2019版 苏教版 高中通-用技术 选择性必修10 科技人文融合创新专题《第一单元 科技人文融合创新概述》大单元整体教学设计2020课标

版苏教版高中通用技术选择性必修10科技人文融合创新专题《第一单元科技人文融合创新概述》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《科技人文融合创新专题》是高中通用技术选择性必修10的重要教学内容，旨在帮助学生理解科技人文融合创新的理论基础、一般过程及常用方法，培养学生跨学科解决问题的能力，促进其综合素养的提升。本单元教学内容涵盖STS、STEM及STEM+的发展历程，科技人文融合创新的结构要素与实现条件，以及从需求分析到方案物化与表达交流的全过程。通过此单元的学习，学生不仅能够掌握科技人文融合创新的基本概念和原理，还能通过实践活动体验创新设计的过程，发展创新思维和创造力。（二）单元内容分析1.科技人文融合创新的理论基础任务一：探寻STS、STEM及STEM+的发展历程STS（科学、技术、社会）：探讨科学、技术与社会之间的复杂关系，理解STS教育在培养科技人才方面的重要性。STEM（科学、技术、工程、数学）：分析STEM教育的跨学科特征，理解其在解决现实世界问题中的作用。STEM+（科学、技术、工程、数学、艺术、社会）：探讨STEM+理念的发展，理解艺术和社会因素在科技人文融合创新中的价值。任务二：分析科技人文融合创新的结构要素识别科技人文融合创新涉及的学科领域，包括科学、技术、工程、艺术、数学和社会等。理解各学科在科技人文融合创新中的独特作用及其相互关系。任务三：探究科技人文融合创新的实现条件分析科技人文融合创新所需的条件，包括创新主体的素养、团队合作、社会主义核心价值观的践行等。探讨科技人文融合创新对社会发展的意义。2.科技人文融合创新的一般过程任务一：分析需求与明确问题引导学生分析真实世界中的技术需求，明确创新目标。培养学生识别问题、定义问题的能力。任务二：收集信息与构思方案指导学生收集与项目相关的信息，包括法律法规、行业标准、专利技术等。运用头脑风暴等方法构思创新方案，培养学生的创新思维。任务三：物化方案与表达交流通过模型制作、测试等手段将创新方案物化。培养学生图样表达、技术交流的能力。3.科技人文融合创新的常用方法任务一：感受原始创新方法通过案例分析，让学生感受原始创新方法的魅力。培养学生的原创能力和想象力。任务二：体验改进创新方法——奔驰法(SCAMPER)介绍奔驰法七种改进创新的方法，引导学生体验其在实际项目中的应用。培养学生的改进创新能力。任务三：体验模仿创新方法——逆向工程与标杆分析通过案例分析，让学生理解逆向工程和标杆分析在创新中的作用。培养学生的模仿创新能力和分析能力。（三）单元内容整合本单元内容以科技人文融合创新为主线，将理论基础、一般过程及常用方法有机结合，形成一个完整的教学体系。通过理论学习、案例分析、实践操作等多种教学方式，培养学生的跨学科创新思维和解决实际问题的能力。注重将社会主义核心价值观融入教学过程，引导学生树立正确的创新观和价值观。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培养学生具备适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，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）技术意识技术意识是对技术现象及技术问题的感知与体悟，是学生形成技术素养的基础。在《科技人文融合创新专题》的教学中，通过探讨STS、STEM及STEM+的发展历程，引导学生理解技术的社会价值和意义，增强学生对技术的兴趣和敏感性。通过案例分析和技术实践活动，培养学生的技术责任感和使用技术的规范意识。（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，是学生在技术设计和创新过程中必须具备的重要素养。在《科技人文融合创新专题》的教学中，通过引导学生分析科技人文融合创新的结构要素和实现条件，培养学生的系统观念和工程建模能力。通过项目设计和模型制作等活动，让学生体验工程决策和管理的过程，培养其工程意识和解决实际问题的能力。（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，是通用技术课程的核心素养之一。在《科技人文融合创新专题》的教学中，通过引导学生分析需求、明确问题、收集信息和构思方案，培养学生的创新思维和创造力。通过模型制作和测试等活动，让学生体验创新设计的全过程，提高其创新设计能力。（四）图样表达图样表达是技术设计的重要环节，是学生将创意转化为具体方案的重要手段。在《科技人文融合创新专题》的教学中，通过指导学生绘制设计草图、制作模型等活动，培养其图样表达能力。通过项目交流和成果展示等活动，让学生学会运用图样表达技术思想和设计方案，提高其技术交流和合作能力。（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，是通用技术课程的重要实践环节。在《科技人文融合创新专题》的教学中，通过模型制作、测试和优化等活动，培养学生的物化能力和动手实践能力。通过引导学生关注材料的属性、工艺的选择和成本的控制等因素，提高其技术实践的效率和效果。三、学情分析（一）已知内容分析高一年级的学生在通用技术课程的学习中，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，掌握了技术设计的一般过程，包括问题的识别、方案的设计、模型或原型的制作、方案的优化以及技术试验与评价等环节。学生对结构、流程、系统、控制等基本概念有了初步的理解，并能够通过技术设计活动，体验技术设计的一般过程，学会一些基本的技术图样表达方法，如手工绘图和简单的计算机辅助设计。学生也通过案例学习，了解了技术与社会、环境、经济等方面的关系，形成了一定的技术意识和工程思维。在选择性必修模块的学习之前，学生已经接触过一些简单的创新工具，如手工工具、计算机辅助设计软件等，并能在一定程度上运用这些工具进行技术设计和制作。学生对创客文化有了一定的认识，了解创客是指那些利用互联网、三维打印机和开源软件等工具，将自己的创意转化为实际产品的人。这些基础知识和实践经验为学生学习《科技人文融合创新专题》提供了必要的前提。（二）新知内容分析本单元《科技人文融合创新专题》的教学内容涵盖了科技人文融合创新的理论基础、一般过程以及常用方法。具体来说，学生需要了解STS（科学、技术、社会）、STEM（科学、技术、工程、数学）及STEM+（在STEM基础上加入艺术和社会等因素）的发展历程，理解科技人文融合创新的内涵和结构要素，掌握科技人文融合创新的一般过程，包括分析需求与明确问题、收集信息与构思方案、物化方案与表达交流等环节。学生还需要体验原始创新方法、改进创新方法（如奔驰法SCAMPER）以及模仿创新方法（如逆向工程和标杆分析），理解这些方法在科技人文融合创新中的应用。这些新知内容不仅要求学生具备扎实的技术设计基础，还要求学生能够跨学科地思考问题，综合运用科学、技术、工程、艺术、数学和社会等多个领域的知识和方法，解决现实生活中的复杂问题。本单元的学习对学生的综合素养和创新能力提出了较高的要求。（三）学生学习能力分析高一年级的学生在认知发展上已经具备了抽象逻辑思维的能力，能够理解和运用概念、判断、推理等思维形式进行问题解决。学生也具备了一定的自主学习和合作探究的能力，能够在教师的引导下，通过小组讨论、案例分析、实践操作等方式，开展学习活动。在技术设计方面，学生已经掌握了一些基本的设计方法和技能，如手工绘图、计算机辅助设计、模型制作等。这些技能为学生进行科技人文融合创新提供了技术支持。学生还具备了一定的信息素养，能够利用网络资源进行信息检索和处理，为创新活动提供了信息支持。由于科技人文融合创新涉及多个学科领域的知识和方法，学生在跨学科整合和应用方面可能存在一定的困难。教师需要在教学过程中注重引导学生跨学科地思考问题，培养学生的综合素养和创新能力。