2019版 豫科版 高中通-用技术 选择性必修3 工程设计基础《第二章 工程设计过程》大单元整体教学设计2020课标

版豫科版高中通用技术选择性必修3工程设计基础《第二章工程设计过程》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）教学内容分析本次大单元教学设计以2019版豫科版高中通用技术选择性必修3《工程设计基础》中的第二章《工程设计过程》为主要内容。本章内容详细阐述了工程设计的基础理论、方法与实践，包括面向制造、装配及环境保护的设计，工程设计中的评价指标，工程材料的选择与应用，以及工程设计的一般过程。这些内容对于培养学生的工程思维、创新设计能力、图样表达能力和物化能力具有重要意义。（二）单元内容分析面向X的工程设计方法：面向制造的设计（DFM）：强调在产品设计阶段就考虑产品的可制造性，包括材料选择、加工工艺、成本控制等，以确保产品能够高效、经济地生产出来。面向装配的设计（DFA）：关注产品的装配过程，通过优化产品结构、减少零件数量、简化装配步骤等方式，降低装配成本，提高装配效率。面向环境保护的设计（DFE）：倡导绿色设计，注重产品的生命周期评估，减少资源消耗和环境污染，实现可持续发展。工程设计中的评价指标：工程设计的标准化：确保产品符合行业标准和国家规范，提高产品的互换性和通用性。工程设计的安全性：保障产品在使用过程中的安全性能，防止事故发生。工程的可靠性：确保产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。工程的经济性：综合考虑设计、制造、使用、维护等全生命周期成本，追求最佳的经济效益。工程材料：工程材料概述：介绍工程材料的分类、性能和应用领域。金属材料：包括黑色金属和有色金属，阐述其物理、化学性能及加工工艺。非金属材料：如塑料、陶瓷、玻璃等，分析其特点和应用范围。复合材料：介绍复合材料的组成、性能优势及在工程设计中的应用。工程设计一般过程：概念设计：明确设计任务和目标，提出初步的设计概念。方案设计：根据概念设计进行详细的方案设计，包括结构、功能、外观等方面的设计。详细设计：对方案进行细化，完成设计图纸和技术文件的编制，为生产制造提供依据。（三）单元内容整合本单元内容整合了工程设计的基础理论、方法与实践，旨在通过系统的教学活动，培养学生的工程思维、创新设计能力、图样表达能力和物化能力。在教学过程中，应注重理论与实践相结合，通过案例分析、项目实践等方式，加深学生对工程设计过程的理解和掌握。还应关注工程技术的前沿发展，引导学生关注新材料、新工艺、新技术在工程设计中的应用。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。结合本次大单元教学内容，对核心素养目标进行具体分解如下：（一）技术意识理解技术现象与问题：通过工程设计实例的分析，引导学生感知技术现象，理解技术问题的本质和产生原因。形成积极的技术价值观：培养学生对技术的兴趣和热情，形成积极的技术价值观，认识到技术对社会发展和个人生活的重要性。关注技术发展趋势：引导学生关注工程技术的前沿发展，了解新技术、新材料、新工艺在工程设计中的应用。（二）工程思维系统分析与比较权衡：在工程设计过程中，培养学生运用系统分析方法，对设计问题进行全面分析，比较不同方案的优缺点，进行权衡决策。结构与功能关系的理解：通过工程实例的分析，帮助学生理解产品的结构和功能之间的关系，掌握结构设计的基本方法。风险评估与决策：引导学生对工程设计中的风险进行评估，制定应对策略，培养学生的决策能力。（三）创新设计发现问题与明确需求：培养学生敏锐的观察力和分析能力，能够发现实际生活中的技术问题，明确设计需求。创意构思与方案制定：鼓励学生发挥想象力，提出创新性的设计方案，运用所学知识进行方案设计和优化。技术试验与验证：指导学生进行技术试验和验证，对设计方案进行检验和完善，培养学生的实践能力和创新精神。（四）图样表达技术图样的识读与绘制：通过教学使学生掌握常见技术图样的识读和绘制方法，如机械加工图、装配图等。设计构想的可视化表达：培养学生运用图样表达设计构想的能力，能够将抽象的设计思路转化为具体的图样。技术信息的交流与传递：通过图样表达实现技术信息的准确交流和传递，提高学生的技术沟通能力。（五）物化能力材料与工具的选择与使用：根据设计方案选择合适的材料和工具，掌握常用工具和设备的使用方法。工艺设计与实施：制定详细的工艺方案，指导学生进行实际操作，完成产品的制作和装配。质量意识与精益求精：培养学生的质量意识，注重产品制作的细节和精度，追求精益求精的工作态度。通过本次大单元教学设计的实施，旨在全面提升学生的通用技术核心素养，为他们未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。三、学情分析（一）已知内容分析在《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，学生在完成必修模块“技术与设计1”和“技术与设计2”的学习后，已经掌握了一般技术设计过程、技术语言、技术图样表达、简单结构设计与系统分析等方法。这些基础知识为学生进一步学习工程设计基础提供了必要的铺垫。特别是在“技术与设计2”模块中，学生已经学习了结构、流程、系统和控制等基本概念，并通过实践项目加深了对这些概念的理解。学生在日常生活中也积累了一定的实践经验，对常见的技术产品如机械装置、电子设备等有了一定的感性认识。这些实践经验有助于学生在工程设计过程中更好地理解和应用所学知识。（二）新知内容分析本次大单元教学内容聚焦于“工程设计基础”模块中的第二章“工程设计过程”，具体包括面向X的工程设计方法（面向制造、面向装配、面向环境保护的设计）、工程设计中的评价指标（标准化、安全性、可靠性、经济性）以及工程材料的选择与应用。这些内容旨在帮助学生理解工程设计的基本流程和方法，掌握工程设计的关键要素，培养学生的工程思维和解决实际问题的能力。面向X的工程设计方法：学生将学习如何在设计阶段就考虑产品生命周期内的各种因素，如制造、装配、环境等，以提高产品的可制造性、可装配性和环保性。这要求学生具备跨学科的视野和系统的思维方式。工程设计中的评价指标：学生将了解工程设计的标准化、安全性、可靠性和经济性等评价指标，并学会如何在实际设计中应用这些指标进行评估和优化。这有助于学生形成严谨的设计态度和科学的评估方法。工程材料的选择与应用：学生将学习工程材料的种类、性能和应用场景，了解不同材料对产品设计的影响。通过实践项目，学生将学会根据设计需求选择合适的材料，并进行材料的性能测试和优化。（三）学生学习能力分析经过必修模块的学习，学生已经具备了一定的技术设计能力和问题解决能力。他们能够运用所学的技术语言、技术图样表达方法进行简单的技术设计，并能够通过技术试验验证设计的可行性。在工程设计方面，学生仍面临诸多挑战：系统思维能力：工程设计需要学生具备系统的思维方式，能够综合考虑产品生命周期内的各种因素。学生在实际设计中往往难以做到全面考虑，容易出现顾此失彼的情况。跨学科知识整合能力：工程设计涉及多个学科的知识，如机械、电子、材料科学等。学生需要具备跨学科的知识整合能力，才能在设计过程中灵活运用所学知识。学生在实际学习中往往难以将不同学科的知识有机结合起来。实践操作能力：工程设计需要学生具备一定的实践操作能力，如材料性能测试、加工制作等。由于教学条件限制等原因，学生的实践操作能力普遍较弱，难以满足工程设计的需求。（四）学习障碍突破策略针对学生在学习工程设计过程中可能遇到的学习障碍，我们可以采取以下策略进行突破：加强系统思维训练：通过案例分析、小组讨论等方式，引导学生从系统的角度思考问题，综合考虑产品生命周期内的各种因素。可以引入一些跨学科的案例，帮助学生拓展视野，提高系统思维能力。强化跨学科知识整合：在教学过程中，注重跨学科知识的整合和渗透。可以通过邀请相关学科的专家进行讲座或授课，帮助学生了解不同学科的知识体系和应用场景。可以设计一些跨学科的综合实践项目，让学生在实践中学会整合和应用所学知识。提升实践操作能力：加强实践教学环节，为学生提供更多的实践机会。