2022版 人教版 高中艺术 必修3 艺术与科学《第二单元 科学中的艺术现象》大单元整体教学设计2020课标

版人教版高中艺术必修3艺术与科学《第二单元科学中的艺术现象》大单元整体教学设计[2020课标]一、内容分析与整合二、《普通高中艺术课程标准（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《普通高中艺术课程标准（2017年版2020年修订）》强调艺术课程应培养学生的艺术学科核心素养，其中包括艺术感知、创意表达、审美情趣和文化理解。在必修3《艺术与科学》中，《第二单元科学中的艺术现象》旨在通过艺术与科学的结合，激发学生对科学的兴趣，提升他们的艺术感知能力和创意表达能力，培养他们的审美情趣和文化理解力。本单元选取了四课内容，分别是《橡皮泥几何》、《分形的魅力》、《逻辑怪圈》和《美丽化学》，通过这四个主题，学生可以深入探索科学现象中的艺术之美，感受科学与艺术的紧密联系。《橡皮泥几何》：本课通过橡皮泥这一常见的材料，引导学生体验拓扑变形，理解拓扑学的基本原理，并尝试将这些原理应用于艺术创作中。学生将在动手实践中感受科学的秩序之美，并激发对艺术创作的兴趣。《分形的魅力》：分形是自然界和艺术领域中普遍存在的一种复杂几何形状，具有自相似性质。本课通过分析自然界和艺术作品中的分形结构，引导学生认识分形的魅力，并尝试用分形原理进行艺术创作，培养学生的关联性思维和创造性思维。《逻辑怪圈》：本课通过介绍逻辑悖论和艺术作品中的悖论现象，引导学生理解逻辑怪圈的概念，并尝试用艺术的方式表现悖论，培养学生的逻辑思维能力和艺术表达能力。《美丽化学》：化学不仅是一门科学，更是一种艺术。本课通过实验设计与观察，引导学生领略化学世界的魅力，感受化学装置之美、化学结构之美和化学变化之美，并尝试用艺术的方式表现化学之美。（二）单元内容分析本单元《科学中的艺术现象》通过四个主题，从不同角度探讨了科学与艺术的紧密联系。这四个主题既相互独立又相互关联，共同构成了本单元的教学内容。拓扑变形与艺术创作：通过橡皮泥这一媒介，学生将体验拓扑变形的过程，理解拓扑学的基本原理，并尝试将这些原理应用于艺术创作中。这一过程不仅能够提升学生的艺术感知能力，还能够培养他们的空间想象力和创意思维。分形结构与艺术表现：分形作为一种复杂的几何形状，在自然界和艺术领域中广泛存在。通过分析自然界和艺术作品中的分形结构，学生将认识分形的魅力，并尝试用分形原理进行艺术创作。这一过程将培养学生的关联性思维和创造性思维，提升他们的艺术表达能力。逻辑悖论与艺术表达：逻辑悖论是逻辑学中的一个重要概念，也是艺术创作中的一个常见主题。通过介绍逻辑悖论和艺术作品中的悖论现象，学生将理解逻辑怪圈的概念，并尝试用艺术的方式表现悖论。这一过程将培养学生的逻辑思维能力和艺术表达能力，提升他们的审美情趣。化学之美与艺术表现：化学作为一门科学，其装置、结构和变化都蕴含着丰富的艺术价值。通过实验设计与观察，学生将领略化学世界的魅力，感受化学之美，并尝试用艺术的方式表现化学之美。这一过程将提升学生的艺术感知能力和审美情趣，培养他们的科学精神和艺术素养。（三）单元内容整合本单元《科学中的艺术现象》通过四个主题的整合，旨在引导学生深入理解科学与艺术的紧密联系，培养他们的艺术感知能力、创意表达能力、审美情趣和文化理解力。在教学过程中，应注重以下几个方面：跨学科融合：本单元涉及数学、物理、化学等多个学科领域的知识，应注重跨学科融合，引导学生从不同角度理解科学与艺术的紧密联系。实践操作：通过动手实践，如橡皮泥拓扑变形、分形艺术创作、悖论艺术作品创作和化学实验设计与观察等，提升学生的艺术感知能力和创意表达能力。思维训练：通过逻辑悖论的分析和艺术作品中的悖论现象探讨，培养学生的逻辑思维能力和创造性思维。审美情趣培养：通过欣赏自然界和艺术作品中的科学现象和艺术之美，提升学生的审美情趣和文化理解力。二、《普通高中艺术课程标准（2017年版2020年修订）》分解高中艺术核心素养（一）艺术感知艺术感知是艺术学习与实践活动的基础，是学生对各艺术门类的艺术语言、艺术形象、思想情感的感受和认知。在本单元中，艺术感知主要体现在以下几个方面：科学现象的艺术感知：引导学生通过观察、体验和分析科学现象中的艺术之美，如拓扑变形中的秩序之美、分形结构中的自相似之美、化学变化中的奇异之美等，提升他们对艺术语言的敏感性和认知能力。艺术作品的科学感知：通过分析艺术作品中的科学原理和现象，如埃舍尔画作中的悖论现象、化学装置中的实验之美等，引导学生理解艺术作品中的科学内涵，提升他们的艺术感知能力。跨学科的艺术感知：通过跨学科融合，引导学生从数学、物理、化学等多个学科角度感知艺术之美，提升他们的综合艺术感知能力。（二）创意表达创意表达是创造性的艺术表现活动，是学生在各种艺术实践中想象力、表现力、创造力的体现。在本单元中，创意表达主要体现在以下几个方面：科学原理的艺术表达：引导学生运用科学原理进行艺术创作，如利用拓扑学原理进行橡皮泥几何创作、运用分形原理进行绘画或雕塑创作等，提升他们的艺术表现力和创造力。艺术作品的科学构思：通过分析艺术作品中的科学构思和表现手法，如埃舍尔画作中的悖论构思、化学实验中的装置设计等，激发学生的想象力和创造力，引导他们尝试用新的视角和方式进行艺术创作。跨学科的艺术创作：鼓励学生将数学、物理、化学等学科知识与艺术创作相结合，创作出具有跨学科特色的艺术作品，提升他们的综合创意表达能力。（三）审美情趣审美情趣是审美愉悦、高雅气质、人文情怀等艺术涵养的体现，是对真善美的精神追求。在本单元中，审美情趣主要体现在以下几个方面：科学之美的欣赏：引导学生欣赏科学现象中的艺术之美，如拓扑变形中的秩序美、分形结构中的自相似美、化学变化中的奇异美等，提升他们的审美愉悦感和高雅气质。艺术作品的科学品味：通过分析艺术作品中的科学内涵和表现手法，引导学生品味艺术作品中的科学之美，提升他们的艺术鉴赏能力和人文情怀。跨学科的艺术品味：鼓励学生将数学、物理、化学等学科知识与艺术品味相结合，提升他们的综合审美情趣和文化素养。（四）文化理解文化理解是从不同文化的角度认识艺术，体现在艺术鉴赏、文化认同和艺术精神的领悟等方面。在本单元中，文化理解主要体现在以下几个方面：科学文化的理解：引导学生理解科学文化中的艺术价值，如科学家对艺术的热爱和追求、科学原理在艺术创作中的应用等，提升他们的文化认同感和艺术精神领悟能力。艺术作品的科学文化解读：通过分析艺术作品中的科学文化元素和表现手法，引导学生深入理解艺术作品的文化内涵和艺术价值，提升他们的文化理解力和艺术鉴赏能力。跨学科的文化理解：鼓励学生将数学、物理、化学等学科知识与文化理解相结合，提升他们的综合文化理解力和艺术素养。通过跨学科的文化理解，学生将更好地理解科学与艺术的紧密联系，领悟艺术在文化传承和发展中的重要作用。学情分析（一）已知内容分析在进入《第二单元科学中的艺术现象》的教学前，学生已经完成了《第一单元艺术中的科学现象》的学习，对艺术与科学之间的联系有了一定的认识。通过第一单元的学习，学生已经掌握了科学与艺术相互渗透的基本概念，了解了一些简单的科学原理在艺术中的应用，如拓扑学、数学逻辑、化学变化等。学生在高中阶段已经具备了一定的数学、物理、化学等自然科学基础，对空间几何、逻辑推理、化学反应等现象有了一定的了解。在艺术领域，学生通过音乐、美术、舞蹈等课程的学习，积累了一定的艺术感知和表现能力，能够欣赏和理解不同艺术门类的语言、形象和情感表达。他们掌握了一定的艺术创作技能，如绘画、音乐创作、舞蹈编排等，具备通过艺术手段进行创意表达的基础。（二）新知内容分析《第二单元科学中的艺术现象》将进一步深化学生对艺术与科学关联性的理解，通过四个课题的学习，使学生更深入地认识到科学原理在艺术创作中的应用，以及艺术对科学思维的启发作用。具体的新知内容如下：橡皮泥几何：通过拓扑变形的实践活动，学生将掌握拓扑学的基本原理，理解艺术作品结构的有序性，并尝试利用拓扑学原理进行艺术创作。分形的魅力：学生将了解分形的概念及其自相似性质，探究自然界和艺术领域中分形结构的实例，并尝试用分形原理创作艺术作品，培养关联性和创造性思维。