2019版 豫科版 高中通-用技术 选择性必修11 产品三维设计与制造《第二章 三维打印原理》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11产品三维设计与制造《第二章三维打印原理》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《产品三维设计与制造》的第二章《三维打印原理》详细介绍了三维打印技术的发展历程、技术原理、工艺过程及设备分类，以及三维打印机的结构与操作。这一章内容不仅涵盖了三维打印技术的理论基础，还涉及了实际操作技能的培养，旨在通过理论学习与实践操作相结合，使学生全面掌握三维打印技术的核心知识和应用能力。具体来说，第一节“三维打印技术的发展历程”让学生了解三维打印技术的起源、重要技术节点以及未来发展趋势，培养学生对新技术的敏感性和前瞻性思维。第二节“三维打印技术原理”则深入解析了三维打印技术的工作流程和几种常见的三维打印技术，如熔融沉积成型（FDM）、光固化成型（SLA）等，帮助学生理解三维打印技术的核心机制和不同技术的优缺点。第三节“三维打印的工艺过程和设备分类”进一步阐述了三维打印的工艺过程，包括前处理、分层叠层成形和后处理三个阶段，并介绍了不同种类的三维打印机及其应用领域，增强学生对三维打印技术的全面认识。第四节“三维打印机的结构与操作”则侧重于三维打印机的硬件结构和实际操作步骤，通过理论学习与实践操作相结合，提升学生的物化能力。（二）单元内容分析本单元内容紧密围绕三维打印技术的核心要素展开，从发展历程到技术原理，再到工艺过程和设备分类，最后到结构与操作，形成了一个完整的知识体系。这一知识体系不仅涵盖了三维打印技术的理论基础，还强调了实践操作的重要性，旨在通过系统的学习，使学生具备三维打印技术的全面应用能力。三维打印技术的发展历程：本节内容通过分析三维打印技术的起源、重要技术节点和未来发展趋势，帮助学生建立对三维打印技术的宏观认识，理解其在现代制造业中的重要地位和作用。三维打印技术原理：本节内容深入解析了三维打印技术的工作流程和几种常见的三维打印技术，帮助学生掌握三维打印技术的核心机制，理解不同技术的优缺点和适用范围。三维打印的工艺过程和设备分类：本节内容阐述了三维打印的工艺过程，包括前处理、分层叠层成形和后处理三个阶段，并介绍了不同种类的三维打印机及其应用领域。通过本节学习，学生能够全面了解三维打印技术的工艺流程和设备特性。三维打印机的结构与操作：本节内容侧重于三维打印机的硬件结构和实际操作步骤，通过理论学习与实践操作相结合，提升学生的物化能力，使其能够熟练操作三维打印机，完成三维打印任务。（三）单元内容整合本单元内容整合以三维打印技术的核心要素为主线，将发展历程、技术原理、工艺过程和设备分类、结构与操作等知识点有机串联起来，形成一个完整的知识体系。在教学过程中，应注重理论与实践相结合，通过案例分析、实践操作等方式，加深学生对三维打印技术的理解和应用能力。具体整合思路如下：引入阶段：通过介绍三维打印技术的起源和发展历程，激发学生对新技术的兴趣和好奇心，为后续学习奠定良好基础。理论讲授阶段：系统讲解三维打印技术的工作原理、工艺流程和设备分类，通过图表、动画等多媒体手段帮助学生理解复杂的技术概念。实践操作阶段：组织学生进行三维打印机的实际操作练习，通过亲身体验加深对三维打印技术的理解和应用能力。引导学生分析不同技术的优缺点和适用范围，培养其综合分析和决策能力。总结提升阶段：对本单元学习内容进行总结回顾，梳理知识点之间的联系和区别。引导学生探讨三维打印技术在未来制造业中的应用前景和发展趋势，培养其前瞻性思维和创新意识。通过以上整合思路的实施，本单元教学将全面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核心素养目标。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）技术意识技术意识是指对技术现象及技术问题的感知与体悟，以及对技术规范和标准的理解与遵循。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：感知技术现象：通过介绍三维打印技术的起源、发展历程和应用案例，让学生感知到三维打印技术在现代制造业中的重要地位和作用，激发其对技术的兴趣和好奇心。理解技术规范：在讲解三维打印技术的工作流程和工艺过程时，强调技术规范和标准的重要性，引导学生树立规范意识，遵守技术操作规范和安全规范。体悟技术问题：通过分析三维打印技术在实际应用中遇到的问题和挑战，引导学生体悟技术问题的复杂性和多样性，培养其分析问题和解决问题的能力。（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，强调对技术问题的系统分析、综合优化和决策能力。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：系统分析：在讲解三维打印技术的工艺流程时，引导学生从系统角度分析各个环节之间的联系和相互作用，理解整个工艺流程的复杂性和系统性。比较权衡：在讲解不同种类的三维打印机及其应用领域时，引导学生比较不同技术的优缺点和适用范围，学会在多种技术方案中进行权衡和选择。综合优化：在实践操作环节中，引导学生对三维打印任务进行综合优化，考虑材料选择、工艺参数设置、成本控制等因素，提升其综合优化能力。（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，强调创新思维和创造力的培养。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：激发创新思维：通过介绍三维打印技术在不同领域的应用案例，激发学生的创新思维和创造力，鼓励其提出新颖的设计方案和解决思路。培养设计能力：在讲解三维打印技术的工作流程和工艺过程时，注重培养学生的设计能力，包括设计思路的拓展、设计方案的制定和优化等。实践创新设计：在实践操作环节中，引导学生运用所学知识进行创新设计实践，如设计并制作具有独特功能的三维打印作品等。（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，强调技术图样的绘制和解读能力。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：掌握图样绘制技能：通过讲解技术图样的基本知识和绘制方法，引导学生掌握图样绘制技能，包括二维图样的绘制和三维模型的建立等。解读技术图样：在讲解三维打印技术的工艺流程和设备分类时，引导学生解读相关的技术图样和模型文件，理解其含义和用途。运用图样表达：在实践操作环节中，引导学生运用图样表达设计思路和方案，如绘制三维打印作品的设计图样和模型文件等。（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，强调动手实践能力和问题解决能力的培养。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：掌握物化技能：通过讲解三维打印机的结构和操作方法，引导学生掌握三维打印的基本技能和操作方法，包括模型文件的导入、打印参数的设置、打印过程的监控等。动手实践操作：在实践操作环节中，组织学生进行三维打印实践操作练习，通过亲身体验加深对三维打印技术的理解和应用能力。问题解决能力培养：在实践操作过程中，引导学生分析并解决遇到的问题和挑战，如打印质量不佳、材料选择不当等，培养其问题解决能力和动手实践能力。通过以上核心素养目标在本单元教学中的具体分解和实施，旨在全面提升学生的技术素养和综合能力，为其未来的学习和职业发展奠定坚实基础。三、学情分析（一）已知内容分析高中学生在进入选择性必修11《产品三维设计与制造》的学习之前，已经完成了必修课程《技术与设计1》和《技术与设计2》的学习，具备了一定的技术素养和基础知识。在《技术与设计1》中，学生掌握了技术设计的一般过程，包括发现与明确问题、制订设计方案、制作模型或原型、优化设计方案等环节，并学会了使用常见的手工工具和数字化加工设备。