可以通过建立校企合作基地、开设实验课程等方式，让学生亲身参与工程设计的全过程，从材料选择、性能测试到加工制作等环节都进行实际操作。可以引入一些先进的工程设计软件和设备，帮助学生提高设计效率和精度。采用多元化的评价方式：改变传统的单一评价方式，采用多元化的评价方式对学生的学习成果进行评价。可以通过作品展示、项目汇报、小组讨论等方式，全面考察学生的设计能力、实践能力和团队合作能力。可以引入企业评价、专家评价等外部评价方式，提高学生的社会认可度和竞争力。注重个性化教学：针对学生的不同学习特点和需求，采用个性化的教学策略。可以通过分层教学、个性化辅导等方式，帮助不同层次的学生都能够获得适合自己的学习资源和支持。可以鼓励学生自主选择实践项目和研究方向，激发他们的学习兴趣和创造力。通过加强系统思维训练、强化跨学科知识整合、提升实践操作能力、采用多元化的评价方式以及注重个性化教学等策略，我们可以有效突破学生在学习工程设计过程中的学习障碍，帮助他们更好地掌握工程设计的基本流程和方法，培养他们的工程思维和解决实际问题的能力。四、大主题或大概念设计大主题：智能设计·绿色制造：探索工程设计过程与可持续发展本单元以“智能设计·绿色制造：探索工程设计过程与可持续发展”为大主题，旨在通过深入剖析工程设计过程，结合面向制造、装配及环境保护的设计理念，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。学生将不仅学习如何高效、智能地进行产品设计，还将理解如何在设计过程中融入绿色制造和可持续发展的理念，从而实现技术的经济、环保和社会价值的统一。五、大单元目标叙写通用技术的核心素养目标：技术意识：学生能够理解技术与社会、环境的相互关系，认识到工程设计对社会发展的重要性。学生能够形成对技术应用的敏感性和批判性思维，评估不同设计方案的社会影响和环境影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别设计问题中的关键因素，制定合理的设计方案。学生能够综合考虑结构、流程、系统、控制等多方面因素，进行整体优化和决策。学生能够理解并应用面向制造、装配和环境保护的设计理念，提升设计的可行性和可持续性。创新设计：学生能够在设计过程中提出创新性的解决方案，运用创造技法进行多方案比较和优化。学生能够结合新材料、新技术进行创意设计，提高产品的性能和市场竞争力。图样表达：学生能够熟练使用各种技术图样表达设计思想，包括草图、三视图、装配图等。学生能够运用计算机辅助设计软件进行三维建模和仿真，提高设计精度和效率。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工艺，进行产品的原型制作和测试。学生能够解决制作过程中的技术问题，优化产品性能，实现设计的物化。六、大单元教学重点工程设计过程的全面理解：深入理解工程设计从概念设计到详细设计的全过程，掌握每个阶段的关键任务和目标。学习如何在设计过程中综合考虑制造、装配、环境保护等多方面因素，提升设计的可行性和可持续性。面向制造、装配和环境保护的设计理念：掌握面向制造的设计（DFM）方法，优化产品设计以满足制造要求。理解面向装配的设计（DFA）原则，提高产品的可装配性和生产效率。融入绿色设计理念，评估并减少设计对环境的影响，实现可持续发展。创新设计与图样表达：鼓励学生运用创新思维提出新颖的设计方案，并运用创造技法进行方案优化。掌握各种技术图样的表达方法，提高设计沟通的效率和质量。物化能力的实践与提升：通过原型制作和测试，培养学生的实践能力和解决问题的能力。掌握材料选择、工艺制定和产品测试的方法，提升物化能力。七、大单元教学难点系统分析与综合决策能力的提升：如何引导学生运用系统分析的方法，全面识别设计问题中的关键因素，制定合理的设计方案。在多方案比较和优化过程中，如何帮助学生进行综合决策，选择最佳方案。面向制造、装配和环境保护设计理念的融合：如何将面向制造、装配和环境保护的设计理念有效地融入工程设计过程中，实现设计的智能化和绿色化。如何评估设计方案对制造、装配和环境的影响，并采取相应的优化措施。创新设计与图样表达的精准性：如何激发学生的创新思维，提出具有创新性的设计方案，并运用技术图样准确表达设计思想。如何提高学生在图样表达方面的精准性和规范性，确保设计沟通的有效性。物化能力的提升与实践：如何通过原型制作和测试，有效提升学生的实践能力和解决问题的能力。如何帮助学生在物化过程中解决遇到的技术问题，优化产品性能，实现设计的物化。教学设计示例（节选）第一课时：工程设计过程概述与概念设计教学目标：理解工程设计的基本概念和重要性。掌握工程设计的一般过程，包括概念设计、方案设计和详细设计。培养学生的技术意识和工程思维。教学过程：引入：通过展示一些成功的工程设计案例，如智能手机、电动汽车等，激发学生的学习兴趣。引导学生讨论这些产品设计背后的思考过程，引入工程设计的概念。概念讲解：讲解工程设计的基本概念，包括设计的目标、约束条件、设计过程等。介绍工程设计的一般过程，包括概念设计、方案设计和详细设计三个阶段。活动设计：分组活动：让学生选择一个日常生活中的问题（如提高书包的便携性），进行概念设计。要求学生绘制草图，用简单的语言描述设计思路，并进行小组分享。总结与反馈：教师对各组的设计进行点评，强调概念设计的重要性，并引导学生思考如何在后续阶段进一步完善设计。第二课时：面向制造的设计（DFM）教学目标：理解面向制造的设计（DFM）的概念和重要性。掌握DFM的基本原则和方法。培养学生的工程思维和创新设计能力。教学过程：复习引入：回顾上节课的内容，强调工程设计过程的重要性。引入面向制造的设计（DFM）的概念，解释其在工程设计中的作用。DFM原则讲解：详细讲解DFM的基本原则，如简化设计、标准化、模块化等。通过案例分析，展示DFM在实际设计中的应用和效果。实践活动：分组活动：让学生对自己在第一课时中的概念设计进行修改，融入DFM原则。要求学生重新绘制草图，并标注出制造过程中可能遇到的问题及解决方案。总结与反馈：教师对各组的设计进行点评，强调DFM在提升产品可制造性方面的重要性。引导学生思考如何在后续阶段继续优化设计，以满足制造要求。（注：以上教学设计示例仅为节选，实际教学中应根据学生的实际情况和课程进度进行适当调整）。八、大单元整体教学思路教学目标设定在教学《工程设计基础》第二章《工程设计过程》时，教学目标的设定需紧密结合通用技术课程的核心素养目标，即技术意识、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：（一）技术意识感知与理解：学生能够感知和理解工程设计在日常生活和工业生产中的重要性，认识到工程设计对技术发展的推动作用。责任意识：培养学生的技术伦理意识和环保意识，使学生在设计过程中能够考虑技术对社会、环境和人类生活的影响。文化理解：通过了解工程设计的历史和发展，增强学生对技术文化的理解和适应能力。（二）工程思维系统分析：培养学生运用系统分析的方法，对工程设计项目进行要素分析、整体规划，并能进行简单的风险评估和综合决策。创新思维：激发学生的创新思维，鼓励学生在工程设计过程中提出新颖的解决方案，提升问题解决能力。跨学科整合：引导学生跨学科整合知识，将数学、物理、化学等学科知识与工程设计相结合，提升综合素养。（三）创新设计创意设计：通过案例分析和实践操作，学生能够提出符合设计原则且具有一定创意的构思方案。技术试验：培养学生进行技术试验的能力，通过实践操作验证设计方案的可行性和有效性。优化设计：引导学生根据技术试验结果和用户反馈，对设计方案进行优化，提升设计质量。（四）图样表达技术图样绘制：学生能够掌握常见技术图样的绘制方法，如草图、三视图、控制系统方框图等，准确表达设计思想。图样识读：培养学生识读技术图样的能力，能够理解并分析复杂工程图样，为工程设计和制作提供依据。设计交流：通过图样表达，学生能够清晰地向他人展示自己的设计构思和方案，促进设计交流和合作。（五）物化能力材料选择：学生能够根据设计要求选择合适的工程材料，了解不同材料的性能和用途。工艺制作：通过实践操作，学生掌握基本的工艺制作方法，能够将设计方案转化为实际产品。测试与优化：对制作出的产品进行测试，根据测试结果对设计和制作过程进行优化，提升物化能力。