2020版 人教版 高中通-用技术 选择性必修3工程设计基础《第一章 工程设计概述》大单元整体教学设计2020课标

版人教版高中通用技术选择性必修3工程设计基础《第一章工程设计概述》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）》中明确指出，通用技术课程旨在培养学生的技术素养，提升其工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。选择性必修3《工程设计基础》模块作为高中通用技术课程的重要组成部分，旨在通过工程设计的基本理论和实践，帮助学生理解工程设计的内涵、特征和分类，掌握工程设计的一般过程和方法，培养其在工程设计中的综合素质。本单元的教学内容主要包括三个核心部分：第一节“科学、技术与工程”、第二节“工程设计”、第三节“设计工程师”。第一节内容旨在帮助学生理解科学、技术与工程的基本概念和它们之间的关系，为后续学习奠定理论基础；第二节详细阐述了工程设计的内涵、特征、分类及一般过程，是工程设计基础知识的核心；第三节则聚焦于设计工程师的角色、职责以及所需的专业素养和社会责任，强调工程设计的人文关怀和伦理约束。（二）单元内容分析第一节科学、技术与工程科学：科学是对自然进行观察和实验，通过归纳、演绎等方法认知自然界的物质存在和运动规律的活动。在工程设计中，科学为工程提供了理论基础和依据。技术：技术是人类在改造自然过程中积累的方法和技巧，是工程实践的具体手段。技术要素构成了工程系统的基本内涵。工程：工程是综合应用科学原理和技术手段，有目的地认识、改造和利用自然的活动，物化为具体的工具、装备、设施和产品。本节通过典型工程案例的分析，如赵州桥、洛阳桥、港珠澳大桥等，帮助学生理解科学、技术与工程之间的联系和区别，认识到工程活动的复杂性和系统性。第二节工程设计工程设计的内涵：工程设计是人类为满足特定需求而创造性地构造工程系统的过程，涉及美学、数学、工程科学等多学科知识的综合应用。工程设计的特征：包括社会性、创造性、综合性、系统性、伦理约束性、效益和风险性等。工程设计的一般过程：从明确需求、制订设计方案、制作模型或原型、优化设计方案到编写技术作品说明书等。本节通过具体工程设计案例的分析，让学生体验工程设计的全过程，理解工程设计的复杂性和挑战性，培养其系统思维和工程建模能力。第三节设计工程师设计工程师的角色与职责：设计工程师是工程设计的主体，负责将科学原理和技术手段转化为具体的工程系统。设计工程师的专业素养：包括技术知识、创新能力、团队协作、沟通能力等。设计工程师的社会责任：强调工程师在工程设计中的伦理约束，如安全、环保、可持续发展等。本节通过采访设计工程师、观看相关影片等活动，让学生感受设计工程师的工作状态和职业精神，激发其从事工程设计工作的兴趣和热情。（三）单元内容整合本单元的教学内容围绕“工程设计基础”这一主题展开，从科学、技术与工程的基本概念入手，逐步深入到工程设计的内涵、特征和一般过程，最终聚焦于设计工程师的角色、职责和专业素养。通过三个部分的有机整合，帮助学生构建系统的工程设计知识体系，培养其工程设计能力和创新素养。在教学过程中，应注重理论与实践相结合，通过案例分析、小组讨论、角色扮演等多种教学方式，激发学生的学习兴趣和主动性。还应加强跨学科学习，将物理、化学、数学等学科知识与工程设计实践相结合，提升学生的综合素养。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。以下是对这些核心素养目标在本单元教学中的具体分解：（一）技术意识目标描述：学生能够形成对技术现象及技术问题的感知与体悟，理解技术的规范、标准与专利意识；能就某一技术领域对人、社会、环境的影响作出理性分析，形成技术的安全和责任意识、生态文明与环保意识、技术伦理与道德意识。教学分解：通过第一节的学习，让学生理解科学、技术与工程的基本概念及其相互关系，认识到技术在社会发展中的重要作用。在第二节中，通过分析具体工程设计案例，让学生体会技术在解决实际问题中的应用价值，培养其技术应用的意识和能力。在第三节中，强调设计工程师的伦理约束和社会责任，引导学生形成正确的技术价值观和伦理观。（二）工程思维目标描述：学生能够运用系统分析的方法，针对某一具体技术领域的问题进行要素分析、整体规划，并运用模拟和简易建模等方法进行设计；能领悟结构、流程、系统、控制等基本思想和方法并加以运用。教学分解：在第二节中，详细介绍工程设计的一般过程和特征，引导学生理解工程设计的系统性和复杂性。通过案例分析，让学生体验工程设计的全过程，培养其系统分析和整体规划的能力。组织学生进行小组讨论和角色扮演，模拟工程设计决策过程，提升其工程思维和实践能力。（三）创新设计目标描述：学生能在发现与明确问题的基础上，收集相关信息，并运用人机关系及相关理论进行综合分析，提出符合设计原则且具有一定创造性的构思方案；能进行技术性能和指标的技术试验、技术探究等实践操作。教学分解：在第二节中，介绍工程设计中的创新方法和技巧，激发学生的创新意识和创造力。通过项目式学习，让学生围绕具体工程设计任务展开创新设计实践，培养其问题解决能力和创新设计能力。鼓励学生参与课外科技活动和创新竞赛，拓展其创新视野和实践经验。（四）图样表达目标描述：学生能够识读简单的机械加工图、电子线路图等技术图样；能分析技术对象的图样特征，会用手工和二维、三维设计软件绘制简单的技术图样；能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。教学分解：在第二节中，介绍技术图样的种类、用途和绘制方法，让学生掌握基本的图样表达技能。通过实践操作和案例分析，让学生熟悉常见技术图样的绘制和识读方法，培养其图样表达能力。鼓励学生利用计算机辅助设计软件进行图样设计和表达，提升其技术应用的现代化水平。（五）物化能力目标描述：学生能知道常见材料的属性和常用工具、基本设备的使用方法；能根据方案设计要求，进行材料选择、测试与规划，工具选择与使用，工艺设计与产品制作等；能独立完成模型或产品的成型制作、装配及测试。教学分解：在第二节中，介绍工程设计中的材料选择、工具使用和工艺设计方法，让学生掌握基本的物化能力。通过实践操作和项目式学习，让学生亲身体验产品制作和装配过程，培养其物化能力和实践能力。鼓励学生参与课外实践活动和科技创新项目，提升其解决实际问题的能力和创新素养。三、学情分析（一）已知内容分析在高中通用技术选择性必修3《第一章工程设计概述》教学前，学生已经完成了必修模块《技术与设计1》和《技术与设计2》的学习，掌握了一定的技术设计基础知识和基本技能。他们对技术设计的一般过程、设计原则、常见材料及其加工工艺、简单机械结构、控制系统等基本概念有了初步认识，并具备了一定的技术图样表达能力和简单的物化能力。在《技术与设计2》模块中，学生已经学习了结构、流程、系统、控制等核心概念，并能够通过项目实践，体验并初步掌握这些概念在工程设计中的应用。学生也通过技术试验、技术探究等活动，对技术的创新性、实践性有了更深的体会。通过前期的物理、化学、生物等自然学科的学习，学生具备了一定的科学基础知识，如力学、电学、热力学等，这些都将为工程设计的学习提供必要的理论支撑。（二）新知内容分析本章《第一章工程设计概述》旨在通过三个小节的内容，引导学生全面理解工程设计的内涵、特征、分类以及设计工程师的专业需求和社会责任。具体内容包括：第1节科学、技术与工程：本节主要介绍科学、技术与工程的基本概念，以及它们之间的关系。学生需要理解科学是对自然界的观察与实验，技术是人类在改造自然过程中的方法和技巧，而工程则是综合应用科学原理和技术手段，实现特定目标的实践活动。通过本节学习，学生将进一步明确工程设计在科学、技术、工程三者中的地位和作用。第2节工程设计：本节详细阐述工程设计的内涵、特征和分类，介绍工程设计的一般过程和工程师的工作特点。学生将学习如何运用系统分析的方法，针对特定问题进行要素分析、整体规划，并尝试进行简单的风险评估和综合决策。