2020版 人教版 高中通-用技術 選擇性必修10 科技人文融合創(chuàng)新專題《第二章 科技人文融合創(chuàng)新專題實踐》大單元整體教學設計2020課標

版人教版高中通用技術選擇性必修10科技人文融合創(chuàng)新專題《第二章科技人文融合創(chuàng)新專題實踐》大單元整體教學設計[2020課標]一、內(nèi)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(yè)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(chuàng)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(yè)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(nèi)容分析與整合（一）教學內(nèi)容分析《科技人文融合創(chuàng)新專題》是高中通用技術選擇性必修10的內(nèi)容，該專題旨在通過跨學科的學習，將科學、技術、工程、藝術、數(shù)學和社會（STEAMS）等多學科的知識、方法和技能融合在一起，解決實際問題，培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)。本單元的教學內(nèi)容共分為五個部分，分別是橋梁設計、交通工具設計、飛行器設計、醫(yī)療器械設計和礦山工程設計。這五個部分既相對獨立，又相互關聯(lián)，共同構成了科技人文融合創(chuàng)新的教學體系。橋梁設計：這部分內(nèi)容通過介紹橋梁建筑與文化、社會的關系，讓學生理解橋梁的結構、材料等技術要素，初步掌握橋梁設計的基本原理和方法。通過設計一座人行天橋的項目，讓學生體驗橋梁設計的全過程，培養(yǎng)其結構設計和材料選擇的能力。交通工具設計：交通工具設計部分著重介紹能源與動力、機械與結構、節(jié)能與環(huán)保等方面的知識。通過設計太陽能汽車的項目，讓學生理解交通工具系統(tǒng)的構成，掌握其基本結構和設計方法，同時培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。飛行器設計：飛行器設計部分通過介紹空氣動力學原理，讓學生了解常見飛行器的結構。通過設計無人機的項目，讓學生體驗飛行器的設計過程，掌握空氣動力學原理在飛行器設計中的應用。醫(yī)療器械設計：醫(yī)療器械設計部分通過介紹醫(yī)療器械的分類和重要性，讓學生了解醫(yī)療器械涉及的科學、技術、工程和社會問題。通過設計電子血壓計的項目，讓學生掌握醫(yī)療器械設計的基本原理和方法，培養(yǎng)其在醫(yī)療領域的應用能力。礦山工程設計：礦山工程設計部分通過介紹礦山地面工程和地下工程的協(xié)同性，讓學生了解礦山工程設計中涉及的科學、技術、工程、數(shù)學和社會等方面問題。通過設計礦山工程的項目，讓學生體驗礦山工程設計的全過程，培養(yǎng)其系統(tǒng)思維和工程設計能力。（二）單元內(nèi)容分析本單元的內(nèi)容涵蓋了科技人文融合創(chuàng)新的多個方面，從橋梁設計到礦山工程設計，每個部分都有其獨特的學科特點和應用領域。這些內(nèi)容不僅要求學生掌握相關的技術知識和設計方法，還要求學生具備跨學科的綜合應用能力。橋梁設計：橋梁設計部分注重培養(yǎng)學生的結構設計和材料選擇能力。通過設計人行天橋的項目，學生需要了解橋梁的結構類型、材料特性及其在工程實踐中的應用。學生還需要考慮橋梁與周圍環(huán)境的關系，體現(xiàn)橋梁設計的美學價值。交通工具設計：交通工具設計部分強調能源與動力、機械與結構、節(jié)能與環(huán)保等方面的知識。在設計太陽能汽車的過程中，學生需要掌握太陽能電池的工作原理、電動機的控制方法以及車輛的節(jié)能設計技巧。學生還需要考慮交通工具的實用性、安全性和經(jīng)濟性。飛行器設計：飛行器設計部分主要介紹空氣動力學原理及其在飛行器設計中的應用。通過設計無人機的項目，學生需要了解無人機的結構特點、飛行控制原理以及空氣動力學參數(shù)的計算方法。學生還需要考慮無人機的續(xù)航能力、飛行穩(wěn)定性和安全性。醫(yī)療器械設計：醫(yī)療器械設計部分注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力和醫(yī)療領域的應用能力。在設計電子血壓計的過程中，學生需要了解血壓測量的基本原理和方法，掌握電子電路的設計技巧以及軟件的編程方法。學生還需要考慮醫(yī)療器械的精度、可靠性和用戶體驗。礦山工程設計：礦山工程設計部分強調系統(tǒng)思維和工程設計能力的培養(yǎng)。在設計礦山工程的過程中，學生需要了解礦山地面工程和地下工程的協(xié)同性，掌握工程設計的基本原理和方法。學生還需要考慮礦山工程的安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性。（三）單元內(nèi)容整合本單元的內(nèi)容整合以科技人文融合創(chuàng)新為核心，通過跨學科的學習和實踐，培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)。在整合過程中，注重知識的內(nèi)在聯(lián)系和邏輯順序，確保教學內(nèi)容的連貫性和系統(tǒng)性。知識整合：將科學、技術、工程、藝術、數(shù)學和社會等多學科的知識融合在一起，形成完整的知識體系。通過設計具體的項目，讓學生在實際操作中應用這些知識，加深對學科知識的理解。方法整合：將各學科的設計方法和思維方式整合在一起，培養(yǎng)學生的跨學科綜合應用能力。例如，在橋梁設計中運用結構力學的方法，在交通工具設計中運用能源管理的方法，在飛行器設計中運用空氣動力學的方法等。實踐整合：通過設計具體的項目，讓學生在實踐中體驗科技人文融合創(chuàng)新的全過程。這些項目既可以是單一的工程設計項目，也可以是涉及多個學科的綜合性項目。通過實踐整合，提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。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(yǎng)目標包括技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力五個方面。這些核心素養(yǎng)目標在本單元的教學內(nèi)容和教學設計中得到了充分體現(xiàn)。（一）技術意識技術意識是指對技術現(xiàn)象及技術問題的感知與體悟。在本單元的教學中，通過介紹各種工程設計項目，讓學生形成對人工世界和人技關系的基本觀念，理解技術的規(guī)范、標準與專利意識。通過討論技術對社會、環(huán)境、文化等方面的影響，培養(yǎng)學生的技術倫理和道德意識。感知技術現(xiàn)象：通過介紹橋梁、交通工具、飛行器、醫(yī)療器械和礦山工程等設計項目，讓學生感知技術的多樣性和復雜性。理解技術規(guī)范：在講解設計原理和方法的過程中，強調技術規(guī)范的重要性，培養(yǎng)學生的規(guī)范意識。討論技術影響：通過討論技術對社會、環(huán)境、文化等方面的影響，引導學生形成正確的技術觀和價值觀。（二）工程思維工程思維是指以系統(tǒng)分析和比較權衡為核心的一種籌劃性思維。在本單元的教學中，通過工程設計項目的實踐，培養(yǎng)學生的系統(tǒng)分析能力和決策能力。系統(tǒng)分析：在講解工程設計原理和方法的過程中，強調系統(tǒng)分析的重要性，引導學生從整體上把握工程設計的各個環(huán)節(jié)。比較權衡：在設計項目的過程中，要求學生考慮多種設計方案，并進行比較和權衡，選擇最優(yōu)方案。