2019版 豫科版 高中通-用技术 必修 技术与设计2《第一章 结构及其设计》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《第一章结构及其设计》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，必修模块“技术与设计2”涵盖了“结构及其设计”这一重要内容。本单元的教学重点在于让学生理解结构的基本概念、掌握影响结构稳定性和强度的因素，并能够进行简单的结构设计与实践。教学内容围绕“结构”这一核心概念展开，通过理论讲解、案例分析、实践操作等多种形式，帮助学生建立对结构设计的全面认识，并培养其解决实际问题的能力。《第一章结构及其设计》的教学内容分为四个部分：第一节“典型结构的认知”，主要介绍结构的概念及常见的结构类型；第二节“结构的稳定性与强度”，探讨结构与力的关系、结构的稳定性与强度的影响因素；第三节“简单结构的设计”，通过三个具体的设计项目（桥梁模型、手机支架、创意玩具）让学生体验结构设计的全过程；第四节“经典结构赏析”，通过赏析中外经典建筑结构，提升学生的审美情趣和文化素养。（二）单元内容分析典型结构的认知结构的概念：从广义和狭义两个角度解释结构的含义，强调结构在工程技术领域的重要性。常见的结构类型：介绍桁架结构、薄壳结构、实体结构三种基本类型，分析其受力特点和应用场景。结构的稳定性与强度结构与力：探讨构件的五种受力形式（拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切），理解结构在受力时的变形特点。结构的稳定性：分析影响结构稳定性的因素（形状、重心位置、支撑面大小等），通过试验体验结构稳定性的重要性。结构的强度：探讨影响结构强度的因素（结构形状、材料、连接方式等），通过试验和案例分析理解结构强度的概念。简单结构的设计桥梁模型的设计与制作：学生分组设计并制作一座能够承载一定质量的桥梁模型，体验结构设计的全过程。手机支架的设计与制作：学生设计并制作一款实用、美观的手机支架，注重实用性和创新性。创意玩具的设计与制作：以“跳跃的袋鼠”为例，引导学生运用结构设计原理进行创意玩具的设计与制作。经典结构赏析山西应县木塔：赏析中国古代建筑的杰出代表，理解其结构特点和历史价值。悉尼歌剧院：介绍现代建筑的经典之作，探讨其独特的结构形式和美学价值。港珠澳大桥：分析超大型跨海桥梁工程的结构特点和技术挑战，感受中国桥梁建设的辉煌成就。（三）单元内容整合本单元的教学内容围绕“结构及其设计”这一核心主题展开，通过四个部分的教学，逐步深入、层层递进。通过“典型结构的认知”让学生理解结构的基本概念和类型；通过“结构的稳定性与强度”探讨结构与力的关系以及影响结构稳定性和强度的因素；然后，通过“简单结构的设计”让学生亲身体验结构设计的全过程；通过“经典结构赏析”提升学生的审美情趣和文化素养。四个部分相互联系、相互支撑，共同构成了一个完整的教学体系。在教学过程中，注重理论与实践相结合、知识与技能相结合、过程与方法相结合。通过案例分析、试验操作、小组讨论等多种形式的教学活动，激发学生的学习兴趣和积极性，培养其解决实际问题的能力和创新精神。注重跨学科知识的融合与渗透，引导学生将技术知识与其他学科知识相结合，形成综合性的知识结构。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。这些核心素养目标在本单元的教学中得到充分体现和具体落实。（一）技术意识理解技术现象：通过案例分析、试验操作等活动，让学生理解结构在工程技术领域中的广泛应用和重要作用。形成技术价值观：引导学生认识到结构设计的科学性和艺术性，培养其对技术的亲近感和认同感。具备技术伦理意识：在讨论和实践中强调技术伦理的重要性，培养学生的责任感和道德意识。（二）工程思维系统分析与比较权衡：在结构设计中，引导学生运用系统分析的方法，对多种方案进行比较和权衡，选择最优方案。整体规划与设计：通过桥梁模型、手机支架等设计项目，让学生体验整体规划与设计的过程，培养其工程思维能力。风险评估与决策：在设计过程中，引导学生考虑各种风险因素，进行风险评估和决策分析。（三）创新设计发现与明确问题：引导学生从实际需求出发，发现并提出结构设计中的问题。创新构思与方案制定：鼓励学生运用创新思维和方法，提出多种设计方案，并进行比较和优化。技术试验与验证：通过技术试验验证设计方案的可行性和有效性，培养学生的实证意识和科学精神。（四）图样表达识读技术图样：在教学过程中，引导学生识读和理解各种技术图样，如机械加工图、装配图等。绘制技术图样：通过实践操作，让学生掌握绘制技术图样的基本方法和技巧，能够用图样表达设计构想。技术语言交流：培养学生运用技术语言进行交流和表达的能力，提高其技术素养和沟通能力。（五）物化能力材料与工具选择：在结构设计中，引导学生根据设计要求选择合适的材料和工具。模型制作与装配：通过桥梁模型、手机支架等设计项目的制作和装配过程，培养学生的动手实践能力和物化能力。技术测试与优化：对制作完成的作品进行技术测试和优化改进，提高其性能和可靠性。在教学过程中，注重将通用技术的核心素养目标融入到具体的教学内容和教学活动中，通过多样化的教学方式和手段，促进学生的全面发展。注重培养学生的自主学习能力和合作精神，鼓励其积极参与技术实践活动和跨学科学习，形成综合性的知识结构和创新实践能力。三、学情分析（一）已知内容分析在高中通用技术必修课程《技术与设计1》的学习中，学生已经初步了解了技术的基本概念、性质及其发展历程，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、优化设计方案等环节。学生也掌握了一些基本的技术试验方法，并具备了一定的技术语言表达和图样识读能力。这些基础知识为学生进一步学习《技术与设计2》中的“结构及其设计”单元打下了坚实的基础。在“结构及其设计”单元学习之前，学生通常已经接触过一些简单的结构形式，如桥梁、房屋、家具等，并对这些结构的基本功能和使用有一定的认识。他们可能还通过物理课程学习过一些关于力学的基础知识，如力的合成与分解、平衡条件等，这些知识将有助于学生理解结构的稳定性和强度等概念。（二）新知内容分析“结构及其设计”单元是《技术与设计2》的重要组成部分，它涵盖了结构的基本概念、常见结构类型、结构的稳定性和强度、简单结构的设计以及经典结构的赏析等内容。本单元旨在帮助学生深入理解结构的本质和特性，掌握结构设计的基本方法和原则，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。典型结构的认知：学生将学习结构的基本概念，理解结构是如何通过一定的方式将材料组合起来以承受载荷的。他们还将认识几种常见的结构类型，如桁架结构、薄壳结构和实体结构，并了解这些结构的特点和应用。结构的稳定性与强度：学生将学习结构与力的关系，理解结构在外力作用下的变形和破坏机制。他们还将探究影响结构稳定性和强度的因素，如结构的形状、材料、连接方式等，并学会通过技术试验来验证这些因素对结构性能的影响。简单结构的设计：学生将参与一系列的结构设计项目，如桥梁模型、手机支架和创意玩具的设计与制作。通过这些实践活动，他们将学会如何运用所学知识进行结构设计，包括确定设计目标、分析约束条件、选择材料和连接方式、绘制设计图样等步骤。经典结构赏析：学生将欣赏一些经典的结构案例，如山西应县木塔、悉尼歌剧院和港珠澳大桥等。通过这些案例的学习，他们将理解结构设计与文化、艺术、科技等方面的紧密联系，感受结构设计的魅力和价值。（三）学生学习能力分析高中生的认知能力和逻辑思维能力已经得到了较好的发展，他们能够理解和分析较为复杂的问题，并具备一定的自主学习和合作学习能力。在通用技术课程的学习中，学生通常表现出较强的动手实践能力和创新意识，他们喜欢通过实际操作来验证所学知识，并乐于探索新的设计思路和方法。对于“结构及其设计”单元的学习来说，学生可能面临一些挑战。他们需要掌握一些力学的基础知识，如力的合成与分解、平衡条件等，这些知识可能相对抽象和难以理解。他们需要在理解结构基本概念和原理的基础上，将其应用于实际的结构设计中，这要求他们具备一定的综合运用能力和创新思维。