2019版 豫科版 高中通-用技术 选择性必修6 智能家居应用设计《第四章 智能家居系统设计与实现》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6智能家居应用设计《第四章智能家居系统设计与实现》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）》中明确指出，通用技术课程旨在提高学生的学科核心素养，包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。本次大单元教学设计以豫科版高中通用技术选择性必修6《智能家居应用设计》的第四章《智能家居系统设计与实现》为主要教学内容，重点围绕家庭智能照明系统、家用电器控制系统、家庭安防报警系统的设计与实现展开。教学内容具体包括：家庭智能照明系统设计：通过智能开关、RGB控制盒等典型设备，实现家庭照明的智能化管理，包括软启动和软关断、亮度调节、场景设置和远程控制等功能。家用电器控制系统：利用智能插座、红外转发器等设备，实现家用电器的统一控制和多场景便捷设置，提高家居生活的便捷性和舒适度。家庭安防报警系统：通过燃气泄漏监测器、人体红外传感器、门窗磁传感器等设备，构建家庭安防报警系统，实现防火、防盗、防漏水等多种安全防护功能。（二）单元内容分析本章教学内容围绕智能家居系统的设计与实现，分为三个主要部分：家庭智能照明系统设计：典型设备：智能开关、RGB控制盒等。需求调研：调研家庭照明系统的实际需求，如亮度调节、场景设置、远程控制等。设计方案：根据需求调研结果，设计智能照明系统的整体方案，包括硬件配置和软件设置。技术路线：明确实现智能照明系统的技术路径，包括设备选型、系统架构、通信协议等。家用电器控制系统：典型设备：智能插座、红外转发器等。需求调研：调研家用电器控制系统的实际需求，如统一控制、多场景设置等。设计方案：根据需求调研结果，设计家用电器控制系统的整体方案，包括硬件配置和软件设置。技术路线：明确实现家用电器控制系统的技术路径，包括设备选型、系统架构、通信协议等。家庭安防报警系统：典型设备：燃气泄漏监测器、人体红外传感器、门窗磁传感器等。需求调研：调研家庭安防报警系统的实际需求，如防火、防盗、防漏水等。设计方案：根据需求调研结果，设计家庭安防报警系统的整体方案，包括硬件配置和软件设置。技术路线：明确实现家庭安防报警系统的技术路径，包括设备选型、系统架构、通信协议等。（三）单元内容整合本单元内容整合了智能家居系统的三个核心组成部分，即智能照明系统、家用电器控制系统和家庭安防报警系统。通过整合这些内容，学生可以全面了解智能家居系统的设计与实现过程，掌握智能家居系统的基本原理和关键技术。通过实践操作和项目设计，学生可以培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等学科核心素养。在教学过程中，可以将三个子系统的教学内容相互融合，形成一个完整的智能家居系统设计与实现项目。例如，在智能照明系统设计中融入家用电器控制和安防报警功能，实现家居环境的全面智能化管理。通过项目式学习和跨学科整合，提高学生的综合素养和创新能力。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。根据这些目标，将《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的相关内容进行分解，并结合本次大单元教学设计的内容进行分析。（一）技术意识技术意识是指对技术现象及技术问题的感知与体悟，包括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、技术对环境和社会的影响等方面的认识。在本单元教学中，技术意识的培养主要体现在以下几个方面：感知智能家居技术现象：引导学生观察和分析智能家居系统的典型设备和应用场景，理解智能家居技术的基本原理和优势。通过案例分析和实际操作，让学生亲身体验智能家居系统带来的便捷性和舒适性。理解人技关系：探讨智能家居系统如何改变人们的生活方式，分析人与智能家居系统之间的相互作用和影响。引导学生思考智能家居技术对社会、环境等方面的潜在影响，形成正确的技术价值观。树立技术规范与标准意识：介绍智能家居系统的技术标准和规范，如通信协议、安全标准等。强调在智能家居系统设计与实现过程中遵守技术规范和标准的重要性。（二）工程思维工程思维是以系统分析和比较权衡为核心的一种筹划性思维，包括认识系统与工程的多样性和复杂性、运用系统分析方法进行整体规划和设计等方面的能力。在本单元教学中，工程思维的培养主要体现在以下几个方面：认识系统与工程的多样性和复杂性：分析智能家居系统的组成部分和相互关系，理解各子系统之间的协同作用。探讨智能家居系统设计与实现过程中可能遇到的各种问题和挑战。运用系统分析方法进行整体规划：引导学生运用系统分析方法对智能家居系统进行整体规划和设计。分析智能家居系统的需求、目标、约束条件等因素，制定合理的设计方案。进行方案比较和权衡：针对不同的设计方案进行比较和权衡，选择最优方案。考虑智能家居系统的成本、性能、可靠性等因素，进行综合评估。（三）创新设计创新设计是指基于技术问题进行创新性方案构思的一系列问题解决过程，包括发现与明确问题、收集相关信息、提出创新性构思方案等方面的能力。在本单元教学中，创新设计的培养主要体现在以下几个方面：发现与明确问题：引导学生观察和分析智能家居系统的实际应用场景，发现其中存在的问题和需求。鼓励学生提出具体、明确的问题，为后续的创新设计提供基础。收集相关信息：指导学生收集与智能家居系统相关的技术资料、市场信息、用户需求等方面的数据。引导学生对收集到的信息进行整理和分析，为创新设计提供支撑。提出创新性构思方案：鼓励学生结合实际需求和技术发展趋势，提出具有创新性的智能家居系统设计方案。引导学生运用创造思维和创造技法，对设计方案进行优化和改进。（四）图样表达图样表达是指运用图形样式对意念中或客观存在的技术对象进行可视化的描述和交流的能力。在本单元教学中，图样表达的培养主要体现在以下几个方面：识读技术图样：引导学生识读智能家居系统相关的技术图样，如电路图、结构图、流程图等。培养学生的空间想象能力和图形理解能力。绘制技术图样：指导学生运用手工绘图工具或计算机辅助设计软件绘制智能家居系统的技术图样。强调技术图样的规范性和准确性，培养学生的严谨态度和专业素养。运用技术图样进行交流：鼓励学生运用技术图样进行设计方案的交流和讨论，提高沟通效率和准确性。培养学生的团队合作精神和协调能力。（五）物化能力物化能力是指采用一定的工艺方法等将意念、方案转化为有用物品或对已有物品进行改进与优化的能力。在本单元教学中，物化能力的培养主要体现在以下几个方面：选择合适的工艺方法：引导学生根据智能家居系统的设计方案选择合适的工艺方法。分析不同工艺方法的优缺点和适用范围，选择最优工艺方案。进行方案物化：指导学生运用所选工艺方法进行智能家居系统的硬件搭建和软件编程。强调物化过程中的安全性和规范性，确保系统的稳定运行。对物化成果进行优化和改进：对已完成的智能家居系统进行测试和评估，发现问题并及时进行优化和改进。培养学生的创新思维和问题解决能力，不断提升物化成果的质量和性能。三、学情分析（一）已知内容分析学生在进入《智能家居系统设计与实现》这一单元学习之前，已经具备了一定的通用技术基础知识，包括技术设计的一般过程、简单电子电路的工作原理、基本编程概念等。通过之前的课程学习，学生对技术设计的基本流程、工具使用、材料选择等方面有了一定的了解和实践经验。特别是在选择性必修6《智能家居应用设计》的前几章中，学生已经掌握了开源硬件的使用，能够设计并制作简单的智能家居作品，如智能小夜灯、智能温控风扇等。学生在物理、化学、生物等科学课程中，也接触到了传感器、控制器、电路等基本概念，这些知识为智能家居系统的学习打下了坚实的基础。随着信息技术的快速发展，学生对智能手机、智能家居产品等并不陌生，甚至很多学生在日常生活中已经在使用这些产品，这为他们理解智能家居系统提供了直观的经验。（二）新知内容分析本单元《智能家居系统设计与实现》涉及家庭智能照明系统、家用电器控制系统、家庭安防报警系统等多个方面的内容。学生需要掌握智能家居系统的组成、工作原理、设计方法以及实际应用。