決策能力：通過小組討論和團隊合作的方式，培養(yǎng)學生的決策能力和團隊合作精神。（三）創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計是指基于技術問題進行創(chuàng)新性方案構思的一系列問題解決過程。在本單元的教學中，通過設計具有挑戰(zhàn)性的工程項目，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。問題導向：以實際工程問題為導向，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。創(chuàng)新構思：鼓勵學生提出新穎的設計方案，并進行實驗驗證和優(yōu)化。團隊合作：通過團隊合作的方式，促進不同思想之間的碰撞和融合，激發(fā)學生的創(chuàng)新靈感。（四）圖樣表達圖樣表達是指運用圖形樣式對意念中或客觀存在的技術對象進行可視化的描述和交流。在本單元的教學中，通過繪制工程設計圖紙和制作模型等方式，培養(yǎng)學生的圖樣表達能力。繪制圖紙：要求學生運用CAD等繪圖軟件繪制工程設計圖紙，培養(yǎng)其二維和三維圖形表達能力。制作模型：通過制作工程設計模型，讓學生直觀地感受和理解工程設計的實際效果。交流展示：通過小組討論和班級展示的方式，讓學生分享自己的設計成果和經(jīng)驗，培養(yǎng)其交流和表達能力。（五）物化能力物化能力是指采用一定的工藝方法等將意念、方案轉化為有用物品或對已有物品進行改進與優(yōu)化的能力。在本單元的教學中，通過制作工程設計模型和產(chǎn)品原型等方式，培養(yǎng)學生的物化能力。工藝選擇：在講解工程設計原理和方法的過程中，介紹不同工藝的特點和應用范圍，引導學生選擇合適的工藝方法。制作模型：要求學生運用所學知識和技能制作工程設計模型和產(chǎn)品原型，培養(yǎng)其動手能力和實踐能力。優(yōu)化改進：通過對制作過程中出現(xiàn)的問題進行分析和解決，培養(yǎng)學生的優(yōu)化改進能力和創(chuàng)新思維。通過以上內(nèi)容分析和整合以及課程標準的分解，我們可以清晰地看到本單元教學設計的核心目標和主要內(nèi)容。在接下來的教學實施過程中，我們將圍繞這些目標和內(nèi)容展開具體的教學活動和實踐操作，以培養(yǎng)學生的通用技術核心素養(yǎng)和綜合能力。三、學情分析（一）已知內(nèi)容分析進入高中階段的學生，在物理、數(shù)學、化學等自然科學領域已經(jīng)有了一定的知識基礎，并且在初中階段對科學、技術、工程等領域有了一定的接觸和了解。具體到通用技術課程，學生們在必修模塊中已經(jīng)學習了“技術與設計1”和“技術與設計2”，對技術設計的一般過程、結構設計、流程設計、系統(tǒng)設計和控制設計等內(nèi)容有了基本的認識和實踐經(jīng)驗。在選擇性必修模塊中，學生可能已經(jīng)選擇了如“現(xiàn)代家政技術”、“電子控制技術”等相關模塊，進一步拓寬了技術視野，增強了技術實踐能力。對于科技人文融合創(chuàng)新專題的學習，學生已經(jīng)具備了一定的科學與技術基礎，能夠理解一些基本的科學原理和技術應用。例如，在物理課程中，學生已經(jīng)學習了力學、運動學、電學等相關知識，這對于理解橋梁結構、交通工具的動力學、飛行器的空氣動力學原理等至關重要。在數(shù)學課程中，學生已經(jīng)掌握了基本的代數(shù)、幾何、概率統(tǒng)計等知識，這對于進行技術設計、數(shù)據(jù)分析、模型建立等提供了必要的數(shù)學工具。（二）新知內(nèi)容分析“科技人文融合創(chuàng)新專題實踐”模塊，特別是本單元涉及的五個工程項目（橋梁設計、交通工具設計、飛行器設計、醫(yī)療器械設計、礦山工程設計），要求學生綜合運用科學、技術、工程、數(shù)學、藝術、社會等多學科知識、方法和技能，解決實際工程問題。這些項目不僅要求學生具備扎實的科學技術基礎，還要求學生能夠將所學知識應用到實際問題中，進行創(chuàng)新性思考和設計。具體來說，橋梁設計項目要求學生理解橋梁建筑與文化、社會的關系，了解橋梁的結構和材料，掌握橋梁設計的基本原理和方法。交通工具設計項目則涉及能源與動力、機械與結構、節(jié)能與環(huán)保等多方面的知識，要求學生能夠設計一輛節(jié)能環(huán)保的太陽能汽車。飛行器設計項目需要學生理解空氣動力學原理，了解常見飛行器結構，并初步掌握一種飛行器的設計和制作方法。醫(yī)療器械設計項目則要求學生了解醫(yī)療器械的分類和重要價值，體驗應用結構、電子、控制、系統(tǒng)等相關專業(yè)知識設計一種醫(yī)療器械。礦山工程設計項目則涉及礦山地面工程和地下工程的協(xié)同性，以及相關的科學、技術、工程、數(shù)學和社會等問題。這些新知內(nèi)容不僅要求學生具備跨學科的知識整合能力，還要求學生能夠將理論知識與實踐操作相結合，進行創(chuàng)新性設計和實踐。（三）學生學習能力分析高中階段的學生已經(jīng)具備了一定的自主學習能力、分析問題和解決問題的能力。他們能夠通過查閱資料、小組討論、實驗操作等多種方式進行學習。在通用技術課程的學習過程中，學生已經(jīng)習慣了基于項目的學習模式，能夠通過團隊合作完成技術設計和制作任務。科技人文融合創(chuàng)新專題實踐的學習要求學生不僅要掌握跨學科的知識，還要能夠將所學知識應用到實際問題的解決中，進行創(chuàng)新性設計。這對學生提出了更高的要求。學生需要具備將抽象知識具體化、將理論知識實踐化的能力，同時還需要具備良好的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作精神。學生在進行項目設計和制作過程中，還需要具備較強的動手能力、計算機輔助設計能力以及數(shù)據(jù)分析能力。這些能力都是學生在高中階段需要重點培養(yǎng)和提高的。（四）學習障礙突破策略針對學生在學習過程中可能遇到的學習障礙，我們可以采取以下突破策略：跨學科知識整合：由于本單元涉及多個學科的知識，學生可能會感到難以將所學知識整合起來。為了解決這個問題，我們可以在教學過程中采用主題式或項目式學習模式，圍繞具體工程項目展開教學，引導學生將不同學科的知識應用到實際問題的解決中。我們可以通過組織跨學科的教學研討會、專題講座等形式，幫助學生建立不同學科之間的聯(lián)系。理論與實踐相結合：學生在學習過程中可能會遇到理論知識難以應用到實際問題中的情況。為了解決這個問題，我們可以增加實驗、實訓、項目制作等實踐環(huán)節(jié)，讓學生在實踐中加深對理論知識的理解。我們還可以邀請行業(yè)專家、工程師等走進課堂，分享他們的實踐經(jīng)驗，幫助學生將所學知識與實踐相結合。創(chuàng)新思維培養(yǎng)：創(chuàng)新思維是科技人文融合創(chuàng)新專題實踐的重要培養(yǎng)目標之一。為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，我們可以采用啟發(fā)式教學、問題導向式教學等方法，引導學生從多角度、多層次思考問題，提出創(chuàng)新性的解決方案。我們還可以組織學生參加科技創(chuàng)新競賽、發(fā)明創(chuàng)造等活動，激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情和實踐能力。團隊協(xié)作能力培養(yǎng)：在項目實施過程中，團隊協(xié)作至關重要。為了提高學生的團隊協(xié)作能力，我們可以采用小組合作學習的模式，讓學生在團隊中相互學習、相互幫助。我們還可以組織團隊拓展活動、角色扮演等形式的訓練，幫助學生提高溝通技巧、領導能力和團隊凝聚力。動手能力與計算機輔助設計能力提高：動手能力和計算機輔助設計能力是科技人文融合創(chuàng)新專題實踐的重要技能。