教学重点工程设计的一般过程：使学生掌握从概念设计到详细设计的完整工程设计流程。工程设计的评价指标：让学生了解并掌握工程设计的标准化、安全性、可靠性和经济性等评价指标。工程材料的选择与应用：通过案例分析和实践操作，使学生了解不同工程材料的性能和用途，能够根据设计要求选择合适的材料。教学难点系统分析与综合决策：培养学生在工程设计过程中运用系统分析的方法进行综合决策的能力。创新设计与技术试验：激发学生的创新思维，提升学生进行技术试验和方案设计的能力。图样表达与物化实现：使学生能够准确绘制和识读技术图样，并将设计方案转化为实际产品。教学策略与方法案例分析：通过引入典型工程设计案例，让学生了解工程设计的一般过程和评价指标，培养学生的工程思维和创新设计能力。实践操作：组织学生进行实践操作，如材料选择、工艺制作、技术试验等，提升学生的物化能力。项目学习：以项目为载体，让学生在实际工程设计项目中运用所学知识，提升综合应用能力。小组合作：鼓励学生进行小组合作，共同完成工程设计任务，培养团队协作和沟通能力。信息技术应用：利用信息技术手段，如计算机辅助设计（CAD）、仿真软件等，提升学生的图样表达能力和设计效率。学业评价学业评价应围绕通用技术课程的核心素养目标展开，注重对学生技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的综合评价。具体评价方法如下：课堂表现评价：通过观察学生在课堂上的表现，如参与度、合作能力、创新思维等，进行评价。作品评价：对学生完成的设计作品进行评价，包括图样的绘制、设计方案的创意性、制作工艺的质量等方面。技术试验评价：对学生进行的技术试验进行评价，包括试验方案的设计、试验过程的操作、试验结果的分析等方面。项目报告评价：要求学生撰写项目报告，对工程设计过程进行总结和反思，评价报告的内容完整性、逻辑性和创新性。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价和互评，通过反思和总结提升自己的学习效果。教学资源与环境教学资源：准备丰富的工程设计案例、技术图样、工程材料样本等教学资源，为学生的学习提供支持。教学环境：配备专用教室和实验室，配备必要的工具、设备和材料，为学生进行实践操作提供条件。网络资源：利用网络资源，如在线课程、设计软件、仿真平台等，拓展学生的学习视野和提升空间。教学时间安排本大单元的教学时间安排为16课时，具体分配如下：第一节面向X的工程设计方法（4课时）：介绍面向制造、装配和环境保护的设计方法，通过案例分析让学生理解其在实际工程设计中的应用。第二节工程设计中的评价指标（4课时）：讲解工程设计的标准化、安全性、可靠性和经济性等评价指标，通过实践操作让学生掌握评价方法。第三节工程材料（4课时）：介绍工程材料概述、金属材料、非金属材料和复合材料等，通过样品展示和实验操作让学生了解不同材料的性能和用途。第四节工程设计一般过程（4课时）：讲解从概念设计到详细设计的完整工程设计流程，通过项目学习让学生实际体验工程设计过程。通过以上教学思路的实施，旨在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等通用技术核心素养，为学生未来的学习和职业发展打下坚实的基础。九、学业评价一、学业评价概述学业评价是检验学生学习成效、促进教学质量提升的重要手段。根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，学业评价应关注学生的核心素养发展，包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。针对《工程设计基础》第二章《工程设计过程》的教学内容，本学业评价设计旨在通过多元化的评价方式和具体化的评价指标，全面评估学生在工程设计过程中的学习成果，促进学生核心素养的全面发展。二、教学目标与学习目标教学目标技术意识：使学生了解工程设计在技术发展中的重要性，理解工程设计与技术应用的紧密联系，形成关注技术发展趋势的意识。工程思维：培养学生运用系统分析、比较权衡等方法进行工程设计的能力，发展学生的系统观念和工程建模思维。创新设计：激发学生的创新思维，使学生能够提出具有创造性的设计方案，解决工程设计中的实际问题。图样表达：提升学生识读和绘制工程设计图样的能力，使学生能够用规范的技术图样表达设计构想。物化能力：通过实践项目，培养学生的动手实践能力，使学生能够完成简单的工程模型制作和装配。学习目标面向制造的设计：理解面向制造的设计原则，掌握在设计中考虑制造工艺和成本的方法。面向装配的设计：掌握面向装配的设计技巧，使设计的产品便于组装和维护。面向环境保护的设计：了解环保设计的重要性，能够在设计中融入环保理念。工程设计的评价指标：理解工程设计的标准化、安全性、可靠性和经济性等评价指标，并能够在实际设计中应用这些指标。工程材料：了解常用工程材料的性能和应用范围，能够根据设计需求选择合适的材料。工程设计一般过程：掌握概念设计、方案设计和详细设计的基本步骤，能够独立完成简单的工程设计项目。三、评价目标设定1.技术意识评价评价目标：学生能否理解工程设计在技术发展中的重要性，关注技术发展趋势。学生能否将工程设计与实际应用相结合，提出具有实际应用价值的设计方案。评价方式：课堂讨论：组织学生讨论工程设计案例，评估学生对工程设计重要性的理解。设计方案评估：要求学生提交设计方案，评估方案的创新性和实用性。2.工程思维评价评价目标：学生能否运用系统分析、比较权衡等方法进行工程设计。学生能否在设计过程中体现系统观念和工程建模思维。评价方式：案例分析：提供工程设计案例，要求学生分析案例中的系统组成和工程建模方法。设计过程记录：要求学生记录设计过程，评估学生在设计过程中的思维方法和问题解决能力。3.创新设计评价评价目标：学生能否提出具有创造性的设计方案。学生能否在设计过程中运用创新思维，解决实际问题。评价方式：创意设计比赛：组织创意设计比赛，评估学生的创新能力和设计方案的新颖性。设计方案评审：邀请专家和教师对学生的设计方案进行评审，评估方案的创新性和实用性。4.图样表达评价评价目标：学生能否识读和绘制工程设计图样。学生能否用规范的技术图样表达设计构想。评价方式：图样绘制作业：要求学生绘制工程设计图样，评估图样的规范性和准确性。图样识读测试：提供工程设计图样，要求学生识读并解释图样内容，评估学生的图样识读能力。5.物化能力评价评价目标：学生能否完成简单的工程模型制作和装配。学生能否在模型制作过程中体现动手实践能力和工匠精神。评价方式：模型制作项目：要求学生完成简单的工程模型制作和装配，评估模型的完成度和质量。模型制作过程评价：观察学生在模型制作过程中的操作规范性和解决问题的能力。四、具体评价指标1.技术意识评价指标关注度：学生是否关注工程设计技术的发展趋势，能否列举出近年来工程设计领域的重大进展。应用意识：学生是否能够将工程设计与实际应用相结合，提出具有实际应用价值的设计方案。2.工程思维评价指标系统分析能力：学生是否能够识别工程设计中的系统组成，运用系统分析方法解决问题。比较权衡能力：学生是否能够在设计方案中进行比较权衡，选择最优方案。工程建模能力：学生是否能够在设计过程中运用工程建模方法，构建工程设计模型。3.创新设计评价指标创新性：学生提出的设计方案是否具有新颖性，能否解决工程设计中的实际问题。创意表达：学生是否能够用清晰、准确的语言表达设计创意，使他人能够理解并接受设计方案。4.图样表达评价指标规范性：学生绘制的工程设计图样是否符合规范，包括线型、尺寸标注、比例尺等方面。准确性：学生绘制的工程设计图样是否准确反映设计构想，包括结构、尺寸、形状等方面。清晰度：学生绘制的工程设计图样是否清晰易读，包括图面布局、文字说明等方面。5.物化能力评价指标模型完成度：学生完成的工程模型是否符合设计要求，结构完整、功能实现。制作质量：学生制作的工程模型是否精细、美观，符合工艺要求。问题解决能力：学生在模型制作过程中是否能够解决遇到的问题，体现动手实践能力。五、评价实施1.课堂评价在课堂教学过程中，通过观察学生的课堂表现、参与讨论的情况以及完成课堂作业的质量，对学生的技术意识、工程思维和创新设计等方面进行评价。2.