具体来说，新知内容包括：家庭智能照明系统：学生需要了解智能开关、RGB控制盒等典型设备的工作原理和应用场景，掌握照明系统的需求调研、设计方案制定以及技术路线的规划。家用电器控制系统：学生需要认识智能插座、红外转发器等典型设备，理解家用电器控制系统的组成和工作原理，学会根据实际需求设计家用电器控制系统。家庭安防报警系统：学生需要了解燃气泄漏监测器、人体红外传感器、门窗磁传感器等安防设备的功能和应用，掌握家庭安防报警系统的设计方法和实施步骤。学生还需要通过实践活动，掌握智能家居系统设计与实现的全过程，包括需求分析、方案设计、硬件配置、软件开发、系统调试等环节。这些内容不仅要求学生具备扎实的理论基础，还需要具备较强的动手能力和创新思维。（三）学生学习能力分析逻辑思维能力：学生经过之前的学习，已经具备了一定的逻辑思维能力，能够分析问题、提出解决方案并进行逻辑推理。这有助于他们在智能家居系统设计中进行需求分析和方案设计。动手实践能力：学生在通用技术课程中已经积累了一定的动手实践经验，能够使用各种工具和材料进行简单的技术制作。这为他们进行智能家居系统的硬件配置和组装提供了基础。信息技术应用能力：随着信息技术的普及，学生对计算机、智能手机等信息技术产品并不陌生，具备一定的信息技术应用能力。这有助于他们在智能家居系统的软件开发和调试中发挥作用。团队合作能力：在之前的学习中，学生已经参与过多次小组合作活动，具备了一定的团队合作能力。这有助于他们在智能家居系统设计与实现过程中进行分工协作、共同完成任务。学生在面对复杂的智能家居系统设计时，仍可能遇到一些挑战。例如，如何整合多种智能家居设备实现系统联动？如何在保证系统稳定性的同时降低成本？如何确保系统的安全性和易用性？这些问题都需要学生综合运用所学知识进行思考和解决。（四）学习障碍突破策略加强理论学习：针对学生对智能家居系统组成和工作原理理解不深的问题，可以通过加强理论学习来突破。教师可以结合实例讲解智能家居系统的基本原理和关键技术，帮助学生建立系统的知识框架。可以引入相关案例进行分析和讨论，加深学生对智能家居系统的认识。强化实践训练：针对学生在动手实践方面存在的不足，可以通过强化实践训练来突破。教师可以设计一系列由易到难的实践任务，让学生在完成任务的过程中逐步提高动手能力和解决问题的能力。可以鼓励学生参与课外科技活动或竞赛，通过实践锻炼提升自己的综合素质。引导创新思维：针对学生在创新设计方面存在的困难，可以通过引导创新思维来突破。教师可以鼓励学生提出自己的设计想法和解决方案，给予积极的反馈和指导。可以引入一些创新思维的方法和工具，如头脑风暴、设计思维等，帮助学生拓展思维视野、激发创新灵感。培养团队合作精神：针对学生在团队合作方面可能存在的问题，可以通过培养团队合作精神来突破。教师可以组织学生进行小组合作学习和实践活动，让学生在合作中学会沟通、协调和分享。可以引入一些团队合作的游戏和挑战活动，增强学生的团队意识和协作能力。注重安全教育：在智能家居系统设计与实现过程中，安全教育是不可或缺的一环。教师需要向学生强调安全用电、安全操作的重要性，确保学生在实践过程中遵守安全规程、避免发生意外事故。可以引入一些安全教育案例和演练活动，提高学生的安全意识和应对能力。通过加强理论学习、强化实践训练、引导创新思维、培养团队合作精神和注重安全教育等策略，可以有效突破学生在智能家居系统设计与实现过程中遇到的学习障碍，提升他们的综合素质和实践能力。四、大主题或大概念设计本大单元的主题为“智能家居系统设计与实现”，旨在通过智能家居系统的设计与实现过程，培养学生通用技术的核心素养。本主题将围绕智能家居系统中的三个核心子系统——家庭智能照明系统、家用电器控制系统和家庭安防报警系统展开，每个系统都包含典型设备、需求调研、设计方案和技术路线四个主要环节。通过这一大单元的学习，学生不仅能够掌握智能家居系统的基本原理和实现方法，还能够在实际操作中提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。五、大单元目标叙写通用技术的核心素养目标：技术意识：学生能够理解和分析智能家居技术的原理、特点和应用场景，形成对智能家居技术的积极态度和理性认识。学生能够认识到智能家居技术在提高生活品质、节能环保、安全保障等方面的重要性，形成使用智能家居技术的意识和责任感。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对智能家居系统的需求、功能、性能等进行综合考虑，提出合理的解决方案。学生能够通过团队合作，进行智能家居系统的设计、开发、测试和优化，形成系统思维和工程实践能力。创新设计：学生能够根据实际需求，创新性地设计智能家居系统的功能和交互方式，提升用户体验。学生能够运用多种设计方法和工具，进行智能家居系统的原型设计和迭代优化，形成创新思维和设计能力。图样表达：学生能够使用技术图样（如流程图、系统图、电路图等）清晰地表达智能家居系统的结构和功能。学生能够通过图样表达，与团队成员和用户进行有效沟通，确保设计方案的准确实施。物化能力：学生能够选择合适的硬件设备和软件平台，进行智能家居系统的搭建和调试。学生能够通过实践操作，将智能家居系统的设计方案转化为实际产品，提升物化能力和实践操作能力。六、大单元教学重点智能家居系统原理与应用：重点讲解智能家居系统的基本原理、组成结构、应用场景和发展趋势。分析智能家居技术如何改变人们的生活方式，提高生活品质。系统需求分析与设计方案：引导学生对智能家居系统进行全面的需求分析，明确系统的功能、性能和安全要求。指导学生制定合理的设计方案，包括系统架构、功能模块、交互方式等。技术图样表达与团队合作：培养学生使用技术图样表达智能家居系统设计方案的能力。通过团队合作，提高学生的沟通协调能力和团队协作能力。硬件选型与软件开发：指导学生根据设计方案选择合适的硬件设备和软件平台。教授学生进行智能家居系统的软件开发和调试，提升物化能力。七、大单元教学难点智能家居系统复杂性的理解：智能家居系统涉及多个领域的知识，如电子技术、通信技术、网络技术等，学生可能难以全面理解和掌握。解决方案：通过案例分析、专家讲座等方式，帮助学生逐步深入理解智能家居系统的复杂性。系统需求分析与设计方案的制定：学生可能缺乏实际经验，难以准确把握用户需求，制定合理的设计方案。解决方案：通过市场调研、用户访谈等方式，帮助学生收集和分析用户需求，制定切实可行的设计方案。技术图样表达与团队协作：学生可能不熟悉技术图样的表达方式和规范，难以与团队成员和用户有效沟通。解决方案：通过图样表达训练、团队协作实践等方式，提高学生的图样表达能力和团队协作能力。硬件选型与软件开发的难度：硬件设备的选型和软件平台的开发可能涉及复杂的技术问题和兼容性问题。解决方案：通过专家指导、技术培训等方式，帮助学生掌握硬件选型和软件开发的关键技术和方法。详细教学设计第一节家庭智能照明系统设计典型设备：智能开关、RGB控制盒等。需求调研：调研家庭照明系统的现状和问题，如灯光控制不便、能耗高等。收集用户对智能照明系统的需求和期望，如远程控制、情景模式等。设计方案：设计智能照明系统的整体架构和功能模块。确定智能开关和RGB控制盒的选型和配置方案。技术路线：绘制系统流程图和技术图样，明确各模块的功能和接口。编写软件开发计划和测试方案，确保系统的稳定性和可靠性。第二节家用电器控制系统典型设备：智能插座、红外转发器等。需求调研：调研家用电器控制系统的现状和问题，如设备兼容性差、控制不便等。收集用户对智能家电控制的需求和期望，如定时任务、场景模式等。设计方案：设计家用电器控制系统的整体架构和功能模块。确定智能插座和红外转发器的选型和配置方案。技术路线：绘制系统架构图和控制流程图，明确各设备的功能和交互方式。编写软件开发和测试计划，确保系统的兼容性和稳定性。第三节家庭安防报警系统典型设备：燃气泄漏监测器、人体红外传感器等。需求调研：调研家庭安防报警系统的现状和问题，如误报率高、响应速度慢等。收集用户对安防报警系统的需求和期望，如实时监控、智能联动等。设计方案：设计家庭安防报警系统的整体架构和功能模块。确定各安防设备的选型和配置方案，如燃气泄漏监测器、人体红外传感器等。技术路线：绘制系统架构图和安全监控流程图，明确各安防设备的功能和联动方式。编写软件开发和测试计划，确保系统的准确性和可靠性。