為了提高學生的這些能力，我們可以增加實驗、實訓課時，提供足夠的實踐機會。我們還可以開設相關的選修課程或興趣小組活動，讓學生有更多機會接觸和使用計算機輔助設計軟件等工具。數(shù)據(jù)分析能力培養(yǎng)：在項目實施過程中，數(shù)據(jù)分析是必不可少的環(huán)節(jié)。為了提高學生的數(shù)據(jù)分析能力，我們可以在教學中增加數(shù)據(jù)分析的內(nèi)容和方法介紹。我們還可以組織學生進行實際的數(shù)據(jù)分析項目實踐，讓學生在實踐中提高數(shù)據(jù)分析能力。通過以上策略的實施，我們可以幫助學生克服學習障礙，提高學習效果和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)科技人文融合創(chuàng)新專題實踐的教學目標。四、大主題或大概念設計本單元的大主題設計為“科技人文融合創(chuàng)新專題實踐”，旨在通過五個具體工程項目——橋梁設計、交通工具設計、飛行器設計、醫(yī)療器械設計和礦山工程設計，綜合運用科學、技術、工程、數(shù)學、藝術和社會等多學科的知識、方法和技能，系統(tǒng)地分析和解決實際工程問題。通過這一主題的實踐活動，學生能夠深入理解科技人文融合創(chuàng)新的內(nèi)涵，培養(yǎng)工程思維，提高創(chuàng)新能力，發(fā)展綜合素養(yǎng)。五、大單元目標敘寫通用技術的核心素養(yǎng)目標：技術意識：學生能夠認識到技術在社會、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的影響，形成對技術的敏感性和理性態(tài)度。學生能夠理解技術發(fā)展的歷程和趨勢，以及技術創(chuàng)新對社會進步的推動作用。學生能夠分析技術現(xiàn)象，辨識技術問題的本質，形成初步的技術解決方案意識。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，對技術問題進行綜合分析和優(yōu)化設計。學生能夠理解結構與功能、流程與時序、系統(tǒng)與控制等基本工程概念，并將其應用于實際問題的解決中。學生能夠初步掌握工程設計的一般過程和方法，具備初步的工程設計和實施能力。創(chuàng)新設計：學生能夠發(fā)現(xiàn)并提出技術問題，明確設計需求，制定創(chuàng)新設計方案。學生能夠綜合運用多學科知識，進行技術試驗和探究，優(yōu)化設計方案。學生能夠體驗創(chuàng)新設計的全過程，形成初步的創(chuàng)新意識和設計能力。圖樣表達：學生能夠識讀和理解常見的技術圖樣，如機械加工圖、電子線路圖、流程圖等。學生能夠運用手工繪圖和計算機輔助設計軟件，繪制和表達技術設計方案。學生能夠通過圖樣表達，清晰地傳遞設計思想和信息，實現(xiàn)技術與藝術的融合。物化能力：學生能夠根據(jù)設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型或原型的制作和裝配。學生能夠掌握一定的工藝技術和操作方法，進行技術試驗和測試，驗證設計方案的可行性。學生能夠通過物化過程，將設計思想轉化為實際產(chǎn)品，體驗技術創(chuàng)造的樂趣和成就感。六、大單元教學重點科技人文融合創(chuàng)新的理論與實踐結合：強調科技與人文的有機融合，通過具體工程項目實踐，讓學生體驗科技人文融合創(chuàng)新的內(nèi)涵和價值。引導學生理解技術在社會、文化、環(huán)境等方面的影響，形成正確的技術觀和價值觀。工程設計與實踐能力的培養(yǎng)：通過五個具體工程項目的設計與實踐，讓學生初步掌握工程設計的一般過程和方法。培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維和綜合分析能力，提高他們解決復雜工程問題的能力。創(chuàng)新設計與圖樣表達能力的提升：鼓勵學生發(fā)揮想象力，提出創(chuàng)新性的設計方案，并通過圖樣表達清晰地傳遞設計思想。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和設計能力，以及運用計算機輔助設計軟件進行圖樣表達的能力。物化能力的實踐與體驗：通過模型或原型的制作和裝配，讓學生體驗技術創(chuàng)造的樂趣和成就感。培養(yǎng)學生的工藝技術和操作能力，提高他們的物化能力。七、大單元教學難點多學科知識的綜合運用：科技人文融合創(chuàng)新專題涉及科學、技術、工程、數(shù)學、藝術和社會等多學科的知識，如何引導學生綜合運用這些知識解決實際問題是一大難點。教師需要幫助學生建立跨學科的知識體系，培養(yǎng)他們的綜合思維能力和解決問題的能力。工程設計的復雜性與系統(tǒng)性：工程設計涉及多個環(huán)節(jié)和因素，需要學生進行系統(tǒng)分析和比較權衡，這對學生的系統(tǒng)思維和綜合分析能力提出了較高要求。教師需要引導學生理解工程設計的復雜性和系統(tǒng)性，逐步培養(yǎng)他們的工程設計能力。創(chuàng)新設計的挑戰(zhàn)性與不確定性：創(chuàng)新設計需要學生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，提出新穎獨特的設計方案，但這也帶來了挑戰(zhàn)性和不確定性。教師需要鼓勵學生勇于嘗試和創(chuàng)新，同時提供必要的指導和支持，幫助他們克服創(chuàng)新過程中的困難和挑戰(zhàn)。圖樣表達的準確性與規(guī)范性：圖樣表達是工程設計的重要環(huán)節(jié)，需要學生具備較高的繪圖技能和規(guī)范意識。教師需要加強對學生圖樣表達能力的培養(yǎng)，引導他們掌握正確的繪圖方法和規(guī)范，提高圖樣表達的準確性和規(guī)范性。物化過程的復雜性與精細性：物化過程涉及材料選擇、工具使用、工藝操作等多個環(huán)節(jié)，需要學生具備較高的實踐能力和精細意識。教師需要加強對學生物化能力的培養(yǎng)，提供必要的實踐機會和指導，幫助他們掌握物化過程的各個環(huán)節(jié)和技巧。通過以上大單元教學設計的實施，旨在培養(yǎng)學生的科技人文融合創(chuàng)新能力，提高他們的工程設計與實踐能力、創(chuàng)新設計與圖樣表達能力以及物化能力，為他們未來的學習和職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎。八、大單元整體教學思路一、教學目標設定根據(jù)《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結合《科技人文融合創(chuàng)新專題實踐》的教學內(nèi)容，本大單元的教學目標將從技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力五個方面進行設定。（一）技術意識理解技術應用的價值與影響：通過實際項目的學習，學生能夠理解橋梁設計、交通工具設計、飛行器設計、醫(yī)療器械設計和礦山工程設計等技術在現(xiàn)實生活中的應用價值，以及這些技術對人類生活和社會發(fā)展的影響。具備技術倫理與安全意識：學生能夠分析技術應用中的倫理問題，了解技術在環(huán)境保護、資源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展方面的重要性，形成安全使用技術的意識。技術文化的感悟與理解：學生能夠理解技術與文化、社會的關系，體會技術在文化傳承和創(chuàng)新中的作用，提升對技術文化的理解和感悟。（二）工程思維系統(tǒng)分析與綜合：學生能夠通過系統(tǒng)分析的方法，對橋梁、交通工具、飛行器、醫(yī)療器械和礦山工程等復雜系統(tǒng)進行整體把握和綜合分析，理解各組成部分之間的相互作用和影響。