（四）学习障碍突破策略针对学生在学习过程中可能遇到的障碍，教师可以采取以下策略进行突破：跨学科知识整合：由于科技人文融合创新涉及多个学科领域的知识和方法，教师可以通过案例分析、专题讲座等方式，帮助学生了解不同学科之间的联系和区别，引导学生跨学科地思考问题。教师可以鼓励学生通过阅读、讨论等方式，拓宽知识面，提高跨学科整合能力。实践操作与体验：科技人文融合创新强调实践操作和体验学习。教师可以通过项目式学习、探究式学习等方式，让学生在实践中发现问题、解决问题，体验创新过程。教师可以提供丰富的创新工具和材料，支持学生的实践活动，帮助学生将理论知识转化为实践能力。小组合作与交流：小组合作与交流是培养学生综合素养和创新能力的重要途径。教师可以通过分组讨论、角色扮演等方式，促进学生之间的交流与合作，让学生在合作中相互学习、相互启发。教师可以鼓励学生分享自己的创新成果和经验，提高学生的自信心和表达能力。个性化指导与反馈：由于学生在认知水平和学习能力上存在差异，教师需要关注学生的个性化需求，提供有针对性的指导和反馈。在教学过程中，教师可以通过观察、提问、作业等方式，了解学生的学习情况，及时发现问题并给予指导。教师可以鼓励学生进行自我评价和反思，培养学生的自主学习和自我发展能力。利用信息技术支持教学：信息技术为教学提供了丰富的资源和工具。教师可以利用网络平台、多媒体教学资源等方式，为学生提供丰富的学习材料和案例，支持学生的自主学习和合作探究。教师可以利用信息技术手段进行课堂管理和教学评估，提高教学效果和学生的学习体验。通过以上策略的实施，教师可以有效地突破学生在学习过程中可能遇到的障碍，帮助学生顺利完成本单元的学习任务，提升学生的综合素养和创新能力。四、大主题或大概念设计本单元的大主题或大概念设计定为“科技人文融合创新：多学科视角下的创造与实践”。这一主题旨在通过探索STS、STEM及STEM+的发展历程，理解科技人文融合创新的理论基础；通过分析科技人文融合创新的结构要素和实现条件，掌握其一般过程和方法；通过具体项目的实践，体验科技人文融合创新的多学科融合特性，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、大单元目标叙写通用技术的核心素养目标：（一）技术意识：学生能够认识到科技人文融合创新的重要性，理解其在现代社会中的广泛应用和深远影响。培养学生对技术现象及技术问题的敏感性和洞察力，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，针对具体技术领域的问题进行要素分析和整体规划。培养学生的逻辑思维和问题解决能力，使其能够运用模拟和简易建模等方法进行设计。（三）创新设计：学生能够在明确问题的基础上，收集相关信息，运用多学科知识进行综合分析，提出创新性的设计方案。培养学生的批判性思维和创造性思维，鼓励其在设计中融入个人见解和创意。（四）图样表达：学生能够熟练掌握二维和三维设计软件，准确绘制设计图样，清晰表达设计意图。培养学生的空间想象能力和图形表达能力，使其能够用图样有效地沟通和交流设计想法。（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，进行模型制作和测试。培养学生的动手实践能力和团队协作能力，使其能够将设计意念转化为实际产品。六、大单元教学重点理解科技人文融合创新的理论基础：深入探讨STS、STEM及STEM+的发展历程和核心理念。分析科技人文融合创新的结构要素，包括科学、技术、工程、艺术、数学和社会等学科的融合。掌握科技人文融合创新的一般过程和方法：通过具体案例，引导学生经历从分析需求与明确问题、收集信息与构思方案到物化方案与表达交流的全过程。介绍并实践原始创新方法、改进创新方法（如奔驰法SCAMPER）和模仿创新方法（如逆向工程与标杆分析）。培养多学科融合的创新设计能力：鼓励学生在设计过程中综合运用多学科知识，进行跨学科的综合分析与创新。通过团队合作，提升学生的沟通协作能力和项目管理能力。七、大单元教学难点多学科知识的整合与应用：学生需要理解并掌握科学、技术、工程、艺术、数学和社会等多学科的基础知识，并能够在创新设计过程中灵活运用这些知识。引导学生跨越学科界限，形成综合性的创新思维，是教学的一大挑战。创新设计能力的培养：创新思维和设计能力的培养需要长期的实践和积累，难以在短时间内显著提升。如何激发学生的创新潜能，鼓励其勇于尝试和不断探索，是教学中的难点之一。物化能力的提升：将设计意念转化为实际产品需要较高的动手实践能力和团队协作能力。学生在模型制作和测试过程中可能会遇到各种技术难题和协作障碍，如何有效指导和帮助学生克服这些困难，提升物化能力，是教学的另一大挑战。教学策略与方法案例教学法：通过分析STS、STEM及STEM+的经典案例，帮助学生理解科技人文融合创新的理论基础和发展历程。结合具体的设计项目，引导学生经历科技人文融合创新的一般过程，体验多学科融合的创新设计。探究式学习：鼓励学生自主探究和合作学习，通过小组讨论、头脑风暴等方式激发创新思维。提供丰富的学习资源和工具支持学生的自主学习和实践探索。项目式学习：设计跨学科的综合项目任务，让学生在完成项目的过程中综合运用多学科知识进行创新设计。通过项目展示和评估，检验学生的学习成果和创新设计能力。实践教学法：安排充足的实践环节，如模型制作、测试与优化等，提升学生的物化能力。提供必要的技术指导和支持，帮助学生克服实践过程中的困难和挑战。评估与反馈过程性评价：关注学生在整个学习过程中的表现和参与度，及时给予反馈和指导。通过课堂观察、小组讨论、作业提交等方式收集过程性评价数据。作品评价：对学生的设计作品进行综合评价，包括创新性、实用性、美观性等方面。鼓励学生进行自我评价和同伴评价，培养批判性思维和自我反思能力。总结性评价：在单元结束时进行总结性评价，检验学生对科技人文融合创新理论的掌握程度和创新设计能力的提升情况。通过考试、项目汇报、作品展示等方式进行总结性评价。八、大单元整体教学思路教学目标设定本大单元教学以《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，以选择性必修10《科技人文融合创新专题》中的《第一单元科技人文融合创新概述》为教学内容，旨在通过本单元的学习，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。以下是详细的教学目标设定：（一）技术意识技术认知与态度：学生能够理解科技人文融合创新的基本概念及其重要性，认识到科学、技术、工程、艺术、数学和社会（STEAMS）多学科融合对技术创新和社会发展的推动作用。通过探寻STS、STEM及STEM+的发展历程，学生能够理解不同创新理念对科技发展的影响，形成对技术持续创新和发展趋势的敏锐洞察力。技术伦理与责任：学生能够分析科技人文融合创新过程中的伦理问题，理解并尊重知识产权，形成正确的技术使用伦理观和社会责任感。在科技人文融合创新项目中，学生能够关注技术的社会影响和环境影响，确保技术创新活动的可持续性和社会责任。（二）工程思维系统分析与设计：学生能够通过分析科技人文融合创新的结构要素，理解系统分析和比较权衡的方法，运用系统思维解决复杂工程问题。在明确创新项目需求的过程中，学生能够运用结构、流程、系统等原理，对问题进行整体规划和设计，提出创新性的解决方案。风险评估与决策：学生能够在收集信息和构思方案的过程中，进行风险评估和决策分析，确保创新项目的可行性和可靠性。通过迭代优化设计方案，学生能够综合考虑技术、经济、社会、环境等多方面因素，做出科学合理的工程决策。（三）创新设计问题发现与定义：学生能够通过观察和分析现实生活中的问题，发现并提出具有创新价值的科技人文融合创新项目主题。在明确项目需求的过程中，学生能够运用创新思维方法，将复杂问题转化为可操作的创新设计任务。方案构思与优化：学生能够运用跨学科知识，结合艺术、社会等视角，提出多种创新设计方案，并通过比较、权衡等方法选择最优方案。在方案物化过程中，学生能够不断迭代优化设计方案，确保创新成果的实用性和创新性。创新工具与方法应用：学生能够熟练使用各种创新工具，如设计软件、三维打印机、激光切割机等，将创新设计方案物化为具体产品。学生能够掌握并运用原始创新、改进创新和模仿创新等多种创新方法，提升创新设计的能力和效率。