通过实际操作和模拟演练，检验安防报警系统的响应速度和准确性。通过以上三个子系统的设计与实现，学生将全面理解和掌握智能家居系统的基本原理和实现方法，同时提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。在实际操作过程中，学生还将学会团队合作、沟通协调和问题解决等软技能，为未来的学习和工作打下坚实的基础。八、大单元整体教学思路本大单元整体教学思路基于《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合2019版豫科版高中通用技术选择性必修6《智能家居应用设计》中《第四章智能家居系统设计与实现》的教学内容，旨在通过一系列教学活动，全面提升学生的通用技术核心素养，包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。以下是详细的教学思路：一、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《第四章智能家居系统设计与实现》的教学内容，设定以下教学目标，涵盖通用技术的核心素养目标：（一）技术意识学生能够认识到智能家居系统对个人生活和社会发展的重要性，理解智能家居技术的核心价值和社会影响。学生能够形成对智能家居技术的积极态度和评价，培养技术伦理意识、环保意识、安全意识和创新意识。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，理解智能家居系统的组成、工作原理和相互关联，形成初步的系统工程思维。学生能够识别智能家居系统设计中的关键问题和制约因素，运用工程方法进行问题分析和决策。（三）创新设计学生能够根据实际需求，提出智能家居系统的创新设计方案，运用创新思维和方法解决实际问题。学生能够运用多种技术手段和工具，进行智能家居系统的设计和优化，提高设计方案的实用性和创新性。（四）图样表达学生能够掌握智能家居系统设计中的图样表达方法，能够绘制和识别智能家居系统的相关图纸和图表。学生能够运用图样表达技术，清晰、准确地传达设计思想和方案，促进团队成员之间的有效沟通。（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，进行智能家居系统的制作和调试。学生能够通过实践操作，提高动手能力和解决问题的能力，掌握智能家居系统的安装、配置和维护技能。二、教学内容与方法本大单元的教学内容涵盖《第四章智能家居系统设计与实现》中的三个主要部分：家庭智能照明系统设计、家用电器控制系统设计和家庭安防报警系统设计。每部分内容包括典型设备介绍、需求调研、设计方案和技术路线。在教学过程中，将采用以下教学方法：项目式学习：通过完整的智能家居系统设计项目，让学生在实践中学习和掌握智能家居系统的相关知识和技能。情境教学：创设与智能家居系统设计相关的真实情境，激发学生的学习兴趣和积极性。合作学习：组织学生分组进行合作学习，通过团队讨论、协作设计和共同解决问题，培养学生的团队合作能力和创新精神。探究学习：鼓励学生进行自主探究和发现学习，通过查阅资料、进行实验和模拟测试，提高学生的自主学习能力和问题解决能力。三、教学流程与活动设计本大单元的教学流程将围绕智能家居系统设计的三个主要部分展开，每个部分包括四个教学环节：典型设备介绍、需求调研、设计方案和技术路线。具体教学流程与活动设计如下：（一）家庭智能照明系统设计典型设备介绍活动设计：通过多媒体展示和实物演示，介绍智能开关、RGB控制盒等典型设备的功能和特点。教学目标：让学生了解智能照明系统的组成和典型设备。需求调研活动设计：组织学生分组进行家庭智能照明系统的需求调研，通过问卷调查、访谈等方式收集用户需求和痛点。教学目标：培养学生的市场调研能力和用户需求分析能力。设计方案活动设计：指导学生根据需求调研结果，设计家庭智能照明系统的方案，包括照明系统的布局、控制方式、情景模式等。教学目标：培养学生的创新设计能力和方案设计能力。技术路线活动设计：介绍家庭智能照明系统的技术路线，包括硬件设备配置和软件APP设置。组织学生进行实际操作和调试。教学目标：让学生掌握智能家居系统的技术实现方法和物化能力。（二）家用电器控制系统设计典型设备介绍活动设计：通过多媒体展示和实物演示，介绍智能插座、红外转发器等典型设备的功能和特点。教学目标：让学生了解家用电器控制系统的组成和典型设备。需求调研活动设计：组织学生分组进行家用电器控制系统的需求调研，通过问卷调查、访谈等方式收集用户需求和痛点。教学目标：培养学生的市场调研能力和用户需求分析能力。设计方案活动设计：指导学生根据需求调研结果，设计家用电器控制系统的方案，包括设备的布局、控制方式、情景模式等。教学目标：培养学生的创新设计能力和方案设计能力。技术路线活动设计：介绍家用电器控制系统的技术路线，包括硬件设备配置和软件APP设置。组织学生进行实际操作和调试。教学目标：让学生掌握智能家居系统的技术实现方法和物化能力。（三）家庭安防报警系统设计典型设备介绍活动设计：通过多媒体展示和实物演示，介绍燃气泄漏监测器、人体红外传感器、门窗磁传感器等典型设备的功能和特点。教学目标：让学生了解家庭安防报警系统的组成和典型设备。需求调研活动设计：组织学生分组进行家庭安防报警系统的需求调研，通过问卷调查、访谈等方式收集用户需求和痛点。教学目标：培养学生的市场调研能力和用户需求分析能力。设计方案活动设计：指导学生根据需求调研结果，设计家庭安防报警系统的方案，包括设备的布局、报警方式、联动控制等。教学目标：培养学生的创新设计能力和方案设计能力。技术路线活动设计：介绍家庭安防报警系统的技术路线，包括硬件设备配置和软件APP设置。组织学生进行实际操作和调试。教学目标：让学生掌握智能家居系统的技术实现方法和物化能力。四、学业评价学业评价将贯穿整个教学过程，采用多种评价方式和方法，确保评价的全面性和公正性。具体评价措施包括：过程性评价：通过观察、记录学生在课堂上的表现，如参与度、合作精神、创新思维等，进行评价。作品评价：对学生设计的智能家居系统方案、制作的智能家居产品等进行评价，考察学生的创新设计能力、图样表达能力和物化能力。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价和互评，提高学生的自我反思能力和批判性思维能力。终结性评价：通过期末考试、项目汇报等方式，对学生的整体学习效果进行评价。五、教学反思与改进在教学过程中，将不断进行反思和改进，以提高教学质量和效果。具体反思和改进措施包括：定期召开教学研讨会：组织教师进行教学经验交流和分享，共同探讨教学中遇到的问题和解决方法。收集学生反馈：通过问卷调查、访谈等方式收集学生的反馈意见，了解学生的学习需求和困惑，及时调整教学策略和方法。持续优化教学内容：根据教学实际情况和学生需求，不断优化教学内容和教学方法，提高教学的针对性和实效性。加强家校合作：积极与家长沟通合作，共同关注学生的学习进展和成长情况，形成教育合力。通过本大单元的教学，学生将全面掌握智能家居系统设计与实现的相关知识和技能，提升通用技术核心素养，为未来的学习和生活打下坚实的基础。九、学业评价一、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2019版豫科版高中通用技术选择性必修6《智能家居应用设计》中《第四章智能家居系统设计与实现》的教学内容，设定以下教学目标，涵盖通用技术核心素养的五个维度：技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力。技术意识：学生能够形成对智能家居技术的感知与体悟，理解智能家居技术对人、社会、环境的影响，形成对智能家居技术的文化理解与适应意识。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，针对智能家居系统设计中的问题进行要素分析、整体规划，并提出解决方案，发展工程思维。创新设计：学生能够基于用户需求，提出创新性的智能家居系统设计方案，并通过技术试验和技术探究等方式验证方案的可行性。图样表达：学生能够识读和绘制智能家居系统的相关技术图样，如电路设计图、系统布局图等，用技术语言准确表达设计构想。