2019版 豫科版 高中通-用技术 选择性必修7 职业技术基础《第一章 常用工程材料》大单元整体教学设计2020课标

版豫科版高中通用技术选择性必修7职业技术基础《第一章常用工程材料》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）教学内容分析本单元的教学内容选自2019版豫科版高中通用技术选择性必修7《职业技术基础》的第一章《常用工程材料》。这一章节详细介绍了工程材料的基本概念、分类以及各类常用工程材料的性质、应用及加工方法。具体内容包括材料概述、常用金属材料（钢铁材料、铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金）、常用非金属材料（陶瓷材料、常用复合材料）和常用电工电子材料（导电材料、半导体材料、绝缘材料、磁性材料）等。通过学习这些内容，学生将能够了解不同工程材料的特性、用途及其在工程实践中的应用，为后续的技术设计、工程实践及职业发展打下坚实基础。（二）单元内容分析材料概述：本节主要介绍工程材料的基本概念、分类以及材料科学的重要性。通过本节学习，学生将理解材料在工程应用中的基础地位，为后续深入学习各类具体材料打下基础。常用金属材料：本节详细介绍了钢铁材料、铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金等常用金属材料的成分、性能、加工方法及应用领域。学生将了解这些金属材料的优缺点，学会根据实际需求选择合适的金属材料。常用非金属材料：本节主要介绍陶瓷材料、常用复合材料的种类、性能特点及应用。学生将了解非金属材料在工程实践中的重要作用，以及它们在耐高温、耐腐蚀、轻质高强等方面的优势。常用电工电子材料：本节详细介绍了导电材料、半导体材料、绝缘材料和磁性材料等电工电子材料的基本性质、应用及选用原则。学生将掌握这些材料在电工电子产品中的具体应用，为后续学习电子控制技术打下基础。（三）单元内容整合本单元内容整合以“工程材料的选择与应用”为主线，将各类工程材料按照金属、非金属和电工电子材料的分类进行组织。通过案例分析、实验探究和项目实践等方式，引导学生深入理解各类工程材料的性能特点和应用场景。结合通用技术课程的核心素养目标，注重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。在教学过程中，注重理论与实践相结合，通过项目实践、小组讨论和实验探究等多种教学方式，激发学生的学习兴趣和主动性，提升其综合应用能力。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指对技术现象及技术问题的感知与体悟，它要求学生能够形成对人工世界和人技关系的基本观念，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。在本单元的学习中，学生将通过了解各类工程材料的性能特点和应用场景，形成对材料选择与应用的基本意识，认识到合理选择和使用工程材料对于产品性能、成本及环境影响的重要性。（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。它要求学生能够认识系统与工程的多样性和复杂性，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。在本单元的学习中，学生将通过分析不同工程材料的性能特点和应用场景，学会根据实际需求进行材料的选择和搭配，培养系统分析和比较权衡的能力。通过项目实践和实验探究等活动，学生将进一步深化对工程思维的理解和应用。（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。它要求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。在本单元的学习中，学生将结合工程材料的性能特点和应用场景进行创新设计实践。例如，在项目实践中尝试使用新型复合材料替代传统金属材料以减轻产品重量或提高产品性能；或利用导电材料的特性设计新型电路布局等。这些实践活动将有助于培养学生的创新设计能力和解决实际问题的能力。（四）图样表达图样表达是指运用图形样式对意念中或客观存在的技术对象进行可视化的描述和交流。它要求学生能识读简单的机械加工图及控制框图等常见技术图样；能分析技术对象的图样特征并用手工和二维、三维设计软件绘制简单的技术图样等。在本单元的学习中，学生将通过绘制不同工程材料的加工图样和装配图样等实践活动，提高图样表达能力。结合项目实践和实验探究等活动，学生将进一步掌握技术图样的绘制方法和技巧，为后续的技术设计和工程实践打下坚实基础。（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。它要求学生能根据方案设计要求选择合适的材料和工具进行产品制作和装配；能独立完成模型或产品的成型制作和测试等工作。在本单元的学习中，学生将通过项目实践和实验探究等活动培养物化能力。例如，在制作复合材料制品的过程中学习复合材料的成型工艺和加工方法；在电子产品的制作过程中掌握电路板的焊接和调试技巧等。这些实践活动将有助于提高学生的动手实践能力和解决实际问题的能力。三、学情分析（一）已知内容分析技术设计基础：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，掌握了技术设计的一般过程，包括发现与明确问题、制定设计方案、制作模型或原型、优化设计方案以及编写技术作品说明书等。学生还理解了结构、流程、系统和控制的基本概念及其在设计中的应用，能够运用这些知识进行简单的技术设计活动。技术试验基础：学生已具备进行技术试验的基本能力，了解技术试验的意义、特点以及常见类型，能够进行简单的技术试验设计并实施，分析试验数据并撰写技术试验报告。材料基础知识：在日常生活和学习中，学生已经接触过多种材料，如金属、塑料、木材等，并对这些材料的基本性质和用途有了一定的了解。他们对于材料的科学分类、性能特点、加工方法以及应用领域的系统认识尚显不足。（二）新知内容分析本单元的教学内容主要围绕常用工程材料的概述、分类、性能特点、加工方法以及应用领域展开，具体包括：材料概述：介绍材料的定义、分类以及材料科学的重要性，为学生学习后续内容奠定基础。常用金属材料：详细讲解钢铁材料、铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金的性能特点、加工方法以及应用领域。这部分内容要求学生理解不同金属材料的物理、化学性质，以及它们在不同工程领域中的应用。常用非金属材料：介绍陶瓷材料、复合材料等非金属材料的性能特点、加工方法以及应用领域。学生将了解这些材料在工程结构、绝缘、耐高温等方面的优势。常用电工电子材料：讲解导电材料、半导体材料、绝缘材料和磁性材料的性能特点、应用场景以及在现代电子技术中的重要性。这部分内容将帮助学生理解电子元器件的构成和工作原理。（三）学生学习能力分析逻辑思维能力：经过必修模块的学习，学生已经具备了一定的逻辑思维能力，能够运用系统分析的方法进行技术设计。这种能力在学习材料科学时尤为重要，因为学生需要理解不同材料的性能特点及其在工程中的应用。实践操作能力：学生在必修模块中通过技术试验和模型制作等活动，培养了一定的实践操作能力。这种能力在学习材料加工方法时将发挥重要作用，因为学生需要通过实践操作来熟悉不同材料的加工过程。自主学习能力：高中生已经具备了一定的自主学习能力，能够通过查阅资料、网络搜索等方式获取新知识。在学习材料科学时，学生可以利用这些能力深入了解各种材料的性能特点和应用领域。综合分析能力：学生需要将所学知识与实际工程应用相结合，进行综合分析。例如，在选择材料时，学生需要考虑材料的性能、成本、加工难度以及环保要求等多个因素。（四）学习障碍突破策略实物展示与实验演示：针对学生对材料性能特点和应用领域理解不足的问题，可以通过实物展示和实验演示的方式进行教学。例如，在课堂上展示不同种类的金属材料和非金属材料样品，让学生通过观察、触摸等方式感受材料的质地、硬度、韧性等性能特点。