本节还将通过案例分析，让学生体会工程设计在实际应用中的重要性。第3节设计工程师：本节主要介绍设计工程师的专业需求和社会责任。学生将了解设计工程师应具备的知识、技能和素养，以及他们在工程设计团队中的角色和职责。本节还将探讨工程师在伦理、道德、法律等方面的约束，以及他们对社会、环境所承担的责任。通过本章学习，学生将能够全面理解工程设计的全过程，掌握工程设计的基本方法和技能，认识设计工程师的专业素养和社会责任，为后续深入学习工程设计打下坚实基础。（三）学生学习能力分析逻辑思维与问题解决能力：高中生已经具备了一定的逻辑思维能力和问题解决能力，能够通过观察、分析、归纳等方法，对复杂问题进行拆解和重构。这种能力在工程设计中尤为重要，因为工程设计往往需要面对多因素、多变量的复杂问题，需要学生进行系统分析和综合决策。团队合作与沟通能力：工程设计通常不是个人行为，而是团队合作的结果。高中生在之前的学习和生活中，已经积累了一定的团队合作和沟通经验，能够在团队中发挥各自的优势，共同完成任务。这种能力在工程设计项目中尤为重要，因为工程设计需要多个学科、多个领域的专家共同协作。创新思维与实践能力：高中生正处于创新思维最为活跃的时期，他们敢于尝试新事物，勇于挑战传统观念。通过之前的技术设计和实践活动，他们已经具备了一定的实践能力，能够将理论知识应用于实际问题中。这种创新思维和实践能力在工程设计中将发挥重要作用，因为工程设计本身就是一种创造性活动，需要不断探索新的解决方案和优化现有设计。信息技术应用能力：随着信息技术的飞速发展，高中生已经具备了一定的信息技术应用能力，能够熟练使用计算机、网络等现代工具进行信息检索、数据处理和成果展示。这种能力在工程设计中将发挥重要作用，因为现代工程设计越来越依赖于计算机辅助设计和仿真技术。（四）学习障碍突破策略强化理论基础：虽然学生已经具备了一定的科学基础知识，但在面对工程设计中的复杂问题时，可能仍会感到力不从心。在教学过程中，需要注重理论知识的强化和拓展，通过案例分析、专题讲座等形式，帮助学生深入理解科学、技术、工程三者之间的关系以及工程设计的基本原理和方法。培养系统思维能力：工程设计需要运用系统分析的方法进行综合决策。学生在面对复杂问题时，往往难以全面考虑各种因素之间的关系和影响。在教学过程中，需要注重培养学生的系统思维能力，通过团队合作、角色扮演等活动形式，让学生逐步学会从整体出发，全面考虑问题的各个方面和环节。提升信息技术应用能力：现代工程设计越来越依赖于计算机辅助设计和仿真技术。学生在实际应用中可能会遇到各种技术难题和操作障碍。在教学过程中，需要注重提升学生的信息技术应用能力，通过实践操作、项目实践等形式，让学生熟练掌握相关软件的使用方法和技巧。加强伦理道德教育：工程设计不仅关乎技术层面的问题，还涉及到伦理、道德、法律等方面的约束。学生在面对实际工程问题时，可能难以全面考虑这些方面的因素。在教学过程中，需要加强伦理道德教育，通过案例分析、角色扮演等形式，让学生深入理解工程师的社会责任和专业素养要求。注重实践环节的设计：工程设计是一门实践性很强的学科。由于各种条件的限制，学生可能难以获得充分的实践机会。在教学过程中，需要注重实践环节的设计和创新，通过模拟项目、实际案例等形式，让学生亲身体验工程设计的全过程和各个环节的要点和难点。还可以鼓励学生参加各种科技创新活动和竞赛项目，以提升自己的实践能力和创新能力。四、大主题或大概念设计本大单元以“探索工程设计的奥秘：培养未来工程师的核心素养”为大主题，围绕工程设计的基本原理、过程及工程师的职业素养展开教学。通过深入学习科学、技术与工程的关系，理解工程设计的重要性及其在人类社会发展中的作用，掌握工程设计的基本流程和方法，并认识设计工程师所需的专业素养和社会责任。本大单元旨在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，为学生未来从事工程设计和相关职业奠定坚实基础。五、大单元目标叙写（一）技术意识学生能够理解技术在工程设计中的核心地位，认识到技术对工程设计的影响。学生能够辨析工程设计中的技术选择、应用及其对社会、环境、文化的影响，形成正确的技术价值观。学生能够体会技术在解决工程实际问题中的重要性，增强技术应用的责任感和安全意识。（二）工程思维学生能够理解系统分析、比较权衡在工程设计中的重要性，学会运用工程思维解决复杂问题。学生能够掌握工程设计的基本流程和方法，包括需求分析、方案设计、优化与决策等。学生能够分析工程设计中的限制条件和约束因素，学会在限制条件下进行创造性设计。（三）创新设计学生能够基于用户需求，运用创新思维进行工程方案设计，提出具有创新性的解决方案。学生能够运用多种设计方法和工具，进行方案构思、设计、优化和测试，提高创新设计能力。学生能够了解并尝试应用新技术、新材料、新工艺，推动工程设计的创新与发展。（四）图样表达学生能够掌握工程图样的基本规范和绘制方法，能够准确绘制工程设计图样。学生能够运用图样表达工程设计方案，包括结构图、流程图、控制框图等，提高技术交流能力。学生能够解读和分析工程图样，理解设计意图和技术细节，为工程设计提供有力支持。（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，进行工程模型的制作和装配。学生能够掌握基本的加工工艺和测试方法，对工程模型进行性能测试和优化。学生能够体验工程师的工作流程，包括设计、制作、测试、优化等环节，提高物化能力。六、大单元教学重点理解科学、技术与工程的关系：通过案例分析，让学生深入理解科学、技术与工程之间的相互作用和支撑关系，认识到它们在推动社会进步中的重要作用。掌握工程设计的基本流程和方法：通过项目式学习，让学生经历从需求分析、方案设计到优化决策的全过程，掌握工程设计的基本步骤和方法。培养工程思维和创新设计能力：通过团队合作和方案设计，培养学生的系统思维、比较权衡能力和创新思维，鼓励学生提出具有创新性的解决方案。提高图样表达和物化能力：通过图样绘制和工程模型制作，提高学生的图样表达能力和物化能力，使学生能够准确表达设计意图并实现设计方案。七、大单元教学难点理解复杂工程问题中的限制条件和约束因素：工程设计中往往存在多种限制条件和约束因素，学生需要学会在复杂环境中识别并处理这些因素，这对学生的系统思维和决策能力提出了较高要求。在工程设计中运用创新思维：创新设计需要学生具备敏锐的洞察力和丰富的想象力，同时还需要将创新思维转化为实际可行的设计方案，这对学生的综合能力和实践经验提出了较高要求。图样表达的准确性和规范性：工程图样是工程设计的重要表达形式，学生需要掌握图样的基本规范和绘制方法，确保图样的准确性和规范性，这对学生的绘图技能和细节把握能力提出了较高要求。工程模型的制作和性能测试：工程模型的制作和性能测试需要学生具备一定的加工工艺和测试知识，同时还需要耐心和细致的操作技能，这对学生的实践能力和动手能力提出了较高要求。教学设计示例（以第一节为例）第一节科学、技术与工程教学目标：理解科学、技术与工程的基本概念和相互关系。分析典型案例，认识科学、技术与工程在推动社会进步中的重要作用。培养学生对科学、技术与工程的兴趣和探索精神。教学重难点：重点：理解科学、技术与工程的基本概念及其相互关系。难点：分析典型案例，认识科学、技术与工程在推动社会进步中的重要作用。教学过程：导入新课：通过展示赵州桥、港珠澳大桥等工程案例，引导学生思考这些工程背后所蕴含的科学原理和技术应用。讲授新知：定义科学、技术与工程的基本概念，并解释它们之间的相互关系。分析典型案例（如赵州桥、港珠澳大桥），探讨科学、技术与工程在其中的作用和贡献。合作学习：学生分组讨论其他典型工程案例（如三峡大坝、北京大兴国际机场等），分析其中的科学原理、技术应用和工程挑战。每组选派代表分享讨论成果，全班进行交流与点评。课堂练习：设计一些判断题或选择题，检验学生对科学、技术与工程基本概念的理解。提供一些工程案例，让学生尝试分析其中的科学原理和技术应用。