2019版 豫科版 高中通-用技术 选择性必修10 科技人文融合创新专题《第二章 桥梁工程》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10科技人文融合创新专题《第二章桥梁工程》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）教学内容分析本次教学内容选自2019版豫科版高中通用技术选择性必修10《科技人文融合创新专题》中的第二章《桥梁工程》。本章节通过介绍桥梁工程的相关知识，旨在培养学生综合运用科学、技术、工程、艺术、数学（STEAM）等多学科的知识和技能，进行问题解决与科技创新的能力。教学内容具体涵盖了桥梁与人类的关系、桥梁的产生与发展、现代桥梁的分类、桥梁设计应考虑的主要因素、桥梁工程中的STEAM理念以及桥梁建模软件的使用等多个方面。通过学习桥梁与人类的关系，学生可以理解桥梁在社会、经济、文化等方面的重要作用，培养对桥梁工程的基本认识。通过探讨桥梁的产生与发展，学生可以了解桥梁工程的历史演进和技术进步，增强对桥梁工程技术发展的感知。现代桥梁的分类部分将帮助学生掌握不同类型的桥梁及其特点，为后续学习打下基础。在桥梁设计应考虑的主要因素部分，学生将学习桥梁的基本组成、桁架结构及其分类，以及现代桥梁设计中应综合考虑的安全、耐久、经济、美观、技术和环保等因素，这些知识点将为学生进行桥梁设计和创新提供理论指导。通过桥梁工程中的STEAM理念和桥梁建模软件的学习，学生将掌握多学科融合创新的方法，并学会使用建模软件进行桥梁设计，提高实践操作能力。（二）单元内容分析本单元内容主要分为三节：第一节桥梁科技与人文一、桥梁与人类的关系：介绍桥梁在人类生活、交通、经济、文化等方面的重要作用，增强学生对桥梁工程价值的认识。二、桥梁的产生与发展：回顾桥梁工程的历史演进，从古代桥梁到现代桥梁的发展过程，了解桥梁技术的进步和创新。三、现代桥梁的分类：介绍现代桥梁的主要类型，包括梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥和组合体系桥等，并分析其特点和适用场景。第二节桥梁设计应考虑的主要因素一、桥梁的基本组成：详细解析桥梁的“五大部件”和“五小部件”，理解各部件的功能和作用。二、桁架结构及其分类：介绍桁架结构的定义、优点和分类，包括简单桁架、联合桁架和复杂桁架等，以及桁架在不同领域的应用。三、现代桥梁设计中应考虑的主要因素：分析桥梁设计中应综合考虑的安全、耐久、经济、美观、技术和环保等因素，培养学生的综合设计能力。第三节桥梁探究一、桥梁工程中的STEAM：探讨STEAM理念在桥梁工程中的应用，理解多学科融合创新的重要性。二、桥梁建模软件：介绍常用的桥梁建模软件及其操作方法，引导学生通过建模软件进行桥梁设计实践，提高动手实践能力。（三）单元内容整合本单元内容整合了桥梁工程的历史、理论、设计和实践等多个方面，旨在通过系统的学习，使学生全面掌握桥梁工程的相关知识，培养跨学科融合创新的能力。在教学过程中，应注重理论与实践相结合，通过案例分析、项目探究等方式，激发学生的学习兴趣和主动性。还应加强学生的实践操作能力，通过桥梁建模软件的使用，提高学生的设计水平和创新思维。具体整合思路如下：历史与理论的融合：在学习桥梁的产生与发展过程中，结合具体的桥梁案例，分析桥梁工程的技术进步和创新点，增强学生对桥梁工程历史的理解。理论与实践的结合：在桥梁设计部分，通过讲解桥梁的基本组成和桁架结构，引导学生理解桥梁设计的基本原理和方法。结合具体的桥梁设计项目，让学生进行实践操作，将理论知识应用于实际设计中。多学科融合创新：在桥梁探究部分，强调STEAM理念的应用，通过跨学科的知识整合，培养学生的创新思维和解决问题的能力。通过桥梁建模软件的使用，提高学生的信息技术素养和设计能力。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：（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，以及形成的对人工世界和人技关系的基本观念。在本单元的学习中，学生应达到以下技术意识目标：感知桥梁工程的重要性：通过学习桥梁与人类的关系，学生能够感知桥梁在社会、经济、文化等方面的重要作用，形成对桥梁工程价值的正确认识。理解桥梁技术的历史演进：通过回顾桥梁工程的产生与发展，学生能够理解桥梁技术的进步和创新过程，增强对桥梁技术发展的感知和认识。分析桥梁技术的社会影响：通过分析现代桥梁的分类和特点，学生能够理解不同桥梁技术对社会、经济、环境的影响，形成对技术社会性的深刻认识。（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。在本单元的学习中，学生应达到以下工程思维目标：掌握桥梁工程的基本原理：通过学习桥梁的基本组成和桁架结构，学生能够掌握桥梁工程的基本原理和方法，为后续设计打下基础。运用系统分析方法进行设计：在桥梁设计过程中，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。综合考虑多种因素进行优化：在进行桥梁设计时，学生能够综合考虑安全、耐久、经济、美观、技术和环保等多种因素，对设计方案进行优化和改进，形成系统的工程思维。（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。在本单元的学习中，学生应达到以下创新设计目标：培养创新思维和创新能力：通过桥梁设计项目的实践，学生能够培养创新思维和创新能力，学会从多角度、多层次思考问题，提出创新性的解决方案。运用多学科知识进行设计：在桥梁设计过程中，学生能够运用科学、技术、工程、艺术、数学等多学科的知识和方法，进行跨学科融合创新，提高设计的综合性和创新性。优化设计方案提高效果：通过不断的实践和优化，学生能够提高桥梁设计的效果和质量，满足实际需求和美学要求，形成优秀的创新设计作品。（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。在本单元的学习中，学生应达到以下图样表达目标：掌握常见的技术图样：通过学习桥梁工程中的图样表达方法，学生能够掌握常见的技术图样如草图、三视图、机械加工图等的绘制和识读方法。运用图样进行设计交流：在桥梁设计过程中，学生能够运用技术图样进行设计交流和沟通，清晰表达设计意图和方案，提高设计沟通的效率和质量。利用软件绘制三维模型：通过桥梁建模软件的使用，学生能够掌握利用软件进行三维模型绘制的方法，提高图样表达的准确性和生动性。（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。在本单元的学习中，学生应达到以下物化能力目标：掌握桥梁工程的施工工艺：通过学习桥梁工程的施工工艺和方法，学生能够掌握将桥梁设计方案转化为实际工程的能力。运用建模软件进行桥梁设计：通过桥梁建模软件的使用，学生能够掌握利用软件进行桥梁设计的方法，提高设计的精确性和可操作性。优化桥梁结构提高性能：在桥梁设计过程中，学生能够运用所学知识对桥梁结构进行优化和改进，提高桥梁的性能和使用效果，形成具有创新性和实用性的桥梁设计作品。三、学情分析（一）已知内容分析在高中阶段，学生对于物理、数学等基础学科已经有了一定的学习基础，并且具备一定的空间想象能力和逻辑思维能力。对于桥梁工程，学生可能已经在日常生活中有所接触，比如通过旅游、新闻报道或多媒体资料了解过一些著名的桥梁，如港珠澳大桥、南京长江大桥等。这些认知大多停留在表面，学生对于桥梁工程的历史发展、结构类型、设计原理以及桥梁建设中的科学、技术、工程、艺术与数学（STEAM）的综合应用等方面缺乏深入的理解。（二）新知内容分析本节课将围绕桥梁工程展开，深入讲解桥梁与人类的关系、桥梁的产生与发展、现代桥梁的分类，以及桥梁设计应考虑的主要因素等内容。具体包括：桥梁与人类的关系：理解桥梁作为道路的重要组成部分，在人类历史和社会发展中的重要作用。桥梁的产生与发展：探讨桥梁从古代到现代的发展过程，包括不同历史时期桥梁材料的演变、技术的进步以及桥梁设计的创新。