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《第一章 科技人文融合创新概述》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《第一章科技人文融合创新概述》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》的第一章《科技人文融合创新概述》。本章内容主要包括两节：第一节是学科融合对知识创新的意义，重点探讨科学、技术、人文的内涵与旨趣，以及科学与技术的一体化、科技与人文融合的意义；第二节是知识融合创新教育的发展历程，详细阐述了科学、技术、社会教育（STS）、科学、技术、工程、数学教育（STEM）、STEM+教育以及项目学习的兴起。这些内容旨在帮助学生理解科技与人文的内在联系，以及跨学科融合对知识创新和教育发展的重要性。（二）单元内容分析第一节学科融合对知识创新的意义科学、技术、人文的内涵和旨趣：科学：科学是对客观世界的认识，反映客观事实和规律的知识体系，同时也是一种永无止境的探索活动。科学活动强调精确性、条理性和可预言性，旨在认识世界、获取知识，并对世界做出解释和预言。技术：技术是为满足人类自身需要，在实践活动中根据实践经验或科学原理所创造或发明的各种手段、方法、技能等。技术活动产生人工制品，体现了人对自然的能动关系。人文：人文是人类文化中的先进部分和核心部分，包括人道主义、人文精神等。人文研究关注人性、人的属性、人类文化和社会价值等。科学与技术的一体化：科学与技术之间的关系日益密切，界限模糊，统称为科技。科学技术化表现为科学研究中包含大量技术活动，技术发展依赖于现代科学提供的设备和手段；技术科学化则体现在技术开发活动中科学知识的运用和技术的科学探索属性。科技与人文融合的意义：科技与人文的融合是追求真善美的统一，二者相互渗透、相互支撑。科技为人文提供基础，人文为科技注入灵魂。只有将科技与人文融会贯通，人类文明才能健康发展。第二节知识融合创新教育的发展历程科学、技术、社会教育（STS）：STS教育强调科学、技术和社会三者的融合，旨在培养具有科学素养的公民，理解科学、技术和社会之间的关系，并关注科技在社会生产和生活中的应用及其价值取向。科学、技术、工程、数学教育（STEM）：STEM教育结合科学、技术、工程和数学四个领域，强调跨学科融合，通过解决实际问题来培养学生的综合能力和创新精神。STEM+教育：STEM+教育在STEM基础上进一步融合艺术、社会、信息技术等元素，强调社会价值、人文艺术与STEM的整合，培养学生的综合素养和创新能力。项目学习的兴起：项目学习是一种以学生为中心的学习方式，通过围绕真实世界的问题或项目，让学生进行自主、合作、探究性学习，从而建构知识、解决问题并提升综合能力。（三）单元内容整合本单元内容围绕“科技人文融合创新”这一主题，从学科融合对知识创新的意义出发，深入探讨科学、技术、人文的内涵与关系，进而阐述科学技术与人文融合的必要性。通过介绍知识融合创新教育的发展历程，特别是STS、STEM、STEM+教育以及项目学习的兴起，展示跨学科融合在教育领域的实践与应用。通过整合这些内容，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等核心素养，同时增强他们对科技与人文融合重要性的认识。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。以下是对这些核心素养目标在本单元教学中的具体分解。（一）技术意识目标分解：学生能够理解科学、技术和人文的内涵与旨趣，认识到三者之间的内在联系和相互作用。学生能够分析科技对社会、环境和文化的影响，形成正确的技术观和价值观。学生能够识别技术问题，理解技术伦理和道德责任，形成负责任的技术使用态度。教学实施：通过案例分析，让学生探讨科技如何改变社会和生活，理解技术的双重性。组织学生讨论技术伦理问题，如隐私保护、数据安全等，培养他们的技术责任意识。引导学生关注科技发展趋势，思考未来科技可能带来的社会变革和伦理挑战。（二）工程思维目标分解：学生能够运用系统分析的方法，识别和解决技术问题，形成初步的工程思维。学生能够理解工程设计的流程和原则，掌握基本的工程设计方法。学生能够评估工程设计方案的可行性和优劣，进行方案优化和决策。教学实施：通过工程设计项目，让学生经历从需求分析、方案设计到优化决策的全过程。引导学生学习工程设计的基本原则和方法，如标准化、模块化、可靠性等。组织学生进行工程设计方案的交流和评审，培养他们的批判性思维和决策能力。（三）创新设计目标分解：学生能够发现并提出技术问题，运用创新思维和方法进行设计。学生能够综合运用多学科知识，进行创造性设计和方案构思。学生能够制作模型或原型，验证设计方案的可行性和有效性。教学实施：鼓励学生观察生活，发现潜在的技术问题，提出创新性的解决方案。组织跨学科的设计工作坊，让学生综合运用科学、技术、工程和人文知识进行设计。提供材料和工具，让学生动手制作模型或原型，验证设计方案的可行性。（四）图样表达目标分解：学生能够识读和理解常见的技术图样，如机械加工图、电子线路图等。学生能够运用图样表达设计构想，绘制简单的技术图样。学生能够使用计算机辅助设计软件，进行复杂图样的设计和绘制。教学实施：通过案例分析，让学生学习如何识读和理解技术图样。组织学生进行图样绘制练习，从手绘草图到计算机辅助设计，逐步提高他们的图样表达能力。引导学生运用图样表达设计构想，进行方案交流和评审。（五）物化能力目标分解：学生能够选择合适的材料和工具，进行简单的加工和制作。学生能够运用所学的知识和技能，制作模型或原型，解决实际问题。学生能够测试和优化模型或原型的性能，提高物化实现的质量和效率。教学实施：提供多种材料和工具，让学生动手进行加工和制作练习。组织学生进行模型或原型的制作比赛，激发他们的创造力和动手能力。引导学生对模型或原型进行测试和优化，提高他们的物化实现能力。通过以上对通用技术核心素养目标的分解和教学实施建议，本单元教学将有助于学生全面理解和掌握科技人文融合创新的相关知识，培养他们的跨学科融合能力和创新精神，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）已知内容分析在进入科技人文融合创新专题的学习之前，学生已经具备了一定的科学、技术和人文的基础知识。在科学领域，学生已经学习了物理、化学、生物等自然学科，对科学的基本概念、科学方法和科学精神有了一定的理解。在技术领域，学生通过必修课程《技术与设计1》和《技术与设计2》的学习，掌握了技术设计的一般过程，了解了结构、流程、系统、控制等基本概念，并具备了一定的技术实践能力和物化能力。在人文领域，学生通过语文、历史、政治等课程的学习，对人文知识有了一定的积累，对人文精神、人文价值有了初步的认识。学生在日常生活中也接触到了大量的科技产品和技术应用，对科技改变生活有了切身的体会。学生也通过各种渠道了解到一些科技创新的案例，对科技创新的过程和意义有了一定的了解。这些已知内容为学生进一步学习科技人文融合创新专题奠定了坚实的基础。（二）新知内容分析本单元的教学内容是科技人文融合创新专题，旨在帮助学生理解科学、技术、人文之间的内在联系，掌握知识融合创新的方法，培养学生的综合素养和创新能力。具体来说，本单元的新知内容主要包括以下几个方面：学科融合对知识创新的意义：学生需要了解科学、技术、人文的内涵和旨趣，理解科学与技术一体化的趋势，认识科技与人文融合的重要性。知识融合创新教育的发展历程：学生需要了解科学、技术、社会（STS）教育，科学、技术、工程、数学（STEM）教育，以及STEM+教育的发展历程和内涵，理解项目学习在知识融合创新教育中的重要作用。科技人文融合创新的方法与实践：学生需要掌握科技人文融合创新的基本方法，了解科技人文融合创新在不同领域的应用案例，并通过实践活动体验科技人文融合创新的过程。这些新知内容不仅涉及科学、技术、人文等多个学科领域的知识，还要求学生具备跨学科整合的能力和创新思维的能力。在教学过程中需要注重引导学生运用已有知识，通过探究活动和实践操作来深化对新知内容的理解和应用。