。也可以激发学生的学习兴趣和积极性，促进学生的全面发展。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路本单元以《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，结合2019版豫科版高中通用技术必修《技术与设计2》第三章《系统及其设计》的教学内容，旨在通过系统的教学设计和实践活动，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。以下是详细的大单元实施思路：明确教学目标：根据课程标准和教材内容，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。构建教学内容框架：将本单元的教学内容划分为系统的概念、系统的基本特性、系统的分类、系统分析、系统设计等五个部分，每个部分又细化为若干小节，确保教学内容的完整性和系统性。创设真实情境：通过生活中的实例、案例分析、项目设计等方式，创设真实的学习情境，激发学生的学习兴趣和积极性。采用多样化的教学方式：结合讲授、讨论、探究、实验、项目设计等多种教学方式，提高学生的参与度和学习效果。注重实践与反思：通过实践操作、技术试验、项目设计等活动，让学生亲身体验系统设计的过程，并在实践中反思和总结，提高解决问题的能力。强化评价与反馈：建立多元化的评价体系，包括自我评价、小组评价和教师评价，及时反馈学生的学习情况，调整教学策略。促进知识迁移与应用：鼓励学生将所学知识迁移到其他领域，解决实际问题，培养学生的创新能力和实践能力。二、教学目标设定（一）技术意识学生能够形成对系统的基本认识，理解系统在日常生活中的应用和价值。学生能够分析系统中各要素之间的相互关系，认识到系统对人类社会和环境的影响。学生能够培养规范、安全的技术习惯，形成对技术的理性态度和评价。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别和解决技术问题，初步形成工程意识与思维。学生能够通过案例分析，总结归纳出系统设计的方法，并尝试进行简单的系统设计活动。学生能够明确制约条件和影响因素，提出可能的解决方案，并进行决策分析和性能评估。（三）创新设计学生能够在系统设计中发挥创新思维，提出新颖的设计方案。学生能够运用人机关系及相关理论，发现用户的多方面需求，进行多角度的技术问题分析。学生能够通过技术试验等方式，体验技术创新设计的一般方法，形成初步的技术创新设计能力。（四）图样表达学生能够识读和绘制与系统设计相关的技术图样，如流程图、控制系统方框图等。学生能够运用二维、三维设计软件表达设计方案，提高技术图样表达能力。学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。（五）物化能力学生能够根据设计要求选择合适的材料和工具，进行简单的技术试验和性能测试。学生能够完成模型或产品的成型制作和装配，提高物化能力。学生能够对模型或产品进行技术测试和优化，撰写技术测试和方案试验报告。三、教学结构图系统及其设计├──系统的概念│├──什么是系统│├──系统的基本特性││├──整体性││├──相关性││├──目的性││├──动态性││└──环境适应性│└──系统的分类├──系统分析│├──什么是系统分析│├──系统分析的原则││├──外部条件与内部条件相结合││├──当前利益与长远利益相结合││├──局部效益与整体效益相结合││└──定性分析与定量分析相结合│└──系统分析的步骤│├──明确问题│├──确定目标│├──收集资料，提出方案│├──建立模型，对比分析│└──综合分析与评价└──系统设计├──系统设计概述├──系统优化└──教学实施步骤├──导入新课├──新知讲授│├──系统的概念与基本特性│├──系统的分类│├──系统分析的方法与步骤│└──系统设计的基本原则与步骤├──实践操作│├──案例分析│├──技术试验│└──项目设计├──总结反思├──评价反馈└──知识迁移与应用四、具体教学实施步骤1.导入新课（1课时）活动内容：通过生活中的实例，如交通系统、供水系统等，引导学生思考系统的概念及其在日常生活中的应用。活动目标：激发学生的学习兴趣，初步形成对系统的认识。2.新知讲授（4课时）2.1系统的概念与基本特性（1课时）活动内容：讲解系统的定义和构成要素。分析系统的基本特性，包括整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性。通过案例分析，加深学生对系统特性的理解。活动目标：使学生理解系统的概念和基本特性，为后续学习打下基础。2.2系统的分类（1课时）活动内容：介绍系统的分类标准，如自然系统与人工系统、实体系统与抽象系统等。引导学生根据分类标准对生活中的系统进行分类。活动目标：使学生掌握系统的分类方法，能够识别不同类型的系统。2.3系统分析的方法与步骤（1课时）活动内容：讲解系统分析的定义和目的。介绍系统分析的原则，包括外部条件与内部条件相结合、当前利益与长远利益相结合等。