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《第四章 三维产品技术分析与实践》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《第四章三维产品技术分析与实践》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）》中指出，通用技术课程旨在提高学生的学科核心素养，通过设计学习、操作学习等方式，增强学生的实践能力、创新能力和技术文化素养。选择性必修11《产品三维设计与制造》作为通用技术课程的重要组成部分，聚焦于三维产品设计与制造的过程和技术，旨在培养学生的三维建模能力、技术分析能力以及物化实现能力。本单元的教学内容以“无碳小车的设计与制作”项目为载体，通过项目的实践过程，使学生深入理解三维产品设计的全过程，包括需求分析、方案设计、三维建模、技术分析与优化、材料选择、加工制作、装配调试等环节。特别是在技术分析和设计优化方面，学生需要掌握如何通过建模、仿真等手段预测和评估产品的性能，以及如何根据分析结果调整和优化设计方案。（二）单元内容分析本单元共分为四个主要部分：项目的设计要求：明确无碳小车的设计目标、限制条件和测试流程，为后续的设计工作奠定基础。设计中的技术准备：分析影响小车爬坡的主要因素，形成整体设计思路，为具体设计方案的制定提供指导。设计方案：通过具体案例，展示设计方案的形成过程，包括创意来源、结构设计、设计原则等。设计、制作与技术分析：详细介绍设计与制作的主要过程，对车体的各个组成部分进行设计分析，确保设计的合理性和可行性。（三）单元内容整合本单元内容以“无碳小车的设计与制作”项目为主线，将三维产品设计与制造的全过程有机整合在一起。通过项目实践，学生不仅能够掌握三维建模、技术分析等基本技能，还能够深刻理解产品设计与制造之间的内在联系，培养系统工程思维和创新能力。在具体教学过程中，教师可以将单元内容划分为若干个学习任务，每个任务对应设计与制造过程中的一个关键环节。例如，第一个任务可以是“明确设计要求和测试流程”，第二个任务可以是“进行技术准备和形成整体设计思路”，第三个任务可以是“制定具体的设计方案”，第四个任务可以是“进行设计与制作的技术分析”。通过逐步完成任务，学生能够系统地掌握三维产品设计与制造的全过程。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对技术现象及技术问题的感知与体悟，是学生形成对人工世界和人技关系的基本观念的基础。在本单元中，技术意识的培养主要体现在以下几个方面：感知技术价值：通过无碳小车的设计与制作项目，使学生深刻体会到技术在解决实际问题中的价值，增强对技术的认同感和亲近感。理解技术规范：在设计与制作过程中，引导学生了解并遵守相关的技术规范和安全标准，培养学生的规范意识和安全意识。分析技术影响：引导学生分析无碳小车的设计与制造过程对环境、经济、社会等方面的影响，培养学生的技术伦理意识和社会责任感。（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。在本单元中，工程思维的培养主要体现在以下几个方面：系统分析：引导学生运用系统分析的方法，对无碳小车的设计方案进行全面、深入的分析，包括结构、材料、工艺等方面的考虑。比较权衡：在设计过程中，鼓励学生提出多种设计方案，并通过比较权衡，选择最优方案。引导学生学会在资源有限的情况下进行合理取舍。优化设计：根据技术分析结果，指导学生对设计方案进行优化调整，提高产品的性能和可靠性。（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。在本单元中，创新设计的培养主要体现在以下几个方面：发现问题：引导学生从实际需求出发，发现问题并提出解决方案。在无碳小车的设计与制作过程中，鼓励学生针对具体问题提出创新性的设计思路。创意构思：通过头脑风暴、小组讨论等方式，激发学生的创意灵感，鼓励学生大胆尝试新的设计理念和技术手段。方案实现：指导学生将创新性的设计方案转化为具体的产品原型，通过实践验证方案的可行性和有效性。（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。在本单元中，图样表达的培养主要体现在以下几个方面：绘制草图：在设计初期，引导学生通过绘制草图来表达自己的设计构想，培养初步的图样表达能力。三维建模：利用三维设计软件，指导学生将设计构想转化为三维模型，进一步提高图样表达能力。技术交流：通过图样表达，促进学生之间的技术交流与合作，共同完善设计方案。（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。在本单元中，物化能力的培养主要体现在以下几个方面：材料选择：根据设计要求和性能分析结果，合理选择材料，确保产品的质量和性能。工艺实现：指导学生掌握相关的加工工艺和技术手段，将设计方案转化为具体的产品原型。装配调试：对加工完成的产品进行装配和调试，确保其能够正常运行并满足设计要求。引导学生对产品进行优化改进，提高产品的性能和可靠性。通过以上五个方面的核心素养培养，本单元旨在使学生全面掌握三维产品设计与制造的全过程和相关技能，同时培养学生的创新精神、实践能力和技术文化素养。在教学过程中，教师应注重理论与实践相结合，引导学生积极参与项目实践，通过亲身体验和实际操作来加深对知识的理解和掌握。三、学情分析（一）已知内容分析高中学生在进入“产品三维设计与制造”课程之前，已经具备了一定的科学、数学和信息技术基础。他们在物理课程中学习了力学、运动学等基本知识，在数学课程中掌握了基本的几何与代数运算，以及初步的空间想象能力。通过信息技术课程，学生已经对计算机操作、基本软件应用有了初步的了解。在通用技术必修模块的学习中，学生已经经历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，并具备了一定的图样表达能力和简单的物化能力。特别是在之前的学习中，学生已经接触过简单的机械结构设计、材料选择与加工、基本的电子控制技术等，这些内容为学习三维产品设计与制造奠定了必要的知识和技能基础。学生对于技术设计的兴趣较高，对动手实践充满热情，这为本单元的学习提供了良好的主观条件。（二）新知内容分析本单元“三维产品技术分析与实践”以“无碳小车的设计与制作”为项目载体，旨在通过这一具体项目，使学生深入理解三维产品设计的全过程，包括设计要求分析、技术准备、方案设计、制作与分析等关键环节。新知内容主要包括以下几个方面：三维产品设计的全流程理解：学生需要掌握从需求分析到最终产品测试的全过程，包括设计要求的解读、技术准备、方案设计、制作与调试等。技术分析能力：学生需要学会对产品设计中的关键因素进行分析，如结构稳定性、材料选择、能量转换效率等，并能够通过数学建模、仿真分析等方法进行预测和优化。三维建模与软件应用：学生需要掌握至少一种三维设计软件（如Inventor、SolidWorks等）的基本操作，能够利用软件进行三维建模、装配、渲染等。制作与调试技能：学生需要了解三维打印、机械加工等现代制造技术，掌握基本的工具使用和材料加工技能，能够进行产品的制作与调试。跨学科知识整合：学生需要将物理、数学、计算机等多个学科的知识整合到产品设计中，解决复杂的实际问题。（三）学生学习能力分析高中学生在学习能力上表现出以下特点：认知能力较强：高中学生已经具备了一定的抽象思维能力和逻辑思维能力，能够理解复杂的概念和原理，进行较为深入的分析和思考。自主学习意识增强：随着年龄的增长和知识的积累，高中学生的自主学习意识逐渐增强，他们更愿意主动探索新知识，解决问题。动手实践能力提升：通过之前的学习和实践，高中学生的动手实践能力有了一定基础，能够完成一些简单的制作任务。团队合作能力初步形成：高中学生已经具备了一定的团队合作能力，能够在小组中分工合作，共同完成任务。学生在面对复杂的三维产品设计和制作任务时，仍可能面临一些挑战，如技术难度较高、知识跨度大、实践经验不足等。