逻辑怪圈：通过感知艺术表现的悖论和“不可能的事物”，学生将理解逻辑怪圈的现象，思考人类思维的局限性，培养探索精神。美丽化学：通过实验设计与观察，学生将领略化学世界的魅力，感受化学装置之美、化学结构之美和化学变化之美，并尝试通过艺术形式表现化学现象。（三）学生学习能力分析空间想象能力：高中生在空间几何方面的学习已经打下了一定的基础，具备了一定的空间想象能力。这有助于他们理解拓扑变形和分形结构等复杂的空间概念。逻辑推理能力：学生在数学和物理等课程的学习中，已经培养了一定的逻辑推理能力。这有助于他们理解逻辑怪圈等现象，思考人类思维的局限性。艺术感知与表现能力：通过前期的艺术课程学习，学生已经具备了一定的艺术感知和表现能力。他们能够欣赏和理解不同艺术门类的语言、形象和情感表达，并尝试通过艺术手段进行创意表达。实验操作能力：化学等自然科学课程的学习使学生具备了一定的实验操作能力。这有助于他们在《美丽化学》课题中进行实验设计与观察，领略化学世界的魅力。跨学科整合能力：随着学习的深入，学生逐渐具备了一定的跨学科整合能力。他们能够将不同学科的知识和方法进行综合运用，解决复杂问题。（四）学习障碍突破策略加强直观教学：对于拓扑变形、分形结构等抽象概念，教师可以采用直观教学的方法，如使用实物模型、动画演示等手段，帮助学生更好地理解和掌握。引导自主探究：教师可以通过设置问题情境、引导学生自主探究的方式，激发学生的学习兴趣和积极性。例如，在《橡皮泥几何》课题中，教师可以让学生自己动手尝试拓扑变形，探索不同造型的可能性。强化实践操作：在《美丽化学》等需要实验操作的课题中，教师应加强对学生实验操作的指导，确保学生能够正确、安全地进行实验。鼓励学生将实验结果与艺术表现相结合，创作出具有创新性的作品。开展合作学习：教师可以通过小组合作学习的方式，促进学生之间的交流与合作。在合作学习中，学生可以共同探究问题、分享经验、互相启发，从而提高学习效果。注重思维训练：针对逻辑怪圈等现象，教师应注重培养学生的思维能力，引导学生深入思考人类思维的局限性。可以通过讨论、辩论等形式，激发学生的思维火花，培养他们的探索精神。提供丰富的学习资源：教师应为学生提供丰富的学习资源，如图书、网络资料、实验器材等，以满足学生不同的学习需求。鼓励学生利用课余时间进行自主学习和探究，拓宽知识面。及时反馈与评价：在教学过程中，教师应及时给予学生反馈和评价，帮助他们了解自己的学习情况和进步空间。对于表现优秀的学生，应给予肯定和表扬；对于存在困难的学生，应给予耐心的指导和帮助。通过以上策略的实施，可以有效地突破学生在学习《第二单元科学中的艺术现象》过程中可能遇到的学习障碍，提高他们的学习效果和兴趣。也有助于培养学生的艺术素养和科学素养，促进他们的全面发展。四、大主题或大概念设计本单元的大主题或大概念设计为“探索科学中的艺术现象：融合、创造与理解”。这一大主题旨在通过艺术与科学的交汇点，引导学生深入探索和理解科学现象中的艺术美，以及艺术表达中的科学原理，从而培养学生在艺术与科学领域的综合性素养。本单元将通过四个子课题——“橡皮泥几何：探索拓扑学的艺术魅力”、“分形的魅力：发现自然界与艺术中的自相似结构”、“逻辑怪圈：理解悖论与艺术的关联”和“美丽化学：领略化学反应的艺术之美”——的学习活动，帮助学生认识到科学与艺术之间的紧密联系，激发学生的创造力和想象力，提升他们的艺术感知、创意表达、审美情趣和文化理解能力。五、大单元目标叙写高中艺术核心素养：（一）艺术感知学生能够感知科学现象中的艺术美，如拓扑学中的几何变形、分形艺术中的自相似结构、悖论艺术中的思维挑战以及化学反应中的色彩变化。学生能够通过艺术作品，感知和理解其中蕴含的科学原理和思想。（二）创意表达学生能够运用科学与艺术相结合的方法，进行创意表达，如利用拓扑学原理创作雕塑、利用分形结构创作绘画或音乐作品等。学生能够在创作过程中，将科学思维融入艺术表达，展现出独特的创意和想象力。（三）审美情趣学生能够欣赏和理解科学与艺术相结合的作品，提升审美情趣，感受到科学之美和艺术之美的和谐统一。学生能够在日常生活中，发现并创造科学与艺术相结合的美，形成高雅的艺术品味。（四）文化理解学生能够理解科学与艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵，认识到科学与艺术是人类文化的重要组成部分。学生能够通过探索科学中的艺术现象，增进对多元文化的理解和尊重，形成跨文化交流的意识和能力。六、大单元教学重点引导学生深入感知科学现象中的艺术美：通过具体案例和实践活动，让学生亲身体验和感知拓扑学、分形、悖论和化学等科学现象中的艺术魅力，提升他们的艺术感知能力。培养学生的创意表达能力：鼓励学生在理解科学原理的基础上，运用艺术手段进行创意表达，如创作具有拓扑学原理的雕塑、利用分形结构创作绘画等，从而培养他们的创造力和想象力。提升学生的审美情趣：通过欣赏和分析科学与艺术相结合的作品，引导学生发现其中的美感和价值，提升他们的审美情趣和艺术品味。增进学生的文化理解：通过探讨科学与艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵，帮助学生认识到科学与艺术是人类文化的重要组成部分，增进他们对多元文化的理解和尊重。七、大单元教学难点如何让学生将科学原理与艺术创作相结合：科学原理往往较为抽象和复杂，而学生的艺术创作则更多依赖于直觉和想象力。如何引导学生将科学原理融入艺术创作，创作出既有科学性又有艺术性的作品，是本单元的一个教学难点。如何培养学生的跨学科思维能力：艺术与科学属于不同的学科领域，它们在思维方式、知识体系和表现形式等方面存在显著差异。如何培养学生的跨学科思维能力，使他们能够在艺术与科学之间建立联系，进行综合性思考和创作，是本单元的另一个教学难点。如何激发学生的创造力和想象力：创造力和想象力是艺术创作的重要基础，而科学与艺术相结合的作品往往需要更高的创造力和想象力。如何激发学生的创造力和想象力，使他们能够创作出具有独特性和创新性的作品，是本单元的教学难点之一。如何提升学生的文化理解能力：文化理解是一个复杂而长期的过程，它涉及到对不同文化背景下的艺术和科学现象的理解和尊重。如何在本单元有限的教学时间内，有效地提升学生的文化理解能力，使他们能够认识到科学与艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵，是本单元的另一个教学难点。为了克服这些教学难点，教师可以采取以下策略：案例教学法：通过具体案例和实践活动，让学生亲身体验和感知科学现象中的艺术美，理解科学原理与艺术创作的结合点。跨学科整合教学：将艺术与科学的相关知识进行整合，通过跨学科的教学方式，培养学生的跨学科思维能力。创意激发策略：通过启发式教学、小组讨论、头脑风暴等方法，激发学生的创造力和想象力，鼓励他们进行创意表达。文化多元化教学：引入不同文化背景下的艺术与科学案例，引导学生进行比较和分析，增进他们的文化理解和尊重。可以邀请具有不同文化背景的专家或艺术家进行讲座或工作坊，让学生更直观地了解不同文化下的艺术与科学现象。八、大单元整体教学思路一、教学目标设定在《普通高中艺术课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，结合2022版人教版高中艺术必修3《艺术与科学》第二单元《科学中的艺术现象》的教学内容，本单元的教学目标设定涵盖高中艺术核心素养的四个方面：艺术感知、创意表达、审美情趣和文化理解。具体目标如下：（一）艺术感知学生能够通过观察和实践，感知和理解科学现象中的艺术魅力，包括拓扑学、分形、逻辑悖论和化学之美。学生能够认识到科学现象中的艺术表现形式，理解艺术与科学之间的紧密联系和相互作用。（二）创意表达学生能够运用艺术手段（如绘画、雕塑、音乐等）表达科学现象中的艺术美感，创作出具有创意的艺术作品。学生能够通过艺术创作实践，掌握将科学与艺术相结合的创意表达方法，提高艺术表现能力。（三）审美情趣学生能够欣赏和理解科学现象中的艺术美感，形成高雅的艺术审美情趣。