（三）学生学习能力分析高中阶段的学生已经具备了一定的自主学习能力和探究能力。他们能够通过阅读教材、查阅资料等方式获取新知识，也能够通过小组讨论、合作学习等方式与同学交流思想、分享经验。学生还具备一定的实践操作能力，能够通过技术设计、技术试验等活动将所学知识应用于实践中。科技人文融合创新专题的学习要求学生具备跨学科整合的能力和创新思维的能力，这对学生的学习能力提出了更高的要求。在教学过程中需要注重培养学生的跨学科整合能力和创新思维能力，引导学生运用多学科的知识和方法来解决实际问题。具体来说，可以通过以下几个方面来培养学生的学习能力：引导学生自主学习：鼓励学生通过阅读教材、查阅资料等方式获取新知识，培养学生的自主学习能力。组织小组合作学习：通过小组讨论、合作学习等方式让学生交流思想、分享经验，培养学生的合作学习和沟通能力。开展实践活动：通过技术设计、技术试验等实践活动让学生将所学知识应用于实践中，培养学生的实践操作能力。引导学生跨学科整合：通过跨学科的项目学习和案例分析等方式引导学生运用多学科的知识和方法来解决实际问题，培养学生的跨学科整合能力。激发学生的创新思维：通过创设问题情境、组织创新竞赛等方式激发学生的创新思维和创造力，培养学生的创新思维能力。（四）学习障碍突破策略在科技人文融合创新专题的学习过程中，学生可能会遇到一些学习障碍。这些障碍可能来自于学科知识的跨度、思维方式的转变、实践操作的难度等方面。为了帮助学生突破这些学习障碍，可以采取以下策略：加强学科知识的整合：在教学过程中注重引导学生回顾和整合已有学科知识，帮助学生建立跨学科的知识体系。可以通过案例分析、跨学科项目学习等方式加强学科知识的整合和应用。转变思维方式：科技人文融合创新要求学生具备跨学科整合的能力和创新思维的能力。为了帮助学生转变思维方式，可以通过组织专题讲座、开展思维训练等方式引导学生从多学科的角度来思考问题和解决问题。提供实践支持：实践操作是科技人文融合创新的重要组成部分。为了帮助学生克服实践操作的难度，可以提供必要的实践支持和指导。例如，可以配备专门的实验设备和工具，提供实验指导和安全操作规程等。激发学生的学习兴趣：兴趣是最好的老师。为了激发学生的学习兴趣，可以通过创设生动有趣的教学情境、组织创新竞赛等方式来激发学生的学习兴趣和积极性。加强个别辅导：针对学生在学习过程中遇到的个别问题和困难，可以提供个别辅导和支持。例如，可以安排专门的辅导时间解答学生的疑问，或者为学生提供一对一的指导和帮助。建立学习共同体：通过建立学习共同体来促进学生之间的交流和合作。可以组织学习小组、兴趣小组等形式的学习共同体，让学生在学习过程中相互支持、相互帮助、共同进步。通过加强学科知识的整合、转变思维方式、提供实践支持、激发学习兴趣、加强个别辅导和建立学习共同体等策略，可以有效地帮助学生突破学习障碍，提高学习效果和创新能力。四、大主题或大概念设计本大单元的教学主题为“科技人文融合创新：跨学科视野下的技术实践与创造”。这一主题旨在通过跨学科的教学内容和活动设计，引导学生理解科学、技术、人文三者之间的紧密联系，体验并实践科技人文融合创新的过程，从而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。通过本单元的学习，学生将掌握科技人文融合创新的基本理念和方法，具备在真实情境中运用多学科知识解决复杂问题的能力。五、大单元目标叙写通用技术的核心素养目标：技术意识：学生能够理解科技人文融合创新对于技术发展的重要性，认识到跨学科合作在技术创新中的价值。学生能够形成对技术现象及技术问题的敏感性和批判性思维，具备从技术、伦理、环境等多角度评估技术发展的能力。学生能够形成积极的技术价值观，理解技术的社会责任和可持续发展的重要性。工程思维：学生能够掌握系统分析和比较权衡的方法，运用多学科知识解决复杂工程技术问题。学生能够形成结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，并在实际项目中加以应用。学生能够体验工程设计的全过程，从需求分析、方案设计到实施优化，培养工程实践能力。创新设计：学生能够基于跨学科知识，提出具有创新性的设计方案，解决实际问题。学生能够运用创造技法和技术工具，进行创意设计和技术试验，不断优化设计方案。学生能够体验从创意到实现的全过程，培养创新思维和解决问题的能力。图样表达：学生能够识读和绘制复杂的技术图样，包括机械加工图、电子线路图、流程图、控制系统方框图等。学生能够运用二维、三维设计软件，将设计方案转化为可视化模型，提高设计表达能力。学生能够通过图样表达，与他人有效沟通和交流设计构想，共同完善设计方案。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型或产品的制作和装配。学生能够掌握常见的加工工艺和测试方法，对模型或产品进行技术测试和优化。学生能够体验从设计到实现的全过程，培养精益求精、追求卓越的工作态度。六、大单元教学重点科技人文融合创新的基本理念：阐述科技人文融合创新的内涵和重要性，帮助学生理解科学、技术、人文三者之间的紧密联系。分析科技人文融合创新对技术创新和社会发展的推动作用，增强学生的跨学科合作意识。跨学科知识融合与应用：讲解科学、技术、社会（STS）、科学、技术、工程、数学（STEM）以及STEM+教育等跨学科教育理念。通过案例分析，展示跨学科知识在技术创新中的应用，引导学生理解跨学科合作的价值。项目学习的实践与应用：介绍项目学习的基本理念和方法，包括问题澄清、方案构思、设计制作、测试优化等环节。设计跨学科的项目学习任务，引导学生在真实情境中运用多学科知识解决问题，培养实践能力和创新能力。技术设计与创新实践：讲解技术设计的一般过程和基本原则，包括需求分析、方案设计、制作测试等环节。组织学生进行技术设计实践，包括结构设计、流程设计、系统设计、控制设计等，培养学生的创新设计能力和物化能力。七、大单元教学难点跨学科知识的整合与应用：学生可能难以将不同学科的知识整合起来，形成系统性的认识和解决问题的能力。教师需要设计跨学科的教学活动和项目任务，帮助学生建立跨学科的知识体系和应用能力。项目学习的有效组织与实施：项目学习需要较长的时间和较多的资源投入，教师需要合理规划教学进度和资源分配。学生在项目学习中可能遇到各种问题和挑战，教师需要提供及时的指导和支持，确保项目学习的顺利进行。技术设计与创新能力的培养：技术设计需要较高的创新思维和实践能力，学生可能难以在短时间内掌握相关技能和方法。教师需要通过案例分析、实践操作、反思总结等多种方式，帮助学生逐步提高技术设计和创新能力。图样表达与物化能力的提升：图样表达需要较高的绘图技能和空间想象能力，学生可能难以准确表达设计构想。物化能力需要较强的动手能力和实践经验，学生可能难以在短时间内掌握相关技能和工艺。教师需要通过示范教学、实践操作、作品展示等多种方式，帮助学生逐步提高图样表达和物化能力。教学设计详细方案教学内容安排第一节学科融合对知识创新的意义一、科学、技术、人文的内涵和旨趣教学活动：通过案例分析和小组讨论，引导学生理解科学、技术、人文的内涵和旨趣。教学资源：提供相关的科普文章、技术案例、人文作品等。二、科学与技术的一体化教学活动：通过案例分析和技术实践，展示科学与技术之间的紧密联系和相互作用。教学资源：提供科技发展历程的纪录片、交叉学科的研究成果等。三、科技与人文融合的意义教学活动：通过案例分析和讨论，引导学生理解科技与人文融合的重要性，探讨其对技术创新和社会发展的推动作用。教学资源：提供科技与人文融合的案例、相关论文和研究成果等。第二节知识融合创新教育的发展历程一、科学、技术、社会教育（STS）教学活动：介绍STS教育的理念和发展历程，通过案例分析展示STS教育在技术创新中的应用。教学资源：提供STS教育的相关论文、案例和研究成果等。二、科学、技术、工程、数学教育（STEM）教学活动：介绍STEM教育的理念和发展历程，通过案例分析展示STEM教育在技术创新中的应用。教学资源：提供STEM教育的相关论文、案例和研究成果等。三、STEM+教育教学活动：介绍STEM+教育的理念和发展趋势，探讨其在技术创新和人才培养中的价值。教学资源：提供STEM+教育的相关论文、案例和研究成果等。