（四）图样表达技术语言运用：学生能够熟练掌握各种技术图样表达方式，如草图、三视图、机械加工图等，清晰准确地表达创新设计方案。在团队合作中，学生能够运用技术语言进行有效沟通，确保创新设计方案的准确传达和理解。设计文档编写：学生能够编写规范的设计文档，包括设计背景、需求分析、方案构思、图样表达、物化过程等内容，全面记录创新设计过程。通过设计文档的编写和分享，学生能够提升技术表达能力和团队协作精神。（五）物化能力材料选择与加工：学生能够根据创新设计方案的要求，选择合适的材料和工具，掌握材料的加工方法和工艺流程。在物化过程中，学生能够运用所学知识和技能，独立完成模型或产品的成型制作和装配调试。测试与优化：学生能够对物化成果进行测试和评估，分析存在的问题并提出改进措施，不断优化创新设计方案和物化过程。通过测试和优化，学生能够提升问题解决能力和创新能力，确保创新成果的实用性和可靠性。教学重点与难点教学重点：科技人文融合创新的理论基础和发展历程。科技人文融合创新的结构要素和实现条件。创新设计方案的构思、图样表达和物化过程。教学难点：如何引导学生跨学科思考，综合运用STEAMS学科知识解决实际问题。如何培养学生的创新设计能力和图样表达能力，使其能够独立完成创新项目。如何在物化过程中提升学生的实践操作能力和问题解决能力。教学策略与方法情境教学：创设真实的问题情境，引导学生发现并提出创新项目主题，激发其创新兴趣和动力。通过情境模拟和角色扮演等方式，让学生在模拟环境中体验创新设计和物化过程。项目式学习：以项目为载体，组织学生开展跨学科的创新设计活动，培养其综合运用STEAMS学科知识的能力。通过项目实施过程中的团队合作和交流分享，提升学生的团队协作能力和创新精神。案例教学：选取典型的科技人文融合创新案例进行分析和讨论，帮助学生理解创新设计的基本原理和方法。通过案例分析引导学生总结归纳创新设计的经验和教训，提升其问题解决能力和创新能力。实践操作：提供丰富的创新工具和材料供学生使用和实践操作，培养其物化能力和实践操作能力。组织学生进行创新项目的物化制作和测试评估活动，让其在实践中发现问题、解决问题并优化设计方案。学业评价本大单元的学业评价将注重过程性评价与终结性评价相结合，采用多样化的评价方式全面考察学生的通用技术核心素养。具体评价内容包括：技术意识评价：考察学生对科技人文融合创新理念的理解程度及其对技术伦理和社会责任的认识。通过案例分析、讨论交流等方式评价学生的技术认知与态度。工程思维评价：考察学生在系统分析、设计规划、风险评估和决策等方面的能力。通过创新项目的设计方案、图样表达和物化过程等评价学生的工程思维能力。创新设计评价：考察学生在问题发现、方案构思、图样表达和方案优化等方面的创新能力。通过创新项目的主题选择、方案设计、图样表达和物化成果等评价学生的创新设计能力。图样表达评价：考察学生运用技术语言进行图样表达的能力和设计文档的编写能力。通过学生的设计图样、设计文档等评价其图样表达能力。物化能力评价：考察学生在材料选择、加工制作、测试评估等方面的物化能力。通过创新项目的物化成果、测试报告等评价学生的物化能力。通过以上教学思路的设计和实施，旨在全面提升学生的通用技术核心素养，培养其成为具有创新精神和实践能力的新时代人才。九、学业评价一、教学目标通过本章《科技人文融合创新专题》的教学，旨在使学生全面理解科技人文融合创新的理论基础、一般过程及常用方法，通过案例分析、项目实践和团队合作，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，提升学生的综合素养和创新能力，为将来的学习、工作和生活打下坚实的基础。二、学习目标技术意识：理解科技人文融合创新的概念及其重要性，认识到科技与社会、文化、环境之间的紧密联系。通过对STS、STEM及STEM+发展历程的探寻，增强对科技发展和社会影响的认识。工程思维：分析科技人文融合创新的结构要素，理解不同学科在创新过程中的作用及其相互关系。探究科技人文融合创新的实现条件，学会运用系统分析和比较权衡的方法进行工程决策。创新设计：掌握科技人文融合创新的一般过程，包括分析需求与明确问题、收集信息与构思方案、物化方案与表达交流。通过实际案例，体验原始创新方法、改进创新方法（奔驰法）和模仿创新方法（逆向工程与标杆分析）在创新设计中的应用。图样表达：学习并运用图形样式对技术对象进行可视化的描述和交流，掌握常见技术图样的识读和绘制方法。在创新设计过程中，能够运用图样表达设计构想，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：通过实际操作，掌握将创新设计转化为实际产品的基本方法和技能。了解新材料、新工艺、新设备在创新物化过程中的应用，提升解决实际问题的能力。三、评价目标设定（一）技术意识评价目标：学生能够准确阐述科技人文融合创新的概念，理解其在现代社会中的重要性，并能结合具体案例分析科技发展对社会、文化、环境的影响。评价方式：通过课堂讨论、案例分析报告和小组辩论等形式进行评价。（二）工程思维评价目标：学生能够系统分析科技人文融合创新的结构要素，理解不同学科在创新过程中的作用及其相互关系，并能运用系统分析和比较权衡的方法进行工程决策。评价方式：通过项目分析报告、系统结构图和设计决策文档等形式进行评价。（三）创新设计评价目标：学生能够掌握科技人文融合创新的一般过程，包括分析需求与明确问题、收集信息与构思方案、物化方案与表达交流，并能运用多种创新方法进行设计。评价方式：通过创新设计报告、设计草图、模型制作和演示汇报等形式进行评价。（四）图样表达评价目标：学生能够准确识读和绘制常见技术图样，能够运用图样表达设计构想，实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。评价方式：通过图样表达作业、设计文档和技术交流展示等形式进行评价。（五）物化能力评价目标：学生能够掌握将创新设计转化为实际产品的基本方法和技能，了解新材料、新工艺、新设备在创新物化过程中的应用，能够解决实际物化过程中遇到的问题。评价方式：通过物化作品展示、物化过程记录和问题解决报告等形式进行评价。四、学业评价内容与方式（一）课堂表现评价评价内容：学生在课堂上的参与度、合作精神、问题解决能力和创新思维等。评价方式：教师观察记录、小组互评和自我评价相结合。（二）案例分析评价评价内容：学生对STS、STEM及STEM+发展历程的理解和分析能力。评价方式：案例分析报告、课堂讨论和小组汇报。（三）项目实践评价评价内容：学生在创新设计、图样表达和物化能力等方面的综合表现。评价方式：创新设计报告、设计草图、模型制作、物化作品展示和问题解决报告等。（四）团队合作评价评价内容：学生在团队合作中的沟通能力、协作能力和领导能力。评价方式：团队合作记录、小组互评和教师评价相结合。（五）自我评价与反思评价内容：学生对自身学习过程的反思和总结，以及对未来学习方向的规划。评价方式：学习日志、自我反思报告和未来发展计划等。五、学业评价的实施（一）建立多元化评价体系结合技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个维度，建立多元化评价体系，确保评价的全面性和公正性。（二）注重过程性评价在学业评价过程中，注重对学生学习过程的跟踪和评价，及时发现和解决问题，促进学生的持续发展。（三）强化实践性评价通过项目实践、案例分析等方式，强化实践性评价，使学生能够在实际操作中提升能力、锻炼技能。（四）鼓励自我评价与反思鼓励学生进行自我评价和反思，培养学生的自主学习能力和自我发展能力，为学生的终身学习奠定基础。六、学业评价案例案例一：科技人文融合创新项目实践评价项目名称：自制阳台种植温箱评价目标：技术意识：学生能够理解科技人文融合创新的概念及其在阳台种植温箱项目中的应用。工程思维：学生能够系统分析阳台种植温箱的结构要素和设计需求，制定合理的设计方案。创新设计：学生能够运用多种创新方法进行阳台种植温箱的设计，包括原始创新、改进创新和模仿创新等。图样表达：学生能够准确绘制阳台种植温箱的设计图样，并进行有效的技术交流。物化能力：学生能够掌握阳台种植温箱的物化过程，解决实际物化过程中遇到的问题。评价方式：创新设计报告：评价学生的创新设计思路、方案可行性和多学科融合能力。