可以进行一些简单的材料加工实验，如切割、焊接、打磨等，让学生亲身体验材料的加工过程。案例分析：通过引入实际工程案例，帮助学生理解材料在工程中的应用。例如，在讲解钢铁材料时，可以介绍其在桥梁、建筑、机械等领域的应用；在讲解复合材料时，可以展示其在航空航天、汽车制造等领域的应用实例。这样不仅能够激发学生的学习兴趣，还能帮助他们更好地理解材料的性能特点和应用领域。小组讨论与合作学习：组织学生进行小组讨论和合作学习，通过共同探讨和解决问题来加深对材料科学的理解。例如，可以设置一个关于材料选择的课题，让学生分组进行调研和分析，最终提出合理的材料选择方案。这种方式能够培养学生的团队合作精神和综合分析能力。多媒体辅助教学：利用多媒体技术辅助教学，如通过视频、动画等方式展示材料的微观结构、加工过程以及应用场景等。这种方式能够生动直观地呈现教学内容，提高学生的学习兴趣和参与度。实践活动与项目式学习：设计一些实践活动和项目式学习任务，让学生在实践中学习和掌握材料科学的知识和技能。例如，可以让学生设计并制作一个简单的智能家居产品原型，在这个过程中选择合适的材料并进行加工和组装。通过这种方式，学生不仅能够巩固所学知识，还能培养创新思维和解决问题的能力。个性化辅导与反馈：针对学生在学习过程中遇到的困难和问题，提供个性化的辅导和反馈。例如，可以定期安排答疑时间，解答学生的疑问；通过作业和测试了解学生的学习情况，及时给予指导和建议。通过这种方式，能够帮助学生克服学习障碍，提高学习效果。四、大主题或大概念设计本单元的大主题设计为“材料成形与加工技术的探索与实践”。围绕这一主题，通过介绍材料成形与加工技术的基本概念、原理、方法以及实际应用，帮助学生深入了解材料成形与加工技术的多样性和复杂性，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。通过一系列的实践操作，使学生能够将理论知识与实际操作相结合，提升其解决实际问题的能力。五、大单元目标叙写通用技术的核心素养目标：（一）技术意识学生能够理解材料成形与加工技术的基本概念、原理及其在现代工业生产中的应用，形成对材料成形与加工技术的正确认识。学生能够分析不同材料成形与加工技术的优缺点，根据实际需求选择合适的成形与加工方法，并理解其对环境、经济和社会的影响。（二）工程思维学生能够运用系统分析和比较权衡的方法，对材料成形与加工过程进行整体规划，考虑各种因素（如成本、效率、质量等）对成形与加工效果的影响。学生能够识别和解决材料成形与加工过程中的技术问题，运用工程思维进行方案设计和优化。（三）创新设计学生能够在了解现有材料成形与加工技术的基础上，提出创新性的设计方案，改进或开发新的成形与加工方法。学生能够运用创新设计思维，结合实际需求，设计出具有实用性和创新性的产品原型。（四）图样表达学生能够熟练掌握各种技术图样的绘制方法，包括机械图、装配图等，能够清晰、准确地表达设计意图。学生能够通过图样表达，与团队成员、教师或行业专家进行有效的沟通和交流。（五）物化能力学生能够掌握材料成形与加工的基本操作技能，包括铸造成形、锻压成形、焊接成形、车削加工、铣削加工、钳工加工、磨削加工等。学生能够根据设计图样，选择合适的材料和工具，完成产品原型的制作和调试，具备将设计意图转化为实际产品的能力。六、大单元教学重点材料成形与加工技术的基本原理和方法：深入理解铸造成形、锻压成形、焊接成形等基本原理。掌握车削加工、铣削加工、钳工加工、磨削加工等技术要点。实践操作能力的培养：通过实际操作，使学生熟练掌握各种材料成形与加工设备的操作方法。培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。图样表达与沟通能力：通过图样表达，培养学生的空间想象能力和设计思维能力。通过团队合作，提高学生的沟通能力和团队协作精神。创新设计与物化能力的结合：鼓励学生提出创新性的设计方案，并尝试将其转化为实际产品。通过实践操作，培养学生的物化能力和创新思维。七、大单元教学难点理论与实践的结合：如何将抽象的理论知识与具体的实践操作相结合，使学生在理解理论知识的基础上，能够熟练掌握操作技能。技术图样的绘制与解读：技术图样是工程设计的重要工具，如何准确绘制和解读技术图样，对于提高学生的设计能力和沟通能力至关重要。这需要教师在教学过程中加强对学生图样表达能力的培养和训练。创新设计能力的培养：创新设计是通用技术课程的重要目标之一，但如何激发学生的创新思维，引导他们提出具有创新性的设计方案，并在实践中加以实现，是一个具有挑战性的任务。物化能力的提升：物化能力是将设计意图转化为实际产品的关键能力。在实际操作过程中，学生可能会遇到各种技术难题和设备故障，如何帮助他们克服这些困难，提升物化能力，是教学过程中的一个难点。教学实施策略为了有效实施本单元的教学，可以采用以下策略：案例教学：选取典型的材料成形与加工案例，通过分析案例，帮助学生理解材料成形与加工技术的基本原理和方法。实践操作：组织学生进行实践操作，通过亲自动手操作设备、制作产品原型，加深对材料成形与加工技术的理解和掌握。项目式学习：设计一系列与材料成形与加工技术相关的项目任务，让学生在实际项目中运用所学知识，提升解决实际问题的能力。小组合作学习：通过小组合作学习，促进学生之间的交流与合作，共同解决问题，提高学习效果。信息技术融合：利用信息技术手段，如CAD绘图软件、三维打印技术等，辅助学生进行图样表达和产品原型制作，提升教学效果。具体教学安排第一节材料成形技术简介教学内容：材料成形的概念、铸造成形技术、锻压成形技术、焊接成形技术。教学活动：通过案例分析，介绍不同材料成形技术的基本原理和特点；组织学生进行小组讨论，比较不同成形技术的优缺点。第二节车削加工技术教学内容：常用车削加工装备与操作、古炮模型炮筒的车削加工。教学活动：教师演示车削加工操作过程；学生分组进行车削加工实践，制作古炮模型炮筒。第三节铣削加工技术教学内容：常用铣削加工装备与操作、古炮模型底座的铣削加工。教学活动：介绍铣削加工的基本原理和操作方法；学生分组进行铣削加工实践，制作古炮模型底座。第四节钳工加工技术教学内容：古炮模型底座弧面的锉削、古炮模型底座上的钻孔加工、古炮模型的装配。教学活动：介绍钳工加工的基本原理和操作方法；学生分组进行钳工加工实践，完成古炮模型的装配。第五节磨削加工技术教学内容：常见磨削加工、磨削加工特点。教学活动：通过案例分析，介绍磨削加工的基本原理和特点；组织学生进行磨削加工实践，体验磨削加工的过程和技巧。第六节卯榫连接和粘接技术教学内容：卯榫连接的结构、粘接技术。教学活动：介绍卯榫连接和粘接技术的基本原理和操作方法；学生分组进行实践操作，体验卯榫连接和粘接技术的应用。第七节先进制造技术简介教学内容：先进制造技术概念、数控加工技术、特种加工技术。教学活动：通过案例分析，介绍先进制造技术的发展趋势和应用前景；组织学生参观数控加工中心和特种加工设备，了解先进制造技术的实际应用。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“常用工程材料”的教学将围绕通用技术的核心素养目标展开，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。以下是具体的教学目标设定：（一）技术意识理解材料的重要性：学生能够认识到材料在工程技术领域的基础作用，理解不同材料对技术产品设计、制造和使用性能的影响。培养材料选择的敏感性：学生能够根据实际工程需求，合理选择材料，考虑材料的性能、成本、环保性和可持续性等因素。形成对材料的积极态度：学生能够形成对材料科学的兴趣和探索精神，关注材料科技的发展动态，理解材料创新对技术进步和社会发展的推动作用。（二）工程思维系统分析材料性能：学生能够运用系统分析的方法，对材料的力学性能、物理性能、化学性能等进行综合分析，理解材料性能与工程应用之间的关系。优化材料选择方案：学生能够针对具体的工程技术问题，提出多种材料选择方案，通过比较、权衡和优化，选出最佳方案。考虑材料的环境因素：学生能够在材料选择和应用过程中，考虑材料对环境的影响，选择环保、可回收和可持续发展的材料。