2019版 地质版 高中通-用技术 选择性必修10 科技人文融合创新专题《第五章 航空器设计与实践》大单元整体教学设计2020课标

版地质版高中通用技术选择性必修10科技人文融合创新专题《第五章航空器设计与实践》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《第五章航空器设计与实践》是高中通用技术选择性必修课程“科技人文融合创新专题”中的重要内容。本章节通过系统的讲解和实践操作，旨在帮助学生深入了解航空器的基本知识、设计原理、制造过程以及其在社会发展中的重要作用。教学内容涵盖了航空器的基本概念、分类、科学原理、系统组成，以及航空器的设计与制造流程，最终通过飞机模型的设计与制作实践，将理论知识与实际操作相结合，提升学生的技术素养和创新能力。本节课程的教学特点在于其综合性和实践性。航空器设计与实践不仅涉及到物理、数学等多学科知识，还要求学生具备良好的空间想象能力、动手实践能力和创新思维。通过本课程的学习，学生不仅能够掌握航空器设计的基本原理和方法，还能够通过实际操作，体验到技术创新的乐趣和成就感。（二）单元内容分析本单元内容可以细分为以下几个部分：认识航空器：介绍航空器的基本概念，包括大气层飞行与航空器的关系。分析航空器的常见类型，如轻于空气的航空器（气球、飞艇）和重于空气的航空器（飞机、直升机等）。探讨航空器在社会发展中的价值，包括军事、经济、交通等多个领域的应用。飞机飞行的科学原理：讲解飞机飞行的基本原理，如伯努利定理在飞机升力产生中的应用。分析飞机的主要组成部分及其功能，如机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置等。常见航空器的系统组成：详细介绍航空器的各个系统，如动力系统、飞行控制系统、导航系统等。强调系统整合在航空器设计中的重要性。航空器的设计与制造过程：阐述航空器设计的基本流程，包括指标拟定、可行性论证、方案设计、打样设计、工作设计等阶段。分析航空器制造过程中的关键技术和管理要点。飞机模型的设计与制作实践：通过实际操作，指导学生设计和制作飞机模型。强调设计过程中的创新思维和物化能力。（三）单元内容整合本单元内容整合的核心在于将航空器设计与实践的理论知识与实际操作紧密结合。通过系统的教学安排，使学生从认识航空器的基本概念开始，逐步深入到航空器的科学原理、系统组成、设计与制造流程，并最终通过飞机模型的设计与制作实践，将所学知识融会贯通。在教学过程中，可以采用项目式学习的方法，将整个单元的内容划分为若干个子项目，每个子项目都围绕一个中心主题展开，如“设计一款小型无人机”、“分析并优化飞机的机翼结构”等。通过这些子项目的实施，学生可以在实践中发现问题、解决问题，从而提升其技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。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是：（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，是形成技术观念、理解技术价值的基础。在航空器设计与实践单元中，技术意识的培养主要体现在以下几个方面：形成对航空技术的基本认识：学生能够理解航空器的基本概念、分类及其在社会发展中的重要性。学生能够认识到航空技术的快速发展对现代生活的影响。培养对技术问题的敏感性和批判性思维：在学习和实践过程中，学生能够敏锐地发现航空器设计与制造中存在的问题。学生能够运用批判性思维分析技术问题，提出合理的解决方案。形成对技术的积极态度和价值观：学生能够认识到航空技术的创新对于国家科技进步和经济发展的重要意义。学生能够形成尊重技术、热爱技术的积极态度和价值观。（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，它强调对技术问题的整体把握和系统设计。在航空器设计与实践单元中，工程思维的培养主要体现在以下几个方面：系统分析能力：学生能够运用系统分析的方法，对航空器的各个组成部分进行功能分解和整合。学生能够识别航空器系统中的关键要素和相互作用关系。设计优化能力：学生能够在航空器设计过程中，运用比较权衡的方法，对多种设计方案进行评估和优化。学生能够考虑航空器在不同使用环境下的性能要求和约束条件，进行合理的设计选择。创新设计能力：学生能够在航空器设计过程中发挥创新思维，提出新颖的设计理念和解决方案。学生能够结合实际情况，对航空器进行改进和创新设计。（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。在航空器设计与实践单元中，创新设计能力的培养主要体现在以下几个方面：问题发现与定义能力：学生能够敏锐地发现航空器设计与制造中的创新点和潜在问题。学生能够准确地定义和描述创新设计的目标和要求。方案构思与创新能力：学生能够运用创新思维和创造技法，提出多种创新设计方案。学生能够综合考虑技术、经济、社会等因素，对创新设计方案进行优化和完善。设计与制作实践能力：学生能够将创新设计方案转化为实际作品或模型。学生能够在制作过程中发现问题并及时调整设计方案。（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。在航空器设计与实践单元中，图样表达能力的培养主要体现在以下几个方面：识读与绘制技术图样：学生能够识读航空器的各种技术图样，如机械加工图、装配图等。学生能够运用手工或计算机辅助设计软件绘制航空器的设计图样。技术图样交流能力：学生能够运用技术图样清晰地表达自己的设计意图和方案。学生能够通过技术图样与他人进行有效的技术交流和合作。图样表达能力提升：学生在设计与实践过程中不断提升自己的图样表达能力，使图样更加准确、清晰和具有创意。（五）物化能力物化能力是指采用一定的工艺方法等将意念、方案转化为有用物品或对已有物品进行改进与优化的能力。在航空器设计与实践单元中，物化能力的培养主要体现在以下几个方面：工艺选择与实现能力：学生能够根据设计要求选择合适的工艺方法和材料。学生能够运用所学的工艺知识和技能将设计意念转化为实际作品或模型。制作与调试能力：学生能够独立完成航空器模型或部件的制作和调试工作。学生能够在制作过程中及时发现问题并采取相应的解决措施。物化实现与创新：学生在物化实现过程中能够发挥创新思维，对作品或模型进行改进和优化。学生能够通过实践不断提升自己的物化能力和创新水平。通过本单元的学习与实践，学生将全面掌握航空器设计与实践的核心知识和技能，形成良好的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力，为未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。三、学情分析在通用技术课程《科技人文融合创新专题》中的《第五章航空器设计与实践》大单元教学中，学情分析是教学设计的重要环节。通过深入分析学生的已知内容、新知内容、学习能力以及学习障碍，教师可以更有效地设计教学方案，确保学生在学习过程中获得全面的知识和技能。（一）已知内容分析1.学生对基础技术知识的了解高中阶段的学生已经具备了一定的基础技术知识，包括物理学、数学和计算机科学等基础知识，这些知识是理解航空器设计原理和系统组成的基础。2.对通用技术课程的接触在之前的通用技术课程学习中，学生已经对技术设计过程、工程思维、创新设计、图样表达以及物化能力等方面有了一定的了解和实践经验。这些基础知识和技能将为他们进一步学习航空器设计与实践提供支撑。3.对航空器的基本认识在日常生活和媒体传播中，学生对航空器有一定的接触和了解，如飞机、直升机、无人机等，但这种了解大多停留在表面，缺乏深入的技术和设计原理认知。（二）新知内容分析1.航空器设计原理与系统组成学生需要学习航空器设计的基本原理，包括空气动力学、结构力学、控制系统等方面的知识。他们需要了解航空器的系统组成，如机身、机翼、尾翼、起落装置和动力装置等部分的功能和相互关系。2.航空器设计与制造过程学生将深入了解航空器设计与制造的全过程，包括指标拟定和可行性论证、方案设计、打样设计、工作设计等各个阶段。