權衡與優(yōu)化：學生能夠根據(jù)項目需求，綜合考慮技術、經(jīng)濟、環(huán)境和社會等多方面因素，進行方案設計和優(yōu)化，實現(xiàn)資源的有效配置和系統(tǒng)的最優(yōu)性能。模型構建與仿真：學生能夠運用模擬和仿真技術，對設計的系統(tǒng)進行初步評估和驗證，提高設計的可靠性和有效性。（三）創(chuàng)新設計發(fā)現(xiàn)與明確問題：學生能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)問題，明確設計需求，提出具有創(chuàng)新性的設計方案。綜合設計思維：學生能夠綜合運用多學科知識，結合實際情況，進行創(chuàng)新性設計，提出新的技術解決方案。設計思維與實踐：學生能夠通過設計實踐，體驗設計過程，理解創(chuàng)新設計的重要性，提升設計能力和創(chuàng)新思維。（四）圖樣表達技術圖樣繪制：學生能夠掌握常見技術圖樣的繪制方法，如草圖、三視圖、機械加工圖等，能夠準確表達設計意圖。技術語言應用：學生能夠熟練運用技術語言，如尺寸標注、公差配合、表面粗糙度等，進行技術交流和信息傳遞。圖樣優(yōu)化與改進：學生能夠根據(jù)設計需求和技術要求，對圖樣進行優(yōu)化和改進，提高設計的準確性和可行性。（五）物化能力材料選擇與加工：學生能夠根據(jù)設計要求，選擇合適的材料，掌握材料的加工方法和工藝流程，進行產(chǎn)品的制作和裝配。工具使用與設備操作：學生能夠熟練使用常見的手工工具和機械設備，進行精確的加工和測量，確保產(chǎn)品的質量和精度。產(chǎn)品測試與優(yōu)化：學生能夠制定測試方案，對產(chǎn)品進行測試和分析，根據(jù)測試結果進行優(yōu)化和改進，提高產(chǎn)品的性能和可靠性。二、教學內(nèi)容安排本大單元的教學內(nèi)容圍繞《科技人文融合創(chuàng)新專題實踐》的五個項目展開，包括橋梁設計、交通工具設計、飛行器設計、醫(yī)療器械設計和礦山工程設計。每個項目都包含項目需求與信息收集、設計方案制定、實踐操作與測試等多個環(huán)節(jié)，旨在通過實際項目的學習，提升學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。（一）橋梁設計項目需求與信息收集：通過案例分析，了解橋梁建筑與文化、社會的關系，掌握橋梁的結構、材料等主要技術要素。設計方案制定：根據(jù)實際需求，進行橋梁的造型設計、結構設計和材料選擇，制定詳細的設計方案。實踐操作與測試：進行橋梁模型的制作和裝配，進行承重測試和結構優(yōu)化，確保設計的合理性和可行性。（二）交通工具設計項目需求與信息收集：了解交通工具的類型、結構和主要技術特點，掌握交通工具的工作原理和能源動力系統(tǒng)。設計方案制定：以太陽能汽車為例，進行能源動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、車身結構和電氣系統(tǒng)的設計，制定詳細的設計方案。實踐操作與測試：進行太陽能汽車模型的制作和調試，進行性能測試和優(yōu)化，確保設計的可靠性和實用性。（三）飛行器設計項目需求與信息收集：了解飛行器的類型、結構和主要技術特點，掌握空氣動力學原理和飛行器的工作原理。設計方案制定：以無人機為例，進行飛行器的結構設計、動力系統(tǒng)設計、控制系統(tǒng)設計和外觀設計，制定詳細的設計方案。實踐操作與測試：進行無人機模型的制作和調試，進行飛行測試和性能優(yōu)化，確保設計的穩(wěn)定性和安全性。（四）醫(yī)療器械設計項目需求與信息收集：了解醫(yī)療器械的分類、重要價值和相關技術特點，掌握醫(yī)療器械的工作原理和使用方法。設計方案制定：以電子血壓計為例，進行測量原理分析、結構設計、電路設計和軟件設計，制定詳細的設計方案。實踐操作與測試：進行電子血壓計模型的制作和調試，進行功能測試和性能優(yōu)化，確保設計的準確性和可靠性。（五）礦山工程設計項目需求與信息收集：了解礦山工程的主要組成部分和相互之間的關系，掌握礦山工程的設計原則和技術要求。設計方案制定：以礦山通風系統(tǒng)為例，進行通風網(wǎng)絡設計、設備選型和布置、監(jiān)測與控制系統(tǒng)設計，制定詳細的設計方案。實踐操作與測試：進行通風系統(tǒng)模型的制作和調試，進行通風效果測試和性能優(yōu)化，確保設計的有效性和可靠性。三、教學方法與策略項目式學習：通過實際項目的學習，讓學生在真實情境中體驗和感悟技術應用的價值，提升解決實際問題的能力。探究性學習：引導學生進行探究性學習，通過提出問題、分析問題、解決問題的過程，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。合作學習：通過小組合作學習的方式，促進學生之間的交流與合作，提高學生的團隊協(xié)作能力和溝通能力。實踐性學習：強調實踐操作的重要性，通過動手操作和親身體驗，提升學生的物化能力和實踐技能。四、教學評價與反饋過程性評價：在教學過程中，通過觀察、記錄和分析學生的學習過程和表現(xiàn)，及時給予反饋和指導，促進學生的持續(xù)進步。結果性評價：通過測試、作品展示、項目匯報等方式，對學生的學習成果進行評價，檢驗學生的學習效果和達成度。自我評價與同伴評價：鼓勵學生進行自我評價和同伴評價，培養(yǎng)學生的自我反思能力和批判性思維能力。反饋與改進：根據(jù)評價結果，及時調整教學策略和方法，針對學生的不足之處進行有針對性的輔導和補充，提高教學效果和質量。五、教學實施建議加強師資培訓：提升教師的專業(yè)素養(yǎng)和教學能力，確保教師能夠準確把握課程標準和教學要求，有效實施教學。完善教學資源：提供豐富的教學資源和實驗設備，滿足學生的學習需求和實踐操作要求。營造學習氛圍：創(chuàng)設良好的學習環(huán)境和學習氛圍，激發(fā)學生的學習興趣和積極性，促進學生的自主學習和合作學習。注重家校合作：加強與家長的溝通和合作，共同關注學生的學習情況和成長發(fā)展，形成教育合力。通過以上教學思路的實施，旨在培養(yǎng)學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力，提升學生的綜合素質和創(chuàng)新能力，為未來的學習和職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎。九、學業(yè)評價一、教學目標與評價目標設定根據(jù)《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，以及所提供的《第二章科技人文融合創(chuàng)新專題實踐》的教學內(nèi)容，本節(jié)課的教學目標與評價目標設定如下：（一）技術意識目標設定：學生能夠理解并感知橋梁、交通工具、飛行器、醫(yī)療器械和礦山工程等實際項目與技術、人、自然、社會的關系。學生能夠結合具體案例，討論并分析這些項目在設計和實施過程中的技術選擇、環(huán)境影響和倫理問題。評價目標：學生能否結合具體項目，闡述技術對人、自然、社會的影響。學生能否在技術選擇和實施過程中，體現(xiàn)對環(huán)境保護和倫理問題的關注。（二）工程思維目標設定：學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，識別并解決橋梁、交通工具、飛行器、醫(yī)療器械和礦山工程等實際項目中的技術問題。學生能夠理解并應用結構、流程、系統(tǒng)和控制等基本工程原理，進行項目設計和優(yōu)化。評價目標：學生能否運用系統(tǒng)分析的方法，識別并解決項目中的技術問題。學生能否在項目設計和優(yōu)化過程中，合理應用工程原理和方法。（三）創(chuàng)新設計目標設定：學生能夠基于用戶需求和技術條件，提出具有創(chuàng)新性的設計方案。