设计草图：评价学生的图样表达能力，包括图样的准确性、完整性和规范性。模型制作：评价学生的物化能力，包括材料选择、工具使用、加工精度和成品质量等。问题解决报告：评价学生在物化过程中解决问题的能力，包括问题识别、分析、解决和反思等。演示汇报：评价学生的项目展示能力，包括汇报内容的完整性、条理性和创新性等。案例二：团队合作评价评价目标：评价学生在团队合作中的沟通能力、协作能力和领导能力。评价方式：团队合作记录：记录学生在团队合作过程中的表现，包括任务分配、进度跟踪、问题解决和成果共享等。小组互评：小组成员之间进行相互评价，评价彼此在团队合作中的贡献和表现。教师评价：教师根据学生在团队合作中的整体表现进行评价，包括团队合作精神、协作能力和领导能力等。通过以上学业评价的设计和实施，可以全面、客观地评价学生在《科技人文融合创新专题》课程中的学习情况，促进学生的全面发展和创新能力的提升。十、大单元实施思路及教学结构图1.大单元实施思路本单元以“科技人文融合创新”为核心，旨在通过一系列教学活动，引导学生理解科技人文融合创新的理论基础、结构要素、实现条件以及一般过程，并体验科技人文融合创新的常用方法。整个单元的实施将围绕以下几个关键步骤展开：理论导入：通过介绍STS、STEM及STEM+的发展历程，帮助学生理解科技人文融合创新的理论基础。结构分析：分析科技人文融合创新的结构要素，明确科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科在创新过程中的作用。条件探究：探究科技人文融合创新的实现条件，包括创新主体的素养、团队合作的重要性以及社会主义核心价值观的践行。过程体验：通过模拟科技人文融合创新的一般过程，包括分析需求与明确问题、收集信息与构思方案、物化方案与表达交流，让学生亲身体验创新的全过程。方法实践：实践科技人文融合创新的常用方法，包括原始创新方法、改进创新方法（奔驰法）和模仿创新方法（逆向工程与标杆分析），提升学生的创新能力。2.教学目标设定（一）技术意识学生能够理解技术与人、自然、社会的关系，形成对科技人文融合创新的初步认识。学生能够分析科技人文融合创新对社会、环境、文化等方面的影响，形成正确的技术观和生态文明观。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别科技人文融合创新过程中的问题和挑战，提出解决方案。学生能够理解并应用工程思维，对创新方案进行优化和评估。（三）创新设计学生能够基于真实问题情境，提出具有创新性的解决方案，并进行方案构思和设计。学生能够运用多学科知识，进行跨学科的创新设计，提升综合创新能力。（四）图样表达学生能够运用技术图样表达设计构想，包括手绘草图、二维和三维设计软件等。学生能够识读和理解复杂的技术图样，提升技术语言的运用能力。（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开发。学生能够掌握基本的加工工艺和测试方法，对创新成果进行验证和优化。3.教学结构图科技人文融合创新专题|+++|||理论基础结构要素实现条件|||STS、STEM、STEM+科学、技术、工程、艺术、数学、社会创新主体素养||发展历程团队合作||分析需求与明确问题社会主义核心价值观||收集信息与构思方案一般过程||物化方案与表达交流常用方法||原始创新方法奔驰法||模仿创新方法逆向工程与标杆分析4.具体教学实施步骤第一步：理论导入（2课时）教学目标：引导学生理解STS、STEM及STEM+的发展历程。帮助学生认识科技人文融合创新的理论基础。教学活动：讲授与讨论：教师介绍STS、STEM及STEM+的概念和发展历程，引导学生讨论这些理念对科技教育和社会发展的影响。案例分析：分析具体案例，如美国多诺拉烟雾事件、电冰箱的发明历程等，让学生理解科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科在创新过程中的作用。作业布置：阅读相关文献，撰写一篇关于STS、STEM及STEM+发展历程的小论文。第二步：结构分析（2课时）教学目标：分析科技人文融合创新的结构要素。理解各学科在创新过程中的相互作用。教学活动：小组讨论：学生分组讨论科技人文融合创新的结构要素，包括科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科的作用。案例分析：分析电动平衡车、植物培养箱等案例，探讨这些产品在设计、生产、销售过程中涉及的各学科知识。作业布置：绘制科技人文融合创新的结构图，标注各学科要素及其相互作用。第三步：条件探究（2课时）教学目标：探究科技人文融合创新的实现条件。理解创新主体的素养、团队合作的重要性以及社会主义核心价值观的践行。教学活动：专题讲座：邀请行业专家或校友分享科技人文融合创新的经验和心得。小组讨论：学生分组讨论创新主体的素养要求、团队合作的重要性以及如何践行社会主义核心价值观。作业布置：撰写一篇关于科技人文融合创新实现条件的报告，包括创新主体的素养、团队合作和社会主义核心价值观的践行。第四步：过程体验（4课时）教学目标：体验科技人文融合创新的一般过程。提升分析问题和解决问题的能力。教学活动：模拟项目：选择一个与科技人文融合创新相关的模拟项目，如“自制阳台种植温箱”。分组实施：学生分组进行项目分析、信息收集、方案构思、模型制作和表达交流。中期检查：各小组汇报项目进展，教师和同学提出反馈意见。作业布置：完成项目报告，包括项目背景、分析过程、设计方案、模型制作和表达交流等内容。第五步：方法实践（4课时）教学目标：实践科技人文融合创新的常用方法。提升跨学科创新能力和物化能力。教学活动：原始创新方法：引导学生体验原始创新方法，如发明车轮的案例分析。改进创新方法：实践奔驰法（SCAMPER），对已有产品进行改进创新。模仿创新方法：通过逆向工程和标杆分析，进行模仿创新实践。作业布置：提交一份创新设计方案，包括原始创新、改进创新和模仿创新的内容。制作创新产品的模型或原型，并进行测试和优化。第六步：总结与展示（2课时）教学目标：总结整个单元的学习成果。展示创新项目，分享学习经验。教学活动：成果展示：各小组展示创新项目的模型或原型，介绍设计思路、制作过程和创新点。经验分享：学生分享在学习过程中的收获和体会，教师进行总结和点评。作业布置：撰写一份单元学习总结报告，反思学习过程中的不足和改进方向。通过以上教学实施步骤，学生将全面理解科技人文融合创新的理论基础、结构要素、实现条件以及一般过程，并亲身体验科技人文融合创新的常用方法，提升跨学科创新能力和物化能力。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定通过本单元的教学，旨在培养学生的通用技术核心素养，具体目标如下：（一）技术意识理解技术与社会的关系：学生能够认识到科技人文融合创新在现代社会中的重要性和价值，理解其对经济、文化、环境等多方面的影响。关注技术发展动态：学生能够关注创新工具与技术的发展趋势，理解创新工具在提高生产效率和生活质量中的作用，并具备初步的技术预见能力。形成正确的技术观：学生能够形成正确的技术使用观念，理解技术伦理和道德责任，能够合理、安全地使用创新工具和技术。（二）工程思维系统分析与优化：学生能够运用系统分析的方法，对科技人文融合创新项目进行整体规划和优化，识别并解决项目实施过程中的问题和风险。跨学科整合能力：学生能够理解科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科在创新过程中的相互作用，并具备跨学科整合的能力。决策与评估能力：学生能够基于工程思维，对创新方案进行综合评估和决策，考虑材料、工艺、成本、环境等多种因素。（三）创新设计创新思维能力：学生能够基于真实问题情境，提出具有创新性的解决方案，并运用创造性思维和方法对方案进行优化。跨学科设计能力：学生能够综合运用多学科知识，进行跨学科的创新设计，提升综合创新能力。用户体验导向：学生在设计过程中注重用户体验和实用性，提高设计作品的市场竞争力。（四）图样表达技术图样绘制能力：学生能够熟练使用二维和三维设计软件，绘制创新工具和设计图纸，清晰、准确地表达设计方案。