2019版 地质版 高中通-用技术 必修 技术与设计2《第一章 结构及其设计》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《第一章结构及其设计》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《结构及其设计》是高中通用技术必修课程《技术与设计2》中的重要章节，它系统地介绍了结构的基本概念、功能、分类，以及如何通过技术试验和理论分析来评价和优化结构设计。本章内容不仅要求学生理解结构的基本原理，还强调通过实践操作来培养学生的设计思维、动手能力和解决实际问题的能力。教学内容主要包括以下几个部分：初识结构：通过实例展示，引导学生认识生活中的各种结构，理解结构的含义、功能与分类。典型结构分析：深入分析单杠、棚室屋架、钢箱梁桥等典型结构，理解其受力特点和设计原理。结构的强度与稳定性：通过实验和理论分析，探讨影响结构强度和稳定性的因素，掌握结构技术试验的方法。结构设计与制作：通过实践项目，如壁挂式简易衣帽架和秋千模型的设计制作，提升学生的设计能力和物化能力。典型结构欣赏和结构设计评价：通过欣赏经典结构，学习如何对结构设计进行评价，提升学生的审美和设计评价能力。（二）单元内容分析本单元内容旨在通过理论学习与实践操作相结合的方式，全面提升学生的结构设计与分析能力。具体内容包括：理论部分：讲解结构的基本概念、分类、功能，以及影响结构强度和稳定性的因素。通过案例分析，让学生理解不同结构在实际应用中的优势和局限性。实践部分：通过模型制作和实验验证，让学生亲身体验结构设计的过程，包括设计方案的制定、材料的选择、模型的制作与测试等。通过小组合作和讨论，培养学生的团队协作和沟通能力。（三）单元内容整合为了将理论与实践紧密结合，本单元采用项目式学习方法，将理论知识融入具体的设计项目中。通过以下步骤实现单元内容的整合：引入阶段：通过生活中的实例，如桥梁、建筑等，激发学生对结构设计的兴趣，并引出结构的基本概念。理论学习：系统讲解结构的分类、功能及影响强度和稳定性的因素，为后续的实践活动提供理论支持。案例分析：选取典型结构进行深入分析，让学生理解不同结构在实际应用中的特点和优势。实践操作：通过壁挂式简易衣帽架和秋千模型的设计制作，让学生将理论知识应用于实践中，提升设计能力和物化能力。评价反思：对设计成果进行评价和反思，总结经验教训，为后续的设计项目提供参考。通过以上步骤，本单元实现了理论与实践的有机结合，旨在培养学生的结构设计思维、动手能力和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（一）技术意识技术意识是对技术现象、技术问题以及技术活动的感知与体悟。在本单元中，学生将通过观察生活中的结构实例，理解结构的含义、功能与分类，形成对结构技术的初步认识。通过参与结构设计实践活动，学生将进一步增强对技术与社会、自然、环境之间关系的认识，形成积极的技术价值观。（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，学生将通过典型结构分析，理解结构设计的多样性和复杂性。通过运用系统分析的方法，对结构进行要素分析、整体规划，并运用模拟和简易建模等方法进行设计。学生还将通过技术试验和理论分析，评估结构的强度和稳定性，优化设计方案，形成系统与工程思维。（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，学生将在掌握结构设计基本原理的基础上，针对具体的设计需求，提出创新性的设计方案。通过运用人机关系及相关理论进行综合分析，学生将能够设计出既符合功能需求又具有创新性的结构。通过技术试验和评估，学生将不断优化设计方案，提升创新设计能力。（四）图样表达图样表达是通过技术图样传递设计思想、交流创新构思的能力。在本单元中，学生将通过绘制结构设计图纸、制作模型等方式，提升图样表达能力。通过学习技术图样的识读与绘制规范，学生将能够准确地表达设计思想，并与他人进行有效的技术交流。（五）物化能力物化能力是指将设计理念转化为有形物品或对已有物品进行改进与优化的能力。在本单元中，学生将通过壁挂式简易衣帽架和秋千模型的设计制作，提升物化能力。通过选择合适的材料、工具和设备，进行模型制作和装配，学生将亲身体验从设计到物化的全过程。通过技术试验和评估，学生将不断优化物化成果，提升解决实际问题的能力。三、学情分析（一）已知内容分析高中学生在进入《技术与设计2》的《第一章结构及其设计》学习之前，已经通过《技术与设计1》的学习，对技术设计的一般过程有了基础性的认识，掌握了一些基本的设计方法和技术实践技能。学生已经了解了技术与人、自然、社会的关系，掌握了一些常见工具的使用方法，以及简单的设计交流和评价技巧。在此基础上，学生对于技术设计的实践性和创新性有了初步的体验和认识。通过初中阶段的科学课程学习，学生对物理、化学等基础科学知识有了一定的掌握，如力学、材料科学等，这些知识将为他们在结构设计中分析结构的强度、稳定性等提供理论基础。（二）新知内容分析《第一章结构及其设计》的教学内容主要包括以下几个方面：初识结构：通过实例展示，让学生了解什么是结构和原型，以及结构的含义、功能与分类。典型结构分析：通过单杠、棚室屋架、钢箱梁桥等典型结构的分析，让学生理解不同结构在实际应用中的特点和作用。结构的强度与稳定性：介绍结构技术试验的过程和评价方法，以及影响结构强度和稳定性的因素。结构设计与制作：通过壁挂式简易衣帽架原型制作和秋千模型结构设计等实践活动，让学生体验结构设计的全过程。典型结构欣赏和结构设计评价：通过欣赏典型结构，提升学生对美的感知能力，并通过结构设计评价，培养学生的批判性思维和综合评价能力。本章内容不仅要求学生理解结构的基本概念和设计原理，更强调通过实践活动，提升学生的动手能力和解决实际问题的能力，培养其创新意识和工匠精神。（三）学生学习能力分析逻辑思维能力：高中学生已经具备了一定的逻辑思维能力，能够通过分析、比较、归纳等方法理解复杂的技术问题。动手操作能力：通过《技术与设计1》的学习，学生已经掌握了一些基本的手工工具和机械加工工具的使用方法，具备了一定的动手操作能力。自主学习能力：高中学生已经具备了一定的自主学习能力，能够通过查阅资料、小组讨论等方式进行自主学习。团队合作能力：在之前的学习过程中，学生通过小组合作完成任务，已经具备了一定的团队合作能力。学生在面对复杂的结构设计问题时，可能仍会感到困惑，需要教师的引导和帮助。学生对于如何将理论知识应用于实际问题解决，以及如何进行有效的设计评价和优化，仍需要进一步的培养和训练。（四）学习障碍突破策略针对学生在学习《第一章结构及其设计》过程中可能遇到的障碍，提出以下突破策略：强化理论与实践的结合案例分析：通过丰富的结构案例分析，将抽象的理论知识与具体的实践应用相结合，帮助学生理解结构的含义、功能、分类以及设计原理。实验演示：通过现场实验演示或虚拟仿真实验，让学生直观感受结构的强度、稳定性等特性，加深对理论知识的理解。分层次、分阶段教学基础概念讲解：首先讲解结构的基本概念和分类，为后续学习打下坚实基础。典型结构分析：通过分析典型结构，逐步引导学生深入理解结构的特性和设计原理。实践操作：通过壁挂式简易衣帽架原型制作和秋千模型结构设计等实践活动，提升学生的动手能力和设计能力。设计评价与优化：通过典型结构欣赏和结构设计评价，培养学生的批判性思维和综合评价能力。小组合作与探究学习小组分工合作：将学生分成小组，每个小组负责一个结构设计任务，通过分工合作完成从需求分析、方案设计到制作评价的全过程。探究式学习：鼓励学生自主探究结构设计的关键问题和解决方案，通过查阅资料、讨论交流等方式拓宽视野，提升创新能力。利用现代信息技术辅助教学虚拟仿真技术：利用虚拟仿真技术进行结构设计和分析，帮助学生直观感受结构的性能和特点。在线学习资源：提供丰富的在线学习资源，如教学视频、案例库、设计工具等，方便学生自主学习和巩固知识。加强设计与制作的规范性和安全性教育规范性教育：强调结构设计和制作的规范性，如设计图纸的绘制、材料的选用、加工工艺的选择等，培养学生的工程意识和职业素养。