2019版 地质版 高中通-用技术 必修 技术与设计2《第四章 控制及其设计》大单元整体教学设计2020课标

版地质版高中通用技术必修技术与设计2《第四章控制及其设计》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《第四章控制及其设计》是高中通用技术必修课程《技术与设计2》中的一个重要章节。本章内容通过引入控制的概念，帮助学生理解控制在生产、生活中的应用，以及控制系统的基本组成和工作过程。教学内容涵盖了控制的含义、控制在生产和生活中的应用、典型控制系统案例分析、控制系统的基本组成和工作过程、控制系统框图的绘制方法、控制系统的干扰因素、控制系统方案的初步设计以及控制系统的实现等多个方面。通过学习本章内容，学生不仅能够掌握控制的基本概念和技术原理，还能够培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等通用技术核心素养。（二）单元内容分析本单元内容以“控制及其设计”为核心，围绕控制的基本概念、控制系统的组成和工作过程、控制系统框图的绘制、控制系统的干扰因素以及控制系统方案的初步设计等方面展开。具体内容分析如下：控制的概念及其应用：首先通过实例引入控制的概念，如蒸汽机车、鸡舍自动饮水器、空调机制冷/制热等，让学生理解控制是通过一定的手段使事物沿着某一确定的方向发展。接着探讨控制在生产和生活中的应用，如三峡截流、神舟号飞船飞行控制、电冰箱温度控制等，让学生认识到控制技术的重要性和广泛应用。控制系统的基本组成和工作过程：通过分析自动门控制系统和水箱水位控制系统等典型案例，让学生了解控制系统的基本组成，包括传感器、控制器、执行器等环节。探讨开环控制系统与闭环控制系统的结构和工作过程，以及闭环控制系统的反馈原理和抗干扰性能。控制系统框图的绘制：介绍控制系统框图的绘制方法，包括框图中通道与环节的概念，以及如何绘制简单控制系统的框图。通过绘制框图，帮助学生更直观地理解控制系统的组成和工作过程。控制系统的干扰因素：分析控制系统在运行过程中可能受到的干扰因素，如环境温度变化对空调控制系统的影响、阵风对飞机俯仰姿态控制系统的影响等。探讨控制系统如何抑制干扰影响，保持系统的稳定性和准确性。控制系统方案的初步设计：介绍如何形成初步的控制系统设计方案，包括解析被控对象的基本特性、确定被控量和控制量、选用开环控制或闭环控制等步骤。通过案例分析，如声控灯系统和棚室温度控制系统，让学生理解控制系统设计的基本思路和方法。控制系统的实现：探讨控制系统的实现过程，包括制作、调试、运行和改进等步骤。通过实践活动，如亮度可调台灯的制作和减压水箱的模拟实施，让学生亲身体验控制系统的制作和调试过程，增强物化能力。（三）单元内容整合本单元内容以“控制及其设计”为主线，将控制的基本概念、控制系统的组成和工作过程、控制系统框图的绘制、控制系统的干扰因素以及控制系统方案的初步设计等方面有机整合在一起。通过案例分析、实践活动和讨论交流等方式，引导学生逐步深入理解控制系统的原理和设计方法，培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等通用技术核心素养。注重将理论知识与实践操作相结合，让学生在实践中学习、在学习中实践，提高解决实际问题的能力。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根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》，通用技术的核心素养目标主要包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面。以下是对这五个方面核心素养目标的详细分解：（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。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：理解控制技术的重要性：通过介绍控制在生产和生活中的应用实例，让学生认识到控制技术在现代社会中的重要作用，形成对控制技术的积极态度和责任感。关注技术发展趋势：通过分析控制技术的发展历程和未来趋势，引导学生关注技术发展的前沿动态，增强对技术的敏感性和洞察力。理性看待技术问题：在讨论控制系统的干扰因素和解决方案时，引导学生理性分析技术问题，提出科学合理的解决方案，培养批判性思维和问题解决能力。（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。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：系统分析控制系统：通过分析控制系统的基本组成和工作过程，引导学生运用系统思维方法分析控制系统的各个组成部分及其相互作用关系，理解系统的整体性和层次性。比较权衡设计方案：在控制系统方案的初步设计过程中，引导学生比较不同设计方案的优缺点，权衡各种因素（如成本、性能、可靠性等），选择最优方案。优化控制系统性能：通过讨论控制系统的干扰因素和解决方案，引导学生运用工程思维方法优化控制系统的性能，提高系统的稳定性和准确性。（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：通过案例分析和实践活动，激发学生的创新思维和创造力，鼓励学生提出新颖独特的控制系统设计方案。培养设计能力：通过引导学生经历发现与明确问题、制订设计方案、制作模型或原型、优化设计方案等过程，培养学生的设计能力和问题解决能力。注重实践创新：鼓励学生在实践中探索和创新，尝试将新技术、新材料应用于控制系统的设计和制作中，提高实践创新能力。（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。在本单元教学中，图样表达的培养主要体现在以下几个方面：识读和绘制控制系统框图：通过介绍控制系统框图的绘制方法，引导学生识读和绘制简单的控制系统框图，掌握图形表达的基本技能。运用图样进行设计交流：在控制系统方案的初步设计过程中，鼓励学生运用图样进行设计交流，提高技术图样的表达能力和交流能力。结合实物进行设计表达：通过实践活动，如亮度可调台灯的制作和减压水箱的模拟实施，引导学生结合实物进行设计表达，增强图样表达的直观性和准确性。（五）物化能力物化能力是指将意念中的设计转化为现实产品的能力。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：掌握基本制作技能：通过实践活动，如亮度可调台灯的制作和减压水箱的模拟实施，让学生掌握基本的制作技能和工具使用方法。经历物化实现过程：引导学生经历从设计到制作、调试、运行和改进的全过程，体验物化实现的复杂性和挑战性。注重实践反思：鼓励学生在实践过程中不断反思和改进自己的作品，提高物化实现的质量和效率。通过评价和展示学生的作品，激发学生的成就感和自信心。三、学情分析在教学设计中，学情分析是确保教学活动有效性和针对性的重要环节。通过学情分析，教师可以更好地了解学生的认知水平、已有知识结构和潜在的学习障碍，从而有针对性地调整教学策略，提高教学效果。以下是对《第四章控制及其设计》的学情分析。（一）已知内容分析技术基础认知：学生在必修课程《技术与设计1》中已经学习了技术的基本性质、技术设计的一般过程、常见材料及其加工方法、技术图样的识读与绘制等基础知识，具备了一定的技术认知和设计能力。物理与数学知识：高中物理课程中，学生已经学习了力学、电学、光学等基础知识，以及基本的代数、几何和概率统计知识，这些为理解控制系统的基本原理和计算提供了基础。信息技术应用：在信息技术课程中，学生已经掌握了计算机基础操作、办公软件应用、简单的编程逻辑等知识，这些能力对于理解电子控制系统和计算机仿真有一定的帮助。生活经验：学生在日常生活中经常接触到各种自动控制设备，如自动门、空调、洗衣机等，对这些设备的工作原理有一定的感性认识。（二）新知内容分析控制的基本概念：学生需要理解控制的含义、控制在生产和生活中的应用，以及手动控制、自动控制、智能控制的特点。