版人教版高中通用技術選擇性必修3工程設計基礎《第一章工程設計概述》大單元整體教學設計[2020課標]一、內容分析與整合二、《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》分解三、學情分析四、大主題或大概念設計五、大單元目標敘寫六、大單元教學重點七、大單元教學難點八、大單元整體教學思路九、學業評價十、大單元實施思路及教學結構圖十一、大情境、大任務創設十二、單元學歷案十三、學科實踐與跨學科學習設計十四、大單元作業設計十五、“教-學-評”一致性課時設計十六、大單元教學反思一、內容分析與整合（一）教學內容分析《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》中明確指出，通用技術課程旨在培養學生的技術素養，提升其工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力。選擇性必修3《工程設計基礎》模塊作為高中通用技術課程的重要組成部分，旨在通過工程設計的基本理論和實踐，幫助學生理解工程設計的內涵、特征和分類，掌握工程設計的一般過程和方法，培養其在工程設計中的綜合素質。本單元的教學內容主要包括三個核心部分：第一節“科學、技術與工程”、第二節“工程設計”、第三節“設計工程師”。第一節內容旨在幫助學生理解科學、技術與工程的基本概念和它們之間的關系，為后續學習奠定理論基礎；第二節詳細闡述了工程設計的內涵、特征、分類及一般過程，是工程設計基礎知識的核心；第三節則聚焦于設計工程師的角色、職責以及所需的專業素養和社會責任，強調工程設計的人文關懷和倫理約束。（二）單元內容分析第一節科學、技術與工程科學：科學是對自然進行觀察和實驗，通過歸納、演繹等方法認知自然界的物質存在和運動規律的活動。在工程設計中，科學為工程提供了理論基礎和依據。技術：技術是人類在改造自然過程中積累的方法和技巧，是工程實踐的具體手段。技術要素構成了工程系統的基本內涵。工程：工程是綜合應用科學原理和技術手段，有目的地認識、改造和利用自然的活動，物化為具體的工具、裝備、設施和產品。本節通過典型工程案例的分析，如趙州橋、洛陽橋、港珠澳大橋等，幫助學生理解科學、技術與工程之間的聯系和區別，認識到工程活動的復雜性和系統性。第二節工程設計工程設計的內涵：工程設計是人類為滿足特定需求而創造性地構造工程系統的過程，涉及美學、數學、工程科學等多學科知識的綜合應用。工程設計的特征：包括社會性、創造性、綜合性、系統性、倫理約束性、效益和風險性等。工程設計的一般過程：從明確需求、制訂設計方案、制作模型或原型、優化設計方案到編寫技術作品說明書等。本節通過具體工程設計案例的分析，讓學生體驗工程設計的全過程，理解工程設計的復雜性和挑戰性，培養其系統思維和工程建模能力。第三節設計工程師設計工程師的角色與職責：設計工程師是工程設計的主體，負責將科學原理和技術手段轉化為具體的工程系統。設計工程師的專業素養：包括技術知識、創新能力、團隊協作、溝通能力等。設計工程師的社會責任：強調工程師在工程設計中的倫理約束，如安全、環保、可持續發展等。本節通過采訪設計工程師、觀看相關影片等活動，讓學生感受設計工程師的工作狀態和職業精神，激發其從事工程設計工作的興趣和熱情。（三）單元內容整合本單元的教學內容圍繞“工程設計基礎”這一主題展開，從科學、技術與工程的基本概念入手，逐步深入到工程設計的內涵、特征和一般過程，最終聚焦于設計工程師的角色、職責和專業素養。通過三個部分的有機整合，幫助學生構建系統的工程設計知識體系，培養其工程設計能力和創新素養。在教學過程中，應注重理論與實踐相結合，通過案例分析、小組討論、角色扮演等多種教學方式，激發學生的學習興趣和主動性。還應加強跨學科學習，將物理、化學、數學等學科知識與工程設計實踐相結合，提升學生的綜合素養。二、《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》分解通用技術的核心素養目標包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力五個方面。以下是對這些核心素養目標在本單元教學中的具體分解：（一）技術意識目標描述：學生能夠形成對技術現象及技術問題的感知與體悟，理解技術的規范、標準與專利意識；能就某一技術領域對人、社會、環境的影響作出理性分析，形成技術的安全和責任意識、生態文明與環保意識、技術倫理與道德意識。教學分解：通過第一節的學習，讓學生理解科學、技術與工程的基本概念及其相互關系，認識到技術在社會發展中的重要作用。在第二節中，通過分析具體工程設計案例，讓學生體會技術在解決實際問題中的應用價值，培養其技術應用的意識和能力。在第三節中，強調設計工程師的倫理約束和社會責任，引導學生形成正確的技術價值觀和倫理觀。（二）工程思維目標描述：學生能夠運用系統分析的方法，針對某一具體技術領域的問題進行要素分析、整體規劃，并運用模擬和簡易建模等方法進行設計；能領悟結構、流程、系統、控制等基本思想和方法并加以運用。教學分解：在第二節中，詳細介紹工程設計的一般過程和特征，引導學生理解工程設計的系統性和復雜性。通過案例分析，讓學生體驗工程設計的全過程，培養其系統分析和整體規劃的能力。組織學生進行小組討論和角色扮演，模擬工程設計決策過程，提升其工程思維和實踐能力。（三）創新設計目標描述：學生能在發現與明確問題的基礎上，收集相關信息，并運用人機關系及相關理論進行綜合分析，提出符合設計原則且具有一定創造性的構思方案；能進行技術性能和指標的技術試驗、技術探究等實踐操作。教學分解：在第二節中，介紹工程設計中的創新方法和技巧，激發學生的創新意識和創造力。通過項目式學習，讓學生圍繞具體工程設計任務展開創新設計實踐，培養其問題解決能力和創新設計能力。鼓勵學生參與課外科技活動和創新競賽，拓展其創新視野和實踐經驗。（四）圖樣表達目標描述：學生能夠識讀簡單的機械加工圖、電子線路圖等技術圖樣；能分析技術對象的圖樣特征，會用手工和二維、三維設計軟件繪制簡單的技術圖樣；能通過圖樣表達設計構想，用技術語言實現有形與無形、抽象與具體的思維轉換。教學分解：在第二節中，介紹技術圖樣的種類、用途和繪制方法，讓學生掌握基本的圖樣表達技能。通過實踐操作和案例分析，讓學生熟悉常見技術圖樣的繪制和識讀方法，培養其圖樣表達能力。鼓勵學生利用計算機輔助設計軟件進行圖樣設計和表達，提升其技術應用的現代化水平。（五）物化能力目標描述：學生能知道常見材料的屬性和常用工具、基本設備的使用方法；能根據方案設計要求，進行材料選擇、測試與規劃，工具選擇與使用，工藝設計與產品制作等；能獨立完成模型或產品的成型制作、裝配及測試。教學分解：在第二節中，介紹工程設計中的材料選擇、工具使用和工藝設計方法，讓學生掌握基本的物化能力。通過實踐操作和項目式學習，讓學生親身體驗產品制作和裝配過程，培養其物化能力和實踐能力。鼓勵學生參與課外實踐活動和科技創新項目，提升其解決實際問題的能力和創新素養。三、學情分析（一）已知內容分析在高中通用技術選擇性必修3《第一章工程設計概述》教學前，學生已經完成了必修模塊《技術與設計1》和《技術與設計2》的學習，掌握了一定的技術設計基礎知識和基本技能。他們對技術設計的一般過程、設計原則、常見材料及其加工工藝、簡單機械結構、控制系統等基本概念有了初步認識，并具備了一定的技術圖樣表達能力和簡單的物化能力。在《技術與設計2》模塊中，學生已經學習了結構、流程、系統、控制等核心概念，并能夠通過項目實踐，體驗并初步掌握這些概念在工程設計中的應用。學生也通過技術試驗、技術探究等活動，對技術的創新性、實踐性有了更深的體會。通過前期的物理、化學、生物等自然學科的學習，學生具備了一定的科學基礎知識，如力學、電學、熱力學等，這些都將為工程設計的學習提供必要的理論支撐。（二）新知內容分析本章《第一章工程設計概述》旨在通過三個小節的內容，引導學生全面理解工程設計的內涵、特征、分類以及設計工程師的專業需求和社會責任。具體內容包括：第1節科學、技術與工程：本節主要介紹科學、技術與工程的基本概念，以及它們之間的關系。