在《技术与设计2》中，学生进一步学习了结构、流程、系统、控制等基本概念，以及相应的设计原理和方法，提升了技术与工程思维的能力。通过日常生活中的观察和体验，学生对三维打印技术已有一定的感性认识和兴趣。许多学生可能已经在科技馆、博物馆或网络上接触过三维打印的实物和演示，对三维打印的基本原理和应用领域有初步的了解。这些已知内容为学生进一步学习三维打印原理和技术奠定了良好的基础。（二）新知内容分析本单元的教学内容是三维打印原理及其相关技术，主要包括三维打印技术的发展历程、技术原理、工艺过程和设备分类，以及三维打印机的结构与操作。具体来说，学生需要掌握以下几个方面的新知内容：三维打印技术的发展历程：了解三维打印技术的起源、发展过程和重要技术突破，以及三维打印技术在不同领域的应用现状和未来发展趋势。三维打印技术原理：掌握三维打印技术的基本工作流程，包括三维模型的构建、切片处理、分层打印和后处理等步骤，理解三维打印技术如何实现将数字模型转化为实体物体的过程。几种常见的三维打印技术：了解熔融沉积成型（FDM）、光固化成型（SLA）、三维粉末黏合成型（3DP）和选择性激光烧结成型（SLS）等几种主流三维打印技术的原理、特点和应用领域。三维打印的工艺过程和设备分类：掌握三维打印的工艺过程，包括前处理、分层叠层成形和后处理三个阶段，了解不同三维打印机的种类、特点和适用范围。三维打印机的结构与操作：熟悉三维打印机的基本结构，包括打印头、平台、传动系统、控制系统等部分，学会正确操作三维打印机，包括模型加载、参数设置、打印监控和后期处理等步骤。这些新知内容不仅要求学生掌握三维打印技术的理论知识，还要求学生具备一定的实践操作能力，能够独立完成三维模型的设计、切片处理和打印输出等任务。（三）学生学习能力分析高中学生在学习三维打印原理时，已经具备了一定的技术素养和基础知识，具备了一定的学习能力和实践经验。具体来说，学生的学习能力表现在以下几个方面：抽象思维能力：高中生已经具备较强的抽象思维能力，能够理解三维打印技术中的复杂概念和原理，如三维模型的构建、切片处理、分层打印等过程。动手实践能力：通过必修课程的学习，学生已经掌握了一定的手工工具和数字化加工设备的操作技能，具备一定的动手实践能力，能够独立完成三维打印模型的设计、切片处理和打印输出等任务。信息技术应用能力：高中生已经具备一定的信息技术应用能力，能够熟练使用计算机和常用软件，如CAD设计软件、三维建模软件等，为三维打印技术的学习提供了有力的支持。自主学习能力：高中生已经具备较强的自主学习能力，能够通过查阅资料、观看视频等方式自主学习三维打印技术的相关知识和技能，不断提升自己的技术素养和实践能力。学生在学习三维打印原理时也可能面临一些挑战和困难，如三维打印技术的复杂性和多样性、实践操作的难度和风险等。教师需要根据学生的学习能力和实际情况，采取有效的教学方法和策略，帮助学生克服学习障碍，提高学习效果。（四）学习障碍突破策略针对学生在学习三维打印原理时可能面临的学习障碍，教师可以采取以下策略进行突破：分解复杂概念：将三维打印技术中的复杂概念和原理进行分解和细化，通过具体案例和实物演示等方式帮助学生理解和掌握。例如，在讲解三维模型的构建过程时，可以通过展示一个具体的三维模型设计案例，让学生逐步了解模型的设计思路、构建方法和技巧。强化实践操作：通过实践操作的方式帮助学生掌握三维打印技术的相关技能和方法。教师可以组织学生进行三维建模、切片处理和打印输出等实践操作活动，让学生在实践中不断提升自己的技能水平和实践能力。教师还可以提供必要的指导和支持，帮助学生解决实践过程中遇到的问题和困难。利用多媒体资源：利用多媒体资源如视频、动画、图片等帮助学生更好地理解和掌握三维打印技术的相关知识和技能。这些多媒体资源可以生动形象地展示三维打印技术的原理、过程和应用领域等方面的内容，激发学生的学习兴趣和积极性。组织合作学习：通过组织学生进行小组合作学习的方式促进学生之间的交流和互动。在小组合作学习中，学生可以共同完成任务、分享经验和解决问题，提高学习效果和学习兴趣。教师还可以为学生提供必要的指导和支持，促进小组合作的顺利进行。加强安全教育：在进行三维打印实践操作时，教师需要加强安全教育和管理，确保学生的安全。教师可以向学生讲解三维打印设备的操作规程和安全注意事项等方面的内容，要求学生严格遵守相关规定和操作要求。教师还需要定期检查和维护三维打印设备的安全性能和使用状况，确保设备的正常运行和学生的安全使用。针对学生在学习三维打印原理时可能面临的学习障碍和挑战，教师可以采取多种策略进行突破和帮助。通过分解复杂概念、强化实践操作、利用多媒体资源、组织合作学习和加强安全教育等方式，教师可以帮助学生更好地理解和掌握三维打印技术的相关知识和技能，提高学习效果和实践能力。四、大主题或大概念设计本大单元以大主题“三维打印技术探索与实践”为核心，旨在通过一系列精心设计的教学活动，引导学生深入理解三维打印技术的原理、发展历程、应用领域及未来趋势，掌握三维打印的工艺流程和设备操作，并通过实际动手实践，培养学生在技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的核心素养。五、大单元目标叙写根据《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，设定以下目标：（一）技术意识学生能够理解三维打印技术的基本原理、发展历程及其在各个领域的应用，形成对三维打印技术的全面认识。学生能够分析三维打印技术对社会、经济、环境等方面的影响，形成理性的技术评价和使用意识。学生能够关注三维打印技术的最新发展动态，形成持续学习和探索新技术的兴趣。（二）工程思维学生能够运用系统思维分析三维打印技术的工艺流程，理解各环节之间的逻辑关系和相互影响。学生能够根据实际需求，选择合适的三维打印技术和设备，制定合理的技术实施方案。学生能够通过模拟和简易建模等方法，对三维打印项目进行优化设计，提高工程实践能力。（三）创新设计学生能够根据创意和需求，设计具有创新性的三维打印项目，运用三维设计软件完成模型构建。学生能够结合多种材料和工艺，探索三维打印的创新应用，提出并实施具有实用价值的设计方案。学生能够在设计过程中，运用创造性思维，解决三维打印中遇到的实际问题，提升设计创新能力。（四）图样表达学生能够熟练使用三维设计软件，绘制准确、清晰的三维模型图样，表达设计思想。学生能够理解并识读三维打印的切片文件和其他相关技术图样，掌握图样表达的基本规范。学生能够通过图样表达，与他人有效沟通设计方案，促进团队协作和创新。（五）物化能力学生能够掌握三维打印机的操作方法，独立完成三维打印项目的切片、打印和后处理等环节。学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工艺参数，实现三维打印项目的精准物化。学生能够在物化过程中，关注产品质量和效率，形成严谨细致、精益求精的工作态度。六、大单元教学重点三维打印技术的基本原理和工艺流程：通过理论讲授和实践操作，使学生深入理解三维打印技术的工作原理、工艺流程和设备操作，为后续的创新设计和物化实践打下坚实基础。三维设计软件的应用与模型构建：通过案例教学和项目实践，使学生熟练掌握三维设计软件的操作方法，能够独立完成三维模型的构建和优化，提高图样表达能力。创新设计与物化实践：鼓励学生结合实际需求和个人兴趣，开展创新性的三维打印项目设计，并通过实践操作将设计方案物化为实际产品，提升创新设计和物化能力。七、大单元教学难点三维打印技术的复杂性和多样性：三维打印技术涉及多个学科领域的知识和技能，学生需要综合运用机械、电子、计算机等多个学科的知识来解决实际问题，这对学生的跨学科整合能力和综合素质提出了较高要求。三维设计软件的学习与应用：三维设计软件操作复杂，功能多样，学生需要花费大量时间和精力来学习和掌握。软件更新速度快，学生需要不断学习新知识、新技能以适应技术发展的需求。创新设计与物化实践的结合：创新设计需要充分发挥学生的想象力和创造力，而物化实践则需要学生具备扎实的专业知识和操作技能。如何将两者有效结合，实现创新设计与物化实践的良性互动，是本单元教学的难点之一。