安全教育：加强安全教育，让学生了解结构设计和制作过程中的安全风险和防范措施，确保学生的人身安全。通过以上策略的实施，可以有效突破学生在学习《第一章结构及其设计》过程中可能遇到的障碍，提升学生的结构设计能力和创新意识，培养其成为具有技术素养和创新能力的高素质人才。四、大主题或大概念设计本大单元的主题为“结构及其设计”。结构是构成物体的骨架和支撑体系，其设计不仅关乎物体的美观与功能，更涉及到物体的稳定性、强度和安全性。通过本单元的学习，学生将深入理解结构的含义、功能与分类，掌握结构设计的基本原理和方法，学会运用工程思维解决结构设计中的问题，培养创新设计能力和物化能力。通过实际制作模型或原型，提高学生的图样表达能力和技术实践能力。五、大单元目标叙写（一）技术意识感知与理解：学生能够感知生活中各种结构现象，理解结构在物体构造中的重要性，认识到合理设计结构对于提升物体性能的重要性。价值判断：能够基于技术伦理和社会责任，对不同的结构设计方案进行价值判断，理解结构设计对环境保护、资源节约等方面的影响。（二）工程思维系统分析：运用系统分析的方法，识别结构设计中的关键要素，理解结构各部分之间的相互作用和制约关系。优化设计：能够针对特定需求，提出多种结构设计方案，并通过比较、权衡，优化设计方案，实现结构的最优性能。（三）创新设计创意思维：能够基于用户需求和技术发展，提出具有创新性的结构设计思路，运用新技术、新材料、新工艺进行结构设计。方案构思：能够运用技术语言，清晰表达结构设计方案，包括结构形式、材料选择、连接方式等，并能够通过图样进行展示。（四）图样表达识读与绘制：能够识读和绘制结构图样，包括平面图、立面图、剖面图等，准确表达结构设计意图。技术交流：能够通过图样进行技术交流，理解他人的结构设计思路，并表达自己的设计想法，促进团队合作与知识共享。（五）物化能力材料选择：能够根据结构设计要求，选择合适的材料，了解材料的性能特点和加工工艺。制作与调试：能够运用工具和设备，将结构设计方案转化为实物模型或原型，进行制作和调试，确保结构的稳定性和安全性。六、大单元教学重点结构的分类与功能理解：重点理解不同类型结构（如实体结构、壳体结构、框架结构等）的特点和应用场景，掌握结构的基本功能（如承重、支撑、保护等）。结构设计与优化的方法：掌握结构设计的基本原理和方法，包括受力分析、强度计算、稳定性分析等，学会运用工程思维进行结构设计与优化。模型或原型的制作与调试：通过实际制作模型或原型，提高学生的物化能力和技术实践能力，学会运用工具和设备进行材料加工、组装和调试。图样表达与交流能力：重点培养学生的图样表达能力，使其能够准确绘制和识读结构图样，通过图样进行技术交流与合作。七、大单元教学难点结构设计的复杂性与综合性：结构设计涉及多个学科的知识和技能，如力学、材料科学、加工工艺等，学生需要综合运用这些知识，进行结构设计与优化，难度较大。模型或原型的制作精度与质量控制：在制作模型或原型过程中，学生需要精确控制尺寸、形状和连接方式等，确保模型的稳定性和安全性。还需要对制作过程中的误差进行控制和调整，这对学生的技术实践能力和质量控制能力提出了较高要求。图样表达的规范性与准确性：图样是结构设计与交流的重要工具，学生需要掌握图样的绘制规范和表达方法，确保图样的准确性和可读性。图样表达具有一定的专业性和规范性要求，学生需要花费较长时间进行学习和实践才能掌握。创新设计思维的培养：创新设计是结构设计的重要目标之一，但需要学生具备开阔的视野、敏锐的洞察力和丰富的想象力。如何激发学生的创新设计思维，引导其提出具有创意和实用性的结构设计方案，是教学中的一大难点。教学策略与方法案例教学：通过展示和分析典型的结构设计案例，帮助学生理解结构设计的原理和方法，激发其学习兴趣和创新思维。实践操作：组织学生进行模型或原型的制作实践活动，提高其物化能力和技术实践能力。在实践过程中，注重引导学生发现问题、分析问题和解决问题。小组讨论与合作学习：鼓励学生组成小组进行讨论和合作学习，共同探讨结构设计方案和优化方法。通过小组合作，培养学生的团队合作精神和交流能力。项目式学习：设计具有挑战性和实用性的结构设计项目，让学生在实际项目中运用所学知识和技能进行结构设计、制作与调试。通过项目式学习，提高学生的综合应用能力和创新能力。反思与总结：在学习过程中注重引导学生进行反思与总结，帮助其巩固所学知识和技能，提高学习效果和自主学习能力。通过以上教学策略与方法的实施，旨在帮助学生深入理解结构及其设计的相关知识和技能，提高其技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等综合素养。八、大单元整体教学思路教学目标设定本单元的教学目标是围绕《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》中提出的通用技术核心素养目标进行设计的，具体包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面。以下是具体的教学目标设定：（一）技术意识理解技术现象：通过结构实例展示和典型结构分析，使学生感知生活中技术现象的普遍性和重要性，理解技术对人类生活和社会发展的影响。形成积极态度：结合结构设计的实践活动，培养学生对技术的积极态度和使用技术的责任意识，形成对技术的亲近感和敏感度。技术伦理教育：在结构设计过程中，渗透技术伦理教育，使学生理解技术在社会发展中的责任与担当。（二）工程思维系统分析与比较权衡：通过典型结构分析，引导学生运用系统分析的方法，对结构问题进行要素分析、整体规划，并进行简单的风险评估和综合决策。领悟基本思想和方法：在结构设计与制作过程中，帮助学生领悟结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，提升工程建模能力。解决实际问题：通过壁挂式简易衣帽架原型制作和秋千模型结构设计，培养学生运用工程思维解决实际技术问题的能力。（三）创新设计发现与明确问题：在结构设计任务中，引导学生发现并提出实际问题，明确设计需求。创新性方案构思：鼓励学生运用创新思维，结合人机关系及相关理论，提出符合设计原则且具有创造性的构思方案。优化设计方案：通过技术试验和模型制作，不断优化设计方案，提升创新设计能力。（四）图样表达识读与绘制图样：通过结构设计任务，使学生掌握技术图样的识读与绘制方法，能够用图样准确表达设计意图。交流设计思想：利用图样进行技术交流和评价，提高学生的图样表达能力和创新构思交流能力。技术语言应用：在结构设计过程中，培养学生应用技术语言进行方案构思、表达和交流的能力。（五）物化能力选择工具与材料：在结构模型制作过程中，引导学生根据设计需求选择合适的工具和材料。模型制作与调试：通过壁挂式简易衣帽架原型制作和秋千模型结构设计，培养学生的模型制作和调试能力。技术方案实现：结合技术试验和模型制作，使学生能够将设计方案物化为具体的产品或模型，提升物化实现能力。教学策略与方法为了实现上述教学目标，本单元将采用以下教学策略与方法：项目式学习：通过设计壁挂式简易衣帽架原型制作和秋千模型结构设计等项目，让学生在真实情境中学习结构设计的基本知识和技能。探究式学习：在典型结构分析和结构技术试验过程中，引导学生进行探究性学习，通过观察、实验、分析等活动，自主发现结构设计的规律和方法。合作学习：鼓励学生分组合作，共同完成结构设计任务，通过团队合作提升沟通能力和协作能力。信息技术融合：利用计算机辅助设计软件等工具，提高学生的图样表达能力和物化实现能力。教学过程设计本单元的教学过程将围绕结构及其设计的内容展开，具体设计如下：第一节初识结构结构实例展示：通过展示不同结构设计的产物（如建筑物、交通工具等），引导学生观察并思考结构的特点和功能。结构的含义、功能与分类：讲解结构的含义、功能和基本分类，使学生理解结构的基本概念和重要性。第二节典型结构分析单杠结构分析：通过分析单杠的构件、连接方式和受力情况，引导学生理解结构的组成和受力特点。棚室屋架结构分析：结合棚室屋架的实际案例，分析屋架的构件、连接方式和受力分析，进一步加深对结构设计的理解。