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，完成智能家居系统的模型制作或原型开发，具备一定的动手实践和物化实现能力。二、学习目标设定技术意识：学生能够了解智能家居技术的基本概念和发展趋势，理解智能家居技术对人们生活方式的影响。学生能够分析智能家居技术在不同生活场景中的应用案例，形成对智能家居技术的文化理解与适应意识。工程思维：学生能够掌握智能家居系统设计的基本流程和方法，学会运用系统分析的方法解决智能家居系统设计中的问题。学生能够针对智能家居系统中的某个具体问题，进行要素分析、整体规划，并提出解决方案。创新设计：学生能够根据用户需求和智能家居技术的发展趋势，提出创新性的智能家居系统设计方案。学生能够通过技术试验和技术探究等方式，验证智能家居系统设计方案的可行性，并不断优化设计方案。图样表达：学生能够识读智能家居系统的相关技术图样，如电路设计图、系统布局图等。学生能够运用绘图工具和技术语言，准确表达智能家居系统的设计构想，绘制相关技术图样。物化能力：学生能够根据智能家居系统设计方案，选择合适的材料和工具，完成模型制作或原型开发。学生能够掌握智能家居系统模型制作或原型开发的基本技能和方法，具备一定的动手实践和物化实现能力。三、评价目标设定技术意识评价：评价学生对智能家居技术基本概念和发展趋势的理解程度。评价学生对智能家居技术在不同生活场景中应用案例的分析能力。评价学生对智能家居技术文化理解与适应意识的形成情况。工程思维评价：评价学生掌握智能家居系统设计基本流程和方法的情况。评价学生运用系统分析方法解决智能家居系统设计中问题的能力。评价学生针对智能家居系统中具体问题进行要素分析、整体规划和提出解决方案的能力。创新设计评价：评价学生根据用户需求和智能家居技术发展趋势提出创新性设计方案的能力。评价学生通过技术试验和技术探究等方式验证设计方案可行性的能力。评价学生不断优化智能家居系统设计方案的能力。图样表达评价：评价学生识读智能家居系统相关技术图样的能力。评价学生运用绘图工具和技术语言准确表达智能家居系统设计构想的能力。评价学生绘制智能家居系统相关技术图样的规范性和准确性。物化能力评价：评价学生根据智能家居系统设计方案选择合适的材料和工具的能力。评价学生完成智能家居系统模型制作或原型开发的基本技能和方法掌握情况。评价学生在智能家居系统模型制作或原型开发过程中的动手实践和物化实现能力。四、评价内容与标准技术意识评价评价内容 评价标准智能家居技术基本概念的理解 能够准确阐述智能家居技术的基本概念和发展趋势智能家居技术应用案例的分析 能够分析智能家居技术在不同生活场景中的应用案例，理解其影响智能家居技术文化理解与适应意识 能够形成对智能家居技术的文化理解与适应意识，关注其发展趋势工程思维评价评价内容 评价标准智能家居系统设计基本流程的掌握 能够熟练掌握智能家居系统设计的基本流程和方法系统分析方法的运用 能够运用系统分析的方法解决智能家居系统设计中的问题具体问题的要素分析、整体规划和解决方案 能够针对智能家居系统中的具体问题，进行要素分析、整体规划和提出解决方案创新设计评价评价内容 评价标准创新性设计方案的提出 能够根据用户需求和智能家居技术发展趋势提出创新性设计方案技术试验和技术探究的运用 能够通过技术试验和技术探究等方式验证设计方案的可行性设计方案的优化能力 能够不断优化智能家居系统设计方案，提高其可行性和实用性图样表达评价评价内容 评价标准相关技术图样的识读能力 能够准确识读智能家居系统的相关技术图样，如电路设计图、系统布局图等设计构想的准确表达 能够运用绘图工具和技术语言准确表达智能家居系统的设计构想技术图样的规范性和准确性 绘制的技术图样符合规范，表达准确，能够清晰展示设计构想物化能力评价评价内容 评价标准材料和工具的选择能力 能够根据智能家居系统设计方案选择合适的材料和工具模型制作或原型开发的基本技能 掌握智能家居系统模型制作或原型开发的基本技能和方法动手实践和物化实现能力 能够独立完成智能家居系统模型制作或原型开发，具备一定的物化实现能力五、评价方式与方法过程性评价：在教学过程中，通过观察学生在课堂上的表现、参与讨论的情况、完成实践任务的态度和质量等方式，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过程性评价。建立学生学习档案，记录学生在不同学习阶段的表现和进步情况，为终结性评价提供依据。作品评价：要求学生完成智能家居系统设计的相关作品，如设计方案、技术图样、模型制作或原型开发等，通过评价作品的质量和创新性来评估学生的核心素养达成情况。组织学生进行作品展示和交流，通过同伴评价和教师评价相结合的方式，对学生的作品进行综合评价。实践操作评价：通过组织学生进行智能家居系统的实践操作，如设备安装、系统调试等，评价学生的动手实践能力和物化实现能力。在实践操作过程中，关注学生的操作规范、安全意识和问题解决能力等方面的表现。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价，反思自己的学习过程和成果，总结经验和教训，明确改进方向。组织学生进行互评，通过相互学习和交流，促进共同进步。在互评过程中，注重培养学生的批判性思维和客观评价能力。终结性评价：在学期末或课程结束时，通过考试、项目报告、作品展示等方式对学生进行终结性评价，全面评估学生的核心素养达成情况。终结性评价应注重考查学生的综合运用能力和创新设计能力，避免单一的知识记忆和应试技巧考查。通过以上评价方式和方法的综合运用，可以全面、客观地评估学生在智能家居系统设计与实现课程中的学习成果和核心素养达成情况，为后续的教学改进和学生学习提供有力支持。十、大单元实施思路及教学结构图1.大单元实施思路1.1单元整体设计《智能家居系统设计与实现》是高中通用技术选择性必修6中的核心内容，旨在通过智能家居系统的设计与实现，培养学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。本单元将以家庭智能照明系统、家用电器控制系统、家庭安防报警系统的设计为主线，结合实际需求，逐步引导学生从理论学习过渡到实践操作，从而全面掌握智能家居系统的设计与实现方法。1.2教学内容组织本单元将分为三个主要部分，每个部分都包含典型设备介绍、需求调研、设计方案和技术路线四个环节。通过这四个环节，学生能够系统地了解智能家居系统的组成，掌握设计智能家居系统的方法，提升技术素养和综合能力。1.3教学方法与策略情境教学：通过模拟真实的智能家居场景，让学生在情境中学习和实践。项目式学习：以智能家居系统设计为项目，引导学生在项目实践中学习和应用知识。合作学习：组织学生分组合作，共同完成智能家居系统的设计任务，培养团队合作精神。案例分析：通过分析智能家居系统的成功案例，帮助学生理解并掌握设计思路和方法。1.4教学评价与反馈过程性评价：关注学生在设计过程中的表现，及时给予反馈和指导。成果展示与评价：组织学生展示设计成果，进行自我评价、同伴评价和教师评价。反思总结：引导学生对设计过程进行反思，总结经验教训，提升设计能力。2.教学目标设定2.1技术意识学生能够认识到智能家居系统在现代生活中的重要性和应用价值，形成积极的技术使用态度。学生能够理解智能家居系统所涉及的技术原理和应用场景，提高技术敏感性和洞察力。2.2工程思维学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对智能家居系统进行整体规划和设计。学生能够在设计过程中考虑各种因素（如成本、性能、可靠性等），进行风险评估和综合决策。2.3创新设计学生能够结合实际需求，提出创新性的智能家居系统设计方案，解决实际问题。学生能够运用人机交互理论和方法，优化智能家居系统的用户体验。2.4图样表达学生能够使用技术图样（如流程图、系统框图等）清晰表达智能家居系统的设计方案。学生能够读懂智能家居系统的相关技术图样，理解其工作原理和构成。2.5物化能力学生能够根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行智能家居系统的搭建和调试。学生能够解决智能家居系统搭建过程中遇到的实际问题，提高动手实践能力和问题解决能力。3.