（四）学习障碍突破策略为了帮助学生克服学习障碍，提高学习效果，可以采取以下策略：情境导入，激发兴趣通过展示三维打印技术的实际应用案例，如医疗辅助器具、个性化艺术品等，激发学生的学习兴趣和好奇心。引入“无碳小车”设计项目，让学生明确学习任务和目标，增强学习的针对性和实效性。分解任务，逐步推进将三维产品设计与制作的全过程分解为若干个小任务，如需求分析、方案设计、三维建模、制作与调试等，逐步推进。每个小任务完成后，及时进行总结和反思，巩固学习成果，为下一个小任务的学习奠定基础。理论与实践相结合在理论学习的基础上，加强实践操作训练。通过三维建模软件的教学和实践操作，让学生掌握软件的基本功能和操作方法。组织学生进行小组合作，共同完成项目的设计和制作任务。在合作过程中，学生可以相互学习、相互帮助，共同解决问题。跨学科知识整合引导学生将物理、数学、计算机等多个学科的知识整合到产品设计中，解决实际问题。例如，在结构设计中运用力学原理进行受力分析；在能量转换效率优化中运用数学知识进行建模和计算等。鼓励学生通过阅读相关书籍、查阅文献资料等方式拓宽知识面，提高跨学科知识整合能力。加强师生互动与反馈在教学过程中，加强师生之间的互动交流。教师要及时了解学生的学习情况和困难所在，给予针对性的指导和帮助。建立有效的反馈机制，鼓励学生对自己的学习过程和成果进行自我评价和相互评价。通过评价反馈，及时调整教学策略和方法，提高教学效果。提供丰富的学习资源为学生提供丰富的学习资源，如三维建模软件教程、设计案例库、在线课程等。这些资源可以帮助学生更好地理解和掌握三维产品设计与制作的知识和技能。鼓励学生利用课余时间进行自主学习和探究实践。通过参加科技竞赛、创新实践活动等方式锻炼自己的创新能力和实践能力。注重过程性评价与总结在教学过程中注重过程性评价和总结反思。通过定期检查学生的学习进度和成果展示等方式了解学生的学习情况并给予及时反馈。在每个阶段结束后进行总结反思会议或讨论会等形式让学生分享自己的学习经验和收获同时发现问题并寻求解决方案。这样可以帮助学生及时调整学习策略和方法提高学习效果。四、大主题或大概念设计本大单元的主题设计为“三维产品技术分析与创新设计——以无碳小车项目为例”。本设计旨在通过无碳小车的设计与制作，将三维产品技术分析与创新设计深度融合，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。通过这一项目，学生将深入理解三维产品设计的全过程，掌握相关技术分析方法，并能在实践中创新应用，从而全面提升其通用技术核心素养。五、大单元目标叙写通用技术的核心素养目标：（一）技术意识学生能够理解无碳小车项目所蕴含的技术原理和价值，认识到技术在解决实际问题中的作用。学生能够结合无碳小车项目，形成对技术、环境、社会关系的深刻理解，并具备初步的技术伦理意识。学生能够认识到技术创新对于社会进步和个人发展的重要性，形成持续学习和探索技术的兴趣。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，对无碳小车项目进行整体规划和设计，明确各部件之间的关联和影响。学生能够通过模拟和简易建模等方法，对无碳小车的设计方案进行优化，提升解决问题的效率和质量。学生能够在进行无碳小车设计时，考虑材料的性能、成本、加工工艺等因素，形成综合考虑、权衡利弊的工程思维。（三）创新设计学生能够基于无碳小车项目，发现并提出新的设计思路和方法，展现创新思维。学生能够利用三维设计软件等工具，将创新设计思路转化为具体的设计方案，并不断优化和完善。学生能够通过技术试验和探究，验证设计方案的可行性和有效性，提出改进和创新建议。（四）图样表达学生能够识读和理解无碳小车设计相关的机械加工图、电子线路图等技术图样，掌握图样表达的基本方法。学生能够运用手工绘图工具和二维、三维设计软件，绘制无碳小车的设计图样，准确表达设计构想。学生能够通过图样表达，与他人有效沟通和交流设计思路，共同完善设计方案。（五）物化能力学生能够根据无碳小车的设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型或产品的成型制作和装配。学生能够在制作过程中，运用所学的工艺知识和方法，解决实际操作中遇到的问题，提升物化能力。学生能够对制作完成的无碳小车进行测试和调试，确保其性能满足设计要求，并撰写相关的技术测试和方案试验报告。六、大单元教学重点三维产品技术分析方法的学习与应用：学生需要掌握三维产品技术分析的基本方法，包括性能预测、权衡比较、安全性、科学性、实用性等方面的考量。在无碳小车项目中，学生需要运用这些方法对设计方案进行分析和优化。创新设计与图样表达能力的培养：鼓励学生结合无碳小车项目，提出创新性的设计思路，并运用图样表达的方法将设计思路转化为具体的设计方案。通过二维、三维设计软件的学习和应用，提升学生的图样表达能力。物化能力的提升与实践：在无碳小车制作过程中，注重培养学生的物化能力。通过选择合适的材料和工具，进行模型或产品的成型制作和装配，解决实际操作中遇到的问题，提升学生的动手实践能力和解决问题的能力。七、大单元教学难点系统分析与工程思维的培养：无碳小车项目涉及多个部件和系统的关联与影响，学生需要具备系统分析和工程思维的能力，才能对整体项目进行规划和设计。这要求学生能够从整体出发，综合考虑各部件之间的相互作用和影响，进行权衡和优化。创新设计与技术试验的结合：创新设计是无碳小车项目的核心要求之一，但创新设计往往伴随着较高的风险和不确定性。学生需要在创新设计的基础上，结合技术试验和探究，验证设计方案的可行性和有效性。这要求学生具备较强的实践能力和探究精神，能够勇于尝试和面对挑战。图样表达与沟通能力的提升：图样表达是技术设计的重要环节之一，也是与他人沟通和交流设计思路的重要手段。图样表达需要较高的专业知识和技能水平，对于学生来说具有一定的难度。在教学过程中需要注重图样表达方法和技巧的教学和训练，提升学生的图样表达能力和沟通能力。针对以上教学难点，教师可以采取以下策略进行突破：加强系统分析与工程思维的培养：通过案例分析、小组讨论等方法，引导学生从整体出发，综合考虑各部件之间的相互作用和影响，进行权衡和优化。鼓励学生积极参与项目实践，通过实际操作加深对系统分析和工程思维的理解和应用。鼓励创新设计与技术试验的结合：在教学过程中，注重培养学生的创新意识和实践能力。通过组织技术试验和探究活动，验证设计方案的可行性和有效性，鼓励学生勇于尝试和面对挑战。引导学生关注技术发展趋势和市场需求，结合实际情况进行创新设计。加强图样表达方法与技巧的教学和训练：通过课堂教学、实践操作等方式，加强学生对图样表达方法和技巧的学习和掌握。鼓励学生积极参与图样表达相关的竞赛和活动，提升自己的图样表达能力和沟通能力。教师还可以利用现代信息技术手段，如三维设计软件等，辅助学生进行图样表达和设计。八、大单元整体教学思路在大单元整体教学思路中，我们将以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》的第四章《三维产品技术分析与实践》为基础，围绕“无碳小车的设计与制作”项目，结合《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，详细规划教学目标、教学内容、教学方法和评价方式，以全面提升学生的通用技术学科核心素养。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，本大单元的教学目标将围绕通用技术的五大核心素养展开，即技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。具体目标设定如下：（一）技术意识理解技术现象及问题：学生能够识别并理解无碳小车设计与制作过程中的技术现象和问题，形成对人工世界和技术系统的基本认识。形成技术规范和标准意识：在无碳小车的设计与制作过程中，学生能够遵循相关的技术规范和安全标准，形成规范意识。技术伦理与责任：学生能够理解并遵守技术伦理，对无碳小车设计与制作过程中可能产生的环境影响和社会影响进行评估，形成技术责任意识。（二）工程思维系统分析与比较权衡：学生能够运用系统分析的方法，对无碳小车的设计方案进行比较和权衡，优化设计方案。