学生能够通过艺术作品的创作和欣赏，提升审美鉴赏能力和艺术评价能力。（四）文化理解学生能够理解科学现象在不同文化背景下的艺术表现，增进对多元文化的理解和尊重。学生能够通过艺术作品的创作和欣赏，探索科学与艺术在不同文化中的融合与碰撞，加深对文化多样性的认识。二、教学内容与方法本单元的教学内容围绕《科学中的艺术现象》展开，包括四课：橡皮泥几何、分形的魅力、逻辑怪圈和美丽化学。每课的教学内容和方法如下：（一）橡皮泥几何教学内容：介绍拓扑学的基本概念，通过橡皮泥造型、翻绳游戏等活动，让学生感受拓扑变形的魅力，理解艺术作品结构的有序性。教学方法：采用实践操作、观察分析等方法，引导学生通过动手制作和亲身体验，感知拓扑学的艺术美感。（二）分形的魅力教学内容：介绍分形的基本概念，通过欣赏自然界和艺术作品中的分形结构，让学生理解分形的自相似性和层次性。教学方法：采用案例分析、创作实践等方法，引导学生通过欣赏和分析艺术作品，掌握分形的艺术表现方法，并尝试创作具有分形结构的艺术作品。（三）逻辑怪圈教学内容：介绍逻辑悖论的基本概念，通过欣赏和分析艺术作品中的悖论现象，让学生理解逻辑怪圈的艺术魅力。教学方法：采用讨论交流、创作实践等方法，引导学生通过讨论和分析艺术作品中的悖论现象，培养探索精神和创造性思维。（四）美丽化学教学内容：介绍化学之美，通过化学实验和观察，让学生感受化学装置、化学结构和化学变化的艺术魅力。教学方法：采用实验观察、案例分析等方法，引导学生通过实验和观察，理解化学现象中的艺术美感，并尝试用艺术手段表达化学之美。三、教学实施步骤（一）导入阶段通过展示科学现象中的艺术作品或实验，激发学生的学习兴趣和好奇心，引导学生思考科学与艺术之间的联系。（二）新知讲授阶段橡皮泥几何：介绍拓扑学的基本概念，引导学生通过橡皮泥造型、翻绳游戏等活动，感受拓扑变形的魅力。分形的魅力：介绍分形的基本概念，通过欣赏自然界和艺术作品中的分形结构，让学生理解分形的自相似性和层次性。逻辑怪圈：介绍逻辑悖论的基本概念，通过欣赏和分析艺术作品中的悖论现象，让学生理解逻辑怪圈的艺术魅力。美丽化学：介绍化学之美，通过化学实验和观察，让学生感受化学装置、化学结构和化学变化的艺术魅力。（三）实践操作阶段橡皮泥几何：组织学生动手制作橡皮泥造型，体验拓扑变形的乐趣。分形的魅力：引导学生创作具有分形结构的艺术作品，如绘画、雕塑等。逻辑怪圈：组织学生讨论和交流艺术作品中的悖论现象，尝试创作表现悖论的艺术作品。美丽化学：指导学生进行化学实验观察，记录实验现象，并尝试用艺术手段表达化学之美。（四）总结评价阶段总结回顾：引导学生总结本单元的学习内容和收获，加深对科学与艺术联系的理解。作品展示：组织学生展示自己创作的艺术作品或实验报告，进行相互评价和交流。反思提升：鼓励学生反思自己的学习过程和方法，提出改进意见和建议，为未来的学习打下基础。四、教学评价与反馈（一）评价原则多元评价：采用多种评价方式，包括作品评价、过程评价、口头评价等，全面反映学生的学习情况。关注过程：注重评价学生的学习过程和方法，鼓励学生在过程中发现问题、解决问题。强调创新：鼓励学生发挥想象力和创造力，创作出具有个性和创意的艺术作品。（二）评价方法作品评价：对学生的艺术作品或实验报告进行评价，主要从创意性、艺术性、科学性等方面进行评分。过程评价：观察学生在实践操作过程中的表现，如动手能力、合作意识、问题解决能力等，进行过程性评价。口头评价：通过课堂讨论、提问等方式，评价学生的口头表达能力和思维水平。（三）反馈与改进及时反馈：对学生的作品和表现进行及时反馈，指出优点和不足，提出改进建议。个性化指导：针对学生的不同情况和需求，提供个性化的指导和帮助，促进学生的个性化发展。持续改进：根据学生的学习情况和反馈意见，不断调整和完善教学方案和方法，提高教学质量和效果。五、教学资源与环境（一）教学资源教材与教辅资料：2022版人教版高中艺术必修3《艺术与科学》教材及相关教辅资料。实验器材与材料：橡皮泥、翻绳、画笔、颜料、纸张等艺术创作材料；化学实验器材与试剂。多媒体教学资源：相关视频、图片、音频等多媒体教学资源，用于辅助教学和学生自主学习。（二）教学环境教室布置：将教室布置成既适合艺术创作又适合科学实验的环境，提供充足的操作空间和展示空间。设施设备：配备必要的多媒体教学设备和实验器材，确保教学活动的顺利进行。网络资源：利用网络资源，提供丰富的学习材料和在线交流平台，促进学生的自主学习和合作学习。六、教学反思与展望（一）教学反思通过本单元的教学实践，我深刻体会到科学与艺术之间的紧密联系和相互作用。在教学过程中，我注重引导学生通过观察和实践来感知和理解科学现象中的艺术魅力，鼓励他们发挥想象力和创造力进行艺术创作。我也注重培养学生的审美情趣和文化理解能力，通过欣赏和分析艺术作品和科学实验现象来提升学生的艺术素养和科学素养。在教学过程中也存在一些不足之处，如部分学生对某些科学概念的理解不够深入、艺术创作的水平有待提高等。在未来的教学中，我将进一步改进教学方法和手段，加强与学生的互动和交流，注重培养学生的自主学习能力和创新思维能力。（二）展望展望我将继续探索科学与艺术相结合的教学模式和方法，努力培养学生的艺术素养和科学素养。我也将关注教育改革的最新动态和发展趋势，不断更新自己的教育理念和教学方法。我相信，在全体师生的共同努力下，我们一定能够培养出更多具有创新精神和实践能力的高素质人才。九、学业评价在《普通高中艺术课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，针对2022版人教版高中艺术必修3《艺术与科学》第二单元《科学中的艺术现象》的教学内容，我们制定了全面的学业评价方案。本评价方案旨在通过多维度、多层次的评价方式，全面考查学生在艺术感知、创意表达、审美情趣和文化理解等方面的核心素养发展情况。一、教学目标设定根据《普通高中艺术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合《第二单元科学中的艺术现象》的教学内容，本单元的教学目标设定如下：（一）艺术感知学生能够感受和理解科学中的艺术现象，认识到艺术与科学之间的密切联系。学生能够通过观察和分析，感知艺术作品中的科学原理和科学美。（二）创意表达学生能够运用所学的艺术和科学知识，进行创意性的艺术表达。学生能够通过艺术创作，展现对科学原理和艺术美的理解和感悟。（三）审美情趣学生能够欣赏和理解科学中的艺术之美，提高审美情趣。学生能够通过艺术实践，培养高雅的气质和人文情怀。（四）文化理解学生能够理解科学和艺术在不同文化背景下的表现形式和意义。学生能够通过跨文化比较，增进对多元文化的理解和尊重。二、学习目标设定（一）艺术感知感知科学中的艺术现象：学生能够识别并描述科学中的艺术现象，如拓扑学在艺术作品中的应用、分形结构在自然界和艺术中的表现等。理解艺术与科学的联系：学生能够理解艺术与科学之间的相互作用和影响，认识到科学原理在艺术创作中的重要性。（二）创意表达运用科学原理进行艺术创作：学生能够运用所学的科学原理，如拓扑变形、分形结构等，进行艺术创作。展现科学美和艺术美：学生能够通过艺术创作，展现科学原理的艺术美，同时融入个人的创意和表达。（三）审美情趣欣赏科学中的艺术之美：学生能够欣赏和理解科学中的艺术之美，如化学实验中的色彩变化、物理现象中的对称与和谐等。培养高雅气质和人文情怀：学生能够通过艺术实践，培养高雅的气质和人文情怀，提升个人的审美情趣和文化素养。（四）文化理解理解科学与艺术的文化背景：学生能够理解科学和艺术在不同文化背景下的表现形式和意义，认识到文化的多样性和差异性。增进对多元文化的理解和尊重：学生能够通过跨文化比较，增进对多元文化的理解和尊重，形成开放包容的文化态度。三、评价目标设定（一）艺术感知评价学生对科学中艺术现象的感知能力：通过观察学生的课堂表现、作业和作品，评价学生是否能够准确识别并描述科学中的艺术现象。评价学生对艺术与科学联系的理解程度：通过课堂提问、讨论和测验等方式，评价学生是否能够理解艺术与科学之间的相互作用和影响。（二）创意表达评价学生的艺术创作能力：通过观察学生的艺术作品和创作过程，评价学生是否能够运用所学的科学原理进行艺术创作，并展现出个人的创意和表达。