技术语言运用能力：学生能够用准确、清晰的技术语言描述设计方案和制作过程，与他人进行有效的沟通和交流。（五）物化能力模型制作与装配：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行创新工具的制作和装配，确保作品的质量和性能。测试与调试能力：学生能够掌握测试与调试的方法，对创新作品进行测试和调试，解决制作和装配过程中的问题，提高作品的可靠性和稳定性。成果展示与交流：学生能够总结和展示创新成果，进行交流和评价，提升自信心和成就感。二、大情境与大任务创设（一）大情境设定随着科技的飞速发展，创新已成为推动社会进步的重要动力。在这样一个时代背景下，科技人文融合创新成为了一个重要的课题。本单元以大情境“未来智慧城市的建设”为背景，通过探寻STS、STEM及STEM+的发展历程，分析科技人文融合创新的结构要素和实现条件，以及体验科技人文融合创新的一般过程和常用方法，引导学生深入理解创新的重要性，并培养他们的创新能力和实践能力。在未来智慧城市的建设中，需要综合运用科学、技术、工程、艺术、数学和社会等多学科的知识与方法，解决城市规划、交通管理、环境保护、公共服务等多方面的问题。学生将置身于这一大情境中，通过完成一系列的任务和挑战，逐步掌握科技人文融合创新的核心素养。（二）大任务创设任务一：探寻STS、STEM及STEM+的发展历程任务目标：学生能够简要说出国际上STS、STEM及STEM+项目理念的发展历程。学生能够理解STS、STEM及STEM+在科技教育和社会发展中的重要性。任务内容：资料搜集与分析：学生分组搜集关于STS、STEM及STEM+发展历程的相关资料，包括历史背景、核心理念、发展阶段等。学生整理并分析搜集到的资料，总结STS、STEM及STEM+在不同阶段的特点和贡献。案例研究：学生选择一两个典型的STS、STEM或STEM+案例进行深入研究，分析其在科技教育和社会发展中的作用和影响。成果展示：学生以PPT、海报等形式展示研究成果，包括STS、STEM及STEM+的发展历程、核心理念以及案例研究等。任务二：分析科技人文融合创新的结构要素任务目标：学生能够通过案例分析，比较和分析科学、技术、工程、艺术、数学、社会各学科之间的区别与联系。学生能够理解科技人文融合创新的结构要素，体会多学科融合创新的重要性。任务内容：学科分析：学生分组选择科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科中的一个或几个进行深入分析，理解其核心概念、发展历程以及在现代社会中的应用。案例研究：学生选择一两个科技人文融合创新的典型案例（如智能家居、智能交通、绿色建筑等），分析其中涉及的学科要素以及它们之间的相互作用。结构图绘制：学生根据案例分析的结果，绘制科技人文融合创新的结构图，展示各学科要素之间的关系和作用。成果展示：学生以PPT、海报等形式展示学科分析和案例研究的结果，以及绘制的结构图。任务三：探究科技人文融合创新的实现条件任务目标：学生能够明确从事科技人文融合创新项目活动的基础条件。学生能够理解工具、材料、图样、工艺、试验等技术要素在科技人文融合创新中的作用。任务内容：条件分析：学生分组分析从事科技人文融合创新项目活动需要具备哪些基础条件，包括团队素质、技术储备、设备设施等。技术要素研究：学生研究工具、材料、图样、工艺、试验等技术要素在科技人文融合创新中的作用和应用场景。方案制定：学生基于条件分析和技术要素研究的结果，制定一个科技人文融合创新项目的初步方案，包括项目目标、实施步骤、预期成果等。成果展示：学生以PPT、海报等形式展示条件分析、技术要素研究和项目方案制定的结果。任务四：体验科技人文融合创新的一般过程任务目标：学生能够体验科技人文融合创新的一般过程，包括分析需求与明确问题、收集信息与构思方案、物化方案与表达交流等阶段。学生能够提升分析问题和解决问题的能力。任务内容：需求分析与问题明确：学生选择一个与未来智慧城市建设相关的创新项目（如智能垃圾分类系统、智能交通信号灯系统等），进行需求分析，明确需要解决的问题和目标。信息收集与方案设计：学生通过查阅文献、实地调研等方式收集相关信息，构思解决方案，并绘制设计图纸和技术图样。物化方案与制作：学生根据设计方案选择合适的材料和工具进行创新工具的制作和装配。测试与优化：学生对制作完成的创新作品进行测试和调试，发现并解决问题，优化作品性能。成果展示与交流：学生以PPT、视频等形式展示创新成果，进行交流和评价。任务五：体验科技人文融合创新的常用方法任务目标：学生能够体验科技人文融合创新的常用方法，包括原始创新方法、改进创新方法（奔驰法）和模仿创新方法（逆向工程与标杆分析）。学生能够提升跨学科创新能力和物化能力。任务内容：原始创新方法体验：学生选择一个简单的创新项目（如自制简易风力发电机），运用原始创新方法进行设计和制作。改进创新方法体验：学生选择一个已有的创新作品（如市场上的智能家居产品），运用奔驰法进行改进和创新。模仿创新方法体验：学生选择一个典型的创新产品（如无人机），运用逆向工程和标杆分析的方法进行模仿和创新。成果展示与交流：学生以PPT、视频等形式展示创新成果，分享创新方法和心得体会，进行交流和评价。通过以上大任务的创设和实施，学生将能够深入理解科技人文融合创新的理论基础、结构要素和实现条件，体验创新的一般过程和常用方法，提升通用技术核心素养。学生还将在实践过程中培养团队合作、问题解决和创新能力，为未来的科技创新活动打下坚实的基础。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：科技人文融合创新专题课时设计：第一课时：理论导入教学内容：介绍STS、STEM及STEM+的发展历程，帮助学生理解科技人文融合创新的理论基础。第二课时：结构分析教学内容：分析科技人文融合创新的结构要素，理解各学科在创新过程中的作用。第三课时：条件探究教学内容：探究科技人文融合创新的实现条件，包括创新主体的素养、团队合作的重要性以及社会主义核心价值观的践行。第四至第七课时：过程体验教学内容：通过模拟科技人文融合创新的一般过程，包括分析需求与明确问题、收集信息与构思方案、物化方案与表达交流，让学生亲身体验创新的全过程。第八至第十一课时：方法实践教学内容：实践科技人文融合创新的常用方法，包括原始创新方法、改进创新方法（奔驰法）和模仿创新方法（逆向工程与标杆分析）。第十二课时：总结与展示教学内容：总结整个单元的学习成果，展示创新项目，分享学习经验。（二）学习目标技术意识学生能够理解技术与人、自然、社会的关系，形成对科技人文融合创新的初步认识。学生能够分析科技人文融合创新对社会、环境、文化等方面的影响，形成正确的技术观和生态文明观。工程思维学生能够运用系统分析的方法，识别科技人文融合创新过程中的问题和挑战，提出解决方案。学生能够理解并应用工程思维，对创新方案进行优化和评估。创新设计学生能够基于真实问题情境，提出具有创新性的解决方案，并进行方案构思和设计。学生能够运用多学科知识，进行跨学科的创新设计，提升综合创新能力。图样表达学生能够运用技术图样表达设计构想，包括手绘草图、二维和三维设计软件等。学生能够识读和理解复杂的技术图样，提升技术语言的运用能力。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开发。学生能够掌握基本的加工工艺和测试方法，对创新成果进行验证和优化。（三）评价任务理论导入评价评价学生是否理解STS、STEM及STEM+的发展历程及其与科技人文融合创新的关系。通过小论文形式评价学生对科技人文融合创新理论基础的掌握情况。结构分析评价评价学生是否准确分析科技人文融合创新的结构要素及各学科在创新过程中的作用。通过绘制的科技人文融合创新结构图进行评价。条件探究评价评价学生是否理解科技人文融合创新的实现条件，包括创新主体的素养、团队合作的重要性及社会主义核心价值观的践行。通过撰写的报告评价学生对实现条件的理解和分析能力。过程体验评价评价学生是否通过模拟项目体验了科技人文融合创新的一般过程。通过项目报告评价学生在分析需求、收集信息、构思方案、物化方案及表达交流等方面的能力。方法实践评价评价学生是否掌握了原始创新方法、改进创新方法（奔驰法）和模仿创新方法（逆向工程与标杆分析）。