控制系统的基本组成和工作过程：学生需要了解开环控制系统和闭环控制系统的区别，掌握控制系统各组成部分（传感器、控制器、执行器、反馈环节）的功能及其相互作用，理解控制系统的工作过程。控制系统框图的绘制：学生需要学会绘制控制系统框图，理解框图中的通道与环节，以及各量（输入量、输出量、控制量、反馈量）之间的关系。控制系统的干扰与稳定性：学生需要了解控制系统的干扰因素，理解干扰对控制系统稳定性的影响，以及如何采取措施抑制干扰。控制系统方案的初步设计：学生需要掌握如何形成初步的控制系统设计方案，包括解析对象基本特性、确定被控量与控制量、选用开环或闭环控制、绘制控制系统框图等步骤。控制系统的实现与调试：学生需要了解控制系统的实现过程，包括制作、调试、评价和改进等环节，以及在实际操作中可能遇到的问题和解决方法。（三）学生学习能力分析逻辑思维能力：高中生已经具备一定的逻辑思维能力，能够理解和分析复杂问题，但在将理论知识应用于实际问题解决时，还需要进一步的引导和训练。动手实践能力：通过《技术与设计1》的学习，学生已经具备了一定的动手实践能力，能够完成简单的模型制作和技术试验。但在面对复杂的控制系统制作时，还需要提高精细操作和调试能力。信息技术应用能力：学生已经具备了一定的信息技术应用能力，能够使用计算机进行简单的设计和操作。但在利用计算机进行控制系统仿真和数据分析方面，还需要进一步的学习和实践。团队合作能力：高中生已经具备了一定的团队合作能力，能够在小组内进行有效的沟通和协作。在控制系统设计和实现过程中，需要进一步加强团队合作，共同解决问题。（四）学习障碍突破策略理论与实践相结合：针对学生对理论知识理解不透彻的问题，可以通过实例分析和实验演示相结合的方式，将抽象的理论知识与具体的应用场景相结合，帮助学生更好地理解控制系统的基本原理和工作过程。分步教学：将复杂的控制系统设计过程分解为多个小步骤，逐步引导学生完成每个步骤的学习和实践。例如，在绘制控制系统框图时，可以先让学生绘制简单的开环控制系统框图，再逐渐过渡到复杂的闭环控制系统框图。强化动手实践：针对学生在动手实践方面的不足，可以增加实验课程和模型制作环节，让学生在实践中掌握控制系统的制作和调试技能。可以设立实验小组，让学生在小组内分工合作，共同完成实验任务。利用信息技术辅助教学：利用计算机仿真软件和技术数据库等信息技术手段，帮助学生进行控制系统仿真和数据分析。通过模拟实验和数据分析，学生可以更深入地理解控制系统的工作原理和性能特点。加强师生互动与反馈：在教学过程中，教师应密切关注学生的学习进展和遇到的问题，及时给予指导和反馈。可以通过课堂讨论、课后作业和在线交流等方式，与学生保持密切的沟通和互动，帮助他们克服学习障碍。培养创新思维：在控制系统设计和实现过程中，鼓励学生发挥创新思维，提出新颖的设计方案和解决方法。通过案例分析、头脑风暴等活动，激发学生的创造力和想象力，培养他们的创新精神和解决问题的能力。通过学情分析，教师可以更全面地了解学生的认知水平和学习需求，从而有针对性地制定教学策略和方法，帮助学生克服学习障碍，提高教学效果。在《第四章控制及其设计》的教学中，教师应注重理论与实践相结合、分步教学、强化动手实践、利用信息技术辅助教学、加强师生互动与反馈以及培养创新思维等方面的工作，以促进学生的全面发展。四、大主题或大概念设计本大单元以“控制系统设计与实现”为大主题或大概念，旨在通过一系列教学活动，使学生深入理解控制系统的基本原理、组成、工作过程及其在实际生活中的应用。通过设计并制作简单的控制系统，学生将体验到技术设计的全过程，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，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。五、大单元目标叙写（一）技术意识学生能够理解控制及其设计在日常生活和生产中的广泛应用，形成对控制技术重要性的认识。学生能够分析控制现象，理解控制的基本原理，形成积极的技术价值观。（二）工程思维学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对控制系统进行整体规划和设计。学生能够识别并分析控制系统中的关键要素，理解各要素之间的相互关系，形成系统的工程思维。（三）创新设计学生能够在掌握基本控制原理的基础上，结合实际需求，进行控制系统的创新设计。学生能够运用创新技法，对控制系统方案进行优化和改进，提高设计的创新性和实用性。（四）图样表达学生能够识读并绘制控制系统的方框图、流程图等技术图样，准确表达设计方案。学生能够运用二维、三维设计软件等工具，对控制系统进行可视化表达，提高图样表达能力。（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，制作控制系统的模型或原型。学生能够调试并优化控制系统，解决制作过程中出现的问题，提高物化实现能力。六、大单元教学重点控制系统的基本原理和组成：学生需要深入理解控制的基本概念、原理及其在控制系统中的应用，掌握控制系统的基本组成和工作过程。控制系统框图的绘制：学生需要学会绘制控制系统的方框图、流程图等技术图样，准确表达控制系统的设计方案。控制系统的设计与实现：学生需要结合实际需求，设计并制作简单的控制系统模型或原型，通过实践体验技术设计的全过程。七、大单元教学难点控制系统设计的创新性和实用性：如何引导学生结合实际需求，进行控制系统的创新设计，提高设计的实用性和创新性，是本单元的教学难点之一。控制系统制作与调试过程中的问题解决：学生在制作和调试控制系统模型或原型的过程中，可能会遇到各种问题，如何引导学生分析问题、解决问题，提高物化实现能力，也是本单元的教学难点。教学策略与方法案例分析：通过典型的控制系统案例分析，引导学生理解控制的基本原理和组成，掌握控制系统的工作过程。实践操作：组织学生进行控制系统的设计与制作实践活动，通过动手实践体验技术设计的全过程，提高学生的物化能力。小组讨论与合作学习：鼓励学生进行小组讨论和合作学习，通过交流和分享经验，提高解决问题的能力和创新能力。项目式学习：以项目为载体，引导学生进行探究性学习，通过完成项目任务，深入理解控制系统的设计与实现过程。教学安排第四节控制系统的干扰一、典型控制系统案例分析通过分析人体体温控制系统和飞机俯仰姿态控制系统等典型案例，引导学生理解控制系统中的干扰现象及其影响，掌握干扰因素的分析方法。二、干扰因素引导学生分析控制系统中可能存在的干扰因素，理解干扰因素对控制系统性能的影响，掌握抑制干扰的措施和方法。第五节控制系统方案的初步设计一、如何形成初步的控制系统设计方案通过声控灯系统和棚室温度控制系统等案例，引导学生理解控制系统方案设计的基本思路和方法，掌握确定被控量、控制量以及选用开环或闭环控制等关键步骤。二、控制系统方案初步设计方法的讨论组织学生进行小组讨论，分享各自的设计思路和方法，通过交流和讨论，加深对控制系统方案设计方法的理解，提高设计能力。第六节控制系统的实现一、在控制系统制作中显身手组织学生根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作控制系统的模型或原型。在制作过程中，教师应及时给予指导和帮助，解决学生遇到的问题。二、学会控制系统(装置)调试引导学生对制作完成的控制系统进行调试，观察其工作效果，分析可能存在的问题，并进行优化和改进。通过调试过程，提高学生的问题解决能力和物化实现能力。三、评价与改进组织学生对各自制作的控制系统进行评价，包括设计方案的合理性、制作工艺的精细度、工作效果的稳定性等方面。鼓励学生提出改进意见，进一步完善控制系统。学习控制及其设计的小结在本单元学习结束后，组织学生进行小结，回顾控制系统的基本原理、组成、工作过程及其在实际生活中的应用。引导学生总结在学习过程中的收获和体会，分享各自的经验和成果。通过小结活动，加深学生对控制及其设计的理解，提高技术素养和综合能力。八、大单元整体教学思路《第四章控制及其设计》是高中通用技术必修课程《技术与设计2》中的重要内容。