现代桥梁的分类：学习桥梁按不同标准（如受力特点、使用途径等）的分类方法，了解各类桥梁的特点和应用场景。桥梁设计应考虑的主要因素：掌握桥梁设计过程中需要综合考虑的安全、耐久、经济、美观、技术、环境保护和可持续发展等因素。桥梁工程中的STEAM：理解桥梁工程中科学、技术、工程、艺术与数学的相互关系及其在桥梁设计中的应用。桥梁建模软件：介绍一些常用的桥梁建模软件及其功能，引导学生初步了解如何使用这些软件进行桥梁设计。这些新知内容旨在拓宽学生的视野，提升他们的综合素养，使他们能够更全面地理解桥梁工程，并在未来的学习和生活中运用所学知识解决实际问题。（三）学生学习能力分析逻辑思维能力：高中学生已经具备了一定的逻辑思维能力，能够理解和分析复杂的问题。在桥梁工程的学习中，学生需要运用逻辑思维来分析桥梁的结构、受力特点以及设计原理。空间想象能力：桥梁工程涉及三维空间的结构设计，学生需要具备良好的空间想象能力来理解和构建桥梁的立体模型。自主学习能力：在学习过程中，学生需要自主查阅资料、分析问题并尝试解决问题，这需要他们具备较强的自主学习能力。团队合作能力：桥梁工程的学习往往需要小组合作，共同完成任务，因此学生需要具备良好的团队合作能力和沟通能力。由于桥梁工程涉及的知识面较广，部分内容（如桁架结构的受力分析、桥梁设计的复杂计算等）可能对学生来说具有一定的难度。在教学过程中需要采取多种教学方法和手段来帮助学生克服这些困难。（四）学习障碍突破策略采用直观教学手段：针对桥梁工程的三维空间特性，教师可以利用多媒体教学资源（如图片、视频、三维模型等）来直观展示桥梁的结构和受力特点，帮助学生更好地理解和构建空间模型。强化理论与实践结合：在讲解桥梁设计原理时，结合具体的桥梁案例进行分析，让学生将理论知识与实际应用相结合，加深对知识的理解和记忆。实施小组合作学习：通过小组合作学习的形式，让学生共同完成任务，培养他们的团队合作能力和沟通能力。通过小组内的讨论和交流，学生可以相互启发、共同进步。引入探究式学习：鼓励学生主动发现问题、提出问题并尝试解决问题。教师可以设计一些探究式学习任务，如桥梁模型设计、桥梁受力分析实验等，让学生在实践中学习和探索。分层次教学：针对不同学生的学习基础和学习能力，实施分层次教学。对于基础较弱的学生，可以适当降低教学难度和要求；对于基础较好的学生，可以提供更深入的学习内容和挑战性的学习任务。加强课外辅导和答疑：针对学生在学习过程中遇到的问题和困惑，教师应加强课外辅导和答疑工作。可以通过课后辅导、在线答疑等方式及时解决学生的问题，帮助他们克服学习障碍。通过以上策略的实施，可以有效帮助学生克服学习桥梁工程过程中的困难，提升他们的学习兴趣和积极性，进而提高他们的学习效果和综合素养。四、大主题或大概念设计本单元的大主题或大概念设计为“桥梁工程的科技人文融合与创新设计”。通过这一大主题，旨在引导学生理解桥梁工程不仅是技术与工程实践的产物，更是科学与艺术、数学、社会等多个学科领域交叉融合的典范。本单元将围绕桥梁工程的发展历程、结构类型、设计要素以及现代桥梁工程中的创新设计理念和STEAM（科学、技术、工程、艺术、数学）融合，展开一系列的教学活动，旨在培养学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。五、大单元目标叙写通用技术的核心素养目标：技术意识：学生能够理解桥梁工程在人类社会发展中的重要性和桥梁建筑与文化、社会的关系。学生能够分析不同桥梁类型的特点及其适用环境，形成对桥梁技术的规范、标准与专利意识。学生能够评估桥梁工程对人、社会、环境的影响，形成技术的安全和责任意识。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，理解桥梁工程的基本组成和各类结构的特点及其受力原理。学生能够针对特定的桥梁设计问题，提出合理的解决方案，并进行优化和改进。学生能够通过模拟试验或数学模型对桥梁设计方案进行性能和风险评估，发展工程思维。创新设计：学生能够结合现代桥梁设计的需求，运用创新思维和创造技法，提出具有创意的桥梁设计方案。学生能够综合考虑安全、耐久、经济、美观、技术、环境保护和可持续发展等因素，进行桥梁设计的创新实践。学生能够利用三维设计软件等工具，将创新设计转化为具体的桥梁模型或设计图。图样表达：学生能够识读和绘制桥梁工程中的常见技术图样，如桥梁结构图、流程图、控制系统方框图等。学生能够运用图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。学生能够通过图样展示桥梁设计的创新点和技术特色，提高技术交流的能力。物化能力：学生能够根据桥梁设计方案，选择合适的材料和工具，进行桥梁模型的制作和装配。学生能够掌握桥梁模型制作的基本工艺和方法，完成桥梁模型的成型制作和调试。学生能够通过桥梁模型的制作和实践，体验工匠精神对技术制造质量的独特作用，形成严谨细致、精益求精的工作态度。六、大单元教学重点桥梁工程的发展历程与分类：引导学生了解桥梁工程的发展历史，理解桥梁建筑与文化、社会的关系。分析不同桥梁类型的特点及其适用环境，掌握现代桥梁的分类方法。桥梁的基本组成与结构分析：详细讲解桥梁的“五大部件”和“五小部件”，理解桥梁的基本组成和功能。分析桁架结构的特点及其分类，掌握桁架结构的受力原理和应用。桥梁设计的综合考虑因素：讲解现代桥梁设计中应考虑的安全、耐久、经济、美观、技术、环境保护和可持续发展等因素。通过案例分析，引导学生理解这些因素在桥梁设计中的重要性和实际应用。桥梁工程中的STEAM融合：分析桥梁工程中科学、技术、工程、艺术与数学的相互关系，理解其综合应用。引导学生思考如何将STEAM理念融入桥梁工程的设计和创新实践中。桥梁建模软件的使用与创新设计：介绍常用的桥梁建模软件及其基本操作方法。引导学生运用三维设计软件等工具，进行桥梁设计的创新实践，并将设计转化为具体的桥梁模型。七、大单元教学难点桥梁结构受力原理的理解：桥梁结构的受力原理相对复杂，需要学生具备较强的空间想象能力和物理基础知识。教师应通过模型演示、动画模拟等多种教学手段，帮助学生理解桥梁结构的受力原理。桥梁设计综合考虑因素的权衡：桥梁设计需要综合考虑多个因素，这些因素之间往往存在相互制约的关系。教师应引导学生通过案例分析、小组讨论等方式，学会如何权衡这些因素，做出合理的桥梁设计方案。三维设计软件的操作与创新设计：三维设计软件的操作相对复杂，需要学生具备一定的计算机操作基础。教师应提供充足的操作指导和练习机会，帮助学生掌握三维设计软件的基本操作方法，并引导学生将创新设计转化为具体的桥梁模型。桥梁工程中的STEAM融合应用：STEAM理念涉及多个学科领域的知识和技能，需要学生具备较强的跨学科整合能力。教师应通过跨学科的教学活动和实践项目，引导学生将科学、技术、工程、艺术与数学的知识和技能综合应用于桥梁工程的设计和创新实践中。桥梁模型制作与调试：桥梁模型的制作需要精细的工艺和严谨的态度，对学生的动手能力要求较高。教师应提供详细的制作工艺指导和调试方法，帮助学生完成桥梁模型的制作和调试，并体验工匠精神对技术制造质量的独特作用。八、大单元整体教学思路在教学目标设定上，本单元将严格遵循《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，围绕通用技术的核心素养目标展开。通过《第二章桥梁工程》的教学，旨在培养学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力，促进学生全面发展。（一）技术意识技术意识是对技术现象及技术问题的感知与体悟，是对技术规范、标准与专利的认识，以及对技术安全、责任、伦理、环保等问题的理解。在本单元教学中，通过桥梁工程的学习，使学生：感知技术现象：学生能够通过桥梁工程的学习，感知到桥梁技术在人类社会发展和日常生活中的重要性，理解桥梁作为重要交通设施对人类生活的影响。理解技术规范与标准：在学习桥梁的设计与施工过程中，学生能够了解并理解桥梁设计、施工及验收过程中的技术规范与标准，认识到遵循技术规范与标准对确保桥梁安全性和可靠性的重要性。