通过这一过程的学习，学生将掌握航空器设计与制造的基本方法和步骤。3.飞机模型设计与制作实践学生将进行飞机模型的设计与制作实践，通过实际操作加深对航空器设计与制造的理解。这一过程将涉及明确问题、收集信息、设计方案、模型制作与测试、完善方案及评估方案等多个环节。（三）学生学习能力分析1.逻辑思维能力高中阶段的学生已经具备了一定的逻辑思维能力，能够通过分析和综合、归纳和演绎等方法进行问题解决。这为他们理解航空器设计的复杂系统和过程提供了基础。2.动手操作能力通用技术课程强调学生的动手实践能力，通过之前的课程学习，学生已经具备了一定的动手操作能力。在航空器模型的设计与制作实践中，学生将进一步锻炼和提升这种能力。3.团队合作能力在项目式学习和团队合作中，学生能够有效地进行沟通和协作，共同完成任务。这种团队合作能力对于进行复杂的航空器设计和制造项目至关重要。4.信息获取与处理能力在信息爆炸的时代，学生需要具备信息获取与处理能力。他们能够通过多种途径收集相关信息，并进行筛选、分析和利用，为航空器设计与制造提供有力支持。（四）学习障碍突破策略1.复杂概念的理解障碍策略：直观教学：利用多媒体和实物模型等直观教学手段，帮助学生理解航空器设计的复杂概念和原理。案例分析：通过分析具体的航空器设计案例，让学生在实际情境中理解和应用所学知识。互动讨论：组织学生进行小组讨论和互动问答，促进思维碰撞和知识共享。2.设计与制造过程的陌生感策略：分阶段教学：将航空器设计与制造过程分解为若干个阶段进行教学，逐步深入。实践操作：通过实际操作和模型制作等实践活动，让学生亲身体验设计与制造过程。专家讲座：邀请航空器设计与制造领域的专家进行讲座和交流，增强学生的行业认知和实践经验。3.跨学科知识的整合应用策略：跨学科整合：在教学过程中注重物理、数学、计算机科学等跨学科知识的整合与应用。项目式学习：通过项目式学习方式，让学生在解决实际问题的过程中综合运用所学知识。资源整合：充分利用学校和社会资源，如图书馆、科技馆、企业实训基地等，为学生提供丰富的学习资源和实践机会。4.团队协作与沟通障碍策略：团队建设：通过团队建设活动和角色扮演等方式，增强学生的团队协作能力和沟通能力。明确分工：在项目实施过程中明确团队成员的分工和职责，确保任务的有效完成。反馈与评估：建立有效的反馈和评估机制，及时发现问题并进行调整和改进。通过学情分析，教师可以更全面地了解学生的已知内容、新知内容、学习能力以及潜在的学习障碍，并据此设计出更加针对性和有效性的教学方案。在《第五章航空器设计与实践》的大单元教学中，教师将注重理论与实践相结合、跨学科知识整合、团队协作与沟通等方面的培养，以全面提升学生的技术素养和创新能力。四、大主题或大概念设计本大单元的主题为“航空器设计与创新实践”，旨在通过整合科学、技术、工程、数学、艺术和社会（STEAMS）等多学科的知识与方法，引导学生系统学习和掌握航空器设计的基本原理、制造流程以及创新实践技能。通过这一主题的学习，学生将能够深入理解航空器在社会发展中的重要价值，形成系统的工程思维，培养创新设计能力，并提升图样表达和物化能力。五、大单元目标叙写（一）技术意识学生能够认识到航空器在交通运输、国防安全、科学研究等领域的重要作用，理解航空技术对个人成长和社会发展的深远影响。学生能够形成对航空技术的安全、环保、质量等方面的规范意识，理解航空器设计过程中的伦理道德和法律法规要求。学生能够具备对航空技术发展趋势的敏感性，能够分析航空技术进步对社会生活的影响，形成积极的技术创新态度。（二）工程思维学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，识别航空器设计过程中的关键问题和制约因素，提出合理的解决方案。学生能够理解航空器设计的复杂性和系统性，掌握结构、流程、系统、控制等工程设计的基本思想和方法。学生能够通过模拟试验或数学模型等方式，对航空器设计方案进行性能和风险评估，优化设计方案。（三）创新设计学生能够基于用户需求和市场趋势，运用创新思维和创造技法，提出具有创新性的航空器设计方案。学生能够综合运用多学科知识，对航空器设计方案进行技术试验和技术探究，验证设计的可行性和有效性。学生能够撰写技术试验报告和设计方案报告，清晰表达设计思路和创新点，与同行进行交流和分享。（四）图样表达学生能够识读和绘制航空器设计相关的技术图样，如机械加工图、电子线路图、装配图等，准确表达设计意图。学生能够运用二维、三维设计软件绘制航空器设计模型，进行虚拟测试和优化，提高设计效率和精度。学生能够通过图样表达与其他学科团队成员进行有效沟通，协同完成航空器设计任务。（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，进行航空器模型的制作和装配，掌握基本的加工和装配技能。学生能够对航空器模型进行技术测试和性能评估，根据测试结果对设计方案进行优化和改进。学生能够体验航空器设计到制造的全过程，形成严谨细致、精益求精的工作态度，提升物化能力。六、大单元教学重点航空器设计的基本原理和方法：包括结构设计、流程设计、系统设计、控制设计等方面的基本原理和方法，以及这些原理和方法在航空器设计中的应用。航空器制造的关键技术和流程：包括指标拟定和可行性论证、方案设计、打样设计、工作设计等方面的关键技术和流程，以及这些技术和流程在航空器制造中的实施。创新设计与实践能力的培养：通过案例分析、项目实践等方式，培养学生的创新思维和创造技法，提升学生的创新设计与实践能力。图样表达与物化能力的提升：通过图样绘制、模型制作与测试等实践活动，提升学生的图样表达和物化能力，使学生能够准确表达设计意图并实现设计方案的物化。七、大单元教学难点多学科知识的综合运用：航空器设计涉及科学、技术、工程、数学、艺术和社会等多学科的知识与方法，如何有效整合这些学科的知识并进行综合运用是教学的难点之一。系统分析和比较权衡能力的培养：航空器设计是一个复杂的系统工程，需要学生具备系统分析和比较权衡的能力，能够识别关键问题和制约因素并提出合理的解决方案。这对于学生来说是一个较大的挑战。创新设计与实践能力的提升：创新设计与实践能力是航空器设计人才的核心素养之一，但如何在实际教学中有效培养学生的创新设计与实践能力是一个需要不断探索和实践的问题。图样表达与物化能力的精准实现：图样表达与物化能力是航空器设计人才必备的基本技能，但如何确保学生在图样表达和物化过程中能够精准实现设计意图并满足实际需求是教学的难点之一。针对上述教学难点，教师可以采取以下措施：整合多学科教学资源：积极整合科学、技术、工程、数学、艺术和社会等多学科的教学资源，为学生提供丰富的学习材料和案例支持。强化系统思维和比较权衡能力的培养：通过案例分析、小组讨论等方式，引导学生运用系统思维和比较权衡的方法分析航空器设计过程中的关键问题和制约因素，提出合理的解决方案。开展创新设计与实践项目：结合航空器设计的实际需求，组织学生开展创新设计与实践项目，鼓励学生运用创新思维和创造技法提出具有创新性的设计方案，并进行技术试验和技术探究验证设计的可行性和有效性。加强图样表达与物化能力的训练：通过图样绘制、模型制作与测试等实践活动，加强学生的图样表达与物化能力的训练，确保学生能够准确表达设计意图并实现设计方案的物化。注重培养学生的严谨细致、精益求精的工作态度，提升物化能力。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，本大单元教学以“航空器设计与实践”为主题，旨在通过一系列的学习活动，培养学生的通用技术核心素养。具体教学目标包括以下几个方面：（一）技术意识理解航空技术的社会价值：学生能够认识到航空技术在现代社会发展中的重要地位和作用，理解航空技术对国家安全、经济发展、社会进步等方面的积极影响。形成航空技术伦理观：学生能够在学习过程中，形成对航空技术的伦理意识，理解航空技术的安全性、环保性、经济性等方面的要求，培养对航空技术的责任感和使命感。关注航空技术发展趋势：学生能够通过学习，关注航空技术的最新发展动态，理解航空技术创新对未来社会的影响，激发对航空技术的兴趣和探索欲望。