为了帮助学生克服这些挑战，教师可以采用多种教学方法和手段，如案例分析、技术试验、项目设计等，以激发学生的学习兴趣和积极性。教师还可以鼓励学生通过自主学习和合作学习来深化对知识的理解和掌握。（四）学习障碍突破策略针对学生在“结构及其设计”单元学习中可能遇到的学习障碍，教师可以采取以下策略来帮助学生克服：加强力学基础知识的讲解和练习：在开始学习结构及其设计之前，教师可以先对力学基础知识进行复习和讲解，帮助学生建立必要的知识基础。教师还可以设计一些相关的练习题，让学生通过练习来巩固和深化对力学知识的理解。采用直观形象的教学方法：对于结构及其设计中的一些抽象概念和原理，教师可以采用直观形象的教学方法来帮助学生理解。例如，可以利用实物模型、动画演示等手段来展示结构的形状、受力情况等内容；可以通过技术试验来让学生亲身体验结构在外力作用下的变形和破坏过程。设计多样化的实践活动：实践活动是帮助学生理解和掌握结构设计知识的重要途径。教师可以设计一些多样化的实践活动，如桥梁模型设计与制作、手机支架设计与制作等，让学生在实践中学习和运用所学知识。教师还可以鼓励学生参与一些创新性的设计项目，如创意玩具设计等，以激发他们的创新意识和实践能力。注重过程性评价和反馈：在学习过程中，教师应注重对学生的表现进行及时评价和反馈。通过评价可以了解学生的学习情况和掌握程度，及时发现并纠正存在的问题；通过反馈可以激励学生继续努力学习和进步。教师还可以根据学生的表现来调整教学策略和方法，以更好地满足学生的学习需求。鼓励学生进行自主学习和合作学习：自主学习和合作学习是培养学生综合能力和创新思维的有效途径。教师可以鼓励学生利用课余时间进行自主学习，如阅读相关书籍、观看教学视频等；还可以组织学生进行小组合作学习，共同解决一些实际问题或完成一些设计项目。通过自主学习和合作学习，学生可以相互启发、相互帮助，共同提高学习效果。四、大主题或大概念设计本次大单元教学设计的主题是“探索结构的奥秘：从认知到创新”。围绕这一主题，我们将通过一系列教学活动，引导学生从结构的认知出发，深入理解结构的稳定性和强度，并通过实践项目进行简单结构的设计与制作，最终通过经典结构的赏析提升学生的技术文化素养。通过这一主题的学习，学生不仅能够掌握结构的基本知识，还能够培养技术意识、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。五、大单元目标叙写通用技术的核心素养目标：技术意识：学生能够形成对结构现象的敏感性和理性认识，理解结构在生活中的应用价值。学生能够认识到结构设计的合理性和安全性对人们生活的重要性，形成规范、安全的技术意识。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对结构问题进行多因素分析和整体优化。学生能够通过模拟试验或数学模型对结构方案进行性能和风险评估，发展工程建模和思维能力。创新设计：学生能够基于用户需求，提出具有创意的结构设计方案，并进行初步的设计优化。学生能够运用创新思维和创造技法，对结构进行改进和创新，提升设计方案的实用性和美观性。图样表达：学生能够识读和绘制简单的结构图样，用技术语言准确表达设计构想。学生能够利用二维、三维设计软件绘制结构图样，并进行方案的交流和展示。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，完成简单结构的制作和装配。学生能够对制作完成的结构进行性能测试和优化，提升动手实践能力和解决问题的能力。六、大单元教学重点结构的认知与分类：重点理解结构的定义、类型及其在日常生活中的应用。通过案例分析，掌握桁架结构、薄壳结构和实体结构的特点及受力分析。结构的稳定性与强度：重点分析影响结构稳定性和强度的因素，理解结构受力分析的基本原理。通过实验和探究，掌握提高结构稳定性和强度的方法。简单结构的设计与制作：重点指导学生经历结构设计的一般过程，包括需求分析、方案设计、图样表达、制作与测试等环节。通过桥梁模型、手机支架和创意玩具等设计项目，提升学生的实践能力和创新能力。经典结构的赏析与评价：重点通过经典结构案例的赏析，理解结构设计的艺术性和科学性。引导学生从技术、文化、美学等多个角度对结构进行评价和反思。七、大单元教学难点结构受力分析的理解与应用：难点在于如何将抽象的力学原理与具体的结构实例相结合，使学生能够准确分析结构的受力情况。通过实验和模拟，帮助学生直观感受结构受力变化，增强理解。结构设计方案的优化与创新：难点在于如何在满足基本功能需求的基础上，提出具有创意和实用性的结构设计方案。通过案例分析和头脑风暴，激发学生的创新思维，培养其解决问题的能力。图样表达与物化能力的提升：难点在于如何提高学生的图样表达能力和动手实践能力，使其能够准确表达设计构想并完成结构制作。通过图样表达训练和动手实践项目，加强学生的图样表达和物化能力。经典结构赏析的深度与广度：难点在于如何引导学生从技术、文化、美学等多个角度对经典结构进行深入赏析和评价。通过组织专题讨论和小组汇报，拓宽学生的视野，提升其综合评价能力。教学策略与活动设计1.结构的认知与分类教学策略：采用讲授与讨论相结合的方法，通过案例分析帮助学生理解结构的定义和类型。活动设计：组织学生观察身边的建筑、机械等结构实例，讨论其结构类型及特点。小组合作，收集不同类型的结构实例，制作结构类型分类表，并进行展示和交流。2.结构的稳定性与强度教学策略：通过实验和探究，引导学生分析影响结构稳定性和强度的因素。活动设计：设计简单的结构稳定性实验，如三角形与四边形的稳定性对比实验。小组合作，探究不同材料、形状对结构强度的影响，并进行数据记录和分析。邀请工程师或专家进行讲座，分享结构设计与优化的实践经验。3.简单结构的设计与制作教学策略：采用项目式学习，指导学生经历结构设计的一般过程。活动设计：分组进行桥梁模型、手机支架和创意玩具的设计项目。从需求分析出发，引导学生明确设计目标和约束条件。指导学生进行方案构思、图样表达和制作与测试。组织项目展示和评价，引导学生从多个角度对设计方案进行优化和创新。4.经典结构的赏析与评价教学策略：采用专题学习和小组讨论的方法，引导学生深入理解经典结构的设计理念和艺术价值。活动设计：组织学生参观当地的经典建筑或结构，了解其历史背景和设计特点。分组选择经典结构案例进行深入研究，从技术、文化、美学等角度进行评价和反思。小组汇报研究成果，组织全班讨论和交流，提升学生的综合评价能力。通过以上教学策略和活动设计，旨在帮助学生全面掌握结构及其设计的相关知识，培养通用技术核心素养，提升其技术实践能力和创新能力。八、大单元整体教学思路教学目标设定本大单元的教学以《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》中《第一章结构及其设计》的教学内容，旨在通过一系列的教学活动，提升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）技术意识理解结构的概念与重要性：学生能够理解结构在日常生活中的普遍存在及其重要性，认识到结构对技术产品功能实现的独特价值。技术伦理与安全意识：通过案例分析，学生能够理解技术选择、使用过程中的伦理问题，形成规范、安全的技术习惯，树立知识产权意识和生态文明观。技术文化理解：通过经典结构的赏析，学生能够理解不同文化背景下结构设计的差异，形成对技术文化的敏感性和尊重。（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，识别技术问题的特性和细节，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。工程设计与实践：通过桥梁模型、手机支架和创意玩具的设计与制作，学生能够经历工程设计的一般过程，理解结构设计的基本思想和方法，发展工程思维。风险评估与决策：学生能够初步运用简单的模拟试验或数学模型对技术方案进行性能和风险评估，形成初步的决策能力。（三）创新设计创新思维与技法：学生能够运用创新思维和创造技法，发现用户的多方面需求，多角度分析需要解决的技术问题，提出具有创造性的设计方案。