本单元旨在通过一系列教学活动，使学生深入理解控制的概念、原理和应用，掌握控制系统的基本组成和工作过程，学会绘制控制系统框图，分析控制系统的干扰因素，并能够初步设计和实现简单的控制系统。本单元的教学设计将围绕通用技术的核心素养目标展开，包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。一、教学目标设定（一）技术意识通过本单元的学习，学生应能够：理解控制的概念及其重要性：认识到控制在日常生活和生产中的广泛应用，理解控制对于提高生产效率、保障安全、改善生活品质等方面的作用。形成对控制技术的敏感性和兴趣：通过观察和分析身边的控制系统实例，激发学生对控制技术的兴趣和探索欲望，培养对新技术的好奇心和求知欲。培养技术应用的责任感和伦理意识：在了解控制技术应用的同时，认识到技术应用可能带来的社会影响，培养负责任地使用技术的态度。（二）工程思维通过本单元的学习，学生应能够：掌握控制系统的基本组成和工作原理：理解控制系统由传感器、控制器、执行器等基本元件组成，以及这些元件如何协同工作实现控制功能。运用系统分析和比较权衡的方法：通过分析不同类型的控制系统（如开环控制系统和闭环控制系统），学会运用系统分析的方法比较不同方案的优缺点，选择最优方案。形成初步的工程设计和优化能力：在控制系统方案设计和实现过程中，学会考虑系统的性能、可靠性、经济性等因素，进行初步的工程设计和优化。（三）创新设计通过本单元的学习，学生应能够：激发创新思维和创造力：在控制系统方案设计过程中，鼓励学生提出新的想法和解决方案，培养创新意识和创造力。掌握创新设计的一般方法：通过案例分析和项目实践，学会运用创新思维和创造技法进行控制系统设计，提高问题解决能力。体验创新设计的全过程：从问题识别、方案设计、原型制作到测试优化，全程参与创新设计过程，积累创新设计的实践经验。（四）图样表达通过本单元的学习，学生应能够：掌握常见技术图样的绘制方法：学会使用手工绘图工具和计算机绘图软件绘制控制系统框图、流程图等常见技术图样。提高图样表达能力：通过绘制控制系统框图等实践活动，提高学生的图样表达能力和技术交流能力。理解图样在技术设计和交流中的作用：认识到图样是技术设计和交流的重要工具，学会通过图样准确表达设计思想和方案。（五）物化能力通过本单元的学习，学生应能够：掌握简单控制系统的制作和调试方法：通过动手制作和调试简单的控制系统（如声控灯、温度控制系统等），提高学生的物化能力和实践操作能力。培养严谨细致的工作态度和精益求精的工匠精神：在制作和调试过程中，注重细节和质量，追求完美和精确，培养学生的工匠精神。提高综合应用所学知识解决实际问题的能力：将所学的控制原理、系统设计方法等知识综合应用于实际问题解决中，提高综合运用知识的能力。二、大单元整体教学思路（一）教学内容整合与情境创设本单元的教学内容涉及控制的概念、控制系统的基本组成和工作过程、控制系统框图的绘制、控制系统的干扰因素分析以及控制系统方案的初步设计和实现等多个方面。为了激发学生的学习兴趣和积极性，本单元将通过创设真实的学习情境和项目任务来整合教学内容。例如，可以设计一个“智能家居控制系统设计与实现”的项目任务，让学生在完成项目的过程中逐步掌握控制及其设计的相关知识和技能。（二）教学活动设计与实施控制实例观察与分析：通过展示蒸汽机车、磁浮列车、鸡舍自动饮水器、空调机等控制实例的视频或图片资料，引导学生观察和分析控制系统的组成和工作过程，理解控制的概念和原理。控制系统基本组成和工作过程学习：通过典型控制系统案例分析（如自动门控制系统、水箱水位控制系统等），讲解控制系统的基本组成（传感器、控制器、执行器等）和工作过程（输入、处理、输出、反馈等）。通过技术实践活动（如绘制控制系统框图、分析控制系统工作过程等），加深学生对控制系统基本组成和工作过程的理解。控制系统框图绘制与解读：讲解控制系统框图的绘制方法和注意事项，引导学生根据控制系统的工作原理绘制简单的控制系统框图。通过解读和分析控制系统框图，帮助学生理解控制系统中各元件之间的相互作用和关系。控制系统干扰因素分析：通过典型控制系统案例分析（如人体体温控制系统、飞机俯仰姿态控制系统等），讲解控制系统中的干扰因素及其影响。引导学生分析实际控制系统中的干扰因素，并探讨减少或消除干扰的方法。控制系统方案初步设计：在了解控制系统基本组成、工作过程和干扰因素的基础上，引导学生进行控制系统方案的初步设计。通过小组讨论和案例分析等方式，帮助学生确定控制系统的设计目标、功能需求和技术方案。鼓励学生发挥创新思维和创造力，提出新颖实用的控制系统设计方案。控制系统制作与调试：在教师的指导下，学生分组进行简单控制系统的制作和调试（如声控灯、温度控制系统等）。在制作过程中，注重培养学生的物化能力和实践操作能力；在调试过程中，注重培养学生的问题解决能力和严谨细致的工作态度。评价与改进：通过展示和评价学生的控制系统作品，引导学生总结制作和调试过程中的经验教训。鼓励学生提出改进意见和创新想法，进一步完善控制系统设计方案和作品。通过评价学生的作品和表现，促进学生对控制及其设计的深入理解和应用。（三）学业评价与反馈本单元的学业评价将采用多元化的评价方式，包括课堂表现评价、作品评价、项目评价等。课堂表现评价主要关注学生的参与度、思维活跃度和合作交流能力等方面；作品评价主要关注学生的控制系统作品的设计思路、制作质量和创新性等方面；项目评价主要关注学生在项目任务完成过程中的综合表现和创新成果等方面。通过多元化的评价方式，全面、客观地反映学生的学习情况和发展水平，为后续教学提供有针对性的反馈和指导。三、教学反思与改进在教学实施过程中，教师应密切关注学生的学习情况和反馈意见，及时调整教学策略和方法。例如，如果发现学生对控制系统的工作原理理解不够深入，可以通过增加案例分析和技术实践活动来加强学生的理解和掌握；如果发现学生在控制系统制作和调试过程中遇到困难，可以提供更多的指导和支持，帮助学生克服困难并取得成功。教师还应不断反思和改进自己的教学方法和手段，努力提高教学效果和质量。通过以上教学思路的实施，旨在使学生全面理解和掌握控制及其设计的相关知识和技能，培养通用技术的核心素养能力。通过项目任务和实践活动的开展，激发学生的学习兴趣和积极性，提高他们的实践能力和创新能力。九、学业评价通用技术课程作为高中教育的重要组成部分，旨在培养学生的技术素养、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，针对2019版地质版高中通用技术必修《技术与设计2》第四章《控制及其设计》的教学内容，设计以下学业评价方案。一、教学目标技术意识：学生能够理解控制及其设计的基本概念，认识到控制在生产、生活中的重要性，形成对控制技术应用的敏感性和责任感。工程思维：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，分析控制系统的组成和工作过程，理解反馈和干扰在控制系统中的作用，形成初步的工程思维。创新设计：学生能够根据实际需求，设计简单的控制系统方案，并能够通过技术试验和调试，不断优化设计方案，提升创新设计能力。图样表达：学生能够识读和绘制控制系统方框图，用图形语言表达控制系统的组成和工作过程，提升技术图样表达能力。物化能力：学生能够根据设计方案，制作简单的控制系统装置，进行调试和运行，提升物化能力和实践能力。二、学习目标理解控制及其设计的基本概念：学生能够明确控制的定义，理解控制在生产、生活中的广泛应用。掌握控制系统的组成和工作过程：学生能够分析典型控制系统的案例，理解控制系统的基本组成和工作过程，包括传感器、控制器、执行器等环节的作用。绘制控制系统方框图：学生能够掌握控制系统方框图的绘制方法，用图形语言表达控制系统的组成和工作过程。分析控制系统的干扰因素：学生能够理解干扰对控制系统的影响，学会分析控制系统的干扰因素，并提出相应的解决措施。设计简单的控制系统方案：学生能够根据实际需求，设计简单的控制系统方案，包括确定被控量、控制量，选择传感器、控制器和执行器等。制作和调试控制系统装置：学生能够根据设计方案，制作简单的控制系统装置，进行调试和运行，提出改进方案。