评价学生对科学美的展现能力：通过评价学生的艺术作品，看其是否能够准确展现科学原理的艺术美，以及作品是否具有创新性和审美价值。（三）审美情趣评价学生的审美情趣：通过学生的课堂表现、作业和作品，评价学生是否能够欣赏和理解科学中的艺术之美，以及是否具有高雅的气质和人文情怀。评价学生的文化素养：通过学生的讨论、发言和作业，评价学生是否能够理解和尊重不同文化背景下的科学与艺术表现形式，以及是否具有开放包容的文化态度。（四）文化理解评价学生的文化理解能力：通过学生的跨文化比较和分析，评价学生是否能够理解科学与艺术在不同文化背景下的表现形式和意义。评价学生的多元文化态度：通过学生的课堂表现、作业和作品，评价学生是否能够增进对多元文化的理解和尊重，以及是否具有开放包容的文化态度。四、评价方式与方法为了实现上述评价目标，我们将采用多种评价方式和方法，包括课堂观察、作业评价、作品展示、小组讨论、测验等。具体评价方式和方法如下：（一）课堂观察通过课堂观察，评价学生在课堂上的表现，包括听讲、发言、讨论、合作等方面。观察学生是否能够积极参与课堂活动，是否能够准确理解并应用所学知识，以及是否具有良好的学习态度和学习习惯。（二）作业评价通过评价学生的作业，了解其对课堂知识的掌握情况和应用能力。作业可以包括书面作业、实践作业和创意作业等。书面作业主要评价学生对基础知识的掌握情况；实践作业主要评价学生的动手能力和实践能力；创意作业主要评价学生的创新能力和艺术表达能力。（三）作品展示通过学生的作品展示，评价其艺术创作能力和审美情趣。作品可以包括绘画、雕塑、设计、音乐、舞蹈等多种形式。评价时，关注作品的创意性、艺术性和科学性，以及作品是否能够准确展现科学原理的艺术美。（四）小组讨论通过小组讨论，评价学生的合作能力、沟通能力和思维能力。讨论主题可以围绕科学中的艺术现象、艺术与科学的联系、跨文化比较等方面展开。评价时，关注学生在讨论中的表现，包括是否能够积极参与讨论、是否能够提出有价值的观点和建议、是否能够与他人有效沟通和合作等。（五）测验通过测验，评价学生对基础知识的掌握情况和应用能力。测验可以包括选择题、填空题、简答题和论述题等多种形式。评价时，关注学生对知识点的理解程度和应用能力，以及是否能够运用所学知识解决实际问题。五、评价实施与反馈（一）评价实施在实施评价过程中，我们将遵循以下原则：公正性原则：确保评价过程公正、公平、公开，避免主观偏见和歧视。全面性原则：全面评价学生在艺术感知、创意表达、审美情趣和文化理解等方面的核心素养发展情况。发展性原则：注重学生的个体差异和发展需求，鼓励学生在原有基础上不断进步和提高。及时性原则：及时反馈评价结果，帮助学生了解自己的学习情况和存在的问题，以便及时调整学习策略和方法。（二）评价反馈评价反馈是评价过程中不可或缺的一环。我们将通过以下方式为学生提供及时反馈：个别反馈：针对每个学生的作业、作品和测验结果，提供个性化的反馈意见和建议，帮助学生明确自己的优点和不足，并提出改进建议。集体反馈：在课堂上或小组讨论中，对全体学生的表现进行总结和反馈，肯定成绩，指出问题，并提出改进建议。鼓励学生之间相互学习和借鉴，形成良好的学习氛围。家长反馈：定期向家长反馈学生的学习情况和进步情况，让家长了解孩子在艺术学习方面的表现和成就，以便家长更好地支持和配合孩子的学习。通过以上评价方案和实施策略，我们期望能够全面、准确地评价学生在《第二单元科学中的艺术现象》学习过程中的核心素养发展情况，并为学生提供有针对性的指导和支持，促进其全面发展。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路针对2022版人教版高中艺术必修3《艺术与科学》第二单元《科学中的艺术现象》的教学内容，本单元的实施思路将围绕四个核心课题展开：橡皮泥几何、分形的魅力、逻辑怪圈和美丽化学。这四个课题旨在通过艺术实践，帮助学生理解科学与艺术的紧密联系，激发学生对艺术和科学的学习兴趣，培养学生的创造力和跨学科思维能力。具体实施思路如下：感知·关联：通过介绍科学现象和艺术作品的关联，让学生感知科学之美，理解艺术在科学中的应用。例如，在“橡皮泥几何”课题中，通过橡皮泥的拓扑变形，让学生体验科学的秩序之美；在“分形的魅力”课题中，通过分形几何的实例，让学生感受自然界的自相似结构在艺术中的体现。创意·表现：通过艺术实践活动，让学生运用科学与艺术相结合的方法进行创作。例如，在“橡皮泥几何”课题中，引导学生利用拓扑学原理进行艺术创作；在“分形的魅力”课题中，指导学生创作具有分形结构的绘画或雕塑作品。品评·拓展：通过多种评价方式，反思创造实践，进一步思考科学与艺术的关系。例如，在“逻辑怪圈”课题中，通过分析悖论艺术作品，培养学生的批判性思维和探索精神；在“美丽化学”课题中，通过实验设计与观察，领略化学之美，激发学生对科学的兴趣。二、教学目标设定（一）艺术感知学生能够感知科学现象中的艺术美，理解艺术在科学中的应用。学生能够通过艺术作品感受科学的秩序之美和混沌之美。（二）创意表达学生能够运用科学与艺术相结合的方法进行创作，表达个人对科学与艺术关系的理解。学生能够通过艺术创作，展现科学现象中的艺术魅力。（三）审美情趣学生能够欣赏具有科学元素的艺术作品，提高审美鉴赏能力。学生能够在艺术创作中追求科学美与艺术美的统一。（四）文化理解学生能够理解科学与艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵。学生能够认识到科学与艺术在人类文明进步中的重要作用。三、教学结构图科学与艺术中的艺术现象|+++||感知·关联创意·表现||++++++||||橡皮泥几何分形的魅力逻辑怪圈美丽化学||||++++++||品评·拓展|+++||科学美与艺术美的融合四、具体教学实施步骤（一）第1课橡皮泥几何教学目标：艺术感知：感知拓扑变形的艺术美，理解拓扑学在艺术创作中的应用。创意表达：运用拓扑学原理进行艺术创作，展现科学现象中的艺术魅力。审美情趣：欣赏具有拓扑结构的艺术作品，提高审美鉴赏能力。文化理解：认识拓扑学在不同文化背景下的表现形式和内涵。教学实施步骤：导入新课：通过展示橡皮泥的拓扑变形实例，引入拓扑学的概念。感知·关联：介绍拓扑学的基本原理，如拓扑变形、同胚变形等。通过动手实践，让学生体验橡皮泥的拓扑变形，感受科学的秩序之美。创意·表现：引导学生利用拓扑学原理进行艺术创作，如制作莫比乌斯带、克莱因瓶等模型。展示学生的作品，进行交流和评价。品评·拓展：分析拓扑学在心理学中的恒常知觉现象，探讨拓扑学与人类知觉的关系。鼓励学生思考拓扑学在其他艺术领域的应用，如音乐、舞蹈等。（二）第2课分形的魅力教学目标：艺术感知：感知分形结构的艺术美，理解分形几何在自然界和艺术中的应用。创意表达：运用分形原理进行艺术创作，展现自然界的自相似结构。审美情趣：欣赏具有分形结构的艺术作品，提高审美鉴赏能力。文化理解：认识分形几何在不同文化背景下的表现形式和内涵。教学实施步骤：导入新课：通过展示自然界中的分形结构实例，如雪花、海岸线等，引入分形几何的概念。感知·关联：介绍分形几何的基本原理，如自相似性质、分形维度等。分析自然界和艺术作品中的分形结构，感受分形的魅力。创意·表现：引导学生创作具有分形结构的绘画或雕塑作品，如以“蒙古小夜曲”为题进行创作。展示学生的作品，进行交流和评价。品评·拓展：探讨分形几何与数学、生物学等其他学科的联系。鼓励学生思考分形几何在日常生活中的应用，如建筑设计、装饰艺术等。（三）第3课逻辑怪圈教学目标：艺术感知：感知悖论艺术作品中的逻辑美，理解逻辑怪圈的现象。创意表达：通过艺术创作表现悖论，展现科学思维与艺术创作的结合。审美情趣：欣赏具有悖论元素的艺术作品，提高审美鉴赏能力。文化理解：认识悖论在不同文化背景下的表现形式和内涵。教学实施步骤：导入新课：通过介绍哥德尔“不完备定理”，引入逻辑悖论的概念。感知·关联：分析语言悖论、数学悖论等实例，理解逻辑怪圈的现象。欣赏悖论艺术作品，如M.C.埃舍尔的画作，感受悖论的艺术美。