教学结构图智能家居系统设计与实现|++|||家庭智能照明系统设计家用电器控制系统设计家庭安防报警系统设计|||典型设备需求调研设计方案技术路线典型设备需求调研设计方案技术路线典型设备需求调研设计方案技术路线|||(智能开关、RGB控制盒)(照明需求、节能需求)(软启动、亮度调节等)(硬件配置、软件设置)(智能插座、红外转发器)(家电控制需求、联动需求)(统一控制、多场景设置)(硬件配置、软件设置)(燃气泄漏监测器、人体红外传感器)(安防需求、防火需求)(视频监控、防盗报警等)(硬件配置、软件设置)4.具体教学实施步骤4.1家庭智能照明系统设计4.1.1典型设备介绍（1课时）教学内容：介绍智能开关、RGB控制盒等典型设备的功能、特点和使用方法。教学活动：通过实物展示、视频演示等方式，让学生直观了解设备外观和操作方式。教学目标：使学生熟悉家庭智能照明系统的典型设备，理解其工作原理和应用场景。4.1.2需求调研（1课时）教学内容：引导学生调研家庭照明需求，分析传统照明系统的痛点。教学活动：组织学生分组讨论，记录家庭照明中的不便之处，提出改进需求。教学目标：培养学生观察问题、分析问题的能力，形成改进家庭照明系统的初步思路。4.1.3设计方案（2课时）教学内容：根据需求调研结果，设计家庭智能照明系统的方案。教学活动：引导学生提出软启动、亮度调节、情景模式等设计方案，并绘制系统框图。教学目标：培养学生的创新设计能力和图样表达能力，形成完整的家庭智能照明系统设计方案。4.1.4技术路线（2课时）教学内容：介绍家庭智能照明系统的技术路线，包括硬件配置和软件设置。教学活动：组织学生根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行系统搭建和调试。教学目标：提高学生的物化能力和动手实践能力，掌握家庭智能照明系统的搭建和调试方法。4.2家用电器控制系统设计4.2.1典型设备介绍（1课时）教学内容：介绍智能插座、红外转发器等典型设备的功能、特点和使用方法。教学活动：通过实物展示、视频演示等方式，让学生直观了解设备外观和操作方式。教学目标：使学生熟悉家用电器控制系统的典型设备，理解其工作原理和应用场景。4.2.2需求调研（1课时）教学内容：引导学生调研家用电器控制需求，分析传统家电控制的痛点。教学活动：组织学生分组讨论，记录家用电器控制中的不便之处，提出改进需求。教学目标：培养学生观察问题、分析问题的能力，形成改进家用电器控制系统的初步思路。4.2.3设计方案（2课时）教学内容：根据需求调研结果，设计家用电器控制系统的方案。教学活动：引导学生提出统一控制、多场景设置等设计方案，并绘制系统框图。教学目标：培养学生的创新设计能力和图样表达能力，形成完整的家用电器控制系统设计方案。4.2.4技术路线（2课时）教学内容：介绍家用电器控制系统的技术路线，包括硬件配置和软件设置。教学活动：组织学生根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行系统搭建和调试。教学目标：提高学生的物化能力和动手实践能力，掌握家用电器控制系统的搭建和调试方法。4.3家庭安防报警系统设计4.3.1典型设备介绍（1课时）教学内容：介绍燃气泄漏监测器、人体红外传感器等典型设备的功能、特点和使用方法。教学活动：通过实物展示、视频演示等方式，让学生直观了解设备外观和操作方式。教学目标：使学生熟悉家庭安防报警系统的典型设备，理解其工作原理和应用场景。4.3.2需求调研（1课时）教学内容：引导学生调研家庭安防报警需求，分析家庭安全中的痛点。教学活动：组织学生分组讨论，记录家庭安防中的隐患和需求，提出改进方案。教学目标：培养学生观察问题、分析问题的能力，形成改进家庭安防报警系统的初步思路。4.3.3设计方案（2课时）教学内容：根据需求调研结果，设计家庭安防报警系统的方案。教学活动：引导学生提出视频监控、防盗报警等设计方案，并绘制系统框图。教学目标：培养学生的创新设计能力和图样表达能力，形成完整的家庭安防报警系统设计方案。4.3.4技术路线（2课时）教学内容：介绍家庭安防报警系统的技术路线，包括硬件配置和软件设置。教学活动：组织学生根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行系统搭建和调试。教学目标：提高学生的物化能力和动手实践能力，掌握家庭安防报警系统的搭建和调试方法。通过以上教学实施步骤，学生将全面掌握智能家居系统设计与实现的方法，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。通过项目式学习和合作学习的方式，培养学生的团队合作精神和解决问题的能力。十一、大情境、大任务创设一、大情境设计情境主题：智能家居系统的设计与实现情境背景：随着科技的飞速发展，智能家居已经逐渐成为现代家庭生活的重要组成部分。智能家居系统通过物联网技术，将家中的各种设备连接起来，实现智能化管理和控制，极大地提升了家居生活的便捷性和舒适性。为了更好地理解和掌握智能家居系统的设计与实现方法，我们将以一个典型的住宅为载体，从家庭智能照明系统、家用电器控制系统、家庭安防报警系统三个方面入手，进行全面的设计与实现。情境目标：通过本情境的学习，学生能够深入理解智能家居系统的组成和工作原理，掌握智能家居系统设计与实现的基本方法和步骤，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。二、大任务创设大任务主题：智能家居系统的设计与实现大任务目标：技术意识：学生能够认识到智能家居系统在现代生活中的重要性和应用价值，形成积极的技术使用态度，理解智能家居系统所涉及的技术原理和应用场景。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对智能家居系统进行整体规划和设计，考虑各种因素（如成本、性能、可靠性等），进行风险评估和综合决策。创新设计：学生能够结合实际需求，提出创新性的智能家居系统设计方案，解决实际问题，优化用户体验。图样表达：学生能够使用技术图样（如流程图、系统框图等）清晰表达智能家居系统的设计方案，读懂智能家居系统的相关技术图样。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行智能家居系统的搭建和调试，解决搭建过程中遇到的实际问题。大任务内容：家庭智能照明系统设计任务目标：设计并实现一个家庭智能照明系统，实现灯光的智能控制和场景模式设置。任务内容：典型设备调研：调研市场上常见的智能开关、RGB控制盒等智能照明设备，了解其功能和特点。需求调研：分析家庭照明需求，包括不同房间的照明需求、情景模式设置需求等。设计方案制定：根据需求调研结果，制定家庭智能照明系统的设计方案，包括照明的软启动和软关断、照明亮度的智能调节、多种照明场景的便捷设置等。技术路线选择：选择合适的硬件设备和软件工具，设计系统框图，明确设备之间的连接方式和通信协议。系统搭建与调试：根据设计方案，搭建家庭智能照明系统，进行调试和优化，确保系统稳定运行。家用电器控制系统设计任务目标：设计并实现一个家用电器控制系统，实现家用电器的统一控制和多场景便捷设置。任务内容：典型设备调研：调研市场上常见的智能插座、红外转发器等智能家电控制设备，了解其功能和特点。需求调研：分析家庭电器控制需求，包括家用电器的统一控制需求、多场景便捷设置需求等。设计方案制定：根据需求调研结果，制定家用电器控制系统的设计方案，包括家用电器的统一控制、多场景便捷设置等。技术路线选择：选择合适的硬件设备和软件工具，设计系统框图，明确设备之间的连接方式和通信协议。系统搭建与调试：根据设计方案，搭建家用电器控制系统，进行调试和优化，确保系统稳定运行。家庭安防报警系统设计任务目标：设计并实现一个家庭安防报警系统，实现家庭安全防护和紧急报警功能。任务内容：典型设备调研：调研市场上常见的燃气泄漏监测器、人体红外传感器、门窗磁传感器等安防设备，了解其功能和特点。需求调研：分析家庭安防需求，包括防盗报警需求、防火报警需求、紧急求助需求等。设计方案制定：根据需求调研结果，制定家庭安防报警系统的设计方案，包括家庭视频监控系统的设置、家庭防盗报警系统的设置、家庭防火系统的设置等。技术路线选择：选择合适的硬件设备和软件工具，设计系统框图，明确设备之间的连接方式和通信协议。系统搭建与调试：根据设计方案，搭建家庭安防报警系统，进行调试和优化，确保系统稳定运行。