培养技术安全与责任意识：通过桥梁工程中的安全因素、耐久因素等内容的学习，学生能够形成对桥梁安全问题的深刻认识，理解桥梁安全对社会稳定和人民生命财产安全的重要性，从而培养强烈的技术安全意识和责任感。增强技术伦理与环保意识：在学习桥梁工程对自然环境和社会环境的影响时，学生能够认识到桥梁建设中的环境保护问题，理解桥梁工程中的技术伦理要求，增强环境保护意识和技术伦理观念。（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。在本单元教学中，通过桥梁工程的学习，旨在培养学生的系统分析能力、比较权衡能力和工程建模能力。系统分析能力：在学习桥梁的基本组成和现代桥梁的分类时，学生能够理解桥梁作为一个系统工程，由多个相互关联、相互作用的组成部分构成。通过案例分析，学生能够学会运用系统分析的方法，对桥梁工程中的问题进行全面、深入的分析。比较权衡能力：在桥梁设计过程中，学生需要比较不同的设计方案，权衡各种因素的利弊，选择最优方案。通过本单元的学习，学生能够掌握比较权衡的方法，学会在复杂的技术问题中作出合理决策。工程建模能力：在学习桁架结构及其分类时，学生能够通过案例分析，了解桁架结构的特点和作用，掌握桁架结构的建模方法。通过实践活动，学生能够运用所学知识，进行简单的桁架结构建模，培养工程建模能力。（三）创新设计创新设计是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。在本单元教学中，通过桥梁工程的学习，旨在培养学生的创新意识、创新能力和设计实践能力。培养创新意识：在学习桥梁科技与人文、桥梁的产生与发展等内容时，学生能够了解到桥梁技术的不断进步和创新是推动桥梁工程发展的重要动力。通过案例分析，学生能够激发对桥梁技术创新的兴趣和热情，培养创新意识。提高创新能力：在桥梁设计过程中，学生需要针对具体的技术问题，提出创新性的解决方案。通过本单元的学习，学生能够掌握创新设计的方法，学会运用创新思维解决复杂的技术问题，提高创新能力。增强设计实践能力：在学习桥梁设计应考虑的主要因素和桥梁建模软件等内容时，学生能够通过实践活动，将所学知识应用于桥梁设计中。通过设计桥梁模型、绘制设计图样等实践活动，学生能够增强设计实践能力，提升解决实际问题的能力。（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。在本单元教学中，通过桥梁工程的学习，旨在培养学生的图样表达能力、设计沟通能力和技术交流能力。图样表达能力：在学习桥梁的基本组成和桁架结构时，学生需要通过绘制桥梁结构图和桁架结构图来加深对桥梁工程的理解。通过实践活动，学生能够掌握图样表达的基本方法，提高图样表达能力。设计沟通能力：在桥梁设计过程中，学生需要与团队成员、教师等进行有效的沟通，确保设计方案的准确性和可行性。通过本单元的学习，学生能够学会运用图样表达的方式与他人进行技术沟通，提高设计沟通能力。技术交流能力：在桥梁工程的学习中，学生需要了解桥梁工程领域的前沿技术和发展趋势，与同行进行技术交流。通过本单元的学习，学生能够学会运用图样表达的方式参与技术交流，提高技术交流能力。（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，通过桥梁工程的学习，旨在培养学生的动手实践能力、工艺设计能力和团队协作能力。动手实践能力：在学习桥梁模型设计大赛和桥梁建模软件等内容时，学生需要通过动手实践将设计意念转化为具体的桥梁模型。通过实践活动，学生能够提高动手实践能力，掌握基本的工艺操作方法。工艺设计能力：在桥梁设计过程中，学生需要根据设计要求和实际情况选择合适的材料和工艺方法。通过本单元的学习，学生能够掌握工艺设计的基本方法，学会根据设计需求进行工艺选择和优化。团队协作能力：在桥梁模型设计大赛等实践活动中，学生需要与团队成员密切合作共同完成设计任务。通过本单元的学习，学生能够学会在团队中发挥各自的优势，相互协作完成复杂的设计任务，提高团队协作能力。本单元的教学将围绕通用技术的核心素养目标展开，通过桥梁工程的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。在教学过程中，将注重理论与实践相结合，通过案例分析、实践活动等方式激发学生的学习兴趣和积极性，促进学生的全面发展。将注重评价方式的多样性和全面性，通过学业评价、过程评价等方式全面了解学生的学习情况和发展水平，为后续的教学提供有针对性的指导和支持。九、学业评价学业评价是教学过程中的重要环节，它不仅是对学生学习成果的检验，更是对教师教学效果的反馈。本单元《桥梁工程》的学业评价设计，将紧密围绕《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》中的核心素养目标，即技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力，通过多样化的评价方式，全面、公正、有效地评价学生的学习成果。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《桥梁工程》的教学内容，本单元的教学目标设定如下：技术意识：学生能够了解桥梁的发展历程及其在人类生活中的重要作用，形成对桥梁技术的初步认识和兴趣。学生能够认识到桥梁设计与社会、经济、文化等方面的紧密联系，培养技术伦理意识和环保意识。工程思维：学生能够掌握桥梁的基本组成和分类，理解不同类型桥梁的受力特点和结构优势。学生能够运用系统分析的方法，综合考虑安全、耐久、经济、美观等因素，进行桥梁设计方案的初步筛选和优化。创新设计：学生能够发挥想象力和创造力，提出具有创新性的桥梁设计方案。学生能够运用所学知识，对桥梁设计方案进行技术试验和评估，不断优化设计方案。图样表达：学生能够识读和绘制简单的桥梁结构图和技术图样，准确表达设计思想和方案。学生能够运用计算机辅助设计软件，进行桥梁模型的初步设计和建模。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行桥梁模型的制作和组装。学生能够通过对桥梁模型的测试和调试，不断改进和完善模型，提高其承载能力和稳定性。二、学习目标设定结合教学目标，本单元的学习目标设定如下：了解桥梁的发展历程和分类：学生能够了解桥梁从古至今的发展历程，认识不同历史时期桥梁的特点和变化。学生能够掌握现代桥梁的主要分类方法，理解不同类型桥梁的受力特点和适用范围。掌握桥梁的基本组成和结构：学生能够了解桥梁的“五大部件”和“五小部件”，理解它们在桥梁结构中的作用和相互关系。学生能够掌握桁架结构的基本概念和分类，理解桁架结构在桥梁设计中的应用。理解桥梁设计的主要因素：学生能够认识到安全、耐久、经济、美观、技术、环境保护和可持续发展等因素在桥梁设计中的重要性。学生能够学会运用系统分析的方法，综合考虑这些因素，进行桥梁设计方案的初步筛选和优化。具备初步的桥梁设计能力：学生能够运用所学知识，提出具有创新性的桥梁设计方案，并进行技术试验和评估。学生能够识读和绘制简单的桥梁结构图和技术图样，准确表达设计思想和方案。掌握桥梁模型的制作和测试方法：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行桥梁模型的制作和组装。学生能够通过对桥梁模型的测试和调试，不断改进和完善模型，提高其承载能力和稳定性。三、评价目标设定结合教学目标和学习目标，本单元的评价目标设定如下：技术意识评价：通过观察学生在课堂上的表现，评价学生是否对桥梁技术产生了初步的认识和兴趣。通过讨论和交流，评价学生是否认识到桥梁设计与社会、经济、文化等方面的紧密联系，是否具备技术伦理意识和环保意识。工程思维评价：通过学生的桥梁设计方案和模型制作，评价学生是否掌握了桥梁的基本组成和分类，是否理解了不同类型桥梁的受力特点和结构优势。通过学生在设计方案筛选和优化过程中的表现，评价学生是否能够运用系统分析的方法，综合考虑安全、耐久、经济、美观等因素，进行桥梁设计方案的初步筛选和优化。创新设计评价：通过学生的桥梁设计方案和创意，评价学生是否发挥了想象力和创造力，提出了具有创新性的设计方案。