钢箱梁桥结构分析：通过钢箱梁桥的结构分析，引导学生理解复杂结构的设计原理和受力情况。第三节结构的强度与稳定性结构技术试验及其过程评价：介绍结构技术试验的基本方法和过程评价，通过简易拉伸试验等实践活动，使学生了解结构强度的测试方法。应力与强度：讲解应力的概念及其与结构强度的关系，引导学生理解结构强度的基本原理。影响结构强度的因素：分析材料、形状、连接方式等因素对结构强度的影响，提高学生的结构设计能力。结构稳定性：讲解结构稳定性的概念和影响因素，通过技术探究和实践活动，使学生掌握提高结构稳定性的方法。第四节结构设计与制作壁挂式简易衣帽架原型制作：设计并制作壁挂式简易衣帽架原型，通过实践活动培养学生的模型制作能力和物化实现能力。秋千模型结构设计：设计秋千模型结构，通过方案设计、图样绘制和模型制作等过程，提高学生的创新设计能力和图样表达能力。第五节典型结构欣赏和结构设计评价典型结构欣赏：欣赏经典结构案例，拓宽学生的视野，激发学生的设计灵感。结构设计评价：对壁挂式简易衣帽架原型和秋千模型结构进行设计评价，通过互评和师评等方式，提高学生的设计评价能力和批判性思维。学业评价设计本单元的学业评价将围绕技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面进行设计，具体评价方法如下：过程性评价：通过观察学生在结构设计过程中的表现，如参与度、合作精神、创新思维等，进行过程性评价。作品评价：对学生制作的壁挂式简易衣帽架原型和秋千模型结构进行作品评价，从设计方案的合理性、图样的准确性、模型的制作质量等方面进行综合评价。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价和互评，通过反思和总结提升自我认知能力和批判性思维。知识测试：通过书面测试等方式，检查学生对结构及其设计相关知识的掌握情况。通过以上教学策略、教学过程和学业评价的设计，本单元旨在全面培养学生的通用技术核心素养，提升学生的结构设计能力和创新能力。九、学业评价一、教学目标与学习目标根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合《第一章结构及其设计》的教学内容，设定以下教学目标和学习目标：教学目标：技术意识：通过结构实例展示和理论分析，使学生理解结构的含义、功能及分类，增强对技术的感知与体悟。工程思维：通过典型结构分析和强度与稳定性学习，使学生能运用系统分析和比较权衡的方法，针对具体技术领域的问题进行要素分析和整体规划。创新设计：在结构设计与制作过程中，鼓励学生提出创新性的构思方案，并通过技术试验进行验证和优化。图样表达：培养学生识读和绘制结构图样的能力，运用技术语言清晰表达设计意图。物化能力：通过实际制作壁挂式简易衣帽架原型和秋千模型，使学生掌握常用工具和材料的使用方法，提高动手实践和创造能力。学习目标：理解结构的含义、功能和常见类型，能够识别并分析生活中的各种结构实例。掌握单杠、棚室屋架、钢箱梁桥等典型结构的受力特点和稳定性因素。能够进行结构技术试验，分析影响结构强度和稳定性的因素，并撰写试验报告。学会使用手工绘图工具或设计软件绘制结构图样，表达设计方案。通过实际制作，掌握壁挂式简易衣帽架和秋千模型的制作工艺，提高物化能力。二、评价目标设定（一）技术意识评价要点：学生对结构技术现象的感知与体悟程度，包括对结构实例的理解和分析能力。评价方式：通过观察学生对结构实例的展示和分析，以及课堂讨论中的参与度和发言质量进行评价。（二）工程思维评价要点：学生运用系统分析和比较权衡方法进行结构设计的能力，包括对典型结构受力特点和稳定性因素的分析。评价方式：通过学生提交的结构设计分析报告，以及在设计过程中的小组讨论和汇报来评价。（三）创新设计评价要点：学生在结构设计中提出的创新性构思方案，以及通过技术试验进行验证和优化的能力。评价方式：通过学生提交的创新性设计方案，以及技术试验报告和实际操作过程中的创意表现来评价。（四）图样表达评价要点：学生识读和绘制结构图样的能力，以及运用技术语言清晰表达设计意图的能力。评价方式：通过学生提交的结构图样作品，以及图样表达过程中的准确性和清晰度来评价。（五）物化能力评价要点：学生实际制作壁挂式简易衣帽架原型和秋千模型的能力，包括工具使用、材料选择和加工工艺等方面。评价方式：通过观察学生制作过程中的操作技能、成品质量和制作报告来评价。可以邀请学生展示自己的作品并进行口头汇报，以综合评价其物化能力。三、具体评价内容与方式1.技术意识评价课堂讨论：组织学生就生活中的结构实例进行讨论，评价学生对结构现象的感知和理解程度。案例分析：提供结构实例案例，要求学生进行分析并撰写分析报告，评价其分析能力和技术意识水平。2.工程思维评价设计分析报告：要求学生针对典型结构（如单杠、棚室屋架、钢箱梁桥）进行分析，并撰写设计分析报告，评价其系统分析和比较权衡的能力。小组讨论：组织小组讨论典型结构的受力特点和稳定性因素，评价学生在讨论中的参与度和贡献度。3.创新设计评价创新性设计方案：鼓励学生提出创新性的结构设计方案，并对其进行评价。重点评价方案的创意性、实用性和可行性。技术试验报告：要求学生针对设计方案进行技术试验，并撰写试验报告。评价其在试验过程中的创新能力和问题解决能力。4.图样表达评价结构图样作品：要求学生绘制结构图样，包括手绘草图和设计软件绘制的正式图样。评价图样的准确性、清晰度和规范性。图样表达测试：设计图样表达测试题目，要求学生在规定时间内完成图样绘制，评价其图样表达的速度和质量。5.物化能力评价制作过程观察：在学生制作壁挂式简易衣帽架原型和秋千模型的过程中，观察其操作技能、工具使用和材料选择等方面。成品质量评价：对学生制作的成品进行质量评价，包括结构的稳定性、美观度和实用性等方面。制作报告评价：要求学生提交制作报告，包括设计思路、制作过程、遇到的问题及解决方法等内容。评价报告的完整性和条理性。四、综合评价方法1.过程性评价与终结性评价相结合过程性评价：关注学生的学习过程，包括课堂参与度、小组讨论表现、设计分析报告的撰写过程等。通过过程性评价及时反馈学生的学习情况，帮助其改进和提高。终结性评价：在学期末或模块结束时进行综合评价，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。通过终结性评价全面衡量学生的学习成果。2.自我评价与同伴评价相结合自我评价：鼓励学生进行自我评价，反思自己的学习过程和成果，明确自己的优点和不足。通过自我评价培养学生的自我认知和自我提升能力。同伴评价：组织学生进行同伴评价，相互评价设计分析报告、图样作品和成品质量等。通过同伴评价增进学生之间的交流与合作，同时提高评价的客观性和准确性。3.教师评价与专家评价相结合教师评价：教师根据学生的课堂表现、作业完成情况、测试成绩等方面进行综合评价。教师评价应注重全面性和公正性，及时发现并纠正学生的问题。专家评价：邀请校外专家或学者对学生的作品和成果进行评价。专家评价可以提供更专业的意见和建议，帮助学生更好地提升自己的技术水平。五、评价反馈与改进1.及时反馈在评价过程中，教师应及时向学生反馈评价结果，指出其优点和不足，并提供具体的改进建议。通过及时反馈帮助学生明确自己的学习方向和目标。2.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。对于技术意识较弱的学生，可以加强结构实例的展示和分析；对于工程思维不足的学生，可以引导其进行更深入的系统分析和比较权衡；对于创新设计能力欠缺的学生，可以鼓励其多尝试新的设计方案和方法。3.持续改进根据评价结果和反馈意见，不断调整和优化教学方法和手段。针对教学中存在的问题和不足进行改进和完善，提高教学效果和质量。关注学生的成长和发展需求，为其提供更加全面和个性化的教育服务。十、大单元实施思路及教学结构图1.大单元实施思路1.1单元整体设计思路本单元以“结构及其设计”为主题，旨在通过一系列实践活动，帮助学生深入理解结构的含义、功能与分类，掌握结构设计与制作的基本方法，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。