（三）创新设计激发创新灵感：通过了解不同材料的特性和应用，学生能够激发创新灵感，提出具有新颖性和实用性的设计方案。融合多种材料：学生能够探索不同材料的组合应用，通过材料创新设计，提升产品的性能和外观。应用新材料技术：学生能够关注新材料技术的发展动态，尝试将新材料应用于工程设计中，推动技术创新。（四）图样表达掌握材料图样的绘制：学生能够掌握材料图样的基本绘制方法，包括材料的形状、尺寸、纹理等特征的表达。清晰表达设计意图：学生能够通过图样清晰表达设计意图，使他人能够准确理解材料的选择和应用方式。运用设计软件：学生能够熟练运用计算机辅助设计软件，进行材料图样的绘制和修改，提高设计效率。（五）物化能力掌握材料加工技能：学生能够掌握常见材料的加工方法和工艺，如切割、焊接、成型等，将设计图样转化为实际产品。解决物化过程中的问题：学生在材料加工和物化过程中，能够遇到并解决问题，如材料变形、连接不牢等，提升实践操作能力。注重物化质量：学生在物化过程中，能够注重产品质量，通过精细加工和严格检测，确保产品符合设计要求和使用标准。教学重点与难点教学重点材料性能的理解与应用：学生需要深入理解各种材料的性能特点，掌握材料性能与工程应用之间的关系，以便在实际工程中合理选择和应用材料。材料图样的绘制与表达：学生需要掌握材料图样的基本绘制方法，能够清晰表达设计意图，为后续的材料加工和物化过程提供准确依据。材料加工技能的培养：学生需要通过实践操作，掌握常见材料的加工方法和工艺，提升物化能力。教学难点材料性能的复杂性与多样性：不同材料具有不同的性能特点，且在实际应用中会受到多种因素的影响，学生需要具备较强的综合分析能力和判断能力。材料图样的精确绘制：材料图样的精确绘制对于后续的材料加工和物化过程至关重要，学生需要具备较高的绘图技能和严谨的工作态度。物化过程中的问题解决：学生在物化过程中可能会遇到各种问题，如材料变形、连接不牢等，需要具备较强的实践操作能力和问题解决能力。教学策略与方法教学策略理论与实践相结合：通过理论教学使学生掌握材料科学的基本知识和原理，通过实践操作使学生掌握材料加工和物化的技能和方法。案例分析与讨论：选取典型的工程案例，引导学生分析材料选择和应用的过程和结果，培养学生的分析问题和解决问题的能力。小组合作学习：组织学生分成小组进行学习和实践，通过小组内的合作与交流，促进学生之间的相互学习和共同进步。教学方法讲授法：通过教师的讲解和演示，使学生掌握材料科学的基本知识和原理。实验法：通过实验操作，使学生掌握材料加工和物化的技能和方法，提高实践操作能力。讨论法：组织学生就某个问题进行讨论和交流，培养学生的思维能力和表达能力。项目式学习：选取一个具体的工程项目，引导学生从材料选择、设计、加工到物化的全过程进行学习和实践，培养学生的综合应用能力。教学过程设计第一阶段：理论导入（2课时）课程导入：通过介绍材料科学的重要性和应用领域，激发学生的学习兴趣和动力。材料概述：讲授材料的定义、分类、性能特点和应用领域等基础知识，为后续学习打下基础。案例分析：选取典型的工程案例，引导学生分析材料选择和应用的过程和结果，培养学生的分析问题和解决问题的能力。第二阶段：常用金属材料学习（4课时）钢铁材料：讲授钢铁材料的分类、性能特点和应用领域，通过实验和案例分析，使学生掌握钢铁材料的加工和选用方法。铝及铝合金：讲授铝及铝合金的分类、性能特点和应用领域，通过实验和案例分析，使学生掌握铝及铝合金的加工和选用方法。铜及铜合金：讲授铜及铜合金的分类、性能特点和应用领域，通过实验和案例分析，使学生掌握铜及铜合金的加工和选用方法。钛及钛合金：讲授钛及钛合金的分类、性能特点和应用领域，通过实验和案例分析，使学生掌握钛及钛合金的加工和选用方法。第三阶段：常用非金属材料学习（4课时）陶瓷材料：讲授陶瓷材料的分类、性能特点和应用领域，通过实验和案例分析，使学生掌握陶瓷材料的加工和选用方法。常用复合材料：讲授复合材料的定义、分类、性能特点和应用领域，通过实验和案例分析，使学生掌握复合材料的加工和选用方法。第四阶段：常用电工电子材料学习（4课时）导电材料：讲授导电材料的分类、性能特点和应用领域，通过实验和案例分析，使学生掌握导电材料的选用方法。半导体材料：讲授半导体材料的分类、性能特点和应用领域，通过实验和案例分析，使学生掌握半导体材料的选用方法。绝缘材料：讲授绝缘材料的分类、性能特点和应用领域，通过实验和案例分析，使学生掌握绝缘材料的选用方法。磁性材料：讲授磁性材料的分类、性能特点和应用领域，通过实验和案例分析，使学生掌握磁性材料的选用方法。第五阶段：图样表达与物化能力培养（4课时）图样表达：讲授材料图样的基本绘制方法和要求，通过练习使学生掌握材料图样的绘制技能。物化能力培养：组织学生进行材料加工和物化的实践操作，通过实验和项目式学习，提高学生的物化能力和实践操作能力。第六阶段：总结与评价（2课时）课程总结：对本单元的学习内容进行总结回顾，强调材料科学的重要性和应用价值。学习评价：通过课堂表现、实验报告、项目作业等方式，对学生的学习情况进行评价和反馈，帮助学生明确自己的优点和不足，为后续学习提供参考。学业评价设计评价原则全面性：评价应涵盖学生在知识、技能、态度等方面的表现，全面反映学生的学习情况。客观性：评价应基于学生的实际表现，避免主观臆断和偏见。公正性：评价应公平对待每位学生，不因个人喜好或其他非学术因素而影响评价结果。激励性：评价应能够激发学生的学习兴趣和动力，促进学生不断进步和发展。评价方式课堂表现：通过观察学生在课堂上的表现，如听讲、提问、讨论等，评价学生的学习态度和参与程度。实验报告：通过实验报告的撰写，评价学生对实验原理、步骤、结果和结论的理解和掌握情况。项目作业：通过项目作业的完成情况，评价学生的创新设计能力、图样表达能力和物化能力。自我评价与同伴评价：鼓励学生进行自我评价和同伴评价，培养学生的自我反思能力和团队合作精神。评价标准技术意识：评价学生对材料重要性的认识、材料选择的敏感性和对材料科学的态度。工程思维：评价学生系统分析材料性能的能力、优化材料选择方案的能力和考虑材料环境因素的意识。创新设计：评价学生的创新灵感、材料融合能力和新材料技术应用能力。图样表达：评价学生材料图样的绘制技能、设计意图的表达能力和计算机辅助设计软件的应用能力。物化能力：评价学生的材料加工技能、物化过程中的问题解决能力和产品质量意识。通过以上教学思路的设计和实施，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，使学生能够更好地理解和应用工程材料知识，为未来的学习和职业发展打下坚实的基础。九、学业评价教学目标技术意识：学生能够理解各种常用工程材料的基本性质、用途及其在日常生活与工业生产中的重要性，形成对材料选择与应用的敏感性和理性态度，认识到材料选择与环境保护、可持续发展的关系。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，综合考虑材料的性能、成本、加工难度等因素，在特定工程情境中选择合适的材料，并初步具备材料规划与设计的能力。创新设计：学生能够基于材料特性，结合创新思维，提出新颖的材料应用方案，提高解决实际问题的能力，展现一定的创造力和设计美感。图样表达：学生能够识读和绘制与材料相关的简单技术图样，用图形语言准确表达材料的应用构想，提高技术交流和表达的能力。物化能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行简单的材料加工和制作，将设计构想转化为实际产品，体验从设计到实现的完整过程。学习目标了解材料分类与性质：学生能够识别并分类常用的工程材料，理解各类材料的基本物理、化学性质及其对工程应用的影响。掌握金属材料特性：学生能够详细描述钢铁、铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金等金属材料的特性、加工方法及应用领域。熟悉非金属材料特性：学生能够阐述陶瓷材料、复合材料等非金属材料的特性、优点及局限性，理解其在工程实践中的应用。了解电工电子材料：学生能够解释导电材料、半导体材料、绝缘材料和磁性材料的基本原理、特性及在电工电子领域的应用。