阐述系统分析的步骤，包括明确问题、确定目标、收集资料、提出方案、建立模型、对比分析等。活动目标：使学生掌握系统分析的方法和步骤，为后续的项目设计打下基础。2.4系统设计的基本原则与步骤（1课时）活动内容：讲解系统设计的基本原则，如基本功能的实现、子系统间关联冲突的合理解决等。介绍系统设计的步骤，包括分析系统设计要求、确定系统设计方案、系统方案的表达等。强调系统优化在系统设计中的重要性。活动目标：使学生理解系统设计的基本原则和步骤，掌握系统优化的方法。3.实践操作（6课时）3.1案例分析（2课时）活动内容：选取典型的系统设计案例，如城市交通系统、智能家居系统等。引导学生分析案例中的系统构成、功能、优化方案等。小组讨论并分享分析结果。活动目标：通过案例分析，加深学生对系统分析与设计方法的理解和应用能力。3.2技术试验（2课时）活动内容：设计简单的技术试验，如结构强度试验、控制系统稳定性试验等。指导学生分组进行试验操作，记录试验数据。分析试验数据，撰写试验报告。活动目标：通过技术试验，培养学生的物化能力和严谨的科学态度。3.3项目设计（2课时）活动内容：引导学生选择感兴趣的项目主题，如校园雨水收集系统、智能教室控制系统等。指导学生进行项目设计，包括明确问题、确定目标、提出方案、建立模型等步骤。小组展示项目设计方案，进行互评和教师点评。活动目标：通过项目设计，培养学生的创新设计能力、团队协作能力和图样表达能力。4.总结反思（1课时）活动内容：回顾本单元的学习内容，总结系统分析与设计的方法和步骤。引导学生反思在学习过程中的收获和不足，提出改进建议。活动目标：帮助学生巩固所学知识，提高自我反思能力。5.评价反馈（1课时）活动内容：采用多元化评价方式，包括自我评价、小组评价和教师评价。反馈学生的学习情况，指出存在的问题和改进方向。鼓励学生提出对教学的建议和意见。活动目标：通过评价反馈，及时了解学生的学习情况，调整教学策略，提高教学效果。6.知识迁移与应用（1课时）活动内容：引导学生将所学知识迁移到其他领域，如环境保护、智能家居等。鼓励学生提出创新性的应用方案，并进行交流分享。活动目标：培养学生的知识迁移能力和创新能力，拓宽学生的视野。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定依据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》，本教学设计旨在通过大情境、大任务的创设，培养学生的通用技术核心素养，具体包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面。（一）技术意识学生能够形成对系统的基本认识，理解系统在日常生活中的应用和价值。学生能够分析系统中各要素之间的相互关系，认识到系统对人类社会和环境的影响。学生能够培养规范、安全的技术习惯，形成对技术的理性态度和评价。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别和解决技术问题，初步形成工程意识与思维。学生能够通过案例分析，总结归纳出系统设计的方法，并尝试进行简单的系统设计活动。学生能够明确制约条件和影响因素，提出可能的解决方案，并进行决策分析和性能评估。（三）创新设计学生能够在系统设计中发挥创新思维，提出新颖的设计方案。学生能够运用人机关系及相关理论，发现用户的多方面需求，进行多角度的技术问题分析。学生能够通过技术试验等方式，体验技术创新设计的一般方法，形成初步的技术创新设计能力。（四）图样表达学生能够识读和绘制与系统设计相关的技术图样，如流程图、控制系统方框图等。学生能够运用二维、三维设计软件表达设计方案，提高技术图样表达能力。学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。（五）物化能力学生能够根据设计要求选择合适的材料和工具，进行简单的技术试验和性能测试。学生能够完成模型或产品的成型制作和装配，提高物化能力。学生能够对模型或产品进行技术测试和优化，撰写技术测试和方案试验报告。二、大情境创设（一）情境背景随着科技的飞速发展和社会的进步，系统在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色。无论是自然界中的生态系统，还是人类社会中的交通系统、医疗系统，系统无处不在，深刻影响着我们的生活。为了更好地理解系统的概念、特性、分类，掌握系统分析和设计的方法，本教学设计创设了一个大情境——“智慧校园系统设计与优化”。（二）情境描述智慧校园是一个集教学、管理、生活、服务为一体的综合性系统，它利用物联网、大数据、云计算等现代信息技术，实现校园内各种资源的数字化、网络化、智能化管理。在这个大情境下，学生将扮演校园系统设计师的角色，针对校园内的某个具体系统（如智能门禁系统、校园安全监控系统、智慧教室系统等）进行设计、优化和评估。三、大任务创设（一）任务一：智慧校园系统调研与分析1.任务目标通过对智慧校园系统的调研与分析，学生能够了解智慧校园系统的基本概念、组成要素、功能特点以及在实际应用中的价值和意义。