方案优化与迭代：通过技术试验和方案优化，学生能够不断完善设计方案，形成初步的设计创新能力。跨学科融合：学生能够结合科学、数学、艺术等多学科的知识，进行综合创新设计，提高综合素养。（四）图样表达技术图样识读与绘制：学生能够识读常见的技术图样，如机械加工图、流程图、控制系统方框图等，并能够运用手工绘图工具或二维、三维设计软件绘制结构图、流程图等，表达设计方案。设计交流与沟通：学生能够运用技术图样和技术语言进行设计交流和沟通，准确传达设计意图和构想。图样优化与迭代：在设计过程中，学生能够根据反馈不断优化和迭代技术图样，提高设计质量。（五）物化能力材料与工具选择：学生能够根据设计要求选择合适的材料和工具，了解常用材料的属性及加工方法，掌握基本的工具使用方法。模型制作与装配：学生能够严谨细致地完成模型或产品的成型制作和装配，掌握一定的加工工艺和装配技巧。技术测试与评估：学生能够对模型或产品进行基本的技术测试和技术指标测量，撰写技术测试和方案试验的报告，并能从效率、形式、流程等方面进行方案的评价与优化。教学重点与难点教学重点结构的概念与类型：理解结构的概念，辨识常见的结构类型及其特点。结构的稳定性与强度：探究影响结构稳定性和强度的因素，掌握简单的受力分析方法。简单结构的设计与制作：通过桥梁模型、手机支架和创意玩具的设计与制作，掌握结构设计的基本流程和方法。经典结构的赏析：通过赏析经典结构案例，理解结构设计的文化内涵和美学特征。教学难点如何将理论知识应用于实践：引导学生将所学的结构理论知识应用于实际的设计与制作过程中，解决具体的技术问题。创新设计能力的培养：激发学生的创新思维和创造力，鼓励他们提出具有独特性和创新性的设计方案。图样表达与沟通能力的培养：提高学生的技术图样识读与绘制能力，使他们能够准确、清晰地表达设计意图和构想。教学策略与方法教学策略情境创设与问题引导：通过创设真实的学习情境，提出具有挑战性和开放性的问题，激发学生的学习兴趣和探究欲望。项目式学习：以项目为载体，通过任务驱动的方式，让学生经历完整的设计、制作、测试和优化过程，提升他们的实践能力和综合素养。跨学科融合：结合科学、数学、艺术等多学科的知识，进行综合创新设计，培养学生的跨学科思维和综合素养。合作学习与成果展示：鼓励学生进行小组合作学习，共同完成任务，并通过成果展示和交流，分享学习经验和心得。教学方法讲授与演示：通过教师的讲授和演示，使学生掌握结构的基本概念、类型、稳定性与强度等理论知识。实践操作：通过学生的实践操作，如桥梁模型、手机支架和创意玩具的设计与制作，提升他们的物化能力和实践能力。案例分析：通过经典结构案例的分析和讨论，使学生理解结构设计的文化内涵和美学特征，提升他们的技术意识和工程思维。技术试验与探究：通过技术试验和探究活动，使学生掌握简单的受力分析方法和结构设计的基本流程，提升他们的创新设计能力和图样表达能力。教学评价与反馈评价方式过程性评价：关注学生在设计、制作、测试和优化过程中的表现，及时给予反馈和指导，帮助他们不断改进和提高。成果性评价：通过对学生完成的模型、作品或设计方案的评价，检验他们的学习成果和综合能力。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价和互评，培养他们的反思能力和批判性思维。评价内容技术意识：评价学生对结构概念的理解、技术伦理与安全意识的形成以及对技术文化的敏感性。工程思维：评价学生运用系统分析的方法解决问题的能力、工程设计的实践能力以及风险评估与决策的能力。创新设计：评价学生的创新思维和创造力、方案优化与迭代的能力以及跨学科融合的能力。图样表达：评价学生技术图样的识读与绘制能力、设计交流与沟通的能力以及图样优化与迭代的能力。物化能力：评价学生材料与工具选择的能力、模型制作与装配的能力以及技术测试与评估的能力。教学实施步骤第一阶段：理论学习与情境创设（2课时）引入课题：通过展示生活中常见的结构案例，引导学生思考结构的概念和重要性。讲授结构的基本概念与类型：通过教师的讲授和演示，使学生掌握结构的基本概念、分类及其特点。情境创设与问题引导：创设真实的学习情境，提出具有挑战性和开放性的问题，激发学生的学习兴趣和探究欲望。第二阶段：结构稳定性与强度探究（4课时）结构与力：通过实验和案例分析，使学生理解结构与力的关系，掌握简单的受力分析方法。结构与稳定性：探究影响结构稳定性的因素，通过实验和讨论，使学生掌握提高结构稳定性的方法。结构与强度：探究影响结构强度的因素，通过实验和案例分析，使学生掌握提高结构强度的方法。技术试验与探究：组织学生进行技术试验和探究活动，加深对结构稳定性与强度的理解。第三阶段：简单结构设计与制作（10课时）桥梁模型的设计与制作：指导学生进行桥梁模型的设计与制作，掌握结构设计的基本流程和方法。手机支架的设计与制作：指导学生进行手机支架的设计与制作，注重实用性和创新性。创意玩具的设计与制作：鼓励学生发挥想象力，设计并制作具有创意的玩具，提升他们的创新设计能力。成果展示与评价：组织学生进行成果展示和评价活动，分享学习经验和心得，提升他们的反思能力和批判性思维。第四阶段：经典结构赏析与总结提升（4课时）经典结构赏析：通过赏析山西应县木塔、悉尼歌剧院和港珠澳大桥等经典结构案例，理解结构设计的文化内涵和美学特征。总结提升：引导学生总结本单元的学习成果和经验教训，提升他们的技术意识和工程思维。拓展延伸：鼓励学生关注生活中的结构问题，尝试运用所学的知识进行解决和创新设计。通过以上教学实施步骤，本大单元旨在全面提升学生的通用技术核心素养，培养他们的创新精神和实践能力，为他们未来的学习和生活奠定坚实的基础。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2019版豫科版高中通用技术必修《技术与设计2》第一章《结构及其设计》的教学内容，本章节的教学目标设定如下：技术意识：学生能够理解结构的概念及其在日常生活中的应用，形成对结构问题的敏感性和技术规范性意识，能够识别并分析结构对人、自然、社会的影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对结构问题进行要素分析、整体规划，并运用模拟和简易建模等方法进行设计。能够理解结构稳定性与强度的基本原理，并进行简单的风险评估和综合决策。创新设计：学生能够基于结构问题的发现与明确，进行创新性方案构思，提出符合设计原则且具有一定创造性的设计方案。能够运用人机关系及相关理论进行综合分析，进行技术性能和指标的技术试验、技术探究等实践操作。图样表达：学生能够识读简单的机械加工图及控制框图等常见技术图样，分析技术对象的图样特征，并会用手工和二维、三维设计软件绘制简单的技术图样，通过图样表达设计构想。物化能力：学生能够根据方案设计要求，选择合适的材料和工具，进行结构模型的制作与装配。能够独立完成模型或产品的成型制作、装配及测试，具备较强的动手实践与创造能力。二、学习目标理解结构的概念与分类：了解结构的定义，能从力学角度理解结构的概念。能辨识几种常见的结构形式，如桁架结构、薄壳结构、实体结构等。掌握结构与力的关系：能够分析简单结构的受力情况，理解拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等五种构件受力形式。探究影响结构稳定性与强度的因素，理解结构稳定性与强度的基本概念。进行简单结构设计：能够根据实际需求进行简单的结构设计，并绘制设计图样。通过技术试验或技术探究，分析并优化结构设计方案。经典结构赏析与评价：能够从技术角度评价经典结构设计，理解其结构特点与优势。从文化美学角度欣赏结构外形，提高技术设计中的文化素养和审美情趣。完成结构模型制作：选择合适的材料和工具，完成桥梁模型、手机支架、创意玩具等结构模型的制作与装配。对模型进行技术测试，分析并优化模型性能。三、评价目标设定（一）技术意识评价内容：学生是否能够结合个人生活经验和技术体验，理解结构在日常生活中的应用。学生是否能够识别并分析结构问题对人、自然、社会的影响，形成规范、安全的技术习惯。评价标准：能够举例说明结构在日常生活中的应用实例，如建筑物、桥梁、机械等。能够分析结构问题对人、自然、社会可能产生的正面或负面影响，并提出合理的解决方案。