四、项目学习的兴起教学活动：介绍项目学习的理念和方法，设计跨学科的项目学习任务，引导学生进行实践。教学资源：提供项目学习的相关论文、案例和实践指导等。教学评价设计过程性评价：通过观察学生在课堂讨论、案例分析、技术实践等环节的表现，评价学生的参与度、思维能力和实践能力。项目评价：通过评价学生在跨学科项目学习中的表现，包括方案设计、图样表达、物化能力等方面，综合评价学生的创新能力和跨学科合作能力。自我评价与反思：鼓励学生进行自我评价和反思，总结学习过程中的收获和不足，提出改进意见。教学资源与环境准备教学资源：包括科普文章、技术案例、人文作品、科技发展历程的纪录片、交叉学科的研究成果、STS教育和STEM教育的相关论文和案例、项目学习的实践指导等。教学环境：需要配备多媒体教室、实验室、工作坊等教学场所，提供必要的工具、材料和设备，支持学生的技术实践和创新设计。通过以上教学设计，旨在引导学生深入理解科技人文融合创新的基本理念和方法，培养跨学科的知识整合能力和创新能力，为学生的全面发展和未来学习奠定坚实的基础。八、大单元整体教学思路教学目标设定根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合《科技人文融合创新专题》的教学内容，本大单元整体教学思路旨在通过一系列的教学活动，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。以下是详细的教学目标设定：（一）技术意识理解技术与人类文明的关系：学生能够理解技术是人类文明的重要组成部分，认识到技术对人类社会发展、文化进步和生活方式变革的重要作用。形成对技术的积极态度：通过案例分析，学生能够形成对技术的积极态度，认识到技术的正面价值，并学会理性分析和评估技术的负面影响。培养技术伦理意识：学生能够理解技术伦理的重要性，形成在技术活动中遵守伦理规范、尊重知识产权、关注环境保护和社会责任的意识。（二）工程思维理解系统与工程的关系：学生能够理解系统和工程的基本概念，认识到系统思维在工程设计中的重要性，学会运用系统分析方法解决工程技术问题。掌握工程设计的基本方法：通过项目实践，学生能够掌握工程设计的基本流程和方法，包括需求分析、方案设计、优化改进等步骤。培养团队合作精神：在团队项目中，学生能够学会与他人合作，共同解决问题，培养团队合作和沟通协调能力。（三）创新设计激发创新思维：通过创新设计案例的学习和实践，激发学生的创新思维，培养创新意识和创新能力。掌握创新设计的基本方法：学生能够掌握创新设计的基本方法，包括用户需求分析、方案设计、原型制作、测试评估等步骤。形成解决问题的能力：通过项目实践，学生能够形成运用所学知识解决实际问题的能力，培养解决实际工程问题的能力。（四）图样表达掌握技术图样的绘制方法：学生能够掌握技术图样的绘制方法，包括草图、三视图、机械加工图等，能够准确表达设计构想。培养技术图样的识读能力：通过图样表达的实践训练，学生能够培养技术图样的识读能力，能够理解和分析技术图样所表达的信息。提升技术交流能力：通过图样表达的学习和实践，学生能够提升技术交流能力，学会用技术语言进行思维转换和信息交流。（五）物化能力掌握常用材料和工具的使用方法：学生能够掌握常用材料和工具的使用方法，包括金属、木材、电子元器件等材料的属性和加工方法，以及常见工具的操作技能。培养模型制作和装配能力：通过项目实践，学生能够培养模型制作和装配能力，能够独立完成模型或产品的成型制作和装配。提升技术试验和测试能力：学生能够掌握技术试验和测试的基本方法，能够对模型或产品进行精度较高的技术测试和方案试验，撰写技术测试和方案试验报告。教学重点与难点教学重点理解科学、技术、人文的内涵和旨趣：通过理论学习和案例分析，使学生深刻理解科学、技术、人文的内涵和旨趣，认识到它们之间的紧密联系和相互作用。掌握工程设计的基本方法：通过项目实践，使学生掌握工程设计的基本流程和方法，包括需求分析、方案设计、优化改进等步骤。培养创新设计和图样表达的能力：通过创新设计案例的学习和实践，以及图样表达的实践训练，培养学生的创新设计和图样表达能力。教学难点如何将科学、技术、人文有机融合：在教学中，如何有效地将科学、技术、人文三个领域的知识和方法有机融合，使学生能够综合运用多学科知识解决实际问题。提升学生的工程思维和创新设计能力：如何通过项目实践和其他教学活动，有效提升学生的工程思维和创新设计能力，使学生能够形成系统的思考和解决问题的能力。培养学生的物化能力和实践操作技能：如何通过实践操作和技能训练，有效培养学生的物化能力和实践操作技能，使学生能够独立完成模型或产品的成型制作和装配。教学策略与方法教学策略情境教学：通过创设真实的问题情境，激发学生的学习兴趣和动力，使学生在解决问题的过程中掌握知识和技能。项目学习：通过项目实践的方式，使学生能够在团队合作中综合运用所学知识解决实际问题，培养工程思维和创新设计能力。案例教学：通过案例分析的方式，使学生能够理解科学、技术、人文的内涵和旨趣，以及工程设计的基本方法和创新设计的基本流程。探究式学习：鼓励学生自主探究和合作学习，通过查阅资料、讨论交流、实践操作等方式，培养学生的自主学习能力和团队协作精神。教学方法讲授法：通过教师的讲解和演示，使学生掌握科学、技术、人文的基本理论知识和工程设计的基本方法。讨论法：组织学生进行小组讨论和交流，分享彼此的观点和想法，促进学生的思维碰撞和合作学习。实践法：通过项目实践、技术试验和模型制作等活动，使学生能够在实践中掌握知识和技能，提升物化能力和实践操作技能。评价法：通过多元化的评价方式，包括自评、互评和教师评价等，全面了解学生的学习情况，及时给予反馈和指导。教学流程与活动设计第一阶段：理论学习与案例分析（4课时）第1课时：科学、技术、人文的内涵和旨趣教学内容：讲解科学、技术、人文的基本概念、内涵和旨趣。教学活动：通过案例分析，如阿尔法围棋的发展和应用，引导学生理解科学、技术、人文之间的紧密联系和相互作用。教学评价：通过课堂提问和小组讨论，检查学生对科学、技术、人文内涵和旨趣的理解程度。第2课时：科学与技术的一体化教学内容：讲解科学与技术的关系发展历程，以及科学与技术一体化的特征和意义。教学活动：通过案例分析，如“中国天眼”FAST的建设和应用，引导学生理解科学与技术一体化的重要性。教学评价：通过课堂提问和小组讨论，检查学生对科学与技术一体化特征和意义的理解程度。第3课时：科技与人文融合的意义教学内容：讲解科技与人文融合的重要性，以及科技与人文融合在促进社会进步和可持续发展中的作用。教学活动：通过案例分析，如青藏铁路的建设和环保措施，引导学生理解科技与人文融合的实际应用和意义。教学评价：通过课堂提问和小组讨论，检查学生对科技与人文融合意义的理解程度。第4课时：知识融合创新教育的发展历程教学内容：讲解STS、STEM、STEM+教育的发展历程和内涵。教学活动：通过案例分析，如“复兴号”中国标准动车组的研发和应用，引导学生理解知识融合创新教育在推动科技创新和社会发展中的作用。教学评价：通过课堂提问和小组讨论，检查学生对知识融合创新教育发展历程和内涵的理解程度。第二阶段：项目实践与技术试验（8课时）第5-6课时：项目学习启动与方案设计教学内容：介绍项目学习的基本流程和方法，引导学生选择项目主题并进行方案设计。教学活动：分组进行项目选题和方案设计，教师提供指导和帮助。教学评价：通过方案汇报和小组讨论，检查各组的方案设计情况，并给予反馈和指导。第7-8课时：模型制作与装配教学内容：讲解模型制作和装配的基本方法和注意事项。教学活动：分组进行模型制作和装配，教师提供必要的材料和工具支持。教学评价：通过模型展示和小组讨论，检查各组的模型制作和装配情况，并给予反馈和指导。第9-10课时：技术试验与测试教学内容：讲解技术试验和测试的基本方法和注意事项。教学活动：分组进行技术试验和测试，记录数据并分析结果。教学评价：通过试验报告和小组讨论，检查各组的技术试验和测试情况，并给予反馈和指导。第11-12课时：项目总结与成果展示教学内容：总结项目实践过程和学习成果，进行成果展示和交流。教学活动：各组进行项目总结汇报和成果展示，分享学习经验和体会。教学评价：通过成果展示和小组讨论，评价各组的学习成果和表现，并给予表扬和鼓励。