（二）工程思维培养系统分析与决策能力：学生能够运用系统思维方法，对航空器的设计、制造、测试等环节进行综合分析，理解各环节之间的相互作用和影响，培养工程决策能力。掌握工程设计流程：学生能够通过学习，掌握航空器设计的基本流程和方法，包括指标拟定、方案设计、打样设计、工作设计等阶段，理解各阶段的任务和要求。注重工程实践与创新：学生能够在实践中培养创新意识和实践能力，通过航空器模型的设计与制作，体验工程实践的过程，培养解决实际问题的能力。（三）创新设计激发创新思维：学生能够通过学习航空器设计的基本原理和方法，激发创新思维，培养从多角度、多层次思考问题的能力。掌握创新设计方法：学生能够掌握一些基本的创新设计方法，如智力激励法、设问法、联想组合法等，并能够将这些方法应用于航空器设计实践中。实现创新设计成果：学生能够通过团队协作，完成航空器模型的设计与制作，实现创新设计成果，培养团队合作精神和创新能力。（四）图样表达识读航空技术图样：学生能够识读和理解航空技术图样，包括机械加工图、电子线路图、装配图等，理解图样在航空器设计与制造中的重要性。绘制航空技术图样：学生能够运用手工绘图工具或计算机辅助设计软件，绘制简单的航空器设计图样，表达设计构想和技术要求。图样交流与评审：学生能够通过图样进行技术交流和评审，理解图样在技术沟通和协作中的作用，培养图样表达和交流能力。（五）物化能力掌握航空材料与工艺：学生能够了解航空器制造中常用的材料和加工工艺，理解材料性能对航空器性能的影响，掌握基本的加工技能。实现航空器模型制作：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，完成航空器模型的制作和装配，培养动手实践能力和物化能力。测试与优化航空器模型：学生能够通过测试航空器模型的性能，发现问题并进行优化改进，培养分析问题和解决问题的能力。教学内容整合本大单元教学内容围绕“航空器设计与实践”主题展开，具体包括以下三个方面：航空器基础知识：包括航空器的定义、分类、社会价值以及飞机飞行的科学原理等。通过这部分内容的学习，学生能够了解航空器的基本知识和发展历程，为后续的设计与实践活动奠定基础。航空器设计与制造过程：包括指标拟定和可行性论证、方案设计、打样设计、工作设计等阶段。通过这部分内容的学习，学生能够掌握航空器设计的基本流程和方法，理解各环节的任务和要求。航空器模型设计与制作实践：包括明确问题、收集信息、制订设计方案、模型制作与测试、完善方案、评估方案等阶段。通过这部分内容的学习，学生能够亲身体验航空器设计的全过程，培养实践能力和创新能力。教学策略与方法情境教学：通过创设航空器设计与实践的情境，激发学生的学习兴趣和参与度。例如，可以模拟航空公司或航空器制造企业的真实工作环境，让学生在情境中学习和实践。项目式学习：以航空器模型设计与制作为项目载体，引导学生通过团队协作完成项目任务。在项目实施过程中，注重培养学生的创新精神和实践能力。探究式学习：鼓励学生通过自主探究和合作学习的方式解决问题。例如，在航空器设计与制造过程中，可以让学生分组进行方案设计、材料选择、工艺制定等环节的探究和实践。信息技术与通用技术融合：利用信息技术手段辅助教学。例如，可以运用计算机辅助设计软件进行图样绘制和三维建模，运用仿真软件进行性能测试和优化等。教学评价设计过程性评价：关注学生在学习过程中的表现和进步情况。例如，可以通过观察记录、小组讨论、作品展示等方式评价学生的参与度、合作精神和创新能力等。成果性评价：以航空器模型的设计与制作为成果评价标准之一。评价时关注学生的设计思路、制作工艺、性能测试等方面的表现情况。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价和相互评价。通过评价反思自己的学习过程和成果情况，不断提高自己的学习能力和水平。教师评价：教师根据学生的学习情况和成果表现给予客观公正的评价。评价时注重发现学生的优点和进步情况，并给予积极的反馈和指导建议。教学实施计划本大单元教学实施计划共分为三个阶段进行：第一阶段：航空器基础知识学习（2周）教学内容：航空器的定义、分类、社会价值以及飞机飞行的科学原理等。教学方法：采用讲授法、讨论法、案例分析法等。教学活动：组织学生进行小组讨论、案例分析、课堂展示等活动。第二阶段：航空器设计与制造过程学习（4周）教学内容：指标拟定和可行性论证、方案设计、打样设计、工作设计等阶段。教学方法：采用项目式学习法、探究式学习法等。教学活动：分组进行方案设计、材料选择、工艺制定等环节的探究和实践活动。第三阶段：航空器模型设计与制作实践（4周）教学内容：明确问题、收集信息、制订设计方案、模型制作与测试、完善方案、评估方案等阶段。教学方法：采用项目式学习法、小组合作法等。教学活动：分组进行航空器模型的设计与制作实践活动，包括图样绘制、材料准备、加工制作、性能测试等环节。最后进行成果展示和评价活动。通过以上三个阶段的学习与实践活动安排，旨在培养学生的通用技术核心素养和创新能力为目标的航空器设计与实践大单元教学将得以顺利实施并取得良好效果。九、学业评价学业评价是教学过程中的重要环节，旨在检验学生对学科知识的掌握程度和应用能力。根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合《第五章航空器设计与实践》的教学内容，本文将从技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面，对学生的学习成果进行评价。一、教学目标与学习目标教学目标技术意识：使学生理解航空器在现代社会中的重要性，认识到航空技术的发展对人类社会的深远影响，培养学生的技术责任感和安全意识。工程思维：通过航空器的设计与制造过程，培养学生的系统分析和工程实践能力，使学生学会运用科学原理和技术方法解决实际问题。创新设计：激发学生的创新思维，鼓励学生在航空器设计与制作过程中提出新颖的创意和解决方案。图样表达：培养学生的技术图样绘制和解读能力，使学生能够准确地用图样表达设计意图。物化能力：通过动手实践，提高学生的模型制作和测试能力，培养学生的实际操作技能。学习目标了解航空器的基本概念和分类，掌握航空器在社会发展中的价值。理解飞机飞行的科学原理，熟悉常见航空器的系统组成。掌握航空器设计与制造的基本流程，包括指标拟定、方案设计、打样设计和工作设计等。能够独立完成飞机模型的设计与制作，并进行测试和优化。能够运用图样表达设计意图，具备基本的创新设计能力和物化能力。二、评价目标设定技术意识评价目标：学生能够阐述航空器在现代社会中的重要性，以及航空技术的发展对人类社会的深远影响。学生能够认识到航空器设计与制造过程中的技术挑战和风险，具备初步的技术责任感和安全意识。学生能够分析航空器在特定领域（如交通、军事、科研等）的应用价值，理解航空技术的多元应用。评价方式：课堂讨论：组织学生就航空器在现代社会中的重要性进行讨论，观察学生的参与度和观点表达。案例分析：选取航空器事故案例，引导学生分析事故原因和技术挑战，评估学生的技术责任感和安全意识。书面作业：要求学生撰写一篇关于航空器在社会发展中价值的短文，评价学生的理解深度和广度。工程思维评价目标：学生能够运用系统分析方法，对航空器的设计与制造过程进行整体规划和优化。学生能够识别并解决航空器设计与制造过程中的关键问题，提出合理的解决方案。学生能够运用科学原理和技术方法，对航空器的性能进行测试和评估。评价方式：项目设计：要求学生分组进行航空器设计项目，从指标拟定到方案设计、打样设计、工作设计等各个环节进行全面规划，评价学生的系统分析和工程实践能力。问题解决：在设计过程中设置具体问题情境，观察学生如何识别问题、分析问题并提出解决方案。性能测试：组织学生对自己设计的航空器模型进行测试，评价其性能指标的达成情况和测试方法的科学性。创新设计评价目标：学生能够在航空器设计过程中提出新颖的创意和解决方案。学生能够运用创新思维，对传统航空器设计进行改进和优化。学生能够结合实际需求，设计出具有创新性和实用性的航空器模型。评价方式：创意提案：鼓励学生提出航空器设计的创新点，评价其创意的新颖性和实用性。改进设计：要求学生对传统航空器设计进行改进，评价其改进方案的合理性和创新性。模型制作：观察学生在模型制作过程中的创新思维和实际操作能力，评价其模型的创新性和实用性。