评价方式：课堂讨论：组织学生讨论结构在日常生活中的应用实例及其影响。案例分析：提供结构问题的案例，让学生分析并提出解决方案。（二）工程思维评价内容：学生是否能够运用系统分析的方法，对结构问题进行要素分析、整体规划。学生是否能够理解结构稳定性与强度的基本原理，并进行简单的风险评估和综合决策。评价标准：能够运用系统分析方法，识别结构问题的特性和细节，明确制约条件和影响因素。能够理解结构稳定性与强度的基本概念，分析并优化结构设计方案，提高结构的稳定性和强度。评价方式：方案设计：要求学生根据实际需求进行结构设计，并绘制设计图样。技术试验：组织学生进行结构稳定性与强度的技术试验，分析试验数据并优化设计方案。（三）创新设计评价内容：学生是否能够基于结构问题的发现与明确，进行创新性方案构思。学生是否能够运用人机关系及相关理论进行综合分析，提出符合设计原则且具有一定创造性的设计方案。评价标准：能够提出具有创新性的结构设计方案，解决结构问题。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，提高结构的实用性和美观性。评价方式：创意方案设计：组织学生进行结构设计创意方案设计比赛。技术探究：鼓励学生进行技术探究，验证设计方案的可行性和有效性。（四）图样表达评价内容：学生是否能够识读简单的机械加工图及控制框图等常见技术图样。学生是否能够分析技术对象的图样特征，并会用手工和二维、三维设计软件绘制简单的技术图样。评价标准：能够准确识读机械加工图及控制框图等常见技术图样。能够运用手工或二维、三维设计软件绘制符合规范的结构设计图样，表达清晰、准确。评价方式：图样识读测试：提供机械加工图及控制框图等常见技术图样，让学生识读并解释。图样绘制作业：要求学生绘制结构设计图样，并进行相互评价和教师评价。（五）物化能力评价内容：学生是否能够根据方案设计要求，选择合适的材料和工具进行结构模型的制作与装配。学生是否能够独立完成模型或产品的成型制作、装配及测试，具备较强的动手实践与创造能力。评价标准：能够根据方案设计要求选择合适的材料和工具，进行结构模型的制作与装配。能够独立完成模型或产品的成型制作、装配及测试，模型性能符合设计要求。评价方式：模型制作实践：组织学生进行结构模型制作实践，如桥梁模型、手机支架、创意玩具等。模型测试与评价：对制作的模型进行测试，分析模型性能并进行优化。组织学生进行相互评价和教师评价。四、综合评价方式过程性评价：在教学过程中，通过观察学生的课堂表现、参与度、合作能力等方面进行评价。记录学生在方案设计、技术试验、图样绘制、模型制作等过程中的表现和成果。结果性评价：通过学生的最终作品（如结构设计图样、结构模型等）进行评价，分析作品的质量和创新性。组织学生进行作品展示和交流，通过相互评价和教师评价，综合评定学生的学业成绩。多元化评价：结合自评、互评、师评等多种评价方式，全面评价学生的学业表现。鼓励学生参与课外技术活动、竞赛等，将活动成果作为评价的一部分。通过以上评价目标的设定和评价方式的实施，旨在全面、客观地评价学生在《结构及其设计》这一章节中的学业表现，促进学生的全面发展和技术素养的提升。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路1.整体设计思路本单元的教学设计旨在通过“结构及其设计”这一主题，帮助学生理解结构的基本概念、类型、稳定性与强度，以及简单结构的设计方法，并通过经典结构的赏析提升学生的技术文化素养。整个教学过程将围绕技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个核心素养目标展开，通过理论讲解、实践操作、案例分析等多种方式，培养学生的技术素养和综合能力。2.分阶段实施步骤第一阶段：理论讲解与初步认识（第1-2课时）教学内容：讲解结构的基本概念、常见结构类型（桁架结构、薄壳结构、实体结构），以及结构与力的关系。教学目标：技术意识：形成对结构的基本认识，理解结构在日常生活中的应用。工程思维：初步了解不同结构类型的特点和应用场景。创新设计：激发对结构设计的兴趣，培养创新意识。图样表达：认识技术图样在结构表达中的重要性。物化能力：了解基本工具和材料在结构制作中的应用。教学活动：通过图片、视频等多媒体资源展示不同结构类型的实例，引导学生观察和分析。第二阶段：深入探究与实践操作（第3-8课时）教学内容：探究结构的稳定性与强度的影响因素，进行桥梁模型、手机支架、创意玩具等简单结构的设计与制作。教学目标：技术意识：理解结构稳定性与强度的重要性，形成安全意识。工程思维：掌握结构设计与制作的基本方法，能够运用系统分析的方法解决问题。创新设计：能够提出创新性的设计方案，并进行优化。图样表达：能够绘制简单的结构设计图样，用技术语言交流设计构想。物化能力：掌握基本工具的使用方法和材料的加工技巧，能够完成简单结构的制作。教学活动：理论讲解：深入分析结构稳定性与强度的影响因素，讲解简单结构的设计原则和方法。实践操作：分组进行桥梁模型、手机支架、创意玩具的设计与制作，教师巡回指导。成果展示与评价：各小组展示设计成果，进行自评、互评和教师评价。第三阶段：经典结构赏析与拓展延伸（第9-10课时）教学内容：赏析山西应县木塔、悉尼歌剧院、港珠澳大桥等经典结构，探讨其设计特点和文化内涵。教学目标：技术意识：提升对经典结构的认识和理解，感受技术的魅力。工程思维：分析经典结构的设计思路和方法，提升工程思维能力。创新设计：从经典结构中汲取灵感，培养创新思维。图样表达：通过欣赏经典结构的设计图样，提升图样表达能力。物化能力：了解经典结构的制作工艺和材料选择，提升物化能力。教学活动：经典结构赏析：通过图片、视频、模型等展示经典结构，引导学生分析其设计特点和文化内涵。小组讨论：分组讨论经典结构的设计思路和方法，提出自己的见解。拓展延伸：鼓励学生查阅相关资料，了解更多经典结构的设计案例，撰写赏析文章或制作PPT进行展示。3.教学评价过程性评价：通过观察学生在课堂讨论、实践操作、成果展示等活动中的表现，及时给予反馈和指导。结果性评价：通过学生的设计作品、赏析文章或PPT展示等成果，评价学生的核心素养达成情况。自评与互评：鼓励学生进行自我评价和相互评价，培养批判性思维和团队合作精神。二、教学目标设定（一）技术意识学生能够形成对结构的基本认识，理解结构在日常生活中的应用，意识到结构稳定性与强度的重要性，形成安全意识。（二）工程思维学生能够掌握结构设计与制作的基本方法，能够运用系统分析的方法解决问题，提升工程思维能力。（三）创新设计学生能够提出创新性的设计方案，并进行优化，能够从经典结构中汲取灵感，培养创新思维。（四）图样表达学生能够绘制简单的结构设计图样，用技术语言交流设计构想，提升图样表达能力。（五）物化能力学生能够掌握基本工具的使用方法和材料的加工技巧，能够完成简单结构的制作，了解经典结构的制作工艺和材料选择。三、教学结构图结构及其设计├──典型结构的认知│├──什么是结构││└──结构定义与类型│└──常见的结构类型│├──桁架结构│├──薄壳结构│└──实体结构├──结构的稳定性与强度│├──结构与力││└──构件受力形式│├──结构与稳定性││└──稳定性影响因素│└──结构与强度│└──强度影响因素├──简单结构的设计│├──桥梁模型的设计与制作│├──手机支架的设计与制作│└──创意玩具的设计与制作└──经典结构赏析├──山西应县木塔├──悉尼歌剧院└──港珠澳大桥四、具体教学实施步骤第1课时：典型结构的认知——什么是结构导入新课：通过展示日常生活中常见的结构实例（如桥梁、建筑、机器等），引导学生思考这些物体的共同特点，引出结构的定义。新知讲授：讲解结构的定义，介绍结构在日常生活中的应用。案例分析：展示不同结构类型的实例，引导学生观察和分析，总结不同结构类型的特点。课堂练习：让学生列举生活中常见的结构实例，并尝试分类。课堂小结：回顾本节课的主要内容，强调结构的重要性。第2课时：典型结构的认知——常见的结构类型复习旧知：回顾上一课时关于结构定义的内容。新知讲授：详细介绍桁架结构、薄壳结构、实体结构三种常见结构类型的特点和应用场景。