學生需要理解科學是對自然界的觀察與實驗，技術是人類在改造自然過程中的方法和技巧，而工程則是綜合應用科學原理和技術手段，實現特定目標的實踐活動。通過本節學習，學生將進一步明確工程設計在科學、技術、工程三者中的地位和作用。第2節工程設計：本節詳細闡述工程設計的內涵、特征和分類，介紹工程設計的一般過程和工程師的工作特點。學生將學習如何運用系統分析的方法，針對特定問題進行要素分析、整體規劃，并嘗試進行簡單的風險評估和綜合決策。本節還將通過案例分析，讓學生體會工程設計在實際應用中的重要性。第3節設計工程師：本節主要介紹設計工程師的專業需求和社會責任。學生將了解設計工程師應具備的知識、技能和素養，以及他們在工程設計團隊中的角色和職責。本節還將探討工程師在倫理、道德、法律等方面的約束，以及他們對社會、環境所承擔的責任。通過本章學習，學生將能夠全面理解工程設計的全過程，掌握工程設計的基本方法和技能，認識設計工程師的專業素養和社會責任，為后續深入學習工程設計打下堅實基礎。（三）學生學習能力分析邏輯思維與問題解決能力：高中生已經具備了一定的邏輯思維能力和問題解決能力，能夠通過觀察、分析、歸納等方法，對復雜問題進行拆解和重構。這種能力在工程設計中尤為重要，因為工程設計往往需要面對多因素、多變量的復雜問題，需要學生進行系統分析和綜合決策。團隊合作與溝通能力：工程設計通常不是個人行為，而是團隊合作的結果。高中生在之前的學習和生活中，已經積累了一定的團隊合作和溝通經驗，能夠在團隊中發揮各自的優勢，共同完成任務。這種能力在工程設計項目中尤為重要，因為工程設計需要多個學科、多個領域的專家共同協作。創新思維與實踐能力：高中生正處于創新思維最為活躍的時期，他們敢于嘗試新事物，勇于挑戰傳統觀念。通過之前的技術設計和實踐活動，他們已經具備了一定的實踐能力，能夠將理論知識應用于實際問題中。這種創新思維和實踐能力在工程設計中將發揮重要作用，因為工程設計本身就是一種創造性活動，需要不斷探索新的解決方案和優化現有設計。信息技術應用能力：隨著信息技術的飛速發展，高中生已經具備了一定的信息技術應用能力，能夠熟練使用計算機、網絡等現代工具進行信息檢索、數據處理和成果展示。這種能力在工程設計中將發揮重要作用，因為現代工程設計越來越依賴于計算機輔助設計和仿真技術。（四）學習障礙突破策略強化理論基礎：雖然學生已經具備了一定的科學基礎知識，但在面對工程設計中的復雜問題時，可能仍會感到力不從心。在教學過程中，需要注重理論知識的強化和拓展，通過案例分析、專題講座等形式，幫助學生深入理解科學、技術、工程三者之間的關系以及工程設計的基本原理和方法。培養系統思維能力：工程設計需要運用系統分析的方法進行綜合決策。學生在面對復雜問題時，往往難以全面考慮各種因素之間的關系和影響。在教學過程中，需要注重培養學生的系統思維能力，通過團隊合作、角色扮演等活動形式，讓學生逐步學會從整體出發，全面考慮問題的各個方面和環節。提升信息技術應用能力：現代工程設計越來越依賴于計算機輔助設計和仿真技術。學生在實際應用中可能會遇到各種技術難題和操作障礙。在教學過程中，需要注重提升學生的信息技術應用能力，通過實踐操作、項目實踐等形式，讓學生熟練掌握相關軟件的使用方法和技巧。加強倫理道德教育：工程設計不僅關乎技術層面的問題，還涉及到倫理、道德、法律等方面的約束。學生在面對實際工程問題時，可能難以全面考慮這些方面的因素。在教學過程中，需要加強倫理道德教育，通過案例分析、角色扮演等形式，讓學生深入理解工程師的社會責任和專業素養要求。注重實踐環節的設計：工程設計是一門實踐性很強的學科。由于各種條件的限制，學生可能難以獲得充分的實踐機會。在教學過程中，需要注重實踐環節的設計和創新，通過模擬項目、實際案例等形式，讓學生親身體驗工程設計的全過程和各個環節的要點和難點。還可以鼓勵學生參加各種科技創新活動和競賽項目，以提升自己的實踐能力和創新能力。四、大主題或大概念設計本大單元以“探索工程設計的奧秘：培養未來工程師的核心素養”為大主題，圍繞工程設計的基本原理、過程及工程師的職業素養展開教學。通過深入學習科學、技術與工程的關系，理解工程設計的重要性及其在人類社會發展中的作用，掌握工程設計的基本流程和方法，并認識設計工程師所需的專業素養和社會責任。本大單元旨在培養學生的技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力，為學生未來從事工程設計和相關職業奠定堅實基礎。五、大單元目標敘寫（一）技術意識學生能夠理解技術在工程設計中的核心地位，認識到技術對工程設計的影響。學生能夠辨析工程設計中的技術選擇、應用及其對社會、環境、文化的影響，形成正確的技術價值觀。學生能夠體會技術在解決工程實際問題中的重要性，增強技術應用的責任感和安全意識。（二）工程思維學生能夠理解系統分析、比較權衡在工程設計中的重要性，學會運用工程思維解決復雜問題。學生能夠掌握工程設計的基本流程和方法，包括需求分析、方案設計、優化與決策等。學生能夠分析工程設計中的限制條件和約束因素，學會在限制條件下進行創造性設計。（三）創新設計學生能夠基于用戶需求，運用創新思維進行工程方案設計，提出具有創新性的解決方案。學生能夠運用多種設計方法和工具，進行方案構思、設計、優化和測試，提高創新設計能力。學生能夠了解并嘗試應用新技術、新材料、新工藝，推動工程設計的創新與發展。（四）圖樣表達學生能夠掌握工程圖樣的基本規范和繪制方法，能夠準確繪制工程設計圖樣。學生能夠運用圖樣表達工程設計方案，包括結構圖、流程圖、控制框圖等，提高技術交流能力。學生能夠解讀和分析工程圖樣，理解設計意圖和技術細節，為工程設計提供有力支持。（五）物化能力學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行工程模型的制作和裝配。學生能夠掌握基本的加工工藝和測試方法，對工程模型進行性能測試和優化。學生能夠體驗工程師的工作流程，包括設計、制作、測試、優化等環節，提高物化能力。六、大單元教學重點理解科學、技術與工程的關系：通過案例分析，讓學生深入理解科學、技術與工程之間的相互作用和支撐關系，認識到它們在推動社會進步中的重要作用。掌握工程設計的基本流程和方法：通過項目式學習，讓學生經歷從需求分析、方案設計到優化決策的全過程，掌握工程設計的基本步驟和方法。培養工程思維和創新設計能力：通過團隊合作和方案設計，培養學生的系統思維、比較權衡能力和創新思維，鼓勵學生提出具有創新性的解決方案。提高圖樣表達和物化能力：通過圖樣繪制和工程模型制作，提高學生的圖樣表達能力和物化能力，使學生能夠準確表達設計意圖并實現設計方案。七、大單元教學難點理解復雜工程問題中的限制條件和約束因素：工程設計中往往存在多種限制條件和約束因素，學生需要學會在復雜環境中識別并處理這些因素，這對學生的系統思維和決策能力提出了較高要求。在工程設計中運用創新思維：創新設計需要學生具備敏銳的洞察力和豐富的想象力，同時還需要將創新思維轉化為實際可行的設計方案，這對學生的綜合能力和實踐經驗提出了較高要求。圖樣表達的準確性和規范性：工程圖樣是工程設計的重要表達形式，學生需要掌握圖樣的基本規范和繪制方法，確保圖樣的準確性和規范性，這對學生的繪圖技能和細節把握能力提出了較高要求。工程模型的制作和性能測試：工程模型的制作和性能測試需要學生具備一定的加工工藝和測試知識，同時還需要耐心和細致的操作技能，這對學生的實踐能力和動手能力提出了較高要求。教學設計示例（以第一節為例）第一節科學、技術與工程教學目標：理解科學、技術與工程的基本概念和相互關系。分析典型案例，認識科學、技術與工程在推動社會進步中的重要作用。培養學生對科學、技術與工程的興趣和探索精神。教學重難點：重點：理解科學、技術與工程的基本概念及其相互關系。難點：分析典型案例，認識科學、技術與工程在推動社會進步中的重要作用。教學過程：導入新課：通過展示趙州橋、港珠澳大橋等工程案例，引導學生思考這些工程背后所蘊含的科學原理和技術應用。講授新知：定義科學、技術與工程的基本概念，并解釋它們之間的相互關系。