图样表达评价目标：学生能够准确地用图样表达航空器设计意图。学生能够识读和理解航空器设计图样，掌握图样的绘制规范。学生能够运用图样进行技术交流，提高团队合作效率。评价方式：图样绘制：要求学生绘制航空器设计图样，评价其图样的准确性和规范性。图样识读：组织学生进行图样识读练习，评价其识读能力和理解能力。技术交流：在小组设计过程中，观察学生如何运用图样进行技术交流，评价其合作能力和图样表达能力。物化能力评价目标：学生能够独立完成航空器模型的制作和测试。学生能够掌握航空器模型制作的基本工艺和方法，提高实际操作技能。学生能够对航空器模型进行性能测试和优化，提高问题解决能力。评价方式：模型制作：观察学生在模型制作过程中的操作技能和工艺水平，评价其物化能力。性能测试：组织学生对自己制作的航空器模型进行测试，评价其测试方法的科学性和测试结果的准确性。优化改进：根据测试结果，要求学生对模型进行优化改进，评价其问题解决能力和创新能力。三、具体实施方案1.课堂讨论与案例分析组织课堂讨论：围绕航空器在现代社会中的重要性、技术挑战和安全意识等主题展开讨论，鼓励学生积极发言，分享自己的观点和见解。案例分析：选取典型的航空器事故案例，引导学生分析事故原因和技术挑战，讨论如何避免类似事故的发生，提高学生的技术责任感和安全意识。2.项目设计与问题解决分组设计项目：将学生分成若干小组，每组负责一个航空器设计项目。从指标拟定开始，逐步进行方案设计、打样设计和工作设计等各个环节。设置问题情境：在设计过程中设置具体问题情境，如性能指标不达标、材料成本过高等，要求学生运用系统分析方法识别问题、分析问题并提出解决方案。3.创意提案与改进设计鼓励创意提案：鼓励学生提出航空器设计的创新点，可以是新功能的增加、结构的优化或材料的创新等。组织学生进行创意提案展示和评选。改进传统设计：要求学生选取一种传统航空器设计进行改进，提出改进方案并进行模型制作。评价其改进方案的合理性和创新性。4.图样绘制与识读图样绘制练习：要求学生绘制航空器设计图样，包括结构图、流程图、控制系统方框图等。评价其图样的准确性和规范性。图样识读训练：组织学生进行图样识读练习，提供一系列航空器设计图样供学生识读和理解。通过小组讨论和互评的方式提高学生的图样识读能力。5.模型制作与性能测试模型制作指导：提供模型制作的基本工艺和方法指导，包括材料选择、工具使用、加工流程等。要求学生独立完成航空器模型的制作。性能测试与优化：组织学生对自己制作的航空器模型进行测试，包括飞行性能测试、结构强度测试等。根据测试结果要求学生进行优化改进，提高模型的性能和实用性。四、总结与反思通过以上评价方式的实施，可以全面检验学生对《第五章航空器设计与实践》教学内容的掌握情况和应用能力。在技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面对学生进行综合评价，有助于发现学生在学习过程中的优点和不足，为后续教学提供有针对性的指导和改进方向。通过评价过程中的互动和反馈，可以激发学生的学习兴趣和积极性，促进学生的全面发展。在教学过程中，教师还应注重培养学生的自主学习能力和团队合作精神，鼓励学生在课外时间进行自主探究和实践活动，拓展学习内容和深度。加强与其他学科的交叉融合，如物理、数学等，提高学生的综合素养和创新能力。在未来的教学中，将继续探索和实践更多有效的评价方式和方法，为学生的全面发展提供更加有力的支持。十、大单元实施思路及教学结构图1.大单元实施思路《第五章航空器设计与实践》是一个科技人文融合创新专题，旨在通过航空器设计与实践的教学，引导学生综合运用科学、技术、工程、数学、艺术和社会（STEAMS）等多学科的知识，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核心素养。具体实施思路如下：情境创设与引入：通过多媒体展示和实物模型，创设航空器的应用场景，激发学生的学习兴趣和好奇心，引出航空器设计与实践的主题。知识讲授与理解：分阶段讲授航空器的基本概念、常见类型、飞行原理、系统组成等内容，结合实例和案例分析，帮助学生理解航空器的基本知识和技术原理。实践操作与设计：通过设计任务和实践活动，如设计飞机模型、制作飞机模型等，让学生亲自动手操作，体验航空器设计与制作的全过程，培养学生的实践能力和创新精神。项目研究与探究：以航空器设计与实践为主题，组织学生开展项目研究或课题探究，如研究航空器的发展历程、探讨航空器的未来发展趋势等，培养学生的研究能力和批判性思维。成果展示与评价：通过成果展示和评价，让学生分享自己的设计作品和研究成果，互相学习和交流，同时教师给予及时反馈和指导，促进学生的持续发展。总结与反思：对整个教学单元进行总结和反思，引导学生回顾和梳理所学知识，发现自己的不足和进步空间，为今后的学习提供经验和教训。2.教学目标设定（一）技术意识学生能够形成对航空器技术现象及问题的感知与体悟，理解航空器技术对人、自然、社会的影响。学生能够认识到航空器技术的规范、标准与专利意识，理解知识产权在航空器技术领域中的重要性。学生能够结合具体案例，分析航空器技术选择、使用、决策过程中的伦理问题，形成抵制侵犯知识产权的意识。（二）工程思维学生能够通过系统分析的方法，识别航空器设计与制造过程中的技术问题，明确制约条件和影响因素，提出解决方案。学生能够运用结构、流程、系统、控制等原理，进行航空器设计与制造的实践活动，体验工程思维的过程。学生能够通过模拟试验或数学模型等方式，对航空器设计方案进行性能和风险评估，优化设计方案。（三）创新设计学生能够基于航空器设计与制造的实际需求，发现用户的特定需求，明确需要解决的技术问题。学生能够运用创新设计方法，如智力激励法、设问法等，提出多个设计方案，并进行比较和权衡。学生能够通过技术试验和技术探究等方式，体验航空器创新设计的过程，形成初步的创新设计能力。（四）图样表达学生能够识读航空器设计图样，如机械加工图、装配图等，理解图样在技术交流中的重要性。学生能够运用手工绘图工具或计算机辅助设计软件，绘制航空器设计图样，表达设计构想。学生能够通过图样表达，与团队成员和指导教师进行技术交流和沟通，完善设计方案。（五）物化能力学生能够根据航空器设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配。学生能够掌握航空器制作过程中的基本工艺方法，如切割、焊接、组装等，完成模型制作。学生能够对制作的航空器模型进行测试和调试，确保其符合设计要求，并撰写技术测试和方案试验报告。3.教学结构图航空器设计与实践|+++|||技术意识工程思维创新设计|||+++++++++||||||感知体悟规范意识系统分析风险评估发现需求提出方案||||||+++++++++|||图样表达物化能力||++++++||||识读图样绘制图样选择材料模型制作||技术交流测试调试4.具体教学实施步骤第一步：情境创设与引入（1课时）活动内容：通过多媒体展示航空器的应用场景，如飞机起飞、降落、空中飞行等，引发学生的兴趣和好奇心。教学目标：激发学生对航空器设计与实践的兴趣，为后续学习奠定基础。教学方式：教师讲解、多媒体展示、学生讨论。第二步：知识讲授与理解（4课时）活动内容：第一课时：讲授航空器的基本概念、分类和用途。第二课时：介绍航空器在社会发展中的价值，如军事、民用、科研等领域的应用。第三课时：讲解飞机飞行的科学原理，如伯努利定理、升力产生等。第四课时：介绍常见航空器的系统组成，如机翼、机身、尾翼、起落装置、动力装置等。教学目标：使学生理解航空器的基本知识和技术原理，为后续设计实践活动奠定基础。教学方式：教师讲解、案例分析、学生提问与讨论。第三步：实践操作与设计（6课时）活动内容：第一课时：明确飞机模型设计任务，收集相关信息。第二课时：制订飞机模型设计方案，绘制设计草图。第三至五课时：进行飞机模型制作与装配，包括材料选择、切割、焊接、组装等环节。第六课时：对制作的飞机模型进行测试和调试，确保其符合设计要求。教学目标：通过实践操作，培养学生的物化能力和创新精神。教学方式：分组实践、教师指导、小组合作。第四步：项目研究与探究（4课时）活动内容：第一课时：介绍航空器的发展历程和未来发展趋势。