三、评价目标技术意识评价：通过课堂讨论、案例分析等方式，评价学生对控制及其设计的基本概念的理解程度，以及对控制技术应用的敏感性和责任感。工程思维评价：通过设计任务、技术试验等方式，评价学生运用系统分析和比较权衡的方法分析控制系统组成和工作过程的能力，以及理解反馈和干扰在控制系统中的作用。创新设计评价：通过设计方案、作品展示等方式，评价学生根据实际需求设计简单的控制系统方案的能力，以及通过技术试验和调试不断优化设计方案的能力。图样表达评价：通过绘制控制系统方框图、技术图样等方式，评价学生识读和绘制控制系统方框图的能力，以及用图形语言表达控制系统组成和工作过程的能力。物化能力评价：通过制作和调试控制系统装置、作品展示等方式，评价学生根据设计方案制作简单的控制系统装置的能力，以及进行调试和运行的能力。四、评价内容与方法1.技术意识评价评价内容：学生对控制及其设计的基本概念的理解程度，以及对控制技术应用的敏感性和责任感。评价方法：课堂讨论：组织学生讨论控制技术在生产、生活中的应用实例，评价学生的发言质量和参与度。案例分析：选取典型的控制系统案例，让学生分析控制系统的组成和工作过程，评价学生的分析能力和理解能力。问卷调查：设计问卷调查学生对控制技术应用的看法和态度，评价学生的技术意识和责任感。2.工程思维评价评价内容：学生运用系统分析和比较权衡的方法分析控制系统组成和工作过程的能力，以及理解反馈和干扰在控制系统中的作用。评价方法：设计任务：给定一个实际的控制系统设计任务，让学生分析控制系统的需求，确定被控量、控制量，选择传感器、控制器和执行器等，评价学生的设计能力和系统分析能力。技术试验：组织学生进行技术试验，让学生观察和分析控制系统的输出响应，评价学生的实验观察能力和数据分析能力。小组讨论：分组讨论控制系统的反馈和干扰问题，让学生提出解决措施，评价学生的讨论质量和解决问题的能力。3.创新设计评价评价内容：学生根据实际需求设计简单的控制系统方案的能力，以及通过技术试验和调试不断优化设计方案的能力。评价方法：设计方案：要求学生提交控制系统设计方案，包括设计思路、系统组成、工作原理等，评价学生的设计创新性和可行性。作品展示：组织学生进行作品展示，让学生介绍设计方案的亮点和创新点，评价学生的表达能力和创新设计能力。技术试验和调试：让学生进行技术试验和调试，观察控制系统的输出响应，评价学生的实验操作能力和调试能力。4.图样表达评价评价内容：学生识读和绘制控制系统方框图的能力，以及用图形语言表达控制系统组成和工作过程的能力。评价方法：绘制方框图：要求学生绘制控制系统方框图，评价学生的绘图规范性和准确性。图样识读：给出典型的控制系统方框图，让学生识读并解释方框图的意义，评价学生的图样识读能力。作品评价：评价学生在设计方案和作品展示中图样表达的质量和清晰度。5.物化能力评价评价内容：学生根据设计方案制作简单的控制系统装置的能力，以及进行调试和运行的能力。评价方法：作品制作：要求学生根据设计方案制作控制系统装置，评价学生的制作工艺和物化能力。调试运行：让学生调试和运行控制系统装置，观察装置的输出响应，评价学生的调试能力和问题解决能力。作品展示：组织学生进行作品展示，让学生介绍制作过程和调试经验，评价学生的表达能力和实践经验。五、评价实施评价主体：评价主体包括教师、学生自评和互评。教师应根据评价目标和内容，设计合理的评价方法和评价标准，引导学生进行自我评价和互相评价。评价过程：评价过程应贯穿整个教学过程，包括课前准备、课堂讨论、设计任务、技术试验、作品制作、调试运行和作品展示等环节。教师应及时记录学生的表现，给予反馈和指导。评价结果：评价结果应以等级或分数形式呈现，包括优秀、良好、合格和待改进等。教师还应给出具体的评价意见和建议，帮助学生改进和提高。六、总结与反思通过本次学业评价方案的设计和实施，旨在全面评价学生在《控制及其设计》这一章节中的学习成果和能力表现。教师应根据评价结果，及时调整教学策略和方法，帮助学生提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。教师还应鼓励学生进行自我评价和互相评价，培养学生的自主学习和合作学习能力。通过不断的教学反思和改进，推动通用技术课程的教学质量和学生的全面发展。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，本单元以“控制及其设计”为主题，旨在通过一系列的教学活动，帮助学生理解控制的基本概念、掌握控制系统的基本组成和工作过程，并能进行简单的控制系统设计与实现。具体实施思路如下：情境创设与引入：通过实际生活中的控制实例，引发学生对控制的兴趣，明确控制的重要性和广泛应用。理论讲授与案例分析：系统讲解控制的概念、控制系统的基本组成和工作过程，通过典型案例分析，加深学生对控制原理的理解。实践操作与体验：组织学生进行控制系统框图的绘制、控制系统设计与制作的实践活动，通过亲自动手，体验控制系统的设计与实现过程。讨论与交流：引导学生进行小组讨论和交流，分享各自的设计思路和实践经验，促进思维碰撞和共同提高。评价与反思：对学生的设计作品和实践过程进行评价，引导学生进行反思和总结，提升他们的自我认知和改进能力。2.教学目标设定通用技术的核心素养目标：（一）技术意识：学生能够感知生活中控制现象的普遍性和重要性，形成积极的技术价值观。学生能够理解控制技术在现代生活中的广泛应用，认识到控制技术对个人、社会和环境的影响。（二）工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解控制系统的基本组成和工作过程。学生能够针对具体的控制问题，进行要素分析、整体规划，并提出解决方案。（三）创新设计：学生能够基于控制问题进行创新性方案构思，提出具有创造性的控制系统设计方案。学生能够运用所学的控制原理和技术，进行控制系统的设计与实现，体验创新设计的过程。（四）图样表达：学生能够识读和绘制控制系统框图，用图形样式表达控制系统的组成和工作过程。学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。（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，进行控制系统的制作和调试。学生能够解决控制系统制作和调试过程中遇到的实际问题，提高物化实现的能力。3.教学结构图大单元实施思路及教学结构图├──1.情境创设与引入│├──控制实例展示│└──控制重要性讲解├──2.理论讲授与案例分析│├──控制概念讲解│├──控制系统基本组成│├──控制系统工作过程│└──典型案例分析├──3.实践操作与体验│├──控制系统框图绘制│├──控制系统设计与制作│└──控制系统调试与优化├──4.讨论与交流│├──小组讨论│└──全班交流├──5.评价与反思│├──作品评价│└──过程反思└──学习控制及其设计的小结4.具体教学实施步骤第一步：情境创设与引入活动1：控制实例展示教学内容：展示蒸汽机车、鸡舍自动饮水器、空调机制冷/制热等控制实例。教学活动：通过图片、视频或实物展示，让学生直观感受控制现象。教学目的：引发学生对控制的兴趣，明确控制的重要性和广泛应用。活动2：控制重要性讲解教学内容：讲解控制在生产、生活中的重要作用，如提高生产效率、保障安全、改善生活质量等。教学活动：通过案例分析，让学生理解控制技术的实际应用和价值。教学目的：加深学生对控制重要性的认识，形成积极的技术价值观。第二步：理论讲授与案例分析活动1：控制概念讲解教学内容：讲解控制的概念、控制的类型（手动控制、自动控制、智能控制）等。教学活动：通过PPT展示、板书讲解等方式，让学生理解控制的基本概念。教学目的：使学生掌握控制的基本概念，为后续学习打下基础。活动2：控制系统基本组成教学内容：讲解控制系统的基本组成，包括传感器、控制器、执行器等环节。教学活动：通过实物展示、模型演示等方式，让学生直观了解控制系统的组成。教学目的：使学生理解控制系统的基本组成，为后续学习打下基础。活动3：控制系统工作过程教学内容：讲解控制系统的工作过程，包括输入、处理、输出、反馈等环节。