创意·表现：引导学生创作表现悖论的艺术作品，如绘画、雕塑、音乐等。展示学生的作品，进行交流和评价。品评·拓展：探讨逻辑悖论对人类思维的影响和启示。鼓励学生思考悖论在日常生活和科学研究中的应用和意义。（四）第4课美丽化学教学目标：艺术感知：感知化学实验装置、化学结构和化学变化的艺术美。创意表达：通过实验设计与观察，展现化学之美，进行艺术创作。审美情趣：欣赏具有化学元素的艺术作品，提高审美鉴赏能力。文化理解：认识化学在不同文化背景下的表现形式和内涵。教学实施步骤：导入新课：通过介绍《美丽化学》项目，引入化学实验装置和化学结构的美。感知·关联：展示化学实验装置的精美图片和视频，感受化学实验装置的艺术美。分析化学物质的微观结构，如冰晶、C60等，理解化学结构之美。创意·表现：设计并进行化学实验，如“化学彩虹”实验、“水中花园”实验等，观察化学变化之美。引导学生根据化学实验结果进行艺术创作，如绘画、摄影等。品评·拓展：分析化学与艺术的关联层次，探讨化学在艺术创作中的应用。鼓励学生思考化学在日常生活中的应用和意义，如环境保护、新能源开发等。通过以上四个课题的教学实施步骤，学生将能够全面感知科学与艺术中的艺术现象，理解科学与艺术的紧密联系，激发对艺术和科学的学习兴趣，培养创造力和跨学科思维能力。通过艺术实践活动和多种评价方式，学生将能够在实践中不断反思和提升自己的艺术素养和科学素养。十一、大情境、大任务创设大情境设计：科学之美与艺术之魂的交响情境背景《艺术与科学》是高中艺术必修课程的重要组成部分，它旨在通过探索科学与艺术的紧密联系，激发学生的创造力和跨学科思维能力。第二单元《科学中的艺术现象》通过四个核心课题——橡皮泥几何、分形的魅力、逻辑怪圈和美丽化学，引导学生感知科学之美，理解科学现象中的艺术魅力，并通过艺术创作实践表达个人对科学与艺术关系的理解。本单元的大情境设计将围绕“科学之美与艺术之魂的交响”这一主题展开，通过构建一个充满探索、创造与反思的学习环境，帮助学生深入理解科学与艺术的内在联系，培养其艺术核心素养。情境目标艺术感知：学生能够感知科学现象中的艺术美，理解艺术在科学中的应用，感受科学的秩序之美和混沌之美。创意表达：学生能够运用科学与艺术相结合的方法进行创作，表达个人对科学与艺术关系的理解，展现科学现象中的艺术魅力。审美情趣：学生能够欣赏具有科学元素的艺术作品，提高审美鉴赏能力，追求科学美与艺术美的统一。文化理解：学生能够理解科学与艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵，认识到科学与艺术在人类文明进步中的重要作用。情境描述在一个充满探索与创造的未来科技馆中，学生们将化身为“科学与艺术探索者”，穿梭于不同的展厅之间，体验科学与艺术的完美融合。每个展厅都围绕一个核心课题展开，通过互动体验、艺术创作和反思交流，引导学生深入探索科学中的艺术现象。大任务创设大任务名称：构建“科学与艺术交响馆”任务背景随着科技的发展，科学与艺术的界限越来越模糊，两者在相互交融中展现出独特的魅力。为了让学生更好地理解科学与艺术的关系，感受科学之美与艺术之魂的交响，我们决定共同构建一个“科学与艺术交响馆”。这个交响馆将成为一个集展示、体验、创作于一体的综合性场馆，展示学生们对科学与艺术关系的独特理解和创造成果。任务目标艺术感知：通过参观和体验“科学与艺术交响馆”的各个展厅，学生能够深刻感知科学现象中的艺术美，理解艺术在科学中的应用。创意表达：学生能够运用所学知识和技能，创作具有科学元素的艺术作品，表达个人对科学与艺术关系的理解。审美情趣：在创作和展示过程中，学生能够欣赏并评价具有科学元素的艺术作品，提高审美鉴赏能力。文化理解：通过跨学科学习和跨文化交流，学生能够理解科学与艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵。任务内容一、展厅设计与布置橡皮泥几何展厅目标：展示拓扑学原理在艺术创作中的应用，感受科学的秩序之美。内容：互动体验区：设置拓扑变形互动装置，如莫比乌斯带和克莱因瓶模型，让学生亲手操作，体验拓扑变形的乐趣。艺术作品展示区：展示学生利用拓扑学原理创作的艺术作品，如莫比乌斯带雕塑、克莱因瓶装饰画等。知识讲解区：通过图文、视频等形式介绍拓扑学的基本概念和应用领域。分形的魅力展厅目标：展示分形几何在自然界和艺术中的应用，感受分形的自相似之美。内容：互动体验区：设置分形图形生成互动装置，让学生亲手绘制分形图形，感受分形的奇妙变化。艺术作品展示区：展示学生创作的具有分形结构的绘画、雕塑等艺术作品。知识讲解区：通过图文、视频等形式介绍分形几何的基本概念和应用领域。逻辑怪圈展厅目标：展示逻辑悖论在艺术中的表现，感受逻辑与艺术的奇妙碰撞。内容：互动体验区：设置悖论艺术作品互动装置，如埃舍尔的画作复制品，让学生亲自体验悖论艺术的魅力。艺术作品展示区：展示学生创作的表现悖论的艺术作品，如绘画、雕塑、音乐等。知识讲解区：通过图文、视频等形式介绍逻辑悖论的基本概念和应用领域。美丽化学展厅目标：展示化学实验装置和化学结构之美，感受化学的神奇与魅力。内容：互动体验区：设置化学实验装置互动体验区，让学生亲手操作简单的化学实验，观察化学变化之美。艺术作品展示区：展示学生根据化学实验结果进行创作的艺术作品，如绘画、摄影等。知识讲解区：通过图文、视频等形式介绍化学的基本概念和实验装置的应用领域。二、艺术创作与展示艺术创作任务任务要求：每个学生选择一个自己感兴趣的展厅主题，结合所学知识和技能，创作一件具有科学元素的艺术作品。作品形式不限，可以是绘画、雕塑、音乐、摄影等。创作指导：橡皮泥几何展厅：引导学生运用拓扑学原理进行艺术创作，如制作莫比乌斯带雕塑、克莱因瓶装饰画等。分形的魅力展厅：引导学生创作具有分形结构的艺术作品，如分形绘画、雕塑等。逻辑怪圈展厅：引导学生创作表现悖论的艺术作品，如绘画、雕塑、音乐等。美丽化学展厅：引导学生根据化学实验结果进行艺术创作，如绘画、摄影等。作品展示与交流展示方式：在“科学与艺术交响馆”内设置专门的艺术作品展示区，展示学生的创作成果。利用学校网站或社交媒体平台进行线上展示。交流活动：组织“科学与艺术交响论坛”，邀请学生、教师和专家进行作品展示和交流。学生可以分享自己的创作灵感、创作过程和创作体验，教师和专家可以对学生的作品进行点评和指导。任务实施步骤情境导入（1课时）内容：介绍“科学与艺术交响馆”的构建背景和意义，激发学生参与任务的兴趣和热情。活动：播放科学与艺术交融的纪录片或短片，引导学生讨论科学与艺术的关系。展厅设计与布置（4课时）内容：分组进行展厅设计与布置工作，包括互动体验区、艺术作品展示区和知识讲解区的设置。活动：小组讨论：各小组根据所选展厅主题进行讨论和策划，确定展厅设计方案。材料准备：收集所需材料和工具，如橡皮泥、画笔、颜料、摄影器材等。布置展厅：在教师和指导教师的协助下，各小组进行展厅布置工作。艺术创作与指导（6课时）内容：学生进行艺术创作，教师提供必要的指导和帮助。活动：创作构思：学生根据自己的兴趣和所选展厅主题进行创作构思。创作实践：学生进行艺术创作实践，教师巡视指导，及时解决学生在创作过程中遇到的问题。中期检查：组织中期检查活动，对学生的创作进度和成果进行评估和反馈。作品展示与交流（2课时）内容：展示学生的创作成果，组织交流活动。活动：作品布置：将学生的作品布置在“科学与艺术交响馆”的艺术作品展示区内。作品展示：邀请学生、教师和专家参观“科学与艺术交响馆”，欣赏学生的创作成果。交流论坛：组织“科学与艺术交响论坛”，邀请学生、教师和专家进行作品展示和交流。总结与反思（1课时）内容：对整个任务实施过程进行总结和反思，评估任务实施效果。活动：小组总结：各小组对任务实施过程进行总结和反思，提炼经验和教训。全班分享：各小组选派代表在全班范围内分享总结成果和反思体会。教师总结：教师对整个任务实施过程进行总结和点评，肯定学生的努力和成果，提出改进意见和建议。任务评价过程性评价（40%）评价标准：参与态度、合作精神、创意表现、解决问题的能力等。评价方式：教师观察记录、小组讨论记录、中期检查反馈等。作品评价（40%）评价标准：作品的创意性、艺术性、科学性、表现力等。