结构、流程、系统与控制：学生能够理解结构、流程、系统与控制的基本概念，并将其应用于无碳小车的设计与制作中，解决实际问题。风险评估与决策：在无碳小车的设计与制作过程中，学生能够进行简单的风险评估和综合决策，确保项目的顺利进行。（三）创新设计发现与明确问题：学生能够发现无碳小车设计与制作过程中的问题，并明确问题的本质和需求。设计方案构思：学生能够基于问题提出创新性的设计方案，运用人机关系及相关理论进行综合分析。技术试验与探究：学生能够进行技术试验和探究，验证设计方案的可行性和有效性，不断优化设计方案。（四）图样表达技术图样识读与绘制：学生能够识读和绘制与无碳小车设计与制作相关的技术图样，如三视图、装配图等。设计构想表达：学生能够通过图样准确表达设计构想，实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。技术语言交流：学生能够运用技术语言与他人交流设计思想和成果，促进团队合作和沟通。（五）物化能力材料选择与加工：学生能够根据设计方案选择合适的材料，并掌握材料的加工方法和工具使用。模型或产品制作：学生能够独立完成无碳小车的模型或产品制作，包括三维打印、机械加工等环节。测试与优化：学生能够对制作完成的无碳小车进行测试，分析测试结果，并根据测试结果进行优化和改进。教学内容与方法教学内容本大单元的教学内容主要围绕“无碳小车的设计与制作”项目展开，具体包括以下模块：项目设计要求：介绍无碳小车的设计要求、测试流程和评分标准，帮助学生明确项目目标和评价标准。设计中的技术准备：分析影响小车爬坡的主要因素，形成整体设计思路，为后续设计打下基础。设计方案：通过案例分析，引导学生形成自己的设计方案，并进行方案优化。设计、制作与技术分析：详细介绍无碳小车的设计与制作过程，包括三维建模、零件图纸绘制、零件加工和装配调试等环节。学业评价与反思：通过项目展示、自我评价和小组评价等方式，对学生的学习成果进行评价和反思。教学方法项目式学习：以“无碳小车的设计与制作”项目为主线，贯穿整个教学过程，让学生在实践中学习和掌握通用技术知识。案例分析法：通过分析典型的无碳小车设计方案和制作案例，帮助学生理解设计原则和方法，提升设计能力。小组合作：鼓励学生进行小组合作，共同完成项目任务，培养团队合作精神和沟通能力。探究式学习：引导学生进行技术试验和探究，发现问题、解决问题，培养创新思维和实践能力。信息化手段：利用计算机辅助设计软件（如Inventor、SolidWorks等）进行三维建模和零件图纸绘制，提高设计效率和准确性。教学评价与反馈评价方式本大单元的评价方式将采用多元化的评价方式，包括过程性评价和终结性评价相结合，具体评价方式如下：过程性评价：通过观察学生在项目实施过程中的表现，如参与度、合作能力、创新能力等，进行评价。鼓励学生进行自我评价和小组评价，促进自我反思和团队协作。终结性评价：通过项目展示和成果汇报，对学生的无碳小车设计方案、制作过程和最终成果进行评价。评价内容包括设计方案的创新性、实用性、美观性等方面。反馈机制即时反馈：在教学过程中，教师应及时给予学生反馈，指出学生在设计、制作过程中的优点和不足，帮助学生及时改进。阶段性反馈：在每个教学阶段结束后，组织学生进行小结和反思，总结经验和教训，为后续学习提供指导。最终反馈：在项目完成后，组织学生进行成果展示和汇报，通过师生共同评价，帮助学生全面了解自己的学习成果和不足之处，为今后的学习提供参考。教学实施步骤第一阶段：项目启动与要求解读（1课时）介绍项目背景与意义：向学生介绍无碳小车设计与制作项目的背景、意义和应用价值。解读项目设计要求：详细解读无碳小车的设计要求、测试流程和评分标准，帮助学生明确项目目标和评价标准。分组与角色分配：根据学生的兴趣和特长进行分组，并分配小组角色和任务。第二阶段：设计中的技术准备（2课时）分析影响小车爬坡的主要因素：通过案例分析，引导学生分析影响小车爬坡的主要因素，如重力势能转换、车轮与地面摩擦系数等。形成整体设计思路：基于技术准备阶段的分析结果，引导学生形成整体设计思路，明确设计目标和方案。第三阶段：设计方案制定与优化（2课时）设计方案制定：各小组根据设计思路制定具体的设计方案，包括结构设计、传动机构设计、控制系统设计等。方案交流与优化：组织各小组进行方案展示和交流，相互借鉴和启发。根据教师和同学的反馈进行方案优化。第四阶段：设计、制作与技术分析（6课时）三维建模与零件图纸绘制：利用计算机辅助设计软件进行三维建模和零件图纸绘制。零件加工与装配：根据零件图纸进行零件加工和装配调试。在加工过程中注意安全操作和质量控制。技术分析与优化：对制作过程中的技术问题进行分析和解决，不断优化设计方案和制作过程。第五阶段：测试与评价（2课时）无碳小车测试：按照测试流程对制作完成的无碳小车进行测试，记录测试数据和分析测试结果。项目展示与汇报：组织各小组进行项目展示和汇报，分享设计思路、制作过程和测试结果。综合评价与反馈：通过师生共同评价对学生的学习成果进行综合评价，并给予反馈和建议。第六阶段：反思与总结（1课时）个人反思：鼓励学生进行个人反思，总结在项目学习和实践过程中的收获和不足。小组总结：各小组进行总结和分享，提炼项目学习和实践的经验和教训。教师总结：教师对整个教学过程进行总结和评价，提出改进意见和建议。通过以上教学实施步骤和评价方式，本大单元旨在全面提升学生的通用技术学科核心素养，培养学生的创新精神和实践能力。通过项目式学习和小组合作等方式，激发学生的学习兴趣和积极性，促进学生的全面发展。九、学业评价教学目标技术意识：学生能够认识到无碳小车项目在可持续发展和环境保护方面的重要性，理解绿色能源的应用价值，形成对技术选择和使用的环保意识。学生能够分析无碳小车项目中的技术要求和限制条件，形成对技术规范的严格遵守意识，确保设计符合安全、节能、环保的标准。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对无碳小车项目进行整体规划和局部设计，识别并优化各个部件之间的相互作用和影响。学生能够识别并解决设计过程中可能出现的工程问题，如能量转换效率、材料选择、结构稳定性等，提出并实施有效的解决方案。创新设计：学生能够基于无碳小车项目的特定要求，提出具有创新性的设计方案，包括结构创新、能量转换方式创新等。学生能够运用多种创造技法，如组合法、类比法等，对设计方案进行优化，提高小车的行驶距离和稳定性。图样表达：学生能够运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的设计图纸，包括结构图、装配图等，清晰表达设计意图。学生能够通过图样表达，对设计方案进行交流和讨论，听取他人意见并进行修改和完善。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，进行小车的加工和装配，确保小车的结构稳定性和行驶性能。学生能够测试小车的行驶距离和稳定性，根据测试结果对小车进行优化和调整，提高物化实现的能力。学习目标了解无碳小车项目的设计要求和测试流程，明确项目目标和限制条件。掌握影响小车爬坡的主要因素，形成整体设计思路，提出初步的设计方案。运用二维和三维设计软件绘制小车的设计图纸，进行图样表达和交流。选择合适的材料和工具进行小车的加工和装配，提高物化实现的能力。测试小车的行驶距离和稳定性，根据测试结果进行优化和调整，提升设计水平。评价目标设定一、技术意识评价指标：学生是否能够准确阐述无碳小车项目在可持续发展和环境保护方面的重要性。学生是否能够在设计过程中严格遵守技术规范，确保小车符合安全、节能、环保的标准。学生是否能够在讨论中提出对小车技术要求的独到见解，体现对技术规范的深刻理解。评价方式：通过课堂讨论、小组汇报等方式，观察学生对无碳小车项目技术要求的理解和应用情况。通过检查学生的设计图纸和加工过程，评估学生对技术规范的遵守情况。二、工程思维评价指标：学生是否能够运用系统分析的方法，对无碳小车项目进行整体规划和局部设计。学生是否能够在设计过程中识别并解决可能出现的工程问题，如能量转换效率、材料选择、结构稳定性等。