通过技术试验和评估过程，评价学生是否能够运用所学知识，对桥梁设计方案进行技术试验和评估，不断优化设计方案。图样表达评价：通过学生的桥梁结构图和技术图样，评价学生是否能够识读和绘制简单的桥梁结构图和技术图样，准确表达设计思想和方案。通过计算机辅助设计软件的使用情况，评价学生是否能够运用计算机辅助设计软件，进行桥梁模型的初步设计和建模。物化能力评价：通过学生的桥梁模型制作和组装过程，评价学生是否能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行桥梁模型的制作和组装。通过桥梁模型的测试和调试过程，评价学生是否能够通过对桥梁模型的测试和调试，不断改进和完善模型，提高其承载能力和稳定性。四、评价方式设计为了实现上述评价目标，本单元将采用多样化的评价方式，包括课堂观察、小组讨论、作品评价、技术试验、测试与考核等。具体评价方式设计如下：课堂观察：在课堂教学过程中，教师将观察学生的参与度、注意力集中情况、思维活跃度等，以此评价学生对桥梁技术的认识和兴趣。通过观察学生在小组讨论中的表现，评价学生的沟通协作能力、问题解决能力等。小组讨论：学生将分组进行桥梁设计方案的讨论和制定，教师将根据各小组的讨论情况和最终设计方案，评价学生的合作能力、创新能力等。在小组讨论过程中，学生还将分享各自对桥梁技术的理解和认识，教师将据此评价学生的技术意识。作品评价：学生将提交自己的桥梁设计方案和模型作品，教师将根据作品的创新性、实用性、美观性等方面进行评价。在作品评价过程中，教师还将关注学生图样表达能力的发展情况，评价学生是否能够准确绘制桥梁结构图和技术图样。技术试验：学生将对桥梁模型进行技术试验和评估，包括承重试验、稳定性试验等。教师将根据试验结果评价学生的设计方案是否科学合理、模型是否稳定可靠。通过技术试验过程，教师还将评价学生的动手操作能力、问题解决能力等。测试与考核：在单元结束时，教师将组织学生进行一次测试或考核，以检验学生对桥梁工程基本知识的掌握情况和应用能力的发展水平。测试或考核内容将涵盖桥梁的发展历程、基本组成、分类、设计因素等方面，以全面评价学生的学习成果。五、评价实施为了确保评价目标的顺利实现和评价方式的有效实施，本单元将采取以下措施：明确评价标准：在实施评价之前，教师将明确各项评价标准的具体内容和要求，确保评价的公正性和有效性。评价标准将涵盖技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力等方面，以全面反映学生的学习成果。注重过程评价：本单元将注重过程评价，关注学生的学习过程和学习表现，而不仅仅是最终的学习成果。通过课堂观察、小组讨论等方式，教师将及时了解学生的学习情况和存在的问题，并给予针对性的指导和帮助。鼓励自我评价和同伴评价：本单元将鼓励学生进行自我评价和同伴评价，以促进学生的自我反思和相互学习。学生将对自己的学习成果进行自我评价，反思自己的优点和不足；学生还将对同伴的学习成果进行评价，学习他人的优点和经验。及时反馈评价结果：在评价实施过程中，教师将及时反馈评价结果，让学生及时了解自己的学习情况和存在的问题。针对存在的问题，教师将给予具体的指导和建议，帮助学生改进和提高。持续改进评价方案：在评价实施过程中，教师将不断收集学生的反馈意见和建议，对评价方案进行持续改进和优化。通过持续改进评价方案，教师将不断完善评价体系和评价机制，提高评价的科学性和有效性。本单元的学业评价设计将紧密围绕《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》中的核心素养目标，通过多样化的评价方式和全面的评价标准，全面、公正、有效地评价学生的学习成果。本单元还将注重过程评价、自我评价和同伴评价等方面，以促进学生的自我反思和相互学习，不断提高学生的核心素养和综合能力。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路针对2019版豫科版高中通用技术选择性必修10《科技人文融合创新专题》中的《第二章桥梁工程》教学内容，本大单元的实施思路将围绕技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力这五个通用技术核心素养目标展开。通过情境创设、项目实践、案例分析、技术探究和建模实践等多种教学方法，引导学生深入理解桥梁工程的基本原理、技术特点和人文价值，培养其解决实际问题的能力、创新能力和团队协作能力。具体实施思路如下：情境创设：通过展示桥梁的历史、文化和社会价值，创设情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望。项目实践：以桥梁设计与建模为主线，设计多个项目任务，让学生在实践中体验桥梁工程的全过程，培养其工程思维和物化能力。案例分析：通过典型的桥梁工程案例，分析桥梁的结构特点、设计思路和技术难点，提升学生的技术意识和创新设计能力。技术探究：引导学生进行技术试验和探究，理解桥梁工程中的科学原理和技术方法，培养其科学精神和探究能力。建模实践：利用三维建模软件，进行桥梁模型的设计与制作，提升学生的图样表达能力和物化能力。跨学科融合：结合科学、技术、工程、艺术和数学等多学科知识，引导学生综合运用所学知识解决桥梁工程中的实际问题，培养其综合素养。二、教学目标设定（一）技术意识目标描述：学生能够了解桥梁工程在社会生活中的重要性和广泛应用，形成对桥梁技术的兴趣和关注。学生能够理解桥梁技术的发展历程和趋势，认识到技术进步对桥梁工程发展的推动作用。学生能够分析桥梁技术对社会、经济、环境的影响，形成正确的技术价值观和责任感。（二）工程思维目标描述：学生能够掌握桥梁工程的基本原理和设计方法，具备初步的工程设计和分析能力。学生能够通过案例分析，理解桥梁工程中的系统分析和工程决策过程，培养系统思维和决策能力。学生能够运用所学知识，解决桥梁工程中的实际问题，培养问题解决能力和创新思维。（三）创新设计目标描述：学生能够了解创新设计在桥梁工程中的应用和重要性，具备初步的创新意识和设计能力。学生能够通过团队合作，提出具有创新性的桥梁设计方案，并进行优化和改进。学生能够运用所学知识和技能，进行桥梁模型的制作和展示，培养实践能力和团队协作能力。（四）图样表达目标描述：学生能够掌握桥梁工程图样的基本规范和表达方法，具备初步的绘图和识图能力。学生能够运用图样表达桥梁工程的设计思路和技术要求，提高技术交流的准确性和有效性。学生能够利用三维建模软件，进行桥梁模型的设计和制作，提升图样表达能力和空间想象能力。（五）物化能力目标描述：学生能够了解桥梁工程材料的基本性能和选择原则，具备初步的材料选择和加工能力。学生能够通过实践操作，进行桥梁模型的制作和组装，提高物化能力和动手能力。学生能够运用所学知识，解决桥梁模型制作过程中的实际问题，培养问题解决能力和创新能力。三、教学结构图桥梁工程大单元教学|+++|||技术意识工程思维创新设计|||了解重要性掌握原理与方法了解应用与重要性认识发展历程理解系统分析具备创新意识与能力分析影响培养决策能力提出创新设计方案|||图样表达物化能力跨学科融合|||掌握规范与表达了解材料性能结合多学科知识提高交流能力选择加工材料解决实际问题提升空间想象提高物化能力培养综合素养四、具体教学实施步骤第一课时：桥梁与人类的关系情境创设：展示桥梁的历史图片和视频，引导学生了解桥梁在人类社会发展中的重要作用。案例分析：通过古渭河桥、钱塘江大桥等典型案例，分析桥梁的结构特点、设计思路和文化价值。技术意识培养：引导学生讨论桥梁技术对社会、经济、环境的影响，形成正确的技术价值观和责任感。图样表达训练：要求学生绘制简单的桥梁示意图，初步掌握桥梁图样的表达方法。第二课时：桥梁的产生与发展历史回顾：讲述桥梁从古至今的发展历程，重点介绍不同历史时期桥梁的特点和技术进步。技术探究：通过实验和模拟，探究桥梁材料的性能变化和技术创新对桥梁发展的影响。工程思维培养：引导学生分析桥梁工程中的系统分析和工程决策过程，培养系统思维和决策能力。跨学科融合：结合物理、历史等学科知识，探讨桥梁工程中的科学原理和技术方法。