评价方式：教师评价、同学互评、自我评价等。交流评价（20%）评价标准：交流表达能力、思维活跃度、参与度等。评价方式：交流论坛表现记录、同学互评等。通过以上大情境和大任务的创设与实施，学生将能够在探索科学与艺术关系的过程中，不断提升自己的艺术感知能力、创意表达能力、审美情趣和文化理解能力，为成为具有创新精神和跨学科思维能力的艺术人才奠定坚实的基础。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：科学中的艺术现象课时设计：第1课橡皮泥几何课时目标：通过橡皮泥的拓扑变形，让学生感知科学的秩序之美，理解拓扑学在艺术创作中的应用，激发创造力和跨学科思维能力。教学内容：拓扑变形、拓扑学视野中的艺术、创意表现（莫比乌斯带、克莱因瓶等）。第2课分形的魅力课时目标：通过分形结构的探索，让学生感受自然界的自相似结构在艺术中的体现，掌握分形原理进行艺术创作的方法。教学内容：初识分形、分形在自然界和艺术中的应用、创意表现（分形绘画、雕塑）。第3课逻辑怪圈课时目标：通过悖论艺术作品的分析，让学生理解逻辑怪圈的现象，培养批判性思维和探索精神。教学内容：语言悖论、M.C.埃舍尔的画、巴赫的音乐、创意表现（悖论艺术作品创作）。第4课美丽化学课时目标：通过化学实验的设计与观察，让学生领略化学之美，激发对科学的兴趣，进行艺术创作。教学内容：化学装置之美、化学结构之美、化学变化之美、创意表现（化学实验艺术创作）。（二）学习目标高中艺术核心素养：艺术感知：学生能够感知科学现象中的艺术美，理解艺术在科学中的应用。学生能够通过艺术作品感受科学的秩序之美和混沌之美。创意表达：学生能够运用科学与艺术相结合的方法进行创作，表达个人对科学与艺术关系的理解。学生能够通过艺术创作，展现科学现象中的艺术魅力。审美情趣：学生能够欣赏具有科学元素的艺术作品，提高审美鉴赏能力。学生能够在艺术创作中追求科学美与艺术美的统一。文化理解：学生能够理解科学与艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵。学生能够认识到科学与艺术在人类文明进步中的重要作用。（三）评价任务艺术感知评价：观察学生在课堂讨论中对科学现象中艺术美的感知和理解。通过学生的课堂笔记和作品分析，评价学生对艺术作品中科学美的感受能力。创意表达评价：评估学生在创意表现环节中的作品，看其是否成功运用了科学与艺术相结合的方法进行创作。通过小组互评和教师点评，评价学生在艺术创作中的想象力和创造力。审美情趣评价：通过学生的作品展示和口头表达，评价其审美鉴赏能力和审美情趣。观察学生在欣赏科学元素艺术作品时的反应和讨论，评价其对科学美与艺术美统一性的认识。文化理解评价：通过课堂讨论和作业，评价学生对科学与艺术在不同文化背景下表现形式和内涵的理解。评估学生在作品创作中对科学与艺术在人类文明进步中作用的体现。（四）学习过程第1课橡皮泥几何导入新课：展示橡皮泥的拓扑变形实例，引入拓扑学的概念。感知·关联：介绍拓扑学的基本原理，如拓扑变形、同胚变形等。通过动手实践，让学生体验橡皮泥的拓扑变形，感受科学的秩序之美。创意·表现：引导学生利用拓扑学原理进行艺术创作，如制作莫比乌斯带、克莱因瓶等模型。展示学生的作品，进行交流和评价。品评·拓展：分析拓扑学在心理学中的恒常知觉现象，探讨拓扑学与人类知觉的关系。鼓励学生思考拓扑学在其他艺术领域的应用，如音乐、舞蹈等。第2课分形的魅力导入新课：展示自然界中的分形结构实例，如雪花、海岸线等，引入分形几何的概念。感知·关联：介绍分形几何的基本原理，如自相似性质、分形维度等。分析自然界和艺术作品中的分形结构，感受分形的魅力。创意·表现：引导学生创作具有分形结构的绘画或雕塑作品，如以“蒙古小夜曲”为题进行创作。展示学生的作品，进行交流和评价。品评·拓展：探讨分形几何与数学、生物学等其他学科的联系。鼓励学生思考分形几何在日常生活中的应用，如建筑设计、装饰艺术等。第3课逻辑怪圈导入新课：通过介绍哥德尔“不完备定理”，引入逻辑悖论的概念。感知·关联：分析语言悖论、数学悖论等实例，理解逻辑怪圈的现象。欣赏悖论艺术作品，如M.C.埃舍尔的画作，感受悖论的艺术美。创意·表现：引导学生创作表现悖论的艺术作品，如绘画、雕塑、音乐等。展示学生的作品，进行交流和评价。品评·拓展：探讨逻辑悖论对人类思维的影响和启示。鼓励学生思考悖论在日常生活和科学研究中的应用和意义。第4课美丽化学导入新课：通过介绍《美丽化学》项目，引入化学实验装置和化学结构的美。感知·关联：展示化学实验装置的精美图片和视频，感受化学实验装置的艺术美。分析化学物质的微观结构，如冰晶、C60等，理解化学结构之美。创意·表现：设计并进行化学实验，如“化学彩虹”实验、“水中花园”实验等，观察化学变化之美。引导学生根据化学实验结果进行艺术创作，如绘画、摄影等。品评·拓展：分析化学与艺术的关联层次，探讨化学在艺术创作中的应用。鼓励学生思考化学在日常生活中的应用和意义，如环境保护、新能源开发等。（五）作业与检测作业设计：第1课作业：观察身边的拓扑现象，并尝试用橡皮泥创作一个体现拓扑变形的艺术作品。第2课作业：搜集自然界中具有分形结构的实例，并尝试用绘画或雕塑的形式表现出来。第3课作业：分析一个语言悖论或数学悖论，并创作一件表现悖论的艺术作品。第4课作业：设计一个简单的化学实验，观察化学变化过程，并尝试用艺术形式（如绘画、摄影）记录下来。检测方式：课堂观察：观察学生在课堂上的参与度和表现，评价其对科学中艺术现象的理解和掌握程度。作品评价：对学生的艺术作品进行评价，看其是否成功运用了科学与艺术相结合的方法进行创作。小组讨论：组织学生进行小组讨论，评价其对科学中艺术现象的认识和理解。（六）学后反思在本单元的学习过程中，学生们通过橡皮泥几何、分形的魅力、逻辑怪圈和美丽化学四个课题的学习，深入探索了科学与艺术之间的紧密联系。学生们不仅感知到了科学现象中的艺术美，还通过艺术创作表达了自己对科学与艺术关系的理解。在创意表达环节，学生们充分发挥了自己的想象力和创造力，创作出了许多富有新意的艺术作品。通过欣赏和分析具有科学元素的艺术作品，学生们的审美鉴赏能力得到了提升，对科学美与艺术美的统一性有了更深刻的认识。学生们还通过小组讨论和课堂交流，增强了对科学与艺术在不同文化背景下表现形式和内涵的理解。在教学过程中也存在一些需要改进的地方。例如，在创意表现环节，部分学生在将科学与艺术相结合进行创作时存在一定的困难，需要教师在后续教学中加强指导和引导。在品评·拓展环节，部分学生对科学与艺术在其他领域的应用思考不够深入，需要教师提供更多的案例和启发，激发学生的探索精神。本单元的学习过程充满了探索和挑战，学生们在科学与艺术的海洋中畅游，不仅收获了知识，更提升了自己的艺术素养和跨学科思维能力。在未来的教学中，我们将继续优化教学设计，努力为学生们创造更多探索科学与艺术奥秘的机会。十三、学科实践与跨学科学习设计教学目标通过本单元“科学中的艺术现象”的学科实践与跨学科学习，旨在引导学生深入理解科学与艺术之间的紧密联系，激发学生对科学与艺术的兴趣，培养其跨学科思维能力和创造力。通过艺术实践活动，提升学生的艺术感知、创意表达、审美情趣和文化理解等艺术核心素养，同时促进学生科学素养的全面提升。学习目标艺术感知：学生能够感知科学现象中的艺术美，理解艺术在科学中的应用，感受科学的秩序之美和混沌之美。创意表达：学生能够运用科学与艺术相结合的方法进行创作，展现科学现象中的艺术魅力，提升想象力和创造力。审美情趣：学生能够欣赏具有科学元素的艺术作品，提高审美鉴赏能力，追求科学美与艺术美的统一。文化理解：学生能够理解科学与艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵，认识到科学与艺术在人类文明进步中的重要作用。作业目标设定艺术感知：通过观察和分析科学现象中的艺术元素，撰写观察报告，描述并解释科学现象中的艺术美。创意表达：运用科学与艺术相结合的方法，创作具有科学元素的艺术作品，如绘画、雕塑、音乐作品等，并撰写创作说明。