学生是否能够在小组讨论中提出创新性的解决方案，体现工程思维的应用能力。评价方式：通过观察学生在小组讨论中的表现，评估其系统分析和问题解决的能力。通过检查学生的设计方案和加工过程，评估其工程思维的应用情况。通过测试小车的行驶距离和稳定性，间接评估学生的工程思维水平。三、创新设计评价指标：学生是否能够在无碳小车项目中提出具有创新性的设计方案，如结构创新、能量转换方式创新等。学生是否能够运用多种创造技法对设计方案进行优化，提高小车的行驶距离和稳定性。学生是否能够在设计过程中展现出对新技术、新材料的敏锐洞察力和应用能力。评价方式：通过检查学生的设计方案和加工过程，评估其创新设计的能力。通过小组汇报和作品展示，观察学生在创新设计方面的表现。通过测试小车的行驶距离和稳定性，间接评估学生的创新设计水平。四、图样表达评价指标：学生是否能够运用二维和三维设计软件准确绘制无碳小车的设计图纸，包括结构图、装配图等。学生是否能够通过图样清晰表达设计意图，与小组成员进行有效的交流和讨论。学生是否能够在图样表达过程中展现出良好的绘图技巧和审美能力。评价方式：通过检查学生的设计图纸，评估其图样表达的能力。通过观察学生在小组讨论中的交流情况，评估其图样表达的有效性。通过作品展示和评比，间接评估学生的图样表达水平。五、物化能力评价指标：学生是否能够根据设计方案选择合适的材料和工具进行小车的加工和装配。学生是否能够在加工和装配过程中确保小车的结构稳定性和行驶性能。学生是否能够在测试过程中根据小车的行驶距离和稳定性进行优化和调整。评价方式：通过观察学生的加工和装配过程，评估其物化实现的能力。通过测试小车的行驶距离和稳定性，直接评估其物化实现的水平。通过检查学生的优化和调整记录，评估其在物化实现过程中的反思和改进能力。学业评价具体实施一、课堂表现评价观察记录：在课堂上观察学生的参与度、专注度、合作情况等，记录学生在小组讨论、汇报、提问等方面的表现。即时反馈：对学生在课堂上的表现给予即时反馈，鼓励学生积极参与讨论和实践活动，及时纠正学生的错误和不足之处。二、设计作品评价设计图纸评价：检查学生的设计图纸是否准确、清晰、完整，是否符合设计规范和要求。加工过程评价：观察学生的加工过程是否规范、安全、高效，是否按照设计图纸进行加工和装配。作品展示评价：通过作品展示和评比，评估学生的设计水平、物化实现能力、创新设计能力等方面。三、测试评价行驶距离测试：在规定的测试轨道上测试小车的行驶距离，记录并比较不同小组的测试结果。稳定性测试：观察小车在行驶过程中的稳定性表现，评估其结构设计和材料选择的合理性。综合评价：结合课堂表现、设计作品评价和测试结果，对学生进行综合评价，给出具体的反馈和建议。四、自我评价与互评自我评价：鼓励学生进行自我反思和评价，总结自己在设计过程中的优点和不足之处，提出改进措施。互评：组织学生进行互评活动，通过相互评价和讨论，促进彼此之间的学习和交流，提高评价的客观性和准确性。通过以上评价方式的实施，可以全面、客观地评估学生在无碳小车项目中的学业表现，帮助学生发现自身存在的问题和不足之处，激发学生的学习兴趣和积极性，促进学生的全面发展。十、大单元实施思路及教学结构图1.实施思路本大单元以“无碳小车的设计与制作”为核心项目，旨在通过三维产品技术分析与实践，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。整个教学过程将围绕无碳小车的设计、制作与测试展开，通过项目驱动的方式，让学生在实践中学习和掌握相关知识与技能。具体实施思路如下：情境导入：通过展示无碳小车的应用背景和实际意义，激发学生的学习兴趣和探索欲望。任务明确：详细讲解无碳小车的设计要求和测试流程，使学生明确项目目标和评价标准。技术准备：分析影响小车爬坡的主要因素，引导学生形成整体设计思路，为后续设计奠定基础。方案设计：鼓励学生发挥创新思维，设计出符合要求的无碳小车方案，并进行优化。制作实践：指导学生完成小车的制作，包括三维建模、零件加工、装配调试等环节。测试评价：组织学生进行小车测试，根据测试结果进行反思和改进。总结提升：对整个项目进行总结，提炼经验教训，提升学生的核心素养。2.教学目标设定（一）技术意识学生能够认识到无碳小车设计的重要性，理解其在节能减排、环境保护等方面的意义。学生能够形成对无碳小车技术的积极态度和评价，关注其在日常生活和工业生产中的应用。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，对无碳小车的设计进行整体规划，考虑各种因素之间的相互影响。学生能够识别无碳小车设计过程中的制约条件和影响因素，提出合理的解决方案。（三）创新设计学生能够发挥创新思维，设计出具有独特性和实用性的无碳小车方案。学生能够通过技术试验和技术探究，验证设计方案的可行性和有效性，并进行优化。（四）图样表达学生能够运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的图样，表达设计构想。学生能够通过图样进行技术交流和评价，提升设计水平和沟通能力。（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，完成无碳小车的制作。学生能够通过装配调试，使无碳小车达到预期的性能指标，并撰写技术测试和方案试验报告。3.教学结构图┌─────────────┐│大单元实施思路│└────┬────────┘│┌────────┴─────────┐│1.情境导入│└─────────┬─────────┘│┌─────────┴─────────┐│2.任务明确││(一)设计要求││(二)测试流程│└─────────┬─────────┘│┌─────────┴─────────┐│3.技术准备││(一)影响因素││(二)整体设计思路│└─────────┬─────────┘│┌─────────┴─────────┐│4.方案设计│└─────────┬─────────┘│┌─────────┴─────────┐│5.制作实践││(一)三维建模││(二)零件加工││(三)装配调试│└─────────┬─────────┘│┌─────────┴─────────┐│6.测试评价││(一)小车测试││(二)反思改进│└─────────┬─────────┘│┌─────────┴─────────┐│7.总结提升││(一)经验提炼││(二)核心素养提升│└─────────────┘4.具体教学实施步骤第一步：情境导入（1课时）活动内容：通过展示无碳小车在实际生活中的应用案例，如环保宣传、科普教育等，激发学生的学习兴趣。教师活动：介绍无碳小车的设计背景和意义，引导学生思考其在节能减排、环境保护等方面的作用。学生活动：分组讨论无碳小车的应用前景，提出自己的见解和想法。第二步：任务明确（2课时）活动内容：详细讲解无碳小车的设计要求和测试流程。（一）设计要求：设计并制作一辆无碳小车，动力仅来源于重力势能。小车为三轮结构，具体设计、材料选用及加工制作由学生自主完成。小车零部件中至少有两个由三维打印机打印完成。（二）测试流程：释放重锤，小车在重力势能驱动下自由行驶。测试两次，取最好成绩计算行驶距离。教师活动：解释设计要求和测试流程的具体内容，强调关键点和注意事项。学生活动：记录设计要求和测试流程，提出疑问并进行讨论。第三步：技术准备（4课时）活动内容：分析影响小车爬坡的主要因素，形成整体设计思路。（一）影响因素：小车速度、质量、车轮与地面的摩擦系数等。（二）整体设计思路：确定小车的整体结构和零部件布局。选择合适的材料和加工工艺。教师活动：引导学生分析影响因素，提供设计思路和案例参考。学生活动：分组讨论并形成初步设计思路，绘制草图进行交流。第四步：方案设计（4课时）活动内容：鼓励学生发挥创新思维，设计出符合要求的无碳小车方案。创新点：动力机构设计（如绳轮式、链轮式等）。传动机构设计（如带轮传动、齿轮传动等）。车轮和车身结构设计。教师活动：提供设计指导和建议，鼓励学生尝试不同的设计方案。学生活动：分组进行方案设计，利用三维设计软件绘制小车模型，并进行优化。第五步：制作实践（8课时）活动内容：完成小车的制作，包括三维建模、零件加工、装配调试等环节。