教学活动：通过动画演示、流程图展示等方式，让学生理解控制系统的工作过程。教学目的：使学生掌握控制系统的工作过程，为后续学习打下基础。活动4：典型案例分析教学内容：分析自动门控制系统、水箱水位控制系统等典型案例。教学活动：通过小组讨论、全班交流等方式，让学生分析控制系统的组成、工作过程和应用。教学目的：通过案例分析，加深学生对控制系统原理的理解和应用能力的提升。第三步：实践操作与体验活动1：控制系统框图绘制教学内容：讲解控制系统框图的绘制方法。教学活动：组织学生进行控制系统框图的绘制练习，如自动门控制系统框图、水箱水位控制系统框图等。教学目的：使学生掌握控制系统框图的绘制方法，提高图样表达能力。活动2：控制系统设计与制作教学内容：组织学生进行简单的控制系统设计与制作，如亮度可调台灯控制系统、减压水箱控制系统等。教学活动：分组进行设计与制作，提供必要的材料和工具支持。学生进行方案设计、材料选择、制作调试等全过程实践。教学目的：通过实践活动，使学生体验控制系统的设计与实现过程，提高物化能力。活动3：控制系统调试与优化教学内容：讲解控制系统调试的方法与步骤。教学活动：组织学生进行控制系统的调试与优化，解决制作过程中遇到的问题。教学目的：通过调试与优化，使学生掌握控制系统的调试方法，提高解决问题的能力。第四步：讨论与交流活动1：小组讨论教学内容：分组讨论控制系统的设计与实现过程中的问题和经验。教学活动：每组选派代表分享讨论结果，提出改进意见和建议。教学目的：通过小组讨论，促进学生之间的思维碰撞和经验分享，提高团队合作能力。活动2：全班交流教学内容：全班范围内交流控制系统的设计与实现过程中的问题和经验。教学活动：教师引导学生对讨论结果进行总结和归纳，提出共性问题和解决方案。教学目的：通过全班交流，促进全班学生的共同提高，加深对控制系统设计与实现的理解。第五步：评价与反思活动1：作品评价教学内容：对学生的设计作品进行评价，包括方案的可行性、创新性、实用性等方面。教学活动：采用学生自评、互评和教师评价相结合的方式进行评价。教学目的：通过作品评价，使学生认识到自己的优点和不足，为后续改进提供方向。活动2：过程反思教学内容：引导学生对控制系统设计与实现的全过程进行反思和总结。教学活动：撰写反思日记或心得体会，分享自己的感受和收获。教学目的：通过过程反思，使学生加深对控制系统设计与实现过程的理解，提高自我认知和改进能力。第六步：学习控制及其设计的小结教学内容：总结本单元的学习内容和学习成果。教学活动：组织学生进行小结汇报，分享自己的学习体会和收获。教学目的：通过小结汇报，巩固学生的学习成果，为后续学习打下基础。通过以上教学实施步骤，本单元旨在帮助学生全面理解控制及其设计的基本概念、原理和方法，掌握控制系统的设计与实现技能，提高通用技术的核心素养能力。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《第四章控制及其设计》的教学内容，我们设定以下教学目标，涵盖通用技术的核心素养目标：（一）技术意识学生能够理解控制技术在现代生活中的广泛应用及其重要性。学生能够感知到控制现象在日常生活中的普遍性，并形成积极的技术价值观。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，理解控制系统的基本组成和工作过程。学生能够针对具体的控制问题，进行要素分析、整体规划，并提出解决方案。（三）创新设计学生能够基于控制问题进行创新性方案构思，提出具有创造性的控制系统设计方案。学生能够运用所学的控制原理和技术，进行控制系统的设计与实现，体验创新设计的过程。（四）图样表达学生能够识读和绘制控制系统框图，用图形样式表达控制系统的组成和工作过程。学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。（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，进行控制系统的制作和调试。大情境、大任务创设大情境设定在现代社会中，随着科技的飞速发展，智能家居已经成为一种生活趋势。智能家居系统通过物联网技术、自动控制技术等，实现了家居设备的智能化管理，极大地提高了生活的便捷性和舒适性。智能家居系统的核心在于其控制系统，它决定了家居设备如何响应各种指令，实现自动化控制。在这个大情境下，我们设定一个大任务，即设计并实现一个简单的智能家居控制系统，该系统能够自动控制家中的灯光、窗帘和空调等设备，提高家居生活的智能化水平。大任务分解任务一：智能家居控制系统需求分析教学目标：培养学生进行技术设计前需求分析的能力。提升学生的技术意识和工程思维。活动设计：情境引入：展示一个典型的智能家居场景，如通过手机APP控制家中的灯光、窗帘和空调等设备。小组讨论：学生分组讨论智能家居控制系统的功能需求，如远程控制、定时控制、场景模式等。需求整理：各小组整理讨论结果，形成智能家居控制系统的功能需求清单。评价方式：小组汇报需求分析结果，教师根据汇报内容进行点评和指导。任务二：智能家居控制系统方案设计教学目标：培养学生运用系统分析的方法，进行控制系统方案设计的能力。提升学生的创新设计和图样表达能力。活动设计：知识讲解：回顾控制系统的基本组成和工作过程，讲解开环控制和闭环控制的区别及应用场景。方案设计：学生分组进行智能家居控制系统的方案设计，包括确定被控对象、控制量、传感器选择、控制器设计等。图样表达：绘制控制系统框图，用图形样式表达控制系统的组成和工作过程。评价方式：小组展示设计方案和控制系统框图，教师和其他同学进行评价和提问。任务三：智能家居控制系统制作与调试教学目标：培养学生的物化能力，通过动手实践将设计方案转化为实际产品。提升学生的创新意识和问题解决能力。活动设计：材料准备：根据设计方案，准备所需的硬件材料，如单片机、传感器、执行器等。制作与调试：学生分组进行智能家居控制系统的制作，包括硬件连接、软件编程、系统调试等。功能测试：对制作完成的智能家居控制系统进行测试，验证各项功能是否满足需求。评价方式：教师观察学生在制作和调试过程中的表现，给予实时指导和反馈。学生进行功能演示，教师和其他同学根据演示效果进行评价。任务四：智能家居控制系统优化与改进教学目标：培养学生的创新意识和持续改进的精神。提升学生的系统分析和问题解决能力。活动设计：问题讨论：组织学生讨论智能家居控制系统在测试过程中发现的问题和不足之处。优化方案：针对发现的问题，学生分组提出优化方案，并进行讨论和完善。实施改进：根据优化方案，对智能家居控制系统进行改进和实施。评价方式：学生展示优化后的控制系统，并对比改进前后的效果。教师和其他同学对优化方案和实施效果进行评价和讨论。任务五：智能家居控制系统展示与评价教学目标：培养学生的技术表达能力和自信心。提升学生的团队协作和成果分享意识。活动设计：成果展示：各小组展示自己设计和实现的智能家居控制系统，包括功能演示、设计方案、制作过程等。综合评价：教师和其他同学对各小组的展示内容进行综合评价，包括功能实现、创新性、图样表达、物化能力等方面。总结反思：学生撰写学习心得和反思报告，总结在设计、制作和调试过程中的收获和不足。评价方式：采用多元化评价方式，包括教师评价、同学互评和自我评价等。根据综合评价结果，评选出优秀团队和个人，并给予表彰和奖励。通过以上大情境、大任务的创设和实施，学生不仅能够深入理解控制及其设计的原理和方法，还能够在实践中提升通用技术的核心素养能力，为未来的学习和生活打下坚实的基础。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：控制及其设计课时安排：情境创设与引入（1课时）理论讲授与案例分析（2课时）实践操作与体验（3课时）控制系统框图绘制（1课时）控制系统设计与制作（1课时）控制系统调试与优化（1课时）讨论与交流（1课时）评价与反思（1课时）学习控制及其设计的小结（1课时）（二）学习目标通用技术的核心素养目标：技术意识：学生能够感知生活中控制现象的普遍性和重要性，形成积极的技术价值观。