案例分析：通过图片、视频等多媒体资源展示不同结构类型的实例，引导学生深入分析。小组讨论：分组讨论不同结构类型的优缺点，提出自己的见解。课堂小结：总结三种常见结构类型的特点和应用场景，强调掌握不同结构类型的重要性。第3课时：结构的稳定性与强度——结构与力导入新课：通过展示结构受力的实例（如桥梁受重压、建筑受风力等），引导学生思考结构受力的影响。新知讲授：讲解构件的五种受力形式（拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切），介绍力与结构稳定性的关系。实验探究：分组进行“鸡蛋受力试验”，探究薄壳结构的承重能力。课堂练习：让学生分析生活中常见结构受力的实例，尝试判断其受力形式。课堂小结：回顾本节课的主要内容，强调掌握构件受力形式的重要性。第4课时：结构的稳定性与强度——结构与稳定性复习旧知：回顾上一课时关于构件受力形式的内容。新知讲授：讲解影响结构稳定性的因素（如支撑面的大小、形状，重心的位置等），介绍提高结构稳定性的方法。案例分析：通过展示不同支撑面大小和形状的结构实例，引导学生分析其对结构稳定性的影响。实验探究：分组进行“影响结构位置稳定性的因素”实验，探究支撑面大小和形状对结构稳定性的影响。课堂小结：总结影响结构稳定性的因素和提高稳定性的方法。第5课时：结构的稳定性与强度——结构与强度复习旧知：回顾上一课时关于结构稳定性的内容。新知讲授：讲解影响结构强度的因素（如结构的形状、材料、连接方式等），介绍提高结构强度的方法。案例分析：通过展示不同形状、材料和连接方式的结构实例，引导学生分析其对结构强度的影响。课堂练习：让学生设计一个简单的结构模型，并说明如何提高其强度。课堂小结：总结影响结构强度的因素和提高强度的方法。第6-8课时：简单结构的设计——桥梁模型的设计与制作设计准备：介绍桥梁模型设计的背景和要求，提供必要的材料和工具。设计分析：引导学生分析桥梁模型设计需要考虑的因素（如稳定性、强度、美观等），介绍常见的桥梁类型及其特点。方案构思：分组进行桥梁模型设计的方案构思，绘制设计草图。模型制作：分组进行桥梁模型的制作，教师巡回指导。测试与评价：对完成的桥梁模型进行测试，评价其稳定性、强度和美观性。设计优化：根据测试结果，引导学生对设计方案进行优化。第9-10课时：简单结构的设计——手机支架与创意玩具的设计与制作手机支架的设计与制作设计准备：介绍手机支架设计的背景和要求，提供必要的材料和工具。设计分析：引导学生分析手机支架设计需要考虑的因素（如稳定性、支撑方式、美观等）。方案构思：分组进行手机支架设计的方案构思，绘制设计草图。模型制作：分组进行手机支架的制作，教师巡回指导。测试与评价：对完成的手机支架进行测试，评价其稳定性和实用性。设计优化：根据测试结果，引导学生对设计方案进行优化。创意玩具的设计与制作设计背景：介绍创意玩具设计的背景和要求，激发学生的创新兴趣。设计分析：引导学生分析创意玩具设计需要考虑的因素（如趣味性、互动性、安全性等）。方案构思：分组进行创意玩具设计的方案构思，绘制设计草图。模型制作：分组进行创意玩具的制作，教师巡回指导。测试与评价：对完成的创意玩具进行测试，评价其趣味性和实用性。设计优化：根据测试结果，引导学生对设计方案进行优化。第11-12课时：经典结构赏析——山西应县木塔、悉尼歌剧院、港珠澳大桥山西应县木塔背景介绍：介绍山西应县木塔的历史背景和文化价值。结构分析：引导学生分析山西应县木塔的结构特点和设计思路。文化赏析：探讨山西应县木塔所蕴含的文化内涵和艺术价值。悉尼歌剧院背景介绍：介绍悉尼歌剧院的历史背景和设计理念。结构分析：引导学生分析悉尼歌剧院的结构特点和设计难点。文化赏析：探讨悉尼歌剧院所代表的建筑风格和时代精神。港珠澳大桥背景介绍：介绍港珠澳大桥的建设背景和意义。结构分析：引导学生分析港珠澳大桥的结构特点和施工技术。文化赏析：探讨港珠澳大桥所展现的中国工程技术和民族精神。小组讨论：分组讨论经典结构的设计思路和文化内涵，提出自己的见解。拓展延伸：鼓励学生查阅相关资料，了解更多经典结构的设计案例，撰写赏析文章或制作PPT进行展示。通过以上教学实施步骤，旨在帮助学生全面掌握“结构及其设计”这一单元的内容，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个核心素养。十一、大情境、大任务创设教学背景与目标设定根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合2019版豫科版高中通用技术必修《技术与设计2》第一章《结构及其设计》的教学内容，本大单元的教学旨在通过一系列实践活动，帮助学生理解结构的基本概念、类型、稳定性与强度，掌握简单结构的设计方法，并通过经典结构的赏析提升学生的技术文化素养。整个教学过程将围绕技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个核心素养目标展开。教学目标设定技术意识：学生能够理解结构的定义及其在日常生活中的应用，形成对结构重要性的认识。学生能够感知到不同结构类型的特点及其在特定情境下的应用，增强对技术的敏感性和适应性。学生能够认识到结构稳定性与强度的重要性，形成安全意识。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别和分析结构问题，提出解决方案。学生能够理解结构设计与制作的基本流程，掌握结构设计的基本原则和方法。学生能够领悟结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，并进行简单的风险评估和综合决策。创新设计：学生能够基于实际需求，提出创新性的结构设计方案，并进行优化。学生能够运用人机关系及相关理论进行综合分析，提出符合设计原则且具有一定创造性的构思方案。学生能够从经典结构中汲取灵感，将所学知识应用于新的设计项目中。图样表达：学生能够识读常见的结构设计图样，如结构示意图、装配图等。学生能够运用手工绘图工具和简易绘图软件绘制结构设计图样，表达设计构想。学生能够通过图样表达与他人交流设计思想和成果，提高沟通效率。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，进行简单结构的制作和装配。学生能够掌握基本工具的使用方法和材料的加工技巧，完成结构模型的成型制作。学生能够对模型进行基本的技术测试和技术指标测量，撰写简单的技术测试和方案试验报告。大情境设定情境背景：在一个充满创新与挑战的未来城市中，市政府计划举办一场“未来城市结构设计大赛”，旨在鼓励高中生利用所学知识，设计出既美观又实用的结构模型，以解决城市生活中的实际问题。参赛作品将涵盖桥梁、公共设施、创意玩具等多个领域，最终评选出的优秀作品将有机会在城市中的实际场景中得到应用。情境角色：学生角色：作为未来城市的设计师，学生需要发挥创意，设计出既符合实际需求又具有创新性的结构模型。教师角色：作为技术指导，教师将为学生提供必要的理论知识和实践指导，帮助学生完成设计任务。专家评审团：由知名建筑师、工程师和行业专家组成，负责对参赛作品进行评审和打分。情境任务：任务一：发现与明确问题。学生需要观察城市生活中的实际问题，如交通拥堵、公共设施不足等，明确设计任务和目标。任务二：典型结构的认知。学生需要学习结构的基本概念、类型及其在日常生活中的应用，为后续设计打下基础。任务三：结构设计与制作。学生需要根据实际需求，设计出具有创新性的结构模型，并选择合适的材料和工具进行制作和装配。任务四：经典结构赏析。学生需要赏析经典结构案例，分析其设计特点和文化内涵，从中汲取灵感。任务五：作品展示与评审。学生需要将自己的设计作品进行展示，并接受专家评审团的评审和打分。大任务分解与实施任务一：发现与明确问题活动目标：培养学生观察和分析实际问题的能力。帮助学生明确设计任务和目标。活动内容与实施：实地观察：组织学生到城市中进行实地观察，记录城市生活中存在的问题，如交通拥堵、公共设施不足等。小组讨论：学生分组讨论观察到的问题，明确设计任务和目标。撰写报告：每组学生撰写一份问题观察报告，明确设计任务和目标。任务二：典型结构的认知活动目标：帮助学生理解结构的基本概念、类型及其在日常生活中的应用。