针对以上教学难点，本单元将采取以下措施加以突破：加强跨学科整合：通过组织跨学科的教学活动，引导学生综合运用多学科知识来解决三维打印中的实际问题，培养学生的跨学科整合能力。分层次、分阶段教学：根据学生的学习进度和能力水平，分层次、分阶段开展三维设计软件的教学和实践活动，确保每位学生都能掌握必要的操作技能和设计方法。强化创新设计与物化实践的结合：通过项目式学习、案例分析等方式，引导学生将创新设计与物化实践紧密结合，鼓励学生从实际需求出发，开展具有实用价值的三维打印项目设计与实践。加强对学生设计思路和物化过程的指导与点评，帮助学生不断完善设计方案和提高物化质量。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，以及2019版豫科版高中通用技术选择性必修11《产品三维设计与制造》第二章《三维打印原理》的教学内容，本大单元的整体教学思路将围绕通用技术的核心素养目标展开，具体包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力五个方面。（一）技术意识理解三维打印技术的历史背景与现实意义：学生能够了解三维打印技术的起源、发展历程以及在现代制造业中的应用，认识到三维打印技术对生产方式、生活方式乃至社会经济发展的重要影响。通过案例分析，学生能够辨析三维打印技术的优势与局限性，形成对三维打印技术的理性认识和评价。形成对三维打印技术的积极态度：激发学生对三维打印技术的兴趣和好奇心，培养学生主动探索新技术、新方法的意识和习惯。通过实践活动，学生能够体验三维打印技术的魅力，形成亲近技术、乐于创新的情感态度。树立技术伦理与责任意识：在学习三维打印技术的过程中，学生能够关注技术应用中的伦理问题，如版权保护、知识产权等，形成正确的技术伦理观。学生能够认识到三维打印技术在环境保护、可持续发展等方面的重要作用，树立社会责任感。（二）工程思维培养系统分析与综合决策的能力：学生能够运用系统分析的方法，理解三维打印技术的各个环节及其相互关系，如模型设计、切片处理、打印成型等。在面对实际问题时，学生能够综合考虑多种因素，如材料选择、打印精度、成本效益等，进行科学的决策和优化。增强工程建模与仿真的能力：通过三维设计软件的学习和实践，学生能够掌握基本的建模技能，将设计构想转化为三维数字模型。学生能够利用仿真软件对三维模型进行性能测试和优化，提高设计的可靠性和可行性。形成严谨细致的工作态度：在三维打印技术的实践过程中，学生能够养成严谨细致的工作习惯，注重每一个细节的处理，确保打印成品的质量。学生能够认识到工程实践中的复杂性和不确定性，学会在实践中不断反思和改进。（三）创新设计激发创新设计的灵感：通过案例分析、头脑风暴等活动，学生能够拓展思维视野，激发创新设计的灵感。学生能够关注生活中的实际问题，运用三维打印技术进行创新性设计，提出具有实用价值的解决方案。掌握创新设计的方法：学生能够学习并掌握多种创新设计的方法，如逆向工程、参数化设计等，提高设计效率和创新能力。在设计过程中，学生能够灵活运用所学知识，进行多方案比较和优化，选择最佳设计方案。培养团队协作与沟通能力：在创新设计项目中，学生能够与他人进行有效的沟通和协作，共同解决问题，完成设计任务。学生能够学会倾听他人的意见和建议，尊重他人的劳动成果，形成良好的团队协作氛围。（四）图样表达提高图样识读与绘制的能力：学生能够识读和理解常见的三维设计图样和技术文件，如STL文件、Gcode文件等。通过实践训练，学生能够掌握基本的手绘和计算机辅助绘图技能，准确表达设计构想。增强技术语言的应用能力：学生能够运用规范的技术语言进行交流和表达，如尺寸标注、公差配合、材料说明等。在设计过程中，学生能够合理运用技术语言进行方案说明、问题讨论和成果展示。培养空间想象与造型能力：通过三维设计软件的学习和实践，学生能够增强空间想象能力，理解三维空间中的几何关系和结构特征。学生能够运用所学知识进行造型设计，创造出具有独特性和实用性的三维作品。（五）物化能力掌握三维打印设备的操作技能：学生能够熟悉三维打印设备的结构和工作原理，掌握设备的操作方法和日常维护技能。在实践过程中，学生能够独立完成设备的调试、校准和打印任务，确保设备的正常运行和打印质量。提高模型制作与装配的能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工艺进行模型制作，掌握基本的加工和装配技能。在模型制作过程中，学生能够注重细节处理和质量控制，确保模型的精度和美观度。增强问题解决与创新能力：面对三维打印过程中出现的问题和困难，学生能够运用所学知识进行问题分析和解决，提高解决问题的能力。学生能够在实践中不断探索和创新，提出改进和优化方案，提高三维打印技术的应用水平。教学内容与活动设计第一节三维打印技术的发展历程教学内容：三维打印技术的产生背景与起源。三维打印技术的发展历程与重要技术突破。三维打印技术的现状与未来发展趋势。教学活动：观看三维打印技术发展历程的视频资料，了解技术起源与发展脉络。小组讨论：三维打印技术对人类生产、生活方式的影响。收集并展示三维打印技术在不同领域的应用案例，分析技术的优势与局限性。第二节三维打印技术原理教学内容：三维打印技术的基本工作原理。三维打印技术的工艺流程与关键环节。教学活动：演示三维打印设备的工作过程，讲解技术原理。动手实践：使用三维设计软件设计简单模型，并进行切片处理和打印预览。小组讨论：分析三维打印技术在不同材料、不同精度要求下的应用特点。第三节三维打印的工艺过程和设备分类教学内容：三维打印的工艺过程及其关键环节。三维打印机的种类及其特点。教学活动：观看三维打印工艺过程的视频资料，了解各个环节的操作要点。实地考察或在线参观不同种类的三维打印机，了解其结构和工作原理。小组讨论：分析不同种类三维打印机的优缺点及适用范围。第四节三维打印机的结构与操作教学内容：三维打印机的结构组成及其功能。三维打印机的操作方法与维护技能。教学活动：动手拆解和组装三维打印机模型，了解其结构组成和工作原理。实践操作：在教师的指导下，独立完成三维打印机的调试、校准和打印任务。小组讨论：分享操作经验和心得体会，探讨如何提高打印质量和效率。学业评价设计评价原则全面性原则：评价应涵盖技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力五个方面，全面反映学生的学科核心素养水平。过程性原则：评价应关注学生的学习过程，包括学习态度、学习方法、学习成果等方面，体现过程性评价的特点。多样性原则：评价应采用多种方式和手段，如作品展示、小组讨论、实践操作、书面测试等，体现评价方式的多样性。评价内容与方法技术意识：评价内容：学生对三维打印技术的理解程度、态度倾向和伦理责任意识。评价方法：通过观察学生的课堂表现、小组讨论发言、作品展示等方式进行评价。工程思维：评价内容：学生的系统分析能力、工程建模与仿真能力、工作态度等。评价方法：通过项目设计、模型制作、仿真测试等活动进行评价，重点关注学生的设计方案、模型精度和问题解决能力。创新设计：评价内容：学生的创新设计灵感、方法掌握情况和团队协作与沟通能力。评价方法：通过创新设计项目、头脑风暴、作品展示等方式进行评价，重点关注学生的设计创意、方案可行性和团队协作效果。图样表达：评价内容：学生的图样识读与绘制能力、技术语言应用能力和空间想象与造型能力。评价方法：通过图样识读测试、手绘和计算机辅助绘图作业、作品展示等方式进行评价，重点关注学生的图样表达准确性和规范性。物化能力：评价内容：学生的三维打印设备操作技能、模型制作与装配能力、问题解决与创新能力。评价方法：通过设备操作考核、模型制作任务、问题解决案例分析等方式进行评价，重点关注学生的操作技能熟练度、模型质量和创新能力。教学反思与改进在教学实施过程中，教师应不断反思和改进教学方法和手段，以适应学生的学习需求和兴趣特点。具体反思与改进方向包括：加强理论与实践的结合：在教学过程中，应注重将理论知识与实践操作相结合，让学生在实践中加深对理论知识的理解和应用。丰富教学资源与手段：充分利用多媒体教学资源、网络资源和实践基地等资源，丰富教学手段和方法，提高教学效果。关注学生的个体差异：针对不同学生的学习基础和兴趣特点，采用差异化教学策略，满足不同学生的学习需求。