总结提升：总结科学、技术与工程的基本概念、相互关系及其在推动社会进步中的重要作用。鼓励学生关注身边的科学、技术与工程现象，培养探索精神和实践能力。布置作业：让学生选择一个感兴趣的工程案例，深入研究其科学原理、技术应用和工程挑战，并准备在下节课进行分享。通过这样的教学设计，旨在帮助学生全面理解科学、技术与工程的关系，认识它们在推动社会进步中的重要作用，并激发学生对科学、技术与工程的兴趣和探索精神。八、大单元整体教学思路教学目标设定根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合2020版人教版高中通用技术选择性必修3《工程设计基础》第一章《工程设计概述》的教学内容，本章的教学目标设定将围绕通用技术的核心素养目标展开，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。（一）技术意识理解科学、技术与工程的关系：学生应能够明确科学、技术和工程的基本概念及其相互关系，理解科学是对自然规律的探索，技术是科学原理的应用，而工程则是运用科学原理和技术手段解决实际问题。形成对工程设计重要性的认识：通过案例分析，学生能够认识到工程设计在现代社会发展和人类生活中的重要作用，理解工程设计对人类文明的推动作用。树立工程伦理意识：学生能够理解工程师在工程实践中应遵循的伦理规范，形成正确的职业道德观念和社会责任感。（二）工程思维培养系统分析和综合决策的能力：学生能够运用系统分析的方法，对工程问题进行要素分析、整体规划，并作出合理决策。形成初步的工程建模能力：学生能够运用简单的工程模型来描述和解决实际问题，理解模型在工程设计中的重要性。具备风险评估和优化的能力：学生能够识别工程设计中潜在的风险，并学会通过优化设计方案来降低风险。（三）创新设计激发创新思维：通过案例分析，学生能够发现工程设计中的创新点，激发创新思维，培养创新意识和创新能力。掌握创新设计方法：学生能够了解并掌握一些基本的创新设计方法，如智力激励法、设问法等，能够在工程设计过程中灵活运用这些方法。提升设计方案的评价能力：学生能够根据设计原则和规范，对设计方案进行合理评价和优化，提升设计质量。（四）图样表达掌握图样表达的基本方法：学生能够识读和绘制简单的工程图样，如机械加工图、装配图等，能够用图样表达设计构想。提升图样表达的准确性：通过实践练习，学生能够提高图样表达的准确性，确保图样能够清晰地传达设计意图。培养空间想象能力：通过图样表达的训练，学生能够提升空间想象能力，更好地理解工程设计的三维空间结构。（五）物化能力提升材料选择和加工能力：学生能够根据设计要求选择合适的材料，并了解材料的加工方法和工艺流程。掌握基本工具和设备的使用：学生能够熟练使用常用的工程工具和设备，如测量工具、加工设备等，确保物化过程的顺利进行。提升问题解决能力：在物化过程中，学生能够遇到并解决实际问题，如加工误差、装配问题等，提升问题解决能力。教学重点与难点教学重点：理解科学、技术与工程的关系及其在工程设计中的应用。掌握工程设计的基本流程和方法，能够独立完成简单的工程设计任务。培养系统分析和综合决策的能力，学会运用工程模型进行问题解决。教学难点：如何将科学原理和技术手段有效地应用于工程设计中。如何培养学生的创新思维和创新能力，使其能够在工程设计过程中提出创新性的解决方案。如何提升学生的图样表达能力和物化能力，使其能够准确地表达设计意图并实现设计成果。教学策略与方法教学策略：案例教学法：通过选取典型的工程设计案例，引导学生分析案例中的科学原理、技术手段和工程设计方法，加深对科学、技术与工程关系的理解。项目式学习：设计一系列与工程设计相关的项目任务，让学生分组合作完成，通过实践锻炼工程设计能力。探究式学习：鼓励学生自主探究工程设计中的问题，通过查阅资料、实验验证等方式解决问题，培养自主学习和解决问题的能力。教学方法：讲授法：通过课堂讲授的方式，向学生介绍工程设计的基本概念、流程和方法。讨论法：组织学生进行小组讨论，分享各自的观点和经验，促进学生之间的交流与合作。实践法：安排学生进行实践操作，如绘制工程图样、选择材料和加工制作等，提升学生的物化能力。教学过程设计第1节科学、技术与工程引入新课：通过展示一些典型的工程成果（如桥梁、建筑等），引导学生思考这些成果背后的科学原理和技术手段。讲授新知：介绍科学、技术与工程的基本概念及其相互关系。案例分析：选取一个具体的工程设计案例（如港珠澳大桥），引导学生分析案例中的科学原理、技术手段和工程设计方法。课堂讨论：组织学生进行小组讨论，分享各自对科学、技术与工程关系的理解。总结提升：总结本节课的内容，强调科学、技术与工程在工程设计中的重要作用。第2节工程设计复习旧知：回顾上一节课的内容，强调科学、技术与工程的关系。引入新课：通过展示一个工程设计任务（如设计一个简易书架），引导学生思考工程设计的基本流程和方法。讲授新知：介绍工程设计的基本流程（如需求分析、方案设计、详细设计等）和方法。实践操作：安排学生进行实践操作，如绘制工程图样、制定设计方案等。课堂评价：对学生的实践成果进行评价，指出存在的问题并提出改进建议。总结提升：总结本节课的内容，强调工程设计在工程实践中的重要性。第3节设计工程师复习旧知：回顾前两节课的内容，强调工程设计的基本流程和方法。引入新课：通过介绍一些著名的设计工程师及其作品，引导学生思考设计工程师应具备的素养和能力。讲授新知：介绍设计工程师应具备的素养（如创新意识、团队精神等）和能力（如设计能力、沟通能力等）。案例分析：选取一个具体的设计工程师案例（如苹果公司的首席设计师乔纳森·艾维），引导学生分析设计工程师的工作内容和职业发展路径。角色扮演：安排学生进行角色扮演活动，模拟设计工程师的工作场景和流程。总结提升：总结本节课的内容，强调设计工程师在工程设计中的重要性和职业发展前景。学业评价设计评价原则：全面性：评价应涵盖技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面。客观性：评价应基于学生的实际表现和成果，避免主观臆断。发展性：评价应注重学生的进步和发展，鼓励学生不断努力提升自己的能力。评价方式：课堂表现评价：通过观察学生在课堂上的表现（如参与度、合作能力等）进行评价。实践成果评价：对学生的实践成果（如工程图样、设计方案等）进行评价，注重成果的准确性和创新性。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价和互评，培养学生的反思能力和团队合作精神。期末综合评价：结合学生在整个学期中的表现和实践成果，进行期末综合评价。教学资源与环境设计教学资源：教材与教辅资料：选用符合课程标准的教材和教辅资料，确保教学内容的准确性和科学性。网络资源：利用网络资源（如在线课程、视频教程等）丰富教学手段和内容。实践设备与材料：提供必要的实践设备和材料（如测量工具、加工设备等），确保学生能够进行实践操作。教学环境：专用教室：配备必要的教学设施和设备（如多媒体教学设备等），营造良好的教学氛围。实践基地：与相关企业或机构合作，建立实践基地，为学生提供更多的实践机会和资源。网络学习平台：建立网络学习平台，方便学生进行自主学习和交流合作。课后反思与改进课后反思：教学效果反思：反思本节课的教学效果是否达到预期目标，学生是否真正掌握了所学知识和技能。教学方法反思：反思本节课采用的教学方法是否适合学生的实际情况和需求，是否需要调整和改进。学生反馈收集：通过问卷调查、个别访谈等方式收集学生的反馈意见，了解学生对本节课的评价和建议。教学改进：优化教学内容：根据学生的反馈和实际情况，对教学内容进行调整和优化，确保教学内容的针对性和实效性。改进教学方法：探索更适合学生的教学方法和手段，如采用游戏化学习、翻转课堂等方式激发学生的学习兴趣和积极性。加强实践环节：增加实践环节的比例和难度，提升学生的实践能力和解决问题的能力。加强与相关企业和机构的合作，为学生提供更多的实践机会和资源。