培养学生的技术意识。活动内容与实施：理论讲解：教师讲解结构的基本概念、类型及其在日常生活中的应用。案例分析：通过案例分析，帮助学生理解不同结构类型的特点及其在特定情境下的应用。小组讨论：学生分组讨论所学内容，分享自己的理解和感悟。任务三：结构设计与制作活动目标：培养学生的工程思维和创新设计能力。提高学生的图样表达和物化能力。活动内容与实施：设计任务分配：教师根据城市生活中的实际问题，分配设计任务，如设计一座桥梁模型、一个手机支架或一个创意玩具。方案设计：学生根据设计任务，进行方案设计，绘制设计草图。材料选择与工具准备：学生根据设计方案，选择合适的材料和工具。模型制作：学生进行模型制作和装配，教师巡回指导。技术测试与优化：学生对模型进行基本的技术测试和技术指标测量，根据测试结果进行优化。任务四：经典结构赏析活动目标：帮助学生理解经典结构的设计特点和文化内涵。培养学生的审美能力和创新意识。活动内容与实施：案例展示：教师展示经典结构案例，如山西应县木塔、悉尼歌剧院、港珠澳大桥等。小组讨论：学生分组讨论经典结构的设计特点和文化内涵，分享自己的见解。撰写赏析报告：每组学生撰写一份经典结构赏析报告，分析经典结构的设计思路和文化价值。任务五：作品展示与评审活动目标：培养学生的展示和沟通能力。检验学生的学习成果和核心素养达成情况。活动内容与实施：作品展示：学生将自己的设计作品进行展示，包括设计草图、模型实物和技术测试报告等。专家评审：由专家评审团对参赛作品进行评审和打分，评选出优秀作品。总结与反思：教师和学生对整个设计过程进行总结与反思，讨论存在的问题和改进的方向。评价与反馈在整个大单元实施过程中，评价将贯穿始终，以确保学生核心素养的达成。评价将采用过程性评价与结果性评价相结合的方式，具体包括：课堂表现评价：通过观察学生在课堂讨论、实践活动中的表现，评价其技术意识、工程思维和创新设计能力。作品评价：根据设计作品的质量、创新性、实用性等方面进行评价，检验学生的图样表达和物化能力。小组互评与自评：鼓励学生进行小组互评和自评，培养批判性思维和团队合作精神。专家评审：由专家评审团对参赛作品进行最终评审，评选出优秀作品，并给予反馈和指导。通过以上大情境、大任务的创设与实施，旨在帮助学生全面掌握“结构及其设计”这一单元的内容，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个核心素养，为后续的技术学习和职业发展奠定坚实基础。十二、单元学历案一、单元主题与课时单元主题：《第一章结构及其设计》课时设计：第一课时：典型结构的认知（什么是结构、常见的结构类型）第二课时：结构的稳定性与强度（结构与力、结构与稳定性、结构与强度）第三课时至第五课时：简单结构的设计（桥梁模型的设计与制作）第六课时至第八课时：简单结构的设计（手机支架的设计与制作、创意玩具的设计与制作）第九课时至第十课时：经典结构赏析（山西应县木塔、悉尼歌剧院、港珠澳大桥）二、学习目标（一）技术意识学生能够形成对结构的基本认识，理解结构在日常生活中的应用，意识到结构稳定性与强度的重要性，形成安全意识。学生能够提升对经典结构的认识和理解，感受技术的魅力。（二）工程思维学生能够掌握结构设计与制作的基本方法，能够运用系统分析的方法解决问题，提升工程思维能力。学生能够分析经典结构的设计思路和方法，进一步提升工程思维能力。（三）创新设计学生能够提出创新性的设计方案，并进行优化，从经典结构中汲取灵感，培养创新思维。（四）图样表达学生能够绘制简单的结构设计图样，用技术语言交流设计构想，提升图样表达能力。（五）物化能力学生能够掌握基本工具的使用方法和材料的加工技巧，能够完成简单结构的制作，了解经典结构的制作工艺和材料选择。三、评价任务过程性评价：观察学生在课堂讨论、实践操作、成果展示等活动中的表现，及时给予反馈和指导。通过小组合作和互评，评价学生在团队合作和沟通能力方面的表现。结果性评价：通过学生的设计作品、赏析文章或PPT展示等成果，评价学生的核心素养达成情况。自评与互评：鼓励学生进行自我评价和相互评价，培养批判性思维和团队合作精神。四、学习过程第一课时：典型结构的认知教学内容：什么是结构常见的结构类型（桁架结构、薄壳结构、实体结构）教学活动：导入：通过展示生活中的建筑结构图片，引导学生思考结构的定义和重要性。新知讲授：讲解结构的概念和常见结构类型的特点及应用。案例分析：分析不同建筑结构中的结构类型，如桥梁、建筑、机械等。课堂练习：让学生识别并分类给出的结构图片。课堂小结：总结结构的概念和常见结构类型。作业：观察并记录身边的结构类型，准备下节课分享。第二课时：结构的稳定性与强度教学内容：结构与力结构与稳定性结构与强度教学活动：复习旧知：回顾上节课学习的结构类型。新知讲授：讲解结构与力的关系，分析影响结构稳定性和强度的因素。实践操作：进行简单的结构稳定性实验，如三角形和四边形的稳定性对比实验。案例分析：分析实际工程中的结构稳定性和强度问题。课堂练习：设计并制作一个简单的结构模型，测试其稳定性和强度。课堂小结：总结结构与稳定性、强度的关系及影响因素。作业：设计并制作一个简单的结构模型，记录设计思路和测试结果。第三课时至第五课时：简单结构的设计（桥梁模型的设计与制作）教学内容：桥梁模型的设计与制作教学活动：设计准备：介绍桥梁模型设计的背景和要求，提供必要的材料和工具。设计分析：引导学生分析桥梁模型设计需要考虑的因素，如稳定性、强度、美观等。方案构思：分组进行桥梁模型设计的方案构思，绘制设计草图。模型制作：分组进行桥梁模型的制作，教师巡回指导。测试与评价：对完成的桥梁模型进行测试，评价其稳定性、强度和美观性。设计优化：根据测试结果，引导学生对设计方案进行优化。成果展示：各小组展示设计成果，进行自评、互评和教师评价。作业：完善桥梁模型设计，准备下节课的分享和展示。第六课时至第八课时：简单结构的设计（手机支架的设计与制作、创意玩具的设计与制作）教学内容：手机支架的设计与制作创意玩具的设计与制作教学活动：手机支架的设计与制作：设计准备：介绍手机支架设计的背景和要求，提供必要的材料和工具。设计分析：引导学生分析手机支架设计需要考虑的因素，如稳定性、支撑方式、美观等。方案构思：分组进行手机支架设计的方案构思，绘制设计草图。模型制作：分组进行手机支架的制作，教师巡回指导。测试与评价：对完成的手机支架进行测试，评价其稳定性和实用性。设计优化：根据测试结果，引导学生对设计方案进行优化。创意玩具的设计与制作：设计背景：介绍创意玩具设计的背景和要求，激发学生的创新兴趣。设计分析：引导学生分析创意玩具设计需要考虑的因素，如趣味性、互动性、安全性等。方案构思：分组进行创意玩具设计的方案构思，绘制设计草图。模型制作：分组进行创意玩具的制作，教师巡回指导。测试与评价：对完成的创意玩具进行测试，评价其趣味性和实用性。设计优化：根据测试结果，引导学生对设计方案进行优化。作业：完善手机支架和创意玩具的设计，准备下节课的分享和展示。第九课时至第十课时：经典结构赏析教学内容：经典结构赏析（山西应县木塔、悉尼歌剧院、港珠澳大桥）教学活动：山西应县木塔：背景介绍：介绍山西应县木塔的历史背景和文化价值。结构分析：引导学生分析山西应县木塔的结构特点和设计思路。文化赏析：探讨山西应县木塔所蕴含的文化内涵和艺术价值。悉尼歌剧院：背景介绍：介绍悉尼歌剧院的历史背景和设计理念。结构分析：引导学生分析悉尼歌剧院的结构特点和设计难点。文化赏析：探讨悉尼歌剧院所代表的建筑风格和时代精神。港珠澳大桥：背景介绍：介绍港珠澳大桥的建设背景和意义。结构分析：引导学生分析港珠澳大桥的结构特点和施工技术。文化赏析：探讨港珠澳大桥所展现的中国工程技术和民族精神。小组讨论：分组讨论经典结构的设计思路和文化内涵，提出自己的见解。拓展延伸：鼓励学生查阅相关资料，了解更多经典结构的设计案例，撰写赏析文章或制作PPT进行展示。作业：撰写一篇关于经典结构赏析的文章，准备下节课的分享。五、作业与检测桥梁模型设计与制作报告：要求学生提交桥梁模型的设计草图、制作过程和测试结果报告。手机支架与创意玩具设计与制作报告：要求学生提交手机支架和创意玩具的设计草图、制作过程和测试结果报告。