分析典型案例（如趙州橋、港珠澳大橋），探討科學、技術與工程在其中的作用和貢獻。合作學習：學生分組討論其他典型工程案例（如三峽大壩、北京大興國際機場等），分析其中的科學原理、技術應用和工程挑戰。每組選派代表分享討論成果，全班進行交流與點評。課堂練習：設計一些判斷題或選擇題，檢驗學生對科學、技術與工程基本概念的理解。提供一些工程案例，讓學生嘗試分析其中的科學原理和技術應用?？偨Y提升：總結科學、技術與工程的基本概念、相互關系及其在推動社會進步中的重要作用。鼓勵學生關注身邊的科學、技術與工程現象，培養探索精神和實踐能力。布置作業：讓學生選擇一個感興趣的工程案例，深入研究其科學原理、技術應用和工程挑戰，并準備在下節課進行分享。通過這樣的教學設計，旨在幫助學生全面理解科學、技術與工程的關系，認識它們在推動社會進步中的重要作用，并激發學生對科學、技術與工程的興趣和探索精神。八、大單元整體教學思路教學目標設定根據《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結合2020版人教版高中通用技術選擇性必修3《工程設計基礎》第一章《工程設計概述》的教學內容，本章的教學目標設定將圍繞通用技術的核心素養目標展開，具體包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力五個方面。（一）技術意識理解科學、技術與工程的關系：學生應能夠明確科學、技術和工程的基本概念及其相互關系，理解科學是對自然規律的探索，技術是科學原理的應用，而工程則是運用科學原理和技術手段解決實際問題。形成對工程設計重要性的認識：通過案例分析，學生能夠認識到工程設計在現代社會發展和人類生活中的重要作用，理解工程設計對人類文明的推動作用。樹立工程倫理意識：學生能夠理解工程師在工程實踐中應遵循的倫理規范，形成正確的職業道德觀念和社會責任感。（二）工程思維培養系統分析和綜合決策的能力：學生能夠運用系統分析的方法，對工程問題進行要素分析、整體規劃，并作出合理決策。形成初步的工程建模能力：學生能夠運用簡單的工程模型來描述和解決實際問題，理解模型在工程設計中的重要性。具備風險評估和優化的能力：學生能夠識別工程設計中潛在的風險，并學會通過優化設計方案來降低風險。（三）創新設計激發創新思維：通過案例分析，學生能夠發現工程設計中的創新點，激發創新思維，培養創新意識和創新能力。掌握創新設計方法：學生能夠了解并掌握一些基本的創新設計方法，如智力激勵法、設問法等，能夠在工程設計過程中靈活運用這些方法。提升設計方案的評價能力：學生能夠根據設計原則和規范，對設計方案進行合理評價和優化，提升設計質量。（四）圖樣表達掌握圖樣表達的基本方法：學生能夠識讀和繪制簡單的工程圖樣，如機械加工圖、裝配圖等，能夠用圖樣表達設計構想。提升圖樣表達的準確性：通過實踐練習，學生能夠提高圖樣表達的準確性，確保圖樣能夠清晰地傳達設計意圖。培養空間想象能力：通過圖樣表達的訓練，學生能夠提升空間想象能力，更好地理解工程設計的三維空間結構。（五）物化能力提升材料選擇和加工能力：學生能夠根據設計要求選擇合適的材料，并了解材料的加工方法和工藝流程。掌握基本工具和設備的使用：學生能夠熟練使用常用的工程工具和設備，如測量工具、加工設備等，確保物化過程的順利進行。提升問題解決能力：在物化過程中，學生能夠遇到并解決實際問題，如加工誤差、裝配問題等，提升問題解決能力。教學重點與難點教學重點：理解科學、技術與工程的關系及其在工程設計中的應用。掌握工程設計的基本流程和方法，能夠獨立完成簡單的工程設計任務。培養系統分析和綜合決策的能力，學會運用工程模型進行問題解決。教學難點：如何將科學原理和技術手段有效地應用于工程設計中。如何培養學生的創新思維和創新能力，使其能夠在工程設計過程中提出創新性的解決方案。如何提升學生的圖樣表達能力和物化能力，使其能夠準確地表達設計意圖并實現設計成果。教學策略與方法教學策略：案例教學法：通過選取典型的工程設計案例，引導學生分析案例中的科學原理、技術手段和工程設計方法，加深對科學、技術與工程關系的理解。項目式學習：設計一系列與工程設計相關的項目任務，讓學生分組合作完成，通過實踐鍛煉工程設計能力。探究式學習：鼓勵學生自主探究工程設計中的問題，通過查閱資料、實驗驗證等方式解決問題，培養自主學習和解決問題的能力。教學方法：講授法：通過課堂講授的方式，向學生介紹工程設計的基本概念、流程和方法。討論法：組織學生進行小組討論，分享各自的觀點和經驗，促進學生之間的交流與合作。實踐法：安排學生進行實踐操作，如繪制工程圖樣、選擇材料和加工制作等，提升學生的物化能力。教學過程設計第1節科學、技術與工程引入新課：通過展示一些典型的工程成果（如橋梁、建筑等），引導學生思考這些成果背后的科學原理和技術手段。講授新知：介紹科學、技術與工程的基本概念及其相互關系。案例分析：選取一個具體的工程設計案例（如港珠澳大橋），引導學生分析案例中的科學原理、技術手段和工程設計方法。課堂討論：組織學生進行小組討論，分享各自對科學、技術與工程關系的理解?？偨Y提升：總結本節課的內容，強調科學、技術與工程在工程設計中的重要作用。第2節工程設計復習舊知：回顧上一節課的內容，強調科學、技術與工程的關系。引入新課：通過展示一個工程設計任務（如設計一個簡易書架），引導學生思考工程設計的基本流程和方法。講授新知：介紹工程設計的基本流程（如需求分析、方案設計、詳細設計等）和方法。實踐操作：安排學生進行實踐操作，如繪制工程圖樣、制定設計方案等。課堂評價：對學生的實踐成果進行評價，指出存在的問題并提出改進建議?？偨Y提升：總結本節課的內容，強調工程設計在工程實踐中的重要性。第3節設計工程師復習舊知：回顧前兩節課的內容，強調工程設計的基本流程和方法。引入新課：通過介紹一些著名的設計工程師及其作品，引導學生思考設計工程師應具備的素養和能力。講授新知：介紹設計工程師應具備的素養（如創新意識、團隊精神等）和能力（如設計能力、溝通能力等）。案例分析：選取一個具體的設計工程師案例（如蘋果公司的首席設計師喬納森·艾維），引導學生分析設計工程師的工作內容和職業發展路徑。角色扮演：安排學生進行角色扮演活動，模擬設計工程師的工作場景和流程。總結提升：總結本節課的內容，強調設計工程師在工程設計中的重要性和職業發展前景。學業評價設計評價原則：全面性：評價應涵蓋技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力五個方面?？陀^性：評價應基于學生的實際表現和成果，避免主觀臆斷。發展性：評價應注重學生的進步和發展，鼓勵學生不斷努力提升自己的能力。評價方式：課堂表現評價：通過觀察學生在課堂上的表現（如參與度、合作能力等）進行評價。實踐成果評價：對學生的實踐成果（如工程圖樣、設計方案等）進行評價，注重成果的準確性和創新性。自我評價與互評：鼓勵學生進行自我評價和互評，培養學生的反思能力和團隊合作精神。期末綜合評價：結合學生在整個學期中的表現和實踐成果，進行期末綜合評價。教學資源與環境設計教學資源：教材與教輔資料：選用符合課程標準的教材和教輔資料，確保教學內容的準確性和科學性。網絡資源：利用網絡資源（如在線課程、視頻教程等）豐富教學手段和內容。實踐設備與材料：提供必要的實踐設備和材料（如測量工具、加工設備等），確保學生能夠進行實踐操作。教學環境：專用教室：配備必要的教學設施和設備（如多媒體教學設備等），營造良好的教學氛圍。實踐基地：與相關企業或機構合作，建立實踐基地，為學生提供更多的實踐機會和資源。網絡學習平臺：建立網絡學習平臺，方便學生進行自主學習和交流合作。課后反思與改進課后反思：教學效果反思：反思本節課的教學效果是否達到預期目標，學生是否真正掌握了所學知識和技能。教學方法反思：反思本節課采用的教學方法是否適合學生的實際情況和需求，是否需要調整和改進。學生反饋收集：通過問卷調查、個別訪談等方式收集學生的反饋意見，了解學生對本節課的評價和建議。教學改進：優化教學內容：根據學生的反饋和實際情況，對教學內容進行調整和優化，確保教學內容的針對性和實效性。