学生能够理解控制技术在现代生活中的广泛应用，认识到控制技术对个人、社会和环境的影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解控制系统的基本组成和工作过程。学生能够针对具体的控制问题，进行要素分析、整体规划，并提出解决方案。创新设计：学生能够基于控制问题进行创新性方案构思，提出具有创造性的控制系统设计方案。学生能够运用所学的控制原理和技术，进行控制系统的设计与实现，体验创新设计的过程。图样表达：学生能够识读和绘制控制系统框图，用图形样式表达控制系统的组成和工作过程。学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行控制系统的制作和调试。（三）评价任务作品评价：对学生的设计作品进行评价，包括方案的可行性、创新性、实用性等方面。采用学生自评、互评和教师评价相结合的方式进行评价。过程评价：观察学生在实践活动中的参与度、合作能力和问题解决能力。对学生在讨论与交流中的表现进行评价，包括发言的积极性、观点的合理性和深度。知识理解评价：通过课堂测试和作业检查，评价学生对控制原理、控制系统组成和工作过程的理解程度。反思日记评价：对学生撰写的反思日记或心得体会进行评价，评价学生对学习过程和学习成果的反思深度和广度。（四）学习过程第一课时：情境创设与引入活动内容：通过实际生活中的控制实例，引发学生对控制的兴趣，明确控制的重要性和广泛应用。活动目的：激发学生的学习兴趣，为后续学习奠定基础。第二、三课时：理论讲授与案例分析第二课时活动内容：系统讲解控制的概念、控制系统的基本组成和工作过程。通过典型案例分析，加深学生对控制原理的理解。第三课时活动内容：继续案例分析，强化学生对控制原理的掌握。引导学生进行小组讨论，分享对控制原理的理解和应用实例。第四课时：控制系统框图绘制活动内容：组织学生进行控制系统框图的绘制实践。活动目的：通过实践活动，加深对控制系统组成和工作过程的理解，提高图样表达能力。第五课时：控制系统设计与制作活动内容：分组进行简单的控制系统设计与制作，如亮度可调台灯控制系统。活动目的：通过实践活动，提高学生的创新设计和物化能力。第六课时：控制系统调试与优化活动内容：讲解控制系统调试的方法与步骤，组织学生进行控制系统的调试与优化。活动目的：通过调试与优化，提高学生的问题解决能力和系统优化能力。第七课时：讨论与交流活动内容：分组讨论控制系统设计与实现过程中的问题和经验。全班范围内交流讨论结果，提出共性问题和解决方案。活动目的：通过讨论与交流，促进学生的思维碰撞和经验分享，提高团队合作能力。第八课时：评价与反思活动内容：对学生的设计作品进行评价。引导学生对控制系统设计与实现的全过程进行反思和总结。活动目的：通过评价与反思，使学生认识到自己的优点和不足，为后续改进提供方向。第九课时：学习控制及其设计的小结活动内容：总结本单元的学习内容和学习成果。活动目的：巩固学生的学习成果，为后续学习打下基础。（五）作业与检测作业：完成控制系统框图的绘制。设计一个简单的控制系统方案，并撰写设计报告。检测：课堂小测验：检查学生对控制原理、控制系统组成和工作过程的理解。作品展示与评价：对学生的控制系统设计作品进行评价和展示。（六）学后反思反思内容：学生对本单元学习内容的理解和掌握情况。学生在实践活动中的表现和问题解决能力。学生对控制技术在现实生活中的应用价值和意义的认识。反思形式：撰写反思日记或心得体会。进行小组或全班的反思交流，分享学习经验和收获。通过本单元的学习，学生将全面理解控制及其设计的基本概念、原理和方法，掌握控制系统的设计与实现技能，提高通用技术的核心素养能力。通过实践活动和讨论交流，培养学生的创新思维、问题解决能力和团队合作能力，为后续学习和发展奠定坚实基础。十三、学科实践与跨学科学习设计教学目标通过本单元的教学，旨在帮助学生深入理解控制及其设计的基本原理和方法，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，同时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通用技术核心素养。学习目标技术意识：学生能够感知生活中控制现象的普遍性和重要性，形成积极的技术价值观。学生能够理解控制技术在现代生活中的广泛应用，认识到控制技术对个人、社会和环境的影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解控制系统的基本组成和工作过程。学生能够针对具体的控制问题，进行要素分析、整体规划，并提出解决方案。创新设计：学生能够基于控制问题进行创新性方案构思，提出具有创造性的控制系统设计方案。学生能够运用所学的控制原理和技术，进行控制系统的设计与实现，体验创新设计的过程。图样表达：学生能够识读和绘制控制系统框图，用图形样式表达控制系统的组成和工作过程。学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行控制系统的制作和调试。学生能够通过实际操作，将设计方案转化为具体的控制系统装置，并解决制作过程中的实际问题。作业目标设定技术意识：学生需通过调研和案例分析，总结控制技术在日常生活和生产中的广泛应用，并撰写一篇关于控制技术重要性的小论文。学生需参与课堂讨论，分享自己对控制技术的理解和看法，形成积极的技术价值观。工程思维：学生需完成一项控制系统设计的任务，包括系统分析、要素识别、整体规划等步骤，并撰写设计报告。学生需通过小组讨论，分析不同控制系统的优缺点，提出改进方案，并绘制系统框图。创新设计：学生需基于控制问题，设计一项具有创新性的控制系统方案，包括设计思路、技术路线、实施方案等，并制作模型或原型。学生需参与创新设计比赛或展示活动，分享自己的设计成果，接受同学和老师的评价和建议。图样表达：学生需绘制至少两个不同控制系统的框图，包括开环控制系统和闭环控制系统，并标注各环节的名称和功能。学生需通过图样表达，展示自己的控制系统设计方案，并与同学进行交流和讨论。物化能力：学生需根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作一个具体的控制系统装置，并进行调试和优化。学生需撰写制作报告，记录制作过程中的关键步骤、遇到的问题及解决方法，并展示制作成果。教学内容与活动设计第一节什么是控制一、控制实例活动设计：活动1：控制实例展示教学内容：展示蒸汽机车、鸡舍自动饮水器、空调机制冷/制热等控制实例。教学活动：通过图片、视频或实物展示，让学生直观感受控制现象。教学目的：引发学生对控制的兴趣，明确控制的重要性和广泛应用。活动2：控制重要性讲解教学内容：讲解控制在生产、生活中的重要作用，如提高生产效率、保障安全、改善生活质量等。教学活动：通过案例分析，让学生理解控制技术的实际应用和价值。教学目的：加深学生对控制重要性的认识，形成积极的技术价值观。二、控制及其应用活动设计：活动1：控制的含义讲解教学内容：讲解控制的定义和类型（手动控制、自动控制、智能控制）。教学活动：通过PPT展示、板书讲解等方式，让学生理解控制的基本概念。教学目的：帮助学生建立对控制的基本认识。活动2：控制应用调研教学内容：调研生活中使用的控制技术实例，分析其应用效果。教学活动：分组进行调研，收集数据和信息，撰写调研报告。教学目的：让学生了解控制技术在日常生活中的应用，增强技术意识。第二节控制系统的基本组成和工作过程一、典型控制系统案例分析活动设计：活动1：自动门控制系统分析教学内容：分析自动门控制系统的组成和工作过程。教学活动：通过实物展示或视频演示，让学生观察自动门的工作过程，并绘制系统框图。教学目的：帮助学生理解控制系统的基本组成和工作原理。活动2：水箱水位控制系统分析教学内容：分析水箱水位控制系统的开环和闭环控制方式。教学活动：通过实物模型或模拟实验，让学生体验开环和闭环控制的区别。教学目的：帮助学生理解开环和闭环控制系统的特点和工作原理。二、控制系统的基本组成和工作过程活动设计：活动1：控制系统组成讲解教学内容：讲解控制系统的基本组成，包括传感器、控制器、执行器等环节。教学活动：通过PPT展示和实物演示，让学生直观了解控制系统的各个组成部分。