第三课时：现代桥梁的分类分类介绍：介绍现代桥梁的六种主要分类方式（受力特点、使用途径、跨径大小等），并通过案例进行说明。案例分析：通过典型的现代桥梁案例，分析不同类型桥梁的结构特点和应用场景。创新设计引导：引导学生思考如何在不同类型桥梁的设计中融入创新元素，提高其设计能力和创新意识。图样表达提升：要求学生绘制不同类型桥梁的结构示意图，提高图样表达能力。第四课时：桥梁的基本组成组成解析：详细讲解桥梁的“五大部件”和“五小部件”，并通过实物或模型进行展示。技术探究：通过实验和模拟，探究桥梁各部件之间的相互作用和协同工作原理。物化能力培养：引导学生了解桥梁工程材料的基本性能和选择原则，进行简单的材料选择和加工实践。跨学科融合：结合数学、物理等学科知识，分析桥梁工程中的力学原理和结构优化方法。第五课时：桁架结构及其分类结构介绍：讲解桁架结构的基本概念和分类方式（几何组成、维数、外形、受力特点等）。案例分析：通过典型的桁架桥梁案例，分析桁架结构的优势和应用场景。创新设计实践：引导学生设计简单的桁架结构模型，并进行制作和展示。图样表达与物化能力结合：要求学生绘制桁架结构的设计图样，并进行模型制作和组装实践。第六课时：现代桥梁设计中应考虑的主要因素因素分析：详细讲解现代桥梁设计中应考虑的安全、耐久、经济、美观、技术和环保等因素。案例研讨：通过典型的桥梁设计案例，分析不同因素在桥梁设计中的作用和权衡方法。决策能力培养：引导学生运用所学知识，进行桥梁设计方案的决策分析和优化改进。跨学科融合：结合艺术、环境科学等学科知识，探讨桥梁设计中的美学和环境影响评估方法。第七课时：桥梁建模软件应用软件介绍：讲解常用的桥梁建模软件（如3DOne、SketchUp等）的基本功能和操作方法。建模实践：引导学生利用建模软件进行简单的桥梁模型设计实践，提高图样表达能力和空间想象能力。技术意识与物化能力结合：要求学生结合所学桥梁知识，进行桥梁模型的优化和改进实践，提高物化能力和动手能力。团队协作：组织学生进行小组协作，共同完成桥梁模型的制作和展示任务，培养团队协作能力和沟通能力。第八课时：桥梁模型设计大赛项目发布：发布桥梁模型设计大赛的任务要求和评价标准。方案设计：引导学生分组进行桥梁模型的设计方案制定和讨论交流。模型制作：组织学生利用所学知识和技能进行桥梁模型的制作实践。成果展示与评价：进行桥梁模型的展示和评价活动，评选出优秀作品并给予表彰奖励。同时引导学生对设计过程进行反思和总结提升。通过以上八个课时的教学实施步骤，旨在全面培养学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等通用技术核心素养目标。同时通过跨学科融合和团队协作等方式培养学生的综合素养和创新能力为未来的学习和生活奠定坚实的基础。十一、大情境、大任务创设一、大情境创设在普通高中通用技术选择性必修10《科技人文融合创新专题》中，我们以《第二章桥梁工程》的教学内容为基础，创设了一个名为“未来桥梁设计师”的大情境。这个情境旨在引导学生从多个角度全面理解桥梁工程，不仅关注其技术性和工程性，还深入挖掘其蕴含的人文价值和社会意义。通过这一大情境，学生能够更好地理解桥梁与人类生活、社会发展的紧密联系，激发他们对桥梁工程的兴趣和热爱，并培养他们的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。二、大任务设计在大情境“未来桥梁设计师”的框架下，我们设计了三个主要的大任务，每个大任务都紧密围绕通用技术的核心素养目标展开。大任务一：桥梁科技与人文探索教学目标设定：技术意识：学生能够了解桥梁工程在社会生活中的重要性和广泛应用，形成对桥梁技术的兴趣和关注。工程思维：学生能够掌握桥梁工程的基本原理和设计方法，具备初步的工程设计和分析能力。创新设计：学生能够了解创新设计在桥梁工程中的应用和重要性，具备初步的创新意识和设计能力。任务描述：学生将分组进行桥梁科技与人文的探索。每组选择一座具有代表性的桥梁（如港珠澳大桥、赵州桥、南京长江大桥等），通过查阅资料、实地考察（如条件允许）、专家访谈等方式，深入了解该桥梁的历史背景、建造技术、文化意义和社会影响。在此基础上，每组需要制作一份详细的报告，并向全班展示他们的研究成果。学生还需根据所学知识，设计一座具有创新元素的桥梁模型，并阐述其设计理念和技术特点。活动步骤：分组与选题：学生根据兴趣和特长自由组合成小组，每组选择一个桥梁作为研究对象。资料收集与整理：通过图书馆、互联网等渠道收集相关资料，包括桥梁的历史背景、建造技术、文化意义等。实地考察与专家访谈（如条件允许）：组织学生进行实地考察，参观桥梁并了解其实际情况；邀请桥梁专家或工程师进行访谈，获取第一手资料。报告制作与展示：各组根据收集到的资料，制作一份详细的报告，包括桥梁的简介、历史背景、建造技术、文化意义和社会影响等内容。然后向全班展示报告，并分享研究过程中的感受和收获。桥梁模型设计与制作：各组根据所学知识，设计一座具有创新元素的桥梁模型。在设计过程中，要注重桥梁的实用性、美观性和创新性。制作完成后，进行展示和评价。大任务二：现代桥梁设计与建模实践教学目标设定：图样表达：学生能够掌握桥梁工程图样的基本规范和表达方法，具备初步的绘图和识图能力。物化能力：学生能够了解桥梁工程材料的基本性能和选择原则，具备初步的材料选择和加工能力。创新设计：学生能够通过团队合作，提出具有创新性的桥梁设计方案，并进行优化和改进。任务描述：学生将分组进行现代桥梁的设计与建模实践。每组根据给定的地形条件和功能需求，设计一座现代桥梁。在设计过程中，要注重桥梁的安全性、耐久性、经济性和美观性。设计完成后，学生需要使用三维建模软件（如3DOne、SketchUp等）将设计方案转化为三维模型，并进行渲染和优化。各组将展示他们的设计成果，并进行交流和评价。活动步骤：分组与选题：学生根据兴趣和特长自由组合成小组，每组选择一个地形条件和功能需求作为设计背景。桥梁设计：各组根据给定的条件，进行桥梁的设计。在设计过程中，要注重桥梁的安全性、耐久性、经济性和美观性。鼓励学生发挥创新思维，提出具有独特性的设计方案。三维建模：学生使用三维建模软件将设计方案转化为三维模型。在建模过程中，要注重模型的准确性和美观性。学生还可以对模型进行渲染和优化，使其更加逼真和生动。展示与评价：各组将他们的设计成果进行展示，包括桥梁的设计图纸、三维模型和渲染效果图等。然后全班进行交流和评价，分享各自的设计理念和制作经验。大任务三：桥梁工程中的STEAM融合创新教学目标设定：技术意识：学生能够理解桥梁技术的发展历程和趋势，认识到技术进步对桥梁工程发展的推动作用。工程思维：学生能够通过案例分析，理解桥梁工程中的系统分析和工程决策过程，培养系统思维和决策能力。创新设计：学生能够运用多学科知识，提出具有创新性的桥梁设计方案，并进行优化和改进。图样表达：学生能够利用三维建模软件，进行桥梁模型的设计与制作，提升图样表达能力和空间想象能力。任务描述：学生将分组进行桥梁工程中的STEAM融合创新实践。每组选择一个特定的桥梁设计问题（如大跨度桥梁的抗震设计、山区桥梁的选线优化等），综合运用科学、技术、工程、艺术和数学等多学科知识，提出创新性的解决方案。在解决问题的过程中，学生要注重团队协作和跨学科交流，共同推动问题的有效解决。各组将展示他们的创新成果，并进行交流和评价。活动步骤：分组与选题：学生根据兴趣和特长自由组合成小组，每组选择一个特定的桥梁设计问题作为研究对象。跨学科知识学习：各组根据所选问题，学习相关的跨学科知识。例如，对于大跨度桥梁的抗震设计问题，学生需要学习地震工程学、结构动力学、材料科学等相关知识；对于山区桥梁的选线优化问题，学生需要学习地理学、地质学、路线工程学等相关知识。方案设计：各组综合运用所学知识，提出创新性的解决方案。在方案设计过程中，要注重方案的科学性、可行性和创新性。鼓励学生发挥团队合作精神，共同推动方案的完善和优化。三维建模与仿真分析：学生使用三维建模软件将设计方案转化为三维模型，并进行仿真分析。通过仿真分析，可以验证方案的可行性和有效性，发现潜在的问题并进行改进。展示与评价：各组将他们的创新成果进行展示，包括设计方案、三维模型和仿真分析结果等。