强化团队协作与沟通能力培养：通过小组合作学习、项目式学习等方式，强化学生的团队协作与沟通能力培养，提高学生的综合素质。通过以上教学思路的实施，旨在全面提高学生的通用技术学科核心素养水平，培养学生的创新精神和实践能力，为学生未来的学习和职业发展奠定坚实基础。九、学业评价一、教学目标结合《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》和本次教学内容《第二章三维打印原理》的特点，本节课的教学目标设定如下：技术意识：学生能够了解三维打印技术的产生、发展历程及其对社会生产和生活的影响，形成对三维打印技术的积极态度和使用意识。工程思维：学生能够理解三维打印技术的基本原理和工作流程，运用系统分析的方法，初步掌握三维打印技术在实际应用中的基本思想和方法。创新设计：学生能够基于三维打印技术，进行简单的创新设计，提出具有创意的三维打印产品构想，并尝试进行初步的设计实现。图样表达：学生能够识读和绘制与三维打印相关的技术图样，运用二维、三维设计软件表达设计构想，进行技术交流。物化能力：学生能够掌握三维打印机的基本操作，根据设计图样进行三维模型的打印，完成从设计到实物的转化过程。二、学习目标了解三维打印技术的产生背景、发展历程及未来趋势。理解三维打印技术的基本原理和工作流程。认识几种常见的三维打印技术及其应用领域和技术限制。掌握三维打印工艺过程，了解三维打印机的种类及其结构特点。学会使用三维设计软件绘制三维模型，并能将设计模型转化为可打印的文件格式。掌握三维打印机的基本操作方法，能独立完成三维模型的打印过程。能够基于三维打印技术进行简单的创新设计，提出具有实际应用价值的产品构想。三、评价目标设定（一）技术意识评价内容：学生对三维打印技术基本知识的了解程度，包括三维打印技术的定义、产生背景、发展历程、应用领域等。评价标准：能够准确描述三维打印技术的基本概念。能够列举出三维打印技术在不同领域的应用实例。能够分析三维打印技术对社会生产和生活方式的影响。评价方式：课堂提问与讨论：通过提问检查学生对三维打印技术基本知识的了解。案例分析：让学生分析具体案例，探讨三维打印技术的应用价值。（二）工程思维评价内容：学生对三维打印技术原理和工作流程的理解程度，以及运用系统分析方法解决问题的能力。评价标准：能够准确描述三维打印技术的工作原理和流程。能够分析不同三维打印技术的优缺点，并选择合适的技术进行应用。能够运用系统分析的方法，解决三维打印过程中遇到的问题。评价方式：项目实践：让学生参与三维打印项目实践，观察并记录三维打印过程，分析并解决问题。小组讨论：组织小组讨论，分享对三维打印技术原理和工作流程的理解，以及在实际应用中的经验。（三）创新设计评价内容：学生的创新思维和设计能力，包括提出具有创意的三维打印产品构想，并尝试进行初步的设计实现。评价标准：能够提出具有创意的三维打印产品构想，具有一定的实用性和可行性。能够运用三维设计软件绘制出初步的设计图样，表达清晰、准确。能够根据设计图样进行三维模型的打印，实现从设计到实物的转化。评价方式：创意设计比赛：组织学生进行三维打印产品创意设计比赛，评选出优秀的设计作品。设计报告：要求学生提交设计报告，包括设计构想、设计图样、打印过程及成品展示等内容。（四）图样表达评价内容：学生的图样表达能力，包括识读和绘制与三维打印相关的技术图样，运用二维、三维设计软件表达设计构想的能力。评价标准：能够准确识读常见的三维打印技术图样，理解其表达的内容。能够熟练运用二维、三维设计软件绘制三维模型，表达清晰、准确。能够通过图样表达与他人进行技术交流，清晰传达设计构想。评价方式：图样识读测试：提供一系列三维打印技术图样，要求学生进行识读并解释其含义。设计软件操作考核：通过实际操作考核，检查学生运用二维、三维设计软件的能力。设计交流展示：组织学生进行设计交流展示，通过图样表达介绍自己的设计构想。（五）物化能力评价内容：学生的物化能力，包括掌握三维打印机的基本操作方法，根据设计图样进行三维模型的打印，以及从设计到实物转化的能力。评价标准：能够熟练掌握三维打印机的基本操作方法，包括软件设置、材料装载、打印参数调整等。能够根据设计图样成功打印出三维模型，成品质量符合设计要求。能够在打印过程中遇到问题时，及时进行调整和解决，确保打印顺利进行。评价方式：实操考核：通过实操考核，检查学生掌握三维打印机基本操作的能力。成品展示与评价：展示学生打印的三维模型成品，根据设计要求进行质量评价。问题解决能力考核：在打印过程中设置一些常见问题，考查学生解决问题的能力。四、评价实施（一）课堂评价与反馈课堂提问与讨论：在教学过程中，通过提问和讨论的方式，及时了解学生对知识点的掌握情况，并给予针对性的反馈和指导。课堂观察：观察学生在课堂上的表现，包括参与度、专注度、合作能力等，作为评价学生综合能力的参考。即时反馈：对学生在课堂上的表现给予即时反馈，鼓励学生的积极表现，指出需要改进的地方。（二）项目实践与作品评价项目实践：组织学生参与三维打印项目实践，通过实际操作加深对三维打印技术的理解和应用。作品评价：对学生完成的三维打印作品进行评价，包括设计创意、图样表达、成品质量等方面。评价可以采用自评、互评和教师评价相结合的方式。设计报告：要求学生提交设计报告，包括设计构想、设计图样、打印过程及成品展示等内容。通过设计报告评价学生的设计思路、创新能力和物化能力。（三）综合评价与反思综合评价：结合课堂表现、项目实践和作品评价等方面，对学生进行综合评价。评价应注重学生的全面发展，不仅关注知识技能的掌握情况，还要关注学生的创新思维、实践能力和情感态度等方面。教学反思：在教学过程中不断反思和总结，根据学生的实际情况和教学反馈调整教学策略和方法，提高教学质量和效果。五、评价案例案例一：三维打印技术知识竞赛评价目标：检查学生对三维打印技术基本知识的了解程度。评价方式：组织学生进行三维打印技术知识竞赛，竞赛内容包括三维打印技术的定义、产生背景、发展历程、应用领域等。通过竞赛的形式激发学生的学习兴趣和积极性，同时检验学生的学习效果。评价过程：准备竞赛题目：根据教学目标和学习目标，准备一系列与三维打印技术相关的竞赛题目。组织竞赛活动：在课堂上组织学生进行知识竞赛，可以采用抢答、必答等形式。评选与奖励：根据学生的答题情况评选出优胜者，并给予相应的奖励和表扬。评价效果：通过知识竞赛的方式，有效检查了学生对三维打印技术基本知识的掌握情况，激发了学生的学习兴趣和积极性。通过竞赛的形式培养了学生的竞争意识和团队协作能力。案例二：三维打印创意设计比赛评价目标：检查学生的创新思维和设计能力。评价方式：组织学生进行三维打印创意设计比赛，要求学生提出具有创意的三维打印产品构想，并尝试进行初步的设计实现。通过比赛的形式激发学生的创新思维和设计热情，同时检验学生的设计能力和物化能力。评价过程：确定比赛主题和要求：根据教学内容和学习目标，确定比赛的主题和要求，如设计一款具有实用价值的三维打印产品。学生准备作品：学生根据比赛主题和要求进行创意设计，绘制设计图样，并尝试进行三维模型的打印。作品展示与评价：组织学生展示自己的作品，包括设计构想、设计图样、打印过程及成品展示等内容。采用自评、互评和教师评价相结合的方式对作品进行评价。评价效果：通过创意设计比赛的方式，有效激发了学生的创新思维和设计热情，培养了学生的设计能力和物化能力。通过作品展示和评价的过程，增强了学生的自信心和表达能力。十、大单元实施思路及教学结构图1.实施思路本次大单元教学以《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，选取2019版豫科版高中通用技术选择性必修11《产品三维设计与制造》第二章《三维打印原理》作为教学内容。通过本单元的学习，旨在使学生了解三维打印技术的发展历程、技术原理、工艺过程及设备操作，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。具体实施思路如下：导入阶段：通过展示三维打印技术的实际应用案例，激发学生的学习兴趣和好奇心，引导学生认识到三维打印技术在现代制造业和日常生活中的应用价值。理论讲解：详细介绍三维打印技术的发展历程、技术原理、工作流程及常见技术类型，帮助学生建立对三维打印技术的全面认识。