第二课时：组织学生分组开展航空器相关课题研究，如航空器材料的研究、航空器安全性的研究等。第三课时：学生展示课题研究成果，进行交流和讨论。第四课时：教师对学生的研究成果进行评价和反馈。教学目标：培养学生的研究能力和批判性思维，加深对航空器技术的理解。教学方式：课题研究、小组讨论、成果展示与评价。第五步：成果展示与评价（2课时）活动内容：第一课时：学生分组展示自己设计的飞机模型和相关研究成果。第二课时：教师和学生对展示成果进行评价和反馈，提出改进意见和建议。教学目标：通过成果展示和评价，促进学生的相互学习和交流，提高学生的学习积极性和自信心。教学方式：成果展示、小组讨论、教师评价。第六步：总结与反思（1课时）活动内容：对整个教学单元进行总结和反思，引导学生回顾和梳理所学知识，发现自己的不足和进步空间。教学目标：帮助学生巩固所学知识，为今后的学习提供经验和教训。教学方式：教师总结、学生反思、小组讨论。通过以上教学实施步骤，学生将能够全面理解和掌握航空器设计与实践的相关知识和技能，培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等核心素养，为今后的学习和职业发展奠定坚实基础。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定在教学《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，结合选择性必修10《科技人文融合创新专题》的教学内容，特别是《第五章航空器设计与实践》的内容，设定以下教学目标：（一）技术意识学生能够形成对航空器技术现象及问题的感知与体悟，理解航空器技术对人、自然、社会的影响。学生能够认识到航空器技术的规范、标准与专利意识，理解知识产权在航空器技术领域中的重要性。学生能够结合具体案例，分析航空器技术选择、使用、决策过程中的伦理问题，形成抵制侵犯知识产权的意识。（二）工程思维学生能够通过系统分析的方法，识别航空器设计与制造过程中的技术问题，明确制约条件和影响因素，提出解决方案。学生能够运用结构、流程、系统、控制等原理，进行航空器设计与制造的实践活动，体验工程思维的过程。学生能够通过模拟试验或数学模型等方式，对航空器设计方案进行性能和风险评估，优化设计方案。（三）创新设计学生能够基于航空器设计与制造的实际需求，发现用户的特定需求，明确需要解决的技术问题。学生能够运用创新设计方法，如智力激励法、设问法等，提出多个设计方案，并进行比较和权衡。学生能够通过技术试验和技术探究等方式，体验航空器创新设计的过程，形成初步的创新设计能力。（四）图样表达学生能够识读航空器设计图样，如机械加工图、装配图等，理解图样在技术交流中的重要性。学生能够运用手工绘图工具或计算机辅助设计软件，绘制航空器设计图样，表达设计构想。学生能够通过图样表达，与团队成员和指导教师进行技术交流和沟通，完善设计方案。（五）物化能力学生能够根据航空器设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配。学生能够掌握航空器制作过程中的基本工艺方法，如切割、焊接、组装等，完成模型制作。学生能够对制作的航空器模型进行测试和调试，确保其符合设计要求，并撰写技术测试和方案试验报告。二、大情境与大任务创设（一）大情境情境背景：随着科技的发展，航空器在人类生活中的应用越来越广泛，从民用航空到军事航空，从日常出行到科学探测，航空器都扮演着重要的角色。近年来，随着国家对航空航天事业的重视和投入，航空器的设计与制造水平不断提高，各类新型航空器层出不穷。航空器的设计与制造是一个复杂而系统的工程，需要综合运用科学、技术、工程、数学、艺术和社会（STEAMS）等多学科的知识。为了培养具备跨学科创新能力的复合型人才，某高中决定开展“航空器设计与实践”的科技人文融合创新专题活动，邀请学生参与到航空器的设计、制作与测试中，体验航空器设计与制造的全过程。情境任务：学校将与当地航空企业合作，共同举办一次“未来航空器设计大赛”。大赛要求参赛学生以团队形式，结合所学知识，设计一款具有创新性和实用性的航空器模型，并进行制作、测试和展示。通过此次大赛，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等核心素养，提升学生的跨学科创新能力。（二）大任务1.任务一：认识航空器活动目标：使学生了解航空器的基本概念、常见类型及其在社会发展中的价值。培养学生的技术意识和工程思维，使其能够识别航空器设计中的技术问题。活动内容：通过多媒体展示和实物模型，介绍航空器的基本概念、分类和用途。分析航空器在社会发展中的价值，如军事、民用、科研等领域的应用。引导学生思考航空器设计过程中需要考虑的技术问题和制约因素。活动形式：教师讲解与多媒体展示相结合。学生分组讨论，分析不同航空器的设计特点和技术要求。2.任务二：航空器设计与制造初步活动目标：使学生了解航空器设计与制造的基本流程和关键技术。培养学生的创新设计和图样表达能力，使其能够提出具有创新性的设计方案，并绘制设计图样。活动内容：讲解航空器设计与制造的基本流程和关键技术，如指标拟定、可行性论证、方案设计、打样设计、工作设计等。分析常见航空器的系统组成，如机翼、机身、尾翼、起落装置、动力装置等。引导学生运用创新设计方法，提出航空器设计方案，并绘制设计图样。活动形式：教师讲解与案例分析相结合。学生分组进行头脑风暴，提出设计方案，并绘制设计图样。3.任务三：飞机模型设计与制作活动目标：使学生掌握飞机模型设计与制作的基本方法和步骤。培养学生的物化能力和团队协作精神，使其能够完成飞机模型的制作和测试。活动内容：明确飞机模型设计的任务和要求，收集相关信息。制订飞机模型设计方案，绘制设计草图。进行飞机模型制作与装配，包括材料选择、切割、焊接、组装等环节。对制作的飞机模型进行测试和调试，确保其符合设计要求。活动形式：学生分组进行设计与制作，教师提供指导和帮助。团队协作，共同完成飞机模型的制作与测试。4.任务四：航空器创新设计与展示活动目标：鼓励学生结合所学知识，设计具有创新性和实用性的航空器模型。培养学生的创新设计能力、图样表达能力和物化能力，使其能够独立完成航空器模型的设计、制作与展示。活动内容：学生以团队形式，结合所学知识，设计一款具有创新性和实用性的航空器模型。绘制详细的设计图样，包括机械加工图、装配图等。制作航空器模型，并进行测试和调试。准备展示材料，包括设计说明书、测试报告、模型实物等。活动形式：学生分组进行设计与制作，教师提供指导和帮助。团队协作，共同完成航空器模型的设计、制作与展示。举办“未来航空器设计大赛”展示活动，邀请专家和企业代表进行评审和点评。5.任务五：反思与总结活动目标：引导学生对整个航空器设计与实践过程进行反思和总结。培养学生的批判性思维和自我反思能力，使其能够发现自己的不足并提出改进措施。活动内容：学生撰写反思总结报告，分析自己在设计、制作和测试过程中的得失。小组讨论，分享各自的经验和教训。教师对学生的反思总结报告进行点评和指导。活动形式：学生撰写反思总结报告。小组讨论与分享。教师点评与指导。通过以上大情境与大任务的创设，学生将能够全面理解和掌握航空器设计与实践的相关知识和技能，培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等核心素养，为今后的学习和职业发展奠定坚实基础。通过团队协作和竞赛展示，学生将进一步提升跨学科创新能力和团队协作精神，为未来的科技创新和社会发展贡献力量。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：航空器设计与实践课时设计：共14课时情境创设与引入（1课时）知识讲授与理解（4课时）第一课时：航空器的基本概念、分类和用途第二课时：航空器在社会发展中的价值第三课时：飞机飞行的科学原理第四课时：常见航空器的系统组成实践操作与设计（6课时）第一课时：明确飞机模型设计任务，收集相关信息第二课时：制订飞机模型设计方案，绘制设计草图第三至五课时：飞机模型制作与装配第六课时：飞机模型测试与调试项目研究与探究（4课时）第一课时：航空器的发展历程与未来趋势第二课时：航空器相关课题分组研究第三课时：课题研究成果展示与交流第四课时：教师评价与反馈成果展示与评价（2课时）第一课时：设计作品与研究成果展示第二课时：评价反馈与总结反思总结与反思（1课时）（二）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，本单元的学习目标设定如下：1.