改進教學方法：探索更適合學生的教學方法和手段，如采用游戲化學習、翻轉課堂等方式激發學生的學習興趣和積極性。加強實踐環節：增加實踐環節的比例和難度，提升學生的實踐能力和解決問題的能力。加強與相關企業和機構的合作，為學生提供更多的實踐機會和資源。九、學業評價一、教學目標通過本章“工程設計概述”的學習，學生應能夠：理解科學、技術與工程的內涵及其相互關系，提升對工程設計重要性的認識。掌握工程設計的基本過程、原則和方法，形成系統的工程設計思維。了解設計工程師的角色、職責和社會責任，培養作為未來工程師的職業道德和倫理意識。結合具體案例，分析工程設計的實踐應用，增強解決實際工程問題的能力。二、學習目標技術意識：學生能夠認識到工程設計對人類生活和社會發展的重要性，理解工程設計中的技術選擇、應用及其影響。工程思維：學生能夠運用系統分析和綜合決策的方法，對工程設計問題進行多因素分析，并提出合理的解決方案。創新設計：學生能夠基于工程需求，運用創新思維提出新穎的設計方案，并進行優化和改進。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制工程設計相關的圖樣，用技術語言準確表達設計思想。物化能力：學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型制作或產品開發，實現設計成果的物化。三、評價目標設定（一）技術意識評價要點：學生能夠理解科學、技術與工程的定義、特點及相互關系，認識到工程設計在社會進步中的重要作用。評價方法：課堂討論：組織學生對科學、技術與工程的概念進行辨析，評估其對三者關系的理解。案例分析：選取典型工程設計案例，讓學生分析其中蘊含的技術選擇、應用及其社會影響。（二）工程思維評價要點：學生能夠運用系統分析的方法，對工程設計問題進行多因素考慮，提出合理的解決方案，并理解工程設計過程中的權衡與優化。評價方法：方案設計：給定一個工程設計任務，要求學生進行方案設計，評估其方案的系統性、全面性和可行性。小組討論：分組討論工程設計中的關鍵問題，評估學生運用工程思維分析問題和解決問題的能力。（三）創新設計評價要點：學生能夠基于工程需求，運用創新思維提出新穎的設計方案，并對其進行優化和改進。評價方法：設計競賽：組織工程設計創新大賽，評估學生的創新能力和設計方案的新穎性、實用性。方案展示與評審：讓學生展示自己的設計方案，通過同伴評審和教師點評，評估其創新設計的水平。（四）圖樣表達評價要點：學生能夠識讀和繪制工程設計相關的圖樣，用準確的技術語言表達設計思想。評價方法：圖樣繪制：給定設計任務，要求學生繪制相關圖樣，評估其圖樣的準確性、規范性和表達能力。圖樣解讀：展示工程設計圖樣，讓學生解讀并闡述圖樣所表達的設計思想，評估其對圖樣語言的理解和運用能力。（五）物化能力評價要點：學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型制作或產品開發，實現設計成果的物化。評價方法：模型制作：給定設計任務，要求學生制作模型或產品原型，評估其物化能力、工藝水平和創新意識。成果展示與評價：展示學生的模型或產品原型，通過同伴互評和教師點評，評估其物化成果的實用性和創新性。四、評價實施建議過程性評價與終結性評價相結合：在教學過程中，通過觀察、記錄學生在課堂討論、方案設計、模型制作等活動中的表現，進行過程性評價；在課程結束時，通過設計競賽、方案展示等方式進行終結性評價。定性評價與定量評價相結合：采用描述性評價、等級評價等方式對學生的表現進行定性評價；通過設定明確的評價指標和評分標準，對學生的設計成果進行定量評價。自評、互評與師評相結合：鼓勵學生進行自我評價，培養其自我反思能力；通過小組討論和同伴互評，促進學生的相互學習和交流；教師則根據學生的表現給予及時、具體的反饋和指導。五、評價案例分析案例一：工程設計方案設計評價任務描述：給定一個社區公園的設計任務，要求學生進行方案設計，包括公園布局、設施配置、景觀規劃等。評價目標：評估學生的工程思維、創新設計和圖樣表達能力。評價方法：工程思維：觀察學生是否能夠從系統分析的角度，全面考慮公園設計的影響因素，如人流量、地形地貌、周邊環境等，提出合理的布局和設施配置方案。創新設計：評估學生的設計方案是否具有新穎性、實用性和美觀性，是否能夠滿足社區居民的需求和期望。圖樣表達：檢查學生繪制的公園設計圖樣是否準確、規范，能否清晰表達設計思想。評價結果：根據學生的表現，給予相應的等級評價和具體反饋，如“優秀”、“良好”、“合格”或“待改進”，并指出存在的問題和改進方向。案例二：模型制作評價任務描述：給定一個橋梁模型的設計任務，要求學生根據設計方案選擇合適的材料和工具，進行模型制作。評價目標：評估學生的物化能力、工藝水平和創新意識。評價方法：物化能力：觀察學生是否能夠根據設計方案選擇合適的材料和工具，進行精確的模型制作。工藝水平：評估學生在模型制作過程中的工藝水平，如切割、拼接、打磨等工序的精細程度。創新意識：鼓勵學生在模型制作過程中發揮創新思維，對設計方案進行優化和改進，如增加裝飾元素、改進結構設計等。評價結果：通過展示學生的模型作品，組織學生進行互評和教師點評，根據物化成果的實用性、美觀性和創新性給予相應的等級評價和反饋。對表現優秀的學生進行表彰和獎勵，以激發學生的學習積極性和創造力。十、大單元實施思路及教學結構圖一、大單元實施思路本單元以《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》為指導，圍繞2020版人教版高中通用技術選擇性必修3《工程設計基礎》第一章《工程設計概述》的教學內容，詳細規劃了從“科學、技術與工程”的基礎認知，到“工程設計”的實踐操作，再到“設計工程師”的職業素養培養三個遞進的學習層次。通過理論學習、案例分析、實踐操作和團隊合作等多種形式，旨在全面提升學生的技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力，培養學生的綜合工程素養，為未來從事工程領域的學習和工作奠定堅實基礎。二、教學目標設定（一）技術意識學生能夠理解技術與科學、工程的區別與聯系，認識到工程設計在社會發展中的重要作用。學生能夠分析工程案例，理解工程技術對人類社會、環境、經濟的影響，形成正確的技術價值觀和倫理觀。（二）工程思維學生能夠運用系統分析的方法，識別和理解工程設計中的關鍵因素，如性能需求、生命周期、環境關系等。學生能夠運用工程建模和仿真工具，對工程設計進行初步的優化和決策分析。（三）創新設計學生能夠基于實際問題，提出創新性的工程設計方案，并運用技術語言進行清晰表達。學生能夠通過團隊協作，共同完成一項工程設計項目，體驗創新設計的全過程。（四）圖樣表達學生能夠識讀和繪制簡單的工程圖樣，如流程圖、系統框圖、結構圖等，準確表達工程設計意圖。學生能夠運用計算機輔助設計軟件，進行三維建模和仿真，提高圖樣表達能力。（五）物化能力學生能夠根據工程設計要求，選擇合適的材料和工具，進行簡單的模型制作和裝配。學生能夠通過實踐操作，體驗工程設計的物化過程，提高解決實際問題的能力。三、教學結構圖┌─────────────┐│工程設計概述│└─────────────┘│┌───────────────────────┴───────────────────────┐││┌─────────────┐┌─────────────┐│科學、技術與工程││工程設計││││-理解科學、技術與工程的區別與聯系││-分析工程案例，理解工程技術的影響││││-系統分析工程設計的關鍵因素││-運用工程建模和仿真工具進行優化和決策分析│└─────────────┘└─────────────┘││▼┌─────────────┐│設計工程師│└─────────────┘││▼┌─────────────┐│職業素養培養│└─────────────┘│▼┌─────────────┐│綜合評價與反饋│└─────────────┘四、具體教學實施步驟第1節科學、技術與工程教學目標理解科學、技術與工程的區別與聯系。