（一）三维建模：利用Inventor等软件进行小车三维建模。（二）零件加工：根据设计图纸加工零件，注意精度和尺寸要求。（三）装配调试：将零件组装成完整的小车，进行调试和优化。教师活动：提供技术支持和安全指导，确保制作过程顺利进行。学生活动：分组进行制作实践，记录制作过程和遇到的问题，及时寻求教师帮助。第六步：测试评价（4课时）活动内容：组织学生进行小车测试，根据测试结果进行反思和改进。测试内容：小车行驶距离测试。小车稳定性和耐久性测试。评价标准：行驶距离越远越好。小车结构稳定，无明显损坏。教师活动：监督测试过程，记录测试数据，指导学生进行反思和改进。学生活动：分组进行测试，记录测试数据和发现的问题，提出改进方案。第七步：总结提升（2课时）活动内容：对整个项目进行总结，提炼经验教训，提升学生的核心素养。经验提炼：总结设计、制作和测试过程中的成功经验和失败教训。核心素养提升：引导学生反思技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的提升。教师活动：组织学生进行总结汇报，给予肯定和鼓励。学生活动：分组进行总结汇报，展示项目成果和心得体会。通过以上教学实施步骤，学生将能够在实践中学习和掌握三维产品技术分析与实践的相关知识和技能，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等核心素养。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定本大情境、大任务创设旨在通过“无碳小车的设计与制作”项目，全面培养学生的通用技术核心素养，具体目标如下：（一）技术意识学生能够认识到无碳小车设计的重要性，理解其在节能减排、环境保护等方面的意义。学生能够形成对无碳小车技术的积极态度和评价，关注其在日常生活和工业生产中的应用。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，对无碳小车的设计进行整体规划，考虑各种因素之间的相互影响。学生能够识别无碳小车设计过程中的制约条件和影响因素，提出合理的解决方案。（三）创新设计学生能够发挥创新思维，设计出具有独特性和实用性的无碳小车方案。学生能够通过技术试验和技术探究，验证设计方案的可行性和有效性，并进行优化。（四）图样表达学生能够运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的图样，表达设计构想。学生能够通过图样进行技术交流和评价，提升设计水平和沟通能力。（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，完成无碳小车的制作。学生能够通过装配调试，使无碳小车达到预期的性能指标，并撰写技术测试和方案试验报告。二、大情境与大任务设计（一）大情境设计情境背景：随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，节能减排和可持续发展已成为全球共识。无碳小车作为一种绿色、环保的交通工具，其设计和制作对于培养学生的技术素养、工程思维和创新能力具有重要意义。在本项目中，学生将扮演无碳小车设计师和制造者的角色，通过团队合作，共同完成无碳小车的设计与制作任务。情境目标：通过模拟真实世界中的无碳小车设计与制作流程，让学生在实践中学习和掌握三维产品技术分析与实践的相关知识和技能，同时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。（二）大任务设计任务名称：无碳小车的设计与制作任务目标：设计并制作一辆无碳小车，要求动力仅来源于重力势能，小车为三轮结构，具体设计、材料选用及加工制作由学生自主完成。小车零部件中至少有两个由三维打印机打印完成。小车将在指定的测试轨道上进行性能测试，以行驶距离为主要评价指标。任务流程：情境导入与任务明确（1课时）活动内容：展示无碳小车在实际生活中的应用案例，如环保宣传、科普教育等，激发学生的学习兴趣。介绍无碳小车的设计背景和意义，明确项目目标和评价标准。教师活动：解释设计要求和测试流程的具体内容，强调关键点和注意事项。学生活动：分组讨论无碳小车的应用前景，提出自己的见解和想法。记录设计要求和测试流程，提出疑问并进行讨论。技术准备与方案设计（4课时）活动内容：分析影响小车爬坡的主要因素，形成整体设计思路。鼓励学生发挥创新思维，设计出符合要求的无碳小车方案。教师活动：引导学生分析影响因素，提供设计思路和案例参考。提供设计指导和建议，鼓励学生尝试不同的设计方案。学生活动：分组讨论并形成初步设计思路，绘制草图进行交流。利用三维设计软件绘制小车模型，进行优化设计。三维建模与零件加工（8课时）活动内容：利用Inventor等软件进行小车三维建模。根据设计图纸加工零件，注意精度和尺寸要求。教师活动：提供技术支持和安全指导，确保制作过程顺利进行。学生活动：分组进行三维建模和零件加工，记录制作过程和遇到的问题。及时寻求教师帮助，解决制作过程中的技术难题。装配调试与性能测试（6课时）活动内容：将零件组装成完整的小车，进行调试和优化。在指定的测试轨道上进行小车性能测试，记录测试数据。教师活动：监督测试过程，记录测试数据，指导学生进行反思和改进。学生活动：分组进行测试，记录测试数据和发现的问题。提出改进方案，进行小车优化调试。总结提升与成果展示（2课时）活动内容：对整个项目进行总结，提炼经验教训。展示无碳小车成品，进行成果交流和评价。教师活动：组织学生进行总结汇报，给予肯定和鼓励。学生活动：分组进行总结汇报，展示项目成果和心得体会。进行同学间的相互评价，提出改进建议。三、任务实施与评价（一）任务实施策略分组合作：将学生分成若干小组，每组4-6人，明确小组成员的分工和职责。鼓励小组成员之间的合作与交流，共同完成任务。技术支持：提供必要的技术支持和指导，如三维建模软件的使用、零件加工设备的操作等。定期组织技术培训，提高学生的技术水平和操作能力。进度监控：定期检查各小组的任务进展情况，及时发现问题并给予指导。鼓励小组之间进行经验分享和交流，促进相互学习和提高。（二）任务评价方案过程性评价：评价学生在任务实施过程中的参与度、合作态度、创新思维等方面的表现。通过观察、记录、交流等方式，及时了解学生的学习情况，并给予反馈和指导。成果性评价：对无碳小车的设计方案、制作质量、性能测试结果等方面进行评价。设立优秀作品奖、最佳创意奖等奖项，对表现突出的小组和个人进行表彰和奖励。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价，反思自己在任务实施过程中的优点和不足。组织小组之间进行互评，促进相互学习和提高。四、资源与支持（一）教学资源教学材料：提供无碳小车设计与制作的相关教材、案例、视频等教学资源。收集并整理相关的技术标准和规范，供学生参考和学习。实验设备：提供三维建模软件（如Inventor）、三维打印机、机械加工设备等实验设备。确保设备的正常运行和维护，为学生提供良好的实验条件。网络资源：建立在线学习平台，提供丰富的教学资源和互动交流空间。鼓励学生利用网络资源进行自主学习和拓展学习。（二）教师支持教师培训：定期组织教师进行专业培训和学习交流，提高教师的专业素养和教学能力。鼓励教师参与教学研究和课程改革，推动通用技术课程的发展和创新。教学指导：教师在任务实施过程中给予及时的指导和帮助，解决学生在学习中遇到的问题。关注学生的学习进展和心理状态，为学生提供个性化的学习支持。教学反馈：定期收集学生的反馈意见和建议，了解学生的学习需求和期望。根据学生的反馈意见，及时调整教学计划和教学方法，提高教学效果和质量。通过以上大情境、大任务的创设和实施，学生将能够在实践中学习和掌握三维产品技术分析与实践的相关知识和技能，同时培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等核心素养。这将为学生的全面发展和未来的学习和工作奠定坚实的基础。