然后全班进行交流和评价，分享各自的创新思路和制作经验。邀请桥梁专家或工程师对学生的成果进行点评和指导，帮助学生进一步提高设计水平。三、教学评价在整个大情境、大任务的教学过程中，我们将采用多元化的评价方式，确保评价的全面性、公正性和有效性。具体评价方式包括：过程性评价：关注学生在整个学习过程中的表现，包括学习态度、团队合作、创新思维等方面。通过课堂观察、小组讨论、作业检查等方式进行过程性评价。成果性评价：关注学生的学习成果，包括研究报告、桥梁模型、设计方案等。通过展示、汇报、交流等方式进行成果性评价。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，发现自身的优点和不足，并提出改进建议。专家评价：邀请桥梁专家或工程师对学生的成果进行点评和指导，帮助学生进一步提高设计水平和技术素养。通过以上评价方式，我们可以全面了解学生的学习情况和发展水平，为后续的教学提供有针对性的指导和支持。也能够激发学生的学习兴趣和积极性，促进他们的全面发展。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：科技人文融合创新专题——桥梁工程课时设计：第一课时：桥梁与人类的关系第二课时：桥梁的产生与发展第三课时：现代桥梁的分类第四课时：桥梁的基本组成第五课时：桁架结构及其分类第六课时：现代桥梁设计中应考虑的主要因素第七课时：桥梁工程中的STEAM第八课时：桥梁建模软件（二）学习目标通用技术的核心素养目标：技术意识：学生能够认识到桥梁工程在社会生活中的重要性和广泛应用，形成对桥梁技术的兴趣和关注。学生能够理解桥梁技术的发展历程和趋势，认识到技术进步对桥梁工程发展的推动作用。学生能够分析桥梁技术对社会、经济、环境的影响，形成正确的技术价值观和责任感。工程思维：学生能够掌握桥梁工程的基本原理和设计方法，具备初步的工程设计和分析能力。学生能够通过案例分析，理解桥梁工程中的系统分析和工程决策过程，培养系统思维和决策能力。学生能够运用所学知识，解决桥梁工程中的实际问题，培养问题解决能力和创新思维。创新设计：学生能够了解创新设计在桥梁工程中的应用和重要性，具备初步的创新意识和设计能力。学生能够通过团队合作，提出具有创新性的桥梁设计方案，并进行优化和改进。学生能够运用所学知识和技能，进行桥梁模型的制作和展示，培养实践能力和团队协作能力。图样表达：学生能够掌握桥梁工程图样的基本规范和表达方法，具备初步的绘图和识图能力。学生能够运用图样表达桥梁工程的设计思路和技术要求，提高技术交流的准确性和有效性。学生能够利用三维建模软件，进行桥梁模型的设计和制作，提升图样表达能力和空间想象能力。物化能力：学生能够了解桥梁工程材料的基本性能和选择原则，具备初步的材料选择和加工能力。学生能够通过实践操作，进行桥梁模型的制作和组装，提高物化能力和动手能力。学生能够运用所学知识，解决桥梁模型制作过程中的实际问题，培养问题解决能力和创新能力。（三）评价任务技术意识评价：通过课堂讨论和案例分析，评价学生对桥梁技术重要性的认识和理解。通过作业和测验，评价学生对桥梁技术发展历程和趋势的掌握情况。通过小组讨论和项目报告，评价学生对桥梁技术社会、经济、环境影响的分析能力。工程思维评价：通过课堂测试和案例分析，评价学生对桥梁工程基本原理和设计方法的掌握情况。通过项目实践和方案设计，评价学生的系统思维和决策能力。通过问题解决和团队合作，评价学生的问题解决能力和创新思维。创新设计评价：通过创新设计方案的评价和展示，评价学生的创新意识和设计能力。通过团队合作和方案优化，评价学生的团队协作能力和实践能力。通过桥梁模型的制作和展示，评价学生的图样表达能力和物化能力。图样表达评价：通过课堂练习和作业，评价学生的绘图和识图能力。通过桥梁工程图样的设计和表达，评价学生的技术交流和表达能力。通过三维建模软件的使用和桥梁模型的设计，评价学生的空间想象能力和图样表达能力。物化能力评价：通过材料选择和加工实践，评价学生的材料选择和加工能力。通过桥梁模型的制作和组装，评价学生的物化能力和动手能力。通过问题解决和模型制作过程中的创新，评价学生的问题解决能力和创新能力。（四）学习过程第一课时：桥梁与人类的关系导入：通过展示桥梁的历史图片和视频，引导学生了解桥梁在人类社会发展中的重要作用。新知讲授：讲解桥梁的定义、分类及其在人类社会中的作用。案例分析：通过古渭河桥、钱塘江大桥等典型案例，分析桥梁的结构特点、设计思路和文化价值。技术意识培养：引导学生讨论桥梁技术对社会、经济、环境的影响，形成正确的技术价值观和责任感。图样表达训练：要求学生绘制简单的桥梁示意图，初步掌握桥梁图样的表达方法。第二课时：桥梁的产生与发展历史回顾：讲述桥梁从古至今的发展历程，重点介绍不同历史时期桥梁的特点和技术进步。技术探究：通过实验和模拟，探究桥梁材料的性能变化和技术创新对桥梁发展的影响。工程思维培养：引导学生分析桥梁工程中的系统分析和工程决策过程，培养系统思维和决策能力。跨学科融合：结合物理、历史等学科知识，探讨桥梁工程中的科学原理和技术方法。第三课时：现代桥梁的分类分类介绍：介绍现代桥梁的六种主要分类方式（受力特点、使用途径、跨径大小等），并通过案例进行说明。案例分析：通过典型的现代桥梁案例，分析不同类型桥梁的结构特点和应用场景。创新设计引导：引导学生思考如何在不同类型桥梁的设计中融入创新元素，提高其设计能力和创新意识。图样表达提升：要求学生绘制不同类型桥梁的结构示意图，提高图样表达能力。第四课时：桥梁的基本组成组成解析：详细讲解桥梁的“五大部件”和“五小部件”，并通过实物或模型进行展示。技术探究：通过实验和模拟，探究桥梁各部件之间的相互作用和协同工作原理。物化能力培养：引导学生了解桥梁工程材料的基本性能和选择原则，进行简单的材料选择和加工实践。跨学科融合：结合数学、物理等学科知识，分析桥梁工程中的力学原理和结构优化方法。第五课时：桁架结构及其分类结构介绍：讲解桁架结构的基本概念和分类方式（几何组成、维数、外形、受力特点等）。案例分析：通过典型的桁架桥梁案例，分析桁架结构的优势和应用场景。创新设计实践：引导学生设计简单的桁架结构模型，并进行制作和展示。图样表达与物化能力结合：要求学生绘制桁架结构的设计图样，并进行模型制作和组装实践。第六课时：现代桥梁设计中应考虑的主要因素因素分析：详细讲解现代桥梁设计中应考虑的安全、耐久、经济、美观、技术和环保等因素。案例研讨：通过典型的桥梁设计案例，分析不同因素在桥梁设计中的作用和权衡方法。决策能力培养：引导学生运用所学知识，进行桥梁设计方案的决策分析和优化改进。跨学科融合：结合艺术、环境科学等学科知识，探讨桥梁设计中的美学和环境影响评估方法。第七课时：桥梁工程中的STEAM科学、技术、工程、艺术与数学的融合：讲解桥梁工程中科学、技术、工程、艺术与数学之间的相互关系。案例分析：通过具体桥梁工程案例，分析其中蕴含的STEAM元素。跨学科思维培养：引导学生综合运用多学科知识，解决桥梁工程中的实际问题。团队合作：组织学生进行小组讨论和方案设计，培养团队合作能力和跨学科思维。第八课时：桥梁建模软件软件介绍：讲解常用的桥梁建模软件（如3DOne、SketchUp等）的基本功能和操作方法。建模实践：引导学生利用建模软件进行简单的桥梁模型设计实践，提高图样表达能力和空间想象能力。技术意识与物化能力结合：要求学生结合所学桥梁知识，进行桥梁模型的优化和改进实践，提高物化能力和动手能力。成果展示：组织学生进行桥梁模型的展示和评价活动，评选出优秀作品并给予表彰奖励。（五）作业与检测作业设计：课后作业：完成桥梁工程相关的案例分析报告，分析桥梁技术对社会、经济、环境的影响。小组作业：设计一座现代桥梁模型，包括设计方案、图样表达和模型制作。拓展作业：利用三维建模软件设计一座桥梁模型，并进行优化和改进。检测设计：课堂测验：通过课堂小测验检查学生对桥梁工程基本知识和原理的掌握情况。项目评价：对小组设计的桥梁模型进行评价，包括设计方案、图样表达和模型制作质量。期末考核：通过期末考试全面检查学生对桥梁工程课程内容的掌握情况和应用能力。（六）学后反思学生反思：知识掌握情况：反思自己在桥梁工程课程中的学习成果，总结掌握的知识点和技能。