整个单元分为五个部分：初识结构、典型结构分析、结构的强度与稳定性、结构设计与制作、典型结构欣赏和结构设计评价。每一部分都紧密结合生活实际，通过案例分析、实践操作、技术试验等方式，让学生在“做中学、学中做”，逐步提升技术素养。1.2实施策略情境导入：通过生活实例引入结构设计的概念，激发学生的学习兴趣。案例分析：选取典型结构案例，如桥梁、建筑、机械等，分析其设计原理和特点。实践操作：设计一系列动手实践活动，如衣帽架制作、秋千模型设计等，让学生在实践中掌握结构设计的基本方法。技术试验：组织学生进行结构强度、稳定性等技术试验，培养其严谨的科学态度和试验能力。评价反馈：建立多元化的评价体系，包括自我评价、同伴评价和教师评价，及时反馈学生的学习情况，促进其持续发展。1.3资源保障教学设备：确保专用教室配备必要的手工工具、测量仪器、计算机等教学设备。材料准备：根据教学需求，提前准备好各种材料，如木材、金属、塑料等。技术支持：邀请企业工程师、技术人员进校指导，提供技术支持和实践经验分享。2.教学目标设定（一）技术意识学生能够认识到结构在日常生活和工业生产中的重要性，形成对结构设计的初步认识和兴趣。学生能够了解结构设计的基本原则和规范，形成规范、安全的技术意识。学生能够分析结构设计对环境、社会、经济等方面的影响，形成可持续发展的观念。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别结构设计的关键要素和制约条件。学生能够针对具体问题，提出多种结构设计方案，并进行比较、权衡和优化。学生能够运用模拟和简易建模等方法，对结构设计方案进行预测和评估。（三）创新设计学生能够在结构设计中融入创新元素，提出具有新颖性和实用性的设计方案。学生能够运用人机工程学原理，提高结构设计的舒适性和便捷性。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。（四）图样表达学生能够识读和绘制简单的结构图样，表达设计构想。学生能够运用计算机辅助设计软件，进行结构设计的三维建模和渲染。学生能够通过图样表达，与同伴和教师进行有效的沟通和交流。（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结构制作。学生能够掌握基本的加工工艺和装配方法，完成结构模型的制作和调试。学生能够对制作完成的结构模型进行测试和评价，提出改进意见并进行优化。3.教学结构图结构及其设计├──初识结构│├──结构实例展示││└──实例分析（板凳、吊车、蛇皮管台灯）│├──结构的含义、功能与分类││├──结构的含义││├──结构的功能││└──结构的分类（实心结构、框架结构等）├──典型结构分析│├──单杠结构分析││├──单杠的构件与受力分析││└──单杠的稳定性与安全性│├──棚室屋架结构分析││├──棚室荷载与立柱受力││└──梁的受力与变形│└──钢箱梁桥结构分析│├──桥型布置与结构特点│└──受力分析与材料选择├──结构的强度与稳定性│├──结构技术试验及其过程评价││├──试验设计与实施││└──试验数据分析与报告撰写│├──应力与强度││├──应力的概念与计算││└──强度的评估与提高│├──影响结构强度的因素││├──材料选择││├──形状与尺寸││└──连接方式│├──结构稳定性││├──稳定性的概念与评估││└──提高稳定性的方法│└──影响结构稳定性的因素及应用│├──重心位置与支撑面积│└──几何形状与连接方式├──结构设计与制作│├──壁挂式简易衣帽架原型制作││├──设计方案制定││├──材料选择与加工││└──装配与调试│└──秋千模型结构设计│├──设计方案分析│├──材料与工具准备│└──制作与测试└──典型结构欣赏和结构设计评价├──典型结构欣赏│├──建筑结构（如桥梁、大厦）│└──机械结构（如机器人、汽车）└──结构设计评价├──设计方案评价├──制作过程评价├──作品性能评价└──改进建议4.具体教学实施步骤第一步：初识结构（2课时）引入：通过展示生活中常见的结构实例（如板凳、吊车、蛇皮管台灯等），引导学生思考这些结构的特点和功能。讲授：讲解结构的含义、功能与分类，通过实例分析加深理解。活动：分组讨论并分享各自发现的结构实例，分析其结构和功能。作业：观察并记录身边的结构实例，撰写观察报告。第二步：典型结构分析（4课时）单杠结构分析：讲授：介绍单杠的构件和受力情况，分析单杠的稳定性与安全性。活动：分组进行单杠模型制作，体验结构设计的过程。讨论：分享制作经验，讨论单杠设计的改进方法。棚室屋架结构分析：讲授：讲解棚室荷载与立柱受力、梁的受力与变形等原理。案例分析：分析实际棚室屋架结构的设计案例。作业：设计一个简单的棚室屋架模型，绘制设计图纸。钢箱梁桥结构分析：讲授：介绍钢箱梁桥的桥型布置与结构特点。技术试验：组织学生进行钢箱梁桥模型的受力试验。讨论：分析试验结果，讨论钢箱梁桥设计的优化方法。第三步：结构的强度与稳定性（4课时）结构技术试验及其过程评价：讲授：介绍结构技术试验的设计与实施方法。活动：分组进行纸绳拉伸试验、板条弯曲试验等。报告撰写：根据试验结果撰写试验报告。应力与强度：讲授：讲解应力的概念与计算方法。案例分析：分析不同材料在不同应力下的强度表现。讨论：探讨如何提高结构的强度。影响结构强度的因素及应用：讲授：介绍材料选择、形状与尺寸、连接方式等因素对结构强度的影响。活动：设计并制作一个加强版的板凳模型，验证其强度提升效果。结构稳定性：讲授：讲解结构稳定性的概念与评估方法。案例分析：分析不同结构形式的稳定性表现。讨论：探讨如何提高结构的稳定性。第四步：结构设计与制作（6课时）壁挂式简易衣帽架原型制作：设计：指导学生制定设计方案，绘制设计图纸。制作：分组进行材料选择与加工，制作衣帽架模型。测试：对制作完成的衣帽架进行承重测试，评估其性能。秋千模型结构设计：设计：分析秋千的设计需求，制定设计方案。制作：选择合适的材料与工具，制作秋千模型。调试：对秋千模型进行调试，确保其安全稳定。第五步：典型结构欣赏和结构设计评价（2课时）典型结构欣赏：展示：展示国内外著名的建筑结构和机械结构。讨论：分析这些结构的设计特点和优缺点。结构设计评价：评价：分组对各自制作的结构模型进行评价，包括设计方案、制作过程、作品性能等方面。反馈：教师提供反馈意见，指导学生进行改进。总结：总结本单元的学习成果，提出后续学习的建议。通过以上教学实施步骤，学生将全面掌握结构及其设计的基本知识和技能，培养通用技术核心素养，为后续学习打下坚实的基础。十一、大情境、大任务创设一、大情境设计（一）情境背景在一个充满活力与创新的现代城市中，城市管理部门决定对市区的老旧公共设施进行升级改造，以提升城市形象，增强市民的生活质量。作为未来城市建设的重要力量，高中学生被邀请参与到这一项目中，通过技术设计和实践活动，为城市的公共设施提供创新的设计方案。（二）情境目标本大情境旨在通过真实的城市公共设施改造项目，让学生在实际操作中理解结构及其设计的基本原理和方法，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通用技术核心素养。通过团队合作和实践探索，提高学生的解决问题能力和社会责任感。二、大任务设计（一）任务一：城市公共设施现状调研与分析1.教学目标技术意识：让学生认识到城市公共设施在城市建设中的重要性，激发其参与公共设施改造的热情。工程思维：培养学生系统分析问题的能力，能够从多个角度对公共设施的现状进行调研和分析。2.任务内容学生分组对市区内的老旧公共设施（如公交站亭、公园长椅、路灯杆等）进行实地调研，记录其结构类型、使用状况及存在的问题。通过问卷调查和访谈等方式，收集市民对这些公共设施的意见和建议。对调研数据进行分析，总结公共设施存在的主要问题，提出初步的改造建议。3.活动形式实地考察：学生分组进行实地调研，记录公共设施的现状。问卷调查：设计并发放问卷，收集市民对公共设施的意见和建议。数据分析：对调研数据进行统计和分析，形成调研报告。