技术意识学生能够形成对航空器技术现象及问题的感知与体悟，理解航空器技术对人、自然、社会的影响。学生能够认识到航空器技术的规范、标准与专利意识，理解知识产权在航空器技术领域中的重要性。学生能够结合具体案例，分析航空器技术选择、使用、决策过程中的伦理问题，形成抵制侵犯知识产权的意识。2.工程思维学生能够通过系统分析的方法，识别航空器设计与制造过程中的技术问题，明确制约条件和影响因素，提出解决方案。学生能够运用结构、流程、系统、控制等原理，进行航空器设计与制造的实践活动，体验工程思维的过程。学生能够通过模拟试验或数学模型等方式，对航空器设计方案进行性能和风险评估，优化设计方案。3.创新设计学生能够基于航空器设计与制造的实际需求，发现用户的特定需求，明确需要解决的技术问题。学生能够运用创新设计方法，如智力激励法、设问法等，提出多个设计方案，并进行比较和权衡。学生能够通过技术试验和技术探究等方式，体验航空器创新设计的过程，形成初步的创新设计能力。4.图样表达学生能够识读航空器设计图样，如机械加工图、装配图等，理解图样在技术交流中的重要性。学生能够运用手工绘图工具或计算机辅助设计软件，绘制航空器设计图样，表达设计构想。学生能够通过图样表达，与团队成员和指导教师进行技术交流和沟通，完善设计方案。5.物化能力学生能够根据航空器设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配。学生能够掌握航空器制作过程中的基本工艺方法，如切割、焊接、组装等，完成模型制作。学生能够对制作的航空器模型进行测试和调试，确保其符合设计要求，并撰写技术测试和方案试验报告。（三）评价任务课堂参与度评价：通过观察学生在课堂上的讨论、提问和互动情况，评价学生的课堂参与度和积极性。设计作品评价：根据学生设计的航空器模型图纸、制作过程和最终成品，评价学生的创新设计能力、图样表达能力和物化能力。研究报告评价：通过学生提交的航空器相关课题研究报告，评价学生的信息搜集能力、分析问题和解决问题的能力。成果展示评价：通过学生在成果展示环节的表现，评价学生的语言表达能力、自信心和团队合作精神。反思总结评价：通过学生的学后反思总结，评价学生对所学知识的理解和掌握程度，以及自我认知和成长的能力。（四）学习过程第一步：情境创设与引入活动内容：通过多媒体展示航空器的应用场景，如飞机起飞、降落、空中飞行等，引发学生的兴趣和好奇心。教学目标：激发学生对航空器设计与实践的兴趣，为后续学习奠定基础。教学方式：教师讲解、多媒体展示、学生讨论。第二步：知识讲授与理解第一课时：讲授航空器的基本概念、分类和用途。活动内容：介绍航空器的定义、分类（轻于空气的航空器和重于空气的航空器）以及航空器在军事、民用、科研等领域的应用。教学目标：使学生了解航空器的基本概念和分类，认识航空器在社会发展中的重要性。教学方式：教师讲解、案例分析、学生提问与讨论。第二课时：介绍航空器在社会发展中的价值。活动内容：分析航空器在经济发展、交通运输、国家安全等方面的作用。教学目标：使学生认识到航空器技术对社会发展的重要价值。教学方式：教师讲解、案例分析、小组讨论。第三课时：讲解飞机飞行的科学原理。活动内容：介绍伯努利定理、飞机升力产生的原理等。教学目标：使学生理解飞机飞行的科学原理。教学方式：教师讲解、实验演示、学生观察与思考。第四课时：介绍常见航空器的系统组成。活动内容：讲解飞机的主要结构部件（机翼、机身、尾翼、起落装置、动力装置）及其功能。教学目标：使学生了解飞机的主要结构组成及其功能。教学方式：教师讲解、实物展示、学生观察与记录。第三步：实践操作与设计第一课时：明确飞机模型设计任务，收集相关信息。活动内容：分组讨论无人机模型的设计要求，收集相关资料和信息。教学目标：使学生明确设计任务，为后续设计工作做准备。教学方式：小组讨论、信息收集、教师指导。第二课时：制订飞机模型设计方案，绘制设计草图。活动内容：根据收集到的信息，分组制订设计方案，并绘制设计草图。教学目标：培养学生的创新设计能力和图样表达能力。教学方式：小组讨论、草图绘制、教师点评。第三至五课时：飞机模型制作与装配。活动内容：分组进行飞机模型的制作与装配工作，包括材料选择、切割、焊接、组装等环节。教学目标：培养学生的物化能力和团队合作精神。教学方式：分组实践、教师指导、小组合作。第六课时：飞机模型测试与调试。活动内容：对制作的飞机模型进行测试和调试，确保其符合设计要求。教学目标：培养学生的测试与调试能力。教学方式：实践操作、教师指导、学生记录与反思。第四步：项目研究与探究第一课时：航空器的发展历程与未来趋势。活动内容：介绍航空器的发展历程和未来趋势，引导学生思考航空技术的未来发展方向。教学目标：使学生了解航空器的发展历程和未来趋势。教学方式：教师讲解、视频展示、学生讨论。第二课时：航空器相关课题分组研究。活动内容：分组选择航空器相关课题进行研究，如航空器材料的研究、航空器安全性的研究等。教学目标：培养学生的研究能力和批判性思维。教学方式：小组研究、资料查阅、教师指导。第三课时：课题研究成果展示与交流。活动内容：各小组展示课题研究成果，并进行交流和讨论。教学目标：培养学生的表达能力和交流能力。教学方式：成果展示、小组讨论、教师点评。第四课时：教师评价与反馈。活动内容：教师对各小组的研究成果进行评价和反馈，提出改进建议。教学目标：帮助学生认识自己的不足和改进方向。教学方式：教师评价、学生反思。第五步：成果展示与评价第一课时：设计作品与研究成果展示。活动内容：学生分组展示自己设计的飞机模型和相关研究成果。教学目标：培养学生的自信心和表达能力。教学方式：成果展示、小组讨论、教师点评。第二课时：评价反馈与总结反思。活动内容：教师和学生对展示成果进行评价和反馈，提出改进意见和建议。教学目标：帮助学生总结学习经验，提高学习效果。教学方式：小组讨论、教师总结、学生反思。第六步：总结与反思活动内容：对整个教学单元进行总结和反思，引导学生回顾和梳理所学知识，发现自己的不足和进步空间。教学目标：帮助学生巩固所学知识，为今后的学习提供经验和教训。教学方式：教师总结、学生反思、小组讨论。（五）作业与检测设计作业：要求学生根据课堂所学内容，设计一个简易的无人机模型，并绘制设计草图。制作作业：要求学生根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作无人机模型。研究报告：要求学生选择一个与航空器相关的课题进行研究，并撰写研究报告。测试与调试报告：要求学生对自己制作的无人机模型进行测试和调试，并撰写测试与调试报告。反思总结：要求学生对整个学习过程进行反思和总结，撰写学后反思总结报告。（六）学后反思在学习了《航空器设计与实践》这一单元后，学生应该对航空器的基本概念和原理有了更深入的理解，同时也锻炼了自己的创新设计、图样表达、物化能力等方面的技能。通过实践操作和项目研究，学生不仅加深了对理论知识的理解，还培养了团队合作精神和解决问题的能力。在未来的学习中，学生可以进一步关注航空技术的最新发展动态，不断提升自己的专业素养和综合能力。也希望学生能够将所学知识应用到实际生活中去，为社会的发展贡献自己的力量。十三、学科实践与跨学科学习设计一、教学目标根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》和本单元的教学内容，教学目标设定如下：技术意识：学生能够形成对航空器技术现象及问题的感知与体悟，理解航空器技术对人、自然、社会的影响。学生能够认识到航空器技术的规范、标准与专利意识，理解知识产权在航空器技术领域中的重要性。学生能够结合具体案例，分析航空器技术选择、使用、决策过程中的伦理问题，形成抵制侵犯知识产权的意识。工程思维：学生能够通过系统分析的方法，识别航空器设计与制造过程中的技术问题，明确制约条件和影响因素，提出解决方案。