教学目的：帮助学生建立对控制系统组成的认识。活动2：控制系统工作过程分析教学内容：分析控制系统的工作过程，包括输入信号、反馈信号、控制信号等。教学活动：通过模拟实验或案例分析，让学生理解控制系统的工作流程。教学目的：帮助学生理解控制系统的工作原理和运行机制。第三节控制系统框图一、控制系统框图的绘制方法活动设计：活动1：框图绘制技巧讲解教学内容：讲解控制系统框图的绘制方法和技巧。教学活动：通过示范和练习，让学生掌握控制系统框图的绘制方法。教学目的：培养学生的图样表达能力。活动2：框图绘制实践教学内容：让学生绘制不同控制系统的框图，如自动门控制系统、水箱水位控制系统等。教学活动：分组进行框图绘制，互相评价和修改。教学目的：通过实践，加深学生对控制系统框图的理解和应用能力。二、控制系统框图中的通道与环节活动设计：活动1：通道与环节讲解教学内容：讲解控制系统框图中的通道和环节，如前向通道、反馈通道、传感器、控制器等。教学活动：通过案例分析，让学生了解通道和环节在控制系统中的作用。教学目的：帮助学生理解控制系统框图的复杂性和系统性。活动2：通道与环节分析教学内容：分析不同控制系统中通道和环节的特点和作用。教学活动：分组进行讨论和分析，撰写分析报告。教学目的：通过分析，提高学生的工程思维能力。第四节控制系统的干扰一、典型控制系统案例分析活动设计：活动1：人体体温控制系统分析教学内容：分析人体体温控制系统的干扰因素及其抑制方法。教学活动：通过案例分析，让学生了解干扰因素对控制系统的影响。教学目的：帮助学生理解控制系统的干扰问题及其解决方法。活动2：飞机俯仰姿态控制系统分析教学内容：分析飞机俯仰姿态控制系统的干扰因素及其控制策略。教学活动：通过视频演示或模拟实验，让学生体验干扰因素对控制系统的影响。教学目的：帮助学生掌握干扰因素的分析和控制方法。二、干扰因素活动设计：活动1：干扰因素分析教学内容：讲解控制系统中常见的干扰因素及其影响。教学活动：通过案例分析，让学生了解干扰因素的来源和特性。教学目的：帮助学生建立对干扰因素的认识和防范意识。活动2：干扰因素抑制实践教学内容：让学生设计并实施干扰因素抑制方案，如滤波电路的设计与应用。教学活动：分组进行实践，撰写实践报告。教学目的：通过实践，提高学生的创新设计能力和物化能力。第五节控制系统方案的初步设计一、如何形成初步的控制系统设计方案活动设计：活动1：控制系统设计流程讲解教学内容：讲解控制系统设计的一般流程，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。教学活动：通过PPT展示和板书讲解，让学生了解控制系统设计的基本步骤。教学目的：帮助学生掌握控制系统设计的基本方法。活动2：控制系统设计方案制订教学内容：让学生根据给定的问题或需求，制订初步的控制系统设计方案。教学活动：分组进行讨论和设计，撰写设计方案报告。教学目的：通过实践，培养学生的创新设计能力和工程思维能力。二、控制系统方案初步设计方法的讨论活动设计：活动1：设计方法讨论教学内容：讨论控制系统设计的方法、技巧和注意事项。教学活动：通过小组讨论和全班交流，分享设计经验和心得。教学目的：通过讨论，提高学生的设计水平和团队协作能力。活动2：设计方案评价教学内容：对各组的设计方案进行评价和比较，提出改进建议。教学活动：采用学生自评、互评和教师评价相结合的方式，对设计方案进行全面评价。教学目的：通过评价，帮助学生发现设计中存在的问题和不足，提高设计质量。第六节控制系统的实现一、在控制系统制作中显身手活动设计：活动1：控制系统制作实践教学内容：让学生根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作具体的控制系统装置。教学活动：分组进行制作实践，教师提供必要的指导和帮助。教学目的：通过实践，提高学生的物化能力和动手操作能力。活动2：制作成果展示教学内容：让学生展示自己制作的控制系统装置，并进行演示和讲解。教学活动：分组进行展示和讲解，互相学习和评价。教学目的：通过展示，增强学生的自信心和成就感。二、学会控制系统（装置）调试活动设计：活动1：调试方法讲解教学内容：讲解控制系统调试的方法和步骤。教学活动：通过示范和讲解，让学生掌握调试的基本技能。教学目的：帮助学生掌握控制系统调试的方法。活动2：控制系统调试实践教学内容：让学生对自己制作的控制系统装置进行调试和优化。教学活动：分组进行调试实践，记录调试过程和结果。教学目的：通过实践，提高学生的问题解决能力和优化能力。三、评价与改进活动设计：活动1：评价内容与方法讲解教学内容：讲解控制系统设计的评价内容和方法。教学活动：通过案例分析，让学生了解评价的标准和流程。教学目的：帮助学生建立正确的评价观念和方法。活动2：设计方案评价教学内容：对各组的设计方案进行全面评价，提出改进建议。教学活动：采用学生自评、互评和教师评价相结合的方式，对设计方案进行综合评价。教学目的：通过评价，帮助学生发现设计中存在的问题和不足，提高设计质量。活动3：改进与创新教学内容：鼓励学生根据评价结果和改进建议，对设计方案进行改进和创新。教学活动：分组进行讨论和改进设计，撰写改进报告。教学目的：通过改进和创新，提高学生的创新设计能力和问题解决能力。学习控制及其设计的小结活动设计：活动1：总结学习内容教学内容：让学生总结本单元的学习内容和学习成果。教学活动：分组进行总结汇报，分享自己的学习体会和收获。教学目的：通过总结，巩固学生的学习成果，为后续学习打下基础。活动2：反思与提升教学内容：让学生反思本单元学习过程中的得与失，提出自我提升的计划。教学活动：撰写反思日记或心得体会，分享自己的感受和收获。教学目的：通过反思，帮助学生发现自己的不足并制定提升计划，促进自我发展。通过以上教学实施步骤和活动设计，本单元旨在全面提高学生的通用技术核心素养能力，培养他们的创新精神和实践能力，为他们未来的学习和发展打下坚实的基础。十四、大单元作业设计单元名称：控制及其设计一、教学目标技术意识：学生能够感知生活中控制现象的普遍性和重要性，形成积极的技术价值观。学生能够理解控制技术在现代生活中的广泛应用，认识到控制技术对个人、社会和环境的影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解控制系统的基本组成和工作过程。学生能够针对具体的控制问题，进行要素分析、整体规划，并提出解决方案。创新设计：学生能够基于控制问题进行创新性方案构思，提出具有创造性的控制系统设计方案。学生能够运用所学的控制原理和技术，进行控制系统的设计与实现，体验创新设计的过程。图样表达：学生能够识读和绘制控制系统框图，用图形样式表达控制系统的组成和工作过程。学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行控制系统的制作和调试。二、作业目标设定技术意识：学生能够识别并分析生活中的控制现象，撰写控制实例分析报告，理解控制的重要性。工程思维：学生能够分析典型控制系统案例，绘制控制系统框图，理解控制系统的基本组成和工作过程。学生能够针对特定控制问题，提出解决方案，并撰写控制系统设计方案。创新设计：学生能够基于控制问题，设计具有创新性的控制系统，并撰写设计报告，描述设计思路和实施过程。图样表达：学生能够绘制详细的控制系统框图，用图形样式清晰表达控制系统的组成和工作过程。学生能够利用技术图样表达设计构想，制作设计图样集。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作简单的控制系统模型，并进行调试和优化。三、大单元作业内容第一课时：控制实例分析与技术意识培养作业内容：观察并记录生活中至少三个控制实例，如空调温度控制、自动门控制、电饭煲煮饭控制等。撰写控制实例分析报告，分析每个实例的控制原理、控制方式及其对生活的影响。作业目标：培养学生的技术意识，使其能够感知生活中控制现象的普遍性和重要性。提高学生的观察能力和分析能力，理解控制技术在现代生活中的广泛应用。第二课时：典型控制系统案例分析与工程思维培养作业内容：分析典型控制系统案例，如自动门控制系统、水箱水位控制系统等。