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：三维产品技术分析与实践课时设计：情境导入（1课时）任务明确（2课时）设计要求测试流程技术准备（4课时）影响因素整体设计思路方案设计（4课时）制作实践（8课时）三维建模零件加工装配调试测试评价（4课时）小车测试反思改进总结提升（2课时）经验提炼核心素养提升（二）学习目标本单元旨在通过“无碳小车的设计与制作”项目，培养学生的通用技术核心素养，具体目标如下：技术意识：学生能够认识到无碳小车设计的重要性，理解其在节能减排、环境保护等方面的意义。学生能够形成对无碳小车技术的积极态度和评价，关注其在日常生活和工业生产中的应用。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对无碳小车的设计进行整体规划，考虑各种因素之间的相互影响。学生能够识别无碳小车设计过程中的制约条件和影响因素，提出合理的解决方案。创新设计：学生能够发挥创新思维，设计出具有独特性和实用性的无碳小车方案。学生能够通过技术试验和技术探究，验证设计方案的可行性和有效性，并进行优化。图样表达：学生能够运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的图样，表达设计构想。学生能够通过图样进行技术交流和评价，提升设计水平和沟通能力。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，完成无碳小车的制作。学生能够通过装配调试，使无碳小车达到预期的性能指标，并撰写技术测试和方案试验报告。（三）评价任务过程性评价：通过观察学生在各个教学环节中的表现，如课堂参与度、讨论活跃度、小组合作情况等，评价学生的技术意识、工程思维和创新设计能力。作品评价：评价学生设计的无碳小车方案、三维模型、零件加工精度、装配调试效果等，考察学生的图样表达能力和物化能力。测试评价：通过无碳小车的行驶距离测试、稳定性和耐久性测试等，评价学生的设计成果和问题解决能力。反思评价：评价学生的反思报告，考察学生对设计过程、制作过程和测试过程的总结与提炼能力。（四）学习过程情境导入（1课时）活动内容：通过展示无碳小车在实际生活中的应用案例，如环保宣传、科普教育等，激发学生的学习兴趣和探索欲望。教师活动：介绍无碳小车的设计背景和意义，引导学生思考其在节能减排、环境保护等方面的作用。学生活动：分组讨论无碳小车的应用前景，提出自己的见解和想法。任务明确（2课时）活动内容：详细讲解无碳小车的设计要求和测试流程。设计要求：设计并制作一辆无碳小车，动力仅来源于重力势能。小车为三轮结构，具体设计、材料选用及加工制作由学生自主完成。小车零部件中至少有两个由三维打印机打印完成。测试流程：释放重锤，小车在重力势能驱动下自由行驶。测试两次，取最好成绩计算行驶距离。教师活动：解释设计要求和测试流程的具体内容，强调关键点和注意事项。学生活动：记录设计要求和测试流程，提出疑问并进行讨论。技术准备（4课时）活动内容：分析影响小车爬坡的主要因素，形成整体设计思路。影响因素：小车速度、质量、车轮与地面的摩擦系数等。整体设计思路：确定小车的整体结构和零部件布局，选择合适的材料和加工工艺。教师活动：引导学生分析影响因素，提供设计思路和案例参考。学生活动：分组讨论并形成初步设计思路，绘制草图进行交流。方案设计（4课时）活动内容：鼓励学生发挥创新思维，设计出符合要求的无碳小车方案。教师活动：提供设计指导和建议，鼓励学生尝试不同的设计方案。学生活动：分组进行方案设计，利用三维设计软件绘制小车模型，并进行优化。制作实践（8课时）活动内容：完成小车的制作，包括三维建模、零件加工、装配调试等环节。三维建模：利用Inventor等软件进行小车三维建模。零件加工：根据设计图纸加工零件，注意精度和尺寸要求。装配调试：将零件组装成完整的小车，进行调试和优化。教师活动：提供技术支持和安全指导，确保制作过程顺利进行。学生活动：分组进行制作实践，记录制作过程和遇到的问题，及时寻求教师帮助。测试评价（4课时）活动内容：组织学生进行小车测试，根据测试结果进行反思和改进。小车测试：测试小车的行驶距离、稳定性和耐久性。反思改进：根据测试结果分析存在的问题，提出改进方案。教师活动：监督测试过程，记录测试数据，指导学生进行反思和改进。学生活动：分组进行测试，记录测试数据和发现的问题，提出改进方案。总结提升（2课时）活动内容：对整个项目进行总结，提炼经验教训，提升学生的核心素养。经验提炼：总结设计、制作和测试过程中的成功经验和失败教训。核心素养提升：引导学生反思技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的提升。教师活动：组织学生进行总结汇报，给予肯定和鼓励。学生活动：分组进行总结汇报，展示项目成果和心得体会。（五）作业与检测课后作业：完成无碳小车的设计方案，并绘制三维模型。撰写无碳小车制作过程中的心得体会，包括遇到的问题和解决方法。阶段性检测：在设计方案阶段，组织学生进行方案展示和互评，评价学生的创新设计能力和图样表达能力。在制作实践阶段，检查学生的零件加工精度和装配调试效果，评价学生的物化能力。在测试评价阶段，组织学生进行小车测试比赛，评价学生的设计成果和问题解决能力。（六）学后反思通过本单元的学习，学生应反思以下几个方面：技术意识：是否认识到了无碳小车设计的重要性，是否形成了对无碳小车技术的积极态度和评价。工程思维：是否运用了系统分析的方法进行整体规划，是否识别了设计过程中的制约条件和影响因素。创新设计：是否发挥了创新思维，设计出了具有独特性和实用性的无碳小车方案。图样表达：是否能够运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的图样，是否能够通过图样进行技术交流和评价。物化能力：是否根据设计方案选择了合适的材料和工具，是否完成了无碳小车的制作并达到了预期的性能指标。通过反思，学生可以更好地总结学习经验，提升核心素养，为未来的技术学习和创新实践打下坚实的基础。十三、学科实践与跨学科学习设计在《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，结合《第四章三维产品技术分析与实践》的教学内容，本学科实践与跨学科学习设计旨在通过丰富多样的实践活动，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。通过跨学科学习，引导学生综合运用多学科知识，提升解决实际问题的能力。一、教学目标通过学科实践和跨学科学习，学生能够：技术意识：认识到无碳小车设计在节能减排、环境保护等方面的重要性，形成对技术现象的敏感性和理性分析能力。工程思维：运用系统分析的方法，对无碳小车的设计进行整体规划，考虑各种因素之间的相互影响，提出合理的解决方案。创新设计：发挥创新思维，设计出具有独特性和实用性的无碳小车方案，并通过技术试验和技术探究验证设计方案的可行性和有效性。图样表达：运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的图样，表达设计构想，通过图样进行技术交流和评价。物化能力：根据设计方案选择合适的材料和工具，完成无碳小车的制作，通过装配调试使小车达到预期的性能指标。二、学习目标技术意识：了解无碳小车的设计背景和实际意义，认识到其在节能减排、环境保护等方面的作用。形成对无碳小车技术的积极态度和评价，关注其在日常生活和工业生产中的应用。工程思维：运用系统分析的方法，对无碳小车的设计进行整体规划，考虑各种因素之间的相互影响。识别无碳小车设计过程中的制约条件和影响因素，提出合理的解决方案。创新设计：发挥创新思维，设计出具有独特性和实用性的无碳小车方案。通过技术试验和技术探究，验证设计方案的可行性和有效性，并进行优化。图样表达：运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的图样，表达设计构想。通过图样进行技术交流和评价，提升设计水平和沟通能力。物化能力：根据设计方案选择合适的材料和工具，完成无碳小车的制作。