审美情趣：搜集并欣赏具有科学元素的艺术作品，撰写审美鉴赏报告，分析作品的艺术价值和科学内涵。文化理解：研究不同文化背景下科学与艺术的结合方式，撰写研究报告，探讨科学与艺术在不同文化中的表现形式和内涵。教学设计第1课橡皮泥几何一、艺术感知教学活动：导入新课：通过展示橡皮泥的拓扑变形实例，引入拓扑学的概念，引导学生感受科学的秩序之美。感知·关联：介绍拓扑学的基本原理，如拓扑变形、同胚变形等，让学生动手实践，体验橡皮泥的拓扑变形，感受科学的秩序之美。欣赏艺术作品：展示利用拓扑学原理创作的艺术作品，如莫比乌斯带、克莱因瓶等，引导学生感受科学在艺术创作中的应用。作业：观察身边的拓扑现象，撰写观察报告，描述并解释这些现象中的艺术美。二、创意表达教学活动：创意·表现：引导学生利用拓扑学原理进行艺术创作，如制作莫比乌斯带、克莱因瓶等模型，或创作具有拓扑结构的绘画作品。展示与交流：组织学生展示自己的作品，进行交流和评价，分享创作过程中的感受和体会。作业：运用拓扑学原理创作一件艺术作品，并撰写创作说明，阐述创作思路和艺术表现。三、审美情趣教学活动：审美鉴赏：欣赏具有拓扑结构的艺术作品，如著名雕塑、建筑设计等，引导学生分析作品的艺术价值和科学内涵。讨论与交流：组织学生讨论拓扑学在艺术创作中的应用和意义，提升审美鉴赏能力。作业：搜集并欣赏具有拓扑结构的艺术作品，撰写审美鉴赏报告，分析作品的艺术特点和科学价值。四、文化理解教学活动：文化探究：研究不同文化背景下拓扑学在艺术创作中的应用，探讨其表现形式和内涵。分享与交流：组织学生分享自己的研究成果，探讨科学与艺术在不同文化中的交融与碰撞。作业：撰写研究报告，探讨拓扑学在不同文化背景下的艺术表现形式和内涵，分析其对人类文明进步的影响。第2课分形的魅力一、艺术感知教学活动：导入新课：通过展示自然界中的分形结构实例，如雪花、海岸线等，引入分形几何的概念，引导学生感受分形的魅力。感知·关联：介绍分形几何的基本原理，如自相似性质、分形维度等，分析自然界和艺术作品中的分形结构。欣赏艺术作品：展示具有分形结构的艺术作品，如分形画、分形雕塑等，引导学生感受分形在艺术创作中的应用。作业：观察身边的分形现象，撰写观察报告，描述并解释这些现象中的艺术美。二、创意表达教学活动：创意·表现：引导学生运用分形原理进行艺术创作，如创作具有分形结构的绘画或雕塑作品。技法指导：介绍分形艺术创作的常用技法，如计算机分形软件的使用、手绘分形图案的技巧等。展示与交流：组织学生展示自己的作品，进行交流和评价，分享创作过程中的感受和体会。作业：运用分形原理创作一件艺术作品，并撰写创作说明，阐述创作思路和艺术表现。三、审美情趣教学活动：审美鉴赏：欣赏具有分形结构的艺术作品，如分形画、分形音乐等，引导学生分析作品的艺术价值和科学内涵。讨论与交流：组织学生讨论分形艺术的美感特征和审美价值，提升审美鉴赏能力。作业：搜集并欣赏具有分形结构的艺术作品，撰写审美鉴赏报告，分析作品的艺术特点和科学价值。四、文化理解教学活动：文化探究：研究不同文化背景下分形艺术的表现形式和内涵，探讨其文化意义和审美价值。分享与交流：组织学生分享自己的研究成果，探讨分形艺术在不同文化中的交融与碰撞。作业：撰写研究报告，探讨分形艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵，分析其对人类文明进步的影响。第3课逻辑怪圈一、艺术感知教学活动：导入新课：通过介绍哥德尔“不完备定理”，引入逻辑悖论的概念，引导学生感知艺术中的逻辑美。感知·关联：分析语言悖论、数学悖论等实例，理解逻辑怪圈的现象，感受悖论艺术作品中的逻辑美。欣赏艺术作品：展示悖论艺术作品，如M.C.埃舍尔的画作，引导学生感受悖论艺术作品的魅力。作业：搜集并分析生活中的逻辑悖论实例，撰写观察报告，描述并解释这些悖论中的艺术美。二、创意表达教学活动：创意·表现：引导学生创作表现悖论的艺术作品，如绘画、雕塑、音乐作品等，展现科学思维与艺术创作的结合。技法指导：介绍悖论艺术创作的常用技法，如错视画、矛盾空间等。展示与交流：组织学生展示自己的作品，进行交流和评价，分享创作过程中的感受和体会。作业：创作一件表现悖论的艺术作品，并撰写创作说明，阐述创作思路和艺术表现。三、审美情趣教学活动：审美鉴赏：欣赏悖论艺术作品，引导学生分析作品的艺术价值和科学内涵，提升审美鉴赏能力。讨论与交流：组织学生讨论悖论艺术的美感特征和审美价值，探讨其对艺术创作和审美观念的影响。作业：搜集并欣赏悖论艺术作品，撰写审美鉴赏报告，分析作品的艺术特点和科学价值。四、文化理解教学活动：文化探究：研究不同文化背景下悖论艺术的表现形式和内涵，探讨其文化意义和审美价值。分享与交流：组织学生分享自己的研究成果，探讨悖论艺术在不同文化中的交融与碰撞。作业：撰写研究报告，探讨悖论艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵，分析其对人类文明进步的影响。第4课美丽化学一、艺术感知教学活动：导入新课：通过介绍《美丽化学》项目，引入化学实验装置和化学结构的美，引导学生感知化学之美。感知·关联：展示化学实验装置的精美图片和视频，分析化学物质的微观结构，如冰晶、C60等，感受化学结构之美。欣赏艺术作品：展示具有化学元素的艺术作品，如化学结构画、化学装置雕塑等，引导学生感受化学在艺术创作中的应用。作业：观察身边的化学现象，撰写观察报告，描述并解释这些现象中的艺术美。二、创意表达教学活动：创意·表现：设计并进行化学实验，如“化学彩虹”实验、“水中花园”实验等，观察化学变化之美。引导学生根据化学实验结果进行艺术创作，如绘画、摄影等。技法指导：介绍化学实验的基本操作方法和安全注意事项，指导学生进行化学实验设计和观察。展示与交流：组织学生展示自己的作品，进行交流和评价，分享创作过程中的感受和体会。作业：设计并进行一项化学实验，观察并记录实验现象，根据实验结果创作一件艺术作品，并撰写创作说明。三、审美情趣教学活动：审美鉴赏：欣赏具有化学元素的艺术作品，引导学生分析作品的艺术价值和科学内涵，提升审美鉴赏能力。讨论与交流：组织学生讨论化学艺术的美感特征和审美价值，探讨其对艺术创作和审美观念的影响。作业：搜集并欣赏具有化学元素的艺术作品，撰写审美鉴赏报告，分析作品的艺术特点和科学价值。四、文化理解教学活动：文化探究：研究不同文化背景下化学艺术的表现形式和内涵，探讨其文化意义和审美价值。分享与交流：组织学生分享自己的研究成果，探讨化学艺术在不同文化中的交融与碰撞。作业：撰写研究报告，探讨化学艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵，分析其对人类文明进步的影响。通过以上四个课题的教学设计，学生将能够全面感知科学与艺术中的艺术现象，理解科学与艺术的紧密联系，激发对艺术和科学的学习兴趣，培养创造力和跨学科思维能力。通过艺术实践活动和多种评价方式，学生将能够在实践中不断反思和提升自己的艺术素养和科学素养。十四、大单元作业设计教学目标通过本单元《科学中的艺术现象》的教学，旨在引导学生理解科学与艺术的紧密联系，培养学生在艺术与科学互动中的综合素养。具体教学目标如下：艺术感知：学生能够感知科学现象中的艺术美，理解艺术在科学中的应用，感受科学与艺术融合的独特魅力。创意表达：学生能够运用科学与艺术相结合的方法进行创作，表达个人对科学与艺术关系的理解，培养跨学科思维与创新能力。审美情趣：学生能够欣赏具有科学元素的艺术作品，提高审美鉴赏能力，培养高雅气质和人文情怀。文化理解：学生能够理解科学与艺术在不同文化背景下的表现形式和内涵，增强文化自觉和文化自信，促进跨文化交流。作业目标设定1.艺术感知作业1：科学现象中的艺术美探索目标：通过观察身边的科学现象，探索其中的艺术美，理解科学秩序与艺术美感的结合。内容：学生选择一个身边的科学现象（如物理实验中的光的折射、化学反应中的颜色变化等），观察并记录下现象的过程和结果，分析其中的艺术美感，撰写一篇观察报告。要求：报告需包含现象描述、艺术美感分析、个人感悟等内容，字数不少于500字。