大任务实施步骤：分组与选题：将学生分成若干小组，每个小组选择一个智能家居系统的设计任务进行深入研究。资料调研与需求分析：各小组通过查阅资料、调研市场、分析用户需求等方式，收集相关信息，明确设计目标和要求。设计方案制定：各小组根据需求分析结果，制定详细的设计方案，包括系统组成、设备选型、通信协议、场景设置等。技术路线选择：各小组根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，设计系统框图和技术路线。系统搭建与调试：各小组根据设计方案和技术路线，搭建智能家居系统，进行调试和优化，确保系统稳定运行。成果展示与评价：各小组展示设计成果，进行自我评价、同伴评价和教师评价，总结经验和教训，提出改进建议。大任务评价标准：技术意识：评价学生对智能家居系统的重要性和应用价值的认识程度，以及对技术原理和应用场景的理解程度。工程思维：评价学生运用系统分析和比较权衡的方法进行整体规划和设计的能力，以及考虑各种因素进行风险评估和综合决策的能力。创新设计：评价学生结合实际需求提出创新性设计方案的能力，以及解决实际问题和优化用户体验的能力。图样表达：评价学生使用技术图样清晰表达设计方案的能力，以及读懂相关技术图样的能力。物化能力：评价学生根据设计方案选择合适的硬件设备和软件工具进行系统搭建和调试的能力，以及解决搭建过程中遇到的实际问题的能力。通过本大情境的创设和大任务的实施，学生将全面掌握智能家居系统设计与实现的方法，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力，为未来的学习和生活打下坚实的基础。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：智能家居系统设计与实现课时设计：第1-2课时：家庭智能照明系统设计（典型设备、需求调研）第3-4课时：家庭智能照明系统设计（设计方案、技术路线）第5-6课时：家用电器控制系统（典型设备、需求调研）第7-8课时：家用电器控制系统（设计方案、技术路线）第9-10课时：家庭安防报警系统（典型设备）第11-12课时：项目设计与展示汇报（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：学生能够认识到智能家居系统在现代生活中的重要性和应用价值，形成积极的技术使用态度。学生能够理解智能家居系统所涉及的技术原理和应用场景，提高技术敏感性和洞察力。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对智能家居系统进行整体规划和设计。学生能够在设计过程中考虑各种因素（如成本、性能、可靠性等），进行风险评估和综合决策。创新设计：学生能够结合实际需求，提出创新性的智能家居系统设计方案，解决实际问题。学生能够运用人机交互理论和方法，优化智能家居系统的用户体验。图样表达：学生能够使用技术图样（如流程图、系统框图等）清晰表达智能家居系统的设计方案。学生能够读懂智能家居系统的相关技术图样，理解其工作原理和构成。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行智能家居系统的搭建和调试。学生能够解决智能家居系统搭建过程中遇到的实际问题，提高动手实践能力和问题解决能力。（三）评价任务过程性评价：观察学生在需求调研、设计方案制定、技术路线规划等过程中的表现，评价其技术意识、工程思维和创新设计能力。通过小组讨论、项目汇报等形式，评价学生的团队合作能力和沟通表达能力。成果展示与评价：组织学生展示智能家居系统的设计方案、技术图样和实物模型，评价其图样表达能力和物化能力。邀请行业专家或教师对学生的设计成果进行评价，提出改进建议。自我反思与评价：引导学生撰写学后反思报告，评价自己的学习过程和成果，反思存在的问题和改进的方向。（四）学习过程第1-2课时：家庭智能照明系统设计（典型设备、需求调研）引入课题：通过展示智能家居系统的应用场景，激发学生的学习兴趣。典型设备介绍：介绍智能开关、RGB控制盒等家庭智能照明系统的典型设备，了解其工作原理和应用场景。需求调研：组织学生分组讨论家庭照明系统的痛点和需求，记录并整理调研结果。小组讨论：围绕调研结果，小组讨论并提出初步的解决方案。第3-4课时：家庭智能照明系统设计（设计方案、技术路线）设计方案制定：引导学生根据需求调研结果，制定家庭智能照明系统的设计方案，包括软启动、亮度调节、情景模式设置等功能。技术路线规划：介绍家庭智能照明系统的技术路线，包括硬件配置和软件设置。案例分析：通过案例分析，让学生了解智能家居系统的成功设计案例，借鉴其设计思路和方法。第5-6课时：家用电器控制系统（典型设备、需求调研）典型设备介绍：介绍智能插座、红外转发器等家用电器控制系统的典型设备。需求调研：组织学生调研家用电器控制的需求，分析传统家电控制的痛点。小组讨论：围绕调研结果，小组讨论并提出家用电器控制系统的初步设计方案。第7-8课时：家用电器控制系统（设计方案、技术路线）设计方案制定：引导学生制定家用电器控制系统的设计方案，包括统一控制、多场景设置等功能。技术路线规划：介绍家用电器控制系统的技术路线，包括硬件配置和软件设置。实践操作：组织学生进行家用电器控制系统的模拟搭建和调试。第9-10课时：家庭安防报警系统（典型设备）典型设备介绍：介绍燃气泄漏监测器、人体红外传感器、门窗磁传感器等家庭安防报警系统的典型设备。案例分析：通过案例分析，让学生了解家庭安防报警系统的重要性和设计要点。小组讨论：组织学生讨论家庭安防报警系统的需求和设计方案。第11-12课时：项目设计与展示汇报项目设计：引导学生结合前面学习的内容，设计一个完整的智能家居系统项目。分组合作：学生分组进行项目设计，包括需求分析、设计方案制定、技术路线规划等。展示汇报：组织学生进行项目展示汇报，评价其设计成果和创新点。（五）作业与检测课后作业：要求学生根据课堂学习内容，完成智能家居系统某个部分的设计方案或技术路线图。阶段性检测：通过小测验或问卷调查的形式，检测学生对智能家居系统基本原理和设计方法的掌握情况。项目作业：要求学生分组完成一个完整的智能家居系统项目设计，并提交项目报告和实物模型。（六）学后反思个人反思：引导学生撰写学后反思报告，总结自己在学习过程中的收获和不足之处。小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享各自的学习经验和反思结果，相互学习和借鉴。教师总结：教师根据学生的反思报告和小组讨论结果，总结本次教学活动的成功经验和需要改进的地方，为今后的教学活动提供参考。十三、学科实践与跨学科学习设计教学目标技术意识：通过智能家居系统设计与实现的学科实践，使学生能够认识到智能家居在现代生活中的重要性和应用价值，形成积极的技术使用态度，并能理解智能家居技术所涉及的技术原理和应用场景，提高技术敏感性和洞察力。工程思维：通过智能家居系统的设计与实现过程，使学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对智能家居系统进行整体规划和设计。在设计过程中考虑各种因素（如成本、性能、可靠性等），进行风险评估和综合决策。创新设计：鼓励学生结合实际需求，提出创新性的智能家居系统设计方案，解决实际问题。通过实践活动，学生能够运用人机交互理论和方法，优化智能家居系统的用户体验。图样表达：培养学生使用技术图样（如流程图、系统框图等）清晰表达智能家居系统设计方案的能力。要求学生能够读懂智能家居系统的相关技术图样，理解其工作原理和构成。物化能力：通过实践活动，使学生能够根据设计方案选择合适的硬件设备和软件工具，进行智能家居系统的搭建和调试。解决智能家居系统搭建过程中遇到的实际问题，提高动手实践能力和问题解决能力。学习目标掌握智能家居系统的组成：了解家庭智能照明系统、家用电器控制系统、家庭安防报警系统等智能家居系统的基本组成和工作原理。理解智能家居系统的应用：通过实践活动，理解智能家居系统在实际生活中的应用，包括照明控制、家电控制、安防监控等方面。设计智能家居系统：根据实际需求，设计智能家居系统方案，包括硬件设备的选择和软件系统的配置。实现智能家居系统：通过团队合作，完成智能家居系统的搭建和调试，实现预期功能。