（二）任务二：公共设施创新设计方案制定1.教学目标创新设计：鼓励学生在公共设施设计中融入创新元素，提出具有新颖性和实用性的设计方案。图样表达：培养学生运用技术图样表达设计构想的能力，能够绘制规范的设计图纸。2.任务内容学生根据调研结果，选择一个或多个公共设施进行创新设计。设计方案需考虑结构的安全性、稳定性、美观性和实用性等因素。运用计算机辅助设计软件，绘制公共设施的三维模型和设计图纸。3.活动形式头脑风暴：学生分组进行头脑风暴，提出创新设计方案。设计实践：学生运用计算机辅助设计软件绘制公共设施的三维模型和设计图纸。方案展示：各组展示设计方案，进行交流和讨论。（三）任务三：公共设施结构技术试验与优化1.教学目标工程思维：培养学生通过技术试验验证设计方案可行性的能力，提高其工程思维能力。物化能力：让学生在实践中掌握结构制作的基本工艺和装配方法，提高其物化能力。2.任务内容学生根据设计方案，选择合适的材料和工具制作公共设施的模型或原型。进行结构技术试验，如强度试验、稳定性试验等，验证设计方案的可行性。根据试验结果对设计方案进行优化和改进。3.活动形式模型制作：学生分组制作公共设施的模型或原型。技术试验：学生进行结构技术试验，记录和分析试验数据。方案优化：根据试验结果对设计方案进行优化和改进。（四）任务四：公共设施改造项目实施与评估1.教学目标技术意识：增强学生对技术在实际应用中价值的认识，提高其技术素养。图样表达与物化能力：通过项目实施，提高学生的图样表达能力和物化能力。2.任务内容学生将优化后的设计方案提交给城市管理部门，参与公共设施改造项目的实施。在项目实施过程中，学生负责监督工程进度和质量，确保设计方案得到有效落实。项目完成后，对改造后的公共设施进行评估，收集市民的反馈意见。3.活动形式项目实施：学生参与公共设施改造项目的实施过程，监督工程进度和质量。评估反馈：收集市民对改造后公共设施的反馈意见，进行评估和总结。成果展示：举办成果展示会，展示学生的设计作品和改造成果。三、大任务实施步骤（一）准备阶段（第1-2周）活动安排：介绍大情境和大任务背景，明确任务目标和要求。分组与分工：学生根据兴趣和特长进行分组，明确各组成员的职责和分工。工具与材料准备：准备调研所需的问卷、访谈提纲等工具，以及制作模型所需的材料和工具。（二）调研与分析阶段（第3-4周）实地调研：学生分组对市区内的老旧公共设施进行实地调研，记录现状和问题。问卷调查与访谈：设计并发放问卷，收集市民对公共设施的意见和建议；进行访谈，深入了解市民的需求和期望。数据分析与总结：对调研数据进行分析和总结，形成调研报告，提出初步的改造建议。（三）方案设计阶段（第5-6周）头脑风暴：学生分组进行头脑风暴，提出创新设计方案。设计实践：运用计算机辅助设计软件绘制公共设施的三维模型和设计图纸。方案展示与交流：各组展示设计方案，进行交流和讨论，吸收他人的意见和建议。（四）模型制作与试验阶段（第7-8周）模型制作：学生根据设计方案制作公共设施的模型或原型。技术试验：进行结构技术试验，如强度试验、稳定性试验等，验证设计方案的可行性。方案优化：根据试验结果对设计方案进行优化和改进。（五）项目实施与评估阶段（第9-10周）项目实施：学生将优化后的设计方案提交给城市管理部门，参与公共设施改造项目的实施。监督与评估：在项目实施过程中，学生负责监督工程进度和质量；项目完成后收集市民的反馈意见进行评估。成果展示：举办成果展示会，展示学生的设计作品和改造成果。四、教学评价（一）评价原则多元化评价：采用自我评价、同伴评价和教师评价相结合的方式，全面反映学生的学习情况。过程性评价：注重学生在任务实施过程中的表现和努力程度，以及技术素养的提升情况。结果性评价：关注学生的设计成果和改造成效，评价其创新性和实用性。（二）评价内容技术意识：评价学生对城市公共设施重要性的认识程度，以及参与公共设施改造的热情和积极性。工程思维：评价学生系统分析问题的能力、技术试验的能力以及方案优化的能力。创新设计：评价学生设计方案的新颖性、实用性和创意性。图样表达：评价学生运用技术图样表达设计构想的能力，以及设计图纸的规范性和准确性。物化能力：评价学生模型制作的基本工艺和装配方法掌握情况，以及改造成果的质量和实用性。（三）评价方法自我评价：学生根据任务目标和要求，对自己的学习过程和成果进行自我评价。同伴评价：小组成员之间互相评价对方在任务实施过程中的表现和贡献。教师评价：教师根据学生的任务完成情况、设计成果和改造成效进行评价，给出具体的反馈意见和建议。通过以上大情境和大任务的设计与实施，学生将深入理解结构及其设计的基本原理和方法，提升通用技术核心素养，为未来的学习和生活打下坚实的基础。通过参与城市公共设施改造项目，学生将增强社会责任感和创新意识，为城市的发展贡献自己的力量。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：结构及其设计课时设计：初识结构（2课时）第一课时：结构实例展示、结构的含义、功能与分类第二课时：案例分析与实践操作典型结构分析（2课时）第三课时：单杠结构分析第四课时：棚室屋架结构分析与钢箱梁桥结构分析结构的强度与稳定性（4课时）第五课时：结构技术试验及其过程评价第六课时：应力与强度第七课时：影响结构强度的因素第八课时：结构稳定性与影响结构稳定性的因素及应用结构设计与制作（4课时）第九课时：壁挂式简易衣帽架原型制作第十课时：秋千模型结构设计与材料准备第十一课时：秋千模型制作与测试第十二课时：结构模型制作总结与展示典型结构欣赏和结构设计评价（2课时）第十三课时：典型结构欣赏第十四课时：结构设计评价与学习总结（二）学习目标通用技术的核心素养目标：技术意识：学生能够认识到结构在日常生活和工业生产中的重要性，形成对结构设计的初步认识和兴趣。学生能够了解结构设计的基本原则和规范，形成规范、安全的技术意识。学生能够分析结构设计对环境、社会、经济等方面的影响，形成可持续发展的观念。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别结构设计的关键要素和制约条件。学生能够针对具体问题，提出多种结构设计方案，并进行比较、权衡和优化。学生能够运用模拟和简易建模等方法，对结构设计方案进行预测和评估。创新设计：学生能够在结构设计中融入创新元素，提出具有新颖性和实用性的设计方案。学生能够运用人机工程学原理，提高结构设计的舒适性和便捷性。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。图样表达：学生能够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。学生能够识读简单的机械加工图及控制框图等常见技术图样。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结构制作。学生能够掌握基本的加工工艺和装配方法，完成结构模型的制作和调试。学生能够对制作完成的结构模型进行测试和评价，提出改进意见并进行优化。（三）评价任务技术意识评价：观察学生在课堂讨论中对结构设计重要性的认识和理解。通过案例分析，评价学生是否能够识别结构设计的基本原则和规范。通过小组讨论，评估学生对结构设计对环境、社会、经济影响的分析能力。工程思维评价：观察学生在结构设计中运用系统分析方法的能力。通过方案设计，评价学生提出多种结构设计方案并进行比较、权衡和优化的能力。通过模拟和简易建模，评估学生对结构设计方案的预测和评估能力。创新设计评价：通过学生提交的设计方案，评价其新颖性和实用性。观察学生在设计过程中是否运用人机工程学原理。通过技术试验和技术探究，评估学生对设计方案可行性和有效性的验证能力。图样表达评价：通过学生绘制的设计图样，评价其图形样式的准确性和清晰度。观察学生是否能够识读简单的机械加工图及控制框图等常见技术图样。通过小组讨论，评估学生运用图样表达设计构想的能力。物化能力评价：观察学生在制作过程中选择合适的材料和工具的能力。通过学生完成的结构模型，评价其加工工艺和装配方法的掌握情况。通过测试和评价，评估学生对结构模型的改进和优化能力。