作业评价布置与工程设计相关的作业，如设计方案、图样绘制、模型制作等，通过批改作业评估学生的图样表达能力和物化能力。3.项目评价组织学生参与工程设计项目，如创意设计比赛、模型制作项目等，通过项目展示和评审，对学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力进行全面评价。4.自我评价与互评鼓励学生进行自我评价和互评，通过反思自己的学习过程和成果，提升自我认知和评价能力。通过互评增进同学之间的交流和合作，共同提高工程设计能力。六、评价反馈与改进1.评价反馈及时向学生反馈评价结果，指出学生在工程设计过程中的优点和不足，提出具体的改进建议。鼓励学生对评价结果提出疑问和意见，促进师生之间的沟通和交流。2.评价改进根据评价结果和学生的反馈意见，不断改进教学方法和评价方式，提高教学质量和学生的学习成效。关注工程设计领域的新技术和新趋势，及时更新教学内容和评价标准，保持评价的时效性和准确性。七、总结通过构建多元化、具体化的学业评价体系，全面评估学生在工程设计过程中的学习成果，促进学生核心素养的全面发展。通过评价反馈和改进机制，不断提升教学质量和学生的学习成效，为培养具有创新精神和实践能力的工程技术人才奠定坚实基础。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《工程设计过程》的教学实施旨在通过理论讲解与实践操作相结合的方式，帮助学生全面理解和掌握工程设计的基本流程、方法、评价指标及工程材料的选择与应用。教学过程中，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，提升学生的综合素质，为后续的技术学习和职业发展打下坚实基础。具体实施思路如下：理论讲解与案例分析相结合：通过理论讲解，使学生掌握工程设计的基本原理和方法；结合具体案例分析，帮助学生理解工程设计在实际应用中的操作过程。实践操作与项目驱动相结合：通过实践操作，增强学生的动手能力和实践经验；采用项目驱动的方式，让学生在解决实际问题的过程中，深化对工程设计过程的理解。分组合作与互动交流相结合：鼓励学生分组合作，共同完成工程设计任务，培养团队协作精神；通过互动交流，分享学习心得和体会，拓展学生的视野和思路。评价与反馈相结合：建立科学合理的评价体系，及时对学生的学习成果进行评价和反馈，帮助学生发现不足，明确改进方向。信息技术与教学资源相结合：充分利用信息技术手段，丰富教学资源，提高教学效果；引导学生利用网络资源进行自主学习和拓展学习。2.教学目标设定（一）技术意识培养学生关注技术现象和技术问题的能力，形成对技术发展的敏感性和洞察力。引导学生认识技术在现代社会中的重要性和应用价值，树立积极的技术价值观。（二）工程思维培养学生运用系统分析和比较权衡的方法，解决工程设计中的实际问题。引导学生形成结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，提高工程思维能力。（三）创新设计激发学生的创新意识和创造力，鼓励学生在工程设计中提出新颖独特的解决方案。培养学生综合运用多学科知识，进行技术创新和设计优化的能力。（四）图样表达使学生掌握技术图样的绘制和识读方法，能够准确表达工程设计思想和方案。培养学生运用技术图样进行技术交流和沟通的能力。（五）物化能力提高学生的动手实践能力和物化实现能力，使学生能够将工程设计方案转化为实际产品。引导学生关注工程设计的可制造性和可装配性，提高工程设计的实用性和经济性。3.教学结构图工程设计过程├──面向X的工程设计方法│├──面向制造的设计│├──面向装配的设计│└──面向环境保护的设计├──工程设计中的评价指标│├──工程设计的标准化│├──工程设计的安全性│├──工程的可靠性│└──工程的经济性├──工程材料│├──工程材料概述│├──金属材料│├──非金属材料│└──复合材料└──工程设计一般过程├──概念设计├──方案设计└──详细设计4.具体教学实施步骤第一步：理论讲解与案例分析（4课时）第一课时：面向X的工程设计方法教学内容：面向制造的设计、面向装配的设计、面向环境保护的设计。教学方法：教师讲解基本原理和方法，结合具体案例进行分析。教学过程：引入工程设计的基本概念和方法。详细讲解面向制造的设计、面向装配的设计、面向环境保护的设计的基本原理和方法。结合具体案例，分析这些设计方法在实际应用中的操作过程。学生分组讨论，分享学习心得和体会。第二课时：工程设计中的评价指标教学内容：工程设计的标准化、工程设计的安全性、工程的可靠性、工程的经济性。教学方法：教师讲解评价指标的具体内容，结合案例进行分析。教学过程：引入工程设计评价指标的重要性。详细讲解工程设计的标准化、安全性、可靠性、经济性的具体内容。结合具体案例，分析这些评价指标在实际工程设计中的应用。学生分组讨论，分享学习心得和体会。第三课时：工程材料概述与金属材料教学内容：工程材料概述、金属材料。教学方法：教师讲解工程材料的基本知识，结合实物展示和案例分析。教学过程：引入工程材料的基本概念和分类。详细讲解金属材料的基本性质、分类、应用及选择原则。结合实物展示和案例分析，帮助学生理解金属材料在工程设计中的应用。学生分组讨论，分享学习心得和体会。第四课时：非金属材料与复合材料教学内容：非金属材料、复合材料。教学方法：教师讲解非金属材料与复合材料的基本知识，结合实物展示和案例分析。教学过程：详细讲解非金属材料与复合材料的基本性质、分类、应用及选择原则。结合实物展示和案例分析，帮助学生理解非金属材料与复合材料在工程设计中的应用。学生分组讨论，分享学习心得和体会。第二步：实践操作与项目驱动（8课时）第五课时：概念设计教学内容：概念设计的原理和方法。教学方法：教师讲解概念设计的基本原理和方法，学生分组进行实践操作。教学过程：引入概念设计的重要性。详细讲解概念设计的原理和方法。学生分组进行概念设计实践操作，教师巡回指导。学生展示设计成果，分享设计思路和体会。第六课时：方案设计教学内容：方案设计的原理和方法。教学方法：教师讲解方案设计的基本原理和方法，学生分组进行实践操作。教学过程：引入方案设计的重要性。详细讲解方案设计的原理和方法。学生分组进行方案设计实践操作，教师巡回指导。学生展示设计成果，分享设计思路和体会。第七课时：详细设计教学内容：详细设计的原理和方法。教学方法：教师讲解详细设计的基本原理和方法，学生分组进行实践操作。教学过程：引入详细设计的重要性。详细讲解详细设计的原理和方法。学生分组进行详细设计实践操作，教师巡回指导。学生展示设计成果，分享设计思路和体会。第八至第十课时：综合项目设计与制作教学内容：综合项目设计与制作。教学方法：学生分组进行项目设计与制作，教师巡回指导。教学过程：学生分组选择一个工程设计项目，进行项目策划和方案设计。学生根据方案设计，选择合适的工程材料进行制作。学生在制作过程中，进行方案优化和调整，确保项目顺利进行。学生展示项目成果，分享设计思路和制作过程，教师和同学进行评价和反馈。第三步：评价与反馈（2课时）第十一课时：学习成果展示与评价教学内容：学习成果展示与评价。教学方法：学生展示学习成果，教师和同学进行评价和反馈。教学过程：学生分组展示在学习过程中的学习成果，包括概念设计、方案设计、详细设计以及综合项目设计与制作成果。教师和同学对学习成果进行评价和反馈，指出优点和不足，提出改进建议。学生根据评价和反馈，进一步完善学习成果。第十二课时：总结与反思教学内容：总结与反思。教学方法：教师引导学生总结学习过程中的收获和体会，反思存在的不足和改进方向。教学过程：教师引导学生回顾整个学习过程，总结学习收获和体会。学生分组讨论，分享学习过程中的成功经验和不足之处。教师和学生共同提出改进方向和建议，为后续学习打下坚实基础。十一、大情境、大任务创设一、大情境创设（一）背景描述在当今快速发展的科技时代，工程设计不仅推动着工业制造的进步，也深刻影响着我们的日常生活。从智能手机到智能家居，从高速铁路到航空航天，每一项工程设计成果都是人类智慧与创造力的结晶。对于高中学生而言，了解并掌握工程设计的基本过程、方法和评价指标，不仅能够提升他们的技术素养，还能激发他们对未来科技领域的兴趣和探索欲。