第三阶段：评价与反思（2课时）第13课时：学习评价教学内容：进行学习评价，包括自评、互评和教师评价。教学活动：学生填写自评表，小组进行互评，教师根据学生的学习表现和成果进行评价。教学评价：通过综合评价，了解学生的学习情况和存在的问题，为后续教学提供参考。第14课时：教学反思与改进教学内容：进行教学反思，总结教学经验和教训，提出改进措施。教学活动：教师进行教学反思总结，学生提出对教学的意见和建议。教学评价：通过教学反思和改进措施的制定，为今后的教学提供参考和改进方向。教学资源与环境教学资源教材与参考书：选用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》教材及相关参考书。案例资料：收集与科学、技术、人文融合创新相关的案例资料，如阿尔法围棋、青藏铁路、复兴号动车组等。工具与材料：准备项目实践所需的工具和材料，如计算机、绘图工具、金属材料、木材、电子元器件等。网络资源：利用网络资源进行在线学习和交流，如在线教育平台、技术论坛等。教学环境专用教室：配备必要的教学设备和工具，如计算机、绘图板、金工工具、电子电工工具等。实践场所：提供项目实践所需的实践场所，如实验室、工作坊等。网络环境：确保网络畅通，方便学生进行在线学习和交流。总结与展望通过本大单元的教学，旨在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。通过理论学习与案例分析、项目实践与技术试验以及评价与反思三个阶段的教学活动，使学生能够深入理解科学、技术、人文的内涵和旨趣，掌握工程设计的基本方法，培养创新设计和图样表达能力，提升物化能力和实践操作技能。通过多元化的评价方式和教学反思与改进措施的制定，为今后的教学提供参考和改进方向。我们将继续探索和实践更加有效的教学方法和策略，努力培养更多具有创新精神和实践能力的高素质技术人才。九、学业评价一、教学目标与学习目标教学目标技术意识：学生能够理解科学、技术、人文的内涵及相互关系，认识到科技与人文融合的重要性。学生能够分析科技发展对个人、社会、环境的影响，形成正确的技术价值观和生态文明观。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解科学与技术一体化的过程，以及科技人文融合在知识创新中的作用。学生能够识别并解决科技人文融合创新过程中遇到的实际问题，发展工程思维。创新设计：学生能够在科技人文融合创新的背景下，提出具有创新性的设计方案，解决跨学科问题。学生能够通过项目学习，综合运用多学科知识，发展创新设计能力。图样表达：学生能够运用图形、图表等技术语言，清晰地表达科技人文融合创新项目的设计构想和实施方案。学生能够识读和理解跨学科技术图样，提高技术交流与沟通的能力。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作出科技人文融合创新的实物模型或产品。学生能够在制作过程中，不断优化设计方案，提高物化实现的能力。学习目标理解科学、技术、人文的内涵和旨趣，认识三者之间的关系。了解科学与技术一体化的过程，以及科技人文融合在知识创新中的意义。掌握科学、技术、社会（STS）教育，科学、技术、工程、数学（STEM）教育，以及STEM+教育的发展历程和应用。理解项目学习的概念和方法，能够在跨学科项目中运用项目学习的方法。能够运用多学科知识，提出并解决科技人文融合创新中的实际问题。能够运用图形、图表等技术语言，清晰表达设计构想和实施方案。能够根据设计方案，制作出科技人文融合创新的实物模型或产品。二、评价目标设定（一）技术意识评价目标：T1-1：学生能够结合具体案例，分析科学、技术、人文的内涵及相互关系，理解科技与人文融合的重要性。T1-2：学生能够评估科技发展对个人、社会、环境的影响，形成正确的技术价值观和生态文明观。T1-3：学生能够关注科技发展的伦理和社会责任，对科技应用进行价值判断。评价方式：案例分析：提供科技人文融合创新的案例，让学生分析其中科学、技术、人文的融合点及影响。讨论交流：组织小组讨论，让学生分享对科技发展价值观的看法，进行思想碰撞。自我反思：撰写科技伦理与社会责任的小论文，反思科技发展对个人和社会的影响。（二）工程思维评价目标：T2-1：学生能够运用系统分析的方法，理解科学与技术一体化的过程。T2-2：学生能够识别并解决科技人文融合创新过程中遇到的实际问题，发展工程思维。T2-3：学生能够进行跨学科的项目规划与管理，优化项目实施方案。评价方式：项目规划：让学生分组进行科技人文融合创新项目的规划，包括项目目标、任务分解、时间进度等。问题解决：针对项目中的具体问题，组织学生进行跨学科讨论，提出解决方案。方案优化：根据项目实施情况，让学生不断优化设计方案，提高项目实施的效率和效果。（三）创新设计评价目标：T3-1：学生能够在科技人文融合创新的背景下，提出具有创新性的设计方案。T3-2：学生能够综合运用多学科知识，解决跨学科问题，展现创新设计能力。T3-3：学生能够运用创新思维和方法，对设计方案进行不断优化和改进。评价方式：方案设计：让学生提交科技人文融合创新项目的设计方案，评价其创新性和实用性。跨学科讨论：组织跨学科讨论会，让学生分享设计思路，评价其综合运用多学科知识的能力。创新展示：举办创新设计展示会，让学生展示自己的设计成果，评价其创新设计能力。（四）图样表达评价目标：T4-1：学生能够运用图形、图表等技术语言，清晰表达科技人文融合创新项目的设计构想。T4-2：学生能够识读和理解跨学科技术图样，提高技术交流与沟通的能力。T4-3：学生能够根据设计需求，绘制详细的设计图样，指导项目实施。评价方式：图样绘制：让学生绘制科技人文融合创新项目的设计图样，评价其准确性和清晰度。图样解读：提供跨学科技术图样，让学生解读并分享解读过程，评价其技术交流与沟通能力。图样应用：将设计图样应用于项目实施中，评价其指导项目实施的效果。（五）物化能力评价目标：T5-1：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作出科技人文融合创新的实物模型或产品。T5-2：学生能够在制作过程中，不断优化设计方案，提高物化实现的能力。T5-3：学生能够展示和评估自己的实物模型或产品，反思制作过程中的经验和教训。评价方式：实物制作：让学生根据设计方案，制作科技人文融合创新的实物模型或产品，评价其物化实现的能力。方案优化：在制作过程中，让学生不断优化设计方案，评价其改进和创新的能力。展示评估：举办实物展示会，让学生展示自己的制作成果，并接受同学和老师的评估与反馈。三、评价方式与实施（一）过程性评价评价方式：课堂参与：观察学生在课堂上的参与程度，包括提问、讨论、分享等，评价其积极性和主动性。小组合作：评价学生在小组合作中的表现，包括团队协作、沟通交流、任务分工等。设计日志：要求学生记录设计过程中的思考、问题和解决方案，评价其反思和总结能力。实施步骤：制定评价标准：明确过程性评价的各项指标和权重，如课堂参与、小组合作、设计日志等。定期收集数据：通过课堂观察、小组讨论、设计日志等方式，定期收集学生的过程性数据。及时反馈指导：根据收集的数据，及时给予学生反馈和指导，帮助其改进和提高。（二）项目评价评价方式：项目规划：评价学生项目规划的合理性和可行性，包括项目目标、任务分解、时间进度等。项目实施：评价学生在项目实施过程中的表现，包括跨学科知识的综合运用、问题解决能力、团队协作能力等。项目成果：评价学生的项目成果，包括设计方案的创新性、实物模型或产品的物化实现能力等。实施步骤：明确项目任务：为学生提供明确的科技人文融合创新项目任务，包括项目背景、目标、要求等。分组实施项目：让学生分组进行项目实施，明确各组成员的分工和职责。定期汇报进展：要求学生定期汇报项目进展，包括已完成的任务、遇到的问题及解决方案等。展示项目成果：在项目结束后，组织项目成果展示会，让学生展示自己的设计成果，并接受同学和老师的评价。（三）自我评价与同伴评价评价方式：自我评价：让学生对自己的学习过程、设计方案、物化能力等进行自我评价，反思自己的优点和不足。同伴评价：组织学生进行同伴评价，通过互相观摩、讨论和分享，评价同伴的设计方案、物化能力等。