九、学业评价一、教学目标通过本章“工程设计概述”的学习，学生应能够：理解科学、技术与工程的内涵及其相互关系，提升对工程设计重要性的认识。掌握工程设计的基本过程、原则和方法，形成系统的工程设计思维。了解设计工程师的角色、职责和社会责任，培养作为未来工程师的职业道德和伦理意识。结合具体案例，分析工程设计的实践应用，增强解决实际工程问题的能力。二、学习目标技术意识：学生能够认识到工程设计对人类生活和社会发展的重要性，理解工程设计中的技术选择、应用及其影响。工程思维：学生能够运用系统分析和综合决策的方法，对工程设计问题进行多因素分析，并提出合理的解决方案。创新设计：学生能够基于工程需求，运用创新思维提出新颖的设计方案，并进行优化和改进。图样表达：学生能够识读和绘制工程设计相关的图样，用技术语言准确表达设计思想。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作或产品开发，实现设计成果的物化。三、评价目标设定（一）技术意识评价要点：学生能够理解科学、技术与工程的定义、特点及相互关系，认识到工程设计在社会进步中的重要作用。评价方法：课堂讨论：组织学生对科学、技术与工程的概念进行辨析，评估其对三者关系的理解。案例分析：选取典型工程设计案例，让学生分析其中蕴含的技术选择、应用及其社会影响。（二）工程思维评价要点：学生能够运用系统分析的方法，对工程设计问题进行多因素考虑，提出合理的解决方案，并理解工程设计过程中的权衡与优化。评价方法：方案设计：给定一个工程设计任务，要求学生进行方案设计，评估其方案的系统性、全面性和可行性。小组讨论：分组讨论工程设计中的关键问题，评估学生运用工程思维分析问题和解决问题的能力。（三）创新设计评价要点：学生能够基于工程需求，运用创新思维提出新颖的设计方案，并对其进行优化和改进。评价方法：设计竞赛：组织工程设计创新大赛，评估学生的创新能力和设计方案的新颖性、实用性。方案展示与评审：让学生展示自己的设计方案，通过同伴评审和教师点评，评估其创新设计的水平。（四）图样表达评价要点：学生能够识读和绘制工程设计相关的图样，用准确的技术语言表达设计思想。评价方法：图样绘制：给定设计任务，要求学生绘制相关图样，评估其图样的准确性、规范性和表达能力。图样解读：展示工程设计图样，让学生解读并阐述图样所表达的设计思想，评估其对图样语言的理解和运用能力。（五）物化能力评价要点：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作或产品开发，实现设计成果的物化。评价方法：模型制作：给定设计任务，要求学生制作模型或产品原型，评估其物化能力、工艺水平和创新意识。成果展示与评价：展示学生的模型或产品原型，通过同伴互评和教师点评，评估其物化成果的实用性和创新性。四、评价实施建议过程性评价与终结性评价相结合：在教学过程中，通过观察、记录学生在课堂讨论、方案设计、模型制作等活动中的表现，进行过程性评价；在课程结束时，通过设计竞赛、方案展示等方式进行终结性评价。定性评价与定量评价相结合：采用描述性评价、等级评价等方式对学生的表现进行定性评价；通过设定明确的评价指标和评分标准，对学生的设计成果进行定量评价。自评、互评与师评相结合：鼓励学生进行自我评价，培养其自我反思能力；通过小组讨论和同伴互评，促进学生的相互学习和交流；教师则根据学生的表现给予及时、具体的反馈和指导。五、评价案例分析案例一：工程设计方案设计评价任务描述：给定一个社区公园的设计任务，要求学生进行方案设计，包括公园布局、设施配置、景观规划等。评价目标：评估学生的工程思维、创新设计和图样表达能力。评价方法：工程思维：观察学生是否能够从系统分析的角度，全面考虑公园设计的影响因素，如人流量、地形地貌、周边环境等，提出合理的布局和设施配置方案。创新设计：评估学生的设计方案是否具有新颖性、实用性和美观性，是否能够满足社区居民的需求和期望。图样表达：检查学生绘制的公园设计图样是否准确、规范，能否清晰表达设计思想。评价结果：根据学生的表现，给予相应的等级评价和具体反馈，如“优秀”、“良好”、“合格”或“待改进”，并指出存在的问题和改进方向。案例二：模型制作评价任务描述：给定一个桥梁模型的设计任务，要求学生根据设计方案选择合适的材料和工具，进行模型制作。评价目标：评估学生的物化能力、工艺水平和创新意识。评价方法：物化能力：观察学生是否能够根据设计方案选择合适的材料和工具，进行精确的模型制作。工艺水平：评估学生在模型制作过程中的工艺水平，如切割、拼接、打磨等工序的精细程度。创新意识：鼓励学生在模型制作过程中发挥创新思维，对设计方案进行优化和改进，如增加装饰元素、改进结构设计等。评价结果：通过展示学生的模型作品，组织学生进行互评和教师点评，根据物化成果的实用性、美观性和创新性给予相应的等级评价和反馈。对表现优秀的学生进行表彰和奖励，以激发学生的学习积极性和创造力。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路本单元以《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，围绕2020版人教版高中通用技术选择性必修3《工程设计基础》第一章《工程设计概述》的教学内容，详细规划了从“科学、技术与工程”的基础认知，到“工程设计”的实践操作，再到“设计工程师”的职业素养培养三个递进的学习层次。通过理论学习、案例分析、实践操作和团队合作等多种形式，旨在全面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，培养学生的综合工程素养，为未来从事工程领域的学习和工作奠定坚实基础。二、教学目标设定（一）技术意识学生能够理解技术与科学、工程的区别与联系，认识到工程设计在社会发展中的重要作用。学生能够分析工程案例，理解工程技术对人类社会、环境、经济的影响，形成正确的技术价值观和伦理观。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别和理解工程设计中的关键因素，如性能需求、生命周期、环境关系等。学生能够运用工程建模和仿真工具，对工程设计进行初步的优化和决策分析。（三）创新设计学生能够基于实际问题，提出创新性的工程设计方案，并运用技术语言进行清晰表达。学生能够通过团队协作，共同完成一项工程设计项目，体验创新设计的全过程。（四）图样表达学生能够识读和绘制简单的工程图样，如流程图、系统框图、结构图等，准确表达工程设计意图。学生能够运用计算机辅助设计软件，进行三维建模和仿真，提高图样表达能力。（五）物化能力学生能够根据工程设计要求，选择合适的材料和工具，进行简单的模型制作和装配。学生能够通过实践操作，体验工程设计的物化过程，提高解决实际问题的能力。三、教学结构图┌─────────────┐│工程设计概述│└─────────────┘│┌───────────────────────┴───────────────────────┐││┌─────────────┐┌─────────────┐│科学、技术与工程││工程设计││││-理解科学、技术与工程的区别与联系││-分析工程案例，理解工程技术的影响││││-系统分析工程设计的关键因素││-运用工程建模和仿真工具进行优化和决策分析│└─────────────┘└─────────────┘││▼┌─────────────┐│设计工程师│└─────────────┘││▼┌─────────────┐│职业素养培养│└─────────────┘│▼┌─────────────┐│综合评价与反馈│└─────────────┘四、具体教学实施步骤第1节科学、技术与工程教学目标理解科学、技术与工程的区别与联系。分析工程案例，理解工程技术对人类社会、环境、经济的影响。教学策略理论讲授：介绍科学、技术与工程的基本概念及其相互关系。案例分析：选取典型的工程案例，如港珠澳大桥、高速铁路等，分析工程技术对社会、环境、经济的影响。