绘制每个控制系统的框图，标明系统组成和工作过程。撰写案例分析报告，分析控制系统的基本组成和工作原理。作业目标：培养学生的工程思维，使其能够运用系统分析的方法理解控制系统的基本组成和工作过程。提高学生的图样表达能力，使其能够用图形样式表达控制系统的组成和工作过程。第三课时：控制系统框图绘制与图样表达训练作业内容：选择一个生活中的控制系统（如声控灯系统、智能家居控制系统等），绘制其控制系统框图。框图应详细标明系统组成、输入量、输出量、控制量、反馈量等关键信息。撰写框图绘制说明，解释框图中每个部分的意义和相互关系。作业目标：培养学生的图样表达能力，使其能够识读和绘制控制系统框图。提高学生的技术图样制作能力，使其能够用图形样式清晰表达控制系统的组成和工作过程。第四课时：控制系统干扰分析与解决方案设计作业内容：分析所选择的控制系统可能受到的干扰因素，如环境变化、设备故障等。针对干扰因素，提出解决方案，并撰写解决方案报告。设计一个简单的抗干扰措施，并描述其实施过程。作业目标：培养学生的工程思维，使其能够针对具体的控制问题，进行要素分析、整体规划，并提出解决方案。提高学生的问题分析能力和创新能力，使其能够设计具有抗干扰能力的控制系统。第五课时：控制系统初步设计与创新设计实践作业内容：设计一个简单的控制系统，如亮度可调台灯控制系统、智能温室温度控制系统等。撰写控制系统设计报告，详细描述设计思路、系统组成、工作过程、抗干扰措施等。制作控制系统模型，并进行调试和优化。作业目标：培养学生的创新设计能力，使其能够基于控制问题进行创新性方案构思。提高学生的物化能力，使其能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作简单的控制系统模型。第六课时：控制系统模型制作与调试优化作业内容：继续制作和调试上节课设计的控制系统模型。记录调试过程中遇到的问题和解决方法，撰写调试报告。对控制系统模型进行优化，提高其稳定性和控制精度。作业目标：培养学生的物化能力，使其能够通过实际操作，掌握控制系统的制作和调试方法。提高学生的问题解决能力和优化能力，使其能够针对调试过程中出现的问题，提出有效的解决方案。第七课时：控制系统设计与实现综合评价作业内容：对本单元的学习过程和成果进行综合评价。撰写学习总结报告，反思学习过程中的收获和不足。展示控制系统模型和设计报告，与同学分享学习心得和创意。作业目标：培养学生的反思能力和总结能力，使其能够全面回顾本单元的学习过程。提高学生的交流能力和表达能力，使其能够清晰阐述自己的设计思路和实现过程。四、作业评价标准技术意识：控制实例分析报告内容完整、分析准确，能够体现控制现象的普遍性和重要性。工程思维：控制系统框图绘制规范、清晰，能够准确表达控制系统的组成和工作过程。案例分析报告逻辑严密、分析深入，能够体现系统分析方法的运用。创新设计：控制系统设计报告创意独特、方案可行，能够体现创新性思维的应用。控制系统模型功能完善、性能稳定，能够体现创新设计的实际效果。图样表达：技术图样绘制准确、规范，能够清晰表达设计构想和实现过程。设计图样集内容丰富、形式多样，能够全面展示学生的图样表达能力。物化能力：控制系统模型制作精细、调试成功，能够体现学生的物化能力水平。调试报告内容详实、分析准确，能够体现学生的问题解决能力和优化能力。十五、“教-学-评”一致性课时设计一、课程基本信息教材版本：2019版地质版高中通用技术必修《技术与设计2》单元主题：第四章控制及其设计课时总数：6课时二、教学目标技术意识：学生能够感知生活中控制现象的普遍性和重要性，形成积极的技术价值观。学生能够理解控制技术在现代生活中的广泛应用，认识到控制技术对个人、社会和环境的影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解控制系统的基本组成和工作过程。学生能够针对具体的控制问题，进行要素分析、整体规划，并提出解决方案。创新设计：学生能够基于控制问题进行创新性方案构思，提出具有创造性的控制系统设计方案。学生能够运用所学的控制原理和技术，进行控制系统的设计与实现，体验创新设计的过程。图样表达：学生能够识读和绘制控制系统框图，用图形样式表达控制系统的组成和工作过程。学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行控制系统的制作和调试。三、作业目标技术意识：学生通过观察和调查，记录生活中控制技术的应用实例，分析控制技术的重要性。工程思维：学生通过案例分析，理解控制系统的基本组成和工作过程，并尝试设计简单的控制系统。创新设计：学生基于控制问题，提出创新性的设计方案，并通过图样表达设计构想。图样表达：学生绘制控制系统框图，清晰表达控制系统的组成和工作流程。物化能力：学生根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作并调试简单的控制系统。四、课程目标通过本单元的学习，学生能够全面理解控制及其设计的基本概念、原理和方法，掌握控制系统的设计与实现技能，提高通用技术的核心素养能力。五、课时设计第一课时：什么是控制教学内容：控制实例：蒸汽机车、磁浮列车的控制控制的含义及在生产生活中的应用教学活动：引入控制的概念，通过蒸汽机车和磁浮列车的控制实例，引导学生理解控制的基本概念。讨论控制在生产和生活中的应用，收集周围使用控制技术的实例，分析实施控制的原因。教学评价：学生能否准确解释控制的概念。学生能否列举出生活中控制技术的应用实例。作业布置：观察并记录生活中控制技术的应用实例，分析其重要性。第二课时：控制系统的基本组成和工作过程教学内容：典型控制系统案例分析：自动门控制、水箱水位控制控制系统的基本组成和工作过程教学活动：分析自动门控制和水箱水位控制的系统组成和工作过程。讨论开环控制系统与闭环控制系统的结构特点和工作过程。教学评价：学生能否准确描述控制系统的基本组成和工作过程。学生能否区分开环控制系统和闭环控制系统。作业布置：绘制一个简单控制系统的框图，并解释其工作过程。第三课时：控制系统框图的绘制方法教学内容：控制系统框图的绘制方法控制系统框图中的通道与环节教学活动：讲解控制系统框图的绘制方法，强调绘制技巧。分析控制系统框图中的通道与环节，理解各环节的功能。教学评价：学生能否正确绘制控制系统框图。学生能否准确解释控制系统框图中的各环节功能。作业布置：选择一个控制系统，绘制其框图并解释各环节的功能。第四课时：控制系统的干扰因素教学内容：典型控制系统案例分析：人体体温控制干扰因素的分析与应对教学活动：分析人体体温控制系统的干扰因素及其应对措施。讨论其他控制系统中可能存在的干扰因素及其影响。教学评价：学生能否准确分析控制系统中的干扰因素。学生能否提出有效的干扰应对措施。作业布置：分析一个具体控制系统中的干扰因素，并提出应对措施。第五课时：控制系统方案的初步设计教学内容：如何形成初步的控制系统设计方案控制系统方案初步设计方法的讨论教学活动：讲解控制系统方案设计的一般过程和方法。讨论如何确定被控量、控制量以及选择开环或闭环控制。教学评价：学生能否形成初步的控制系统设计方案。学生能否准确确定被控量、控制量以及选择合适的控制方式。作业布置：设计一个简单的控制系统方案，包括系统组成、工作过程和预期效果。第六课时：控制系统的实现与调试教学内容：控制系统的制作与调试评价与改进教学活动：指导学生根据设计方案选择合适的材料和工具制作控制系统。讲解控制系统的调试方法，指导学生进行调试。组织学生对作品进行评价与反思，提出改进意见。教学评价：学生能否根据设计方案成功制作并调试控制系统。学生能否对作品进行客观评价并提出有效的改进意见。作业布置：完善控制系统方案，并进行制作和调试，提交最终作品和反思报告。六、教学实施思路及教学结构图控制及其设计教学实施思路及教学结构图1.什么是控制├──控制实例│└──蒸汽机车、磁浮列车的控制└──控制的含义及应用2.控制系统的基本组成和工作过程├──典型控制系统案例分析│├──自动门控制│└──水箱水位控制└──控制系统的基本组成和工作过程3.控制系统框图的绘制方法├──