学生能够运用结构、流程、系统、控制等原理，进行航空器设计与制造的实践活动，体验工程思维的过程。学生能够通过模拟试验或数学模型等方式，对航空器设计方案进行性能和风险评估，优化设计方案。创新设计：学生能够基于航空器设计与制造的实际需求，发现用户的特定需求，明确需要解决的技术问题。学生能够运用创新设计方法，如智力激励法、设问法等，提出多个设计方案，并进行比较和权衡。学生能够通过技术试验和技术探究等方式，体验航空器创新设计的过程，形成初步的创新设计能力。图样表达：学生能够识读航空器设计图样，如机械加工图、装配图等，理解图样在技术交流中的重要性。学生能够运用手工绘图工具或计算机辅助设计软件，绘制航空器设计图样，表达设计构想。学生能够通过图样表达，与团队成员和指导教师进行技术交流和沟通，完善设计方案。物化能力：学生能够根据航空器设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配。学生能够掌握航空器制作过程中的基本工艺方法，如切割、焊接、组装等，完成模型制作。学生能够对制作的航空器模型进行测试和调试，确保其符合设计要求，并撰写技术测试和方案试验报告。二、学习目标技术意识：学生能够了解航空器的基本概念、分类及其在社会发展中的应用，认识到航空器技术对人类生活的重要性。学生能够结合具体案例，分析航空器技术的选择、使用及决策过程中的伦理问题，增强知识产权意识。工程思维：学生能够掌握航空器设计与制造的基本流程，包括指标拟定、可行性论证、方案设计、打样设计、工作设计等阶段。学生能够运用系统分析的方法，识别和解决航空器设计与制造过程中的技术问题，体验工程思维的全过程。学生能够通过模拟试验或数学模型对设计方案进行性能和风险评估，优化设计方案。创新设计：学生能够基于航空器设计与制造的实际需求，发现用户的特定需求，明确需要解决的技术问题。学生能够运用创新设计方法，提出多个设计方案，并进行比较和权衡，选择最优方案。学生能够通过技术试验和技术探究，体验航空器创新设计的过程，形成初步的创新设计能力。图样表达：学生能够识读航空器设计图样，理解图样在技术交流中的重要性。学生能够运用手工绘图工具或计算机辅助设计软件，绘制航空器设计图样，表达设计构想。学生能够通过图样表达与团队成员和指导教师进行技术交流和沟通，完善设计方案。物化能力：学生能够根据航空器设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配。学生能够掌握航空器制作过程中的基本工艺方法，如切割、焊接、组装等，完成模型制作。学生能够对制作的航空器模型进行测试和调试，确保其符合设计要求，并撰写技术测试和方案试验报告。三、作业目标设定技术意识：作业一：收集不同航空器的相关资料，分析这些航空器产生升力的基本原理，并撰写一篇小论文。作业二：查阅航空器技术发展的历史资料，分析航空器技术对社会进步的影响，并撰写一篇调研报告。工程思维：作业一：根据给定的航空器设计任务书，进行初步的方案设计，并绘制飞机的三面草图和总体布置草图。作业二：运用系统分析的方法，识别和解决航空器设计与制造过程中的技术问题，撰写一份技术分析报告。创新设计：作业一：基于航空器设计与制造的实际需求，提出多个设计方案，并进行比较和权衡，选择最优方案。作业二：通过技术试验和技术探究，体验航空器创新设计的过程，撰写一份技术试验报告和创新设计方案。图样表达：作业一：识读航空器设计图样，如机械加工图、装配图等，并绘制一份航空器设计图样。作业二：运用计算机辅助设计软件，绘制一份航空器三维设计图样，并进行技术交流和沟通。物化能力：作业一：根据航空器设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配，并撰写技术测试和方案试验报告。作业二：对制作的航空器模型进行测试和调试，确保其符合设计要求，并撰写一份详细的技术测试和方案试验报告。四、学科实践与跨学科学习设计（一）实践活动设计实践活动一：航空器设计与制作工作坊活动目标：通过实践活动，让学生亲身体验航空器设计与制作的全过程，培养学生的物化能力和创新精神。活动内容：分组进行航空器模型的设计与制作，包括明确问题、收集信息、制订设计方案、模型制作与测试等环节。邀请航空器设计师或工程师进行讲座，分享航空器设计与制造的经验和技巧。组织学生进行成果展示和评价，评选出优秀的设计作品。跨学科融合：结合物理、数学、艺术等学科的知识，综合运用科学、技术、工程、数学、艺术、社会（STEAMS）等多学科的知识进行设计与制作。实践活动二：航空器技术探究与创新活动目标：通过技术探究和创新活动，培养学生的创新设计能力和批判性思维。活动内容：分组进行航空器技术的探究与创新，如研究航空器材料的性能、探讨航空器安全性的提升等。邀请相关领域的专家进行讲座或指导，提供技术支持和指导。组织学生进行技术试验和技术探究，验证设计方案的可行性和有效性。跨学科融合：结合物理、化学、材料科学等学科的知识，进行技术探究和创新。（二）跨学科学习设计跨学科融合点：物理：学习飞机飞行的科学原理，如伯努利定理、升力产生等。数学：运用数学方法进行航空器设计与制造过程中的计算和分析，如重量、重心定位计算，气动性能计算等。化学：研究航空器材料的性能，如耐腐蚀性、耐高温性等。材料科学：探讨航空器材料的选择与应用，如复合材料的性能与应用。艺术：进行航空器外观设计与美化，提升航空器的美观性和实用性。社会：分析航空器在社会发展中的应用和价值，如航空器在军事、民用、科研等领域的应用。跨学科学习活动设计：活动一：航空器飞行原理探究目标：通过物理实验和数学计算，探究飞机飞行的科学原理。内容：利用风洞实验装置，进行飞机模型的气动性能实验；运用数学方法进行飞机升力、阻力的计算和分析。跨学科融合：结合物理和数学学科的知识进行实验和计算。活动二：航空器材料性能研究目标：通过研究航空器材料的性能，选择合适的材料用于航空器设计与制造。内容：收集不同航空器材料的样本，进行材料的性能测试和分析；探讨复合材料在航空器中的应用和优势。跨学科融合：结合化学和材料科学学科的知识进行研究和分析。活动三：航空器外观设计与美化目标：提升航空器的美观性和实用性，增强航空器的市场竞争力。内容：运用艺术设计的原理和方法，进行航空器外观的设计与美化；结合市场需求和用户反馈，优化设计方案。跨学科融合：结合艺术和社会学科的知识进行设计和优化。活动四：航空器在社会中的应用与价值分析目标：分析航空器在社会发展中的应用和价值，增强学生对航空器技术的理解和认同。内容：收集航空器在军事、民用、科研等领域的应用案例，进行案例分析和讨论；探讨航空器技术对未来社会发展的影响和贡献。跨学科融合：结合社会学科的知识进行分析和讨论。通过上述学科实践与跨学科学习设计，学生不仅能够全面理解和掌握航空器设计与实践的相关知识和技能，还能够在实践中培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等核心素养，为今后的学习和职业发展奠定坚实基础。十四、大单元作业设计一、教学目标根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，本单元的教学目标是引导学生通过航空器设计与实践的教学，综合运用科学、技术、工程、数学、艺术和社会（STEAMS）等多学科的知识，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核心素养。具体目标如下：技术意识：学生能够形成对航空器技术现象及问题的感知与体悟，理解航空器技术对人、自然、社会的影响。学生能够认识到航空器技术的规范、标准与专利意识，理解知识产权在航空器技术领域中的重要性。学生能够结合具体案例，分析航空器技术选择、使用、决策过程中的伦理问题，形成抵制侵犯知识产权的意识。工程思维：学生能够通过系统分析的方法，识别航空器设计与制造过程中的技术问题，明确制约条件和影响因素，提出解决方案。学生能够运用结构、流程、系统、控制等原理，进行航空器设计与制造的实践活动，体验工程思维的过程。学生能够通过模拟试验或数学模型等方式，对航空器设计方案进行性能和风险评估，优化设计方案。