通过提交的创新设计方案和制作的模型或原型进行评价。总结与展示评价评价学生是否全面总结了整个单元的学习成果。通过展示的创新项目和分享的学习经验评价学生的综合能力和表达能力。（四）学习过程理论导入活动一：讲授与讨论教师介绍STS、STEM及STEM+的概念和发展历程。引导学生讨论这些理念对科技教育和社会发展的影响。活动二：案例分析分析具体案例，如美国多诺拉烟雾事件、电冰箱的发明历程等。让学生理解科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科在创新过程中的作用。作业布置：阅读相关文献，撰写一篇关于STS、STEM及STEM+发展历程的小论文。结构分析活动一：小组讨论学生分组讨论科技人文融合创新的结构要素。分析各学科在创新过程中的相互作用。活动二：案例分析分析电动平衡车、植物培养箱等案例。探讨这些产品在设计、生产、销售过程中涉及的各学科知识。作业布置：绘制科技人文融合创新的结构图，标注各学科要素及其相互作用。条件探究活动一：专题讲座邀请行业专家或校友分享科技人文融合创新的经验和心得。活动二：小组讨论学生分组讨论创新主体的素养要求、团队合作的重要性以及如何践行社会主义核心价值观。作业布置：撰写一篇关于科技人文融合创新实现条件的报告。过程体验活动一：模拟项目选择一个与科技人文融合创新相关的模拟项目，如“自制阳台种植温箱”。活动二：分组实施学生分组进行项目分析、信息收集、方案构思、模型制作和表达交流。活动三：中期检查各小组汇报项目进展，教师和同学提出反馈意见。作业布置：完成项目报告。方法实践活动一：原始创新方法引导学生体验原始创新方法，如发明车轮的案例分析。活动二：改进创新方法实践奔驰法（SCAMPER），对已有产品进行改进创新。活动三：模仿创新方法通过逆向工程和标杆分析，进行模仿创新实践。作业布置：提交一份创新设计方案，制作创新产品的模型或原型。总结与展示活动一：成果展示各小组展示创新项目的模型或原型，介绍设计思路、制作过程和创新点。活动二：经验分享学生分享在学习过程中的收获和体会，教师进行总结和点评。作业布置：撰写一份单元学习总结报告。（五）作业与检测理论导入作业阅读相关文献，撰写一篇关于STS、STEM及STEM+发展历程的小论文。结构分析作业绘制科技人文融合创新的结构图，标注各学科要素及其相互作用。条件探究作业撰写一篇关于科技人文融合创新实现条件的报告。过程体验作业完成项目报告，包括项目背景、分析过程、设计方案、模型制作和表达交流等内容。方法实践作业提交一份创新设计方案，包括原始创新、改进创新和模仿创新的内容。制作创新产品的模型或原型。总结与展示作业撰写一份单元学习总结报告，反思学习过程中的不足和改进方向。（六）学后反思个人反思回顾整个单元的学习过程，思考自己在技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力等方面的提升。总结在科技人文融合创新过程中的收获和体会，反思存在的不足和改进方向。小组反思小组讨论在模拟项目中的合作经历，总结团队合作的重要性和经验。分享在创新设计、模型制作和表达交流中的成功经验和遇到的问题，探讨解决方案。教师反思教师对整个单元的教学过程进行反思，总结教学策略的有效性。分析学生在各个环节中的表现，思考如何进一步提升学生的核心素养和综合能力。针对存在的问题和不足，提出改进措施和建议，为今后的教学提供参考。十三、学科实践与跨学科学习设计一、引言根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，通用技术课程应致力于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。本次学科实践与跨学科学习设计以苏教版高中通用技术选择性必修10《科技人文融合创新专题》第一单元的教学内容为基础，通过“科技人文融合创新”这一核心主题，引导学生综合运用科学、技术、工程、艺术、数学和社会等多学科知识与方法，进行跨学科学习与实践，旨在全面提升学生的通用技术核心素养。二、教学目标通过本单元的学习，学生应达到以下教学目标：技术意识：学生能够理解科技人文融合创新对社会、环境、文化等方面的影响，形成正确的技术观和生态文明观。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别科技人文融合创新过程中的问题和挑战，提出解决方案，并进行优化和评估。创新设计：学生能够基于真实问题情境，提出具有创新性的解决方案，并运用多学科知识进行跨学科的创新设计。图样表达：学生能够运用技术图样表达设计构想，包括手绘草图、二维和三维设计软件等，提升技术语言的运用能力。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开发，掌握基本的加工工艺和测试方法。三、学习目标理解科技人文融合创新的理论基础：能够简要说出STS、STEM及STEM+项目理念的发展历程。理解科技人文融合创新的结构要素，包括科学、技术、工程、艺术、数学、社会各学科在创新过程中的作用。明确从事科技人文融合创新项目活动的基础条件，知道工具、材料、图样、工艺、试验等技术要素在创新中的作用。体验科技人文融合创新的一般过程：能够分析需求与明确问题，提出创新项目需要解决的核心问题。掌握收集信息与构思方案的方法，能够运用多学科知识进行跨学科的创新设计。能够物化方案并进行表达交流，制作创新产品的模型或原型，并进行测试和优化。实践科技人文融合创新的常用方法：能够感受原始创新方法，提出具有原创性的解决方案。体验改进创新方法（奔驰法），对已有产品进行改进创新。实践模仿创新方法（逆向工程与标杆分析），进行模仿创新实践。四、作业目标设定技术意识：分析科技人文融合创新案例，撰写一篇小论文，探讨其对社会、环境、文化等方面的影响。收集并整理科技人文融合创新的相关资料，制作一份展示科技人文融合创新重要性的PPT。工程思维：针对一个科技人文融合创新项目，进行系统分析，提出可能的问题和挑战，并设计解决方案。对提出的解决方案进行优化和评估，撰写一份项目优化报告。创新设计：基于真实问题情境，提出一个具有创新性的解决方案，并绘制设计方案草图。运用多学科知识进行跨学科的创新设计，撰写一份详细的设计方案报告。图样表达：使用二维和三维设计软件，绘制创新产品的设计图纸和装配图。制作创新产品的手工草图，并用技术语言描述设计构想。物化能力：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作创新产品的模型或原型。对制作的模型或原型进行测试和优化，撰写测试报告和优化方案。五、学科实践与跨学科学习设计（一）任务一：探寻STS、STEM及STEM+的发展历程活动设计：小组讨论：学生分组讨论STS、STEM及STEM+的概念和发展历程，每组负责一个主题（如STS的起源与发展、STEM的特点与应用、STEM+的融合与创新）。案例分析：选取美国多诺拉烟雾事件、电冰箱的发明历程等案例，分析科学、技术、社会、工程、数学和艺术在其中的作用。成果展示：每组制作PPT或海报，展示讨论成果，并进行班级分享。跨学科整合：科学：分析环境污染事件的成因及科学原理。技术：探讨电冰箱的技术发展历程及其对社会生活的影响。社会：讨论科技发展对社会结构、生活方式和文化观念的影响。工程：研究电冰箱的工程设计问题及其解决方案。数学：运用数学工具进行数据分析，评估科技人文融合创新的效益。艺术：从美学角度评价科技产品的外观设计。（二）任务二：分析科技人文融合创新的结构要素活动设计：结构图绘制：学生分组绘制科技人文融合创新的结构图，标注科学、技术、工程、艺术、数学和社会等学科要素及其相互作用。案例分析：选取电动平衡车、植物培养箱等案例，分析其中涉及的各学科知识及其融合方式。角色扮演：学生分别扮演科学家、工程师、艺术家、数学家和社会学家等角色，模拟科技人文融合创新的过程。跨学科整合：科学：研究电动平衡车的工作原理和植物培养箱的光合作用原理。技术：探讨电动平衡车的控制技术和植物培养箱的温湿度控制技术。工程：设计电动平衡车的结构和植物培养箱的制造工艺。数学：运用数学模型优化电动平衡车的稳定性和植物培养箱的效率。艺术：从外观设计上提升电动平衡车和植物培养箱的吸引力。