经典结构赏析文章：要求学生提交一篇关于经典结构赏析的文章，内容应包括结构特点、设计思路和文化内涵等方面。六、学后反思在本单元的学习中，学生通过理论讲解、实践操作和案例分析等多种方式，深入理解了结构的基本概念、类型、稳定性与强度，并掌握了简单结构的设计与制作方法。通过经典结构的赏析，学生进一步提升了技术文化素养和审美能力。通过小组合作和互评，学生的团队合作精神和批判性思维也得到了锻炼。在未来的学习中，我们将继续加强学生的实践操作能力和创新设计能力的培养，为他们的全面发展奠定坚实基础。十三、学科实践与跨学科学习设计一、教学目标依据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合2019版豫科版高中通用技术必修《技术与设计2》第一章《结构及其设计》的教学内容，本单元的教学目标旨在通过实践活动和跨学科学习，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。通过实践操作、案例分析和项目探究，学生将深入理解结构设计的原理和方法，掌握基本的设计流程，并能够在实际问题中灵活运用所学知识。二、学习目标技术意识：学生能够理解结构在日常生活和工程实践中的重要性，形成对结构设计的积极态度和价值观。学生能够分析并评价不同结构类型的优缺点，了解其在特定环境中的应用。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对结构设计的各个环节进行综合考虑和权衡。学生能够识别结构设计中的问题，并提出合理的解决方案。创新设计：学生能够在理解结构设计原理的基础上，提出创新性的设计思路。学生能够综合运用所学知识，设计出符合特定要求的结构作品。图样表达：学生能够使用技术语言准确表达结构设计思路，绘制结构图样。学生能够解读和分析他人设计的结构图样，理解其设计意图和构造方法。物化能力：学生能够选择合适的材料和工具，进行结构模型的制作和装配。学生能够对制作完成的结构模型进行测试和优化，确保其满足设计要求。三、作业目标设定技术意识：学生通过观察和分析日常生活中的结构现象，撰写观察报告，总结不同结构类型的特点和应用场景。学生通过案例研究，评价不同结构设计在实际应用中的效果，形成对结构设计重要性的认识。工程思维：学生完成一项结构设计任务，从需求分析、方案设计到材料选择、模型制作的全过程进行记录和总结。学生通过小组讨论，分析结构设计中可能遇到的问题，并提出解决方案，培养系统分析和解决问题的能力。创新设计：学生设计一项具有创新性的结构作品，如可变形桥梁模型、多功能手机支架等，并撰写设计报告。学生参加结构设计竞赛，展示自己的设计作品，并接受他人的评价和反馈。图样表达：学生绘制一项结构设计的详细图样，包括主视图、俯视图、左视图等，并标注尺寸和说明。学生解读和分析一项给定的结构图样，撰写图样分析报告，指出其设计特点和不足之处。物化能力：学生选择合适的材料和工具，制作一项结构模型，并进行测试和优化，确保其满足设计要求。学生撰写结构模型制作报告，记录制作过程中的问题和解决方法，以及测试和优化的结果。四、学科实践与跨学科学习设计（一）实践活动设计实践活动一：桥梁模型的设计与制作活动目标：培养学生的结构设计能力和物化能力。让学生通过实践活动理解结构稳定性与强度的重要性。活动流程：任务布置：教师布置桥梁模型设计与制作的任务，明确设计要求（如跨度、承重能力等）。信息搜集：学生搜集有关桥梁结构的信息，了解不同桥梁类型的受力特点和设计原理。设计分析：学生根据搜集的信息，对桥梁模型进行设计分析，确定结构类型、材料选择等。图样绘制：学生绘制桥梁模型的设计图样，包括主视图、俯视图等。模型制作：学生选择合适的材料和工具，进行桥梁模型的制作和装配。测试优化：学生对制作完成的桥梁模型进行测试，记录测试结果，并根据测试结果进行优化。跨学科融合：物理：结合物理学中的力学原理，分析桥梁结构的受力情况。数学：运用数学知识进行桥梁模型的尺寸计算和应力分析。艺术：在桥梁模型的设计中融入美学元素，提高其观赏性。实践活动二：手机支架的设计与制作活动目标：培养学生的创新设计能力和图样表达能力。让学生通过实践活动理解结构在日常生活中的应用。活动流程：需求分析：学生分析手机支架的功能需求和使用场景。方案构思：学生根据需求分析，构思手机支架的设计方案，考虑其结构稳定性、美观性和实用性。图样绘制：学生绘制手机支架的设计图样，明确各部分的尺寸和连接方式。材料选择：学生选择合适的材料，考虑其成本、加工性能和美观性。模型制作：学生利用所选材料，进行手机支架的制作和装配。测试评估：学生对手机支架进行测试，评估其稳定性和实用性，并提出改进意见。跨学科融合：计算机：利用计算机辅助设计软件绘制手机支架的三维模型，进行虚拟装配和应力分析。美学：在手机支架的设计中融入美学元素，提高其整体美感。经济学：考虑手机支架的成本效益，选择合适的材料和制造工艺。实践活动三：创意玩具的设计与制作活动目标：培养学生的创新思维和物化能力。让学生通过实践活动理解结构在玩具设计中的应用。活动流程：创意构思：学生发挥想象力，构思创意玩具的设计方案，考虑其互动性、趣味性和安全性。图样绘制：学生绘制创意玩具的设计图样，明确各部分的尺寸和连接方式。材料选择：学生选择合适的材料，考虑其安全性、环保性和加工性能。模型制作：学生利用所选材料，进行创意玩具的制作和装配。测试评估：学生对创意玩具进行测试，评估其互动性和趣味性，并根据测试结果进行优化。跨学科融合：心理学：考虑儿童的心理特点和认知发展水平，设计符合儿童兴趣的玩具。材料科学：了解不同材料的性能和特点，选择适合玩具制作的材料。机械：结合机械原理，设计玩具的运动机构和传动方式。（二）案例分析案例一：山西应县木塔的结构分析案例背景：山西应县木塔是中国现存最古老、最高的木结构塔式建筑，具有极高的历史、文化和科学价值。分析内容：结构特点：分析应县木塔的结构类型、材料选择、连接方式等。稳定性与强度：探讨应县木塔如何在长期的自然环境中保持稳定性，并分析其结构的承载能力。文化价值：阐述应县木塔在中国建筑史上的地位和影响，以及其所蕴含的文化内涵。跨学科融合：历史：结合历史知识，了解应县木塔的建设背景和历史沿革。艺术：分析应县木塔的建筑艺术和审美价值。材料科学：探讨古代木材加工技术和材料的耐久性。案例二：悉尼歌剧院的结构设计案例背景：悉尼歌剧院是澳大利亚的标志性建筑，以其独特的造型和卓越的结构设计而闻名于世。分析内容：结构类型：分析悉尼歌剧院所采用的结构类型及其特点。受力分析：探讨悉尼歌剧院在风浪等自然环境下的受力情况和稳定性。技术创新：阐述悉尼歌剧院在结构设计方面的创新点和挑战。跨学科融合：建筑：结合建筑设计原理，分析悉尼歌剧院的设计理念和风格。声学：探讨悉尼歌剧院在声学设计方面的特点和优势。工程力学：运用工程力学知识，分析悉尼歌剧院的受力性能和稳定性。（三）项目探究项目一：多功能课桌的设计与开发项目背景：针对现代学生的学习需求，设计一款集学习、储物、娱乐等多功能于一体的课桌。探究内容：需求分析：调研学生的实际需求，确定课桌应具备的功能和特点。结构设计：结合结构设计的原理和方法，设计课桌的结构方案。材料选择：选择合适的材料，考虑其成本、加工性能和环保性。图样绘制：绘制课桌的设计图样，明确各部分的尺寸和连接方式。模型制作：利用所选材料，制作课桌的原型模型。测试评估：对课桌进行测试，评估其功能和性能，并根据测试结果进行优化。跨学科融合：人体工程学：考虑课桌的尺寸和布局对人体舒适度的影响。电子：结合电子技术，设计课桌的智能化功能。环保：探讨课桌在材料选择和生产过程中的环保措施。项目二：校园绿化设施的设计与实施项目背景：针对校园绿化需求，设计并实施一套校园绿化设施，包括花坛、座椅、照明等。探究内容：需求分析：调研校园绿化的实际需求和现状。规划设计：结合校园布局和绿化需求，进行绿化设施的规划设计。结构设计：针对花坛、座椅等设施进行结构设计，考虑其稳定性和美观性。材料选择：选择合适的材料，考虑其耐久性和环保性。施工实施：按照设计方案进行校园绿化设施的施工和实施。评估反馈：对完成的绿化设施进行评估，收集师生的反馈意见，并进行必要的改进。跨学科融合：园林：结合园林设计原理，进行绿化设施的规划和布局。