學生能夠運用創(chuàng)造技法，對設計方案進行優(yōu)化和改進。評價目標：學生能否提出具有創(chuàng)新性的設計方案，并闡述其創(chuàng)新點。學生能否運用創(chuàng)造技法對設計方案進行優(yōu)化和改進，提高方案的可行性和實用性。（四）圖樣表達目標設定：學生能夠識讀并繪制橋梁、交通工具、飛行器、醫(yī)療器械和礦山工程等項目的技術圖樣。學生能夠運用圖樣表達設計構想，實現(xiàn)有形與無形、抽象與具體的思維轉換。評價目標：學生能否準確識讀并繪制項目的技術圖樣。學生能否運用圖樣清晰表達設計構想，并與他人進行有效交流。（五）物化能力目標設定：學生能夠根據(jù)設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型或原型的制作和裝配。學生能夠對模型或原型進行測試和優(yōu)化，提高其性能和可靠性。評價目標：學生能否根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，進行模型或原型的制作和裝配。學生能否對模型或原型進行測試和優(yōu)化，提高其性能和可靠性，并撰寫相應的測試報告。二、評價內(nèi)容與方式（一）橋梁設計評價內(nèi)容：項目需求與信息收集：學生能否準確理解項目需求，并收集相關橋梁類型和結構的信息。設計方案：學生能否根據(jù)項目需求和收集的信息，提出合理的橋梁設計方案，并繪制相應的技術圖樣。模型制作與測試：學生能否根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，制作橋梁模型，并進行測試和優(yōu)化。評價方式：自評與互評：學生根據(jù)評價標準對自己的設計方案、圖樣表達和模型制作進行測試和評價，同時與同學進行互相評價。師評：教師根據(jù)學生的設計方案、圖樣表達、模型制作和測試報告進行綜合評價。（二）交通工具設計評價內(nèi)容：項目需求與信息收集：學生能否準確理解項目需求，并收集相關交通工具工作原理和結構的信息。設計方案：學生能否根據(jù)項目需求和收集的信息，提出合理的交通工具設計方案，并繪制相應的技術圖樣。模型制作與測試：學生能否根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，制作交通工具模型，并進行測試和優(yōu)化。評價方式：自評與互評：學生根據(jù)評價標準對自己的設計方案、圖樣表達和模型制作進行測試和評價，同時與同學進行互相評價。師評：教師根據(jù)學生的設計方案、圖樣表達、模型制作和測試報告進行綜合評價。（三）飛行器設計評價內(nèi)容：項目需求與信息收集：學生能否準確理解項目需求，并收集相關飛行器工作原理和結構的信息。設計方案：學生能否根據(jù)項目需求和收集的信息，提出合理的飛行器設計方案，并繪制相應的技術圖樣。模型制作與測試：學生能否根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，制作飛行器模型，并進行測試和優(yōu)化。評價方式：自評與互評：學生根據(jù)評價標準對自己的設計方案、圖樣表達和模型制作進行測試和評價，同時與同學進行互相評價。師評：教師根據(jù)學生的設計方案、圖樣表達、模型制作和測試報告進行綜合評價。（四）醫(yī)療器械設計評價內(nèi)容：項目需求與信息收集：學生能否準確理解項目需求，并收集相關醫(yī)療器械分類和工作原理的信息。設計方案：學生能否根據(jù)項目需求和收集的信息，提出合理的醫(yī)療器械設計方案，并繪制相應的技術圖樣。模型制作與測試：學生能否根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，制作醫(yī)療器械模型，并進行測試和優(yōu)化。評價方式：自評與互評：學生根據(jù)評價標準對自己的設計方案、圖樣表達和模型制作進行測試和評價，同時與同學進行互相評價。師評：教師根據(jù)學生的設計方案、圖樣表達、模型制作和測試報告進行綜合評價。（五）礦山工程設計評價內(nèi)容：項目需求與信息收集：學生能否準確理解項目需求，并收集相關礦山工程組成部分和協(xié)同性的信息。設計方案：學生能否根據(jù)項目需求和收集的信息，提出合理的礦山工程設計方案，并繪制相應的技術圖樣。模型制作與測試：學生能否根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，制作礦山工程模型，并進行測試和優(yōu)化。評價方式：自評與互評：學生根據(jù)評價標準對自己的設計方案、圖樣表達和模型制作進行測試和評價，同時與同學進行互相評價。師評：教師根據(jù)學生的設計方案、圖樣表達、模型制作和測試報告進行綜合評價。三、評價標準與等級劃分（一）評價標準技術意識：能否結合具體項目闡述技術對人、自然、社會的影響。能否在技術選擇和實施過程中體現(xiàn)對環(huán)境保護和倫理問題的關注。工程思維：能否運用系統(tǒng)分析的方法識別并解決項目中的技術問題。能否在項目設計和優(yōu)化過程中合理應用工程原理和方法。創(chuàng)新設計：能否提出具有創(chuàng)新性的設計方案，并闡述其創(chuàng)新點。能否運用創(chuàng)造技法對設計方案進行優(yōu)化和改進。圖樣表達：能否準確識讀并繪制項目的技術圖樣。能否運用圖樣清晰表達設計構想，并與他人進行有效交流。物化能力：能否根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具進行模型或原型的制作和裝配。能否對模型或原型進行測試和優(yōu)化，提高其性能和可靠性，并撰寫相應的測試報告。（二）等級劃分A級（優(yōu)秀）：完全達到評價標準，表現(xiàn)突出。B級（良好）：基本達到評價標準，表現(xiàn)較好。C級（合格）：達到評價標準的基本要求，表現(xiàn)一般。D級（待改進）：未達到評價標準的基本要求，需要改進。四、評價實施建議注重過程性評價：在教學過程中，教師應注重觀察學生的表現(xiàn)，及時給予反饋和指導，幫助學生改進和提高。鼓勵自評與互評：教師應鼓勵學生進行自評和互評，提高學生的自我反思能力和團隊協(xié)作能力。綜合運用多種評價方式：教師應綜合運用自評、互評和師評等多種評價方式，全面、客觀地評價學生的表現(xiàn)。注重評價結果的反饋與應用：教師應將評價結果及時反饋給學生，并幫助學生根據(jù)評價結果制定改進計劃，促進學生的持續(xù)發(fā)展。通過以上學業(yè)評價的設計與實施，可以全面、客觀地評價學生在科技人文融合創(chuàng)新專題實踐中的表現(xiàn)，促進學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等核心素養(yǎng)的提升。十、大單元實施思路及教學結構圖一、大單元實施思路本大單元以《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》為指導，結合2020版人教版高中通用技術選擇性必修10《科技人文融合創(chuàng)新專題》的教學內(nèi)容，圍繞“科技人文融合創(chuàng)新”的主題，通過五個具體工程項目（橋梁設計、交通工具設計、飛行器設計、醫(yī)療器械設計、礦山工程設計）的實踐，培養(yǎng)學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。具體實施思路如下：情境導入與問題明確：通過情境導入，激發(fā)學生對工程項目的興趣，明確每個項目的需求和目標，為后續(xù)的學習奠定基礎。信息收集與理論分析：引導學生收集相關項目信息，了解項目涉及的科學、技術、工程、數(shù)學、藝術、社會等多學科知識，并進行理論分析，為后續(xù)設計提供理論支持。