实施步骤：制定评价表：制定自我评价和同伴评价的评价表，明确各项评价指标和权重。组织评价活动：在课堂上或项目结束后，组织学生进行自我评价和同伴评价活动。分享评价结果：让学生分享自己的评价结果，包括自我评价和同伴评价，促进相互学习和提高。四、评价反馈与改进（一）评价反馈反馈方式：个别反馈：针对每位学生的表现，给予个别化的反馈和指导，帮助其改进和提高。集体反馈：在课堂上或项目结束后，对全班学生的表现进行集体反馈，总结优点和不足，提出改进建议。反馈内容：优点与亮点：肯定学生在科技人文融合创新项目中的优点和亮点，增强其自信心和积极性。问题与不足：指出学生在科技人文融合创新项目中存在的问题和不足，提出具体的改进建议。改进方向：为学生提供明确的改进方向和目标，帮助其制定改进计划，并鼓励其实施。（二）评价改进改进措施：优化评价标准：根据评价结果和反馈意见，不断优化评价标准，使其更加科学、合理和有效。丰富评价方式：探索更多元化的评价方式，如在线评价、同伴互评、专家评价等，提高评价的客观性和准确性。加强过程指导：在项目实施过程中，加强过程指导和管理，及时发现和解决问题，确保项目顺利实施。提升教师素养：加强教师培训和学习交流，提高教师的专业素养和评价能力，为科技人文融合创新项目的有效实施提供保障。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路本大单元以《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，围绕“科技人文融合创新专题”的教学内容，通过系统的项目实施，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。本单元的实施将采用项目式学习、探究式学习等方法，注重理论与实践相结合，强调跨学科知识的融合与应用，通过一系列真实情境下的任务，使学生在解决实际问题的过程中，提升综合素养。具体实施思路如下：情境创设：通过生活中的实际案例，如阿尔法围棋的胜利、智能家居的应用等，创设问题情境，激发学生对科技人文融合创新的兴趣和好奇心。理论讲授：在情境创设的基础上，详细讲解科学、技术、人文的内涵和旨趣，科学与技术的一体化，以及科技与人文融合的意义。通过历史案例和现代技术的对比，帮助学生理解科技人文融合的重要性。知识拓展：介绍科学、技术、社会（STS）教育，科学、技术、工程、数学（STEM）教育，以及STEM+教育的发展历程，使学生了解不同教育模式的特点和优势。项目实施：设计一系列跨学科的项目任务，如桥梁设计、智能家居系统设计等，让学生在项目实施过程中，综合运用多学科知识，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。评价反馈：通过项目展示、小组讨论、自我评价和互评等方式，对学生的学习成果进行评价和反馈，帮助学生认识不足，持续改进。反思总结：在项目完成后，引导学生进行反思总结，提炼经验教训，巩固学习成果。二、教学目标设定（一）技术意识学生能够形成对科学、技术和人文融合的正确认识，理解其在现代社会中的重要作用。学生能够关注技术发展对人类社会、环境等方面的影响，形成负责任的技术使用态度。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别和解决跨学科的技术问题。学生能够在项目实施过程中，考虑技术、经济、社会、环境等多方面的因素，做出合理的决策。（三）创新设计学生能够在跨学科的项目中，提出具有创新性的设计方案。学生能够运用多种方法和手段，对设计方案进行优化和改进。（四）图样表达学生能够熟练掌握各种技术图样的绘制方法，准确表达设计思想。学生能够运用图样进行技术交流和沟通，提高团队协作效率。（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，进行模型制作和产品原型开发。学生能够对模型和产品原型进行测试和优化，确保其满足设计要求。三、教学结构图科技人文融合创新专题|||学科融合对知识创新的意义知识融合创新教育的发展历程||||||科学技术人文STS教育STEM教育STEM+教育项目学习||一体化兴起|融合意义四、具体教学实施步骤第一步：情境创设与理论讲授（2课时）情境创设：通过展示阿尔法围棋战胜人类围棋冠军的案例，引发学生对人工智能技术的兴趣和思考。引导学生讨论人工智能技术对社会、经济、文化等方面的影响。理论讲授：详细讲解科学、技术、人文的内涵和旨趣，以及它们在现代社会中的重要作用。介绍科学与技术的一体化进程，以及科技与人文融合的意义。第二步：知识拓展与案例分析（2课时）知识拓展：介绍STS教育、STEM教育和STEM+教育的发展历程和特点。分析不同教育模式在跨学科知识融合方面的优势和不足。案例分析：选取智能家居系统设计、桥梁设计等案例，分析其中的科学、技术和人文因素。引导学生思考如何在项目设计中融入跨学科知识。第三步：项目任务设计与分组（2课时）项目任务设计：设计一系列跨学科的项目任务，如智能家居系统设计、桥梁结构设计等。明确项目任务的目标、要求和评价标准。分组与角色分配：将学生分成若干小组，每组5-6人。在小组内分配不同的角色，如项目经理、设计师、工程师、测试员等。第四步：项目实施与指导（8课时）项目实施：各小组根据任务要求，进行项目设计、模型制作和测试优化。教师在项目实施过程中提供必要的指导和支持。跨学科知识融合：引导学生在项目设计中综合运用科学、技术、工程、数学、艺术和社会学等多学科知识。鼓励学生进行创新思维和团队协作。第五步：项目展示与评价（2课时）项目展示：各小组展示项目成果，包括设计方案、模型制作和测试报告等。其他小组和教师进行提问和点评。评价反馈：采用自我评价、小组互评和教师评价相结合的方式，对项目成果进行评价。针对存在的问题和不足，提出改进意见和建议。第六步：反思总结与拓展（2课时）反思总结：引导学生对项目实施过程进行反思和总结，提炼经验教训。鼓励学生撰写项目反思报告，分享学习心得。拓展延伸：介绍更多关于科技人文融合创新的案例和资源。鼓励学生继续关注科技人文融合创新领域的发展动态，积极参与相关活动和实践。十一、大情境、大任务创设教学目标设定根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》和本章节的教学内容，本单元的教学目标设定如下：（一）技术意识学生能够理解科学、技术和人文的内涵和旨趣，形成对科技人文融合的正确认识。学生能够关注科技发展对人类社会、环境等方面的影响，形成负责任的技术使用态度。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别和解决跨学科的技术问题。学生能够在项目实施过程中，考虑技术、经济、社会、环境等多方面的因素，做出合理的决策。（三）创新设计学生能够在跨学科的项目中，提出具有创新性的设计方案。学生能够运用多种方法和手段，对设计方案进行优化和改进。（四）图样表达学生能够熟练掌握各种技术图样的绘制方法，准确表达设计思想。学生能够运用图样进行技术交流和沟通，提高团队协作效率。（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，进行模型制作和产品原型开发。学生能够对模型和产品原型进行测试和优化，确保其满足设计要求。大情境、大任务创设一、大情境设计随着科技的飞速发展，人类社会正面临着前所未有的变革。人工智能、大数据、物联网等新兴技术的广泛应用，不仅极大地改变了人们的生活方式，也对社会结构、经济发展、环境保护等方面产生了深远影响。在这个背景下，如何实现科技与人文的融合，促进人类社会的可持续发展，成为了一个亟待解决的问题。为了应对这一挑战，某市决定举办一场“未来智慧城市”创新设计大赛，旨在通过跨学科的合作与创新，探索科技与人文融合的新路径，为城市的发展注入新的活力。本次大赛将围绕智慧城市的设计、建设与管理，涵盖智能交通、智慧环保、智慧教育、智慧医疗等多个领域，要求参赛者综合运用科学、技术、工程、艺术、数学和社会学等多学科知识，提出具有创新性和可行性的设计方案。二、大任务设计基于上述大情境，本单元的大任务设计为：“未来智慧城市”创新设计大赛项目策划与实施。