实践操作：组织学生进行三维打印机的实际操作，通过亲手操作三维打印机，体验三维打印技术的魅力，培养学生的物化能力。项目设计：引导学生结合所学知识，设计并完成一个简单的三维打印项目，从需求分析、设计建模到打印成型，全程参与，提升学生的创新设计和图样表达能力。总结评价：对学生的学习成果进行展示和评价，强调技术意识、工程思维在三维打印技术中的重要性，鼓励学生将所学知识应用于实际生活中。2.教学目标设定（一）技术意识学生能够认识到三维打印技术在现代制造业和日常生活中的应用价值，形成对三维打印技术的积极态度和使用意识。学生能够关注三维打印技术的发展动态，理解其对社会、经济、环境的影响。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，理解三维打印技术的工作流程和工艺过程，形成初步的工程思维。学生能够针对具体项目，运用三维打印技术进行简单的系统设计和优化。（三）创新设计学生能够结合实际需求，运用三维设计软件进行创新设计，提出具有创意的三维打印项目方案。学生能够在设计过程中，考虑材料、结构、工艺等因素，进行多方案比较和优化。（四）图样表达学生能够熟练使用三维设计软件，绘制符合规范的三维模型图样，准确表达设计意图。学生能够通过图样展示和交流设计思想，提高图样表达能力。（五）物化能力学生能够熟练操作三维打印机，完成三维打印项目的物化过程，具备解决实际问题的能力。学生能够在操作过程中，关注质量、效率、安全等问题，形成严谨细致的工作态度。3.教学结构图三维打印原理大单元教学|+++|||三维打印技术发展历程三维打印技术原理三维打印工艺与设备|||产生与现状工作流程工艺过程|||未来发展常见技术类型设备分类与操作|+++||三维打印项目设计与实施三维打印技术综合应用||需求分析与建模技术评价与优化|项目成果展示与评价4.具体教学实施步骤第一步：导入新课（1课时）活动设计：展示三维打印技术的实际应用案例，如个性化定制产品、医疗辅助器具、教育模型等，引导学生讨论三维打印技术的优势和潜在应用领域。教师讲解：介绍三维打印技术的基本概念和发展背景，激发学生的学习兴趣和好奇心。学生活动：分组讨论三维打印技术在日常生活中的应用，每组选派代表分享观点。第二步：三维打印技术发展历程（1课时）教师讲解：详细介绍三维打印技术的产生背景、发展历程及未来发展趋势。学生活动：通过网络资源搜索三维打印技术发展历程中的重要事件和技术突破，制作时间线图表。案例分析：分析三维打印技术在不同领域的应用案例，理解其对制造业和日常生活的影响。第三步：三维打印技术原理（2课时）教师讲解：介绍三维打印技术的工作原理，包括离散、堆积原理及常见技术类型（如FDM、SLA、SLS等）。视频演示：播放三维打印技术工作原理的视频，帮助学生直观理解。学生活动：分组讨论不同三维打印技术的优缺点，制作比较表格。第四步：三维打印工艺过程与设备分类（2课时）教师讲解：介绍三维打印的工艺过程，包括前处理、分层叠层成形和后处理三个阶段。实操演示：展示三维打印机的结构和操作过程，强调安全注意事项。学生活动：分组参观三维打印实验室，了解不同种类三维打印机的特点和适用范围。案例分析：分析三维打印技术在具体项目中的应用案例，理解工艺过程对打印质量的影响。第五步：三维打印项目设计与实施（4课时）需求分析：引导学生结合生活实际，提出一个具有创新性的三维打印项目需求。建模设计：指导学生使用三维设计软件（如SolidWorks、AutoCAD等）进行项目建模，强调图样表达的准确性和规范性。打印准备：讲解三维打印前的准备工作，包括模型优化、切片设置等。实操打印：组织学生分组进行三维打印操作，监控打印过程，解决打印过程中出现的问题。后处理与优化：讲解三维打印后处理步骤，如去除支撑结构、打磨、上色等，优化打印成品质量。第六步：三维打印技术综合应用与评价（2课时）项目展示：组织学生进行项目成果展示，分享设计思路、打印过程及遇到的问题与解决方案。技术评价：引导学生从技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面对项目进行评价。总结反思：教师总结本次大单元教学的重点难点，鼓励学生提出反馈意见，为后续教学提供改进方向。拓展延伸：介绍三维打印技术在其他领域的应用前景，如航空航天、生物医学等，激发学生进一步探索的兴趣。通过以上教学实施步骤，学生将全面了解三维打印技术的发展历程、技术原理、工艺过程及设备操作，同时在实际项目中提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。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）》和本次大单元教学的内容，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三维打印技术在现代制造业和日常生活中的应用价值，形成对三维打印技术的积极态度和使用意识。学生能够关注三维打印技术的发展动态，理解其对社会、经济、环境的影响，形成正确的技术价值观。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，理解三维打印技术的工作流程和工艺过程，形成初步的工程思维。学生能够针对具体项目，运用三维打印技术进行简单的系统设计和优化。（三）创新设计学生能够结合实际需求，运用三维设计软件进行创新设计，提出具有创意的三维打印项目方案。学生能够在设计过程中，考虑材料、结构、工艺等因素，进行多方案比较和优化。（四）图样表达学生能够熟练使用三维设计软件，绘制符合规范的三维模型图样，准确表达设计意图。学生能够通过图样展示和交流设计思想，提高图样表达能力。（五）物化能力学生能够熟练操作三维打印机，完成三维打印项目的物化过程，具备解决实际问题的能力。学生能够在操作过程中，关注质量、效率、安全等问题，形成严谨细致的工作态度。大情境与大任务设计一、大情境设计在科技日新月异的今天，三维打印技术作为一种增材制造技术，正在逐渐改变我们的生产和生活方式。从医疗辅助器具到航空航天零件，从建筑设计模型到个性化创意产品，三维打印技术的应用领域日益广泛。为了让学生更好地理解三维打印技术的原理、工艺、设备及其在现代制造业中的重要作用，我们创设以下大情境：情境名称：“未来智造：探索三维打印技术的无限可能”情境描述：在一个充满创意与科技的未来世界里，三维打印技术已经成为推动制造业转型升级的重要力量。学生们将扮演未来智造公司的设计师和工程师，负责设计并打印出满足市场需求的创新产品。通过团队合作，他们将深入研究三维打印技术的发展历程、技术原理、工艺过程及设备操作，最终制作出具有创意和实用性的三维打印作品，参加“未来智造创新产品展”。二、大任务设计在大情境下，我们设计了一系列由易到难、循序渐进的任务，旨在帮助学生全面了解和掌握三维打印技术的相关知识和技能。（一）任务一：三维打印技术探索之旅任务目标：了解三维打印技术的发展历程、基本原理、应用领域及未来发展趋势。激发学生对三维打印技术的兴趣和好奇心。活动内容：组织学生观看三维打印技术的相关视频和资料，了解其发展历程和基本原理。邀请三维打印领域的专家或企业代表来校进行讲座和交流，分享三维打印技术的最新应用和未来发展。引导学生分组收集三维打印技术在不同领域的应用案例，并制作成PPT进行展示和分享。评价要点：学生对三维打印技术发展历程的掌握程度。学生对三维打印技术基本原理的理解深度。学生展示的三维打印技术应用案例的丰富性和创新性。（二）任务二：三维设计软件初体验任务目标：掌握一款三维设计软件的基本操作，能够绘制简单的三维模型。培养学生的空间想象能力和图样表达能力。活动内容：介绍常用的三维设计软件（如SolidWorks、AutoCAD等），并演示其基本操作。组织学生分组进行三维设计软件的学习和实践，要求每组完成一个简单的三维模型设计。开展三维设计软件操作竞赛，评选出优秀作品并给予奖励。评价要点：学生对三维设计软件操作的熟练程度。学生设计的三维模型的准确性和创新性。学生在团队协作中的表现。（三）任务三：三维打印工艺与设备探究任务目标：了解三维打印的工艺过程和设备分类，掌握三维打印机的基本操作和维护方法。