流程的优化 教学设计

安徽省普通高中新课程新教材优质课评选暨优秀课例汇集活动流程的优化安徽省铜陵中学：夏劲云—、教材分析本单元作为《技术设计2》的第二单元，研究的是生活和生产中的流程，其中流程图的绘制与流程的优化思想是后期学习“系统”和“控制”的基础。本课以“流程及其设计”为主题，以发展学生的技术思想和工程思维为指导，与前面一个单元构成了统一的整体。第三节是本单元的最后一课，共两个任务，2课时。本课的重点落在“流程的优化”上，在一定意义上也可以说本节是落实理解流程及其设计的逻辑集成点，也为前3节课学习做好归纳和升级，并在此基础上引导学生深刻理解流程及其设计的总目标、原则和方法。二、本框教材理论难度总体不大，内容易理解且条理清楚。学生最感兴趣的问题是：流程优化的具体方法和实践体验。针对当前学生的实际情况与教学设备实际，我对相关情况进行了摸排。本课所授对象是省示范高中的高一学生，这些学生知识基础较好，思维活跃，兴趣广泛，学习动机明确，通过初中和小学的学习，已初步掌握了一定科学认识问题、分析问题和动手实践的方法，有一定的编程和硬件搭设能力储备，为本课教学目标的落实奠定了知识基础。但是学生对流程及其设计的认识，往往并不系统、不深入。所以针对学生的实际情况，本课运用项目加情境、合作加探究的教学方法，准备选取和设计贴近生活智能感应灯、激光雕刻等项目情境，用任务驱动让学生进行自主合作探究，调动学生的学习主动性和积极性，提高学生的学习兴趣，增强学生对流程优化的认识程度，在动手实践中发展工程思维，提升图样表达能力，从而提高课堂效率。三、教学课程标准要求“结合技术需求进行流程设计和对已有流程进行优化，并用流程图表达出来”，在贯彻课程标准的要求中，我们更关注的是学生核心素养的养成。基于此，我确立了以下三维目标和学科核心素养目标：三维目标：（1）知识与能力：理解流程优化的内容和条件，能分析流程优化的基本要素。（2）过程与方法：通过项目实践和合作探究分享，设置情境引导学生对流程的单个指标与多个指标进行优化，体验流程优化的一般过程，学会流程优化的一般方法。（3）情感态度价值观：通过合作学习与项目的改进优化，引导学生理解和认同流程优化的重要意义与团队协作的重要作用。体验工匠精神对技术制造质量的独特作用，形成严谨细致、精益求精、追求卓越的态度追求与习惯。学科核心素养目标：【工程思维】通过学习，能认识到流程优化的多样性与整体性，运用流程优化的一般方法进行简单的流程要素分析与优化，尝试解决技术问题。【图样表达】通过项目任务完成，能在绘制流程图及程序的基础上进行修改，并能反复调试优化，即实现运用技术语言进行有形与无形、抽象与具体的思维转换。【技术意识】通过对流程优化的体验，能形成对人工世界与人技关系的基本观念。特别是通过项目任务的完成，形成对技术文化的深度理解和主动适应。【创新设计】通过完成项目任务体验，能发现和明确问题，收集相关信息，并运用流程优化要素和方法进行综合分析，提出优化构思方案。【物化能力】通过完成项目任务体验，能根据流程优化的有关要求，将流程优化构思方案付诸实施。进行材料、工具、工艺和策略选择，能独立或合作完成模型制作与测试。四、教学重点难点【重点】理解流程优化的内容和条件结合本课课程标准和教学目标的要求，本课关键在于使学生在理解流程优化的内容和条件，在掌握流程设计的基本思想和方法的基础上，为后续流程优化的分析、设计与实施奠定逻辑基础。因此，这是本课时的教学的重点，也是学生自主学习、合作探究的关键点。【难点】分析流程设计和优化的基本要素，进行流程优化并用流程图表达。流程设计和优化的基本要素理论性较强，较为抽象，具有一定的思维深度和难度。而流程优化依托具体项目任务，设计的方法和操作又极具操作性。对学生的技术意识、工程思维、图样表达和物化能力都有一定要求，因此，通过智能感应灯、激光雕刻等项目学习，开展合作探究分享活动，可以更大程度的调动和激发学生求知欲望，在教师的引领下，层层递进思考，动手亲身实践，突破教学难点。五、教学活动过程教师活动：学生活动：环节一：回顾大单元项目任务，延续已设置情境，导入新课教师活动：回顾贯穿前课学习的“智能感应灯”项目，温习并展示两个方案的流程图，使用到的声音传感器、光敏传感器、LED灯及其他硬件模块。学生活动：梳理原有流程设计和初步改进中声音传感器、光敏传感器及其硬件模块作用，在温习比较两个方案的流程图的不同后，提出继续改进优化的构思。设计意图：以贯穿大单元教学的整体任务为先导，延续前课时中已设置建立的任务情境，引导学生比较两个版本方案的异同，激发他们对方案继续进行改进优化的兴趣和动力。让学生做延伸性思考，再动手改进优化，最后依托实践体验进行理论教学。环节二：项目任务一使用红外传感器，优化智能感应灯教师活动：活动设置：在前一课搭设的硬件和编制的程序基础上，点出光敏传感器和声音传感器各自发挥的作用。（探究提示：对智能感应灯而言，其提供照明的触发条件有哪些？。）在各小组代表发言后，教师追问条件逻辑关系是什么？优化改进可以从哪些方面进行？