能力提升情况：反思自己在技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的提升情况。学习方法和策略：反思自己的学习方法和策略是否有效，总结经验教训，提出改进措施。教师反思：教学效果评估：评估本单元的教学效果，包括学生对课程内容的掌握情况和应用能力。教学方法和策略：反思教学方法和策略的有效性，总结经验教训，提出改进措施。课程内容和结构：反思课程内容和结构的合理性，根据学生的学习情况和反馈进行调整和优化。十三、学科实践与跨学科学习设计一、教学目标通过本学科实践与跨学科学习设计，旨在全面培养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。学生将在实践中理解桥梁工程的基本原理、技术特点和人文价值，掌握桥梁设计的基本方法和工具使用，提升解决实际问题的能力、创新能力和团队协作能力。通过跨学科学习，加强学生对科学、技术、工程、艺术和数学（STEAM）等学科知识的综合运用，培养其综合素养。二、学习目标技术意识：理解桥梁技术在社会生活中的重要性和广泛应用，形成对桥梁技术的兴趣和关注。分析桥梁技术的发展历程和趋势，认识到技术进步对桥梁工程发展的推动作用。分析桥梁技术对社会、经济、环境的影响，形成正确的技术价值观和责任感。工程思维：掌握桥梁工程的基本原理和设计方法，具备初步的工程设计和分析能力。通过案例分析，理解桥梁工程中的系统分析和工程决策过程，培养系统思维和决策能力。运用所学知识，解决桥梁工程中的实际问题，培养问题解决能力和创新思维。创新设计：了解创新设计在桥梁工程中的应用和重要性，具备初步的创新意识和设计能力。通过团队合作，提出具有创新性的桥梁设计方案，并进行优化和改进。运用所学知识和技能，进行桥梁模型的制作和展示，培养实践能力和团队协作能力。图样表达：掌握桥梁工程图样的基本规范和表达方法，具备初步的绘图和识图能力。运用图样表达桥梁工程的设计思路和技术要求，提高技术交流的准确性和有效性。利用三维建模软件，进行桥梁模型的设计和制作，提升图样表达能力和空间想象能力。物化能力：了解桥梁工程材料的基本性能和选择原则，具备初步的材料选择和加工能力。通过实践操作，进行桥梁模型的制作和组装，提高物化能力和动手能力。运用所学知识，解决桥梁模型制作过程中的实际问题，培养问题解决能力和创新能力。三、作业目标设定技术意识培养作业：作业内容：调研一座著名桥梁（如港珠澳大桥），分析其技术特点、建造过程及对社会经济的影响，并撰写一篇调研报告。目标：培养学生对桥梁技术的兴趣和关注，形成正确的技术价值观和责任感。工程思维训练作业：作业内容：选择一种桥梁类型（如梁式桥、拱式桥等），进行简单的桥梁设计，包括桥跨结构、支座、桥墩等基本部件的设计，并绘制设计图纸。目标：掌握桥梁工程的基本原理和设计方法，培养系统思维和决策能力。创新设计实践作业：作业内容：小组合作，设计一座具有创新性的桥梁模型，要求考虑安全、耐久、经济、美观等因素，并制作模型进行展示。目标：激发学生的创新意识和设计能力，培养团队协作能力和实践能力。图样表达提升作业：作业内容：利用三维建模软件（如SketchUp、3DOne等），设计并制作一座桥梁的三维模型，要求模型结构清晰、表达准确。目标：提升学生的图样表达能力和空间想象能力，为未来的技术交流和工程设计打下基础。物化能力强化作业：作业内容：选择一种桥梁材料（如木材、塑料等），制作桥梁模型的关键部件（如桥墩、桥跨等），并进行组装和调试。目标：培养学生的材料选择和加工能力，提高物化能力和动手能力。四、学科实践与跨学科学习设计（一）实践活动设计桥梁科技与历史调研活动内容：学生分组调研桥梁科技的发展历程、著名桥梁的建造过程及其对社会经济的影响。跨学科融合：结合历史学科，了解桥梁在不同历史时期的社会背景和技术水平；结合地理学科，分析桥梁建造对地理环境的影响。核心素养培养：技术意识、图样表达。桥梁设计与建模实践活动内容：学生利用所学知识和三维建模软件，设计并制作一座桥梁模型。要求考虑桥梁的受力特点、使用途径、材料选择等因素。跨学科融合：结合物理学科，分析桥梁的受力情况和稳定性；结合数学学科，进行桥梁结构的计算和优化。核心素养培养：工程思维、创新设计、图样表达、物化能力。桥梁模型制作与展示活动内容：学生根据设计图纸，选择合适的材料制作桥梁模型，并进行展示和交流。跨学科融合：结合艺术学科，美化桥梁模型的外观；结合信息技术学科，利用多媒体技术进行展示和讲解。核心素养培养：物化能力、图样表达、创新设计。（二）跨学科学习设计科学与桥梁学习内容：结合物理学科，学习桥梁的受力分析、材料性能等知识；结合地理学科，分析桥梁建造对地理环境的影响。实践活动：进行桥梁结构的力学实验，如简支梁桥的承重实验；调研桥梁建造对当地水文、地质条件的影响。核心素养培养：技术意识、工程思维。技术与桥梁学习内容：学习计算机辅助设计技术在桥梁设计中的应用，了解桥梁建造中的新技术、新材料。实践活动：利用三维建模软件进行桥梁模型的设计；调研桥梁建造中的新技术应用案例。核心素养培养：创新设计、图样表达、物化能力。工程与桥梁学习内容：结合工程学科，学习桥梁工程的基本原理、设计方法和施工流程。实践活动：进行桥梁工程的设计实践，如桥跨结构的设计、桥墩的施工方案设计等。核心素养培养：工程思维、物化能力。艺术与桥梁学习内容：结合艺术学科，学习桥梁的美学设计原则，了解桥梁作为建筑艺术品的独特魅力。实践活动：进行桥梁模型的美化设计，如桥梁的外观造型、色彩搭配等。核心素养培养：创新设计、图样表达。数学与桥梁学习内容：结合数学学科，学习桥梁结构计算中的数学知识，如力的合成与分解、几何图形的计算等。实践活动：进行桥梁结构的计算和分析，如桥跨结构的跨度计算、桥墩的稳定性分析等。核心素养培养：工程思维、图样表达。五、学习评价（一）过程性评价课堂参与度：评价学生在课堂上的听课状态、师生互动、课堂提问等表现。实践活动表现：评价学生在实践活动中的构思、设计、制作、展示等环节的表现。小组合作情况：评价学生在小组合作中的协作能力、沟通能力、领导能力等。（二）结果性评价调研报告：评价学生的调研内容、分析深度、表达清晰度等。设计图纸：评价学生的设计思路、结构合理性、图样规范性等。桥梁模型：评价学生的模型制作质量、创新性、美观性等。展示与交流：评价学生的展示效果、交流能力、答辩表现等。通过以上学科实践与跨学科学习设计，学生将全面提升通用技术核心素养，增强对桥梁工程的理解和掌握，为未来的学习和生活奠定坚实的基础。十四、大单元作业设计一、教学目标技术意识：学生能够了解桥梁工程在社会生活中的重要性和广泛应用，形成对桥梁技术的兴趣和关注。学生能够理解桥梁技术的发展历程和趋势，认识到技术进步对桥梁工程发展的推动作用。学生能够分析桥梁技术对社会、经济、环境的影响，形成正确的技术价值观和责任感。工程思维：学生能够掌握桥梁工程的基本原理和设计方法，具备初步的工程设计和分析能力。学生能够通过案例分析，理解桥梁工程中的系统分析和工程决策过程，培养系统思维和决策能力。学生能够运用所学知识，解决桥梁工程中的实际问题，培养问题解决能力和创新思维。创新设计：学生能够了解创新设计在桥梁工程中的应用和重要性，具备初步的创新意识和设计能力。学生能够通过团队合作，提出具有创新性的桥梁设计方案，并进行优化和改进。学生能够运用所学知识和技能，进行桥梁模型的制作和展示，培养实践能力和团队协作能力。图样表达：学生能够掌握桥梁工程图样的基本规范和表达方法，具备初步的绘图和识图能力。学生能够运用图样表达桥梁工程的设计思路和技术要求，提高技术交流的准确性和有效性。学生能够利用三维建模软件，进行桥梁模型的设计和制作，提升空间想象能力。物化能力：学生能够了解桥梁工程材料的基本性能和选择原则，具备初步的材料选择和加工能力。学生能够通过实践操作，进行桥梁模型的制作和组装，提高物化能力和动手能力。学生能够运用所学知识，解决桥梁模型制作过程中的实际问题，培养问题解决能力和创新能力。二、作业目标设定技术意识：调查并总结不同历史时期桥梁技术的特点及其对社会发展的影响，撰写一篇关于桥梁技术发展的短文。工程思维：分析一座现代桥梁的设计图纸，撰写一篇关于桥梁系统分析和工程决策过程的报告。