（二）核心情境假设某高科技企业计划开发一款新型智能家居机器人，旨在为用户提供更加便捷、智能的生活体验。该机器人需要具备自主导航、语音交互、环境感知、物品搬运等多种功能。为了确保机器人的实用性、安全性和经济性，企业需要组建一支跨学科的研发团队，涵盖机械、电子、计算机、材料科学等多个领域。作为该研发团队的一员，你将参与机器人的工程设计全过程，从概念设计到详细设计，再到原型制作与测试，每一个环节都将考验你的工程思维、创新能力和物化能力。二、大任务设计（一）总目标通过参与新型智能家居机器人的工程设计全过程，学生将深入理解并掌握工程设计的基本流程、方法、评价指标及工程材料的选择与应用，全面提升自身的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。（二）子任务1.面向X的工程设计方法任务一：面向制造的设计目标：学生能够理解面向制造的设计原则，确保设计方案在制造过程中的可行性和经济性。活动：分析智能家居机器人的制造需求，考虑材料选择、加工工艺、装配流程等因素，制定面向制造的设计方案。成果：提交面向制造的设计报告，包括材料清单、加工工艺流程、装配顺序图等。任务二：面向装配的设计目标：学生能够掌握面向装配的设计方法，提高机器人的可装配性和维护性。活动：设计智能家居机器人的装配流程图，考虑零部件的标准化、模块化设计，以及装配过程中的工具选择、操作步骤等。成果：提交装配流程图及装配说明书。任务三：面向环境保护的设计目标：学生能够关注环境保护，将绿色设计理念融入智能家居机器人的工程设计中。活动：分析机器人在生产、使用、废弃等生命周期阶段对环境的影响，提出减少污染、节约资源的设计方案。成果：提交环保设计报告，包括节能减排措施、可回收材料应用等内容。2.工程设计中的评价指标任务一：工程设计的标准化目标：学生能够理解并应用工程设计的标准化原则，确保设计方案的规范性和兼容性。活动：研究国内外相关标准，对智能家居机器人的尺寸、接口、通信协议等进行标准化设计。成果：提交标准化设计方案及标准符合性分析报告。任务二：工程设计的安全性目标：学生能够关注工程设计的安全性，确保机器人在使用过程中的安全可靠。活动：对智能家居机器人进行风险评估，识别潜在的安全隐患，制定安全保护措施。成果：提交安全风险评估报告及安全保护措施方案。任务三：工程的可靠性目标：学生能够提高工程设计的可靠性，确保机器人在各种环境下的稳定运行。活动：进行可靠性分析，确定关键部件的故障模式及影响，制定可靠性设计方案。成果：提交可靠性分析报告及可靠性设计方案。任务四：工程的经济性目标：学生能够关注工程设计的经济性，降低研发成本和制造成本。活动：对智能家居机器人的设计方案进行成本估算，优化设计方案以降低成本。成果：提交成本估算报告及成本优化方案。3.工程材料任务一：工程材料概述目标：学生能够了解工程材料的基本分类和性能特点。活动：研究金属材料、非金属材料、复合材料的性能和应用范围。成果：提交工程材料研究报告。任务二：金属材料的选择与应用目标：学生能够根据智能家居机器人的功能需求，选择合适的金属材料。活动：分析金属材料的力学性能、耐腐蚀性、加工性能等，确定关键部件的材料选择。成果：提交金属材料选择报告及部件材料清单。任务三：非金属材料的选择与应用目标：学生能够了解非金属材料的特点，并在设计中合理应用。活动：研究塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料的性能和应用场景，确定智能家居机器人中非金属部件的材料选择。成果：提交非金属材料选择报告及部件材料清单。任务四：复合材料的选择与应用目标：学生能够了解复合材料的优势，并在设计中创新应用。活动：研究碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等新型材料的性能和应用，探索其在智能家居机器人中的应用潜力。成果：提交复合材料研究报告及应用方案。4.工程设计一般过程任务一：概念设计目标：学生能够明确设计目标和约束条件，提出初步的设计概念。活动：进行市场调研和用户需求分析，确定智能家居机器人的功能定位和设计目标。成果：提交概念设计报告，包括设计目标、约束条件、初步设计方案等。任务二：方案设计目标：学生能够制定详细的设计方案，明确各部件的设计参数和结构形式。活动：对智能家居机器人的各部件进行详细设计，包括结构设计、电路设计、软件设计等。成果：提交详细的设计方案及设计图纸。任务三：详细设计目标：学生能够完成智能家居机器人的详细设计，为原型制作提供完整的设计图纸和工艺文件。活动：细化设计方案，编制详细的工艺文件，包括零部件加工图纸、装配图纸、测试方案等。成果：提交详细设计图纸及工艺文件。（三）教学流程导入阶段：通过案例分享和讨论，激发学生对工程设计过程的兴趣和好奇心。理论讲授：系统介绍工程设计的基本流程、方法、评价指标及工程材料的选择与应用。小组讨论：学生分组讨论智能家居机器人的设计需求，明确设计目标和约束条件。方案设计：各组学生根据讨论结果，制定初步的设计方案，并进行方案展示和互评。详细设计：在指导教师的帮助下，各组学生完善设计方案，完成详细设计图纸和工艺文件的编制。原型制作与测试：学生利用学校实验室的资源，制作智能家居机器人的原型，并进行功能测试和性能评估。总结反思：学生撰写设计总结报告，反思设计过程中的经验教训，提出改进措施。（四）评价体系过程评价：关注学生在设计过程中的参与度、合作能力、创新思维等方面的表现。成果评价：根据设计方案的创新性、实用性、经济性、安全性等指标，对学生的设计成果进行评价。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协作能力。通过这样的大情境、大任务创设，学生不仅能够深入理解并掌握工程设计的基本流程和方法，还能够在实践中锻炼自己的工程思维、创新能力和物化能力，为未来的科技探索和创新实践打下坚实的基础。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：工程设计过程课时设计：第一课时：面向X的工程设计方法（面向制造的设计、面向装配的设计、面向环境保护的设计）第二课时：工程设计中的评价指标（工程设计的标准化、工程设计的安全性、工程的可靠性、工程的经济性）第三课时：工程材料概述与金属材料第四课时：非金属材料与复合材料第五课时：概念设计第六课时：方案设计第七课时：详细设计第八至第十课时：综合项目设计与制作第十一课时：学习成果展示与评价第十二课时：总结与反思（二）学习目标通过本单元的学习，学生将达成以下目标：技术意识：培养学生关注工程设计现象和技术问题的能力，形成对工程设计发展的敏感性和洞察力。引导学生认识工程设计在现代社会中的重要性和应用价值，树立积极的技术价值观和工程伦理观。工程思维：培养学生运用系统分析和比较权衡的方法，解决工程设计中的实际问题。引导学生形成结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，提高工程思维能力。使学生能够针对具体工程项目进行需求分析、功能规划、性能评估及优化决策。创新设计：激发学生的创新意识和创造力，鼓励学生在工程设计中提出新颖独特的解决方案。培养学生综合运用多学科知识，进行技术创新和设计优化的能力。图样表达：使学生掌握技术图样的绘制和识读方法，能够准确表达工程设计思想和方案。培养学生运用技术图样进行技术交流和沟通的能力。物化能力：提高学生的动手实践能力和物化实现能力，使学生能够将工程设计方案转化为实际产品。引导学生关注工程设计的可制造性和可装配性，提高工程设计的实用性和经济性。（三）评价任务面向X的工程设计方法评价：学生能否理解并解释面向制造、面向装配、面向环境保护的设计方法及其重要性。通过案例分析，评价学生应用这些方法解决实际问题的能力。工程设计评价指标评价：学生能否准确阐述工程设计的标准化、安全性、可靠性、经济性等评价指标。通过小组讨论和项目设计，评价学生如何在实际设计中考虑和应用这些评价指标。工程材料知识评价：学生能否识别并描述不同种类工程材料（金属材料、非金属材料、复合材料）的基本性质和应用。通过材料选择练习，评价学生根据设计需求合理选材的能力。