2.任务内容（1）分组调研：学生分成若干小组，每组选择智慧校园内的一个具体系统（如智能门禁系统、校园安全监控系统、智慧教室系统等）进行调研。（2）资料收集：通过查阅文献、网络搜索、实地考察等方式，收集相关系统的资料和信息。（3）系统分析：运用系统分析的方法，对所选系统进行详细分析，包括系统的输入、处理、输出、反馈等环节，以及系统内部各要素之间的相互关系。（4）撰写调研报告：根据调研和分析结果，撰写一份详细的调研报告，包括系统的基本概念、组成要素、功能特点、应用价值以及存在的问题等。3.评价方式通过小组汇报、调研报告评审等方式进行评价，重点考察学生的资料收集能力、系统分析能力以及书面表达能力。（二）任务二：智慧校园系统设计与优化1.任务目标通过智慧校园系统的设计与优化，学生能够掌握系统设计的基本原则和方法，培养创新设计能力和物化能力。2.任务内容（1）系统方案设计：在调研与分析的基础上，学生针对所选系统进行方案设计。设计内容包括系统的总体架构、功能模块、工作流程、界面设计等。（2）系统优化：对初步设计的方案进行优化，包括性能优化、成本优化、用户体验优化等。优化过程中要充分考虑系统的制约条件和影响因素，运用工程思维进行决策分析和性能评估。（3）图样表达：运用二维、三维设计软件绘制系统设计图样，包括系统架构图、功能模块图、工作流程图等。图样表达要清晰、准确、规范。（4）模型制作与测试：根据设计方案制作系统模型（可以是实物模型或虚拟模型），并进行测试和优化。测试内容包括系统的功能测试、性能测试、稳定性测试等。测试过程中要记录测试数据和分析结果，撰写技术测试和方案试验报告。3.评价方式通过方案设计评审、模型展示与测试、技术测试和方案试验报告评审等方式进行评价，重点考察学生的创新设计能力、图样表达能力、物化能力以及技术测试和方案试验能力。（三）任务三：智慧校园系统评估与推广1.任务目标通过智慧校园系统的评估与推广，学生能够培养技术意识和工程思维，提高综合评价能力和团队协作能力。2.任务内容（1）系统评估：对设计的智慧校园系统进行综合评估，包括系统的功能实现情况、性能表现、用户体验、成本效益等方面。评估过程中要运用技术意识和工程思维进行分析和判断。（2）撰写评估报告：根据评估结果撰写一份详细的评估报告，包括评估方法、评估指标、评估结果以及改进建议等。（3）系统推广：制定系统推广计划，包括推广目标、推广策略、推广渠道等。推广过程中要充分考虑系统的实际应用价值和市场需求。（4）团队汇报与交流：组织团队汇报与交流活动，分享设计成果和推广计划，接受其他同学和老师的评价和建议。3.评价方式通过评估报告评审、团队汇报与交流等方式进行评价，重点考察学生的技术意识、工程思维、综合评价能力以及团队协作能力。四、教学实施建议（一）注重情境导入与问题引导在教学实施过程中，要注重情境导入与问题引导，通过创设真实、生动的教学情境，激发学生的学习兴趣和积极性。通过提出具有挑战性和启发性的问题，引导学生主动思考、积极探索和合作交流。（二）强化实践操作与探究体验通用技术课程强调实践操作与探究体验的重要性。在教学实施过程中，要充分利用实验室、实训基地等教学资源，组织学生进行实践操作和探究体验活动。通过亲自动手设计、制作和测试系统模型，学生能够更好地理解和掌握系统设计与优化的方法和技术。（三）加强团队合作与成果展示团队合作是培养学生综合素养的重要途径。在教学实施过程中，要加强团队合作与成果展示环节的设计和组织。通过分组合作、共同完成任务的方式，培养学生的团队协作能力和沟通能力。通过成果展示和交流活动，让学生展示自己的设计成果和推广计划，接受其他同学和老师的评价和建议，进一步提高自己的综合素质和能力水平。十二、单元学历案一、单元主题与课时单元主题：系统及其设计课时设计：导入新课（1课时）活动内容：通过生活中的实例，如交通系统、供水系统等，引导学生思考系统的概念及其在日常生活中的应用。活动目标：激发学生的学习兴趣，初步形成对系统的认识。新知讲授（4课时）2.1系统的概念与基本特性（1课时）活动内容：讲解系统的定义和构成要素，分析系统的基本特性（整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性）。活动目标：使学生理解系统的概念和基本特性，为后续学习打下基础。2.2系统的分类（1课时）活动内容：介绍系统的分类标准，如自然系统与人工系统、实体系统与抽象系统等，引导学生对生活中的系统进行分类。活动目标：使学生掌握系统的分类方法，能够识别不同类型的系统。2.3系统分析的方法与步骤（1课时）活动内容：讲解系统分析的定义、原则（外部条件与内部条件相结合、当前利益与长远利益相结合、局部效益与整体效益相结合、定性分析与定量分析相结合）和步骤（明确问题、确定目标、收集资料、提出方案、建立模型、对比分析）。活动目标：使学生掌握系统分析的方法和步骤，为后续的项目设计打下基础。2.4系统设计的基本原则与步骤（1课时）活动内容：讲解系统设计的基本原则（基本功能的实现、子系统间关联冲突的合理解决、效益的最大化、动态调整的实现）和步骤（分析系统设计要求、确定系统设计方案、系统方案的表达）。