提升材料选择与设计能力：学生能够根据工程需求，综合考虑材料的性能、成本、可加工性等因素，合理选择材料，并初步具备材料规划与设计的能力。培养创新设计与图样表达能力：学生能够结合材料特性，提出创新设计方案，并能用图样准确表达设计构想，提高技术交流和表达的能力。增强物化实践能力：学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行简单的材料加工和制作，体验从设计到实现的完整物化过程。评价目标设定一、技术意识理解材料重要性：评价学生对材料在工程技术领域重要性的认识程度，包括材料选择对产品质量、成本、环境影响等方面的理解。材料环保意识：评估学生在材料选择过程中是否考虑环保因素，如材料的可回收性、生产过程的环境影响等。材料发展趋势敏感性：考察学生对新材料、新工艺发展趋势的关注程度和理解能力。二、工程思维材料性能分析能力：评价学生是否能准确分析材料的力学性能、物理性能、化学性能等，以及这些性能如何影响材料在工程中的应用。材料成本效益意识：考察学生在材料选择过程中是否综合考虑材料的成本、加工难度、使用寿命等因素，进行成本效益分析。材料规划与设计能力：评估学生是否能在特定工程情境中，运用系统分析的方法，合理规划材料使用，设计出符合工程需求的材料方案。三、创新设计创新思维：评价学生是否能在材料应用过程中展现创新思维，提出新颖的设计方案，解决实际问题。设计美感：考察学生设计方案的审美价值，包括色彩搭配、形状设计、功能布局等方面的美感表现。设计方案可行性：评估学生设计方案的可行性，包括材料选择的合理性、加工制作的难易程度、成本控制的有效性等。四、图样表达图样识读能力：评价学生识读与材料相关的简单技术图样的能力，包括图纸的符号、标注、比例尺等方面的理解。图样绘制能力：考察学生是否能用图形语言准确表达材料的应用构想，绘制出符合工程要求的图纸。技术交流能力：评估学生通过图样进行技术交流的能力，包括图样的清晰度、准确性、完整性等方面的表现。五、物化能力材料加工与制作能力：评价学生根据设计方案选择合适的材料和工具进行简单材料加工和制作的能力。问题解决能力：考察学生在材料加工与制作过程中遇到问题时，是否能够迅速找到解决方案，确保物化过程的顺利进行。产品实现能力：评估学生是否能够将设计构想成功转化为实际产品，并对产品质量进行检验和改进。评价方法与实施课堂观察：通过观察学生在课堂上的表现，如提问、讨论、实验操作等，评价学生的技术意识、工程思维、创新设计等方面的能力。作业与项目评价：布置与材料选择、设计、加工制作相关的作业和项目，通过评价学生的作业和项目完成情况，评估其图样表达、物化能力等方面的水平。小组合作评价：通过小组合作完成任务的方式，评价学生的团队协作能力、沟通表达能力和创新设计能力。自我评价与同伴评价：鼓励学生进行自我评价和同伴评价，通过反思和交流，提高学生的自我认知能力和批判性思维能力。期末考试与综合测评：通过期末考试和综合测评的方式，全面评价学生在本课程学习中的表现，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的达成情况。通过以上评价方法与实施，旨在全面、客观地评价学生在《常用工程材料》课程学习中的表现，促进其核心素养的全面提升。十、大单元实施思路及教学结构图1.大单元实施思路本大单元以《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，以豫科版高中通用技术选择性必修7《职业技术基础》第一章《常用工程材料》的教学内容为核心，旨在通过系统的教学设计，使学生全面了解工程材料的分类、性能、应用及发展趋势，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：整体把握，系统规划：对《常用工程材料》这一章的内容进行整体把握，明确各节之间的逻辑关系和知识点之间的联系，系统规划教学进度和教学方法。情境创设，激发兴趣：通过创设与工程材料相关的真实情境，如建筑工地、汽车制造厂等，激发学生的学习兴趣和探究欲望，使学生能够在情境中学习和应用知识。实践操作，体验过程：结合学校实验室和校外实训基地，组织学生进行实践操作，如材料识别、性能测试、加工制作等，使学生亲身体验工程材料的应用过程，增强物化能力。项目驱动，提升能力：设计一系列与工程材料相关的项目任务，如“设计并制作一个简单的桥梁模型”、“探究不同材料对电子电路性能的影响”等，通过项目驱动的方式，提升学生的创新设计和工程思维能力。评价反馈，持续改进：建立多元化的评价体系，包括自我评价、小组评价和教师评价等，及时反馈学生的学习情况，针对存在的问题进行持续改进和优化教学策略。2.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，本大单元的教学目标设定如下：（一）技术意识学生能够认识到工程材料在社会发展中的重要性，理解不同材料对人类生活和环境的影响。学生能够形成对材料选择的理性判断，能够根据实际需求选择合适的工程材料。（二）工程思维学生能够运用系统分析的方法，理解不同工程材料在工程系统中的作用和相互关系。学生能够针对具体的技术问题，提出基于材料特性的解决方案，并进行优化和改进。（三）创新设计学生能够结合工程材料的性能和应用，进行创新设计，提出具有新颖性和实用性的设计方案。学生能够运用所学的工程材料知识，对现有产品进行优化和改进，提升其性能和使用效果。（四）图样表达学生能够识读和绘制与工程材料相关的技术图样，如材料结构图、工艺流程图等。学生能够运用图样表达的方式，清晰地传达自己的设计思路和方案。（五）物化能力学生能够掌握常用工程材料的加工方法和工艺流程，能够独立完成材料的加工和制作。学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行产品的成型制作和装配。3.教学结构图常用工程材料├──材料概述│├──材料的概念│└──工程材料的分类及主要用途├──常用金属材料│├──钢铁材料││├──铁碳合金的基本组织和性能││└──钢铁的分类及应用│├──铝及铝合金││├──铝及铝合金的特性││└──铝及铝合金的应用│├──铜及铜合金││├──纯铜及铜合金的特性││└──铜及铜合金的应用│└──钛及钛合金│├──钛及钛合金的特性│└──钛及钛合金的应用├──常用非金属材料│├──高分子材料││└──塑料、橡胶等的应用│├──陶瓷材料││├──陶瓷材料的特性││└──陶瓷材料的应用│└──常用复合材料│├──复合材料的特性│└──复合材料的应用└──常用电工电子材料├──导电材料├──半导体材料├──绝缘材料└──磁性材料4.具体教学实施步骤第一步：导入新课，激发兴趣活动设计：展示一段关于工程材料应用的视频，如现代建筑、汽车制造等，引导学生思考不同材料在这些领域中的作用和重要性。教师引导：通过提问的方式，引导学生回顾已学过的材料知识，并引出本节课的主题——《常用工程材料》。第二步：材料概述，建立基础内容讲解：详细讲解材料的概念、工程材料的分类及主要用途，通过实例帮助学生理解不同材料的特性和应用。学生活动：分组讨论不同材料在日常生活中的应用，每组选择一种材料进行详细介绍，并制作PPT进行展示。第三步：常用金属材料，深入探究钢铁材料内容讲解：介绍铁碳合金的基本组织和性能，以及钢铁的分类和应用。实践操作：组织学生参观钢铁厂或相关实验室，观察钢铁的生产过程，了解钢铁的加工方法和工艺流程。项目任务：设计并制作一个简单的钢铁结构模型，如桥梁模型、塔吊模型等。铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金内容讲解：分别介绍这些材料的特性、应用和优缺点。案例分析：通过案例分析的方式，让学生了解这些材料在实际工程中的应用情况。小组讨论：分组讨论不同金属材料在特定工程中的选择依据和考虑因素。第四步：常用非金属材料，拓展视野高分子材料内容讲解：介绍高分子材料的特性和应用，重点讲解塑料和橡胶的性能和加工方法。实验操作：组织学生进行塑料的加热成型实验，了解塑料的加工过程。陶瓷材料内容讲解：介绍陶瓷材料的特性和应用，重点讲解传统陶瓷和工程陶瓷的区别。视频观看：播放一段关于陶瓷制作的视频，让学生了解陶瓷的制作工艺和流程。