培养学生的工程思维和实践操作能力。活动内容：介绍三维打印的工艺过程，包括前处理、分层叠层成形和后处理三个阶段。组织学生参观三维打印实验室，了解不同种类三维打印机的特点和适用范围。引导学生分组进行三维打印机的操作实践，完成一个小型三维打印项目。评价要点：学生对三维打印工艺过程的理解程度。学生对三维打印机操作的熟练程度。学生完成的三维打印项目的质量和创新性。（四）任务四：三维打印创新项目设计与实施任务目标：结合实际需求，运用三维设计软件进行创新设计，提出具有创意的三维打印项目方案。培养学生的创新设计能力和物化能力。活动内容：引导学生从生活实际出发，发现并提出需要解决的问题。组织学生分组进行设计方案的讨论和制定，明确设计目标、材料选择、工艺流程等。指导学生使用三维设计软件进行模型设计，并生成打印文件。组织学生进行三维打印项目的实施，包括打印前的准备、打印过程的监控以及后处理等。引导学生对完成的作品进行展示和评价，总结项目经验和教训。评价要点：学生提出的三维打印项目方案的创意性和实用性。学生在设计过程中的团队协作和创新表现。学生完成的三维打印作品的质量和美观度。学生对项目经验和教训的总结能力。通过以上大情境和大任务的设计，旨在让学生在真实的问题情境中，通过团队合作和实践操作，全面了解和掌握三维打印技术的相关知识和技能，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。通过参与“未来智造创新产品展”，激发学生的创造力和创新精神，为他们未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：三维打印原理课时设计：第1课时：导入新课活动内容：展示三维打印技术的实际应用案例，如个性化定制产品、医疗辅助器具、教育模型等，引导学生讨论三维打印技术的优势和潜在应用领域。活动目标：激发学生对三维打印技术的兴趣，认识其应用价值。第2课时：三维打印技术的发展历程活动内容：讲解三维打印技术的产生背景、发展历程及未来发展趋势。活动目标：帮助学生了解三维打印技术的发展脉络和未来方向。第3-4课时：三维打印技术原理活动内容：详细介绍三维打印技术的工作原理，包括离散、堆积原理及常见技术类型（如FDM、SLA、SLS等）。活动目标：深入理解三维打印技术的工作原理和不同类型的特点。第5-6课时：三维打印工艺过程与设备分类活动内容：介绍三维打印的工艺过程，包括前处理、分层叠层成形和后处理三个阶段，以及三维打印机的种类和分类。活动目标：掌握三维打印的工艺流程和设备基础知识。第7-10课时：三维打印项目设计与实施活动内容：引导学生结合实际需求，设计并完成一个简单的三维打印项目，从需求分析、设计建模到打印成型。活动目标：通过实践提升学生的创新设计、图样表达和物化能力。第11-12课时：三维打印技术综合应用与评价活动内容：展示项目成果，从技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面进行评价，并探讨三维打印技术的未来应用。活动目标：总结学习成果，提升对三维打印技术的全面认识。（二）学习目标技术意识：学生能够认识到三维打印技术在现代制造业和日常生活中的应用价值，形成对三维打印技术的积极态度和使用意识。学生能够关注三维打印技术的发展动态，理解其对社会、经济、环境的影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解三维打印技术的工作流程和工艺过程，形成初步的工程思维。学生能够针对具体项目，运用三维打印技术进行简单的系统设计和优化。创新设计：学生能够结合实际需求，运用三维设计软件进行创新设计，提出具有创意的三维打印项目方案。学生能够在设计过程中，考虑材料、结构、工艺等因素，进行多方案比较和优化。图样表达：学生能够熟练使用三维设计软件，绘制符合规范的三维模型图样，准确表达设计意图。学生能够通过图样展示和交流设计思想，提高图样表达能力。物化能力：学生能够熟练操作三维打印机，完成三维打印项目的物化过程，具备解决实际问题的能力。学生能够在操作过程中，关注质量、效率、安全等问题，形成严谨细致的工作态度。（三）评价任务课堂参与评价：通过观察学生在课堂讨论、小组活动中的表现，评价其技术意识和工程思维的发展情况。项目设计评价：根据学生提交的三维打印项目设计方案，评价其创新设计、图样表达能力。操作技能评价：通过观察学生在三维打印机操作过程中的表现，评价其物化能力和安全操作意识。成果展示评价：通过项目成果展示，从技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面进行全面评价。（四）学习过程第1课时：导入新课教师活动：展示三维打印技术的实际应用案例，引导学生讨论。学生活动：分组讨论三维打印技术的优势和潜在应用领域，分享观点。第2课时：三维打印技术的发展历程教师活动：讲解三维打印技术的产生背景、发展历程及未来发展趋势。学生活动：通过网络资源搜索三维打印技术发展历程中的重要事件和技术突破，制作时间线图表。第3-4课时：三维打印技术原理教师活动：详细介绍三维打印技术的工作原理和常见技术类型。学生活动：观看三维打印技术工作原理的视频，分组讨论不同技术的优缺点，制作比较表格。第5-6课时：三维打印工艺过程与设备分类教师活动：介绍三维打印的工艺过程和设备分类。学生活动：参观三维打印实验室，了解不同种类三维打印机的特点和适用范围，分析工艺过程对打印质量的影响。第7-10课时：三维打印项目设计与实施需求分析：引导学生结合生活实际，提出一个具有创新性的三维打印项目需求。建模设计：指导学生使用三维设计软件进行项目建模，强调图样表达的准确性和规范性。打印准备：讲解三维打印前的准备工作，包括模型优化、切片设置等。实操打印：组织学生分组进行三维打印操作，监控打印过程，解决打印过程中出现的问题。后处理与优化：讲解三维打印后处理步骤，优化打印成品质量。第11-12课时：三维打印技术综合应用与评价项目展示：组织学生进行项目成果展示，分享设计思路、打印过程及遇到的问题与解决方案。技术评价：引导学生从技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面对项目进行评价。总结反思：教师总结本次单元教学的重点难点，鼓励学生提出反馈意见。拓展延伸：介绍三维打印技术在其他领域的应用前景，激发学生进一步探索的兴趣。（五）作业与检测作业设计：课后作业：完成一篇关于三维打印技术发展历程的小论文，要求包含关键时间节点、重要技术突破及其意义。实践作业：设计一个简单的三维打印项目，包括需求分析、设计建模和打印方案，并提交三维模型图样。检测方式：课堂小测：每课时结束后进行简短的小测验，检查学生对当堂知识点的掌握情况。项目评估：对学生提交的三维打印项目设计方案和模型图样进行评估，给出具体反馈和改进建议。（六）学后反思教师反思：总结本次单元教学的成功经验与不足之处，思考如何进一步优化教学策略和方法，提高教学效果。学生反思：鼓励学生撰写学后反思报告，分享学习过程中的收获与困惑，提出对教学的建议与期望。通过反思，促进师生共同成长。十三、学科实践与跨学科学习设计一、教学目标本学科实践与跨学科学习设计以《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，结合2019版豫科版高中通用技术选择性必修11《产品三维设计与制造》第二章《三维打印原理》的教学内容，旨在通过一系列实践活动，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。具体教学目标如下：技术意识：学生能够认识到三维打印技术在现代制造业和日常生活中的应用价值，形成对三维打印技术的积极态度和使用意识。学生能够关注三维打印技术的发展动态，理解其对社会、经济、环境的影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解三维打印技术的工作流程和工艺过程，形成初步的工程思维。学生能够针对具体项目，运用三维打印技术进行简单的系统设计和优化。