针对一座典型桥梁，设计一份桥梁维护和检修计划，并解释其合理性和可行性。创新设计：设计一座未来桥梁的方案，包括桥梁类型、结构、材料、功能等，并绘制设计草图。制作一个桥梁模型，并展示其创新点和设计思路。图样表达：绘制一座桥梁的结构图和施工图，包括桥梁的主要部件、尺寸、材料等，并说明其设计意图和技术要求。使用三维建模软件设计一个桥梁模型，并生成相应的图纸和渲染图。物化能力：选择合适的材料制作一座桥梁模型，并说明材料选择的原因和制作过程。对桥梁模型进行承重测试，记录测试数据，并分析模型的承载能力和改进方向。三、作业设计第一课时作业1.调查与总结作业内容：调查不同历史时期桥梁技术的特点及其对社会发展的影响，撰写一篇关于桥梁技术发展的短文。作业要求：短文应包含至少三个不同历史时期的桥梁技术介绍。分析每个时期桥梁技术的特点及其对社会发展的推动作用。短文要求条理清晰，逻辑严密，字数不少于500字。2.系统分析与工程决策作业内容：分析一座现代桥梁的设计图纸，撰写一份关于桥梁系统分析和工程决策过程的报告。作业要求：报告应包含桥梁的基本信息、设计目标、系统分析过程、工程决策依据等内容。分析桥梁设计中涉及的系统元素及其相互作用关系。说明工程决策过程中考虑的主要因素和决策结果。报告要求条理清晰，分析深入，字数不少于800字。第二课时作业1.桥梁维护与检修计划作业内容：针对一座典型桥梁，设计一份桥梁维护和检修计划，并解释其合理性和可行性。作业要求：计划应包含桥梁的基本信息、维护目标、检修周期、检修内容、所需材料、工具和设备等内容。分析计划的合理性和可行性，说明其对桥梁安全和使用寿命的影响。计划要求详细具体，可操作性强，字数不少于600字。2.未来桥梁设计方案作业内容：设计一座未来桥梁的方案，包括桥梁类型、结构、材料、功能等，并绘制设计草图。作业要求：方案应具有创新性，能够体现未来桥梁技术的发展趋势。设计草图应清晰准确，能够表达桥梁的主要结构和功能特点。方案说明应详细具体，包括设计思路、技术难点、解决方案等内容，字数不少于500字。第三课时作业1.桥梁结构图和施工图作业内容：绘制一座桥梁的结构图和施工图，包括桥梁的主要部件、尺寸、材料等，并说明其设计意图和技术要求。作业要求：图纸应规范准确，符合桥梁工程图样表达的基本要求。说明设计意图和技术要求，解释图纸中各个部分的作用和相互关系。图纸和说明要求条理清晰，字数不少于300字。2.三维建模设计作业内容：使用三维建模软件设计一个桥梁模型，并生成相应的图纸和渲染图。作业要求：模型应具有创新性，能够体现桥梁的美观性和实用性。生成的图纸和渲染图应清晰准确，能够展示桥梁的三维结构和外观特点。说明设计思路、建模过程和渲染效果，字数不少于400字。第四课时作业1.桥梁模型制作作业内容：选择合适的材料制作一座桥梁模型，并说明材料选择的原因和制作过程。作业要求：模型应具有代表性，能够体现桥梁的主要结构和功能特点。说明材料选择的原因和制作过程中的技术难点及解决方案。模型要求制作精细，外观美观，能够承受一定的重量。2.桥梁模型承重测试作业内容：对桥梁模型进行承重测试，记录测试数据，并分析模型的承载能力和改进方向。作业要求：测试数据应准确可靠，能够反映模型的承载能力。分析模型的承载能力和改进方向，提出具体的改进建议。测试报告要求条理清晰，分析深入，字数不少于400字。通过以上作业设计，旨在全面培养学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等通用技术核心素养目标，同时通过实践操作和团队协作等方式培养学生的综合素养和创新能力。十五、“教-学-评”一致性课时设计教学目标技术意识：学生能够理解桥梁工程在社会生活中的重要性和广泛应用，形成对桥梁技术的兴趣和关注；了解桥梁技术的发展历程和趋势，认识到技术进步对桥梁工程发展的推动作用；分析桥梁技术对社会、经济、环境的影响，形成正确的技术价值观和责任感。工程思维：学生能够掌握桥梁工程的基本原理和设计方法，具备初步的工程设计和分析能力；通过案例分析，理解桥梁工程中的系统分析和工程决策过程，培养系统思维和决策能力；运用所学知识，解决桥梁工程中的实际问题，培养问题解决能力和创新思维。创新设计：学生能够了解创新设计在桥梁工程中的应用和重要性，具备初步的创新意识和设计能力；通过团队合作，提出具有创新性的桥梁设计方案，并进行优化和改进；运用所学知识和技能，进行桥梁模型的制作和展示，培养实践能力和团队协作能力。图样表达：学生能够掌握桥梁工程图样的基本规范和表达方法，具备初步的绘图和识图能力；运用图样表达桥梁工程的设计思路和技术要求，提高技术交流的准确性和有效性；利用三维建模软件，进行桥梁模型的设计和制作，提升图样表达能力和空间想象能力。物化能力：学生能够了解桥梁工程材料的基本性能和选择原则，具备初步的材料选择和加工能力；通过实践操作，进行桥梁模型的制作和组装，提高物化能力和动手能力；运用所学知识，解决桥梁模型制作过程中的实际问题，培养问题解决能力和创新能力。课时设计第一课时：桥梁与人类的关系教学过程情境创设：展示桥梁的历史图片和视频，引导学生了解桥梁在人类社会发展中的重要作用。案例分析：通过古渭河桥、钱塘江大桥等典型案例，分析桥梁的结构特点、设计思路和文化价值。技术意识培养：引导学生讨论桥梁技术对社会、经济、环境的影响，形成正确的技术价值观和责任感。图样表达训练：要求学生绘制简单的桥梁示意图，初步掌握桥梁图样的表达方法。作业目标完成一份桥梁示意图，包括桥梁的基本结构和主要特点。撰写一篇短文，讨论桥梁技术对社会、经济、环境的影响。评价内容技术意识：学生对桥梁技术价值的理解和责任感。图样表达：桥梁示意图的准确性和规范性。第二课时：桥梁的产生与发展教学过程历史回顾：讲述桥梁从古至今的发展历程，重点介绍不同历史时期桥梁的特点和技术进步。技术探究：通过实验和模拟，探究桥梁材料的性能变化和技术创新对桥梁发展的影响。工程思维培养：引导学生分析桥梁工程中的系统分析和工程决策过程，培养系统思维和决策能力。跨学科融合：结合物理、历史等学科知识，探讨桥梁工程中的科学原理和技术方法。作业目标完成一份桥梁发展历程的时间线图表，包括重要历史事件和技术进步。设计一个小型桥梁模型，并说明其设计思路和所用材料。评价内容工程思维：学生对桥梁工程系统分析和决策能力的理解。物化能力：桥梁模型的设计合理性和材料选择的恰当性。第三课时：现代桥梁的分类教学过程分类介绍：介绍现代桥梁的六种主要分类方式（受力特点、使用途径、跨径大小等），并通过案例进行说明。案例分析：通过典型的现代桥梁案例，分析不同类型桥梁的结构特点和应用场景。创新设计引导：引导学生思考如何在不同类型桥梁的设计中融入创新元素，提高其设计能力和创新意识。图样表达提升：要求学生绘制不同类型桥梁的结构示意图，提高图样表达能力。作业目标绘制三种不同类型桥梁的结构示意图，并标注主要部件和功能。设计一个具有创新元素的桥梁方案，并撰写设计说明。评价内容创新设计：学生桥梁设计方案的创新性和实用性。图样表达：桥梁结构示意图的准确性和规范性。第四课时：桥梁的基本组成教学过程组成解析：详细讲解桥梁的“五大部件”和“五小部件”，并通过实物或模型进行展示。技术探究：通过实验和模拟，探究桥梁各部件之间的相互作用和协同工作原理。物化能力培养：引导学生了解桥梁工程材料的基本性能和选择原则，进行简单的材料选择和加工实践。跨学科融合：结合数学、物理等学科知识，分析桥梁工程中的力学原理和结构优化方法。作业目标完成一份桥梁基本组成部件的列表，并说明其功能。选择一种桥梁材料，进行简单的性能测试和记录。评价内容物化能力：学生对桥梁材料性能和选择原则的理解。跨学科融合：学生对桥梁工程力学原理和结构优化方法的应用。第五课时：桁架结构及其分类教学过程结构介绍：讲解桁架结构的基本概念和分类方式（几何组成、维数、外形、受力特点等）。案例分析：通过典型的桁架桥梁案例，分析桁架结构的优势和应用场景。创新设计实践：引导学生设计简单的桁架结构模型，并进行制作和展示。图样表达与物化能力结合：要求学生绘制桁架结构的设计图样，并进行模型制作和组装实践。作业目标完成一份桁架结构的设计图样，包括主要部件和尺寸标注。制作一个桁架结构模型，并进行简单的承重测试。评价内容创新