常用复合材料内容讲解：介绍复合材料的特性和应用，重点讲解玻璃钢、碳纤维增强树脂基复合材料等。案例分析：通过案例分析的方式，让学生了解复合材料在航空航天、汽车制造等领域的应用情况。第五步：常用电工电子材料，联系实际导电材料内容讲解：介绍导电材料的种类和应用，重点讲解金属导电材料和复合型高分子导电材料。实验操作：组织学生进行电路连接实验，了解不同导电材料对电路性能的影响。半导体材料内容讲解：介绍半导体材料的特性和应用，重点讲解半导体材料在电子器件制造中的作用。视频观看：播放一段关于半导体材料应用的视频，让学生了解半导体材料在现代科技中的重要性。绝缘材料内容讲解：介绍绝缘材料的种类和应用，重点讲解不同绝缘材料在电工设备中的选择依据。小组讨论：分组讨论绝缘材料在日常生活和工业生产中的安全性问题。磁性材料内容讲解：介绍磁性材料的特性和应用，重点讲解磁性材料在电机、变压器等设备中的作用。实验操作：组织学生进行磁性材料的磁化实验，了解磁性材料的磁化过程和性能特点。第六步：项目总结，成果展示项目汇报：各小组展示自己设计的项目成果，包括设计思路、制作过程、性能测试等方面。教师点评：教师对各小组的成果进行点评，指出优点和不足，提出改进建议。学生反思：学生根据自己的表现和收获进行反思和总结，撰写学习心得和体会。第七步：评价反馈，持续改进多元评价：采用自我评价、小组评价和教师评价相结合的方式，对学生的学习情况进行评价。反馈交流：组织学生进行反馈交流会议，分享学习心得和体会，提出存在的问题和困惑。持续改进：根据评价结果和反馈意见，及时调整教学策略和方法，持续改进和优化教学设计。通过以上教学实施步骤，本大单元旨在全面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，使学生能够系统掌握常用工程材料的分类、性能、应用及发展趋势，为未来的学习和工作打下坚实的基础。十一、大情境、大任务创设一、大情境创设在当今快速发展的科技时代，工程材料作为现代工业与科技进步的基石，扮演着至关重要的角色。从日常生活中的简单物品到高科技产品，从基础设施建设到航空航天技术，工程材料的选择、应用与创新不仅关系到产品的性能和质量，更直接影响到经济、环境和社会的发展。深入理解工程材料的分类、性能、应用及发展趋势，不仅是对未来工程师的基本要求，也是提升学生技术素养、培养创新精神和实践能力的重要途径。基于此，本大单元教学将以“常用工程材料”为核心，通过一系列情境创设、项目实践、案例分析等教学活动，引导学生深入理解工程材料的本质与特性，掌握其应用方法，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。二、大任务创设（一）教学目标设定技术意识：学生能够理解工程材料在社会发展和科技进步中的重要性，认识到不同材料对人类生活和环境的影响。学生能够形成对材料选择的理性判断，能够根据实际需求选择合适的工程材料，并考虑材料的可持续性和环保性。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解不同工程材料在工程系统中的作用和相互关系，针对具体技术问题提出基于材料特性的解决方案。学生能够通过案例分析，体验材料选择、应用与优化的过程，形成初步的工程思维和问题解决能力。创新设计：学生能够结合工程材料的性能和应用，提出具有创新性的设计方案，考虑材料的可行性和经济性。学生能够运用所学的工程材料知识，对现有产品进行优化和改进，提升其性能和使用效果。图样表达：学生能够识读和绘制与工程材料相关的技术图样，如材料结构图、工艺流程图等，清晰传达设计思路和方案。学生能够运用图样表达的方式，展示材料的选择、加工和装配过程，提高技术交流的效率。物化能力：学生能够掌握常用工程材料的加工方法和工艺流程，独立完成材料的加工和制作。学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行产品的成型制作和装配，体验从设计到实物的完整过程。（二）大任务设计1.任务名称：智能家居材料创新设计挑战赛情境描述：随着智能家居的普及，人们对家居产品的功能、外观和耐用性提出了更高的要求。为了满足市场需求，某智能家居公司决定举办一场材料创新设计挑战赛，邀请高中学生参与，共同探索智能家居产品材料的创新应用。任务要求：团队组建：学生需自由组队，每队3-5人，选出队长，明确分工。市场调研：分析当前智能家居市场的材料应用现状，识别存在的问题和改进空间。方案设计：选择一种智能家居产品（如智能音箱、智能门锁、智能窗帘等），结合常用工程材料的性能和应用，提出创新性的材料设计方案。方案需考虑材料的可行性、经济性、环保性和可持续性。图样表达：绘制详细的产品设计图样，包括材料结构图、装配图、工艺流程图等，清晰传达设计思路和方案。模型制作：根据设计方案，选择合适的材料和工具，制作产品模型或原型。注意加工精度和装配质量。展示交流：组织产品展示会，各团队介绍设计思路、材料选择、加工过程、性能测试等方面的内容，进行交流评价。反思改进：根据评价反馈，反思设计过程中的得失，提出改进意见，进一步完善设计方案。评价标准：技术意识：材料选择是否合理，是否考虑了材料的可持续性和环保性。工程思维：设计方案是否系统、全面，是否考虑了材料在工程系统中的作用和相互关系。创新设计：设计方案是否具有创新性，是否提升了产品的性能和使用效果。图样表达：设计图样是否规范、清晰，是否能够准确传达设计思路。物化能力：模型制作是否精细，加工精度和装配质量是否达标。活动安排：第1-2周：市场调研和方案设计第3-4周：图样表达和模型制作第5周：展示交流和反思改进资源与支持：提供常用工程材料的样本和性能数据表，供学生参考。开放学校的技术实践室，提供必要的加工设备和工具。邀请行业专家进行专题讲座，解答学生的疑问。2.任务名称：绿色建筑材料创新与应用项目情境描述：随着城市化进程的加快，绿色建筑已成为建筑业发展的重要方向。绿色建筑材料作为实现绿色建筑目标的关键，其创新与应用具有重要意义。为了推动绿色建筑材料的发展，某市政府决定启动一项绿色建筑材料创新与应用项目，鼓励高中生积极参与。任务要求：团队组建：学生需自由组队，每队3-5人，选出队长，明确分工。文献调研：查阅相关文献，了解绿色建筑材料的定义、分类、性能和应用现状。需求分析：分析绿色建筑对材料的需求，包括节能、环保、耐久、可回收等方面的要求。材料创新：结合所学工程材料知识，提出一种新型绿色建筑材料的创新设计方案。方案需考虑材料的原料来源、生产工艺、性能优化等方面。实验验证：设计实验方案，验证新型绿色建筑材料的性能，如强度、耐久性、保温隔热性能等。应用设计：将新型绿色建筑材料应用于实际建筑项目中，设计建筑构件或部件，绘制详细的设计图样。报告撰写：撰写项目报告，包括文献综述、需求分析、材料创新、实验验证、应用设计和结论与展望等内容。评价标准：技术意识：是否充分理解了绿色建筑材料的定义和重要性。工程思维：材料创新方案是否系统、全面，是否考虑了生产工艺和性能优化。创新设计：新型绿色建筑材料是否具有创新性，是否满足绿色建筑的需求。图样表达：设计图样是否规范、清晰，是否能够准确传达设计思路。物化能力：实验设计是否合理，实验数据是否准确可靠，应用设计是否具有可行性。活动安排：第1-2周：文献调研和需求分析第3-4周：材料创新和实验设计第5-6周：实验验证和应用设计第7周：报告撰写和展示交流资源与支持：提供绿色建筑材料的相关文献和资料，供学生参考。开放学校的实验室，提供必要的实验设备和材料。邀请绿色建筑领域的专家进行指导，解答学生的疑问。通过以上两大任务的创设与实施，学生将能够在真实情境中深入理解工程材料的性能和应用，提升技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力。通过团队合作和项目实践，学生还能够培养沟通协调能力、团队合作精神和解决问题的能力。