创新设计：学生能够结合实际需求，运用三维设计软件进行创新设计，提出具有创意的三维打印项目方案。学生能够在设计过程中，考虑材料、结构、工艺等因素，进行多方案比较和优化。图样表达：学生能够熟练使用三维设计软件，绘制符合规范的三维模型图样，准确表达设计意图。学生能够通过图样展示和交流设计思想，提高图样表达能力。物化能力：学生能够熟练操作三维打印机，完成三维打印项目的物化过程，具备解决实际问题的能力。学生能够在操作过程中，关注质量、效率、安全等问题，形成严谨细致的工作态度。二、学习目标结合教学内容，本学科实践与跨学科学习设计的学习目标细化为以下几个方面：第一节三维打印技术的发展历程三维打印技术的产生了解三维打印技术的起源和发展背景。感悟三维打印技术对人类生产、生活方式产生的影响。三维打印技术的发展现状与未来了解三维打印技术的国际和国内发展现状。展望三维打印技术的未来发展趋势和潜在应用领域。第二节三维打印技术原理三维打印技术的工作流程理解三维打印技术基于离散、堆积原理的工作流程。知道三维打印技术从设计到成品的整个制作过程。几种常见的三维打印技术认识FDM（熔融沉积成型）、SLA（光固化立体成型）、SLS（选择性激光烧结）等常见三维打印技术的原理和特点。比较不同三维打印技术的优缺点和适用范围。第三节三维打印的工艺过程和设备分类三维打印的工艺过程了解三维打印的工艺过程，包括前处理、分层叠层成形和后处理三个阶段。认识每个阶段在三维打印中的重要性及其对打印质量的影响。三维打印机的种类认识不同种类三维打印机的特点和适用范围。了解三维打印机的分类标准和主要品牌。第四节三维打印机的结构与操作三维打印机的结构了解三维打印机的主要组成部分及其功能。认识三维打印机的机械结构、控制系统和打印头的工作原理。三维打印机的操作掌握三维打印机的开机、软件安装、模型切片、打印参数设置等基本操作。能够独立完成三维打印任务，并进行简单的故障排除和维护。三、作业目标设定为了巩固和拓展学生的学习成果，本学科实践与跨学科学习设计设定了以下作业目标：技术意识培养作业1：调研三维打印技术在日常生活中的应用案例，撰写调研报告，分析其对人们生活方式的影响。目标：通过调研活动，加深学生对三维打印技术应用价值的认识，培养其技术意识。工程思维锻炼作业2：选择一个具体项目（如笔筒、手机支架等），运用三维打印技术进行系统设计，包括需求分析、方案设计、工艺选择等。目标：通过项目设计，锻炼学生的工程思维，提高其系统分析和优化能力。创新设计实践作业3：使用三维设计软件（如SolidWorks、AutoCAD等），结合个人兴趣或实际需求，设计一个具有创意的三维打印项目方案。目标：通过创新设计实践，激发学生的创新思维，培养其设计能力和审美素养。图样表达提升作业4：根据所设计的三维打印项目方案，绘制符合规范的三维模型图样，并撰写设计说明书。目标：通过图样表达实践，提升学生的图样表达能力和设计交流能力。物化能力强化作业5：在教师的指导下，使用三维打印机完成所设计项目的物化过程，包括模型切片、打印参数设置、打印监控和后处理等。目标：通过物化实践，强化学生的物化能力，培养其解决实际问题的能力和严谨细致的工作态度。四、学科实践与跨学科学习设计（一）实践活动设计三维打印技术调研活动活动内容：学生分组调研三维打印技术在日常生活中的应用案例，如个性化定制产品、医疗辅助器具、教育模型等。通过实地考察、网络搜索、访谈专家等方式收集资料，撰写调研报告。跨学科融合：结合信息技术课程，学习如何使用网络搜索工具和数据分析软件处理调研数据；结合物理课程，理解三维打印技术中的物理原理，如激光束的工作原理、材料的熔融过程等。三维打印项目设计活动活动内容：学生选择一个具体项目，运用三维打印技术进行系统设计。首先进行需求分析，明确项目的功能、外观、尺寸等要求；然后进行方案设计，绘制三维模型图样；最后进行工艺选择和优化，确定打印材料、打印精度等参数。跨学科融合：结合数学课程，学习如何运用几何知识和空间想象能力进行三维模型设计；结合艺术课程，培养学生的审美素养和创新能力，使其能够设计出美观、实用的三维打印项目。三维打印技术创新设计比赛活动内容：组织一次三维打印技术创新设计比赛，鼓励学生结合个人兴趣或实际需求，设计具有创意的三维打印项目方案。比赛分为初赛和决赛两个阶段，初赛提交设计方案和三维模型图样，决赛进行现场展示和答辩。跨学科融合：结合语文课程，提高学生的文案撰写和口头表达能力；结合英语课程，学习专业术语的英文表达，拓宽国际视野。三维打印技术工作坊活动内容：邀请三维打印技术专家或企业工程师来校举办工作坊，向学生介绍三维打印技术的最新进展和应用案例。提供三维打印机和打印材料供学生实践操作，体验三维打印的全过程。跨学科融合：结合劳动教育课程，培养学生的动手能力和劳动习惯；结合生涯规划课程，引导学生了解三维打印技术在职业发展中的应用前景和就业方向。（二）跨学科学习资源整合信息技术资源利用网络资源平台（如中国知网、万方数据等）搜索三维打印技术的相关文献和案例。使用三维设计软件（如SolidWorks、AutoCAD等）进行三维模型设计和图样表达。借助在线学习平台（如慕课网、网易云课堂等）学习三维打印技术的相关课程和视频教程。物理实验资源利用学校物理实验室的实验器材，进行三维打印技术中的物理原理实验，如激光束的聚焦实验、材料的熔融实验等。结合物理课程的学习内容，深入理解三维打印技术中的物理现象和规律。艺术与设计资源参观艺术展览馆和设计工作室，了解艺术作品和设计产品的创意构思和表现手法。邀请艺术家和设计师来校举办讲座和工作坊，分享创作经验和设计理念。结合艺术课程的学习内容，提高学生的审美素养和创新能力。数学与几何资源利用数学课程中的几何知识和空间想象能力进行三维模型设计。通过解决三维打印项目中的数学问题（如尺寸计算、结构优化等），提高学生的数学应用能力。劳动与职业教育资源结合劳动教育课程的学习内容，培养学生的动手能力和劳动习惯。邀请企业工程师和职业学校教师来校举办讲座和工作坊，介绍三维打印技术在职业发展中的应用前景和就业方向。组织学生参观三维打印企业和职业学校实训基地，了解三维打印技术的实际应用和职业发展路径。（三）跨学科学习评价过程性评价在实践活动过程中，教师根据学生的学习态度、参与度、合作能力等方面进行评价。通过观察、记录、访谈等方式收集学生的学习表现数据，及时反馈和指导学生的学习。成果性评价对学生的调研报告、设计方案、三维模型图样、打印成品等进行评价。采用自评、互评和教师评价相结合的方式，从技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面进行综合评价。展示性评价组织学生进行项目成果展示和答辩活动，通过展示作品、讲解设计思路、分享学习体会等方式进行评价。邀请专家、教师、家长和企业代表参与展示性评价活动，为学生提供更广泛的评价视角和反馈意见。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三维打印技术的原理和应用，还能够在跨学科的学习环境中拓展知识面、提升综合素养，为未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。十四、大单元作业设计一、教学目标技术意识：学生能够认识到三维打印技术在现代制造业和日常生活中的应用价值，形成对三维打印技术的积极态度和使用意识。学生能够关注三维打印技术的发展动态，理解其对社会、经济、环境的影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解三维打印技术的工作流程和工艺过程，形成初步的工程思维。学生能够针对具体项目，运用三维打印技术进行简单的系统设计和优化。创新设计：学生能够结合实际需求，运用三维设计软件进行创新设计，提出具有创意的三维打印项目方案。学生能够在设计过程中，考虑材料、结构、工艺等因素，进行多方案比较和优化。图样表达：学生能够熟练使用三维设计软件，绘制符合规范的三维模型图样，准确表达设计意图。学生能够通过图样展示和交流设计思想，提高图样表达能力。物化能力：学生能够熟练操作三维打印机，完成三维打印项目的物化过程，具备解决实际问题的能力。学生能够在操作过程中，关注质量、效率、安全等问题，形成严谨细致的工作态度。