小组讨论：学生分组讨论工程技术在现代社会中的重要性，每组选派代表分享观点。教学过程导入新课：通过提问引导学生思考科学、技术与工程的区别，激发学生的学习兴趣。讲授新知：教师讲解科学、技术与工程的基本概念及其相互关系。案例分析：选取港珠澳大桥、高速铁路等工程案例，分析工程技术对社会、环境、经济的影响。小组讨论：学生分组讨论工程技术的重要性，每组选派代表分享观点。总结提升：教师总结科学、技术与工程的核心概念及其在现代社会中的作用。第2节工程设计教学目标系统分析工程设计的关键因素。运用工程建模和仿真工具进行优化和决策分析。教学策略实践操作：学生分组进行工程设计实践，如设计一个小型桥梁模型。软件仿真：运用工程建模和仿真软件进行设计优化和决策分析。成果展示：各组展示设计成果，分享设计思路和优化过程。教学过程导入新课：回顾上节课内容，引出工程设计的重要性。讲授新知：介绍工程设计的基本流程和关键因素。实践操作：学生分组进行小型桥梁模型的设计实践。软件仿真：运用工程建模和仿真软件进行设计优化和决策分析。成果展示：各组展示设计成果，分享设计思路和优化过程。评价反馈：教师对学生的设计成果进行评价，提供改进建议。第3节设计工程师教学目标理解设计工程师的职业素养要求。体验设计工程师的工作内容和流程。教学策略角色扮演：学生扮演设计工程师，完成一项工程设计任务。专家讲座：邀请工程设计领域的专家进行讲座，分享职业经验和心得。职业规划：引导学生思考未来职业规划，了解设计工程师的职业发展路径。教学过程导入新课：通过提问引导学生思考设计工程师的职业素养要求。角色扮演：学生扮演设计工程师，分组完成一项工程设计任务。专家讲座：邀请工程设计领域的专家进行讲座，分享职业经验和心得。职业规划：引导学生思考未来职业规划，了解设计工程师的职业发展路径。总结提升：教师总结设计工程师的职业素养要求和工作内容。综合评价与反馈教学目标对学生的学习成果进行综合评价。提供针对性的反馈和建议，促进学生持续改进。教学策略作品评价：对学生的工程设计作品进行评价，包括设计思路、创新性、实用性等方面。过程评价：评价学生在工程设计过程中的表现，如团队合作、沟通能力等。自我反思：引导学生进行自我反思，总结学习经验和不足之处。教学过程作品展示与评价：各组展示工程设计作品，教师和同学共同进行评价。过程评价：教师根据学生在工程设计过程中的表现进行评价，包括团队合作、沟通能力等方面。自我反思：引导学生进行自我反思，总结学习经验和不足之处。反馈与建议：教师提供针对性的反馈和建议，促进学生持续改进。总结提升：教师总结本单元的学习成果，鼓励学生在未来的学习中继续努力。十一、大情境、大任务创设一、大情境设计在当今快速发展的科技时代，工程设计已成为推动社会进步和经济发展的重要力量。从宏伟的桥梁、高楼大厦，到精密的医疗设备、智能机器人，无一不凝聚着工程师的智慧与汗水。工程设计不仅仅是技术与科学的结合，更是对人类需求、社会环境、经济效益等多方面因素的综合考虑。为了让学生更好地理解和体验工程设计的全过程，我们创设了以下大情境：“未来智慧城市的设计与构建”。二、大任务设计（一）大任务概述在“未来智慧城市的设计与构建”大情境下，学生将扮演设计工程师的角色，分组合作完成一个智慧城市子系统的设计与制作。这个子系统可以是智能家居系统、智能交通系统、智能安防系统、智能环保系统等中的一个。通过完成这一大任务，学生将深入理解科学、技术与工程的关系，掌握工程设计的基本流程和方法，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。（二）大任务目标技术意识：学生能够认识到工程设计在现代科技和社会生活中的重要性，理解科学、技术与工程之间的相互作用和影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别影响工程设计的关键因素，提出合理的设计方案，并进行风险评估和综合决策。创新设计：学生能够在明确问题的基础上，提出具有创意的设计方案，并运用技术语言进行清晰表达。图样表达：学生能够识读和绘制与工程设计相关的技术图样，如流程图、系统框图、结构图等，准确传达设计意图。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配，体验工程设计的物化过程。（三）大任务流程任务导入（1课时）情境导入：通过展示未来智慧城市的视频或图片，激发学生对智慧城市的兴趣和好奇心。任务说明：介绍大任务的目标、要求和流程，明确学生在任务中的角色和责任。科学、技术与工程基础学习（3课时）第1节科学、技术与工程教学目标：理解科学、技术与工程的区别与联系，认识工程设计在社会发展中的重要作用。教学过程：理论讲授：介绍科学、技术与工程的基本概念及其相互关系。案例分析：选取典型的工程案例，如港珠澳大桥、高速铁路等，分析工程技术对社会、环境、经济的影响。小组讨论：学生分组讨论工程技术在现代社会中的重要性，每组选派代表分享观点。第2节工程设计基础教学目标：掌握工程设计的基本流程和关键因素，了解工程师的职业素养和社会责任。教学过程：理论讲授：介绍工程设计的基本流程和关键因素，如需求分析、方案构思、设计优化等。实践操作：学生分组进行小型工程设计实践，如设计一个小型桥梁模型或智能家居系统的一部分。成果展示：各组展示设计成果，分享设计思路和优化过程。大任务方案设计（4课时）需求调查与分析（1课时）学生通过问卷调查、访谈等方式，收集未来智慧城市子系统的需求信息，进行需求分析。方案构思与设计（2课时）学生根据需求分析结果，进行方案构思，提出多个设计方案。小组内讨论交流，优化设计方案，确定最终方案。图样表达（1课时）学生运用计算机辅助设计软件，绘制设计方案的技术图样，如流程图、系统框图、结构图等。教师对图样进行点评和指导，确保图样准确表达设计意图。大任务实施（6课时）材料与工具准备（1课时）学生根据设计方案，选择合适的材料和工具，制定采购计划。教师审核采购计划，确保材料和工具的合理性和安全性。模型制作与装配（4课时）学生分组进行模型制作和装配，体验工程设计的物化过程。教师在制作过程中进行巡回指导，及时解决学生遇到的问题。测试与优化（1课时）学生对制作完成的模型进行测试，记录测试数据和分析测试结果。根据测试结果，对模型进行优化和改进，确保模型满足设计要求。大任务成果展示与评价（2课时）成果展示各组展示设计成果，包括技术图样、模型实物、测试数据和分析报告等。学生分享设计思路、制作过程和优化经验。评价反馈教师对设计成果进行综合评价，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。学生进行自评和互评，互相学习借鉴，共同提升。（四）大任务资源与支持教师资源：提供工程设计相关的教学资料、案例分析和指导建议。技术资源：配备计算机辅助设计软件、3D打印机、激光切割机等先进技术和设备。材料资源：提供模型制作所需的各种材料和工具。外部支持：邀请工程设计领域的专家进行讲座和指导，提供行业内的最新动态和技术支持。三、大任务实施建议注重理论与实践相结合：在理论学习的基础上，通过实践操作加深学生对工程设计的理解和掌握。强调团队合作与沟通：鼓励学生分组合作完成任务，培养团队合作意识和沟通能力。注重创新思维的培养：鼓励学生提出具有创意的设计方案，培养创新思维能力。关注图样表达能力的培养：通过绘制技术图样，提高学生的图样表达能力，为后续工程实践打下基础。强化物化能力的训练：通过模型制作和装配过程，强化学生的物化能力，体验工程设计的物化过程。通过“未来智慧城市的设计与构建”大情境的创设和大任务的实施，学生将能够在真实的设计实践中锻炼和提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力，为未来的工程学习和职业发展奠定坚实基础。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：工程设计概述课时设计：导入阶段（1课时）活动内容：通过展示古今中外著名工程案例（如赵州桥、港珠澳大桥等）引入工程设计的重要性，激发学生对工程设计的兴趣。