設計方案制定：在信息收集和理論分析的基礎上，引導學生制定初步的設計方案，包括結構設計、材料選擇、工藝流程等，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計和圖樣表達能力。物化實踐與測試優(yōu)化：組織學生進行物化實踐，將設計方案轉化為具體的產(chǎn)品或模型，并進行測試和優(yōu)化，培養(yǎng)學生的物化能力和解決實際問題的能力?？偨Y反思與評價：對整個項目實施過程進行總結反思，評價學生的核心素養(yǎng)達成情況，提出改進建議，為后續(xù)學習提供參考。二、教學目標設定本大單元的教學目標設定如下：技術意識：學生能夠理解技術與社會、文化、環(huán)境的關系，形成正確的技術價值觀。學生能夠識別和分析技術問題，提出合理的解決方案。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，解決復雜的工程問題。學生能夠理解和運用結構、流程、系統(tǒng)、控制等工程原理和方法。創(chuàng)新設計：學生能夠結合用戶需求和技術發(fā)展趨勢，提出創(chuàng)新性的設計方案。學生能夠運用創(chuàng)造技法和工具，進行創(chuàng)造性設計。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制常見的技術圖樣，表達設計構想。學生能夠運用圖樣表達進行技術交流和合作。物化能力：學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，進行物化實踐。學生能夠對物化產(chǎn)品進行測試和優(yōu)化，提高產(chǎn)品質量。三、教學結構圖科技人文融合創(chuàng)新專題實踐|+++|||橋梁設計交通工具設計飛行器設計|||+++++++++||||||信息收集方案制定物化實踐總結反思信息收集方案制定物化實踐總結反思信息收集方案制定物化實踐總結反思|||醫(yī)療器械設計礦山工程設計||++++++||||信息收集方案制定物化實踐總結反思信息收集方案制定物化實踐總結反思|總結反思與評價四、具體教學實施步驟（一）橋梁設計情境導入與問題明確通過展示港珠澳大橋等著名橋梁的圖片和視頻，激發(fā)學生對橋梁設計的興趣。明確項目需求：設計一座滿足人流量需求、與周圍環(huán)境相協(xié)調的人行天橋。信息收集與理論分析收集橋梁類型、結構、材料等相關信息。分析橋梁的受力特點，理解梁式橋、拱橋、剛架橋等橋梁結構的優(yōu)缺點。討論橋梁設計涉及的科學、技術、工程、藝術、社會等學科知識。設計方案制定根據(jù)項目需求和收集的信息，制定初步的設計方案，包括橋梁類型選擇、結構設計、材料選擇等。繪制橋梁設計草圖，用圖樣表達設計構想。物化實踐與測試優(yōu)化選擇合適的材料和工具，進行橋梁模型的制作。對橋梁模型進行測試，包括承重能力測試、穩(wěn)定性測試等。根據(jù)測試結果對設計方案進行優(yōu)化?？偨Y反思與評價對整個設計過程進行總結反思，評價學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。提出改進建議，為后續(xù)學習提供參考。（二）交通工具設計情境導入與問題明確通過展示現(xiàn)代交通工具的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，激發(fā)學生對交通工具設計的興趣。明確項目需求：設計一輛節(jié)能環(huán)保的太陽能汽車。信息收集與理論分析收集汽車工作原理、能源與動力、機械與結構等相關信息。分析太陽能汽車的優(yōu)缺點，了解節(jié)能技術和環(huán)保要求。討論交通工具設計涉及的科學、技術、工程、環(huán)境、社會等學科知識。設計方案制定根據(jù)項目需求和收集的信息，制定初步的設計方案，包括動力系統(tǒng)設計、車身結構設計、電氣設備配置等。繪制汽車設計草圖，用圖樣表達設計構想。物化實踐與測試優(yōu)化選擇合適的材料和工具，進行太陽能汽車模型的制作。對太陽能汽車模型進行測試，包括動力性能測試、續(xù)航里程測試等。根據(jù)測試結果對設計方案進行優(yōu)化?？偨Y反思與評價對整個設計過程進行總結反思，評價學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。提出改進建議，為后續(xù)學習提供參考。（三）飛行器設計情境導入與問題明確通過展示飛行器的歷史和現(xiàn)狀，激發(fā)學生對飛行器設計的興趣。明確項目需求：設計一部滯空時間長、可以進行直播的無人機。信息收集與理論分析收集飛行器類型、工作原理、空氣動力學原理等相關信息。分析無人機結構的優(yōu)缺點，了解旋翼型無人機的設計要點。討論飛行器設計涉及的科學、技術、工程、數(shù)學等學科知識。設計方案制定根據(jù)項目需求和收集的信息，制定初步的設計方案，包括旋翼類型選擇、動力系統(tǒng)配置、控制系統(tǒng)設計等。繪制無人機設計草圖，用圖樣表達設計構想。物化實踐與測試優(yōu)化選擇合適的材料和工具，進行無人機模型的制作。對無人機模型進行測試，包括滯空時間測試、飛行穩(wěn)定性測試等。根據(jù)測試結果對設計方案進行優(yōu)化。總結反思與評價對整個設計過程進行總結反思，評價學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。提出改進建議，為后續(xù)學習提供參考。（四）醫(yī)療器械設計情境導入與問題明確通過展示醫(yī)療器械在現(xiàn)代醫(yī)療中的應用，激發(fā)學生對醫(yī)療器械設計的興趣。明確項目需求：設計一個小巧的電子血壓計。信息收集與理論分析收集醫(yī)療器械分類、血壓測量方法、電子電路設計等相關信息。分析電子血壓計的工作原理和設計要點。討論醫(yī)療器械設計涉及的科學、技術、工程、社會等學科知識。設計方案制定根據(jù)項目需求和收集的信息，制定初步的設計方案，包括測量方法選擇、電路設計、外觀設計等。繪制電子血壓計設計草圖，用圖樣表達設計構想。物化實踐與測試優(yōu)化選擇合適的材料和工具，進行電子血壓計模型的制作。對電子血壓計模型進行測試，包括測量準確性測試、使用便捷性測試等。根據(jù)測試結果對設計方案進行優(yōu)化。總結反思與評價對整個設計過程進行總結反思，評價學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。提出改進建議，為后續(xù)學習提供參考。（五）礦山工程設計情境導入與問題明確通過展示礦山工程的復雜性和重要性，激發(fā)學生對礦山工程設計的興趣。明確項目需求：設計一個協(xié)同生產(chǎn)的礦山工程方案。信息收集與理論分析收集礦山工程組成、地面工程與地下工程協(xié)同性等相關信息。分析礦山工程設計涉及的科學、技術、工程、數(shù)學、社會等學科知識。討論礦山工程設計中需要考慮的安全、效率、成本等因素。設計方案制定根據(jù)項目需求和收集的信息，制定初步的設計方案，包括地面工程布局、地下工程結構設計、通風排水系統(tǒng)設計等。繪制礦山工程設計草圖，用圖樣表達設計構想。物化實踐與測試優(yōu)化通過模擬實驗等方式，對礦山工程方案進行測試，包括生產(chǎn)效率測試、安全性能測試等。根據(jù)測試結果對設計方案進行優(yōu)化。總結反思與評價對整個設計過程進行總結反思，評價學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。提出改進建議，為后續(xù)學習提供參考。通過以上五個工程項目的實踐，學生將綜合運用科學、技術、工程、數(shù)學、藝術、社會等多學科知識、方法和技能，系統(tǒng)地分析和解決實際工程問題，進一步提高科技人文融合創(chuàng)新能力。