活动目标：使学生理解系统设计的基本原则和步骤，掌握系统优化的方法。实践操作（6课时）3.1案例分析（2课时）活动内容：选取典型的系统设计案例，如城市交通系统、智能家居系统等，引导学生分析案例中的系统构成、功能、优化方案等。活动目标：通过案例分析，加深学生对系统分析与设计方法的理解和应用能力。3.2技术试验（2课时）活动内容：设计简单的技术试验，如结构强度试验、控制系统稳定性试验等，指导学生分组进行试验操作，记录试验数据，撰写试验报告。活动目标：通过技术试验，培养学生的物化能力和严谨的科学态度。3.3项目设计（2课时）活动内容：引导学生选择感兴趣的项目主题，如校园雨水收集系统、智能教室控制系统等，进行项目设计，包括明确问题、确定目标、提出方案、建立模型等步骤。活动目标：通过项目设计，培养学生的创新设计能力、团队协作能力和图样表达能力。总结反思（1课时）活动内容：回顾本单元的学习内容，总结系统分析与设计的方法和步骤，引导学生反思在学习过程中的收获和不足，提出改进建议。活动目标：帮助学生巩固所学知识，提高自我反思能力。评价反馈（1课时）活动内容：采用多元化评价方式，包括自我评价、小组评价和教师评价，反馈学生的学习情况，指出存在的问题和改进方向。活动目标：通过评价反馈，及时了解学生的学习情况，调整教学策略，提高教学效果。知识迁移与应用（1课时）活动内容：引导学生将所学知识迁移到其他领域，如环境保护、智能家居等，鼓励学生提出创新性的应用方案，并进行交流分享。活动目标：培养学生的知识迁移能力和创新能力，拓宽学生的视野。二、学习目标（一）技术意识学生能够形成对系统的基本认识，理解系统在日常生活中的应用和价值。学生能够分析系统中各要素之间的相互关系，认识到系统对人类社会和环境的影响。学生能够培养规范、安全的技术习惯，形成对技术的理性态度和评价。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别和解决技术问题，初步形成工程意识与思维。学生能够通过案例分析，总结归纳出系统设计的方法，并尝试进行简单的系统设计活动。学生能够明确制约条件和影响因素，提出可能的解决方案，并进行决策分析和性能评估。（三）创新设计学生能够在系统设计中发挥创新思维，提出新颖的设计方案。学生能够运用人机关系及相关理论，发现用户的多方面需求，进行多角度的技术问题分析。学生能够通过技术试验等方式，体验技术创新设计的一般方法，形成初步的技术创新设计能力。（四）图样表达学生能够识读和绘制与系统设计相关的技术图样，如流程图、控制系统方框图等。学生能够运用二维、三维设计软件表达设计方案，提高技术图样表达能力。学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。（五）物化能力学生能够根据设计要求选择合适的材料和工具，进行简单的技术试验和性能测试。学生能够完成模型或产品的成型制作和装配，提高物化能力。学生能够对模型或产品进行技术测试和优化，撰写技术测试和方案试验报告。三、评价任务过程性评价：通过观察学生在课堂讨论、技术试验、项目设计等活动中的表现，评价学生的参与度、合作能力、创新能力和技术实践能力。作品评价：对学生设计的系统方案、制作的模型或产品进行评价，重点评价其功能性、创新性、实用性和美观性。自我评价与小组评价：鼓励学生进行自我评价和小组互评，反思学习过程中的优点和不足，提出改进建议。教师评价：教师根据学生的课堂表现、作业完成情况、项目设计质量等方面进行综合评价，给予反馈和指导。四、学习过程导入新课：通过生活中的实例引入系统的概念，激发学生的学习兴趣。新知讲授：讲解系统的概念、基本特性和分类，通过案例分析加深理解。讲解系统分析的方法和步骤，通过小组讨论和案例分析进行实践。讲解系统设计的基本原则和步骤，通过案例分析引导学生理解系统设计的过程。实践操作：进行案例分析，分组讨论典型系统的设计思路和优化方案。设计并实施技术试验，记录试验数据，撰写试验报告。分组进行项目设计，明确问题、确定目标、提出方案、建立模型，并进行展示和交流。总结反思：回顾本单元的学习内容，总结系统分析与设计的方法和步骤，反思学习过程中的收获和不足。评价反馈：采用多元化评价方式，及时反馈学生的学习情况，调整教学策略。知识迁移与应用：引导学生将所学知识迁移到其他领域，提出创新性的应用方案，并进行交流分享。五、作业与检测作业：完成课后习题，巩固所学知识。分组完成一个小型系统设计任务，包括明确问题、确定目标、提出方案、建立模型等步骤。准备项目设计的展示材料，包括设计说明书、技术图样、模型或产品等。检测：通过课堂提问和小组讨论检测学生对系统概念、基本特性和分类的理解。通过技术试验报告和项目设计方案检测学生的系统分析和设计能力。通过项目展示和交流检测学生的创新设计能力和物化能力。六、学后反思反思在学习过程中是否充分理解了系统的概念、基本特性和分类。反思在系统分析和设计过程中是否掌握了相关的方法和步骤，是否存在困难和不足。反思在项目设计过程中是否发挥了创新思维和团队协作能力，提出了哪些有价值的设计方案。反思如何将所学知识迁移到其他领域，提出创新性的应用方案，并思考如何在实际生活中应用所学知识解决问题。