分析工程案例，理解工程技術對人類社會、環境、經濟的影響。教學策略理論講授：介紹科學、技術與工程的基本概念及其相互關系。案例分析：選取典型的工程案例，如港珠澳大橋、高速鐵路等，分析工程技術對社會、環境、經濟的影響。小組討論：學生分組討論工程技術在現代社會中的重要性，每組選派代表分享觀點。教學過程導入新課：通過提問引導學生思考科學、技術與工程的區別，激發學生的學習興趣。講授新知：教師講解科學、技術與工程的基本概念及其相互關系。案例分析：選取港珠澳大橋、高速鐵路等工程案例，分析工程技術對社會、環境、經濟的影響。小組討論：學生分組討論工程技術的重要性，每組選派代表分享觀點。總結提升：教師總結科學、技術與工程的核心概念及其在現代社會中的作用。第2節工程設計教學目標系統分析工程設計的關鍵因素。運用工程建模和仿真工具進行優化和決策分析。教學策略實踐操作：學生分組進行工程設計實踐，如設計一個小型橋梁模型。軟件仿真：運用工程建模和仿真軟件進行設計優化和決策分析。成果展示：各組展示設計成果，分享設計思路和優化過程。教學過程導入新課：回顧上節課內容，引出工程設計的重要性。講授新知：介紹工程設計的基本流程和關鍵因素。實踐操作：學生分組進行小型橋梁模型的設計實踐。軟件仿真：運用工程建模和仿真軟件進行設計優化和決策分析。成果展示：各組展示設計成果，分享設計思路和優化過程。評價反饋：教師對學生的設計成果進行評價，提供改進建議。第3節設計工程師教學目標理解設計工程師的職業素養要求。體驗設計工程師的工作內容和流程。教學策略角色扮演：學生扮演設計工程師，完成一項工程設計任務。專家講座：邀請工程設計領域的專家進行講座，分享職業經驗和心得。職業規劃：引導學生思考未來職業規劃，了解設計工程師的職業發展路徑。教學過程導入新課：通過提問引導學生思考設計工程師的職業素養要求。角色扮演：學生扮演設計工程師，分組完成一項工程設計任務。專家講座：邀請工程設計領域的專家進行講座，分享職業經驗和心得。職業規劃：引導學生思考未來職業規劃，了解設計工程師的職業發展路徑?？偨Y提升：教師總結設計工程師的職業素養要求和工作內容。綜合評價與反饋教學目標對學生的學習成果進行綜合評價。提供針對性的反饋和建議，促進學生持續改進。教學策略作品評價：對學生的工程設計作品進行評價，包括設計思路、創新性、實用性等方面。過程評價：評價學生在工程設計過程中的表現，如團隊合作、溝通能力等。自我反思：引導學生進行自我反思，總結學習經驗和不足之處。教學過程作品展示與評價：各組展示工程設計作品，教師和同學共同進行評價。過程評價：教師根據學生在工程設計過程中的表現進行評價，包括團隊合作、溝通能力等方面。自我反思：引導學生進行自我反思，總結學習經驗和不足之處。反饋與建議：教師提供針對性的反饋和建議，促進學生持續改進?？偨Y提升：教師總結本單元的學習成果，鼓勵學生在未來的學習中繼續努力。十一、大情境、大任務創設一、大情境設計在當今快速發展的科技時代，工程設計已成為推動社會進步和經濟發展的重要力量。從宏偉的橋梁、高樓大廈，到精密的醫療設備、智能機器人，無一不凝聚著工程師的智慧與汗水。工程設計不僅僅是技術與科學的結合，更是對人類需求、社會環境、經濟效益等多方面因素的綜合考慮。為了讓學生更好地理解和體驗工程設計的全過程，我們創設了以下大情境：“未來智慧城市的設計與構建”。二、大任務設計（一）大任務概述在“未來智慧城市的設計與構建”大情境下，學生將扮演設計工程師的角色，分組合作完成一個智慧城市子系統的設計與制作。這個子系統可以是智能家居系統、智能交通系統、智能安防系統、智能環保系統等中的一個。通過完成這一大任務，學生將深入理解科學、技術與工程的關系，掌握工程設計的基本流程和方法，提升技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力。（二）大任務目標技術意識：學生能夠認識到工程設計在現代科技和社會生活中的重要性，理解科學、技術與工程之間的相互作用和影響。工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，識別影響工程設計的關鍵因素，提出合理的設計方案，并進行風險評估和綜合決策。創新設計：學生能夠在明確問題的基礎上，提出具有創意的設計方案，并運用技術語言進行清晰表達。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制與工程設計相關的技術圖樣，如流程圖、系統框圖、結構圖等，準確傳達設計意圖。物化能力：學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型制作和裝配，體驗工程設計的物化過程。（三）大任務流程任務導入（1課時）情境導入：通過展示未來智慧城市的視頻或圖片，激發學生對智慧城市的興趣和好奇心。任務說明：介紹大任務的目標、要求和流程，明確學生在任務中的角色和責任。科學、技術與工程基礎學習（3課時）第1節科學、技術與工程教學目標：理解科學、技術與工程的區別與聯系，認識工程設計在社會發展中的重要作用。教學過程：理論講授：介紹科學、技術與工程的基本概念及其相互關系。案例分析：選取典型的工程案例，如港珠澳大橋、高速鐵路等，分析工程技術對社會、環境、經濟的影響。小組討論：學生分組討論工程技術在現代社會中的重要性，每組選派代表分享觀點。第2節工程設計基礎教學目標：掌握工程設計的基本流程和關鍵因素，了解工程師的職業素養和社會責任。教學過程：理論講授：介紹工程設計的基本流程和關鍵因素，如需求分析、方案構思、設計優化等。實踐操作：學生分組進行小型工程設計實踐，如設計一個小型橋梁模型或智能家居系統的一部分。成果展示：各組展示設計成果，分享設計思路和優化過程。大任務方案設計（4課時）需求調查與分析（1課時）學生通過問卷調查、訪談等方式，收集未來智慧城市子系統的需求信息，進行需求分析。方案構思與設計（2課時）學生根據需求分析結果，進行方案構思，提出多個設計方案。小組內討論交流，優化設計方案，確定最終方案。圖樣表達（1課時）學生運用計算機輔助設計軟件，繪制設計方案的技術圖樣，如流程圖、系統框圖、結構圖等。教師對圖樣進行點評和指導，確保圖樣準確表達設計意圖。大任務實施（6課時）材料與工具準備（1課時）學生根據設計方案，選擇合適的材料和工具，制定采購計劃。教師審核采購計劃，確保材料和工具的合理性和安全性。模型制作與裝配（4課時）學生分組進行模型制作和裝配，體驗工程設計的物化過程。教師在制作過程中進行巡回指導，及時解決學生遇到的問題。測試與優化（1課時）學生對制作完成的模型進行測試，記錄測試數據和分析測試結果。根據測試結果，對模型進行優化和改進，確保模型滿足設計要求。大任務成果展示與評價（2課時）成果展示各組展示設計成果，包括技術圖樣、模型實物、測試數據和分析報告等。學生分享設計思路、制作過程和優化經驗。評價反饋教師對設計成果進行綜合評價，包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力等方面。學生進行自評和互評，互相學習借鑒，共同提升。（四）大任務資源與支持教師資源：提供工程設計相關的教學資料、案例分析和指導建議。技術資源：配備計算機輔助設計軟件、3D打印機、激光切割機等先進技術和設備。材料資源：提供模型制作所需的各種材料和工具。外部支持：邀請工程設計領域的專家進行講座和指導，提供行業內的最新動態和技術支持。三、大任務實施建議注重理論與實踐相結合：在理論學習的基礎上，通過實踐操作加深學生對工程設計的理解和掌握。強調團隊合作與溝通：鼓勵學生分組合作完成任務，培養團隊合作意識和溝通能力。注重創新思維的培養：鼓勵學生提出具有創意的設計方案，培養創新思維能力。關注圖樣表達能力的培養：通過繪制技術圖樣，提高學生的圖樣表達能力，為后續工程實踐打下基礎。強化物化能力的訓練：通過模型制作和裝配過程，強化學生的物化能力，體驗工程設計的物化過程。通過“未來智慧城市的設計與構建”大情境的創設和大任務的實施，學生將能夠在真實的設計實踐中鍛煉和提升技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力，為未來的工程學習和職業發展奠定堅實基礎。