创新设计：学生能够基于航空器设计与制造的实际需求，发现用户的特定需求，明确需要解决的技术问题。学生能够运用创新设计方法，如智力激励法、设问法等，提出多个设计方案，并进行比较和权衡。学生能够通过技术试验和技术探究等方式，体验航空器创新设计的过程，形成初步的创新设计能力。图样表达：学生能够识读航空器设计图样，如机械加工图、装配图等，理解图样在技术交流中的重要性。学生能够运用手工绘图工具或计算机辅助设计软件，绘制航空器设计图样，表达设计构想。学生能够通过图样表达，与团队成员和指导教师进行技术交流和沟通，完善设计方案。物化能力：学生能够根据航空器设计方案，选择合适的材料和工具，进行模型制作和装配。学生能够掌握航空器制作过程中的基本工艺方法，如切割、焊接、组装等，完成模型制作。学生能够对制作的航空器模型进行测试和调试，确保其符合设计要求，并撰写技术测试和方案试验报告。二、作业目标设定根据本单元的教学目标，大单元作业设计的具体目标如下：技术意识：通过设计航空器模型和相关研究报告，加深对航空器技术现象及问题的理解和体悟。通过查阅和整理相关资料，认识航空器技术的规范、标准与专利意识，并理解其在航空器技术领域中的重要性。通过分析航空器技术选择、使用、决策过程中的伦理问题，形成抵制侵犯知识产权的意识。工程思维：通过设计航空器模型，运用系统分析的方法识别并解决设计与制造过程中的技术问题。通过实际操作和模拟试验，体验航空器设计与制造的实践过程，加深对工程思维的理解。通过优化设计方案和进行风险评估，提升对航空器设计与制造过程的掌控能力。创新设计：通过分析用户需求，发现航空器设计中的特定问题，并提出多个设计方案进行比较和权衡。通过技术试验和技术探究，体验航空器创新设计的过程，初步形成创新设计能力。通过团队合作和讨论，激发创新思维，提升设计方案的创意性和实用性。图样表达：通过手工绘图和计算机辅助设计软件，绘制航空器设计图样，提高图样表达能力。通过与团队成员和指导教师进行技术交流，完善设计图样，提升技术交流的准确性和有效性。通过对比和分析不同设计图样，理解图样在航空器设计与制造中的重要性。物化能力：通过选择合适的材料和工具进行航空器模型制作，提高物化能力。通过掌握航空器制作过程中的基本工艺方法，如切割、焊接、组装等，提升实际操作技能。通过对航空器模型进行测试和调试，确保其符合设计要求，并撰写技术测试和方案试验报告，提升问题解决能力。三、大单元作业设计1.作业一：航空器模型设计与制作作业内容：设计并制作一架无人机模型。要求模型能够完成基本的飞行任务，如起飞、悬停、降落等。设计过程中需考虑无人机的动力系统、控制系统、结构设计和材料选择等方面。制作完成后需对模型进行测试和调试，确保其符合设计要求。作业要求：技术意识：在设计和制作过程中，要充分考虑航空器技术的规范、标准与专利意识，避免侵犯他人知识产权。工程思维：运用系统分析的方法识别并解决设计与制造过程中的技术问题，确保模型的结构合理、性能稳定。创新设计：结合用户需求和技术发展趋势，提出创新性的设计方案，并进行比较和权衡。图样表达：绘制详细的设计图样，包括三视图、爆炸图等，以便团队成员和指导教师进行技术交流。物化能力：选择合适的材料和工具进行模型制作，掌握基本的工艺方法，如切割、焊接、组装等。评价方式：自评：学生根据自己的设计思路、制作过程、测试结果等方面进行自我评价。互评：小组成员之间根据设计方案的创意性、制作工艺的精细度、测试结果的准确性等方面进行相互评价。师评：指导教师根据设计图样的规范性、模型制作的质量、测试报告的完整性等方面进行评价。2.作业二：航空器设计与制造过程研究报告作业内容：研究并撰写一篇关于航空器设计与制造过程的报告。报告应包含航空器设计的指标拟定、可行性论证、方案设计、打样设计、工作设计等方面的内容。通过查阅相关资料和文献，分析航空器设计与制造过程中的关键技术和难点问题。结合实际案例，探讨航空器设计与制造过程中的创新点和发展趋势。作业要求：技术意识：在报告中要充分体现对航空器技术现象及问题的理解和体悟，分析航空器技术对人、自然、社会的影响。工程思维：运用系统分析的方法研究航空器设计与制造过程，明确制约条件和影响因素，提出解决方案。创新设计：分析航空器设计过程中的创新点，探讨如何通过创新设计提升航空器的性能和可靠性。图样表达：在报告中附上相关的设计图样和技术图纸，以便读者更好地理解航空器的设计和制造过程。物化能力：结合实际案例，分析航空器制造过程中的工艺方法和质量控制措施，提升物化能力。评价方式：自评：学生根据自己的研究过程、报告内容、分析深度等方面进行自我评价。互评：小组成员之间根据报告的逻辑性、创新性、实用性等方面进行相互评价。师评：指导教师根据报告的完整性、准确性、创新性等方面进行评价。3.作业三：航空器技术伦理案例分析作业内容：选择一个具体的航空器技术伦理案例进行分析和研究。案例可以涉及航空器技术的安全性、环境影响、知识产权等方面。分析案例中的伦理问题及其产生的原因和影响，提出解决方案和建议。撰写一篇关于航空器技术伦理的案例分析报告。作业要求：技术意识：在案例分析过程中要充分考虑航空器技术的规范、标准与专利意识，避免侵犯他人知识产权。工程思维：运用系统分析的方法研究案例中的伦理问题及其解决方案，确保分析的全面性和准确性。创新设计：在提出解决方案时要有创新性思维，结合技术发展趋势和社会需求提出切实可行的建议。图样表达：在报告中可以附上相关的技术图纸和示意图以便读者更好地理解案例内容和解决方案。物化能力：结合实际案例分析航空器技术的物化过程及其对社会和环境的影响。评价方式：自评：学生根据自己的分析过程、报告内容、解决方案的可行性等方面进行自我评价。互评：小组成员之间根据报告的深度、广度、创新性等方面进行相互评价。师评：指导教师根据报告的逻辑性、准确性、创新性等方面进行评价。通过以上三个大单元作业的设计和实施，学生将能够全面理解和掌握航空器设计与实践的相关知识和技能，培养技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等核心素养，为今后的学习和职业发展奠定坚实基础。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选择性必修10《科技人文融合创新专题》单元主题：第五章航空器设计与实践课时设计：共18课时，分为6个教学阶段第一课时：情境创设与引入教学目标：技术意识：激发学生对航空器设计与实践的兴趣，初步了解航空器技术现象及问题。工程思维：培养学生的系统分析意识，对航空器设计有初步认识。作业目标：查阅航空器相关资料，准备分享航空器的发展历史或有趣故事。教学过程：情境创设：通过多媒体展示航空器的应用场景，如飞机起飞、降落、空中飞行等，引发学生的兴趣和好奇心。引入主题：教师简要介绍航空器设计与实践的重要性，以及本单元的学习目标。学生分享：学生分享自己查阅的航空器相关资料，包括航空器的发展历史、有趣故事等。评价方式：学生参与度评价：观察学生在课堂上的积极性和参与度。分享内容评价：根据学生分享的内容质量进行评价。第二至第五课时：知识讲授与理解教学目标：技术意识：理解航空器的基本概念、常见类型及其技术原理。工程思维：认识航空器在社会发展中的价值，理解飞机飞行的科学原理。图样表达：初步了解航空器的基本系统组成。作业目标：完成航空器类型及用途的调查报告。绘制飞机机翼升力产生示意图。教学过程：第一课时：讲授航空器的基本概念、分类和用途。案例分析：不同航空器的用途和技术特点。第二课时：介绍航空器在社会发展中的价值。讨论交流：航空器如何促进社会经济发展和国家安全。第三课时：讲解飞机飞行的科学原理。阅读材料：伯努利定理及其在飞机升力产生中的应用。技术实践：通过吹纸条实验体验升力产生原理。第四课时：介绍常见航空器的系统组成。讲解飞机的主要结构部件及其功能。第五课时：总结与复习。学生提问与讨论：解答学生在前几课时中的疑问。评价方式：调查报告评价：根据学生完成的航空器类型及用途调查报告的质量进行评价。示意图绘制评价：评价学生绘制的飞机机翼升力产生示意图的准确性和清晰度。第六至第十一课时：实践操作与设计教学目标：技术意识：通过实践操作，增强对航空器技术的感知与体悟。工程思维：运用系统分析的方法，进行飞机模型设计方案的制订