十三、学科实践与跨学科学习设计教学目标通过本次学科实践与跨学科学习设计，旨在全面提升学生的通用技术核心素养，具体目标包括：技术意识：学生能够形成对系统的基本认识，理解系统在日常生活中的应用和价值，分析系统中各要素之间的相互关系，认识到系统对人类社会和环境的影响，并培养规范、安全的技术习惯。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别和解决技术问题，初步形成工程意识与思维，通过案例分析总结系统设计的方法，并尝试进行简单的系统设计活动，明确制约条件和影响因素，提出可能的解决方案，并进行决策分析和性能评估。创新设计：在系统设计中发挥学生的创新思维，提出新颖的设计方案，运用人机关系及相关理论，发现用户的多方面需求，进行多角度的技术问题分析，通过技术试验等方式体验技术创新设计的一般方法，形成初步的技术创新设计能力。图样表达：学生能够识读和绘制与系统设计相关的技术图样，如流程图、控制系统方框图等，运用二维、三维设计软件表达设计方案，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。物化能力：学生能够根据设计要求选择合适的材料和工具，进行简单的技术试验和性能测试，完成模型或产品的成型制作和装配，提高物化能力，并对模型或产品进行技术测试和优化，撰写技术测试和方案试验报告。学习目标理解系统的基本概念和特性：学生能够理解系统的含义、构成要素和基本特性（整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性），并能举例说明。掌握系统分析的方法：学生能够初步掌握系统分析的基本方法，包括明确问题、确定目标、收集资料、提出方案、建立模型、对比分析等步骤，并能运用这些方法对简单系统进行分析。学会简单系统设计：学生能够初步学会简单系统设计的基本方法，包括分析系统设计要求、确定系统设计方案、系统方案的表达等，并能结合实例分析影响系统优化的因素。提升图样表达和物化能力：学生能够识读和绘制与系统设计相关的技术图样，运用设计软件表达设计方案，并能根据设计要求选择合适的材料和工具，完成模型或产品的制作和装配。跨学科知识整合与应用：学生能够结合物理、数学、信息技术等学科知识，进行系统设计与实践，培养跨学科的综合应用能力。作业目标设定技术意识：通过观察和分析生活中的系统，撰写一篇关于系统应用与价值的短文，体现对系统概念、特性及应用的理解。工程思维：选择一个简单系统（如家庭电路系统、校园供水系统等），进行系统分析，包括明确问题、确定目标、收集资料、提出方案、建立模型等步骤，并撰写系统分析报告。创新设计：设计一个创新性的系统方案（如智能家居控制系统、校园垃圾分类回收系统等），绘制系统设计图样，编写设计说明书，体现创新思维和设计能力。图样表达：利用二维或三维设计软件，绘制所设计系统的技术图样（如流程图、控制系统方框图等），并标注关键参数和说明，体现图样表达能力。物化能力：根据所设计的系统方案，选择合适的材料和工具，制作系统模型或原型，进行技术试验和性能测试，撰写技术测试和方案试验报告，体现物化能力。学科实践与跨学科学习设计内容一、实践主题“智能校园垃圾分类回收系统设计与实施”二、实践目标技术意识：了解智能校园垃圾分类回收系统的必要性和应用价值，增强环保意识。工程思维：运用系统分析的方法，对校园垃圾分类回收系统进行需求分析、方案设计、优化与实施。创新设计：设计具有创新性的智能校园垃圾分类回收系统，提高垃圾分类的效率和准确性。图样表达：绘制系统设计图样，包括流程图、控制系统方框图等，用技术语言清晰表达设计方案。物化能力：制作系统模型或原型，进行技术试验和性能测试，确保系统功能的实现。三、实践内容与步骤需求分析与系统定义活动目标：明确智能校园垃圾分类回收系统的需求，定义系统功能和边界。活动内容：调研校园垃圾分类现状，分析存在的问题和需求。定义智能校园垃圾分类回收系统的功能，包括自动识别、分类投放、数据记录与反馈等。绘制系统概念图，明确系统的边界和组成要素。系统分析活动目标：运用系统分析的方法，对智能校园垃圾分类回收系统进行深入分析。活动内容：明确系统分析的问题和目标，收集相关资料和数据。提出多种备选方案，包括不同的识别技术、分类方式、数据处理方法等。建立系统模型，进行对比分析，评估各方案的优缺点。确定最优方案，撰写系统分析报告。系统设计与图样表达活动目标：设计智能校园垃圾分类回收系统的详细方案，并用技术图样表达。活动内容：分析系统设计要求，确定系统设计方案，包括硬件设计（如识别装置、分类箱、数据传输模块等）和软件设计（如控制程序、数据处理算法等）。绘制系统设计图样，包括流程图、控制系统方框图、设备布局图等。编写系统设计说明书，详细阐述系统的工作原理、技术参数、实施步骤等。跨学科知识整合与应用活动目标：结合物理、数学、信息技术等学科知识，进行系统设计与实践。活动内容：运用物理原理设计识别装置和分类机构，确保系统的准确性和可靠性。利用数学方法优化数据处理算法，提高系统的运行效率。