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：工程設計概述課時設計：導入階段（1課時）活動內容：通過展示古今中外著名工程案例（如趙州橋、港珠澳大橋等）引入工程設計的重要性，激發學生對工程設計的興趣。理論學習階段（3課時）第1節科學、技術與工程（1課時）活動內容：講解科學、技術與工程的定義、區別與聯系，以及工程在社會發展中的作用。第2節工程設計（1課時）活動內容：闡述工程設計的內涵、特征、分類及其在人類社會發展中的重要性。第3節設計工程師（1課時）活動內容：介紹設計工程師的專業需求、社會責任及其在現代社會中的角色。實踐操作階段（2課時）活動內容：組織學生進行小組討論，選取特定工程案例進行深入分析，模擬工程設計過程，體驗團隊協作?？偨Y提升階段（1課時）活動內容：學生展示學習成果，分享學習心得，教師進行總結評價，引導學生反思學習過程。（二）學習目標技術意識：學生能夠理解科學與技術、工程的區別與聯系，認識到工程設計在社會發展中的重要作用。學生能夠關注工程設計領域的前沿動態，理解工程設計對個人、社會及環境的影響。工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，理解工程設計的關鍵因素，形成初步的工程設計思維。學生能夠在分析工程案例的過程中，體會工程設計的復雜性、選擇性和妥協性。創新設計：學生能夠基于特定需求，提出具有創新性的工程設計方案，并考慮其可行性和實施效果。學生能夠運用創造性思維，解決工程設計過程中的實際問題。圖樣表達：學生能夠識讀并繪制與工程設計相關的技術圖樣，如工程圖紙、流程圖等。學生能夠通過圖樣清晰、準確地表達工程設計的意圖和方案。物化能力：學生能夠通過實踐操作，將工程設計方案轉化為具體的工程產品或模型。學生能夠在物化過程中，關注細節，精益求精，提高工程實踐能力。（三）評價任務課堂參與度：觀察學生在課堂上的表現，評價其是否積極參與討論，是否能夠提出有見地的觀點。小組討論報告：學生分組選取特定工程案例進行分析，并撰寫小組討論報告。評價報告內容的完整性、分析的深度以及團隊協作情況。圖樣表達能力：要求學生繪制與工程設計相關的技術圖樣，評價其圖樣表達的準確性和清晰度。工程設計方案：基于特定需求，學生提出工程設計方案，評價其創新性、可行性和實用性。物化作品評價：對學生制作的工程產品或模型進行評價，關注其物化過程中的細節處理、工藝水平以及創新點。（四）學習過程導入階段活動：展示古今中外著名工程案例，引導學生思考工程設計的意義和價值。目的：激發學生對工程設計的興趣，為后續學習奠定情感基礎。理論學習階段第1節科學、技術與工程活動：講解科學、技術與工程的定義、區別與聯系，以及工程在社會發展中的作用。目的：幫助學生建立對科學、技術與工程的全面認識，理解工程設計的重要性。第2節工程設計活動：闡述工程設計的內涵、特征、分類及其在人類社會發展中的重要性。目的：使學生深入理解工程設計的核心概念，掌握工程設計的基本方法和步驟。第3節設計工程師活動：介紹設計工程師的專業需求、社會責任及其在現代社會中的角色。目的：引導學生關注設計工程師的職業素養和社會責任，激發其職業興趣。實踐操作階段活動：組織學生進行小組討論，選取特定工程案例進行深入分析，模擬工程設計過程。步驟：分組并確定研究案例。收集案例資料，進行初步分析。小組討論，提出工程設計方案。繪制技術圖樣，表達設計方案。制作工程產品或模型，進行物化實踐。目的：通過實踐操作，培養學生的工程設計能力、圖樣表達能力和物化能力?？偨Y提升階段活動：學生展示學習成果，分享學習心得；教師進行總結評價，引導學生反思學習過程。目的：鞏固學習成果，提升學生的學習能力和綜合素質。（五）作業與檢測作業：完成小組討論報告，深入分析所選工程案例。繪制與工程設計相關的技術圖樣，如工程圖紙、流程圖等?；谔囟ㄐ枨?，提出工程設計方案，并撰寫設計說明書。檢測：課堂小測驗：檢查學生對科學、技術與工程基本概念的理解程度。圖樣表達能力測試：評價學生繪制的技術圖樣是否準確、清晰。工程設計方案評價：組織專家或教師對學生提出的工程設計方案進行評價。（六）學后反思學生反思：反思自己在工程設計過程中的表現和收獲，思考如何進一步提高自己的工程設計能力。分析自己在圖樣表達和物化實踐中的優點和不足，制定改進計劃。教師反思：反思教學過程中的得與失，分析學生在工程設計、圖樣表達和物化實踐等方面存在的問題和困難。針對學生的反饋和表現，調整教學策略和方法，提高教學質量和效果。通過本單元的學習，學生將深入理解工程設計的內涵、特征和方法，掌握圖樣表達和物化實踐的基本技能，培養創新意識和團隊協作能力。教師也將通過教學反思不斷提升自己的教學水平，為學生的全面發展提供有力支持。十三、學科實踐與跨學科學習設計一、教學目標設定結合《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，針對2020版人教版高中通用技術選擇性必修3《工程設計基礎》第一章《工程設計概述》的教學內容，設定以下教學目標，旨在全面培養學生的通用技術核心素養，包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力。（一）技術意識學生能夠理解科學、技術與工程之間的區別與聯系，認識到工程設計在社會發展中的重要作用。學生能夠形成對技術現象及技術問題的敏感性和適應性，關注技術發展趨勢，理解技術對社會、經濟、環境等方面的影響。（二）工程思維學生能夠運用系統分析的方法，理解工程設計的過程和原則，識別影響工程設計的關鍵因素。學生能夠運用結構、流程、系統、控制等基本思想和方法進行工程設計，具備初步的工程建模和仿真能力。（三）創新設計學生能夠在工程設計過程中，結合實際需求，提出具有創新性的設計方案，并能夠進行技術性能和指標的測試與優化。學生能夠綜合各種社會文化因素評價設計方案，并具備優化設計方案的能力。（四）圖樣表達學生能夠掌握常用的技術圖樣表達方式，如結構圖、流程圖、控制系統方框圖等，準確表達設計方案。學生能夠運用計算機輔助設計軟件，進行三維建模和仿真，提高圖樣表達能力。（五）物化能力學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型制作和產品原型的裝配與測試。學生能夠體驗工匠精神對技術制造質量的獨特作用，形成嚴謹細致、精益求精、追求卓越的工作態度。二、學習目標設定（一）第一節《科學、技術與工程》技術意識：理解科學、技術與工程的定義及其相互關系，認識到科學是探索自然規律的基礎，技術是科學原理的應用，工程則是技術的系統化應用。工程思維：通過案例分析，理解科學、技術與工程在實際項目中的應用，如航天工程、橋梁建設等，培養系統分析的能力。（二）第二節《工程設計》創新設計：了解工程設計的一般過程，包括需求調查、方案設計、優化與決策等步驟，能夠提出具有創新性的設計思路。圖樣表達：學習并實踐技術圖樣的繪制，如結構圖、流程圖等，能夠準確表達設計意圖。（三）第三節《設計工程師》物化能力：通過模擬設計工程師的角色，體驗從設計到物化的全過程，包括材料選擇、工具使用、產品制作與測試等。工程思維與創新設計：結合具體案例，分析設計工程師在工程設計中的決策過程，培養創新思維和解決問題的能力。三、作業目標設定（一）技術意識與工程思維作業1：科學、技術與工程案例分析目標：分析一個具體的科學、技術與工程項目案例（如高鐵建設、智能手機研發等），闡述科學、技術與工程在該項目中的作用及其相互關系。要求：結合個人理解，撰寫一篇案例分析報告，包括項目背景、科學原理、技術應用、工程實施等方面。（二）創新設計與圖樣表達作業2：創新設計方案繪制目標：針對一個實際需求（如校園垃圾分類回收站設計、智能家居系統設計等），提出創新性的設計方案，并繪制結構圖、流程圖等技術圖樣。要求：使用計算機輔助設計軟件（如AutoCAD、SolidWorks等）進行三維建模和仿真，提高圖樣表達的準確性和直觀性。