通过装配调试，使无碳小车达到预期的性能指标，并撰写技术测试和方案试验报告。三、作业目标设定技术意识：收集并整理关于无碳小车技术在节能减排、环境保护等方面应用的相关资料，撰写一篇小论文或制作一份PPT进行展示。工程思维：分析无碳小车设计过程中的制约条件和影响因素，制定一份详细的设计规划书，包括整体设计思路、关键技术问题解决方案等。创新设计：设计一份具有独特性和实用性的无碳小车方案，包括创意来源、结构设计、设计原则、主要创新方法及创新点等，并绘制设计草图。图样表达：运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的详细图样，包括零件图、装配图等，并编写相应的技术文档。物化能力：根据设计方案选择合适的材料和工具，制作无碳小车的关键零部件，并进行装配调试，记录整个制作过程和技术问题解决方案。四、学科实践与跨学科学习设计（一）实践活动设计技术体验活动活动名称：无碳小车技术体验活动内容：组织学生参观无碳小车展览或演示活动，了解无碳小车的工作原理和应用场景。让学生亲自操作无碳小车，体验其运行过程和性能特点。引导学生讨论无碳小车在节能减排、环境保护等方面的优势和不足，提出改进建议。活动目标：增强学生的技术意识和实践经验，激发对无碳小车技术的兴趣。培养学生的观察能力和分析问题的能力。设计创新活动活动名称：无碳小车创新设计大赛活动内容：以小组为单位，鼓励学生发挥创新思维，设计具有独特性和实用性的无碳小车方案。组织专家和教师对学生提交的设计方案进行评审，评选出优秀设计作品。对优秀设计作品进行展示和交流，分享设计思路和创新点。活动目标：培养学生的创新设计能力和团队合作精神。提升学生的图样表达能力和技术交流能力。制作实践活动活动名称：无碳小车制作工坊活动内容：提供必要的材料和工具，指导学生根据设计方案制作无碳小车的零部件。组织学生进行装配调试，解决制作过程中遇到的技术问题。对制作完成的无碳小车进行测试和评价，记录测试数据和改进方案。活动目标：培养学生的物化能力和动手实践能力。提升学生的问题解决能力和技术测试能力。（二）跨学科学习设计物理学科融合融合点：力学原理在无碳小车设计中的应用活动内容：结合物理学科中的力学原理，分析无碳小车在行驶过程中的受力情况和运动规律。运用力学原理优化无碳小车的设计方案，提高小车的行驶效率和稳定性。组织学生进行力学实验，验证设计方案的有效性和可行性。活动目标：培养学生的跨学科整合能力和综合运用知识的能力。提升学生的工程思维和问题解决能力。数学学科融合融合点：数学建模在无碳小车设计中的应用活动内容：运用数学学科中的建模方法，对无碳小车的行驶距离、速度、功率等参数进行建模分析。通过数学模型预测无碳小车的性能表现，为设计方案提供理论依据。组织学生进行数学建模竞赛，评选出优秀建模作品并进行展示和交流。活动目标：培养学生的数学建模能力和数据分析能力。提升学生的创新设计能力和团队合作精神。艺术学科融合融合点：美学原理在无碳小车设计中的应用活动内容：结合艺术学科中的美学原理，分析无碳小车的外观设计和色彩搭配。运用美学原理优化无碳小车的外观设计，提高其观赏性和吸引力。组织学生进行无碳小车外观设计比赛，评选出最佳设计作品并进行展示和交流。活动目标：培养学生的审美情趣和美学设计能力。提升学生的图样表达能力和创新思维能力。通过以上学科实践与跨学科学习设计，学生将能够在实践中学习和掌握三维产品技术分析与实践的相关知识和技能，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等核心素养。跨学科学习将有助于学生综合运用多学科知识，提升解决实际问题的能力。十四、大单元作业设计一、教学目标通过本单元的教学，旨在培养学生的通用技术核心素养，具体包括：技术意识：使学生能够认识到无碳小车设计的重要性，理解其在节能减排、环境保护等方面的意义，形成对无碳小车技术的积极态度和评价。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对无碳小车的设计进行整体规划，考虑各种因素之间的相互影响，提出合理的解决方案。创新设计：学生能够发挥创新思维，设计出具有独特性和实用性的无碳小车方案，并通过技术试验和技术探究验证设计方案的可行性和有效性。图样表达：学生能够运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的图样，表达设计构想，进行技术交流和评价。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，完成无碳小车的制作，通过装配调试达到预期的性能指标，并撰写技术测试和方案试验报告。二、作业目标设定根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合本单元的教学内容，设定以下作业目标：技术意识：学生能够通过分析无碳小车的设计要求和测试流程，认识到无碳小车在节能减排和环境保护方面的重要性。学生能够结合生活实际，对无碳小车技术进行评价，并提出改进建议。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对无碳小车的设计进行整体规划，考虑各种因素之间的相互影响。学生能够识别设计过程中的制约条件和影响因素，提出合理的解决方案，并进行优化。创新设计：学生能够发挥创新思维，设计出具有独特性和实用性的无碳小车方案。学生能够通过技术试验和技术探究，验证设计方案的可行性和有效性，并进行优化。图样表达：学生能够运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的图样，表达设计构想。学生能够通过图样进行技术交流和评价，提升设计水平和沟通能力。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，完成无碳小车的制作。学生能够通过装配调试，使无碳小车达到预期的性能指标，并撰写技术测试和方案试验报告。三、作业内容设计（一）项目背景分析（1课时）作业目标：技术意识：理解无碳小车设计的背景和意义。工程思维：分析无碳小车设计过程中的系统性和整体性。作业内容：分析无碳小车设计的背景和意义，撰写一篇短文，阐述无碳小车在节能减排和环境保护方面的作用。分析无碳小车设计过程中的系统性和整体性，绘制系统图或流程图，展示各组成部分之间的相互关系。（二）设计要求与测试流程理解（1课时）作业目标：技术意识：明确无碳小车的设计要求和测试流程。工程思维：理解设计要求和测试流程对无碳小车性能的影响。作业内容：详细列出无碳小车的设计要求，并分析每项要求的重要性和实现难度。绘制无碳小车测试流程的示意图，并说明每个测试环节的目的和注意事项。（三）技术准备与整体设计思路（2课时）作业目标：工程思维：分析影响小车爬坡的主要因素，形成整体设计思路。创新设计：提出创新点，优化设计方案。作业内容：分析影响小车爬坡的主要因素，如小车速度、质量、车轮与地面的摩擦系数等，并绘制影响因素分析图。形成整体设计思路，绘制设计图框，包括小车的主要组成部分和它们之间的相互作用。提出至少两个创新点，并说明这些创新点如何提升无碳小车的性能。（四）设计方案制定（2课时）作业目标：创新设计：完成无碳小车的设计方案。图样表达：绘制无碳小车的设计图样。作业内容：制定无碳小车的设计方案，包括外形结构设计、动力结构设计、传动结构设计、轮子结构设计和操作步骤等。绘制无碳小车的设计图样，包括二维平面图和三维模型图。撰写设计分析报告，包括创意来源、结构设计、设计原则、主要创新方法及创新点和设计草图等部分。（五）制作与调试实践（4课时）作业目标：物化能力：根据设计方案选择合适的材料和工具，完成无碳小车的制作。工程思维：通过装配调试，使无碳小车达到预期的性能指标。作业内容：根据设计方案选择合适的材料和工具，列出材料清单和工具清单。完成无碳小车的制作，包括三维建模、零件加工、装配调试等环节。对无碳小车进行调试，记录调试过程中的问题和解决方案，确保小车达到预期的性能指标。撰写技术测试和方案试验报告，包括测试目的、测试方法、测试数据和测试结果分析等内容。