开发基于物联网和云计算的系统管理平台，实现数据的实时传输、处理和分析。系统制作与物化能力活动目标：制作智能校园垃圾分类回收系统的模型或原型，进行技术试验和性能测试。活动内容：根据系统设计方案，选择合适的材料和工具，制作系统模型或原型。进行技术试验，测试系统的识别准确率、分类速度、稳定性等性能指标。根据试验结果，对系统进行优化和改进，确保满足设计要求。撰写技术测试和方案试验报告，总结实践过程中的经验和教训。系统实施与推广活动目标：制定智能校园垃圾分类回收系统的实施计划，推动系统在校园内的应用和推广。活动内容：制定系统的实施计划，包括安装位置、设备配置、人员培训等。在校园内选择试点区域进行系统部署和调试，确保系统正常运行。开展宣传教育活动，提高师生的环保意识和参与度。收集用户反馈意见，对系统进行持续改进和优化。四、评价与反馈过程评价：通过观察学生在实践过程中的参与度、合作精神、创新思维等方面的表现，给予及时的指导和反馈。结果评价：根据学生提交的系统分析报告、设计图样、技术测试和方案试验报告等成果，评价学生的技术意识、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。跨学科知识应用能力评价：评价学生在实践过程中跨学科知识的整合与应用能力，特别是在物理、数学、信息技术等学科知识在系统设计与实践中的应用情况。综合评价：结合过程评价和结果评价，对学生在智能校园垃圾分类回收系统设计与实施过程中的整体表现进行综合评价，提出针对性的改进建议。通过本次学科实践与跨学科学习设计，学生不仅能够全面提升通用技术核心素养，还能在实践中培养跨学科的综合应用能力，为将来的学习和工作打下坚实的基础。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）》和《第三章系统及其设计》的教学内容，本单元的教学目标设定如下：技术意识：学生能够形成对系统的基本认识，理解系统在日常生活中的应用和价值；能够分析系统中各要素之间的相互关系，认识到系统对人类社会和环境的影响；能够培养规范、安全的技术习惯，形成对技术的理性态度和评价。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别和解决技术问题，初步形成工程意识与思维；能够通过案例分析，总结归纳出系统设计的方法，并尝试进行简单的系统设计活动；能够明确制约条件和影响因素，提出可能的解决方案，并进行决策分析和性能评估。创新设计：学生能够在系统设计中发挥创新思维，提出新颖的设计方案；能够运用人机关系及相关理论，发现用户的多方面需求，进行多角度的技术问题分析；能够通过技术试验等方式，体验技术创新设计的一般方法，形成初步的技术创新设计能力。图样表达：学生能够识读和绘制与系统设计相关的技术图样，如流程图、控制系统方框图等；能够运用二维、三维设计软件表达设计方案，提高技术图样表达能力；能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。物化能力：学生能够根据设计要求选择合适的材料和工具，进行简单的技术试验和性能测试；能够完成模型或产品的成型制作和装配，提高物化能力；能够对模型或产品进行技术测试和优化，撰写技术测试和方案试验报告。二、作业目标设定本单元的作业设计将围绕上述教学目标，具体设定以下作业目标：技术意识：学生能够结合生活中的实例，分析系统中各要素之间的相互关系，认识到系统对人类社会和环境的影响。学生能够培养规范、安全的技术习惯，形成对技术的理性态度和评价。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别和解决技术问题，初步形成工程意识与思维。学生能够通过案例分析，总结归纳出系统设计的方法，并尝试进行简单的系统设计活动。学生能够明确制约条件和影响因素，提出可能的解决方案，并进行决策分析和性能评估。创新设计：学生能够在系统设计中发挥创新思维，提出新颖的设计方案。学生能够运用人机关系及相关理论，发现用户的多方面需求，进行多角度的技术问题分析。学生能够通过技术试验等方式，体验技术创新设计的一般方法，形成初步的技术创新设计能力。图样表达：学生能够识读和绘制与系统设计相关的技术图样，如流程图、控制系统方框图等。学生能够运用二维、三维设计软件表达设计方案，提高技术图样表达能力。学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。物化能力：学生能够根据设计要求选择合适的材料和工具，进行简单的技术试验和性能测试。学生能够完成模型或产品的成型制作和装配，提高物化能力。学生能够对模型或产品进行技术测试和优化，撰写技术测试和方案试验报告。三、大单元作业设计1.系统及其概念作业作业一：系统案例分析内容：选取生活中的一个系统（如家庭供水系统、学校教学系统等），分析该系统的构成要素、基本特性（整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性）以及该系统对人类生活的影响。