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：常用工程材料课时安排：本单元共安排16课时，具体分配如下：材料概述（2课时）常用金属材料（4课时）钢铁材料（1课时）铝及铝合金（1课时）铜及铜合金（1课时）钛及钛合金（1课时）常用非金属材料（4课时）高分子材料（1课时）陶瓷材料（1课时）常用复合材料（2课时）常用电工电子材料（4课时）导电材料（1课时）半导体材料（1课时）绝缘材料（1课时）磁性材料（1课时）（二）学习目标技术意识学生能够认识到工程材料在社会发展中的重要性，理解不同材料对人类生活和环境的影响。学生能够根据实际需求，形成对材料选择的理性判断，并理解材料在工程应用中的安全与环保要求。工程思维学生能够运用系统分析的方法，理解不同工程材料在工程系统中的作用和相互关系。学生能够针对具体的技术问题，提出基于材料特性的解决方案，并进行优化和改进。创新设计学生能够结合工程材料的性能和应用，进行创新设计，提出具有新颖性和实用性的设计方案。学生能够运用所学的工程材料知识，对现有产品进行优化和改进，提升其性能和使用效果。图样表达学生能够识读和绘制与工程材料相关的技术图样，如材料结构图、工艺流程图等。学生能够运用图样表达的方式，清晰地传达自己的设计思路和方案。物化能力学生能够掌握常用工程材料的加工方法和工艺流程，能够独立完成材料的加工和制作。学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行产品的成型制作和装配。（三）评价任务技术意识评价通过课堂讨论和案例分析，评价学生对工程材料重要性的认识及其对环境影响的理解。通过项目作业，评价学生在实际设计中对材料选择的合理性。工程思维评价通过项目设计和汇报，评价学生运用系统分析方法理解材料在工程系统中的作用。通过问题解决活动，评价学生针对技术问题提出基于材料特性的解决方案的能力。创新设计评价通过创新设计作业，评价学生结合材料性能和应用进行创新设计的能力。通过产品优化和改进作业，评价学生对现有产品进行性能提升的能力。图样表达评价通过技术图样作业，评价学生识读和绘制与工程材料相关图样的能力。通过设计汇报，评价学生运用图样表达设计思路和方案的能力。物化能力评价通过材料加工和制作实践，评价学生掌握材料加工方法和工艺流程的能力。通过产品成型制作和装配作业，评价学生根据设计方案选择合适的材料和工具进行制作的能力。（四）学习过程第一课时：材料概述导入新课：通过展示不同工程材料在日常生活中的应用实例，激发学生的学习兴趣。新知讲授：讲解材料的概念、分类及主要用途，帮助学生建立材料的基础知识框架。课堂活动：分组讨论不同材料在日常生活中的应用，每组选择一种材料进行详细介绍，并制作PPT进行展示。课堂小结：总结本节课的重点内容，布置预习作业。第二课时：常用金属材料（钢铁材料）导入新课：回顾上节课内容，引出钢铁材料的学习。新知讲授：介绍铁碳合金的基本组织和性能，以及钢铁的分类和应用。实践操作：组织学生参观钢铁厂或相关实验室，观察钢铁的生产过程，了解钢铁的加工方法和工艺流程。案例分析：通过案例分析，让学生了解钢铁材料在实际工程中的应用情况。课堂小结：总结钢铁材料的学习要点，布置下节课的预习作业。第三至第六课时：常用金属材料（铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金）铝及铝合金：介绍铝及铝合金的特性、应用及加工方法。铜及铜合金：介绍纯铜及铜合金的特性、应用及加工方法。钛及钛合金：介绍钛及钛合金的特性、应用及加工方法。课堂活动：每节课均包含小组讨论、案例分析、实验操作等环节，加深对不同金属材料的理解和应用能力。第七至第十课时：常用非金属材料（高分子材料、陶瓷材料、常用复合材料）高分子材料：介绍高分子材料的特性、应用及加工方法，重点讲解塑料和橡胶的性能和加工过程。陶瓷材料：介绍陶瓷材料的特性、应用及加工方法，重点讲解传统陶瓷和工程陶瓷的区别。常用复合材料：介绍复合材料的特性、应用及加工方法，重点讲解玻璃钢、碳纤维增强树脂基复合材料等。课堂活动：结合视频观看、实验操作、案例分析等方式，加深学生对非金属材料的理解和应用能力。第十一至第十四课时：常用电工电子材料（导电材料、半导体材料、绝缘材料、磁性材料）导电材料：介绍导电材料的种类、应用及选择依据。半导体材料：介绍半导体材料的特性、应用及在电子器件制造中的作用。绝缘材料：介绍绝缘材料的种类、应用及安全性问题。磁性材料：介绍磁性材料的特性、应用及在电机、变压器等设备中的作用。课堂活动：通过实验操作、视频观看、小组讨论等方式，加深对电工电子材料的理解和应用能力。（五）作业与检测课后作业：每节课后布置相关作业，如材料特性总结、案例分析报告、设计草图绘制等，巩固课堂所学知识。单元检测：通过书面测试、实验操作、项目汇报等方式，全面检测学生对本单元知识的掌握情况和应用能力。自我评价与反思：鼓励学生进行自我评价和反思，总结学习过程中的收获和不足，提出改进措施。（六）学后反思学生反思：学生在学习过程中应不断反思自己的学习态度、方法和效果，及时调整学习策略。教师反思：教师应根据学生的学习情况和反馈，反思教学策略和方法的有效性，不断优化教学设计。教学改进：针对反思中发现的问题和不足，提出具体的改进措施和建议，如增加实践操作环节、丰富教学资源、优化评价方式等，以提高教学质量和学生学习效果。十三、学科实践与跨学科学习设计教学目标本学科实践与跨学科学习设计旨在通过《常用工程材料》的教学内容，结合通用技术的核心素养目标，即技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力，全面提升学生的综合素质。通过实践活动，学生将不仅能够掌握常用工程材料的分类、性能及应用，还能够培养跨学科学习和解决实际问题的能力。学习目标技术意识：学生能够认识到工程材料在社会发展中的重要性，理解不同材料对人类生活和环境的影响，形成对材料选择的理性判断。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解不同工程材料在工程系统中的作用和相互关系，针对具体的技术问题，提出基于材料特性的解决方案。创新设计：学生能够结合工程材料的性能和应用，进行创新设计，提出具有新颖性和实用性的设计方案，对现有产品进行优化和改进。图样表达：学生能够识读和绘制与工程材料相关的技术图样，运用图样表达的方式，清晰地传达自己的设计思路和方案。物化能力：学生能够掌握常用工程材料的加工方法和工艺流程，独立完成材料的加工和制作，根据设计方案选择合适的材料和工具进行产品的成型制作和装配。作业目标设定技术意识：学生通过对不同工程材料的研究，分析其在社会发展中的重要性，并撰写一篇小论文，探讨材料选择对人类生活和环境的影响。工程思维：学生选择一个具体的技术问题，如桥梁建设中的材料选择，运用系统分析的方法，提出基于材料特性的解决方案，并绘制系统分析图。创新设计：学生结合所学工程材料的性能和应用，设计一款具有创新性的产品，如使用新型复合材料制作的环保包装箱，并撰写设计说明书。图样表达：学生绘制一款产品的技术图样，如使用AutoCAD绘制桥梁结构图，清晰表达设计思路和方案。物化能力：学生选择一个工程材料加工项目，如金属材料的切割与焊接，独立完成材料的加工和制作，并撰写加工报告。学科实践与跨学科学习设计一、实践活动设计实践活动一：工程材料的社会调查活动目的：通过社会调查，让学生了解不同工程材料在社会生活中的应用情况，增强技术意识。活动内容：分组调查：将学生分成若干小组，每组选择一种工程材料（如钢铁、铝合金、塑料等）进行社会调查。实地考察：组织学生到建筑工地、工厂、超市等地进行实地考察，观察不同工程材料的应用情况。数据分析：对收集到的数据进行整理和分析，总结不同工程材料的应用特点和优势。汇报交流：每组撰写调查报告，并在班级内进行汇报交流，分享调查成果。跨学科整合：结合地理学、社会学等学科知识，分析不同地区、不同行业对工程材料的需求和选择差异。实践活动二：桥梁材料的选择与设计活动目的：通过桥梁材料的选择与设计，培养学生的工程思维和创新设计能力。活动内容：案例分析：选取国内外典型的桥梁工程案例，分析不同材料（如钢材、混凝土、复合材料等）在桥梁建设中的应用及其优缺点。系统设计：学生分组设计一座小型桥梁模型，根据设计要求和材料性能选择合适的材料，并绘制桥梁结构图。模型制作：使用所选材料制作桥梁模型，并进行测试和优化。