具体任务分解如下：（一）项目策划阶段任务1：组建跨学科团队目标：学生根据兴趣和专业特长，自由组建跨学科团队，每个团队包括科学、技术、工程、艺术、数学和社会学等领域的成员。活动：组织一次团队组建大会，让学生自我介绍并阐述自己的专业背景和兴趣方向，然后进行自由组合。评价：根据团队成员的多样性和互补性进行评价。任务2：明确项目主题与目标目标：团队共同讨论并确定一个具体的智慧城市设计主题，如智能交通系统、智慧环保监测平台等，并明确项目目标。活动：组织一次头脑风暴会议，引导学生从不同角度探讨智慧城市的设计需求和创新点。评价：根据项目主题的创新性和实用性进行评价。任务3：制定项目计划目标：团队根据项目主题和目标，制定详细的项目计划，包括时间安排、任务分配、资源需求等。活动：指导学生使用项目管理工具（如甘特图）来制定项目计划，并进行团队内部讨论和修订。评价：根据项目计划的合理性和可行性进行评价。（二）项目实施阶段任务4：调研与分析目标：团队通过文献查阅、实地考察、专家访谈等方式，对所选项目主题进行深入调研和分析。活动：组织学生到相关机构和企业进行参观学习，邀请专家进行讲座和指导。评价：根据调研报告的全面性和深度进行评价。任务5：方案设计目标：团队基于调研结果，运用跨学科知识，设计具体的智慧城市解决方案，并绘制相关技术图样。活动：指导学生使用设计软件和工具进行方案设计和图样绘制，组织团队内部评审和修改。评价：根据方案的创新性、可行性和图样表达的准确性进行评价。任务6：模型制作与测试目标：团队根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作智慧城市模型的原型，并进行功能测试和优化。活动：提供必要的材料和工具支持，指导学生进行模型制作和测试，组织团队内部交流和反馈。评价：根据模型的制作质量和测试效果进行评价。（三）项目展示与评价阶段任务7：项目展示目标：团队通过PPT、视频、实物模型等多种形式，向评委和观众展示项目成果，阐述设计理念和创新点。活动：组织一次项目展示会，邀请校内外专家、企业代表和学生代表参加。评价：根据展示的清晰性、条理性和创新性进行评价。任务8：项目评价与反思目标：团队根据评委的反馈和观众的提问，对项目进行自我评价和反思，提出改进建议。活动：组织一次项目总结会议，引导学生回顾项目实施过程，总结经验教训，提出改进措施。评价：根据反思的深度和改进建议的可行性进行评价。实施建议（一）跨学科整合在项目实施过程中，注重科学、技术、工程、艺术、数学和社会学等多学科的整合，鼓励学生运用多学科知识解决问题，培养跨学科的综合能力。（二）团队合作与沟通强调团队合作的重要性，通过定期的团队会议和讨论，促进学生之间的沟通和协作，提高团队的整体效能。（三）实践操作与创新设计提供必要的材料和工具支持，鼓励学生进行实践操作和创新设计，通过制作模型、进行测试等方式，将理论知识转化为实际成果。（四）评价与反馈建立多元化的评价体系，注重过程性评价和终结性评价相结合，及时反馈学生的表现，提出具体的改进建议，促进学生的持续发展。通过本单元的大情境、大任务创设，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，促进科技与人文的融合，为学生的全面发展奠定坚实基础。通过参与“未来智慧城市”创新设计大赛项目策划与实施，学生将有机会将所学知识应用于实际情境中，提升解决实际问题的能力，为未来的学习和工作做好充分准备。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：科技人文融合创新概述课时设计：第1-2课时：情境创设与理论讲授情境创设：通过实际案例（如阿尔法围棋、智能家居应用等）激发学生对科技人文融合创新的兴趣。理论讲授：讲解科学、技术、人文的内涵和旨趣，以及科技与人文融合的意义。第3-4课时：知识拓展与案例分析知识拓展：介绍STS教育、STEM教育和STEM+教育的发展历程。案例分析：选取智能家居系统设计、桥梁设计等案例，分析其中的科学、技术和人文因素。第5-6课时：项目任务设计与分组项目任务设计：设计跨学科项目任务，如智能家居系统设计、桥梁结构设计等。分组与角色分配：将学生分组，分配不同角色（项目经理、设计师、工程师、测试员等）。第7-14课时：项目实施与指导项目实施：各小组进行项目设计、模型制作和测试优化。跨学科知识融合：引导学生在项目设计中综合运用多学科知识。第15-16课时：项目展示与评价项目展示：各小组展示项目成果，包括设计方案、模型制作和测试报告等。评价反馈：采用自我评价、小组互评和教师评价相结合的方式，对项目成果进行评价。第17-18课时：反思总结与拓展反思总结：引导学生对项目实施过程进行反思和总结，提炼经验教训。拓展延伸：介绍更多关于科技人文融合创新的案例和资源，鼓励学生积极参与相关活动和实践。（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，本单元的学习目标设定如下：技术意识学生能够形成对科学、技术和人文融合的正确认识，理解其在现代社会中的重要作用。学生能够关注技术发展对人类社会、环境等方面的影响，形成负责任的技术使用态度。工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别和解决跨学科的技术问题。学生能够在项目实施过程中，考虑技术、经济、社会、环境等多方面的因素，做出合理的决策。创新设计学生能够在跨学科的项目中，提出具有创新性的设计方案。学生能够运用多种方法和手段，对设计方案进行优化和改进。图样表达学生能够熟练掌握各种技术图样的绘制方法，准确表达设计思想。学生能够运用图样进行技术交流和沟通，提高团队协作效率。物化能力学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和产品原型开发。学生能够对模型和产品原型进行测试和优化，确保其满足设计要求。（三）评价任务过程性评价在项目实施过程中，通过观察、记录和分析学生在项目设计、模型制作和测试优化等环节的表现，评价学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。成果性评价在项目展示环节，通过评价学生的项目成果（包括设计方案、模型制作和测试报告等），评估学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力是否达到预期目标。自我评价与互评鼓励学生进行自我评价和小组互评，通过反思和总结项目实施过程中的经验教训，提高学生的自我认知能力和团队协作能力。（四）学习过程情境创设与理论讲授通过展示阿尔法围棋战胜人类围棋冠军的案例，引发学生对人工智能技术的兴趣和思考。详细讲解科学、技术、人文的内涵和旨趣，以及它们在现代社会中的重要作用。强调科技与人文融合的意义，引导学生形成正确的技术使用态度和价值观。知识拓展与案例分析介绍STS教育、STEM教育和STEM+教育的发展历程和特点。分析不同教育模式在跨学科知识融合方面的优势和不足。选取智能家居系统设计、桥梁设计等案例，分析其中的科学、技术和人文因素。引导学生思考如何在项目设计中融入跨学科知识。项目任务设计与分组设计一系列跨学科的项目任务，如智能家居系统设计、桥梁结构设计等。明确项目任务的目标、要求和评价标准。将学生分成若干小组，每组分配不同的角色和任务。项目实施与指导各小组根据任务要求，进行项目设计、模型制作和测试优化。教师在项目实施过程中提供必要的指导和支持。引导学生在项目设计中综合运用多学科知识，培养跨学科的综合能力。项目展示与评价各小组展示项目成果，包括设计方案、模型制作和测试报告等。其他小组和教师进行提问和点评，提出改进意见和建议。采用自我评价、小组互评和教师评价相结合的方式，对项目成果进行评价。反思总结与拓展引导学生对项目实施过程进行反思和总结，提炼经验教训。鼓励学生撰写项目反思报告，分享学习心得。介绍更多关于科技人文融合创新的案例和资源，鼓励学生积极参与相关活动和实践。（五）作业与检测作业设计设计跨学科的项目作业，如智能家居系统设计方案、桥梁结构分析报告等。要求学生运用所学知识，结合实际情况，完成项目作业的设计、制作和测试。