社会：考虑电动平衡车和植物培养箱的市场需求和社会影响。（三）任务三：探究科技人文融合创新的实现条件活动设计：专题讲座：邀请行业专家或校友分享科技人文融合创新的经验和心得，强调创新主体的素养、团队合作的重要性以及社会主义核心价值观的践行。小组讨论：学生分组讨论创新主体的素养要求、团队合作的重要性以及如何在创新实践中践行社会主义核心价值观。案例分析：选取“天宫”系列工程等案例，分析团队合作在创新中的作用。跨学科整合：科学：研究团队合作中的科学管理方法。技术：探讨团队合作中的技术应用和协调机制。工程：设计团队合作的流程和标准。数学：运用数学模型评估团队合作的效率和效果。艺术：从团队文化角度提升合作氛围的和谐性。社会：强调团队合作在社会发展中的重要作用。（四）任务一：分析需求与明确问题活动设计：模拟项目：选择一个与科技人文融合创新相关的模拟项目，如“自制阳台种植温箱”。需求分析：引导学生分析项目的功能需求、性能需求和创新目标。问题明确：通过小组讨论，明确创新项目需要解决的核心问题。跨学科整合：科学：研究植物生长的科学原理及其对温箱设计的需求。技术：探讨温箱的技术实现方式和材料选择。工程：设计温箱的结构和工艺流程。数学：运用数学工具进行温箱尺寸和性能的计算。艺术：从美观和实用性角度优化温箱设计。社会：考虑温箱的市场需求和用户反馈。（五）任务二：收集信息与构思方案活动设计：信息检索：引导学生通过网络、图书馆等途径收集与项目相关的信息。方案构思：运用多学科知识进行方案构思，提出多种解决方案。质量屋分析：使用质量屋工具将用户需求转化为工程措施，确定最佳方案。跨学科整合：科学：研究温箱设计中涉及的科学原理和技术难题。技术：探讨温箱制作中的新材料和新工艺。工程：设计温箱的详细结构和装配流程。数学：运用数学模型进行温箱性能的预测和优化。艺术：从外观设计上提升温箱的吸引力。社会：考虑温箱的社会影响和用户接受度。（六）任务三：物化方案与表达交流活动设计：模型制作：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作温箱的模型或原型。测试优化：对模型或原型进行测试，记录数据并进行分析，优化设计方案。成果展示：制作项目报告和PPT，进行班级展示和交流。跨学科整合：科学：验证温箱设计的科学性和有效性。技术：掌握温箱制作中的关键技术和工艺流程。工程：优化温箱的结构和性能参数。数学：运用数学工具进行数据处理和分析。艺术：提升温箱的外观设计和用户体验。社会：收集用户反馈，评估温箱的市场潜力。（七）任务一：感受原始创新方法活动设计：案例分析：以发明车轮为例，分析原始创新方法的本质和特点。创意激发：通过头脑风暴等方式，激发学生的原创性思维。方案提出：引导学生提出具有原创性的解决方案。跨学科整合：科学：研究原始创新方法的科学原理和应用场景。技术：探讨原始创新在技术领域的应用和挑战。工程：设计原始创新方案的工程实现路径。数学：运用数学工具评估原始创新方案的可行性和效果。艺术：从美学角度提升原始创新方案的创新性和吸引力。社会：考虑原始创新方案的社会影响和市场前景。（八）任务二：体验改进创新方法——奔驰法(SCAMPER)活动设计：方法介绍：讲解奔驰法（SCAMPER）的七种改进方向。案例分析：以现代车轮的改进为例，分析奔驰法的应用。实践体验：选取一个已有产品进行改进创新实践。跨学科整合：科学：研究改进创新方法的科学原理和应用场景。技术：探讨改进创新在技术领域的应用和挑战。工程：设计改进创新方案的工程实现路径。数学：运用数学工具评估改进创新方案的可行性和效果。艺术：从美学角度提升改进创新方案的创新性和吸引力。社会：考虑改进创新方案的社会影响和市场前景。（九）任务三：体验模仿创新方法——逆向工程与标杆分析活动设计：方法讲解：介绍逆向工程和标杆分析的基本原理和步骤。案例分析：选取一个成功案例进行逆向工程和标杆分析。实践体验：选取一个产品进行逆向工程和标杆分析实践。跨学科整合：科学：研究逆向工程和标杆分析的科学原理和应用场景。技术：探讨逆向工程和标杆分析在技术领域的应用和挑战。工程：设计逆向工程和标杆分析结果的工程实现路径。数学：运用数学工具评估逆向工程和标杆分析结果的可行性和效果。艺术：从美学角度提升模仿创新方案的创新性和吸引力。社会：考虑模仿创新方案的社会影响和市场前景。六、总结与展望通过本单元的学科实践与跨学科学习设计，学生将全面理解科技人文融合创新的理论基础、结构要素和实现条件，体验科技人文融合创新的一般过程和常用方法。在跨学科学习中，学生将综合运用科学、技术、工程、艺术、数学和社会等多学科知识与方法，进行创新设计与实践，从而全面提升通用技术核心素养。学生将能够更好地适应社会发展的需求，成为具有创新精神和实践能力的复合型人才。十四、大单元作业设计一、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，结合苏教版高中通用技术选择性必修10《科技人文融合创新专题》中《第一单元科技人文融合创新概述》的教学内容，本单元的教学目标设定如下：技术意识：学生能够理解技术与人、自然、社会的关系，形成对科技人文融合创新的初步认识；能够分析科技人文融合创新对社会、环境、文化等方面的影响，形成正确的技术观和生态文明观。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，识别科技人文融合创新过程中的问题和挑战，提出解决方案；能够理解并应用工程思维，对创新方案进行优化和评估。创新设计：学生能够基于真实问题情境，提出具有创新性的解决方案，并进行方案构思和设计；能够运用多学科知识，进行跨学科的创新设计，提升综合创新能力。图样表达：学生能够运用技术图样表达设计构想，包括手绘草图、二维和三维设计软件等；能够识读和理解复杂的技术图样，提升技术语言的运用能力。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；能够对模型或产品进行技术测试和优化，提升物化能力。二、作业目标设定本单元作业设计旨在全面促进学生核心素养的发展，具体目标包括以下几个方面：技术意识：通过查阅资料和案例分析，加深对科技人文融合创新的理解，形成正确的技术观和生态文明观。工程思维：通过系统分析科技人文融合创新过程中的问题和挑战，提出解决方案，并优化和评估创新方案。创新设计：基于真实问题情境，提出创新性解决方案，并运用多学科知识进行跨学科的创新设计。图样表达：运用技术图样表达设计构想，识读和理解复杂技术图样，提升技术语言运用能力。物化能力：选择合适的材料和工具进行模型制作和装配，对模型或产品进行技术测试和优化。三、作业内容与要求（一）探寻STS、STEM及STEM+的发展历程（第1课时）作业内容：阅读资料与撰写小论文：阅读关于STS（科学、技术与社会）、STEM（科学、技术、工程与数学）及STEM+（在STEM基础上增加艺术）的发展历程的相关资料。撰写一篇关于STS、STEM及STEM+发展历程的小论文，要求内容详实、条理清晰，字数不少于800字。作业要求：论文应涵盖STS、STEM及STEM+的起源、发展、核心要素及其对社会发展的影响。分析STS、STEM及STEM+在科技教育和社会进步中的作用，以及它们之间的异同。（二）分析科技人文融合创新的结构要素（第2课时）作业内容：完成项目报告：分析科技人文融合创新的结构要素，明确科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科在创新过程中的作用。撰写项目报告，包括项目背景、分析过程、设计方案、模型制作和表达交流等内容，字数不少于1000字。作业要求：报告应详细阐述科技人文融合创新的结构要素，并结合具体案例进行分析。讨论各学科在创新过程中的相互作用和影响，提出自己的见解。（三）探究科技人文融合创新的实现条件（第3课时）作业内容：调研报告：调研科技人文融合创新的实现条件，包括创新主体的素养、团队合作的重要性以及社会主义核心价值观的践行等。撰写调研报告，分析当前科技人文融合创新面临的挑战和机遇，提出改进建议，字数不少于1200字。作业要求：报告应包含调研方法、调研结果、问题分析和改进建议等部分。结合实际案例，深入剖析科技人文融合创新的实现条件及其影响因素。