理论学习阶段（3课时）第1节科学、技术与工程（1课时）活动内容：讲解科学、技术与工程的定义、区别与联系，以及工程在社会发展中的作用。第2节工程设计（1课时）活动内容：阐述工程设计的内涵、特征、分类及其在人类社会发展中的重要性。第3节设计工程师（1课时）活动内容：介绍设计工程师的专业需求、社会责任及其在现代社会中的角色。实践操作阶段（2课时）活动内容：组织学生进行小组讨论，选取特定工程案例进行深入分析，模拟工程设计过程，体验团队协作。总结提升阶段（1课时）活动内容：学生展示学习成果，分享学习心得，教师进行总结评价，引导学生反思学习过程。（二）学习目标技术意识：学生能够理解科学与技术、工程的区别与联系，认识到工程设计在社会发展中的重要作用。学生能够关注工程设计领域的前沿动态，理解工程设计对个人、社会及环境的影响。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解工程设计的关键因素，形成初步的工程设计思维。学生能够在分析工程案例的过程中，体会工程设计的复杂性、选择性和妥协性。创新设计：学生能够基于特定需求，提出具有创新性的工程设计方案，并考虑其可行性和实施效果。学生能够运用创造性思维，解决工程设计过程中的实际问题。图样表达：学生能够识读并绘制与工程设计相关的技术图样，如工程图纸、流程图等。学生能够通过图样清晰、准确地表达工程设计的意图和方案。物化能力：学生能够通过实践操作，将工程设计方案转化为具体的工程产品或模型。学生能够在物化过程中，关注细节，精益求精，提高工程实践能力。（三）评价任务课堂参与度：观察学生在课堂上的表现，评价其是否积极参与讨论，是否能够提出有见地的观点。小组讨论报告：学生分组选取特定工程案例进行分析，并撰写小组讨论报告。评价报告内容的完整性、分析的深度以及团队协作情况。图样表达能力：要求学生绘制与工程设计相关的技术图样，评价其图样表达的准确性和清晰度。工程设计方案：基于特定需求，学生提出工程设计方案，评价其创新性、可行性和实用性。物化作品评价：对学生制作的工程产品或模型进行评价，关注其物化过程中的细节处理、工艺水平以及创新点。（四）学习过程导入阶段活动：展示古今中外著名工程案例，引导学生思考工程设计的意义和价值。目的：激发学生对工程设计的兴趣，为后续学习奠定情感基础。理论学习阶段第1节科学、技术与工程活动：讲解科学、技术与工程的定义、区别与联系，以及工程在社会发展中的作用。目的：帮助学生建立对科学、技术与工程的全面认识，理解工程设计的重要性。第2节工程设计活动：阐述工程设计的内涵、特征、分类及其在人类社会发展中的重要性。目的：使学生深入理解工程设计的核心概念，掌握工程设计的基本方法和步骤。第3节设计工程师活动：介绍设计工程师的专业需求、社会责任及其在现代社会中的角色。目的：引导学生关注设计工程师的职业素养和社会责任，激发其职业兴趣。实践操作阶段活动：组织学生进行小组讨论，选取特定工程案例进行深入分析，模拟工程设计过程。步骤：分组并确定研究案例。收集案例资料，进行初步分析。小组讨论，提出工程设计方案。绘制技术图样，表达设计方案。制作工程产品或模型，进行物化实践。目的：通过实践操作，培养学生的工程设计能力、图样表达能力和物化能力。总结提升阶段活动：学生展示学习成果，分享学习心得；教师进行总结评价，引导学生反思学习过程。目的：巩固学习成果，提升学生的学习能力和综合素质。（五）作业与检测作业：完成小组讨论报告，深入分析所选工程案例。绘制与工程设计相关的技术图样，如工程图纸、流程图等。基于特定需求，提出工程设计方案，并撰写设计说明书。检测：课堂小测验：检查学生对科学、技术与工程基本概念的理解程度。图样表达能力测试：评价学生绘制的技术图样是否准确、清晰。工程设计方案评价：组织专家或教师对学生提出的工程设计方案进行评价。（六）学后反思学生反思：反思自己在工程设计过程中的表现和收获，思考如何进一步提高自己的工程设计能力。分析自己在图样表达和物化实践中的优点和不足，制定改进计划。教师反思：反思教学过程中的得与失，分析学生在工程设计、图样表达和物化实践等方面存在的问题和困难。针对学生的反馈和表现，调整教学策略和方法，提高教学质量和效果。通过本单元的学习，学生将深入理解工程设计的内涵、特征和方法，掌握图样表达和物化实践的基本技能，培养创新意识和团队协作能力。教师也将通过教学反思不断提升自己的教学水平，为学生的全面发展提供有力支持。十三、学科实践与跨学科学习设计一、教学目标设定结合《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，针对2020版人教版高中通用技术选择性必修3《工程设计基础》第一章《工程设计概述》的教学内容，设定以下教学目标，旨在全面培养学生的通用技术核心素养，包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。（一）技术意识学生能够理解科学、技术与工程之间的区别与联系，认识到工程设计在社会发展中的重要作用。学生能够形成对技术现象及技术问题的敏感性和适应性，关注技术发展趋势，理解技术对社会、经济、环境等方面的影响。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，理解工程设计的过程和原则，识别影响工程设计的关键因素。学生能够运用结构、流程、系统、控制等基本思想和方法进行工程设计，具备初步的工程建模和仿真能力。（三）创新设计学生能够在工程设计过程中，结合实际需求，提出具有创新性的设计方案，并能够进行技术性能和指标的测试与优化。学生能够综合各种社会文化因素评价设计方案，并具备优化设计方案的能力。（四）图样表达学生能够掌握常用的技术图样表达方式，如结构图、流程图、控制系统方框图等，准确表达设计方案。学生能够运用计算机辅助设计软件，进行三维建模和仿真，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，进行模型制作和产品原型的装配与测试。学生能够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、追求卓越的工作态度。二、学习目标设定（一）第一节《科学、技术与工程》技术意识：理解科学、技术与工程的定义及其相互关系，认识到科学是探索自然规律的基础，技术是科学原理的应用，工程则是技术的系统化应用。工程思维：通过案例分析，理解科学、技术与工程在实际项目中的应用，如航天工程、桥梁建设等，培养系统分析的能力。（二）第二节《工程设计》创新设计：了解工程设计的一般过程，包括需求调查、方案设计、优化与决策等步骤，能够提出具有创新性的设计思路。图样表达：学习并实践技术图样的绘制，如结构图、流程图等，能够准确表达设计意图。（三）第三节《设计工程师》物化能力：通过模拟设计工程师的角色，体验从设计到物化的全过程，包括材料选择、工具使用、产品制作与测试等。工程思维与创新设计：结合具体案例，分析设计工程师在工程设计中的决策过程，培养创新思维和解决问题的能力。三、作业目标设定（一）技术意识与工程思维作业1：科学、技术与工程案例分析目标：分析一个具体的科学、技术与工程项目案例（如高铁建设、智能手机研发等），阐述科学、技术与工程在该项目中的作用及其相互关系。要求：结合个人理解，撰写一篇案例分析报告，包括项目背景、科学原理、技术应用、工程实施等方面。（二）创新设计与图样表达作业2：创新设计方案绘制目标：针对一个实际需求（如校园垃圾分类回收站设计、智能家居系统设计等），提出创新性的设计方案，并绘制结构图、流程图等技术图样。要求：使用计算机辅助设计软件（如AutoCAD、SolidWorks等）进行三维建模和仿真，提高图样表达的准确性和直观性。（三）物化能力与实践操作作业3：模型制作与测试目标：根据创新设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和产品原型的装配与测试。