环保：探讨绿化设施在材料选择和生产过程中的环保措施。经济：考虑绿化设施的成本效益，制定合理的预算方案。通过以上学科实践与跨学科学习设计，学生不仅能够深入理解结构设计的原理和方法，还能在实践活动和项目探究中培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。跨学科的学习方式也有助于拓宽学生的视野，提高其综合运用所学知识解决问题的能力。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）》和本单元的教学内容，设定以下教学目标：技术意识：学生能够感知生活中技术现象的普遍性和重要性，形成积极的技术价值观。学生能够理解技术的历史发展及其对人类社会的影响，形成对待技术的积极态度和使用技术的责任意识。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，针对某一具体技术领域的问题进行要素分析、整体规划，并运用模拟和简易建模等方法进行设计。学生能够领悟结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，并进行简单的风险评估和综合决策。创新设计：学生能够在发现与明确问题的基础上，收集相关信息，并运用人机关系及相关理论进行综合分析，提出符合设计原则且具有一定创造性的构思方案。学生能够进行技术性能和指标的技术试验、技术探究等实践操作，准确地观测、记录与分析数据。图样表达：学生能够识读常见的技术图样，如机械加工图、电子线路图、效果图、装配图等，并能用恰当的技术语言与他人交流设计思想和成果。学生能够运用手工绘图工具和简易绘图软件绘制草图、简单的三视图等，表达设计构想。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，进行模型或产品的成型制作和装配。学生能够对模型或产品进行基本的技术测试和技术指标测量，撰写简单的技术测试和方案试验报告。二、作业目标设定为达成上述教学目标，本单元的作业设计将从技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力五个维度进行设定，具体目标如下：技术意识：通过观察生活中的结构现象，理解结构在日常生活和工业生产中的重要性，形成对技术的积极态度和责任意识。分析经典结构的设计案例，理解技术的发展历程和对社会的影响，提升技术文化素养。工程思维：分析不同结构的稳定性和强度，运用系统分析的方法进行设计，培养工程思维。通过设计桥梁模型、手机支架等简单结构，进行整体规划，提升综合决策能力。创新设计：提出具有创新性的结构设计方案，通过技术试验和探究，验证和优化设计方案。结合人机工程学原理，设计符合使用需求且具有美观性的结构产品。图样表达：绘制桥梁模型、手机支架等结构的设计图样，用技术语言准确表达设计构想。学习识读和绘制机械加工图、装配图等常见技术图样，提升图样表达能力。物化能力：选择合适的材料和工具，完成桥梁模型、手机支架等简单结构的制作和装配。对制作的结构进行技术测试，撰写技术测试和方案试验报告，提升物化能力。三、作业内容设计（一）作业一：生活中的结构观察与分析目的：通过观察生活中的结构现象，理解结构在日常生活和工业生产中的重要性，提升技术意识。要求：选择生活中的5种不同结构的产品或建筑进行观察，如桥梁、家具、建筑物等。分析每种结构的特点、功能及其在实际应用中的作用。撰写观察报告，包括观察对象、结构特点、功能分析、实际应用等方面的内容。示例：观察对象：桥梁结构特点：桥梁通常由桥墩、桥面、桥塔等部分组成，采用桁架结构或拱形结构等增强稳定性。功能分析：桥梁的主要功能是跨越障碍物，如河流、山谷等，方便交通。实际应用：桥梁在交通运输、城市发展等方面起着重要作用。（二）作业二：经典结构设计案例分析目的：通过分析经典结构设计案例，理解技术的发展历程和对社会的影响，提升技术文化素养。要求：选择山西应县木塔、悉尼歌剧院、港珠澳大桥三个经典结构中的一个进行深入分析。分析该结构的设计特点、技术难点、历史背景及其在社会发展中的作用。撰写案例分析报告，包括设计特点、技术难点、历史背景、社会影响等方面的内容。示例：选择对象：山西应县木塔设计特点：采用斗拱结构，具有极高的稳定性和抗震性。技术难点：木塔的建造需要考虑木材的防腐、防火等问题。历史背景：应县木塔始建于辽代，历经多次地震和战争，至今仍然屹立不倒。社会影响：应县木塔不仅是中国古代建筑的瑰宝，也是世界文化遗产的重要组成部分。（三）作业三：桥梁模型设计与制作目的：通过设计桥梁模型，培养工程思维和创新设计能力，提升图样表达和物化能力。要求：设计一座跨度为400mm的桥梁模型，能够顺利通过至少总质量为900g的电动小车。绘制桥梁模型的设计图样，包括主视图、俯视图、左视图等。选择合适的材料和工具，完成桥梁模型的制作和装配。对桥梁模型进行技术测试，撰写技术测试和方案试验报告。设计图样示例：（此处可插入桥梁模型的设计图样，包括主视图、俯视图、左视图等）制作步骤：材料准备：A4白纸一张、5mm*5mm的桐木条若干、白乳胶（或速干胶）、大头针等。工具准备：直角尺、铅笔、美工刀（或手锯）、砂纸、锉刀、尖嘴钳等。设计分析：从强度、稳定性、功能、安全、美观等方面进行分析，确定桥梁模型的设计方案。制作模型：按照设计图样进行裁剪、粘接、组装等步骤，完成桥梁模型的制作。技术测试：将电动小车放置在桥梁模型上，测试其承载能力和稳定性，并记录测试数据。撰写报告：根据测试数据撰写技术测试和方案试验报告，分析桥梁模型的优缺点并提出改进建议。（四）作业四：手机支架设计与制作目的：通过设计手机支架，培养创新设计能力和物化能力，提升图样表达能力。要求：设计一款具有创新性的手机支架，考虑其稳定性、实用性、美观性等方面的要求。绘制手机支架的设计图样，包括主视图、俯视图、左视图等。选择合适的材料和工具，完成手机支架的制作和装配。对手机支架进行功能测试，确保其能够满足使用需求。设计图样示例：（此处可插入手机支架的设计图样，包括主视图、俯视图、左视图等）制作步骤：材料准备：塑料板、金属管、螺丝、螺母等。工具准备：锯子、螺丝刀、打孔机等。设计分析：考虑手机支架的支撑方式、调节角度、稳定性等因素，确定设计方案。制作模型：按照设计图样进行裁剪、打孔、组装等步骤，完成手机支架的制作。功能测试：将手机放置在支架上，测试其稳定性和调节角度的便利性。优化改进：根据测试结果对手机支架进行优化改进，提升其使用性能。（五）作业五：创意玩具设计与制作目的：通过设计创意玩具，培养创新设计能力和物化能力，提升图样表达能力。要求：设计一款具有创意的玩具，考虑其趣味性、互动性、安全性等方面的要求。绘制玩具的设计图样，包括主视图、俯视图、左视图等。选择合适的材料和工具，完成玩具的制作和装配。对玩具进行功能测试，确保其能够满足使用需求并具有一定的趣味性。设计图样示例：（此处可插入创意玩具的设计图样，包括主视图、俯视图、左视图等）制作步骤：材料准备：木板、塑料、弹簧、绳子等。工具准备：锯子、砂纸、胶水、打孔机等。设计分析：考虑玩具的趣味性、互动性、安全性等因素，确定设计方案。制作模型：按照设计图样进行裁剪、打磨、组装等步骤，完成玩具的制作。功能测试：对玩具进行功能测试，确保其能够满足使用需求并具有一定的趣味性。优化改进：根据测试结果对玩具进行优化改进，提升其使用性能和趣味性。四、作业评价建议过程性评价：关注学生在设计、制作、测试等过程中的表现，及时给予反馈和指导。结果性评价：根据作业完成的质量和创新性进行评价，包括设计图样的准确性、制作工艺的精细度、测试数据的准确性等方面。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价和相互评价，培养批判性思维和团队合作精神。五、作业反馈与改进收集反馈：通过作业提交、课堂讨论等方式收集学生对作业的反馈意见。分析问题：针对反馈意见中提出的问题进行分析和总结，找出作业设计中存在的不足。改进设计：根据分析结果对作业设计进行改进和优化，提高作业的有效性和针对性。十五、“教-学-评”一致性课时设计单元主题与课时单元主题：结构及其设计教材版本：2019版豫科版高中通