（四）学习过程第一课时：结构实例展示、结构的含义、功能与分类情境导入：通过生活实例引入结构设计的概念，激发学生的学习兴趣。案例分析：选取典型结构案例，如桥梁、建筑、机械等，分析其设计原理和特点。理论讲授：讲解结构的含义、功能与分类，引导学生理解结构的基本概念和特性。小组讨论：学生分组讨论生活中常见的结构实例，分析其功能、特点和设计原理。第二课时：案例分析与实践操作实践操作：设计动手实践活动，如观察和分析教室内的桌椅结构，理解其设计原理。技术试验：组织学生进行简单的结构强度试验，如纸绳拉伸试验，培养学生的试验能力。评价反馈：通过自我评价和同伴评价，及时反馈学生的学习情况，促进其持续发展。第三课时：单杠结构分析案例分析：详细分析单杠的结构特点、受力情况和设计原理。技术探究：学生通过讨论和查阅资料，探究单杠结构的优化方法。设计实践：学生分组设计简易单杠模型，绘制设计草图，并讨论其可行性和优化方案。第四课时：棚室屋架结构分析与钢箱梁桥结构分析案例分析：分别分析棚室屋架和钢箱梁桥的结构特点、受力情况和设计原理。技术试验：组织学生进行棚室屋架模型的受力试验，验证其稳定性和强度。小组讨论：学生分组讨论棚室屋架和钢箱梁桥设计的异同点，理解不同结构类型的应用场景。第五课时：结构技术试验及其过程评价理论讲授：讲解结构技术试验的设计与实施方法，强调试验过程中的安全性和规范性。实践操作：学生分组进行纸绳拉伸试验、板条弯曲试验等，记录试验数据。报告撰写：学生根据试验数据撰写试验报告，分析试验结果，提出改进意见。第六课时：应力与强度理论讲授：讲解应力的概念与计算方法，分析不同材料在不同应力下的强度表现。案例分析：通过分析实例，探讨如何提高结构的强度。小组讨论：学生分组讨论应力与强度的关系，以及如何提高结构的承载能力。第七课时：影响结构强度的因素理论讲授：讲解影响结构强度的因素，如材料选择、形状与尺寸、连接方式等。实践操作：学生设计并制作一个加强版的板凳模型，验证其强度提升效果。评价反馈：通过试验和测试，评估学生制作的板凳模型的强度，提出改进意见。第八课时：结构稳定性与影响结构稳定性的因素及应用理论讲授：讲解结构稳定性的概念与评估方法，分析影响结构稳定性的因素。案例分析：通过分析实例，探讨如何提高结构的稳定性。小组讨论：学生分组讨论不同结构形式的稳定性表现，以及增加结构稳定性的方法。第九课时：壁挂式简易衣帽架原型制作设计实践：学生分组设计壁挂式简易衣帽架原型，绘制设计草图，制定制作方案。材料准备：学生根据设计方案选择合适的材料和工具，准备制作工作。制作指导：教师指导学生进行衣帽架的制作，强调加工工艺和装配方法的规范性。第十课时：秋千模型结构设计与材料准备设计实践：学生分组设计秋千模型结构，绘制设计草图，制定制作方案。材料准备：学生根据设计方案选择合适的材料和工具，准备制作工作。技术探究：学生通过讨论和查阅资料，探究秋千模型结构的优化方法。第十一课时：秋千模型制作与测试制作实践：学生分组进行秋千模型的制作，完成装配和调试工作。技术试验：组织学生进行秋千模型的承重试验和稳定性试验，记录试验数据。评价反馈：通过试验和测试，评估学生制作的秋千模型的性能，提出改进意见。第十二课时：结构模型制作总结与展示成果展示：学生分组展示自己制作的壁挂式简易衣帽架和秋千模型，介绍设计思路和制作过程。总结交流：学生分享制作过程中的经验和教训，互相学习，共同进步。评价反馈：通过自我评价、同伴评价和教师评价，全面评估学生的制作成果和学习表现。第十三课时：典型结构欣赏案例展示：展示国内外著名的建筑结构和机械结构，如港珠澳大桥、埃菲尔铁塔等。讨论分析：学生分组讨论这些结构的设计特点和优缺点，理解其设计原理和应用场景。技术探究：学生通过查阅资料，探究这些结构背后的技术秘密和创新点。第十四课时：结构设计评价与学习总结设计评价：学生分组对自己制作的结构模型进行评价，包括设计方案、制作过程、作品性能等方面。反馈指导：教师提供反馈意见，指导学生进行改进和优化。学习总结：学生总结本单元的学习成果和收获，提出后续学习的建议和目标。（五）作业与检测作业：完成课后习题，巩固课堂所学知识。设计一个简易书架结构，绘制设计草图，并撰写设计说明书。制作一个简易结构模型（如桥梁模型、房屋模型等），并进行测试和评价。检测：课堂小测验：针对每节课的重点内容进行小测验，及时检测学生的学习情况。单元测试：在单元结束后进行单元测试，全面评估学生对本单元知识的掌握情况。作品展示与评价：通过学生制作的结构模型作品展示和评价，检验学生的物化能力和创新设计能力。（六）学后反思学生反思：反思自己在学习过程中的表现和不足，总结学习经验和教训。思考如何将所学知识应用到实际生活中，提高解决问题的能力。提出对后续学习的建议和目标，明确自己的学习方向。教师反思：反思教学过程中的优点和不足，总结教学经验和方法。分析学生的学习情况和反馈意见，调整教学策略和方法。关注学生的个体差异和学习需求，提供个性化的指导和支持。十三、学科实践与跨学科学习设计一、教学目标本次学科实践与跨学科学习设计的目标是全面提高学生的通用技术核心素养，具体包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。通过跨学科的学习与实践，让学生能够将所学知识应用于实际问题解决中，培养学生的综合实践能力和创新能力。二、学习目标技术意识：学生能够认识到结构在日常生活和工业生产中的重要性，了解结构设计的基本原则和规范，形成规范、安全的技术意识。能够分析结构设计对环境、社会、经济等方面的影响，形成可持续发展的观念。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别结构设计的关键要素和制约条件。能够针对具体问题，提出多种结构设计方案，并进行比较、权衡和优化。能够运用模拟和简易建模等方法，对结构设计方案进行预测和评估。创新设计：学生能够在结构设计中融入创新元素，提出具有新颖性和实用性的设计方案。能够运用人机工程学原理，提高结构设计的舒适性和便捷性。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。图样表达：学生能够识读和绘制简单的结构图样，表达设计构想。能够运用计算机辅助设计软件，进行结构设计的三维建模和渲染。能够通过图样表达，与同伴和教师进行有效的沟通和交流。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结构制作。能够掌握基本的加工工艺和装配方法，完成结构模型的制作和调试。能够对制作完成的结构模型进行测试和评价，提出改进意见并进行优化。三、作业目标技术实践作业：目标：通过制作简易衣帽架和秋千模型，让学生体验结构设计的基本过程，培养学生的物化能力和技术意识。内容：制作简易衣帽架：要求学生设计并制作一个简易衣帽架，包括设计方案制定、材料选择与加工、装配与调试等环节。制作秋千模型：要求学生分析秋千的设计需求，制定设计方案，选择合适的材料与工具，制作秋千模型，并进行调试。要求：学生需提交设计草图、材料清单、制作步骤记录及成品照片，并进行自我评价和同伴评价。跨学科研究作业：目标：通过跨学科研究，让学生了解结构设计与其他学科的联系，培养学生的创新设计和工程思维。内容：选择一个跨学科的主题，如“建筑结构中的物理原理”、“桥梁设计与力学分析”等，进行深入研究。结合物理、数学等学科知识，分析结构设计的原理和应用。撰写研究报告，包括研究背景、研究目的、研究方法、研究过程和研究成果等部分。要求：学生需提交研究报告、研究过程中的相关数据和图表，并进行口头汇报和展示。四、教学内容与活动设计（一）技术实践与体验活动一：简易衣帽架制作活动目标：通过制作简易衣帽架，让学生体验结构设计的基本过程，培养学生的物化能力和技术意识。活动流程：设计阶段：学生分组讨论衣帽架的设计需求，制定设计方案，绘制设计草图。材料选择与加工：根据设计方案，选择合适的材料，进行加工处理。装配与调试：将加工好的部件进行装配，调试衣帽架的稳定性和承重能力。评价反馈：学生提交设计草图、材料清单、制作步骤记录及成品照片，进行自我评价和同伴评价。