二、作业目标设定通用技术核心素养目标技术意识目标1：学生能够搜集并整理三维打印技术发展的相关资料，了解三维打印技术的基本原理、发展历程和未来趋势，形成对三维打印技术的深入认识和积极态度。目标2：学生能够分析三维打印技术在不同领域的应用案例，评估其对社会、经济、环境的影响，形成全面的技术意识。工程思维目标1：学生能够通过实际操作，理解三维打印技术的工艺流程和设备操作，运用系统分析的方法对三维打印项目进行设计和优化。目标2：学生能够针对具体项目需求，选择合适的三维打印技术和设备，制定详细的工程计划，并进行项目管理和优化。创新设计目标1：学生能够结合实际需求，运用三维设计软件进行创新设计，提出具有创意的三维打印项目方案。目标2：学生能够在设计过程中，考虑材料、结构、工艺等因素，进行多方案比较和优化，提升创新设计能力。图样表达目标1：学生能够熟练使用三维设计软件，绘制符合规范的三维模型图样，准确表达设计意图。目标2：学生能够通过图样展示和交流设计思想，提高图样表达能力，为三维打印项目的实施提供准确的技术支持。物化能力目标1：学生能够熟练操作三维打印机，完成三维打印项目的物化过程，具备解决实际问题的能力。目标2：学生能够在操作过程中，关注质量、效率、安全等问题，形成严谨细致的工作态度，确保三维打印项目的顺利实施。作业设计1.作业一：三维打印技术发展历程与未来趋势研究报告作业内容：学生需要搜集并整理三维打印技术发展的相关资料，包括其产生背景、发展历程、重要技术突破等。学生需分析三维打印技术的未来发展趋势，包括其在不同领域的应用前景、可能面临的挑战和机遇等。学生需撰写一份研究报告，内容应包含三维打印技术的基本原理、发展历程、未来趋势以及其在社会、经济、环境等方面的影响评估。作业要求：报告内容应准确、全面，能够反映三维打印技术的核心特点和未来发展方向。报告格式应规范，包括封面、目录、正文、参考文献等部分。学生需通过图表、数据等方式增强报告的说服力和可读性。核心素养目标：技术意识：增强学生对三维打印技术的认识和理解，形成积极的技术态度。工程思维：培养学生系统分析问题的能力，提高其对工程技术的敏感性和洞察力。2.作业二：三维打印项目设计与优化作业内容：学生需结合实际需求，运用三维设计软件进行创新设计，提出一个具有创意的三维打印项目方案。学生需考虑材料、结构、工艺等因素，进行多方案比较和优化，确定最终设计方案。学生需制定详细的工程计划，包括项目目标、任务分解、时间进度等，并进行项目管理和优化。作业要求：设计方案应具有创新性和实用性，能够满足实际需求。学生需通过三维设计软件绘制详细的设计图样，包括三维模型、装配图、爆炸图等。学生需对设计方案进行多次迭代和优化，确保项目的顺利实施。核心素养目标：创新设计：培养学生的创新思维和设计能力，提高其解决实际问题的能力。工程思维：提升学生系统分析和项目管理的能力，培养其严谨细致的工作态度。3.作业三：三维打印图样表达与交流作业内容：学生需使用三维设计软件绘制符合规范的三维模型图样，准确表达设计意图。学生需通过图样展示和交流设计思想，与同学、老师进行互动和讨论。学生需根据反馈意见对图样进行修改和优化，提高图样表达能力。作业要求：图样应准确、清晰、规范，符合三维打印技术的要求。学生需积极与同学、老师进行交流和讨论，虚心接受反馈意见并进行改进。学生需通过多次修改和优化，提高图样表达的准确性和规范性。核心素养目标：图样表达：提升学生的图样表达能力，为三维打印项目的实施提供准确的技术支持。技术意识：增强学生对三维打印技术的理解和应用能力，形成积极的技术态度。4.作业四：三维打印项目物化实施报告作业内容：学生需根据设计方案和图样，选择合适的三维打印技术和设备，进行项目的物化实施。学生需关注质量、效率、安全等问题，确保三维打印项目的顺利实施。学生需撰写一份物化实施报告，内容包括项目背景、设计方案、物化过程、结果展示等。作业要求：物化过程应规范、严谨，确保项目的顺利实施和结果的准确性。报告内容应全面、详细，能够反映项目的实施过程和结果。学生需通过实际操作，提高物化能力和解决实际问题的能力。核心素养目标：物化能力：提升学生的物化能力，使其能够熟练操作三维打印机完成项目的物化过程。工程思维：培养学生系统分析和解决实际问题的能力，提高其严谨细致的工作态度。5.作业五：三维打印技术综合应用案例分析作业内容：学生需搜集并整理三维打印技术在不同领域的应用案例，包括医疗、教育、航空航天等。学生需对案例进行深入分析，评估三维打印技术在不同领域的应用效果和价值。学生需撰写一份综合分析报告，内容包括案例背景、应用效果、价值评估等。作业要求：案例分析应深入、全面，能够准确反映三维打印技术的实际应用效果和价值。报告内容应条理清晰、逻辑严密，能够体现学生的分析能力和综合素质。学生需通过案例分析，加深对三维打印技术的理解和应用能力。核心素养目标：技术意识：增强学生对三维打印技术在不同领域应用的认识和理解。创新设计：培养学生的创新思维和设计能力，提高其解决实际问题的能力。三、作业评价1.自我评价学生需对自己的作业完成情况进行自我评价，包括作业内容的准确性、完整性、创新性等方面。通过自我评价，学生能够反思自己的学习过程和成果，发现自身存在的问题和不足，为今后的学习提供改进方向。2.小组评价学生需在小组内对彼此的作业进行评价和交流。通过小组评价，学生能够相互学习、相互借鉴，发现他人的优点和不足，促进共同进步。小组评价也能够增强学生的团队合作意识和沟通能力。3.教师评价教师需对学生的作业进行全面、客观的评价。评价内容包括作业内容的准确性、完整性、创新性以及学生的学习态度、努力程度等方面。教师评价应具有针对性和指导性，能够帮助学生明确自己的优点和不足，为今后的学习提供有针对性的建议和指导。通过以上作业设计和评价方式的实施，旨在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等方面。也能够促进学生综合素质的全面发展，为其未来的学习和生活奠定坚实的基础。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11单元主题：产品三维设计与制造——第二章三维打印原理课时总数：12课时教学目标技术意识：学生能够认识到三维打印技术在现代制造业和日常生活中的应用价值，形成对三维打印技术的积极态度和使用意识。学生能够关注三维打印技术的发展动态，理解其对社会、经济、环境的影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解三维打印技术的工作流程和工艺过程，形成初步的工程思维。学生能够针对具体项目，运用三维打印技术进行简单的系统设计和优化。创新设计：学生能够结合实际需求，运用三维设计软件进行创新设计，提出具有创意的三维打印项目方案。学生能够在设计过程中，考虑材料、结构、工艺等因素，进行多方案比较和优化。图样表达：学生能够熟练使用三维设计软件，绘制符合规范的三维模型图样，准确表达设计意图。学生能够通过图样展示和交流设计思想，提高图样表达能力。物化能力：学生能够通过实际操作三维打印机，完成三维打印任务，提升物化实践能力。学生能够在操作过程中，注意安全规范，形成良好的操作习惯。第一课时：导入新课活动内容：展示三维打印技术的实际应用案例，如个性化定制产品、医疗辅助器具、教育模型等，引导学生讨论三维打印技术的优势和潜在应用领域。活动目标：激发学生的学习兴趣和好奇心，引导学生认识到三维打印技术在现代制造业和日常生活中的应用价值。评价方式：通过小组讨论和代表分享，评价学生对三维打印技术的初步认识和兴趣程度。第二课时：三维打印技术的发展历程活动内容：教师讲解三维打印技术的产生背景、发展历程及未来发展趋势。学生活动：通过网络资源搜索三维打印技术发展历程中的重要事件和技术突破，制作时间线图表。活动目标：帮助学生全面了解三维打印技术的发展历程，理解其对制造业和日常生活的影响。评价方式：通过时间线图表的制作和分享，评价学生对三维打印技术发展历程的掌握情况。第三课时：三维打印技术原理（一）活动内容：教师讲解三维打印技术的工作原理，包括离散、堆积原理。视频演示三维打印技术的工作流程。活动目标：使学生理解三维打印技术的基本原理和工作流程。评