要求：记录模型制作的全过程，包括材料选择、工具使用、装配步骤、测试数据等，并撰写实验报告，分析测试结果并提出改进建议。四、学科实践与跨学科学习设计（一）实践活动设计1.科学、技术与工程融合实践活动主题：探索高铁技术的科学、技术与工程融合活动内容：第一阶段：分组调研高铁技术的科学原理，包括力学、材料科学、电子控制等方面的知识。第二阶段：分析高铁技术的工程应用，包括轨道铺设、车辆设计、信号控制等方面的内容。第三阶段：结合实际需求，提出一项高铁技术的创新应用方案，并进行技术图样绘制和模型制作。2.跨学科工程设计挑战活动主题：设计一款环保型校园垃圾分类回收站活动内容：第一阶段：跨学科组建团队，包括环境科学、机械工程、电子信息等专业的学生。第二阶段：进行需求调查，了解校园垃圾分类的现状和问题，收集相关数据和信息。第三阶段：提出创新性的设计方案，包括结构设计、控制系统设计、智能化管理等方面。第四阶段：进行模型制作和测试，优化设计方案，撰写设计报告和实验报告。（二）跨学科学习资源整合科学学科：引入物理学、化学、生物学等科学知识，为工程设计提供理论支持。工程学科：结合机械工程、电子工程、土木工程等工程学科知识，进行结构设计、材料选择、工艺制定等方面的实践。信息技术：利用计算机辅助设计软件进行图样绘制和三维建模，提高设计效率和准确性。环境科学：关注工程设计的环保性和可持续性，提出绿色设计和循环利用的解决方案。经济与管理：引入项目管理和成本控制的知识，进行工程设计的经济分析和决策优化。（三）实践成果展示与评价成果展示：组织实践成果展示会，邀请校内外专家、教师和学生参与评价和交流。展示内容包括设计方案、技术图样、模型实物、实验报告等。评价方式：采用多元评价方式，包括自评、互评和师评。评价标准涵盖技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面。具体评价指标包括需求调查的准确性和全面性、设计方案的创新性和可行性、技术图样的准确性和规范性、模型制作的质量和效率等。通过以上学科实践与跨学科学习设计，旨在全面提升学生的通用技术核心素养，培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。十四、大单元作业设计一、教学目标依据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》，针对2020版人教版高中通用技术选择性必修3《工程设计基础》第一章《工程设计概述》的教学内容，本单元作业设计的目标是全面提升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五个方面。通过作业设计，帮助学生深入理解科学、技术与工程的内涵及其相互关系，掌握工程设计的基本流程和方法，理解设计工程师的智能素养与社会责任，为未来的学习和工作奠定坚实基础。二、作业目标设定（一）技术意识目标描述：学生能够理解科学、技术与工程的定义、历史、分类及其在现代社会中的应用，认识到技术对社会发展的重要性，形成对技术的积极态度和责任感。具体目标：分析并讨论科学、技术与工程在日常生活中的应用实例。解释不同历史时期工程发展对社会进步的贡献。评估某项技术对个人生活和社会环境的影响。（二）工程思维目标描述：学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，针对具体工程问题进行结构化思考和整体规划，理解工程设计的基本流程和要素。具体目标：分析一个典型工程案例，识别其设计需求、约束条件和解决方案。使用系统图、流程图等工具表达工程设计的流程和要素。对一个简化的工程系统进行风险评估和综合决策。（三）创新设计目标描述：学生能够基于技术问题进行创新性方案构思，运用人机关系及相关理论进行综合分析，提出具有创造性的设计方案。具体目标：针对一个具体的工程设计问题，收集相关信息并进行综合分析。提出至少两种设计方案，并进行比较和评价。运用人机工程学原理优化设计方案，提高设计的实用性和用户体验。（四）图样表达目标描述：学生能够使用规范的技术图样和模型表达设计思路，清晰、准确地传达设计意图。具体目标：绘制一个工程设计的概念草图，表达设计的主要功能和结构。使用CAD软件绘制工程设计的详细图样，包括视图、尺寸标注和必要的说明。制作一个工程设计的小型模型，用于展示和验证设计思路。（五）物化能力目标描述：学生能够根据设计方案选择合适的材料和工艺，制作或组装出符合设计要求的产品原型，并进行测试和优化。具体目标：选择合适的材料和工具，制定详细的制作工艺流程。制作或组装出工程设计的产品原型，并进行初步测试。根据测试结果对产品原型进行优化和改进，提高产品的性能和可靠性。三、作业内容设计（一）作业一：科学、技术与工程的案例分析1.作业要求内容：选择一个你熟悉的科学、技术或工程案例，如桥梁、建筑、汽车、电子产品等。目标：分析该案例在科学、技术与工程方面的应用，讨论其对社会发展的贡献。形式：撰写一篇小论文（不少于800字），包括案例介绍、科学原理、技术应用、工程实现和社会影响等部分。提交方式：电子版文档，提交至学校指定的作业管理系统。2.评价标准技术意识：对科学、技术与工程的理解是否准确，案例选择是否合理。工程思维：是否对案例进行了系统的分析和比较权衡。创新设计：是否提出了对案例的改进或创新想法。图样表达：是否使用了适当的技术图样或模型来辅助说明。物化能力：是否考虑了案例的实际制作或实现过程。（二）作业二：工程设计流程模拟1.作业要求内容：选择一个简单的工程设计项目，如小型书架、简易机器人、家居小工具等。目标：按照工程设计的基本流程（需求分析、概念设计、详细设计、制作与测试）进行模拟设计。形式：提交一份工程设计报告和制作的产品原型（或模型）。提交方式：电子版报告和实物原型（或模型照片），提交至学校指定的作业管理系统。2.评价标准技术意识：是否充分考虑了设计需求和社会影响。工程思维：是否按照工程设计流程进行了系统分析和整体规划。创新设计：设计方案是否具有创新性，是否满足了用户需求。图样表达：设计图样是否规范、清晰，是否准确表达了设计意图。物化能力：产品原型（或模型）是否符合设计要求，制作工艺是否合理。（三）作业三：设计工程师的智能素养与社会责任探讨1.作业要求内容：结合第一章《工程设计概述》的学习内容，探讨设计工程师应具备的智能素养和社会责任。目标：理解设计工程师在工程设计中的作用和责任，思考如何提升个人智能素养和履行社会责任。形式：撰写一篇小论文（不少于1000字），包括设计工程师的智能素养、社会责任、个人发展规划等部分。提交方式：电子版文档，提交至学校指定的作业管理系统。2.评价标准技术意识：是否准确理解了设计工程师在技术、科学与工程方面的作用。工程思维：是否对设计工程师的智能素养进行了系统分析。创新设计：是否提出了提升个人智能素养的创新方法。图样表达：论文结构是否清晰，逻辑是否严密，表达是否准确。物化能力：是否结合个人实际提出了具体可行的发展规划。四、作业实施建议明确作业要求：在布置作业时，教师应详细说明作业的目的、内容、形式和提交要求，确保学生明确作业任务。提供指导资源：为学生提供相关的参考书籍、网络资源、案例分析等指导资源，帮助学生更好地完成作业。鼓励合作交流：鼓励学生之间进行交流合作，共同完成作业任务。可以组织小组讨论、互评互改等活动，提高学生的参与度和学习效果。及时反馈评价：教师应及时对学生的作业进行反馈评价，指出优点和不足，提出改进建议。可以将优秀作业进行展示和分享，激励学生的学习积极性。通过以上作业设计，旨在全面提升学生的通用技术核心素养，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，为未来从事工程领域的学习和工作奠定坚实基础。十五、“教-学-评”一致性课时设计课程基本信息教材版本：2020版人教版高中通用技术选择性必修3单元主题：工程设计基础——第一章工程设计概述课时数：共5课时第一课时：科学、技术与工程教学目标技术意识：学生能够理解科学、技术与工程的基本概念及其相互关系，认识到它们在社会发展中的重要作用。