（四）分析需求与明确问题（第4课时）作业内容：需求分析报告：分析一个具体科技人文融合创新项目的需求，明确创新目标和性能需求。撰写需求分析报告，包括项目背景、需求分析、创新目标和性能需求等内容，字数不少于1000字。作业要求：报告应详细阐述项目需求的分析过程和创新目标的设定依据。结合实际情况，提出合理的性能需求和创新方向。（五）收集信息与构思方案（第5-6课时）作业内容：信息收集与方案构思：收集与项目相关的法律法规、行业标准、专利、版权等重要信息。构思创新方案，运用质量屋等工具进行需求分析和方案优化。撰写方案构思报告，包括信息收集过程、方案构思、质量屋分析等内容，字数不少于1500字。作业要求：报告应全面展示信息收集的过程和结果，以及方案构思的详细过程。运用质量屋等工具对方案进行量化分析和优化，确保方案的可行性和创新性。（六）物化方案与表达交流（第7-8课时）作业内容：模型制作与测试报告：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。对模型进行技术测试和优化，确保模型符合设计要求。撰写模型制作与测试报告，包括模型制作过程、测试结果、优化方案等内容，字数不少于1500字。作业要求：报告应详细记录模型制作和装配的过程，以及测试的结果和优化方案。结合实际情况，对模型制作和测试过程中遇到的问题进行分析和解决。（七）感受原始创新方法（第9课时）作业内容：案例分析报告：分析一个原始创新案例，如车轮的发明历程等。撰写案例分析报告，阐述原始创新方法的特点和优势，以及在实际应用中的价值，字数不少于800字。作业要求：报告应深入剖析原始创新案例的背景、过程和影响。结合实际情况，讨论原始创新方法的重要性和局限性。（八）体验改进创新方法——奔驰法(SCAMPER)（第10课时）作业内容：改进创新方案设计：运用奔驰法(SCAMPER)对已有产品进行改进创新设计。撰写改进创新方案设计报告，包括产品分析、改进方向、设计方案等内容，字数不少于1200字。作业要求：报告应详细阐述奔驰法(SCAMPER)的应用过程和结果。结合实际情况，提出合理的改进创新方案，并进行量化分析和优化。（九）体验模仿创新方法——逆向工程与标杆分析（第11-12课时）作业内容：逆向工程与标杆分析报告：选择一个已有产品进行逆向工程分析，了解其设计原理和结构特点。进行标杆分析，比较同类产品的优缺点，提出优化建议。撰写逆向工程与标杆分析报告，包括产品分析、逆向工程过程、标杆分析等内容，字数不少于1800字。作业要求：报告应全面展示逆向工程和标杆分析的过程和结果。结合实际情况，提出合理的优化建议和改进方案。四、作业评价评价原则：强调过程性评价与终结性评价相结合。注重学生的创新思维和实践能力的评价。评价标准：技术意识：是否正确理解科技人文融合创新的理念和影响。工程思维：是否能够有效运用系统分析方法解决问题，提出优化方案。创新设计：是否基于真实问题情境提出创新性解决方案，并进行跨学科设计。图样表达：是否能够准确运用技术图样表达设计构想，识读和理解复杂技术图样。物化能力：是否能够选择合适的材料和工具进行模型制作和装配，对模型进行测试和优化。评价方式：教师评价：根据作业内容和质量进行评价。同伴评价：鼓励学生之间相互评价作业，促进交流与合作。自我评价：引导学生反思作业过程和学习成果，提出改进建议。十五、“教-学-评”一致性课时设计课时1：理论导入一、教学目标技术意识：学生能够理解技术与人、自然、社会的关系，形成对科技人文融合创新的初步认识。工程思维：学生能够初步认识科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科在科技人文融合创新中的作用。创新设计：激发学生对科技人文融合创新的兴趣，培养学生的创新意识。图样表达：培养学生识读和理解技术图样的能力。物化能力：培养学生的技术实践能力，为后续实践活动打下基础。二、作业目标阅读相关文献，撰写一篇关于STS、STEM及STEM+发展历程的小论文。收集并整理关于环境污染事件的案例，分析其对人类社会的影响。三、课程目标设定技术意识：学生能够理解科技人文融合创新的理论基础，认识到技术对社会发展的推动作用。工程思维：学生能够初步理解多学科在科技人文融合创新中的协同作用。创新设计：激发学生对科技人文融合创新的兴趣，为后续的创新设计活动打下基础。图样表达：通过案例分析，培养学生识读和理解技术图样的能力。物化能力：通过文献阅读，提升学生对技术实践活动的认识和兴趣。四、教学过程讲授与讨论：教师介绍STS、STEM及STEM+的概念和发展历程。引导学生讨论这些理念对科技教育和社会发展的影响。案例分析：分析美国多诺拉烟雾事件、电冰箱的发明历程等案例，让学生理解科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科在创新过程中的作用。作业布置：阅读相关文献，撰写一篇关于STS、STEM及STEM+发展历程的小论文。收集并整理关于环境污染事件的案例，分析其对人类社会的影响。五、教学评价过程性评价：观察学生在课堂上的参与度和讨论表现，给予及时反馈。形成性评价：通过学生的小论文和案例分析报告，评价学生对STS、STEM及STEM+发展历程的理解程度。课时2：结构分析一、教学目标技术意识：学生能够理解科技人文融合创新的理论基础。工程思维：学生能够分析科技人文融合创新的结构要素，明确各学科在创新过程中的作用。创新设计：培养学生的跨学科思维，提高综合创新能力。图样表达：培养学生运用技术图样表达设计构想的能力。物化能力：通过案例分析，初步了解技术实践的过程。二、作业目标绘制科技人文融合创新的结构图，标注各学科要素及其相互作用。分析电动平衡车或植物培养箱的设计、生产与销售过程中涉及的各学科知识。三、课程目标设定技术意识：学生能够深入理解科技人文融合创新的理论基础。工程思维：学生能够清晰分析科技人文融合创新的结构要素，明确各学科在创新过程中的具体作用。创新设计：通过跨学科案例分析，培养学生的综合创新能力。图样表达：通过绘制结构图，培养学生运用技术图样表达设计构想的能力。物化能力：通过案例分析，增强学生对技术实践过程的理解。四、教学过程小组讨论：学生分组讨论科技人文融合创新的结构要素，包括科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科的作用。案例分析：分析电动平衡车、植物培养箱等案例，探讨这些产品在设计、生产、销售过程中涉及的各学科知识。作业布置：绘制科技人文融合创新的结构图，标注各学科要素及其相互作用。分析电动平衡车或植物培养箱的设计、生产与销售过程中涉及的各学科知识。五、教学评价过程性评价：观察学生在小组讨论中的表现，评价其合作能力和分析问题的能力。形成性评价：通过学生绘制的结构图和案例分析报告，评价其对科技人文融合创新结构要素的理解程度。课时3：条件探究一、教学目标技术意识：学生能够理解科技人文融合创新的实现条件。工程思维：学生能够认识到创新主体的素养、团队合作的重要性以及社会主义核心价值观的践行在科技人文融合创新中的作用。创新设计：培养学生的团队合作精神和社会责任感。图样表达：通过讨论和分享，提升学生的技术表达能力。物化能力：通过专题讲座，增强学生对技术实践活动的认识。二、作业目标撰写一篇关于科技人文融合创新实现条件的报告，包括创新主体的素养、团队合作和社会主义核心价值观的践行。分析一个团队合作在科技人文融合创新中的成功案例。三、课程目标设定技术意识：学生能够深入理解科技人文融合创新的实现条件。工程思维：学生能够认识到创新主体的素养、团队合作的重要性以及社会主义核心价值观的践行在科技人文融合创新中的关键作用。创新设计：通过团队合作案例分析，培养学生的团队合作精神和社会责任感。图样表达：通过讨论和分享，提高学生的技术表达能力。物化能力：通过专题讲座，增强学生对技术实践活动的理解和认识。四、教学过程专题讲座：邀请行业专家或校友分享科技人文融合创新的经验和心得。小组讨论：学生分组讨论创新主体的素养要求、团队合作的重要性以及如何践行社会主义核心价值观。作业布置：撰写一篇关于科技人文融合创新实现条件的报告，包括创新主体的素养、团队合作和社会主义核心价值观的践行。分析一个团队合作在科技人文融合创新中的成功案例。五、教