活动二：秋千模型制作活动目标：通过制作秋千模型，让学生进一步体验结构设计的过程，培养学生的物化能力和创新设计能力。活动流程：需求分析：学生分析秋千的设计需求，包括承重能力、稳定性、舒适性等方面。设计方案制定：根据需求分析，制定秋千的设计方案，绘制设计草图。材料与工具准备：选择合适的材料和工具，准备制作秋千模型。制作与测试：按照设计方案制作秋千模型，并进行测试，调整和优化设计。评价反馈：学生提交设计草图、材料清单、制作步骤记录及成品照片，进行自我评价和同伴评价。（二）跨学科研究与探索活动一：建筑结构中的物理原理活动目标：通过跨学科研究，让学生了解建筑结构设计与物理学科的联系，培养学生的创新设计和工程思维。活动流程：选题与分组：学生自主选择研究主题，如“建筑结构的稳定性分析”、“建筑材料的力学性能研究”等，并进行分组。资料收集与整理：学生通过图书馆、互联网等途径收集相关资料，进行整理和分析。实验设计与实施：结合物理学科知识，设计实验方案，进行实验验证。研究报告撰写：学生撰写研究报告，包括研究背景、研究目的、研究方法、研究过程和研究成果等部分。口头汇报与展示：学生进行口头汇报，展示研究成果，与同学和教师进行交流。活动二：桥梁设计与力学分析活动目标：通过跨学科研究，让学生了解桥梁设计与力学学科的联系，培养学生的创新设计和工程思维。活动流程：选题与分组：学生自主选择研究主题，如“桥梁结构的受力分析”、“桥梁材料的选择与优化”等，并进行分组。资料收集与整理：学生通过图书馆、互联网等途径收集相关资料，进行整理和分析。模型设计与制作：结合力学学科知识，设计桥梁模型，并进行制作。实验测试与分析：对桥梁模型进行实验测试，分析受力情况和稳定性。研究报告撰写：学生撰写研究报告，包括研究背景、研究目的、研究方法、研究过程和研究成果等部分。口头汇报与展示：学生进行口头汇报，展示研究成果，与同学和教师进行交流。五、教学资源与环境教学资源：教材与参考书：通用技术教材、结构设计相关参考书、跨学科研究相关书籍。网络资源：图书馆电子资源、互联网上的相关网站和论坛。实验器材与工具：简易衣帽架和秋千模型制作所需的材料、工具和设备，如木板、螺丝、锯子、锤子等。软件资源：计算机辅助设计软件，如AutoCAD、SolidWorks等。教学环境：通用技术实验室：配备必要的实验器材和工具，供学生进行技术实践和体验。计算机教室：配备计算机辅助设计软件，供学生进行图样表达和三维建模。图书馆与阅览室：提供丰富的图书资源和网络资源，供学生进行跨学科研究和探索。六、教学评价与反馈过程性评价：课堂表现：观察学生在课堂上的参与度和表现，记录学生的发言、讨论和合作情况。作业提交：检查学生提交的设计草图、材料清单、制作步骤记录及成品照片等作业，评价学生的完成情况和质量。实验报告：评价学生撰写的实验报告，包括实验设计、数据记录、结果分析和结论等方面。总结性评价：作品展示与评价：组织学生进行作品展示，评价学生的物化能力和创新设计能力。研究报告评价：评价学生撰写的研究报告，包括选题意义、研究方法、数据分析和结论等方面。口头汇报评价：评价学生的口头汇报能力，包括表达清晰度、逻辑性和创新性等方面。反馈与改进：学生自评与互评：鼓励学生进行自我评价和同伴评价，促进相互学习和进步。教师反馈：教师根据评价结果，给予学生具体的反馈和建议，帮助学生改进和提高。教学反思：教师进行教学反思，总结教学经验，不断改进教学方法和手段，提高教学效果。通过以上学科实践与跨学科学习设计，旨在全面提高学生的通用技术核心素养，培养学生的综合实践能力和创新能力，为学生未来的学习和生活打下坚实的基础。十四、大单元作业设计教学目标技术意识：学生能够认识到结构在日常生活和工业生产中的重要性，形成对结构设计的初步认识和兴趣；了解结构设计的基本原则和规范，形成规范、安全的技术意识；分析结构设计对环境、社会、经济等方面的影响，形成可持续发展的观念。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别结构设计的关键要素和制约条件；针对具体问题，提出多种结构设计方案，并进行比较、权衡和优化；运用模拟和简易建模等方法，对结构设计方案进行预测和评估。创新设计：学生能够在结构设计中融入创新元素，提出具有新颖性和实用性的设计方案；运用人机工程学原理，提高结构设计的舒适性和便捷性；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：学生能够识读和绘制简单的结构图样，表达设计构想；运用计算机辅助设计软件，进行结构设计的三维建模和渲染；通过图样表达，与同伴和教师进行有效的沟通和交流。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结构制作；掌握基本的加工工艺和装配方法，完成结构模型的制作和调试；对制作完成的结构模型进行测试和评价，提出改进意见并进行优化。作业目标设定技术意识：通过作业实践，加深对结构设计在日常生活和工业生产中重要性的认识，理解并遵循结构设计的基本原则和规范，形成可持续发展的设计观念。工程思维：通过方案设计、比较和优化，培养学生的系统分析和工程建模能力，提升解决实际问题的能力。创新设计：鼓励学生提出创新性的设计方案，运用人机工程学原理提升设计的实用性和舒适性，通过技术试验验证设计的可行性。图样表达：提高学生的图样绘制能力，包括手绘和计算机辅助设计软件的应用，确保设计构想的准确表达。物化能力：通过动手制作和测试，掌握基本的加工工艺和装配方法，完成结构模型的制作和优化。作业设计第一课时作业：初识结构作业内容：观察与记录：观察并记录身边的结构实例，如家具、建筑、桥梁等，分析它们的结构和功能，并撰写观察报告。技术意识：认识结构在日常生活中的应用。图样表达：通过文字和简单的草图记录观察结果。小组讨论：分组讨论结构实例中的共同特点和设计原则，每组选择一个实例进行深入分析，并准备在班级中分享。技术意识：理解结构设计的基本原则。工程思维：识别结构设计的关键要素。图样表达：准备分享材料，包括文字描述和简单的结构示意图。第二至第四课时作业：典型结构分析作业内容：单杠结构分析：技术试验：设计并实施一个简单的单杠模型受力试验，记录并分析数据。工程思维：识别单杠结构的关键要素和受力情况。物化能力：动手制作单杠模型，并进行测试。技术报告：撰写试验报告，包括试验目的、方法、数据和结论。图样表达：绘制单杠结构示意图和试验装置图。棚室屋架结构分析：案例分析：分析一个实际的棚室屋架结构案例，包括其设计原理、受力情况和材料选择。技术意识：理解棚室屋架结构在农业生产中的重要性。工程思维：分析棚室屋架结构的受力情况和优化方法。设计任务：设计一个简易的棚室屋架模型，并绘制设计图纸。创新设计：鼓励在设计中融入创新元素。图样表达：绘制详细的设计图纸。钢箱梁桥结构分析：技术研究：研究钢箱梁桥的结构特点和受力情况，包括桥型布置、材料选择等。技术意识：认识钢箱梁桥在桥梁工程中的重要性。技术报告：撰写研究报告，总结钢箱梁桥的结构特点和优化建议。图样表达：绘制钢箱梁桥的示意图和关键部位的细节图。第五至第八课时作业：结构的强度与稳定性作业内容：结构技术试验：简易拉伸试验：设计并实施纸绳拉伸试验，记录并分析数据。工程思维：理解拉伸试验在评估结构强度中的作用。物化能力：动手制作试验装置并进行测试。简易弯曲试验：设计并实施板条弯曲试验，分析不同材料在弯曲力作用下的表现。创新设计：尝试改进试验装置，提高试验准确性。试验报告：撰写试验报告，包括试验目的、方法、数据和结论。图样表达：绘制试验装置图和试验数据记录表。应力与强度分析：案例研究：分析不同材料在不同应力下的强度表现，理解应力与强度的关系。技术意识：认识材料选择对结构强度的影响。设计任务：设计一个加强版的板凳模型，通过技术试验验证其强度提升效果。创新设计：在设计中融入创新元素，提高板凳的实用性和美观性。物化能力：动手制作加强版板凳模型，并进行测试。结构稳定性分析：技术研究：研究影响结构稳定性的因素，包括重心位置、支撑面积、几何形状等。工程思维：理解结构稳定性对结构设计的重要性。