工程思维：通过案例分析，学生能够初步分析工程实例中的科学原理和技术应用。创新设计：激发学生对工程技术领域的兴趣，培养观察与分析能力。作业目标完成课后作业，收集并整理关于科学、技术与工程区别的资料。分析一个具体的工程实例，撰写一篇短文说明其中涉及的科学原理和技术应用。课程目标设定培养学生的技术意识，理解科学、技术与工程的区别与联系。提升学生的工程思维，能够通过案例分析理解工程技术的影响。教学过程导入（5分钟）通过展示赵州桥、洛阳桥等桥梁图片，引导学生思考这些桥梁背后的科学原理和技术应用。新知讲授（20分钟）讲解科学、技术与工程的基本概念，以及它们在社会发展中的作用。通过实例分析，如桥梁设计中的材料力学、结构力学等科学原理，以及施工技术、检测技术等工程技术的应用。案例分析（15分钟）分析北盘江大桥、港珠澳大桥等工程实例，讨论其中的科学原理和技术难点。课堂互动（10分钟）分组讨论：学生分组选择一个工程实例，分析其中的科学原理和技术应用，并派代表分享讨论结果。总结与作业布置（5分钟）总结科学、技术与工程的关系及其在社会发展中的重要性。布置课后作业：收集资料，分析一个具体工程实例中的科学原理和技术应用。教学评价自评：学生自我评估对科学、技术与工程基本概念的理解程度。互评：小组内成员相互评价在讨论中的表现和对工程实例的分析能力。师评：教师根据学生在课堂上的表现和课后作业的质量给予评价。第二课时：工程设计教学目标技术意识：学生能够理解工程设计的内涵和特征，认识到工程设计在社会发展中的重要性。工程思维：通过系统分析，学生能够初步掌握工程设计的关键因素和优化方法。创新设计：培养学生的创新思维，鼓励学生提出具有创造性的设计方案。作业目标完成一个简单工程设计的方案初稿，包括设计目标、设计原则和关键要素。分析一个现有工程设计方案的优缺点，并提出改进建议。课程目标设定提升学生的技术意识，理解工程设计的内涵和特征。培养学生的工程思维，掌握工程设计的关键因素和优化方法。激发学生的创新思维，鼓励学生提出创新性的设计方案。教学过程复习旧知（5分钟）回顾上节课关于科学、技术与工程的基本概念。新知讲授（20分钟）讲解工程设计的内涵、特征和分类，以及工程师的专业需求和社会责任。介绍工程设计的关键因素，如需求分析、功能定义、方案构思等。案例分析（15分钟）分析一个具体的工程设计案例，如建筑设计、桥梁设计等，讨论其设计目标、设计原则和关键要素。实践操作（15分钟）学生分组进行简单工程设计的实践操作，初步制定设计方案，包括设计目标、设计原则和关键要素。总结与作业布置（5分钟）总结工程设计的关键要素和优化方法。布置课后作业：完成一个简单工程设计的方案初稿，并分析一个现有工程设计方案的优缺点。教学评价自评：学生自我评估对工程设计基本概念和关键要素的理解程度。互评：小组内成员相互评价设计方案的合理性和创新性。师评：教师根据学生在实践操作中的表现和课后作业的质量给予评价。第三课时：设计工程师教学目标技术意识：学生能够理解设计工程师的职业素养要求，认识到工程师在社会发展中的重要性。工程思维：通过团队合作，学生能够运用系统思维解决工程设计中的实际问题。创新设计：培养学生的创新思维和团队协作能力，鼓励学生在设计中融入创新元素。作业目标完成一个团队合作的工程设计项目策划书，包括项目背景、目标、团队分工和进度安排。分析设计工程师应具备的职业素养，并撰写一篇短文阐述个人见解。课程目标设定提升学生的技术意识，理解设计工程师的职业素养要求。培养学生的工程思维和系统思维能力，能够解决工程设计中的实际问题。激发学生的创新思维和团队协作能力，鼓励学生在设计中融入创新元素。教学过程复习旧知（5分钟）回顾上节课关于工程设计的关键要素和优化方法。新知讲授（15分钟）讲解设计工程师的职业素养要求，如专业知识、实践经验、团队协作能力等。介绍设计工程师在社会发展中的重要性及其所承担的社会责任。团队合作（20分钟）学生分组进行工程设计项目的团队合作，制定项目策划书，包括项目背景、目标、团队分工和进度安排。教师巡回指导，提供必要的帮助和建议。分享与讨论（15分钟）各组派代表分享项目策划书，讨论设计工程师的职业素养要求及其在项目中的应用。教师和学生对各组的表现进行点评和指导。总结与作业布置（5分钟）总结设计工程师的职业素养要求及其在工程设计中的重要性。布置课后作业：分析设计工程师应具备的职业素养，并撰写一篇短文阐述个人见解。教学评价自评：学生自我评估对设计工程师职业素养要求的理解程度。互评：小组内成员相互评价在团队合作中的表现和贡献。师评：教师根据学生在团队合作中的表现和课后作业的质量给予评价。第四课时：综合实践（一）教学目标技术意识：通过实践操作，学生能够进一步理解科学、技术与工程在工程设计中的应用。工程思维：学生能够运用系统分析和优化设计方法解决工程设计中的实际问题。物化能力：通过动手实践，学生能够提升物化能力，将设计方案转化为实物模型。作业目标完成工程设计方案的实物模型制作，并进行初步测试和优化。撰写实物模型制作报告，包括制作过程、遇到的问题及解决方案。课程目标设定提升学生的技术意识和工程思维，通过实践操作理解科学、技术与工程在工程设计中的应用。培养学生的物化能力，将设计方案转化为实物模型。教学过程复习旧知（5分钟）回顾科学、技术与工程的基本概念及其在工程设计中的应用。实践操作（30分钟）学生分组进行工程设计方案的实物模型制作。教师巡回指导，提供必要的工具、材料和技术支持。初步测试与优化（15分钟）学生对制作的实物模型进行初步测试，分析存在的问题并提出改进方案。教师对测试过程进行指导和评估。分享与讨论（10分钟）各组展示实物模型，分享制作过程和测试经验。教师和学生对各组的实物模型和制作过程进行点评和指导。总结与作业布置（5分钟）总结实践操作的重要性和物化能力的提升方法。布置课后作业：撰写实物模型制作报告，并进行实物模型的进一步优化。教学评价自评：学生自我评估在实物模型制作过程中的表现和物化能力的提升。互评：小组内成员相互评价实物模型的制作质量和测试效果。师评：教师根据学生在实践操作中的表现和课后作业的质量给予评价。第五课时：综合实践（二）与总结教学目标技术意识：通过综合实践，学生能够全面理解科学、技术与工程在工程设计中的应用。工程思维：学生能够运用综合知识和优化方法解决工程设计中的复杂问题。创新设计：鼓励学生在综合实践中发挥创新思维，提出具有创新性的解决方案。作业目标完成工程设计项目的最终报告，包括设计方案、实物模型、测试数据和分析结果。撰写个人学习总结，反思学习过程中的收获与不足。课程目标设定全面提升学生的技术意识、工程思维和创新设计能力。通过综合实践，让学生全面理解科学、技术与工程在工程设计中的应用。教学过程复习旧知（5分钟）回顾前几课时的学习内容和综合实践的要求。综合实践（续）（30分钟）学生继续完善工程设计项目的实物模型，进行最终测试和优化。教师巡回指导，提供必要的帮助和支持。项目汇报与展示（15分钟）各组展示工程设计项目的最终成果，包括设计方案、实物模型和测试数据。教师和学生对各组的成果进行点评和打分。总结与反思（10分钟）教师总结整个单元的学习内容和教学目标达成情况。学生撰写个人学习总结，反思学习过程中的收获与不足。作业布置与课程结束（5分钟）布置课后作业：完成工程设计项目的最终报告和个人学习总结。宣布课程结束，感谢学生的参与和努力。教学评价自评：学生自我评估在综合实践中的表现和创新设计能力。互评：小组内成员相互评价在项目合作中的贡献和成果质量。师评：教师根据学生在综合实践中的表现和最终成果的质量给予评价。结合学生的自评和互评结果，对学生的学习态度和团队协作能力进行综合评估。十六、大单元教学反思在完成2020版人教版高中通用技术选择性必修3《工程设计基础》第一章《工程设计概述》的教学后，我深刻反思了整个教学过程，从教学目标的设定、教学内容的组织、教学方法的选择、学生参与度及反馈等多个维度进