工程设计一般过程评价：学生能否按顺序完成概念设计、方案设计、详细设计三个阶段的任务。通过综合项目设计与制作，评价学生综合运用工程设计知识和方法进行实际项目设计的能力。学习成果展示与评价：学生能否清晰、准确地展示自己的学习成果，包括设计图样、实物模型等。通过同伴评价和教师评价，综合评估学生的学习成效和进步。（四）学习过程第一课时：面向X的工程设计方法引入：介绍工程设计的基本概念和重要性。讲解：详细讲解面向制造、面向装配、面向环境保护的设计方法及其原理。案例分析：通过具体案例，分析这些方法在实际工程设计中的应用。分组讨论：学生分组讨论，分享学习心得和体会。第二课时：工程设计中的评价指标引入：强调工程设计评价指标的重要性。讲解：分别讲解工程设计的标准化、安全性、可靠性、经济性等评价指标。案例分析：结合案例，分析这些评价指标在实际工程设计中的应用。分组讨论：学生分组讨论，加深对评价指标的理解。第三课时：工程材料概述与金属材料引入：介绍工程材料的基本概念和分类。讲解：详细讲解金属材料的基本性质、分类、应用及选择原则。实物展示：展示不同种类的金属材料样品，帮助学生直观理解。分组讨论：学生分组讨论金属材料在工程设计中的应用。第四课时：非金属材料与复合材料讲解：详细讲解非金属材料与复合材料的基本性质、分类、应用及选择原则。案例分析：通过案例，分析非金属材料与复合材料在工程设计中的具体应用。分组讨论：学生分组讨论这些材料的优缺点及适用范围。第五课时：概念设计引入：介绍概念设计的重要性和基本步骤。讲解：详细讲解概念设计的原理和方法。实践操作：学生分组进行概念设计实践操作，教师巡回指导。成果展示：学生展示设计成果，分享设计思路和体会。第六课时：方案设计引入：强调方案设计在工程设计过程中的关键作用。讲解：详细讲解方案设计的原理和方法。实践操作：学生分组进行方案设计实践操作，教师巡回指导。成果展示：学生展示设计成果，接受同伴和教师的评价。第七课时：详细设计引入：介绍详细设计的目的和要求。讲解：详细讲解详细设计的原理和方法。实践操作：学生分组进行详细设计实践操作，教师巡回指导。成果展示：学生展示详细设计成果，分享设计细节和考虑因素。第八至第十课时：综合项目设计与制作项目策划：学生分组选择一个工程设计项目，进行项目策划和方案设计。材料选择：根据方案设计，选择合适的工程材料进行制作。制作与调试：学生在制作过程中进行方案优化和调整，确保项目顺利进行。成果展示：学生展示项目成果，分享设计思路和制作过程。第十一课时：学习成果展示与评价成果展示：学生分组展示在学习过程中的学习成果，包括设计图样、实物模型等。同伴评价：学生之间相互评价学习成果，提出改进建议。教师评价：教师对学习成果进行总结性评价，指出优点和不足。第十二课时：总结与反思总结回顾：教师引导学生回顾整个学习过程，总结学习收获和体会。分组讨论：学生分组讨论学习过程中的成功经验和不足之处。个人反思：学生撰写个人学习反思，明确未来学习方向和改进措施。（五）作业与检测课后作业：完成每次课后布置的相关练习题，巩固课堂所学知识。针对每次课的主题，搜集相关案例进行分析，并撰写分析报告。单元检测：设计一份单元检测试卷，包含选择题、填空题、简答题等多种题型。试卷内容涵盖本单元的所有知识点和技能要求。通过检测，评估学生对本单元学习内容的掌握情况。（六）学后反思通过本单元的学习，学生应深刻认识到工程设计在现代社会中的重要性和应用价值。学生应能够掌握工程设计的基本流程、方法、评价指标及工程材料的选择与应用。在学习过程中，学生应不断提升自己的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。通过实践操作和综合项目设计，学生应能够将理论知识转化为实际成果，进一步加深对工程设计的理解和认识。学生应继续关注工程设计领域的发展动态，不断提升自己的专业素养和综合能力。十三、学科实践与跨学科学习设计教学目标本次学科实践与跨学科学习设计旨在通过《工程设计过程》的教学内容，全面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。通过实践操作和跨学科学习，学生能够深入理解工程设计的全过程，掌握面向制造、装配、环境保护的设计方法，理解工程设计的评价指标，熟悉工程材料的选择与应用，以及掌握工程设计从概念设计到详细设计的完整流程。通过跨学科学习，培养学生的综合素养，提升解决实际问题的能力。学习目标技术意识：学生能够理解工程设计在现实生活中的重要性，认识到技术对社会发展和个人生活的影响。学生能够形成对工程设计的基本认识，了解工程设计的基本原则和流程。学生能够关注工程设计中的技术问题，形成积极的技术学习态度。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，解决工程设计中的实际问题。学生能够形成结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，提高工程思维能力。学生能够领悟工程设计中的安全、可靠、经济等基本要素，并进行简单的风险评估和综合决策。创新设计：学生能够在工程设计过程中提出创新性的解决方案，设计具有独特功能的产品。学生能够综合运用多学科知识，进行技术创新和设计优化。学生能够评价设计方案，并进行优化，提高设计创新能力。图样表达：学生能够识读和绘制与工程设计相关的技术图样，如设计图、流程图、装配图等。学生能够用技术语言清晰、准确地表达设计构想和交流创新构思。学生能够通过图样表达，将设计思想转化为可操作的技术方案。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的工程材料和工具，实现产品的物化。学生能够独立完成产品的制作、调试和优化，具备较强的动手实践能力。学生能够体验产品从设计到实现的全过程，理解物化过程中的技术难点和解决方法。作业目标设定技术意识：学生能够分析生活中的工程设计案例，理解工程设计的基本原理和方法。学生能够调研工程设计在现实生活中的应用，形成对工程设计价值的认识。学生能够撰写一篇关于工程设计重要性的小论文，表达自己的观点和看法。工程思维：学生能够选择一个工程设计项目，进行系统分析和比较权衡，制定合理的设计方案。学生能够对设计方案进行风险评估和综合决策，撰写风险评估报告和决策分析报告。学生能够参与小组讨论，分享自己的设计思路和决策过程，接受同学的反馈和建议。创新设计：学生能够在工程设计项目中提出创新性的解决方案，设计具有独特功能的产品原型。学生能够运用多学科知识，对设计方案进行优化和创新，撰写设计优化报告。学生能够制作产品原型，并进行测试和验证，撰写测试报告和验证报告。图样表达：学生能够绘制工程设计项目的设计图、流程图、装配图等技术图样。学生能够用技术语言描述设计构想，撰写设计说明书。学生能够通过图样表达，与小组成员和教师进行交流，完善设计方案。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的工程材料和工具，制作产品原型。学生能够独立完成产品的制作、调试和优化过程，撰写制作报告和调试报告。学生能够展示自己制作的产品原型，并进行讲解和演示，接受教师和同学的评价。学科实践与跨学科学习设计内容一、学科实践设计（一）面向X的工程设计方法实践面向制造的设计实践活动：学生选择一个简单的机械零件（如齿轮、轴等），进行面向制造的设计。实践过程：分析零件的功能和性能要求，确定材料、形状、尺寸等基本参数。考虑零件的可制造性，选择合适的加工工艺（如车削、铣削、磨削等）。绘制零件的设计图，标注加工尺寸和公差。制定加工工艺流程，编写加工工艺卡。在实验室或实训基地进行零件的加工制作，验证设计方案的可行性。面向装配的设计实践活动：学生设计一个小型装配体（如减速器、小型机械装置等），进行面向装配的设计。实践过程：分析装配体的功能和性能要求，确定各零件之间的配合关系和装配顺序。考虑装配的合理性，选择合适的装配工艺（如螺栓连接、焊接、粘接等）。绘制装配图，标注装配尺寸和配合公差。制定装配工艺流程，编写装配工艺卡。在实验室或实训基地进行装配体的装配，验证设计方案的可行性。面向环境保护的设计实践活动：学生设计一个环保产品（如可降解塑料包装、节能灯具等），进行面向环境保护的设计。