成果展示：展示桥梁模型和设计图纸，进行班级交流和评价。跨学科整合：结合物理学、力学等学科知识，分析桥梁的受力情况和材料的选择依据。实践活动三：环保包装材料的创新设计活动目的：通过环保包装材料的创新设计，培养学生的创新设计能力和图样表达能力。活动内容：市场调研：了解当前市场上环保包装材料的应用情况，分析其优缺点。设计创新：学生分组设计一款具有创新性的环保包装材料或包装箱，要求材料可降解、可循环利用。图样绘制：使用计算机辅助设计软件（如AutoCAD）绘制包装材料或包装箱的技术图样。模型制作：根据设计图纸制作实物模型，并进行测试和优化。成果展示：展示设计成果和技术图样，进行班级交流和评价。跨学科整合：结合化学、环境科学等学科知识，分析环保材料的成分和环保性能。实践活动四：金属材料的加工与制作活动目的：通过金属材料的加工与制作，培养学生的物化能力和实践操作能力。活动内容：安全培训：进行金属材料加工的安全培训，确保学生了解加工过程中的安全操作规程。工艺学习：学习金属材料的切割、焊接、折弯等加工工艺。项目实践：学生分组选择一个金属材料加工项目（如金属构件的制作），根据设计要求选择合适的材料和工具进行加工和制作。成品展示：展示加工完成的金属构件，并进行班级交流和评价。跨学科整合：结合物理学、数学等学科知识，分析金属材料的加工变形和质量控制。二、跨学科整合策略学科内容融合：将通用技术与其他学科内容相融合，如在环保包装材料的创新设计中融入化学和环境科学的知识；在桥梁材料的选择与设计中融入物理学和力学的知识。教学方法融合：采用跨学科的教学方法，如案例分析、实地考察、实验研究等，培养学生的综合运用能力。学习资源共享：充分利用各学科的学习资源，如实验室、图书资料、网络资源等，为学生提供丰富的学习材料和实践机会。评价方式创新：采用跨学科的评价方式，如综合评价学生的技术能力、创新能力、实践能力和跨学科知识应用能力等。三、预期成果学生能够全面掌握常用工程材料的分类、性能及应用，形成对材料选择的理性判断。学生能够运用系统分析的方法解决实际技术问题，提出基于材料特性的解决方案。学生能够结合工程材料的性能和应用进行创新设计，提出具有新颖性和实用性的设计方案。学生能够识读和绘制与工程材料相关的技术图样，清晰地传达自己的设计思路和方案。学生能够掌握常用工程材料的加工方法和工艺流程，独立完成材料的加工和制作。通过本次学科实践与跨学科学习设计，学生将不仅加深对常用工程材料的理解和应用能力，还将培养跨学科学习和解决实际问题的能力，为未来的学习和工作打下坚实的基础。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）》和本单元的教学内容，本大单元的教学目标设定如下：技术意识：学生能够认识到工程材料在社会发展中的重要性，理解不同材料对人类生活和环境的影响。学生能够形成对材料选择的理性判断，能够根据实际需求选择合适的工程材料。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解不同工程材料在工程系统中的作用和相互关系。学生能够针对具体的技术问题，提出基于材料特性的解决方案，并进行优化和改进。创新设计：学生能够结合工程材料的性能和应用，进行创新设计，提出具有新颖性和实用性的设计方案。学生能够运用所学的工程材料知识，对现有产品进行优化和改进，提升其性能和使用效果。图样表达：学生能够识读和绘制与工程材料相关的技术图样，如材料结构图、工艺流程图等。学生能够运用图样表达的方式，清晰地传达自己的设计思路和方案。物化能力：学生能够掌握常用工程材料的加工方法和工艺流程，能够独立完成材料的加工和制作。学生能够根据设计方案，选择合适的材料和工具，进行产品的成型制作和装配。二、作业目标设定（一）技术意识目标：学生能够通过查阅资料和实践操作，理解工程材料在社会发展中的重要性，增强对材料选择的理性判断。作业：调查并整理一种常见工程材料（如钢铁、铝合金等）在日常生活和工业生产中的应用实例，分析其对人类生活和环境的影响，并撰写调查报告。（二）工程思维目标：学生能够运用系统分析的方法，理解不同工程材料在工程系统中的作用和相互关系，并提出基于材料特性的解决方案。作业：选择一个具体的技术问题（如桥梁结构的材料选择），分析不同材料（如钢铁、混凝土、木材等）的特性和优缺点，提出合理的材料选择方案，并绘制材料选择分析图。（三）创新设计目标：学生能够结合工程材料的性能和应用，进行创新设计，提出具有新颖性和实用性的设计方案。作业：设计一款利用常用工程材料（如塑料、陶瓷、复合材料等）制作的生活用品或工艺品，绘制设计草图，并撰写设计说明书，说明设计思路、材料选择、制作工艺等。（四）图样表达目标：学生能够识读和绘制与工程材料相关的技术图样，如材料结构图、工艺流程图等，并能够清晰地传达自己的设计思路和方案。作业：绘制一种常用工程材料（如钢铁、铝合金、陶瓷等）的加工工艺流程图，包括材料准备、加工步骤、质量检测等环节，并标注关键工艺参数和注意事项。（五）物化能力目标：学生能够掌握常用工程材料的加工方法和工艺流程，能够独立完成材料的加工和制作，并根据设计方案选择合适的材料和工具进行产品的成型制作和装配。作业：选择一种常用工程材料（如塑料、木材、金属等），设计并制作一个简单的产品模型（如笔筒、手机支架等），记录制作过程中的关键步骤和心得体会，并撰写制作报告。三、大单元作业设计（一）作业一：工程材料应用调查报告作业内容：调查主题：选择一种常见工程材料（如钢铁、铝合金等），调查其在日常生活和工业生产中的应用实例。调查方法：通过查阅资料、实地考察、访谈等方式，收集相关信息。报告内容：材料概述：简要介绍所选材料的特性、分类及主要用途。应用实例：列举并详细描述该材料在日常生活和工业生产中的应用实例，分析其对人类生活和环境的影响。结论与反思：总结调查结果，提出对材料选择和应用的建议，并反思调查过程中的收获和不足。作业要求：报告字数不少于500字，内容详实、条理清晰。报告中应包含至少三个具体的应用实例，并附有相关图片或图表。提交方式：电子版或纸质版均可，需按时提交给教师。（二）作业二：材料选择分析图作业内容：选择技术问题：选择一个具体的技术问题（如桥梁结构的材料选择），分析不同材料的特性和优缺点。材料分析：选择至少三种不同材料（如钢铁、混凝土、木材等），分析它们的物理性能、化学性能、加工性能、经济性能等方面的优缺点。绘制分析图：根据材料分析结果，绘制材料选择分析图，标注不同材料的特性和适用场景。作业要求：分析图应包含材料名称、特性描述、优缺点对比等内容，图表清晰、易于理解。提交方式：电子版或手绘版均可，需按时提交给教师。（三）作业三：创新设计说明书作业内容：设计主题：设计一款利用常用工程材料（如塑料、陶瓷、复合材料等）制作的生活用品或工艺品。设计思路：阐述设计灵感来源、设计理念、目标用户群体等。材料选择：根据设计需求，选择合适的工程材料，并说明选择理由。制作工艺：描述产品的制作工艺流程，包括材料准备、加工步骤、质量检测等环节。设计草图：绘制产品的设计草图，标注关键尺寸和细节。作业要求：设计说明书字数不少于800字，内容完整、逻辑清晰。设计草图应清晰、准确，能够反映产品的整体外观和关键细节。提交方式：电子版或纸质版均可，需按时提交给教师。（四）作业四：加工工艺流程图作业内容：选择材料：选择一种常用工程材料（如钢铁、铝合金、陶瓷等），作为绘制加工工艺流程图的对象。绘制流程图：根据所选材料的加工工艺流程，绘制流程图，包括材料准备、加工步骤、质量检测等环节。标注参数：在流程图中标注关键工艺参数和注意事项，确保流程图的准确性和实用性。作业要求：流程图应包含所有关键加工步骤和质量控制点，图表清晰、易于理解。提交方式：电子版或手绘版均可，需按时提交给教师。（五）作业五：产品模型制作报告作业内容：选择材料：选择一种常用工程材料（如塑料、木材、金属等），作为制作产品模型的材料。设计模型：根据所选材料，设计并制作一个简单的产品模型（如笔筒、手机支架等），绘制设计草图并确定制作工艺。制作过程：记录制作过程中的关键步骤和心得体会，包括材料准备、加工制作、质量检测等环节。撰写报告：根据制作过程，撰写制作报告，包括设计思路、材料选择、制作工艺、遇到的问题及解决方案等内容。