（三）物化能力與實踐操作作業3：模型制作與測試目標：根據創新設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型制作和產品原型的裝配與測試。要求：記錄模型制作的全過程，包括材料選擇、工具使用、裝配步驟、測試數據等，并撰寫實驗報告，分析測試結果并提出改進建議。四、學科實踐與跨學科學習設計（一）實踐活動設計1.科學、技術與工程融合實踐活動主題：探索高鐵技術的科學、技術與工程融合活動內容：第一階段：分組調研高鐵技術的科學原理，包括力學、材料科學、電子控制等方面的知識。第二階段：分析高鐵技術的工程應用，包括軌道鋪設、車輛設計、信號控制等方面的內容。第三階段：結合實際需求，提出一項高鐵技術的創新應用方案，并進行技術圖樣繪制和模型制作。2.跨學科工程設計挑戰活動主題：設計一款環保型校園垃圾分類回收站活動內容：第一階段：跨學科組建團隊，包括環境科學、機械工程、電子信息等專業的學生。第二階段：進行需求調查，了解校園垃圾分類的現狀和問題，收集相關數據和信息。第三階段：提出創新性的設計方案，包括結構設計、控制系統設計、智能化管理等方面。第四階段：進行模型制作和測試，優化設計方案，撰寫設計報告和實驗報告。（二）跨學科學習資源整合科學學科：引入物理學、化學、生物學等科學知識，為工程設計提供理論支持。工程學科：結合機械工程、電子工程、土木工程等工程學科知識，進行結構設計、材料選擇、工藝制定等方面的實踐。信息技術：利用計算機輔助設計軟件進行圖樣繪制和三維建模，提高設計效率和準確性。環境科學：關注工程設計的環保性和可持續性，提出綠色設計和循環利用的解決方案。經濟與管理：引入項目管理和成本控制的知識，進行工程設計的經濟分析和決策優化。（三）實踐成果展示與評價成果展示：組織實踐成果展示會，邀請校內外專家、教師和學生參與評價和交流。展示內容包括設計方案、技術圖樣、模型實物、實驗報告等。評價方式：采用多元評價方式，包括自評、互評和師評。評價標準涵蓋技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力等方面。具體評價指標包括需求調查的準確性和全面性、設計方案的創新性和可行性、技術圖樣的準確性和規范性、模型制作的質量和效率等。通過以上學科實踐與跨學科學習設計，旨在全面提升學生的通用技術核心素養，培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才。十四、大單元作業設計一、教學目標依據《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》，針對2020版人教版高中通用技術選擇性必修3《工程設計基礎》第一章《工程設計概述》的教學內容，本單元作業設計的目標是全面提升學生的通用技術核心素養，具體包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力五個方面。通過作業設計，幫助學生深入理解科學、技術與工程的內涵及其相互關系，掌握工程設計的基本流程和方法，理解設計工程師的智能素養與社會責任，為未來的學習和工作奠定堅實基礎。二、作業目標設定（一）技術意識目標描述：學生能夠理解科學、技術與工程的定義、歷史、分類及其在現代社會中的應用，認識到技術對社會發展的重要性，形成對技術的積極態度和責任感。具體目標：分析并討論科學、技術與工程在日常生活中的應用實例。解釋不同歷史時期工程發展對社會進步的貢獻。評估某項技術對個人生活和社會環境的影響。（二）工程思維目標描述：學生能夠運用系統分析和比較權衡的方法，針對具體工程問題進行結構化思考和整體規劃，理解工程設計的基本流程和要素。具體目標：分析一個典型工程案例，識別其設計需求、約束條件和解決方案。使用系統圖、流程圖等工具表達工程設計的流程和要素。對一個簡化的工程系統進行風險評估和綜合決策。（三）創新設計目標描述：學生能夠基于技術問題進行創新性方案構思，運用人機關系及相關理論進行綜合分析，提出具有創造性的設計方案。具體目標：針對一個具體的工程設計問題，收集相關信息并進行綜合分析。提出至少兩種設計方案，并進行比較和評價。運用人機工程學原理優化設計方案，提高設計的實用性和用戶體驗。（四）圖樣表達目標描述：學生能夠使用規范的技術圖樣和模型表達設計思路，清晰、準確地傳達設計意圖。具體目標：繪制一個工程設計的概念草圖，表達設計的主要功能和結構。使用CAD軟件繪制工程設計的詳細圖樣，包括視圖、尺寸標注和必要的說明。制作一個工程設計的小型模型，用于展示和驗證設計思路。（五）物化能力目標描述：學生能夠根據設計方案選擇合適的材料和工藝，制作或組裝出符合設計要求的產品原型，并進行測試和優化。具體目標：選擇合適的材料和工具，制定詳細的制作工藝流程。制作或組裝出工程設計的產品原型，并進行初步測試。根據測試結果對產品原型進行優化和改進，提高產品的性能和可靠性。三、作業內容設計（一）作業一：科學、技術與工程的案例分析1.作業要求內容：選擇一個你熟悉的科學、技術或工程案例，如橋梁、建筑、汽車、電子產品等。目標：分析該案例在科學、技術與工程方面的應用，討論其對社會發展的貢獻。形式：撰寫一篇小論文（不少于800字），包括案例介紹、科學原理、技術應用、工程實現和社會影響等部分。提交方式：電子版文檔，提交至學校指定的作業管理系統。2.評價標準技術意識：對科學、技術與工程的理解是否準確，案例選擇是否合理。工程思維：是否對案例進行了系統的分析和比較權衡。創新設計：是否提出了對案例的改進或創新想法。圖樣表達：是否使用了適當的技術圖樣或模型來輔助說明。物化能力：是否考慮了案例的實際制作或實現過程。（二）作業二：工程設計流程模擬1.作業要求內容：選擇一個簡單的工程設計項目，如小型書架、簡易機器人、家居小工具等。目標：按照工程設計的基本流程（需求分析、概念設計、詳細設計、制作與測試）進行模擬設計。形式：提交一份工程設計報告和制作的產品原型（或模型）。提交方式：電子版報告和實物原型（或模型照片），提交至學校指定的作業管理系統。2.評價標準技術意識：是否充分考慮了設計需求和社會影響。工程思維：是否按照工程設計流程進行了系統分析和整體規劃。創新設計：設計方案是否具有創新性，是否滿足了用戶需求。圖樣表達：設計圖樣是否規范、清晰，是否準確表達了設計意圖。物化能力：產品原型（或模型）是否符合設計要求，制作工藝是否合理。（三）作業三：設計工程師的智能素養與社會責任探討1.作業要求內容：結合第一章《工程設計概述》的學習內容，探討設計工程師應具備的智能素養和社會責任。目標：理解設計工程師在工程設計中的作用和責任，思考如何提升個人智能素養和履行社會責任。形式：撰寫一篇小論文（不少于1000字），包括設計工程師的智能素養、社會責任、個人發展規劃等部分。提交方式：電子版文檔，提交至學校指定的作業管理系統。2.評價標準技術意識：是否準確理解了設計工程師在技術、科學與工程方面的作用。工程思維：是否對設計工程師的智能素養進行了系統分析。創新設計：是否提出了提升個人智能素養的創新方法。圖樣表達：論文結構是否清晰，邏輯是否嚴密，表達是否準確。物化能力：是否結合個人實際提出了具體可行的發展規劃。四、作業實施建議明確作業要求：在布置作業時，教師應詳細說明作業的目的、內容、形式和提交要求，確保學生明確作業任務。提供指導資源：為學生提供相關的參考書籍、網絡資源、案例分析等指導資源，幫助學生更好地完成作業。鼓勵合作交流：鼓勵學生之間進行交流合作，共同完成作業任務。可以組織小組討論、互評互改等活動，提高學生的參與度和學習效果。及時反饋評價：教師應及時對學生的作業進行反饋評價，指出優點和不足，提出改進建議?？梢詫炐阕鳂I進行展示和分享，激勵學生的學習積極性。通過以上作業設計，旨在全面提升學生的通用技術核心素養，培養學生的技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力，為未來從事工程領域的學習和工作奠定堅實基礎。