实践过程：分析产品的环保要求，确定产品的材料、结构、功能等基本参数。考虑产品的生命周期，选择环保材料和生产工艺。绘制产品的设计图，标注环保标志和使用说明。制定产品的生产工艺流程，编写生产工艺卡。在实验室或实训基地进行产品的制作和测试，验证产品的环保性能。（二）工程设计中的评价指标实践工程设计的标准化实践活动：学生选择一个工程设计项目，进行标准化的设计和评价。实践过程：分析项目的设计要求，确定适用的国家或行业标准。绘制设计图，标注标准件和通用件的型号和规格。制定设计文件的编写规范，确保设计文件的标准化。对设计文件进行标准化审查，提出修改意见和建议。工程设计的安全性实践活动：学生设计一个安全产品（如安全阀、防护装置等），进行安全性的设计和评价。实践过程：分析产品的安全要求，确定产品的结构、材料、功能等基本参数。考虑产品的使用环境和使用条件，进行安全性能计算和分析。绘制产品的设计图，标注安全标志和使用说明。制定产品的安全性能测试方案，编写测试报告。在实验室或实训基地进行产品的安全性能测试，验证产品的安全性能。工程的可靠性实践活动：学生选择一个机械系统（如传动系统、控制系统等），进行可靠性的设计和评价。实践过程：分析系统的可靠性要求，确定系统的组成和功能。考虑系统的使用环境和使用条件，进行可靠性计算和分析。绘制系统的框图和流程图，标注各部件的可靠性指标。制定系统的可靠性测试方案，编写测试报告。在实验室或实训基地进行系统的可靠性测试，验证系统的可靠性。工程的经济性实践活动：学生设计一个经济产品（如低成本包装、节能设备等），进行经济性的设计和评价。实践过程：分析产品的经济性要求，确定产品的成本构成和利润目标。考虑产品的生产工艺和使用寿命，进行成本效益分析。绘制产品的成本估算表，标注各部件的成本和总成本。制定产品的成本控制方案，编写成本控制报告。在实验室或实训基地进行产品的成本核算和效益分析，验证产品的经济性。（三）工程材料实践工程材料概述实践活动：学生调研工程材料的种类、性能和应用范围，撰写调研报告。实践过程：查阅相关资料和文献，了解工程材料的分类和性能。调研工程材料在各个领域的应用情况，收集典型案例。撰写调研报告，分析工程材料的发展趋势和应用前景。金属材料实践活动：学生选择一种金属材料（如钢、铝等），进行性能测试和应用分析。实践过程：查阅相关资料和文献，了解金属材料的性能和应用。在实验室进行金属材料的性能测试（如拉伸试验、硬度试验等）。分析金属材料的性能特点和应用范围，撰写性能测试报告和应用分析报告。非金属材料实践活动：学生选择一种非金属材料（如塑料、橡胶等），进行性能测试和应用分析。实践过程：查阅相关资料和文献，了解非金属材料的性能和应用。在实验室进行非金属材料的性能测试（如拉伸试验、耐磨试验等）。分析非金属材料的性能特点和应用范围，撰写性能测试报告和应用分析报告。复合材料实践活动：学生选择一种复合材料（如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等），进行性能测试和应用分析。实践过程：查阅相关资料和文献，了解复合材料的性能和应用。在实验室进行复合材料的性能测试（如拉伸试验、弯曲试验等）。分析复合材料的性能特点和应用范围，撰写性能测试报告和应用分析报告。（四）工程设计一般过程实践概念设计实践活动：学生选择一个工程设计项目，进行概念设计。实践过程：分析项目的需求和目标，确定设计的总体方向和基本思路。进行市场调研和技术分析，收集相关资料和信息。绘制概念设计草图，标注设计理念和创意点。撰写概念设计报告，阐述设计思路和创意点。方案设计实践活动：学生在概念设计的基础上，进行方案设计。实践过程：确定设计的具体方案和技术路线。绘制详细的设计图，标注尺寸、公差、材料等技术参数。编写设计方案说明书，阐述设计方案的优点和不足之处。对设计方案进行优化和改进，提出改进意见和建议。详细设计实践活动：学生在方案设计的基础上，进行详细设计。实践过程：制定详细的设计图纸和工艺文件。编写详细的设计说明书和工艺说明书。在实验室或实训基地进行产品的试制和测试，验证设计方案的可行性。对试制产品进行测试和分析，提出改进意见和建议。二、跨学科学习设计（一）与物理学科的跨学科学习学习内容：物理学科中的力学、电学等知识在工程设计中的应用。学习活动：学生运用力学原理分析机械系统的运动规律和受力情况。学生运用电学原理分析电子控制系统的电路设计和工作原理。学生结合物理学科的知识，进行工程设计的优化和创新。（二）与数学学科的跨学科学习学习内容：数学学科中的几何、代数、概率统计等知识在工程设计中的应用。学习活动：学生运用几何知识绘制设计图和装配图。学生运用代数知识进行计算和分析，如成本估算、性能计算等。学生运用概率统计知识进行风险评估和可靠性分析。（三）与化学学科的跨学科学习学习内容：化学学科中的材料科学、化学反应原理等知识在工程设计中的应用。学习活动：学生运用材料科学知识选择合适的工程材料。学生分析化学反应原理，进行产品的设计和优化。学生结合化学学科的知识，进行环保产品的设计和开发。（四）与计算机学科的跨学科学习学习内容：计算机学科中的编程、仿真等知识在工程设计中的应用。学习活动：学生运用编程知识进行工程控制系统的设计和开发。学生运用仿真软件进行工程系统的模拟和分析。学生结合计算机学科的知识，进行智能化产品的设计和开发。总结与反思通过本次学科实践与跨学科学习设计，学生不仅能够全面理解和掌握工程设计的基本流程、方法、评价指标及工程材料的选择与应用，还能够在跨学科学习中拓展知识视野，提升综合素养。教师在设计和实施过程中，应关注学生的个体差异和学习需求，灵活调整教学策略和方法，确保每个学生都能够获得充分的学习和发展机会。在未来的教学实践中，教师应继续探索和创新教学模式和方法，不断提升教学质量和效果。十四、大单元作业设计一、教学目标通过本单元《工程设计过程》的教学，旨在全面提高学生的通用技术素养，具体目标涵盖通用技术核心素养的五个方面：技术意识：学生能够关注技术现象和技术问题，理解技术在现代社会中的重要性和应用价值，形成积极的技术价值观。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，解决工程设计中的实际问题，形成结构、流程、系统、控制等基本思想和方法。创新设计：学生能够激发创新意识和创造力，提出新颖独特的解决方案，并综合运用多学科知识进行技术创新和设计优化。图样表达：学生能够掌握技术图样的绘制和识读方法，准确表达工程设计思想和方案，具备运用技术图样进行技术交流和沟通的能力。物化能力：学生能够提高动手实践能力和物化实现能力，将工程设计方案转化为实际产品，关注工程设计的可制造性和可装配性。二、作业目标设定根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合本单元《工程设计过程》的教学内容，设定以下作业目标：技术意识：通过实际案例分析，增强学生对工程设计在现代社会应用中的认识，形成对工程设计价值的积极态度。工程思维：通过设计任务的实践操作，培养学生运用系统分析和比较权衡的方法解决实际工程问题的能力。创新设计：鼓励学生提出创新性的设计方案，结合多学科知识进行技术创新和设计优化。图样表达：要求学生绘制和识读工程设计图样，准确表达设计思想和方案，提高技术交流和沟通能力。物化能力：通过项目制作，提高学生的动手实践能力和物化实现能力，关注工程设计的可制造性和可装配性。三、作业内容设计第一课时作业：面向X的工程设计方法理解作业内容：阅读教材及相关资料，总结面向制造的设计（DFM）、面向装配的设计（DFA）和面向环境保护的设计（DFE）的基本原理和特点。分析一个实际工程案例，指出该案例在设计过程中如何体现了面向X的工程设计方法。小组讨论：面向X的工程设计方法在现代产品设计中的重要性，并分享各自的理解。作业要求：学生需独立完成作业1和作业2，作业3需在小组内进行讨论并形成小组报告。作业提交形式：书面作业和小组报告。第二课时作业：工程设计中的评价指标分析作业内容：分析并总结工程设计的标准化、安全性、可靠性和经济性的具体要求和评价指标。选择一个具体的工程设计案例，从标准化、安全性、可靠性和经济性四个方面进行评价分析。