目标：培养学生的技术意识和工程思维，使其能够分析系统中各要素之间的相互关系，并认识到系统对人类社会和环境的影响。形式：书面报告，结合图表、图示进行说明。作业二：系统分类练习内容：根据系统的不同分类标准（自然系统与人工系统、实体系统与抽象系统等），对给定的系统进行分类，并说明分类的依据。目标：加深对系统分类的理解，培养学生的逻辑思维和分类能力。形式：填空题或选择题，结合简短的解释说明。2.系统分析作业作业三：系统分析方案设计内容：选择一个实际问题（如城市交通拥堵问题、校园垃圾分类问题等），运用系统分析的方法进行方案设计。包括明确问题、确定目标、收集资料、提出方案、建立模型、对比分析等步骤。目标：培养学生的工程思维和创新设计能力，使其能够运用系统分析的方法识别和解决技术问题。形式：书面报告，结合图表、图示和模型进行说明。作业四：系统分析讨论内容：分组讨论系统分析中的外部条件与内部条件、当前利益与长远利益、局部效益与整体效益、定性分析与定量分析相结合的原则，并举例说明这些原则在实际问题中的应用。目标：加深对系统分析原则的理解，培养学生的团队协作和批判性思维能力。形式：小组讨论报告，结合具体案例进行分析。3.系统设计作业作业五：系统设计实践内容：选择一个实际项目（如校园雨水收集系统、智能教室控制系统等），进行系统设计。包括分析系统设计要求、确定系统设计方案、系统方案的表达等步骤。要求绘制系统流程图、控制系统方框图等技术图样，并运用二维、三维设计软件表达设计方案。目标：培养学生的图样表达能力和物化能力，使其能够根据设计要求选择合适的材料和工具，进行简单的技术试验和性能测试。形式：项目设计报告，结合技术图样、设计模型和试验报告进行说明。作业六：系统优化方案设计内容：对作业五中的系统设计方案进行优化。分析影响系统优化的因素，提出优化方案，并进行技术试验和性能测试，撰写优化报告。目标：培养学生的创新思维和物化能力，使其能够在系统设计中发挥创新思维，提出新颖的设计方案，并进行技术试验和性能测试。形式：优化报告，结合技术试验数据和性能测试结果进行说明。4.综合应用作业作业七：跨学科系统设计项目内容：结合其他学科（如物理、化学、生物、数学等）的知识，设计一个跨学科的系统项目。例如，结合物理和数学知识设计一个智能家居控制系统，结合化学和生物知识设计一个生态鱼缸系统等。要求综合运用系统分析、系统设计和系统优化的方法，完成项目设计报告和模型制作。目标：培养学生的跨学科整合能力和创新精神，使其能够将所学知识迁移到其他领域，解决实际问题。形式：跨学科项目设计报告和模型展示，结合技术图样、设计模型和试验报告进行说明。作业八：反思与总结内容：对整个单元的学习过程进行反思和总结。包括学习过程中的收获、遇到的困难和解决方法、对系统及其设计、系统分析和系统设计的理解等。目标：培养学生的自我反思和总结能力，使其能够认识到自己的不足并努力改进。形式：书面反思报告，结合个人学习笔记和小组讨论记录进行说明。通过以上大单元作业设计，学生将能够全面理解和掌握系统及其设计的相关知识，培养技术意识、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。作业设计注重实践性和综合性，旨在通过实际操作和跨学科整合，提升学生的综合素质和创新能力。十五、“教-学-评”一致性课时设计课时1：导入新课教学目标技术意识：通过生活中的实例，初步形成对系统的认识，理解系统在日常生活中的广泛应用。工程思维：激发学生对系统及其设计的兴趣，为后续学习打下基础。作业目标思考并记录自己在日常生活中遇到的系统实例，并尝试分析这些系统的组成和功能。课程目标通过导入新课，培养学生观察生活、分析问题的能力，为后续学习系统及其设计奠定基础。教学流程导入（10分钟）教师通过多媒体展示学校供水系统、餐饮系统、教学系统等实例，引导学生思考这些系统的组成和功能。提问：“同学们，你们在日常生活中还遇到过哪些系统？它们是如何工作的？”讨论与交流（15分钟）学生分组讨论，分享自己观察到的系统实例，并尝试分析这些系统的组成和功能。每组派代表分享讨论结果，全班进行交流。总结与反思（10分钟）教师总结系统的基本概念和特征，强调系统在我们生活中的广泛应用。学生反思并记录自己在日常生活中的系统观察和分析结果。布置作业（5分钟）作业：继续观察并记录自己在日常生活中遇到的系统实例，分析它们的组成和功能，准备下节课分享。教学评价自我评价：学生反思自己在本节课中的参与度和思考深度。小组评价：小组成员之间评价彼此的观察和分析能力。教师评价：教师根据学生的讨论和分享情况，评价学生的观察和分析能力。课时2：系统的概念与基本特性（1）教学目标技术意识：理解系统的含义和构成条件，形成对系统的基本认识。工程思维：通过分析实例，初步掌握系统的基本特性。作业目标分析一个具体系统的基本特性，并撰写分析报告。课程目标通过学习系统的概念和基本特性，培养学生的系统思维和工程分析能力。教学流程复习旧知（5分钟）教师简要回顾上节课的内容，引出本节课的学习主题。讲授新知（20分钟）教师讲解系统的含义和构成条件，强调系统是由若干要素以一定结构形式组成的具有某种功能的有机整体。通过案例分析（如共享单车系统），引导学生理解系统的构成条件。