十五、“教-學-評”一致性課時設計課程基本信息教材版本：2020版人教版高中通用技術選擇性必修3單元主題：工程設計基礎——第一章工程設計概述課時數：共5課時第一課時：科學、技術與工程教學目標技術意識：學生能夠理解科學、技術與工程的基本概念及其相互關系，認識到它們在社會發展中的重要作用。工程思維：通過案例分析，學生能夠初步分析工程實例中的科學原理和技術應用。創新設計：激發學生對工程技術領域的興趣，培養觀察與分析能力。作業目標完成課后作業，收集并整理關于科學、技術與工程區別的資料。分析一個具體的工程實例，撰寫一篇短文說明其中涉及的科學原理和技術應用。課程目標設定培養學生的技術意識，理解科學、技術與工程的區別與聯系。提升學生的工程思維，能夠通過案例分析理解工程技術的影響。教學過程導入（5分鐘）通過展示趙州橋、洛陽橋等橋梁圖片，引導學生思考這些橋梁背后的科學原理和技術應用。新知講授（20分鐘）講解科學、技術與工程的基本概念，以及它們在社會發展中的作用。通過實例分析，如橋梁設計中的材料力學、結構力學等科學原理，以及施工技術、檢測技術等工程技術的應用。案例分析（15分鐘）分析北盤江大橋、港珠澳大橋等工程實例，討論其中的科學原理和技術難點。課堂互動（10分鐘）分組討論：學生分組選擇一個工程實例，分析其中的科學原理和技術應用，并派代表分享討論結果?？偨Y與作業布置（5分鐘）總結科學、技術與工程的關系及其在社會發展中的重要性。布置課后作業：收集資料，分析一個具體工程實例中的科學原理和技術應用。教學評價自評：學生自我評估對科學、技術與工程基本概念的理解程度。互評：小組內成員相互評價在討論中的表現和對工程實例的分析能力。師評：教師根據學生在課堂上的表現和課后作業的質量給予評價。第二課時：工程設計教學目標技術意識：學生能夠理解工程設計的內涵和特征，認識到工程設計在社會發展中的重要性。工程思維：通過系統分析，學生能夠初步掌握工程設計的關鍵因素和優化方法。創新設計：培養學生的創新思維，鼓勵學生提出具有創造性的設計方案。作業目標完成一個簡單工程設計的方案初稿，包括設計目標、設計原則和關鍵要素。分析一個現有工程設計方案的優缺點，并提出改進建議。課程目標設定提升學生的技術意識，理解工程設計的內涵和特征。培養學生的工程思維，掌握工程設計的關鍵因素和優化方法。激發學生的創新思維，鼓勵學生提出創新性的設計方案。教學過程復習舊知（5分鐘）回顧上節課關于科學、技術與工程的基本概念。新知講授（20分鐘）講解工程設計的內涵、特征和分類，以及工程師的專業需求和社會責任。介紹工程設計的關鍵因素，如需求分析、功能定義、方案構思等。案例分析（15分鐘）分析一個具體的工程設計案例，如建筑設計、橋梁設計等，討論其設計目標、設計原則和關鍵要素。實踐操作（15分鐘）學生分組進行簡單工程設計的實踐操作，初步制定設計方案，包括設計目標、設計原則和關鍵要素?？偨Y與作業布置（5分鐘）總結工程設計的關鍵要素和優化方法。布置課后作業：完成一個簡單工程設計的方案初稿，并分析一個現有工程設計方案的優缺點。教學評價自評：學生自我評估對工程設計基本概念和關鍵要素的理解程度?；ピu：小組內成員相互評價設計方案的合理性和創新性。師評：教師根據學生在實踐操作中的表現和課后作業的質量給予評價。第三課時：設計工程師教學目標技術意識：學生能夠理解設計工程師的職業素養要求，認識到工程師在社會發展中的重要性。工程思維：通過團隊合作，學生能夠運用系統思維解決工程設計中的實際問題。創新設計：培養學生的創新思維和團隊協作能力，鼓勵學生在設計中融入創新元素。作業目標完成一個團隊合作的工程設計項目策劃書，包括項目背景、目標、團隊分工和進度安排。分析設計工程師應具備的職業素養，并撰寫一篇短文闡述個人見解。課程目標設定提升學生的技術意識，理解設計工程師的職業素養要求。培養學生的工程思維和系統思維能力，能夠解決工程設計中的實際問題。激發學生的創新思維和團隊協作能力，鼓勵學生在設計中融入創新元素。教學過程復習舊知（5分鐘）回顧上節課關于工程設計的關鍵要素和優化方法。新知講授（15分鐘）講解設計工程師的職業素養要求，如專業知識、實踐經驗、團隊協作能力等。介紹設計工程師在社會發展中的重要性及其所承擔的社會責任。團隊合作（20分鐘）學生分組進行工程設計項目的團隊合作，制定項目策劃書，包括項目背景、目標、團隊分工和進度安排。教師巡回指導，提供必要的幫助和建議。分享與討論（15分鐘）各組派代表分享項目策劃書，討論設計工程師的職業素養要求及其在項目中的應用。教師和學生對各組的表現進行點評和指導。總結與作業布置（5分鐘）總結設計工程師的職業素養要求及其在工程設計中的重要性。布置課后作業：分析設計工程師應具備的職業素養，并撰寫一篇短文闡述個人見解。教學評價自評：學生自我評估對設計工程師職業素養要求的理解程度?；ピu：小組內成員相互評價在團隊合作中的表現和貢獻。師評：教師根據學生在團隊合作中的表現和課后作業的質量給予評價。第四課時：綜合實踐（一）教學目標技術意識：通過實踐操作，學生能夠進一步理解科學、技術與工程在工程設計中的應用。工程思維：學生能夠運用系統分析和優化設計方法解決工程設計中的實際問題。物化能力：通過動手實踐，學生能夠提升物化能力，將設計方案轉化為實物模型。作業目標完成工程設計方案的實物模型制作，并進行初步測試和優化。撰寫實物模型制作報告，包括制作過程、遇到的問題及解決方案。課程目標設定提升學生的技術意識和工程思維，通過實踐操作理解科學、技術與工程在工程設計中的應用。培養學生的物化能力，將設計方案轉化為實物模型。教學過程復習舊知（5分鐘）回顧科學、技術與工程的基本概念及其在工程設計中的應用。實踐操作（30分鐘）學生分組進行工程設計方案的實物模型制作。教師巡回指導，提供必要的工具、材料和技術支持。初步測試與優化（15分鐘）學生對制作的實物模型進行初步測試，分析存在的問題并提出改進方案。教師對測試過程進行指導和評估。分享與討論（10分鐘）各組展示實物模型，分享制作過程和測試經驗。教師和學生對各組的實物模型和制作過程進行點評和指導。總結與作業布置（5分鐘）總結實踐操作的重要性和物化能力的提升方法。布置課后作業：撰寫實物模型制作報告，并進行實物模型的進一步優化。教學評價自評：學生自我評估在實物模型制作過程中的表現和物化能力的提升。互評：小組內成員相互評價實物模型的制作質量和測試效果。師評：教師根據學生在實踐操作中的表現和課后作業的質量給予評價。第五課時：綜合實踐（二）與總結教學目標技術意識：通過綜合實踐，學生能夠全面理解科學、技術與工程在工程設計中的應用。工程思維：學生能夠運用綜合知識和優化方法解決工程設計中的復雜問題。創新設計：鼓勵學生在綜合實踐中發揮創新思維，提出具有創新性的解決方案。作業目標完成工程設計項目的最終報告，包括設計方案、實物模型、測試數據和分析結果。撰寫個人學習總結，反思學習過程中的收獲與不足。課程目標設定全面提升學生的技術意識、工程思維和創新設計能力。通過綜合實踐，讓學生全面理解科學、技術與工程在工程設計中的應用。教學過程復習舊知（5分鐘）回顧前幾課時的學習內容和綜合實踐的要求。綜合實踐（續）（30分鐘）學生繼續完善工程設計項目的實物模型，進行最終測試和優化。教師巡回指導，提供必要的幫助和支持。項目匯報與展示（15分鐘）各組展示工程設計項目的最終成果，包括設計方案、實物模型和測試數據。教師和學生對各組的成果進行點評和打分?？偨Y與反思（10分鐘）教師總結整個單元的學習內容和教學目標達成情況。學生撰寫個人學習總結，反思學習過程中的收獲與不足。作業布置與課程結束（5分鐘）布置課后作業：完成工程設計項目的最終報告和個人學習總結。宣布課程結束，感謝學生的參與和努力。教學評價自評：學生自我評估在綜合實踐中的表現和創新設計能力?；ピu：小組內成員相互評價在項目合作中的貢獻和成果質量。師評：教師根據學生在綜合實踐中的表現和最終成果的質量給予評價。結合學生的自評和互評結果，對學生的學習態度和團隊協作能力進行綜合評估。十六、大單元教學反思在完成2020版人教版高中通用技術選擇性必修3《工程設計基礎》第一章《工程設計概述》的教學后，我深刻反思了整個教學過程，從教學目標的設定、教學內容的組織、教學方法的選擇、學生參與度及反饋等多個維度進