撰写一篇短文，阐述在工程设计中如何平衡这四个评价指标。作业要求：学生需独立完成作业1和作业2，作业3需结合案例分析进行撰写。作业提交形式：书面作业。第三课时作业：工程材料认识与选择作业内容：阅读教材，总结工程材料的分类、性质及应用场景。分析一个具体工程案例，指出该案例中使用的工程材料及其选择理由。设计一个简单的工程设计任务，选择合适的工程材料，并说明选择理由。作业要求：学生需独立完成作业1和作业2，作业3需提交工程设计任务书和材料选择说明。作业提交形式：书面作业和设计任务书。第四至第六课时作业：工程设计一般过程实践作业内容：小组选择一个工程设计项目，进行概念设计，并提交概念设计方案。在概念设计的基础上，进行方案设计，包括设计原理、系统架构、功能模块等，并提交方案设计报告。根据方案设计，进行详细设计，包括零部件设计、装配图绘制等，并提交详细设计图纸和说明。作业要求：作业需小组合作完成，每个阶段需进行小组内讨论和评审。每个阶段提交相应的设计文档和图纸，最终提交完整的设计报告和图纸集。作业提交形式：小组报告和设计图纸集。第七至第十课时作业：综合项目设计与制作作业内容：小组选择一个具有实际意义的工程设计项目，进行项目策划和方案设计。根据方案设计，选择合适的工程材料进行制作，注意可制造性和可装配性。在制作过程中，进行方案优化和调整，确保项目顺利进行，并记录制作过程和遇到的问题及解决方法。完成项目后，进行项目展示和汇报，包括设计思路、制作过程、成果展示等。作业要求：作业需全程记录制作过程和遇到的问题及解决方法，形成项目日志。项目完成后，提交项目报告、设计图纸、项目日志和成果展示视频或PPT。作业提交形式：项目报告、设计图纸、项目日志和成果展示材料。第十一课时作业：学习成果展示与评价作业内容：小组展示在学习过程中的设计成果，包括概念设计、方案设计、详细设计和综合项目设计与制作成果。教师和同学对学习成果进行评价和反馈，指出优点和不足，提出改进建议。学生根据评价和反馈，进一步完善学习成果，并提交最终成果展示材料。作业要求：学生需认真准备展示材料，清晰阐述设计思路和制作过程。展示过程中需积极回答教师和同学的问题，进行互动交流。根据评价和反馈，进一步完善设计成果，并提交最终展示材料。作业提交形式：成果展示材料和最终设计报告。第十二课时作业：总结与反思作业内容：学生撰写个人学习总结，回顾在学习过程中的收获和体会。分析在学习过程中遇到的问题和困难，总结解决方法和经验教训。对未来的学习和职业发展进行规划和展望，提出个人发展目标和学习计划。作业要求：学生需认真撰写学习总结，内容真实、具体、有深度。总结中需包含个人成长、技能提升、团队合作等方面的内容。对未来的学习和职业发展进行明确规划，提出可行的学习计划和发展目标。作业提交形式：书面作业。四、作业评价标准技术意识：评价学生对工程设计价值的认识和理解程度，以及对技术现象和技术问题的关注度。工程思维：评价学生运用系统分析和比较权衡的方法解决实际工程问题的能力，以及结构、流程、系统、控制等基本思想和方法的应用情况。创新设计：评价学生提出的设计方案的创新性和实用性，以及综合运用多学科知识进行技术创新和设计优化的能力。图样表达：评价学生绘制和识读工程设计图样的能力，以及技术交流和沟通的准确性。物化能力：评价学生的动手实践能力和物化实现能力，以及关注工程设计的可制造性和可装配性的程度。五、作业反馈与指导及时反馈：教师需及时对学生的作业进行评价和反馈，指出优点和不足，提出改进建议。个性化指导：针对学生在作业中遇到的问题和困难，教师需提供个性化的指导和帮助，促进学生全面发展。展示与交流：组织学生进行作业展示和交流活动，分享学习心得和体会，拓展学生的视野和思路。通过本单元的大单元作业设计，旨在全面提高学生的通用技术素养，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，为学生的后续学习和职业发展打下坚实基础。十五、“教-学-评”一致性课时设计课程基本信息教材版本：2019版豫科版高中通用技术选择性必修3《工程设计基础》单元主题：第二章工程设计过程授课年级：高中二年级总课时：16课时教学目标（一）技术意识培养学生关注工程设计现象和技术问题的能力，增强对工程设计在社会生活中重要性的认识。引导学生理解工程设计对现代社会发展的推动作用，树立积极的技术应用价值观。（二）工程思维培养学生运用系统分析和比较权衡的方法，解决工程设计中的实际问题。引导学生形成结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，提高工程思维能力。（三）创新设计激发学生的创新意识和创造力，鼓励学生在工程设计中提出新颖独特的解决方案。培养学生综合运用多学科知识，进行技术创新和设计优化的能力。（四）图样表达使学生掌握技术图样的绘制和识读方法，能够准确表达工程设计思想和方案。培养学生运用技术图样进行技术交流和沟通的能力。（五）物化能力提高学生的动手实践能力和物化实现能力，使学生能够将工程设计方案转化为实际产品。引导学生关注工程设计的可制造性和可装配性，提高工程设计的实用性和经济性。作业目标完成相关课后作业，巩固课堂所学知识，提高技术意识和工程思维。通过绘制技术图样和设计创新方案，培养创新设计和图样表达能力。完成小型工程设计项目，提升物化能力和实践操作能力。课程目标设定（一）技术意识学生能够理解工程设计在现代社会中的重要性，关注工程设计现象和技术问题。学生能够认识到工程设计对社会发展的推动作用，形成积极的技术应用价值观。（二）工程思维学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，解决工程设计中的实际问题。学生能够形成结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，提高工程思维能力。（三）创新设计学生能够激发创新意识和创造力，提出新颖独特的工程设计方案。学生能够综合运用多学科知识，进行技术创新和设计优化。（四）图样表达学生能够掌握技术图样的绘制和识读方法，准确表达工程设计思想和方案。学生能够运用技术图样进行技术交流和沟通。（五）物化能力学生能够提高动手实践能力和物化实现能力，将工程设计方案转化为实际产品。学生能够关注工程设计的可制造性和可装配性，提高工程设计的实用性和经济性。课时设计第一课时：面向制造的设计教学内容：面向制造的设计原理和方法教学方法：教师讲解、案例分析、小组讨论教学过程：引入：介绍面向制造的设计（DFM）概念及其在工程设计中的重要性。教师讲解：详细讲解DFM设计方法的原理、步骤和注意事项。案例分析：通过具体案例分析，展示DFM设计方法在实际工程设计中的应用。小组讨论：学生分组讨论DFM设计方法在实际项目中的应用，分享学习心得。评价反馈：通过小组讨论和作业检查，评估学生对DFM设计方法的理解和应用能力。第二课时：面向装配的设计教学内容：面向装配的设计原理和方法教学方法：教师讲解、案例分析、实践操作教学过程：引入：介绍面向装配的设计（DFA）概念及其在工程设计中的意义。教师讲解：详细讲解DFA设计方法的原理、步骤和注意事项。案例分析：通过具体案例分析，展示DFA设计方法在实际工程设计中的应用。实践操作：学生进行小型装配项目的实践操作，体验DFA设计方法的应用。评价反馈：通过实践操作和作业检查，评估学生对DFA设计方法的理解和应用能力。第三课时：面向环境保护的设计教学内容：面向环境保护的设计原理和方法教学方法：教师讲解、案例分析、小组讨论教学过程：引入：介绍面向环境保护的设计（DFE）概念及其在工程设计中的重要性。教师讲解：详细讲解DFE设计方法的原理、步骤和注意事项。案例分析：通过具体案例分析，展示DFE设计方法在实际工程设计中的应用。小组讨论：学生分组讨论DFE设计方法在不同领域的应用，分享学习心得。评价反馈：通过小组讨论和作业检查，评估学生对DFE设计方法的理解和应用能力。第四课时：工程设计的评价指标教学内容：工程设计的标准化、安全性、可靠性和经济性教学方法：教师讲解、案例分析、小组讨论教学过程：引入：介绍工程设计评价指标的重要性。教师讲解：详细讲解工程设计的标准化、安全性、可靠性和经济性的具体内容。案例分析：通过具体案例分析，