讨论与交流（15分钟）学生分组讨论，分析共享单车系统的基本特性（整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性）。每组派代表分享讨论结果，全班进行交流。实践操作（10分钟）学生分组进行实践操作，分析其他系统（如家庭电路系统、学校供水系统）的基本特性。总结与布置作业（5分钟）教师总结系统的基本特性，强调系统思维的重要性。作业：选择一个具体系统（如学校图书馆系统），分析其基本特性，并撰写分析报告。教学评价自我评价：学生反思自己在本节课中的学习情况和掌握程度。小组评价：小组成员之间评价彼此的分析能力和合作精神。教师评价：教师根据学生的讨论、分享和实践操作情况，评价学生的系统思维和工程分析能力。课时3：系统的概念与基本特性（2）教学目标技术意识：深入理解系统的基本特性，并能运用这些特性分析实际问题。工程思维：通过案例分析，培养学生的系统分析和工程思维能力。作业目标选择一个系统，分析其在实际应用中的优化方案，并撰写报告。课程目标通过深入分析系统的基本特性，提升学生的系统思维和工程优化能力。教学流程复习旧知（5分钟）教师简要回顾上节课的内容，引出本节课的学习重点。讲授新知（15分钟）教师进一步讲解系统的基本特性（整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性），并强调这些特性在实际应用中的重要性。通过案例分析（如城市交通系统），引导学生理解系统特性在实际问题中的应用。讨论与交流（15分钟）学生分组讨论，选择一个系统（如家庭垃圾处理系统），分析其在实际应用中的优化方案。每组派代表分享讨论结果，全班进行交流。实践操作（10分钟）学生分组进行实践操作，设计并优化一个系统（如校园照明系统），并分析其在实际应用中的效果。总结与布置作业（5分钟）教师总结系统的基本特性在实际问题中的应用，强调系统优化的重要性。作业：选择一个系统，分析其在实际应用中的优化方案，并撰写报告。教学评价自我评价：学生反思自己在本节课中的学习进步和不足之处。小组评价：小组成员之间评价彼此的分析能力和优化方案。教师评价：教师根据学生的讨论、分享和实践操作情况，评价学生的系统思维和工程优化能力。课时4：系统的分类教学目标技术意识：了解系统的分类标准和方法，形成对系统多样性的认识。工程思维：通过分析不同类型的系统，培养学生的分类和归纳能力。作业目标查阅相关资料，总结更多系统的分类方法和实例。课程目标通过学习系统的分类，拓宽学生的知识面，提升学生的分类和归纳能力。教学流程复习旧知（5分钟）教师简要回顾上节课的内容，引出本节课的学习主题。讲授新知（15分钟）教师讲解系统的分类标准和方法，包括自然系统与人工系统、实体系统与抽象系统等。通过案例分析（如生态系统、城市交通系统等），引导学生理解不同类型系统的特点。讨论与交流（15分钟）学生分组讨论，分析不同类型系统在实际应用中的优势和局限性。每组派代表分享讨论结果，全班进行交流。实践操作（10分钟）学生分组进行实践操作，查阅相关资料，总结更多系统的分类方法和实例。总结与布置作业（5分钟）教师总结系统的分类方法和实际应用，强调分类和归纳能力的重要性。作业：查阅相关资料，总结更多系统的分类方法和实例。教学评价自我评价：学生反思自己在本节课中的学习收获和分类能力。小组评价：小组成员之间评价彼此的分类和归纳能力。教师评价：教师根据学生的讨论、分享和实践操作情况，评价学生的分类和归纳能力。课时5-6：系统分析（理论讲授与案例分析）教学目标技术意识：理解系统分析的含义和重要性，形成系统分析的意识。工程思维：掌握系统分析的基本原则和步骤，培养解决实际问题的能力。作业目标选择一个实际问题，进行系统分析，并提出解决方案。课程目标通过学习系统分析，培养学生的系统思维和工程实践能力。教学流程（每课时各30分钟）课时5：系统分析的理论讲授复习旧知（5分钟）教师简要回顾上节课的内容，引出本节课的学习主题。讲授新知（20分钟）教师讲解系统分析的含义、基本原则和步骤，强调系统分析在解决实际问题中的重要性。通过案例分析（如新小区管线铺设问题），引导学生理解系统分析的实际应用。讨论与交流（5分钟）学生分组讨论，分享自己对系统分析的理解和看法。课时6：系统分析的案例分析复习旧知（5分钟）教师简要回顾上节课的内容，引出本节课的学习重点。案例分析（20分钟）教师通过多媒体展示多个系统分析的案例（如城市交通拥堵问题、企业生产线优化等），引导学生分析这些案例中的系统分析过程和解决方案。学生分组讨论，选择一个案例进行深入分析，并尝试提出自己的解决方案。实践操作（5分钟）学生分组进行实践操作，选择一个实际问题，进行系统分析，并提出解决方案。总结与布置作业（5分钟）教师总结系统分析的基本原则和步骤，强调系统分析在解决实际问题中的重要性。作业：选择一个实际问题，进行系统分析，并提出解决方案。教学评价自我评价：学生反思自己在本节课中的学习进步和系统分析能力。小组评价：小组成员之间评价彼此的分析能力和合作精神。教师评价：教师根据学生的讨论、分享和实践操作情况，评价学生的系统思维和工程实践能力。课