检测方式通过课堂讨论、小组汇报和项目展示等方式，检测学生对科学、技术、人文融合创新的理解和掌握程度。通过作业评价和测试报告，评估学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。（六）学后反思通过本单元的学习，学生应深刻认识到科学、技术和人文融合的重要性。在实施跨学科项目的过程中，学生应能够综合运用多学科知识，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。学生还应关注技术发展对人类社会、环境等方面的影响，形成负责任的技术使用态度和价值观。在未来的学习和生活中，学生应继续探索和实践科技人文融合创新，为推动社会进步和发展贡献自己的力量。十三、学科实践与跨学科学习设计一、教学目标技术意识：通过学科实践与跨学科学习，学生能够形成对科学、技术和人文融合的正确认识，理解其在现代社会中的重要作用，并能在实践中关注技术发展对人类社会、环境等方面的影响，形成负责任的技术使用态度。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别和解决跨学科的技术问题，并在项目实施过程中，综合考虑技术、经济、社会、环境等多方面的因素，做出合理的决策。创新设计：学生能够在跨学科的项目中，提出具有创新性的设计方案，并运用多种方法和手段对设计方案进行优化和改进。图样表达：学生能够熟练掌握各种技术图样的绘制方法，准确表达设计思想，并能运用图样进行技术交流和沟通，提高团队协作效率。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和产品原型开发，并能对模型和产品原型进行测试和优化，确保其满足设计要求。二、学习目标理解学科融合的意义：学生能够认识到科学、技术、人文三者之间的关系，理解知识融合对创新的意义，并了解学科融合教育的发展历程。掌握跨学科知识与方法：学生能够掌握科学、技术、工程、数学（STEM）及STEM+教育的基本理念和方法，理解其在实践中的应用。提升项目学习能力：学生能够理解项目学习的内涵和重要性，掌握项目学习的基本流程和方法，提升解决实际问题的能力。实践技术与人文融合：学生能够在实践中将技术与人文融合，关注技术的人文价值和社会影响，形成全面发展的技术能力。三、作业目标设定技术意识培养：通过跨学科项目实践，学生需撰写技术反思日志，记录技术使用过程中的人文关怀和社会责任，增强技术使用的伦理意识。工程思维锻炼：学生需设计一份跨学科项目方案，明确项目目标、技术要求、资源分配和预期成果，培养系统分析和决策能力。创新设计实践：学生需结合STEM教育理念，提出至少一项创新设计方案，并进行初步的可行性分析和优化。图样表达训练：学生需绘制至少一份跨学科项目的技术图样，准确表达设计思想和细节，提高图样表达能力。物化能力提升：学生需根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作项目模型或原型，并进行初步测试和优化，培养物化能力。四、学科实践与跨学科学习设计（一）项目主题：智能家居系统的设计与实现项目背景：随着科技的飞速发展，智能家居系统已成为现代家庭的重要组成部分。本项目旨在通过跨学科的知识与方法，设计并实现一个智能家居系统，实现家庭环境的智能化控制和管理。项目目标：设计并实现一个智能家居系统原型，包括智能灯光控制、智能窗帘控制、智能安防监控等功能。运用STEM教育理念，整合科学、技术、工程和数学知识，提升跨学科解决问题的能力。关注技术的人文价值和社会影响，确保智能家居系统的设计符合人性化、环保和可持续发展的要求。项目实施步骤：项目启动与需求分析（2课时）情境创设：通过展示智能家居系统的应用案例，激发学生对项目的兴趣和好奇心。需求分析：引导学生分析智能家居系统的功能需求，明确项目目标和约束条件。小组分工：将学生分成若干小组，明确各小组成员的角色和职责。知识学习与技能准备（4课时）理论学习：学习智能家居系统的基本原理、技术和应用，包括物联网技术、传感器技术、控制技术等。技能培训：进行电子电路设计、编程、网络通信等方面的技能培训，为项目实现打下基础。系统设计与方案制定（4课时）系统设计：运用系统分析的方法，进行智能家居系统的整体设计，包括硬件选型、软件架构、通信协议等。方案制定：制定详细的项目实施方案，包括任务分解、时间规划、资源分配等。原型制作与测试（8课时）原型制作：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作智能家居系统的原型。系统调试：对原型系统进行调试和优化，确保各项功能正常运行。测试评估：对系统进行功能测试、性能测试和安全性测试，评估系统的稳定性和可靠性。项目展示与反思（2课时）项目展示：各小组展示项目成果，包括设计方案、原型制作、测试报告等。反思总结：引导学生进行项目反思和总结，提炼经验教训，提出改进建议。跨学科知识与方法的应用：科学：运用物理学、电子学等科学知识，分析智能家居系统的基本原理和工作机制。技术：运用物联网技术、传感器技术、控制技术等，实现智能家居系统的各项功能。工程：运用系统分析的方法，进行智能家居系统的整体设计和优化，确保系统的稳定性和可靠性。数学：运用数学模型和算法，对智能家居系统进行性能分析和优化，提高系统的运行效率。技术与人文的融合：人性化设计：关注智能家居系统的人性化设计，确保系统操作简便、界面友好，提高用户体验。环保与可持续发展：在智能家居系统的设计和实现过程中，注重节能环保和可持续发展，选择合适的材料和工艺，减少对环境的影响。社会责任：关注智能家居系统的社会影响，确保系统的安全性和隐私保护，遵守相关的法律法规和伦理规范。作业与评价：设计文档撰写：各小组需撰写智能家居系统的设计文档，包括系统架构、功能描述、技术方案等。原型制作报告：各小组需提交智能家居系统原型的制作报告，包括材料选择、制作过程、测试结果等。项目展示与答辩：各小组需进行项目展示和答辩，介绍项目背景、目标、实施方案和成果。反思日志撰写：学生需撰写技术反思日志，记录项目过程中的经验教训和心得体会。评价标准：技术意识：评价学生在项目过程中对技术的理解和应用能力，以及技术使用过程中的伦理意识。工程思维：评价学生在项目过程中的系统分析和决策能力，以及跨学科知识的综合运用能力。创新设计：评价学生的创新设计能力，包括设计方案的创新性、可行性和优化程度。图样表达：评价学生的图样表达能力，包括图样的准确性、规范性和清晰度。物化能力：评价学生的物化能力，包括原型制作的质量、效率和解决问题的能力。十四、大单元作业设计一、教学目标技术意识：学生能够理解科学、技术、人文的内涵和旨趣，以及它们在现代社会中的重要作用。学生能够关注技术发展对人类社会、环境等方面的影响，形成负责任的技术使用态度。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别和解决跨学科的技术问题。学生能够在项目实施过程中，考虑技术、经济、社会、环境等多方面的因素，做出合理的决策。创新设计：学生能够在跨学科的项目中，提出具有创新性的设计方案。学生能够运用多种方法和手段，对设计方案进行优化和改进。图样表达：学生能够熟练掌握各种技术图样的绘制方法，准确表达设计思想。学生能够运用图样进行技术交流和沟通，提高团队协作效率。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和产品原型开发。学生能够对模型和产品原型进行测试和优化，确保其满足设计要求。二、作业目标设定1.技术意识作业1：科技与社会影响调研报告目标：学生调研某一科技产品（如智能家居系统、无人驾驶汽车等）对人类社会、环境等方面的影响，形成书面报告。要求：报告需包含科技产品的基本介绍、对社会的正面影响、可能带来的负面影响及应对措施，以及学生的个人见解。作业2：技术伦理案例分析目标：学生选取一个技术伦理案例（如基因编辑婴儿、人工智能的伦理问题等），分析其中的技术伦理问题，并提出解决方案。要求：分析需全面深入，解决方案需合理可行，体现学生的技术责任意识。2.工程思维作业3：跨学科项目设计书目标：学生选择一个跨学科项目（如智能家居系统设计、桥梁结构设计等），撰写项目设计书。