（六）总结与反思（1课时）作业目标：技术意识：总结无碳小车设计过程中的经验教训。工程思维：反思设计方案的优缺点，提出改进措施。作业内容：总结无碳小车设计过程中的经验教训，撰写总结报告。反思设计方案的优缺点，提出至少两条改进措施，并说明改进后的预期效果。与同学分享设计经验和心得体会，进行技术交流和评价。四、作业评价设计（一）评价方式自我评价：学生根据自己的设计过程和作品质量进行自我评价，反思自己的优点和不足。小组评价：小组成员之间互相评价设计作品，提出改进建议，促进团队合作和交流。教师评价：教师对学生的设计作品进行评价，指出优点和不足，提出改进建议。（二）评价内容技术意识：评价学生对无碳小车设计背景和意义的理解程度，以及他们对无碳小车技术的评价和改进建议。工程思维：评价学生对无碳小车设计要求的理解程度，以及他们运用系统分析的方法进行整体规划的能力。评价学生在设计过程中识别制约条件和影响因素，提出合理解决方案的能力。创新设计：评价学生设计方案的创新性和实用性，以及他们通过技术试验和技术探究验证设计方案可行性和有效性的能力。图样表达：评价学生运用二维和三维设计软件绘制无碳小车图样的能力，以及他们通过图样进行技术交流和评价的能力。物化能力：评价学生根据设计方案选择合适的材料和工具，完成无碳小车制作的能力。评价学生通过装配调试使无碳小车达到预期性能指标的能力，以及他们撰写技术测试和方案试验报告的能力。（三）评价标准优秀：学生能够全面达到作业目标，设计作品具有创新性和实用性，图样表达清晰准确，制作调试过程规范严谨，总结反思深刻到位。良好：学生能够基本达到作业目标，设计作品具有一定的创新性和实用性，图样表达较为清晰准确，制作调试过程基本规范，有一定的总结反思。合格：学生能够完成基本的作业要求，设计作品符合基本要求，图样表达基本清晰，制作调试过程基本完成，有简单的总结反思。不合格：学生未能完成基本的作业要求，设计作品存在明显问题，图样表达不清晰或错误较多，制作调试过程不规范或未完成，缺乏总结反思。通过以上大单元作业设计，学生能够在实践中深入理解和掌握三维产品技术分析与实践的相关知识和技能，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等核心素养。十五、“教-学-评”一致性课时设计一、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产品三维设计与制造单元主题：第四章三维产品技术分析与实践课时设计：根据大单元实施思路及教学结构图，本章节内容共分为8个课时。二、教学目标设定通用技术的核心素养目标：技术意识：学生能够认识到无碳小车设计的重要性，理解其在节能减排、环境保护等方面的意义。学生能够形成对无碳小车技术的积极态度和评价，关注其在日常生活和工业生产中的应用。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，对无碳小车的设计进行整体规划，考虑各种因素之间的相互影响。学生能够识别无碳小车设计过程中的制约条件和影响因素，提出合理的解决方案。创新设计：学生能够发挥创新思维，设计出具有独特性和实用性的无碳小车方案。学生能够通过技术试验和技术探究，验证设计方案的可行性和有效性，并进行优化。图样表达：学生能够运用二维和三维设计软件绘制无碳小车的图样，表达设计构想。学生能够通过图样进行技术交流和评价，提升设计水平和沟通能力。物化能力：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，完成无碳小车的制作。学生能够通过装配调试，使无碳小车达到预期的性能指标，并撰写技术测试和方案试验报告。三、作业目标设定技术意识：学生需完成关于无碳小车技术背景和意义的研究报告，增强对无碳小车技术重要性的认识。工程思维：学生需根据设计要求，分析并列出影响小车爬坡的主要因素，并提出初步的解决方案。创新设计：学生需设计并绘制至少两种不同方案的无碳小车设计草图，体现创新思维。图样表达：学生需利用三维设计软件（如Inventor）完成一种方案的三维建模，并生成工程图纸。物化能力：学生需根据设计方案，选择适当的材料和工具，制作小车的一个关键零部件，并进行初步调试。四、课程目标设定通过本章节的学习，学生将能够：了解无碳小车的设计要求和测试流程。掌握影响小车爬坡的主要因素，并形成整体设计思路。完成无碳小车的设计方案，并进行技术分析和优化。运用三维设计软件完成小车模型的三维建模，并生成工程图纸。制作无碳小车的一个关键零部件，并进行初步调试。五、课时设计第一课时：情境导入（1课时）教学内容：通过展示无碳小车在实际生活中的应用案例，如环保宣传、科普教育等，激发学生的学习兴趣和探索欲望。教师活动：介绍无碳小车的设计背景和意义，引导学生思考其在节能减排、环境保护等方面的作用。学生活动：分组讨论无碳小车的应用前景，提出自己的见解和想法。评价目标：激发学生兴趣，初步形成对无碳小车技术积极的技术意识。第二课时：任务明确（1课时）教学内容：详细讲解无碳小车的设计要求和测试流程。教师活动：解释设计要求和测试流程的具体内容，强调关键点和注意事项。学生活动：记录设计要求和测试流程，提出疑问并进行讨论。评价目标：学生明确项目目标和评价标准，形成初步的工程思维。第三课时：技术准备（1课时）教学内容：分析影响小车爬坡的主要因素，形成整体设计思路。教师活动：引导学生分析影响因素，提供设计思路和案例参考。学生活动：分组讨论并形成初步设计思路，绘制草图进行交流。评价目标：学生能够识别设计过程中的制约条件，提出初步解决方案，培养工程思维。第四课时：方案设计（2课时）教学内容：鼓励学生发挥创新思维，设计出符合要求的无碳小车方案。教师活动：提供设计指导和建议，鼓励学生尝试不同的设计方案。学生活动：分组进行方案设计，利用三维设计软件绘制小车模型，并进行优化。评价目标：学生能够运用创新思维进行设计，通过图样表达设计构想，提升创新设计和图样表达能力。第五课时：制作实践（1课时）教学内容：三维建模阶段，利用Inventor软件进行小车三维建模。教师活动：提供技术支持，指导学生进行三维建模。学生活动：分组进行三维建模，检验小车各运动部分是否有干扰，优化设计方案。评价目标：学生能够通过三维设计软件表达设计构想，提升图样表达能力。第六课时：制作实践（2课时）教学内容：零件加工阶段，根据设计图纸加工零件。教师活动：提供加工工艺指导，确保加工精度和尺寸要求。学生活动：分组进行零件加工，记录加工过程和遇到的问题。评价目标：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工具，提升物化能力。第七课时：制作实践（2课时）教学内容：装配调试阶段，将零件组装成完整的小车，并进行调试。教师活动：提供装配调试指导，确保小车各部分运转灵活。学生活动：分组进行装配调试，记录调试过程和发现的问题，提出改进方案。评价目标：学生能够通过装配调试使小车达到预期性能指标，提升物化能力。第八课时：测试评价（1课时）教学内容：组织学生进行小车测试，根据测试结果进行反思和改进。教师活动：监督测试过程，记录测试数据，指导学生进行反思和改进。学生活动：分组进行测试，记录测试数据和发现的问题，提出改进方案。评价目标：学生能够根据测试结果进行反思和改进，提升技术意识和工程思维。第九课时：总结提升（1课时）教学内容：对整个项目进行总结，提炼经验教训，提升学生的核心素养。教师活动：组织学生进行总结汇报，给予肯定和鼓励。学生活动：分组进行总结汇报，展示项目成果和心得体会。评价目标：学生能够总结设计、制作和测试过程中的成功经验和失败教训，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等核心素养。六、教学评价评价方式：过程性评价：通过观察学生在设计、制作和测试过程中的表现，记录学生的参与度、合作情况、问题解决能力等。作品评价：对学生设计的无碳小车方案、三维模型、工程图纸和制作的小车零部件进行评价，重点评价其创新性、实用性、加工精度和装配效果。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价和互评，促进