十一、大情境、大任務創(chuàng)設一、大情境創(chuàng)設在當今快速發(fā)展的科技時代，技術、工程、藝術、數(shù)學、社會等多學科知識的融合創(chuàng)新已成為推動社會進步的重要力量。在此背景下，高中通用技術課程應注重培養(yǎng)學生的綜合應用能力和創(chuàng)新精神，使學生能夠在真實情境中運用多學科知識解決實際問題?；诖?，本教學設計以“科技人文融合創(chuàng)新”為主題，通過“橋梁設計”、“交通工具設計”、“飛行器設計”、“醫(yī)療器械設計”和“礦山工程設計”五個具體項目，創(chuàng)設一個大情境，引導學生綜合運用科學、技術、工程、藝術、數(shù)學、社會等多學科知識，進行創(chuàng)新性設計和實踐。二、大任務創(chuàng)設（一）大任務概述在大情境下，學生將圍繞“科技人文融合創(chuàng)新”主題，通過五個具體項目的設計與實踐，綜合運用多學科知識，解決實際問題，培養(yǎng)技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等核心素養(yǎng)。具體大任務包括：橋梁設計：設計一座滿足特定需求的人行天橋。交通工具設計：設計一輛節(jié)能環(huán)保的太陽能汽車。飛行器設計：設計一部滯空時間長、可以進行直播的無人機。醫(yī)療器械設計：設計一個小巧的電子血壓計。礦山工程設計：設計一個協(xié)同生產(chǎn)的礦山工程方案。（二）具體任務設計1.橋梁設計教學目標設定：技術意識：理解橋梁建筑與文化、社會的關系，形成正確的技術價值觀。工程思維：運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，解決橋梁設計中的復雜問題。創(chuàng)新設計：結合用戶需求和技術發(fā)展趨勢，提出創(chuàng)新性的橋梁設計方案。圖樣表達：識讀和繪制橋梁設計圖樣，表達設計構想。物化能力：選擇合適的材料和工具，進行橋梁模型的制作和測試優(yōu)化。任務設計：情境導入：展示港珠澳大橋等著名橋梁的圖片和視頻，激發(fā)學生對橋梁設計的興趣。項目需求：設計一座滿足學校周邊人流量需求、與周圍環(huán)境相協(xié)調的人行天橋。信息收集與理論分析：收集橋梁類型、結構、材料等相關信息，分析橋梁的受力特點，討論橋梁設計涉及的多學科知識。設計方案制定：制定初步的設計方案，包括橋梁類型選擇、結構設計、材料選擇等，繪制橋梁設計草圖。物化實踐與測試優(yōu)化：選擇合適的材料和工具，制作橋梁模型，并進行承重能力、穩(wěn)定性等測試，根據(jù)測試結果優(yōu)化設計方案。2.交通工具設計教學目標設定：技術意識：理解交通工具與社會、環(huán)境的關系，形成正確的技術價值觀。工程思維：運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，解決交通工具設計中的復雜問題。創(chuàng)新設計：結合節(jié)能環(huán)保需求，提出創(chuàng)新性的交通工具設計方案。圖樣表達：識讀和繪制汽車設計圖樣，表達設計構想。物化能力：選擇合適的材料和工具，進行太陽能汽車模型的制作和測試優(yōu)化。任務設計：情境導入：展示現(xiàn)代交通工具的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，激發(fā)學生對交通工具設計的興趣。項目需求：設計一輛節(jié)能環(huán)保的太陽能汽車。信息收集與理論分析：收集汽車工作原理、能源與動力、機械與結構等相關信息，分析太陽能汽車的優(yōu)缺點。設計方案制定：制定初步的設計方案，包括動力系統(tǒng)設計、車身結構設計、電氣設備配置等，繪制汽車設計草圖。物化實踐與測試優(yōu)化：選擇合適的材料和工具，制作太陽能汽車模型，并進行動力性能、續(xù)航里程等測試，根據(jù)測試結果優(yōu)化設計方案。3.飛行器設計教學目標設定：技術意識：理解飛行器設計與空氣動力學、材料科學等的關系，形成正確的技術價值觀。工程思維：運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，解決飛行器設計中的復雜問題。創(chuàng)新設計：結合滯空時間和直播需求，提出創(chuàng)新性的飛行器設計方案。圖樣表達：識讀和繪制飛行器設計圖樣，表達設計構想。物化能力：選擇合適的材料和工具，進行無人機模型的制作和測試優(yōu)化。任務設計：情境導入：展示飛行器的歷史和現(xiàn)狀，激發(fā)學生對飛行器設計的興趣。項目需求：設計一部滯空時間長、可以進行直播的無人機。信息收集與理論分析：收集飛行器類型、工作原理、空氣動力學原理等相關信息，分析無人機結構的優(yōu)缺點。設計方案制定：制定初步的設計方案，包括旋翼類型選擇、動力系統(tǒng)配置、控制系統(tǒng)設計等，繪制無人機設計草圖。物化實踐與測試優(yōu)化：選擇合適的材料和工具，制作無人機模型，并進行滯空時間、飛行穩(wěn)定性等測試，根據(jù)測試結果優(yōu)化設計方案。4.醫(yī)療器械設計教學目標設定：技術意識：理解醫(yī)療器械與健康、社會的關系，形成正確的技術價值觀。工程思維：運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，解決醫(yī)療器械設計中的復雜問題。創(chuàng)新設計：結合用戶需求和醫(yī)療技術發(fā)展趨勢，提出創(chuàng)新性的醫(yī)療器械設計方案。圖樣表達：識讀和繪制醫(yī)療器械設計圖樣，表達設計構想。物化能力：選擇合適的材料和工具，進行醫(yī)療器械模型的制作和測試優(yōu)化。任務設計：情境導入：展示醫(yī)療器械在現(xiàn)代醫(yī)療中的應用，激發(fā)學生對醫(yī)療器械設計的興趣。項目需求：設計一個小巧的電子血壓計。信息收集與理論分析：收集醫(yī)療器械分類、血壓測量方法、電子電路設計等相關信息，分析電子血壓計的工作原理和設計要點。設計方案制定：制定初步的設計方案，包括測量方法選擇、電路設計、外觀設計等，繪制電子血壓計設計草圖。物化實踐與測試優(yōu)化：選擇合適的材料和工具，制作電子血壓計模型，并進行測量準確性、使用便捷性等測試，根據(jù)測試結果優(yōu)化設計方案。5.礦山工程設計教學目標設定：技術意識：理解礦山工程與社會、環(huán)境的關系，形成正確的技術價值觀。工程思維：運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，解決礦山工程設計中的復雜問題。創(chuàng)新設計：結合協(xié)同生產(chǎn)需求，提出創(chuàng)新性的礦山工程設計方案。圖樣表達：識讀和繪制礦山工程設計圖樣，表達設計構想。物化能力：通過模擬實驗等方式，對礦山工程方案進行測試優(yōu)化。任務設計：情境導入：展示礦山工程的復雜性和重要性，激發(fā)學生對礦山工程設計的興趣。項目需求：設計一個協(xié)同生產(chǎn)的礦山工程方案。信息收集與理論分析：收集礦山工程組成、地面工程與地下工程協(xié)同性等相關信息，分析礦山工程設計涉及的多學科知識。設計方案制定：制定初步的設計方案，包括地面工程布局、地下工程結構設計、通風排水系統(tǒng)設計等，繪制礦山工程設計草圖。物化實踐與測試優(yōu)化：通過模擬實驗等方式，對礦山工程方案進行生產(chǎn)效率、安全性能等測試，根據(jù)測試結果優(yōu)化設計方案。三、總結與反思在大情境、大任務下，學生通過五個具體項目的設計與實踐，綜合運用了科學、技術、工程、藝術、數(shù)學、社會等多學科知識，培養(yǎng)了技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等核心素養(yǎng)。