要求：设计书需包含项目背景、目标、技术方案、系统分析、经济与社会效益评估等内容，体现学生的系统分析能力和决策能力。作业4：技术风险评估报告目标：学生对某一技术项目（如新能源汽车开发项目）进行风险评估，撰写风险评估报告。要求：报告需识别项目可能面临的技术风险、市场风险、环境风险等，并提出相应的风险应对措施。3.创新设计作业5：创新设计方案目标：学生结合所学知识，提出一个具有创新性的设计方案（如新型环保材料的应用、智能家居系统的优化等）。要求：方案需体现创新性、实用性和可行性，包含设计思路、技术方案、预期效果等内容。作业6：设计方案优化报告目标：学生对某一已有设计方案（如某款智能穿戴设备）进行优化，撰写优化报告。要求：报告需指出原方案的不足之处，提出具体的优化措施，并阐述优化后的效果。4.图样表达作业7：技术图样绘制目标：学生根据设计方案，绘制相应的技术图样（如机械加工图、电子线路图、控制系统方框图等）。要求：图样需准确、清晰，符合国家标准和规范，能够完整表达设计思想。作业8：图样交流展示目标：学生将绘制的技术图样进行展示，并与同学进行技术交流。要求：展示需包含图样的基本介绍、设计思路、关键技术等内容，交流过程中需积极回答同学的问题，提出建设性意见。5.物化能力作业9：模型制作与测试目标：学生根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作模型或产品原型，并进行测试。要求：模型或产品原型需符合设计要求，制作过程中需注重工艺和细节，测试需全面、细致，确保模型或产品原型的性能满足预期。作业10：模型优化与改进报告目标：学生对制作的模型或产品原型进行测试后，根据测试结果进行优化和改进，撰写优化与改进报告。要求：报告需指出模型或产品原型存在的问题，提出具体的优化和改进措施，并阐述优化后的效果。三、具体作业设计1.科技与社会影响调研报告作业背景随着科技的飞速发展，各种新兴科技产品不断涌现，对人类社会和环境产生了深远的影响。为了深入了解科技产品的影响，特布置此调研报告作业。作业要求选取一个具体的科技产品（如智能家居系统、无人驾驶汽车等）作为研究对象。调研该科技产品的基本功能、应用场景、市场现状等。分析该科技产品对社会的正面影响（如提高生活便利性、促进经济发展等）和可能带来的负面影响（如隐私泄露、就业冲击等）。针对可能带来的负面影响，提出具体的应对措施。撰写书面报告，报告需条理清晰、论据充分、观点明确。评价标准报告的完整性和条理性（30分）。对科技产品影响的分析深度（40分）。应对措施的合理性和可行性（20分）。报告的语言表达和格式规范（10分）。2.技术伦理案例分析作业背景技术伦理是科技发展过程中不可忽视的重要问题。为了培养学生的技术伦理意识，特布置此案例分析作业。作业要求选取一个技术伦理案例（如基因编辑婴儿、人工智能的伦理问题等）作为研究对象。深入了解案例的背景、经过、结果等。分析案例中的技术伦理问题，指出其中的道德困境和冲突。提出解决技术伦理问题的合理方案，并阐述方案的可行性和优势。撰写书面报告，报告需观点明确、逻辑严密、论据充分。评价标准对案例的了解程度和分析深度（40分）。技术伦理问题的识别准确性（30分）。解决方案的合理性和创新性（20分）。报告的语言表达和格式规范（10分）。3.跨学科项目设计书作业背景跨学科项目设计是培养学生系统分析能力和决策能力的重要途径。为了提高学生的综合素质，特布置此项目设计书作业。作业要求选择一个跨学科项目（如智能家居系统设计、桥梁结构设计等）作为研究对象。深入了解项目的背景、目标、需求等。运用系统分析的方法，制定项目的技术方案，明确项目的关键技术和难点。对项目可能产生的经济和社会效益进行评估。撰写项目设计书，设计书需包含项目背景、目标、技术方案、系统分析、经济与社会效益评估等内容。评价标准项目设计书的完整性和条理性（30分）。技术方案的合理性和创新性（40分）。经济与社会效益评估的准确性（20分）。设计书的语言表达和格式规范（10分）。4.技术风险评估报告作业背景技术风险评估是确保项目顺利进行的重要环节。为了培养学生的风险意识，特布置此风险评估报告作业。作业要求选取一个技术项目（如新能源汽车开发项目）作为研究对象。深入了解项目的背景、目标、技术方案等。识别项目可能面临的技术风险、市场风险、环境风险等。针对识别出的风险，提出相应的风险应对措施。撰写风险评估报告，报告需条理清晰、论据充分、措施可行。评价标准报告的完整性和条理性（30分）。风险识别的准确性和全面性（40分）。风险应对措施的合理性和有效性（20分）。报告的语言表达和格式规范（10分）。5.创新设计方案作业背景创新设计是培养学生创新思维和创新能力的重要手段。为了激发学生的创新潜力，特布置此创新设计方案作业。作业要求结合所学知识，提出一个具有创新性的设计方案。设计方案需体现创新性、实用性和可行性。设计方案需包含设计思路、技术方案、预期效果等内容。绘制相应的技术图样，以辅助说明设计方案。评价标准设计方案的创新性和实用性（50分）。技术方案的合理性和可行性（30分）。技术图样的准确性和清晰度（10分）。设计方案的语言表达和格式规范（10分）。6.设计方案优化报告作业背景设计方案优化是提高设计质量和效果的关键环节。为了培养学生的优化意识，特布置此设计方案优化报告作业。作业要求选取一个已有设计方案（如某款智能穿戴设备）作为研究对象。深入了解设计方案的背景、目标、技术方案等。分析设计方案的不足之处，指出存在的问题和缺陷。提出具体的优化措施，对设计方案进行优化和改进。撰写优化报告，报告需包含原方案介绍、问题分析、优化措施、预期效果等内容。评价标准对原方案的分析深度和准确性（30分）。优化措施的合理性和有效性（40分）。预期效果的明确性和可实现性（20分）。报告的语言表达和格式规范（10分）。7.技术图样绘制作业背景技术图样是表达设计思想的重要工具。为了提高学生的图样表达能力，特布置此技术图样绘制作业。作业要求根据设计方案，绘制相应的技术图样（如机械加工图、电子线路图、控制系统方框图等）。技术图样需准确、清晰，符合国家标准和规范。图样需包含必要的尺寸标注、材料说明、工艺要求等内容。使用专业的绘图软件或手绘工具进行绘制。评价标准图样的准确性和清晰度（50分）。尺寸标注、材料说明、工艺要求的完整性（30分）。绘图工具的使用熟练度和规范性（10分）。图样的美观性和整洁度（10分）。8.图样交流展示作业背景图样交流展示是提高学生团队协作能力和技术交流能力的重要途径。为了培养学生的综合素质，特布置此图样交流展示作业。作业要求将绘制的技术图样进行展示，展示形式可以是PPT、实物模型等。在展示过程中，详细介绍图样的基本介绍、设计思路、关键技术等内容。积极回答同学的问题，与同学进行技术交流，提出建设性意见。根据同学的反馈和意见，对图样进行优化和改进。评价标准图样展示的清晰度和条理性（30分）。交流过程中的互动性和积极性（40分）。对同学反馈和意见的响应和改进（20分）。展示过程的语言表达和礼仪规范（10分）。9.模型制作与测试作业背景模型制作与测试是检验设计方案可行性的重要手段。为了提高学生的物化能力，特布置此模型制作与测试作业。作业要求根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作模型或产品原型。在制作过程中，注重工艺和细节，确保模型或产品原型的质量。对模型或产品原型进行全面的测试，包括功能测试、性能测试、安全测试等。根据测试结果，对模型或产品原型进行优化和改进。撰写测试报告，报告需包含测试目的、测试方法、测试结果、优化措施等内容。评价标准模型或产品原型的制作质量和工艺水平（40分）。测试的全面性和准确性（30分）。优化措施的有效性和可行性（20分）。测试报告的语言表达和格式规范（10分）。10.模型优化与改进报告作业背景模型优化与改进是提高模型或产品原型性能和质量的关键环节。为了培养学生的优化意识，特布置此模型优化与改进报告作业。作业要求对制作的模型或产品原型进行测试后，分析测试结果，指出存在的问题和不足。提出具体的优化和改进措施，对模型或产品原型进行优化和改进。详细描述优化和改进的过程和方法，包括材料选择、工艺改进、功能增强等方面。