教师及时分组讨论和课堂发言：如“为人照明，可将人被感知作为条件”等。学生活动：学生根据课上布置的任务，分小组主动分享和展示小组探究讨论成果，并交流分享。学生在老师的引导下，将思路细化为方案。各组学生按教师的要求分工合作，在工具包中选择合适的传感器，如红外传感器，对硬件模块进行改进优化；打开前课已编制程序，对应优化方案修改程序。学生们自己动手，找器件，找连线，讨论端口与插口规格，反复调试以达成预期效果并进行比对。课堂气氛瞬间被激发起来，十分活跃。知识呈现：教师对各组学生的成果进行点评，优化后形成以下共识：可利用技术（软件、硬件等）手段，对流程进行优化，达成更佳的效果。设计意图：核心素养是面对真实情境时所表现出来的关键能力，真情境才能引发真学习，活动设计应从学生身边的资源入手，将贯穿整个单元的项目任务，作为本节课的第一个项目任务，一来学生熟悉并能快速入手，二来也对符合技术教育中项目式教学对延续性的要求。要求学生在课堂上进行分组分享展示，促进学生深入理解并学会表达自己对于流程优化的思考和实践，可以增强学生的代入感和认同感以及技术表达意识。并通过教师的追问和设置课堂讨论，引导和启发学生进一步的思考，激活了课堂气氛，极大地调动了学生的学习热情和兴趣。环节三：项目任务二通过模拟设计，优化物流配送路线教师活动：活动设置：展示问题情境，阐明项目任务要求，即从A点出发，配送货物分别至B、C、D后返回A点。因地点间路线和距离不同，故而要求学生帮助物流公司选择最优路线。学生活动：学生认真读取任务要求，结合相关知识，并捕捉任务中的关键信息。分组讨论并分工进行路线设计、路程计算和比对，积极发言分享。知识呈现：教师对各组学生的成果进行点评，优化后形成以下共识：利用策略设计来优化流程，可降低成本。设计意图：本环节的项目任务贴近生活，学生完成任务的知识储备也完全具备。通过任务体验，小组合作探究，分享收获，培养学生的自主性、参与度。同时注意课堂的生成性，根据学生发言，捕捉关键词，分类板书，生成知识，进而达成教学目标和培养学生核心素养目标。环节四：项目任务三通过体验不同加工工具，体验工艺优化教师活动：活动设置：创设情境，让学生分别使用手工工具和激光雕刻机对木板进行加工，比较其加工时长、难度和产品精度、质量等。在体验激光雕刻的过程中，感受其严谨的操作流程。学生活动：积极参与加工制作活动，开展小组合作探究活动，比对不同加工方式的效果，分享展示学习成果。知识呈现：教师对各组学生的成果进行点评，优化后形成以下共识：采用先进的工艺手段，不仅能大大缩短工期，而且能够提高产品质量。因此，谋求工艺设备的改进和工艺方法的优化，也是进行流程优化的主要手段之一。设计意图：对于技术课堂而言，设备和工具，与教师一样，是课堂里生成的知识与生产生活的“媒介者”，是引导知识走向现实意义的领路人。通过设置手工加工与激光雕刻的项目任务，引导学生自主发现技术对于人类生产生活的意义，根据学生课堂上的思考、体验和分享，鼓励他们自己捕捉关键词，生成关键知识，突破难点，深刻掌握技术工艺对流程优化的重要作用。环节五：通过回顾梳理三个任务，深入系统了解流程优化教师活动：活动设置：对本节课完成的三个任务进一步进行梳理归纳。即：智能感应灯、配送路线、木质模具加工，三个任务分别做了什么？其分别达成了什么样的优化目标？从何入手？如何进行的？分别引出流程优化的目的、内容、条件和步骤。进一步提供案例，让学生分析发言，拓宽并强化他们对流程优化的全面深入理解。如：工期优化等。学生活动：学生认真思考，并结合案例和教材的相关知识，捕捉任务体验和教师表述中的关键信息，积极发言，谈自己体悟。在教师的启发下，层层思考，逐一剥离知识，很好的达成了教学目标，培养了学生的核心素养。总结升华：教师对各组学生的成果进行点评，优化后形成以下共识：流程优化有其目的、内容、条件和步骤。设计意图：理论概念也是本课时的重点内容之一，虽然知识点不是很难，学生在理解的过程中也有点抽象，通过前三个任务实践，让学生完成直观体验并取得操作成果，进而通过层层递进的设问进一步启发和引导学生，总结梳理并深入理解相关概念。让实践探索走在理论学习的前面，应该是符合学科特点，也是有助于培养学生学科核心素养的。环节六：学情反馈练习，完成阶段性评价。教师活动:活动设置：教师指导学生完成练习题，要求阐明理由并鼓励开放性答题。学生活动：学生作答并阐明理由。反馈练习：设计意图：通过习题和学生思考回答收集学情，即学生掌握程度的反馈，以便对教学进行改进优化。六、板书设计七、作业设计（设计意图：为进一步巩固学生对本课知识的学习，培养学生技术流程意识。为此，我设计了以上课后作业。该项作业需要学生认真结合本章，特别是本节课学习来思考流程的设计、实施与优化，进而引导学生进一步思考：实施中的流程与设计中的流程，其优化有无区别，推进教学设计目标的进一步达成，并为后面的学习做好铺垫。）八、教学反思本节课按课标要求，依据“先实践，后理论。先体验，后梳理”的原则，以“智能感应灯”改进优化为主线，辅以“配送路线