跨学科学习：将通用技术知识与其他学科知识相结合，如物理、信息技术等，提升综合应用能力。作业目标设定技术意识：要求学生调研市场上主流的智能家居产品，分析其技术特点和应用场景，撰写调研报告。通过此作业，培养学生的技术敏感性和洞察力，增强对智能家居技术的理解和认识。工程思维：设计一份智能家居系统的整体规划方案，包括系统架构、设备选型、成本预算等。通过此作业，培养学生的系统分析和比较权衡能力，提高工程思维能力。创新设计：针对特定场景（如卧室、客厅等），设计一份创新性的智能家居系统设计方案。通过此作业，激发学生的创新思维，提高创新设计能力。图样表达：绘制智能家居系统的流程图、系统框图等技术图样，清晰表达设计方案。通过此作业，培养学生的图样表达能力，提高技术交流的准确性。物化能力：选择一种智能家居设备进行拆解和分析，了解其工作原理和内部结构。尝试对该设备进行改进或创新设计，并撰写相关报告。通过此作业，提高学生的动手实践能力和问题解决能力。学科实践与跨学科学习设计内容一、家庭智能照明系统设计（一）技术实践与跨学科融合物理学科：利用物理光学知识，分析灯光亮度、色温等参数对室内环境的影响，优化照明设计方案。信息技术：通过编程和网络技术，实现灯光系统的远程控制和智能调节功能。美术学科：结合室内装修风格和色彩搭配，设计具有美学效果的照明方案。（二）实践活动调研与分析：调研市场上主流的智能照明产品，分析其技术特点、优缺点及适用场景。方案设计：根据实际需求，设计家庭智能照明系统方案，包括灯光布局、控制方式等。硬件搭建：选择合适的智能照明设备（如智能灯泡、智能开关等），进行硬件搭建和调试。软件开发：利用编程技术，开发智能照明系统的控制软件，实现远程控制和智能调节功能。测试与优化：对智能照明系统进行测试，根据测试结果进行优化和改进。（三）作业与评价作业：设计一份家庭智能照明系统方案，并绘制相关技术图样（如系统框图、流程图等）。评价：从技术性、创新性、实用性等方面对设计方案进行评价，同时考察学生的图样表达能力和物化能力。二、家用电器控制系统设计（一）技术实践与跨学科融合物理学科：分析家用电器的工作原理和能耗特点，优化控制策略。信息技术：利用物联网技术，实现家用电器的远程控制和智能管理。经济学：考虑成本控制和经济效益，选择性价比高的智能家电产品。（二）实践活动市场调研：调研市场上主流的智能家电产品，了解其技术特点、价格及用户评价。需求分析：根据家庭成员的生活习惯和需求，分析家用电器控制系统的功能需求。方案设计：设计家用电器控制系统方案，包括设备选型、控制方式等。硬件搭建：选择合适的智能插座、红外转发器等设备，进行硬件搭建和调试。软件开发：开发家用电器控制系统的控制软件，实现远程控制和智能管理功能。测试与优化：对家用电器控制系统进行测试，根据测试结果进行优化和改进。（三）作业与评价作业：设计一份家用电器控制系统方案，并撰写相关报告。评价：从技术性、实用性、经济性等方面对设计方案进行评价，同时考察学生的创新设计能力和物化能力。三、家庭安防报警系统设计（一）技术实践与跨学科融合物理学科：利用传感器技术，检测家庭环境中的异常情况（如烟雾、可燃气体等）。信息技术：通过网络技术，实现安防报警信息的实时传输和处理。法律学科：了解相关法律法规，确保安防报警系统的合法性和有效性。（二）实践活动安全评估：对家庭环境进行安全评估，识别潜在的安全隐患和风险因素。方案设计：设计家庭安防报警系统方案，包括设备选型、布防策略等。硬件搭建：选择合适的安防设备（如烟雾报警器、红外传感器等），进行硬件搭建和调试。软件开发：开发安防报警系统的控制软件，实现报警信息的实时传输和处理。模拟演练：进行模拟演练，测试安防报警系统的响应速度和准确性。优化改进：根据模拟演练结果，对安防报警系统进行优化和改进。（三）作业与评价作业：设计一份家庭安防报警系统方案，并绘制相关技术图样（如系统框图、设备布局图等）。评价：从安全性、可靠性、实用性等方面对设计方案进行评价，同时考察学生的工程思维能力和图样表达能力。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智能家居系统的设计与实现过程，还能将通用技术知识与其他学科知识相结合，提升综合应用能力。通过实践活动和作业评价，进一步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。十四、大单元作业设计一、教学目标技术意识：学生能够认识到智能家居系统在现代生活中的重要性和应用价值，形成对智能家居系统的技术敏感性和洞察力，理解智能家居系统所涉及的技术原理和应用场景，形成积极的技术使用态度。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对智能家居系统进行整体规划和设计，能在设计过程中考虑各种因素（如成本、性能、可靠性等），进行风险评估和综合决策。创新设计：学生能够结合实际需求，提出创新性的智能家居系统设计方案，解决实际问题，并能运用人机交互理论和方法，优化智能家居系统的用户体验。图样表达：学生能够使用技术图样（如流程图、系统框图等）清晰表达智能家居系统的设计方案，能读懂智能家居系统的相关技术图样，理解其工作原理和构成。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行智能家居系统的搭建和调试，能解决智能家居系统搭建过程中遇到的实际问题，提高动手实践能力和问题解决能力。二、作业目标设定技术意识：通过智能家居系统设计与实现的作业，增强学生对智能家居系统的技术敏感性和洞察力，理解智能家居系统的实际应用价值，形成对智能家居技术的积极态度。工程思维：通过作业实践，学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对智能家居系统进行整体规划和设计，考虑各种实际因素，进行风险评估和综合决策。创新设计：鼓励学生结合实际需求，提出创新性的智能家居系统设计方案，提升创新思维和问题解决能力。图样表达：要求学生使用技术图样清晰表达智能家居系统的设计方案，培养图样表达能力，理解技术图样在智能家居系统设计中的重要性。物化能力：通过实际搭建和调试智能家居系统，提升学生的动手实践能力和问题解决能力，加深对智能家居系统物化过程的理解。三、作业内容设计第一节家庭智能照明系统设计一、典型设备调研作业作业要求：调查市场上主流的智能开关和RGB控制盒品牌和型号，了解其功能特点和技术参数。收集并整理智能开关和RGB控制盒的安装和使用说明书，分析其安装步骤和注意事项。作业目标：技术意识：增强学生对智能开关和RGB控制盒的技术敏感性和认识。图样表达：通过阅读和理解设备说明书，培养学生的图样表达能力。二、需求调研作业作业要求：观察并记录自己家庭照明系统的现状，找出存在的痛点和不足。通过问卷调查或访谈的方式，收集家庭成员对照明系统的需求和建议。作业目标：工程思维：培养学生观察问题、分析问题的能力，形成改进家庭照明系统的初步思路。创新设计：鼓励学生结合家庭成员的需求，提出创新性的照明系统设计方案。三、设计方案作业作业要求：根据需求调研结果，设计家庭智能照明系统的方案，包括照明系统的布局、智能开关和RGB控制盒的配置等。绘制家庭智能照明系统的布局图和系统框图，清晰表达设计方案。作业目标：创新设计：培养学生的创新设计能力和解决实际问题的能力。图样表达：通过绘制布局图和系统框图，提升学生的图样表达能力。四、技术路线作业作业要求：根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，列出详细的设备清单和采购计划。制定智能家居系统的搭建和调试计划，包括安装步骤、测试方法和预期结果。作业目标：物化能力：提升学生的动手实践能力和问题解决能力。工程思维：培养学生在实际操作中考虑各种因素，进行风险评估和综合决策的能力。第二节家用电器控制系统一、典型设备调研作业作业要求：调查市场上主流的智能插座和红外转发器品牌和型号，了解其功能特点和技术参数。收集并整理智能插座和红外转发器的安装和使用说明书，分析其安装步骤和注意事项。作业目标：技术意识：增强学生对智能插座和红外转发器的技术敏感性和认识。图样表达：通过阅读和理解设备说明书，培养学生的图样表达能力。二、需求调研作业作业要求：观察并记录自己家庭电器控制系统的现状，找出存在的痛点和不足。