设计任务：设计一个稳定的结构模型，如三角形或四边形框架，并进行测试。创新设计：尝试在设计中融入创新元素，提高结构的稳定性。图样表达：绘制结构模型的设计图纸。第九至第十课时作业：结构设计与制作作业内容：壁挂式简易衣帽架原型制作：设计方案：制定壁挂式简易衣帽架的设计方案，包括材料选择、结构设计、连接方式等。创新设计：鼓励在设计中融入创新元素，提高衣帽架的实用性和美观性。图样表达：绘制详细的设计图纸，包括三视图和装配图。物化能力：根据设计方案选择合适的材料和工具，制作衣帽架模型，并进行调试和测试。技术试验：对制作完成的衣帽架进行承重测试，评估其性能。秋千模型结构设计：需求分析：分析秋千的设计需求，包括承重能力、稳定性、安全性等。工程思维：识别秋千设计的关键要素和制约条件。设计方案：制定秋千的设计方案，包括材料选择、结构设计、连接方式等。创新设计：在设计中融入创新元素，提高秋千的舒适性和安全性。图样表达：绘制秋千的设计图纸，包括三视图和装配图。物化能力：根据设计方案选择合适的材料和工具，制作秋千模型，并进行调试和测试。技术试验：对制作完成的秋千进行承重和稳定性测试，评估其性能。第十一至第十二课时作业：典型结构欣赏和结构设计评价作业内容：典型结构欣赏：案例收集：收集国内外著名的建筑结构和机械结构案例，如悉尼歌剧院、埃菲尔铁塔、汽车发动机等。技术意识：认识典型结构在设计和技术上的卓越性。分析报告：分析每个案例的设计特点、技术难点和创新点，撰写分析报告。图样表达：绘制每个案例的示意图或三维模型图。结构设计评价：设计方案评价：对小组设计的结构模型进行设计方案评价，包括结构合理性、材料选择、连接方式等。工程思维：运用系统分析的方法对设计方案进行评估。制作过程评价：对制作过程中的工艺水平、加工精度、装配质量等进行评价。物化能力：通过实际操作提升加工和装配技能。作品性能评价：对制作完成的结构模型进行性能评价，包括承重能力、稳定性、安全性等。技术试验：通过技术试验验证模型的实际性能。改进建议：根据评价结果提出改进建议，优化设计方案和制作过程。创新设计：鼓励在改进中融入创新元素，提升模型的性能和实用性。作业反馈与评价自我评价：学生根据作业目标和评价标准对自己的作业进行自我评价，反思在技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的表现。同伴评价：小组内成员相互评价作业，提出改进建议，促进相互学习和进步。教师评价：教师对学生的作业进行全面评价，包括作业完成度、创新点、技术难度、图样表达、物化能力等方面，给予具体的反馈和指导。通过以上作业设计，学生将全面掌握结构及其设计的基本知识和技能，培养通用技术核心素养，为后续学习打下坚实的基础。十五、“教-学-评”一致性课时设计教材版本2019版地质版高中通用技术必修《技术与设计2》单元主题第一章结构及其设计课时设计课时1：初识结构教学目标技术意识：学生能够认识到结构在日常生活和工业生产中的重要性，形成对结构设计的初步认识和兴趣。工程思维：学生能够初步了解结构的含义、功能与分类，为后续学习打下基础。作业目标观察并记录身边的结构实例，撰写观察报告。课程目标技术意识：激发学生对结构设计的兴趣，认识到结构在现实生活中的应用价值。工程思维：帮助学生理解结构的基本概念和分类，培养初步的系统分析能力。教学过程情境导入（5分钟）通过展示生活中常见的结构实例（如板凳、吊车、蛇皮管台灯等），引导学生思考这些结构的特点和功能。讲授新知（15分钟）讲解结构的含义、功能与分类（实心结构、壳体结构、框架结构等），并通过实例分析加深理解。活动探究（15分钟）分组讨论并分享各自发现的结构实例，分析其结构和功能。总结提升（5分钟）总结本节课的重点内容，强调结构在日常生活和工业生产中的重要性。布置作业（5分钟）观察并记录身边的结构实例，撰写观察报告。评价方式自我评价：学生反思自己在课堂上的表现和学习收获。同伴评价：小组内成员相互评价观察报告的完整性和准确性。教师评价：根据观察报告的质量和学生的课堂表现给予反馈。课时2：典型结构分析（单杠结构分析）教学目标技术意识：学生能够了解单杠结构的构件与受力情况，形成规范、安全的技术意识。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别单杠结构设计的关键要素和制约条件。作业目标设计并制作一个简单的单杠模型，分析其稳定性和安全性。课程目标技术意识：培养学生在结构设计中的安全意识和规范意识。工程思维：通过单杠结构的分析，培养学生的系统分析能力和工程建模能力。教学过程情境导入（5分钟）展示单杠图片或视频，引导学生思考单杠结构的设计原理。讲授新知（15分钟）介绍单杠的构件和受力情况，分析单杠的稳定性与安全性。实践操作（20分钟）分组进行单杠模型制作，体验结构设计的过程。讨论交流（10分钟）分享制作经验，讨论单杠设计的改进方法。总结提升（5分钟）总结单杠结构分析的重点内容，强调安全设计的重要性。布置作业（5分钟）设计并制作一个简单的单杠模型，分析其稳定性和安全性。评价方式自我评价：学生反思自己在单杠模型制作过程中的收获和不足。同伴评价：小组内成员相互评价单杠模型的稳定性和安全性。教师评价：根据单杠模型的质量和学生的讨论表现给予反馈。课时3：典型结构分析（棚室屋架结构分析）教学目标技术意识：学生能够理解棚室屋架结构的荷载与受力情况，形成可持续发展的观念。工程思维：学生能够针对棚室屋架结构提出多种设计方案，并进行比较、权衡和优化。作业目标设计一个简单的棚室屋架模型，绘制设计图纸。课程目标技术意识：培养学生在结构设计中的环保意识和经济意识。工程思维：通过棚室屋架结构的分析，培养学生的创新设计能力和工程决策能力。教学过程情境导入（5分钟）展示棚室屋架结构的图片或视频，引导学生思考其设计原理。讲授新知（15分钟）讲解棚室荷载与立柱受力、梁的受力与变形等原理。案例分析（15分钟）分析实际棚室屋架结构的设计案例，讨论其优缺点。实践操作（15分钟）设计一个简单的棚室屋架模型，绘制设计图纸。讨论交流（10分钟）分享设计图纸，讨论棚室屋架结构的优化方法。总结提升（5分钟）总结棚室屋架结构分析的重点内容，强调创新设计的重要性。布置作业（5分钟）完善棚室屋架模型的设计图纸，准备制作材料。评价方式自我评价：学生反思自己在设计过程中的创新点和不足。同伴评价：小组内成员相互评价设计图纸的合理性和创新性。教师评价：根据设计图纸的质量和学生的讨论表现给予反馈。课时4：典型结构分析（钢箱梁桥结构分析）教学目标技术意识：学生能够了解钢箱梁桥的桥型布置与结构特点，形成对现代桥梁技术的兴趣。工程思维：学生能够针对钢箱梁桥设计提出多种优化方案，并进行技术试验验证。作业目标组织钢箱梁桥模型的受力试验，分析试验结果。课程目标技术意识：培养学生在现代桥梁技术方面的兴趣和创新意识。工程思维：通过钢箱梁桥结构的分析，培养学生的工程建模能力和技术试验能力。教学过程情境导入（5分钟）展示钢箱梁桥的图片或视频，引导学生思考其设计原理。讲授新知（15分钟）介绍钢箱梁桥的桥型布置与结构特点。技术试验（20分钟）组织学生进行钢箱梁桥模型的受力试验，记录试验数据。数据分析（15分钟）分析试验数据，讨论钢箱梁桥设计的优化方法。总结提升（5分钟）总结钢箱梁桥结构分析的重点内容，强调技术试验的重要性。布置作业（5分钟）撰写钢箱梁桥模型受力试验的报告，分析试验结果。评价方式自我评价：学生反思自己在技术试验过程中的表现和学习收获。同伴评价：小组内成员相互评价试验报告的准确性和完整性。教师评价：根据试验报告的质量和学生的数据分析能力给予反馈。课时5：结构的强度与稳定性（结构技术试验及其过程评价）教学目标技术意识：学生能够认识到结构强度与稳定性的重要性，形成严谨的科学态度。工程思维：学生能够设计并实施结构技术试验，对试验结果进行数据分析。作业目标设计并实施一项结构技术试验，撰写试验报告。课程目标技术意识：培养学生在结构设计中的严谨态度和科学精神。工程思维：通过结构技术试验的设计与实施，培养学生的数据分析能力和工程决策能力。教学过程情境导入（5分钟）展示结构强度与稳定性的实例，引导学生思考其重要性。讲授新知（15分钟）介绍结构