作业要求：制作报告字数不少于1000字，内容详实、条理清晰。产品模型应具有一定的实用性和美观性，能够体现所选材料的特性和加工工艺。提交方式：电子版或纸质版均可，需按时提交给教师，并附上产品模型实物照片或视频。通过以上大单元作业设计，旨在全面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，使学生能够系统掌握常用工程材料的分类、性能、应用及发展趋势，为未来的学习和工作打下坚实的基础。十五、“教-学-评”一致性课时设计课时1：材料概述一、教学目标技术意识：学生能够认识到材料在日常生活和工程中的重要性，理解材料选择的基本原则。工程思维：学生能够初步理解材料的分类及其在工程中的应用，形成对材料性能的基本认知。创新设计：激发学生对新材料的好奇心和探索欲，培养创新意识。图样表达：无特定要求。物化能力：无特定要求。二、作业目标搜集并整理生活中常见材料的种类和应用实例。分析并总结不同材料的基本性能。三、课程目标设定通过本课时的学习，学生应能够理解材料的概念、分类及其在工程中的应用，为后续学习打下基础。四、教学过程导入新课通过展示不同材料的实物或图片，如金属、塑料、陶瓷等，引导学生思考材料在日常生活和工程中的重要性。教师提问：你们能说出这些材料的名称吗？它们在生活中有哪些应用？新课讲授材料的概念：解释材料是人类赖以生存和发展的物质基础，用于制造各种器件、构件和机器。材料的分类：介绍材料的两大类——金属材料和非金属材料，并简要说明它们的区别。工程材料的应用：通过实例讲解不同材料在工程中的应用，如钢铁在建筑、机械等领域的应用，塑料在家电、包装等领域的应用。学生活动分组讨论：将学生分为若干小组，每组分配一种材料进行深入研究。汇报交流：每组选一名代表汇报研究成果，包括材料的名称、性能、应用等。课堂小结总结本课时的重点内容，强调材料在生活和工程中的重要性。布置作业：搜集并整理生活中常见材料的种类和应用实例，分析并总结不同材料的基本性能。评价反馈通过课堂观察和小组汇报情况，对学生的参与度、表达能力进行评价。对作业完成情况进行检查，给予及时反馈和指导。课时2：常用金属材料——钢铁材料一、教学目标技术意识：学生能够理解钢铁材料在工程中的重要性，认识钢铁材料的种类和性能。工程思维：学生能够运用系统分析的方法，理解钢铁材料在工程系统中的作用和相互关系。创新设计：无特定要求。图样表达：无特定要求。物化能力：学生能够初步了解钢铁材料的加工方法和工艺流程。二、作业目标分析并总结钢铁材料的基本性能和应用领域。设计一个简单的钢铁结构模型，并绘制设计图纸。三、课程目标设定通过本课时的学习，学生应能够掌握钢铁材料的基本性能和分类，理解其在工程中的应用。四、教学过程导入新课通过展示钢铁制品的实物或图片，如桥梁、建筑等，引导学生思考钢铁材料在工程中的重要性。教师提问：你们能说出这些制品是由什么材料制成的吗？它们为什么选择这种材料？新课讲授钢铁材料的基本性能：介绍钢铁材料的强度、硬度、韧性等基本性能。钢铁材料的分类：详细讲解生铁、铸铁、钢等不同类型的钢铁材料及其特点。钢铁材料的应用：通过实例讲解钢铁材料在建筑、桥梁、机械等领域的应用。学生活动实践操作：组织学生参观钢铁厂或相关实验室，观察钢铁的生产过程。设计任务：要求学生设计一个简单的钢铁结构模型（如桥梁模型），并绘制设计图纸。课堂小结总结本课时的重点内容，强调钢铁材料在工程中的重要性。布置作业：分析并总结钢铁材料的基本性能和应用领域，设计一个简单的钢铁结构模型并绘制设计图纸。评价反馈通过课堂观察和实践操作情况，对学生的理解程度和实践能力进行评价。对设计任务进行点评，提出改进意见。课时3：常用金属材料——铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金一、教学目标技术意识：学生能够理解不同金属材料在工程中的应用及其重要性。工程思维：学生能够根据具体的技术问题，选择合适的金属材料并提出解决方案。创新设计：鼓励学生结合金属材料的性能进行创新设计。图样表达：学生能够识读和绘制与金属材料相关的技术图样。物化能力：学生能够初步了解金属材料的加工方法和工艺流程。二、作业目标分析并比较不同金属材料的性能和应用。设计一个使用特定金属材料的创新产品，并绘制设计图纸。三、课程目标设定通过本课时的学习，学生应能够掌握不同金属材料的性能和分类，理解其在工程中的应用，并具备初步的创新设计能力。四、教学过程导入新课通过展示不同金属材料的实物或图片，如铝合金门窗、铜导线、钛合金弹簧等，引导学生思考这些材料的特点和应用。教师提问：你们能说出这些材料的名称吗？它们有哪些独特的性能？新课讲授铝及铝合金：介绍铝合金的性能、分类及应用。铜及铜合金：讲解纯铜和铜合金的性能、分类及应用。钛及钛合金：介绍钛合金的性能、分类及应用。学生活动案例分析：通过实例分析不同金属材料在工程中的应用及其优缺点。小组讨论：分组讨论不同金属材料在特定工程中的选择依据和考虑因素。设计任务：要求学生设计一个使用特定金属材料的创新产品（如铝合金自行车架、铜质雕塑等），并绘制设计图纸。课堂小结总结本课时的重点内容，强调不同金属材料在工程中的应用及其重要性。布置作业：分析并比较不同金属材料的性能和应用，设计一个使用特定金属材料的创新产品并绘制设计图纸。评价反馈通过课堂观察和小组讨论情况，对学生的理解程度和创新思维能力进行评价。对设计任务进行点评，提出改进意见。课时4：常用非金属材料——高分子材料、陶瓷材料一、教学目标技术意识：学生能够理解非金属材料在工程中的重要性及其环保意义。工程思维：学生能够根据具体的技术问题，选择合适的非金属材料并提出解决方案。创新设计：鼓励学生结合非金属材料的性能进行创新设计。图样表达：学生能够识读和绘制与非金属材料相关的技术图样。物化能力：学生能够初步了解非金属材料的加工方法和工艺流程。二、作业目标分析并总结常见非金属材料的性能和应用。设计一个使用特定非金属材料的创新产品，并绘制设计图纸。三、课程目标设定通过本课时的学习，学生应能够掌握常见非金属材料的性能和分类，理解其在工程中的应用，并具备初步的创新设计能力。四、教学过程导入新课通过展示不同非金属材料的实物或图片，如塑料瓶、陶瓷碗等，引导学生思考这些材料的特点和应用。教师提问：你们能说出这些材料的名称吗？它们在生活中有哪些应用？新课讲授高分子材料：介绍高分子材料的性能、分类及应用（如塑料、橡胶等）。陶瓷材料：讲解陶瓷材料的性能、分类及应用（如传统陶瓷、工程陶瓷等）。学生活动实验操作：组织学生进行塑料加热成型实验或陶瓷制作体验活动。设计任务：要求学生设计一个使用特定非金属材料的创新产品（如环保塑料餐具、陶瓷艺术品等），并绘制设计图纸。课堂小结总结本课时的重点内容，强调非金属材料在工程中的重要性及其环保意义。布置作业：分析并总结常见非金属材料的性能和应用，设计一个使用特定非金属材料的创新产品并绘制设计图纸。评价反馈通过课堂观察和实验操作情况，对学生的理解程度和实践能力进行评价。对设计任务进行点评，提出改进意见。课时5：常用非金属材料——复合材料、常用电工电子材料一、教学目标技术意识：学生能够理解复合材料和电工电子材料在工程中的重要性及其创新意义。工程思维：学生能够根据具体的技术问题，选择合适的复合材料和电工电子材料并提出解决方案。创新设计：鼓励学生结合复合材料和电工电子材料的性能进行创新设计。图样表达：学生能够识读和绘制与复合材料和电工电子材料相关的技术图样。物化能力：学生能够初步了解复合材料和电工电子材料的加工方法和工艺流程。二、作业目标分析并总结复合材料和电工电子材料的性能和应用。设计一个使用特定复合材料或电工电子材料的创新产品，并绘制设计图纸。三、课程目标设定通过本课时的学习，学生应能够掌握复合材料和电工电子材料的性能和分类，理解其在工程中的应用，并具备初步的创新设计能力。四、教学过程导入新课通过展示复合材料和电工电子材料的实物或图片，如玻璃钢制品、半导体芯片等，引导学生思考这些材料的特点和应用。教师提问：你们能说出这些材料的名称吗？它们在现代科技中有哪些重要应用？新课讲授复合材料：介绍复合材料的性能、分类及应用（如玻璃钢、碳纤维增强树脂基复合材料等）。常用电工