通过问卷调查或访谈的方式，收集家庭成员对电器控制系统的需求和建议。作业目标：工程思维：培养学生观察问题、分析问题的能力，形成改进家用电器控制系统的初步思路。创新设计：鼓励学生结合家庭成员的需求，提出创新性的电器控制系统设计方案。三、设计方案作业作业要求：根据需求调研结果，设计家用电器控制系统的方案，包括智能插座和红外转发器的配置、电器设备的布局等。绘制家用电器控制系统的布局图和系统框图，清晰表达设计方案。作业目标：创新设计：培养学生的创新设计能力和解决实际问题的能力。图样表达：通过绘制布局图和系统框图，提升学生的图样表达能力。四、技术路线作业作业要求：根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，列出详细的设备清单和采购计划。制定家用电器控制系统的搭建和调试计划，包括安装步骤、测试方法和预期结果。作业目标：物化能力：提升学生的动手实践能力和问题解决能力。工程思维：培养学生在实际操作中考虑各种因素，进行风险评估和综合决策的能力。第三节家庭安防报警系统一、典型设备调研作业作业要求：调查市场上主流的燃气泄漏监测器、人体红外传感器、门窗磁传感器、网络摄像头等安防设备品牌和型号，了解其功能特点和技术参数。收集并整理安防设备的安装和使用说明书，分析其安装步骤和注意事项。作业目标：技术意识：增强学生对家庭安防报警系统设备的技术敏感性和认识。图样表达：通过阅读和理解设备说明书，培养学生的图样表达能力。二、需求调研作业作业要求：观察并记录自己家庭安防系统的现状，找出存在的痛点和不足。通过问卷调查或访谈的方式，收集家庭成员对安防系统的需求和建议。作业目标：工程思维：培养学生观察问题、分析问题的能力，形成改进家庭安防系统的初步思路。创新设计：鼓励学生结合家庭成员的需求，提出创新性的安防系统设计方案。三、设计方案作业作业要求：根据需求调研结果，设计家庭安防报警系统的方案，包括安防设备的配置、布局和联动方式等。绘制家庭安防报警系统的布局图和系统框图，清晰表达设计方案。作业目标：创新设计：培养学生的创新设计能力和解决实际问题的能力。图样表达：通过绘制布局图和系统框图，提升学生的图样表达能力。四、技术路线作业作业要求：根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，列出详细的设备清单和采购计划。制定家庭安防报警系统的搭建和调试计划，包括安装步骤、测试方法和预期结果。作业目标：物化能力：提升学生的动手实践能力和问题解决能力。工程思维：培养学生在实际操作中考虑各种因素，进行风险评估和综合决策的能力。四、作业评价自我评价学生需对自己的作业进行自我评价，包括：是否按照要求完成了各项作业任务？在作业过程中遇到了哪些困难？是如何解决的？通过作业实践，对智能家居系统设计与实现有哪些新的认识和收获？小组评价小组成员之间需进行相互评价，包括：同学是否积极参与了小组讨论和合作？同学的作业质量如何？有哪些值得学习的地方？对同学的作业有何建议和改进意见？教师评价教师需对学生的作业进行全面评价，包括：作业是否完成了各项任务要求？学生在作业中展现出的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力如何？对学生的作业提出具体的反馈和建议，帮助学生进一步提升。通过以上作业设计，旨在全面促进学生核心素养的发展，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。通过实际操作和团队合作，培养学生的动手实践能力和团队协作能力。十五、“教-学-评”一致性课时设计第一节家庭智能照明系统设计一、教学目标技术意识：学生能够认识到家庭智能照明系统在现代生活中的重要性和应用价值，形成积极的技术使用态度；理解家庭智能照明系统所涉及的技术原理和应用场景。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对家庭智能照明系统进行整体规划和设计；考虑成本、性能、可靠性等因素进行风险评估和综合决策。创新设计：学生能够结合实际需求，提出创新性的家庭智能照明系统设计方案，解决实际问题。图样表达：学生能够使用技术图样（如流程图、系统框图等）清晰表达家庭智能照明系统的设计方案。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行家庭智能照明系统的搭建和调试。二、作业目标完成家庭智能照明系统的需求调研报告，明确设计需求和痛点。设计家庭智能照明系统的方案，包括软启动、亮度调节、情景模式等功能。绘制家庭智能照明系统的技术图样，如系统框图、流程图等。根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行初步的搭建和调试。三、课程目标通过本节内容的学习，学生能够全面理解家庭智能照明系统的基本原理和设计方法，掌握相关的技术图样表达和物化能力，形成解决实际问题的能力，并具备创新意识和工程思维。四、教学实施步骤4.1.1典型设备介绍（1课时）教学内容：介绍智能开关、RGB控制盒等典型设备的功能、特点和使用方法。教学活动：通过实物展示、视频演示等方式，让学生直观了解设备外观和操作方式。教学目标：使学生熟悉家庭智能照明系统的典型设备，理解其工作原理和应用场景。评价：过程性评价：观察学生在课堂上的参与度和互动情况。结果性评价：通过提问和小组讨论，检查学生对典型设备的理解程度。4.1.2需求调研（1课时）教学内容：引导学生调研家庭照明需求，分析传统照明系统的痛点。教学活动：组织学生分组讨论，记录家庭照明中的不便之处，提出改进需求。教学目标：培养学生观察问题、分析问题的能力，形成改进家庭照明系统的初步思路。评价：过程性评价：观察学生在讨论中的表现，记录其提出的痛点和改进建议。结果性评价：通过小组汇报和互评，检查学生对家庭照明需求的调研成果。4.1.3设计方案（2课时）教学内容：根据需求调研结果，设计家庭智能照明系统的方案。教学活动：引导学生提出软启动、亮度调节、情景模式等设计方案，并绘制系统框图。教学目标：培养学生的创新设计能力和图样表达能力，形成完整的家庭智能照明系统设计方案。评价：过程性评价：观察学生在设计过程中的思维活动和团队协作情况。结果性评价：通过方案汇报和图样展示，检查学生的设计成果和创新能力。4.1.4技术路线（2课时）教学内容：介绍家庭智能照明系统的技术路线，包括硬件配置和软件设置。教学活动：组织学生根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行系统搭建和调试。教学目标：提高学生的物化能力和动手实践能力，掌握家庭智能照明系统的搭建和调试方法。评价：过程性评价：观察学生在搭建和调试过程中的操作规范和安全意识。结果性评价：通过系统测试和功能演示，检查学生的物化能力和系统调试成果。第二节家用电器控制系统一、教学目标技术意识：学生能够认识到家用电器控制系统在现代生活中的重要性和应用价值。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对家用电器控制系统进行整体规划和设计。创新设计：学生能够结合实际需求，提出创新性的家用电器控制系统设计方案。图样表达：学生能够使用技术图样清晰表达家用电器控制系统的设计方案。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行家用电器控制系统的搭建和调试。二、作业目标完成家用电器控制系统的需求调研报告。设计家用电器控制系统的方案，包括统一控制、多场景设置等功能。绘制家用电器控制系统的技术图样。根据设计方案，选择合适的硬件设备和软件工具，进行初步的搭建和调试。三、课程目标通过本节内容的学习，学生能够全面理解家用电器控制系统的基本原理和设计方法，掌握相关的技术图样表达和物化能力，形成解决实际问题的能力，并具备创新意识和工程思维。四、教学实施步骤4.2.1典型设备介绍（1课时）教学内容：介绍智能插座、红外转发器等典型设备的功能、特点和使用方法。教学活动：通过实物展示、视频演示等方式，让学生直观了解设备外观和操作方式。教学目标：使学生熟悉家用电器控制系统的典型设备，理解其工作原理和应用场景。评价：过程性评价：观察学生在课堂上的参与度和