作业2：艺术作品中的科学元素分析目标：通过分析艺术作品中的科学元素，理解艺术对科学现象的呈现和解读。内容：学生选择一件具有科学元素的艺术作品（如埃舍尔的画作、达·芬奇的科学手稿等），分析作品中蕴含的科学原理或现象，撰写一篇分析报告。要求：报告需包含作品介绍、科学元素分析、艺术表现与科学原理的结合等内容，字数不少于500字。2.创意表达作业3：科学与艺术融合的创作实践目标：运用科学与艺术相结合的方法进行创作，表达个人对科学与艺术关系的理解。内容：学生根据所学内容，选择一种艺术形式（如绘画、雕塑、音乐、舞蹈等），结合科学原理或现象进行创作。作品需体现科学与艺术的融合，并附上创作说明。要求：作品需具有原创性，能清晰表达科学与艺术的关系；创作说明需包含创作灵感、科学原理应用、艺术表现手法等内容，字数不少于300字。作业4：跨学科项目设计目标：通过跨学科项目设计，培养学生的跨学科思维与创新能力。内容：学生以小组为单位，选择一个与科学与艺术相关的跨学科主题（如音乐与物理、绘画与化学等），设计并实施一个跨学科项目。项目需包含研究背景、目标、方法、实施过程、成果展示等内容。要求：项目需具有可操作性和创新性，能充分体现科学与艺术的融合；小组需分工明确，共同完成项目设计、实施与展示；项目报告需包含以上所有内容，字数不少于2000字。3.审美情趣作业5：科学艺术作品鉴赏目标：通过鉴赏具有科学元素的艺术作品，提高审美鉴赏能力，培养高雅气质和人文情怀。内容：学生选择一系列具有科学元素的艺术作品（如科学摄影、数字艺术、科学实验视频等），进行鉴赏并撰写鉴赏报告。要求：报告需包含作品介绍、艺术特色分析、科学原理解读、个人审美感悟等内容，字数不少于800字。作业6：校园科学艺术展策划目标：通过策划校园科学艺术展，培养学生的审美情趣和组织能力。内容：学生以小组为单位，策划一场校园科学艺术展。展览需包含具有科学元素的艺术作品、科学实验演示、科学艺术讲座等内容。学生需制定展览方案、宣传计划、组织分工等。要求：展览方案需具有可行性和创新性，能吸引师生参与；宣传计划需覆盖校园内外，提高展览知名度；组织分工需明确，确保展览顺利进行。展览结束后，需提交展览总结报告，字数不少于1000字。4.文化理解作业7：科学与艺术在不同文化中的表现目标：通过研究科学与艺术在不同文化中的表现，增强文化自觉和文化自信，促进跨文化交流。内容：学生选择一个文化区域（如中国、西方、非洲等），研究该区域中科学与艺术的表现形式、发展历程、相互影响等内容，撰写一篇研究报告。要求：报告需包含文化区域介绍、科学与艺术的表现形式分析、发展历程梳理、相互影响探讨等内容，字数不少于1000字。作业8：跨文化科学艺术交流活动设计目标：通过设计跨文化科学艺术交流活动，培养学生的国际视野和跨文化交流能力。内容：学生以小组为单位，设计一场跨文化科学艺术交流活动。活动需包含不同文化背景下的科学与艺术展示、交流研讨、工作坊等内容。学生需制定活动方案、邀请嘉宾、组织分工等。要求：活动方案需具有多元性和包容性，能吸引不同文化背景的参与者；邀请嘉宾需具有代表性和权威性，能为活动提供高质量的内容支持；组织分工需明确，确保活动顺利进行。活动结束后，需提交活动总结报告，字数不少于1500字。具体作业设计与实施建议作业1：科学现象中的艺术美探索实施建议：教师可以引导学生观察身边的科学现象，如物理实验、化学实验、天文观测等。鼓励学生记录现象的过程和结果，用文字、图片或视频等形式呈现。组织学生分享观察报告，互相交流感受和见解。作业2：艺术作品中的科学元素分析实施建议：教师可以提供一系列具有科学元素的艺术作品供学生选择，或鼓励学生自主寻找作品。引导学生分析作品中的科学原理或现象，如物理定律、化学结构、数学规律等。组织学生分享分析报告，探讨艺术表现与科学原理的结合方式。作业3：科学与艺术融合的创作实践实施建议：教师可以提供创作灵感和素材，或鼓励学生自主寻找创作主题。引导学生选择合适的艺术形式进行创作，如绘画、雕塑、音乐、舞蹈等。组织学生展示作品并附上创作说明，互相欣赏和评价。作业4：跨学科项目设计实施建议：教师可以提供跨学科主题供学生选择，或鼓励学生自主提出主题。引导学生制定项目方案，明确研究背景、目标、方法、实施过程等。组织学生分组实施项目，提供必要的指导和支持。项目完成后，组织学生进行成果展示和交流。作业5：科学艺术作品鉴赏实施建议：教师可以提供一系列具有科学元素的艺术作品供学生鉴赏，如科学摄影、数字艺术、科学实验视频等。引导学生分析作品的艺术特色、科学原理和个人审美感悟。组织学生分享鉴赏报告，互相交流和探讨。作业6：校园科学艺术展策划实施建议：教师可以提供展览策划的基本框架和流程供学生参考。引导学生分组制定展览方案、宣传计划和组织分工等。提供必要的资源和支持，协助学生实施展览计划。展览结束后，组织学生提交展览总结报告并进行反思和评价。作业7：科学与艺术在不同文化中的表现实施建议：教师可以提供不同文化区域的背景资料供学生参考。引导学生选择一个文化区域进行研究，分析该区域中科学与艺术的表现形式、发展历程和相互影响等。组织学生分享研究报告，探讨不同文化背景下科学与艺术的异同和交融。作业8：跨文化科学艺术交流活动设计实施建议：教师可以提供跨文化交流活动的基本框架和流程供学生参考。引导学生分组制定活动方案、邀请嘉宾和组织分工等。提供必要的资源和支持，协助学生实施活动计划。活动结束后，组织学生提交活动总结报告并进行反思和评价。通过以上作业设计与实施建议，旨在全面培养学生的艺术感知、创意表达、审美情趣和文化理解等核心素养，促进学生在科学与艺术融合领域的全面发展。十五、“教-学-评”一致性课时设计高中艺术必修3《艺术与科学》第二单元《科学中的艺术现象》课程基本信息教材版本：2022版人教版高中艺术必修3单元主题：第二单元科学中的艺术现象课时设计：第1课橡皮泥几何、第2课分形的魅力、第3课逻辑怪圈、第4课美丽化学第1课橡皮泥几何教学目标艺术感知：学生能够感知拓扑变形的艺术美，理解拓扑学在艺术创作中的应用。创意表达：运用拓扑学原理进行艺术创作，展现科学现象中的艺术魅力。审美情趣：欣赏具有拓扑结构的艺术作品，提高审美鉴赏能力。文化理解：认识拓扑学在不同文化背景下的表现形式和内涵。作业目标完成一个利用拓扑学原理创作的艺术作品（如莫比乌斯带、克莱因瓶模型）。撰写一篇短文，分析拓扑变形在艺术作品中的表现和意义。课程目标设定艺术感知：通过动手实践，体验拓扑变形的过程，感受其独特的艺术魅力。创意表达：运用拓扑学原理进行创作，展现个人对科学与艺术结合的理解。审美情趣：通过欣赏和分析拓扑结构的艺术作品，提升审美鉴赏能力。文化理解：探讨拓扑学在不同文化背景下的应用，增进对多元文化的理解。教学实施步骤导入新课：展示橡皮泥的拓扑变形实例，引入拓扑学的概念。感知·关联：介绍拓扑学的基本原理，如拓扑变形、同胚变形等。通过动手实践，让学生体验橡皮泥的拓扑变形，感受科学的秩序之美。创意·表现：引导学生利用拓扑学原理进行艺术创作，如制作莫比乌斯带、克莱因瓶等模型。展示学生的作品，进行交流和评价。品评·拓展：分析拓扑学在心理学中的恒常知觉现象，探讨拓扑学与人类知觉的关系。鼓励学生思考拓扑学在其他艺术领域的应用，如音乐、舞蹈等。评价设计过程性评价：观察学生在动手实践过程中的参与度和创造力。作品评价：评价学生创作的拓扑学艺术作品的新颖性和美观性。短文评价：评价学生对拓扑变形在艺术作品中的表现和意义的分析深度和广度。第2课分形的魅力教学目标艺术感知：感知分形结构的艺术美，理解分形几何在自然界和艺术中的应用。创意表达：运用分形原理进行艺术创作，展现自然界的自相似结构。审美情趣：欣赏具有分形结构的艺术作品，提高审美鉴赏能力。文化理解：认识分形几何在不同文化背景下的表现形式和内涵。作业目标创作一幅具有分形结构的绘画或雕塑作品。撰写一篇短文，探讨分形几何与数学、生物学等其他学科的联系。课程目标设定艺术感知：通过观察和分析，感受分形结构的艺术魅力。创意表达：运用分形原理进行创作，展现自然界的自相似结构。审美情趣：通过欣赏分形艺术作品，提升审美鉴赏能力。文化理解：探讨分形几何与其他学科的联系，增进对多元文化的理解。教学实施步骤导入新课：展示自然界中的分形结构实