在教學過程中，教師應注重引導學生積極參與、主動探究，鼓勵學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，不斷提升學生的綜合應用能力和創(chuàng)新精神。教師還應關注學生的學習過程和學習成果，及時給予反饋和指導，幫助學生不斷優(yōu)化設計方案，提高設計質量。通過這樣的大情境、大任務教學，學生不僅能夠掌握相關知識和技能，還能夠在實踐中鍛煉能力、提升素養(yǎng)，為未來的學習和生活打下堅實的基礎。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時本單元主題為“科技人文融合創(chuàng)新專題實踐”，包含五個具體工程項目：橋梁設計、交通工具設計、飛行器設計、醫(yī)療器械設計、礦山工程設計。每個項目均按照“情境導入與問題明確、信息收集與理論分析、設計方案制定、物化實踐與測試優(yōu)化、總結反思與評價”五個步驟進行。本單元共設計20課時，每個項目各占4課時。橋梁設計（4課時）情境導入與問題明確（1課時）信息收集與理論分析（1課時）設計方案制定（1課時）物化實踐與測試優(yōu)化（1課時）總結反思與評價（1課時）交通工具設計（4課時）情境導入與問題明確（1課時）信息收集與理論分析（1課時）設計方案制定（1課時）物化實踐與測試優(yōu)化（1課時）總結反思與評價（1課時）飛行器設計（4課時）情境導入與問題明確（1課時）信息收集與理論分析（1課時）設計方案制定（1課時）物化實踐與測試優(yōu)化（1課時）總結反思與評價（1課時）醫(yī)療器械設計（4課時）情境導入與問題明確（1課時）信息收集與理論分析（1課時）設計方案制定（1課時）物化實踐與測試優(yōu)化（1課時）總結反思與評價（1課時）礦山工程設計（4課時）情境導入與問題明確（1課時）信息收集與理論分析（1課時）設計方案制定（1課時）物化實踐與測試優(yōu)化（1課時）總結反思與評價（1課時）（二）學習目標技術意識學生能夠理解每個工程項目與社會、文化、環(huán)境的關系，形成正確的技術價值觀。學生能夠識別和分析每個工程項目中的技術問題，并基于調研提出合理的解決方案。工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，解決每個工程項目中的復雜問題。學生能夠理解和運用結構、流程、系統(tǒng)、控制等工程原理和方法，設計合理的工程方案。創(chuàng)新設計學生能夠結合用戶需求和技術發(fā)展趨勢，提出創(chuàng)新性的設計方案。學生能夠運用創(chuàng)造技法和工具，對每個工程項目進行創(chuàng)造性設計。圖樣表達學生能夠使用技術圖樣表達每個工程項目的設計構想，包括草圖、結構圖、流程圖等。學生能夠通過圖樣進行技術交流和工程表達，清晰傳達設計意圖。物化能力學生能夠將設計方案轉化為具體的產(chǎn)品或模型，具備實際制作和測試的能力。學生能夠對產(chǎn)品或模型進行測試和優(yōu)化，提高產(chǎn)品質量和性能。（三）評價任務情境導入與問題明確評價學生對工程項目背景的理解和問題的識別能力（觀察、口頭提問）。信息收集與理論分析檢查學生收集的信息是否全面、準確，理論分析是否合理（信息報告、小組討論）。設計方案制定評估學生設計方案的創(chuàng)新性、可行性和完整性（設計方案報告、草圖）。物化實踐與測試優(yōu)化觀察學生的實際操作能力，評價產(chǎn)品或模型的制作質量和測試效果（實物制作、測試報告）?？偨Y反思與評價反思總結報告：評價學生對整個項目過程的反思和總結能力?；ピu與師評：通過同學互評和教師評價，綜合評估學生的核心素養(yǎng)達成情況。（四）學習過程1.橋梁設計情境導入與問題明確活動：展示港珠澳大橋等著名橋梁的圖片和視頻，激發(fā)學生對橋梁設計的興趣。任務：明確項目需求，設計一座滿足人流量需求、與周圍環(huán)境相協(xié)調的人行天橋。信息收集與理論分析活動：收集橋梁類型、結構、材料等相關信息。任務：分析橋梁的受力特點，理解梁式橋、拱橋、剛架橋等橋梁結構的優(yōu)缺點。討論：橋梁設計涉及的科學、技術、工程、藝術、社會等學科知識。設計方案制定活動：根據(jù)項目需求和收集的信息，制定初步的設計方案。任務：選擇橋梁類型、設計結構、選擇材料，繪制橋梁設計草圖。物化實踐與測試優(yōu)化活動：選擇合適的材料和工具，制作橋梁模型。任務：對橋梁模型進行測試，包括承重能力測試、穩(wěn)定性測試等。優(yōu)化：根據(jù)測試結果對設計方案進行優(yōu)化。總結反思與評價活動：對整個設計過程進行總結反思。任務：評價學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。改進：提出改進建議，為后續(xù)學習提供參考。2.交通工具設計（類似橋梁設計的步驟，但聚焦于交通工具設計，如設計一輛太陽能汽車）3.飛行器設計（類似橋梁設計的步驟，但聚焦于飛行器設計，如設計一架無人機）4.醫(yī)療器械設計（類似橋梁設計的步驟，但聚焦于醫(yī)療器械設計，如設計一個小巧的電子血壓計）5.礦山工程設計（類似橋梁設計的步驟，但聚焦于礦山工程設計，如設計一個協(xié)同生產(chǎn)的礦山工程方案）（五）作業(yè)與檢測橋梁設計作業(yè)：繪制橋梁設計草圖，并撰寫設計方案報告。檢測：制作橋梁模型，并進行承重能力和穩(wěn)定性測試，提交測試報告。交通工具設計作業(yè)：設計一輛太陽能汽車的方案，包括結構、動力系統(tǒng)等。檢測：制作太陽能汽車模型，測試其行駛性能和續(xù)航能力。飛行器設計作業(yè)：設計一架無人機的方案，包括飛行控制、結構設計等。檢測：制作無人機模型，測試其飛行穩(wěn)定性和控制性能。醫(yī)療器械設計作業(yè)：設計一個小巧的電子血壓計方案，包括測量原理、結構設計等。檢測：制作電子血壓計模型，測試其測量準確性和穩(wěn)定性。礦山工程設計作業(yè)：設計一個協(xié)同生產(chǎn)的礦山工程方案，包括地面工程和地下工程布局。檢測：通過模擬實驗測試礦山工程方案的生產(chǎn)效率和安全性。（六）學后反思個人反思：學生反思自己在整個單元學習過程中的收獲和不足，特別是在技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等方面的提升情況。小組討論：學生分組討論各自在項目中的表現(xiàn)，分享經(jīng)驗和教訓，相互學習和借鑒。教師總結：教師總結整個單元的教學情況，評估學生的核心素養(yǎng)達成情況，提出后續(xù)教學的改進建議。十三、學科實踐與跨學科學習設計一、教學目標通過科技人文融合創(chuàng)新專題的實踐，學生將綜合運用科學、技術、工程、數(shù)學、藝術、社會等多學科知識、方法和技能，系統(tǒng)地分析和解決實際工程問題，提高科技人文融合創(chuàng)新能力，同時發(fā)展學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。具體教學目標如下：技術意識：學生能夠理解技術與社會、文化、環(huán)境的關系，形成正確的技術價值觀，能夠識別和分析技術問題，提出合理的解決方案。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，解決復雜的工程問題，理解和運用結構、流程、系統(tǒng)、控制等工程原理和方法。創(chuàng)新設計：學生能夠結合用戶需求和技術發(fā)展趨勢，提出創(chuàng)新性的設計方案，并運用創(chuàng)造技法和工具進行創(chuàng)造性設計。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制常見的技術圖樣，表達設計構想，并能運用圖樣表達進行技術交流和合作。物化能力：學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，進行物化實踐，對物化產(chǎn)品進行測試和優(yōu)化，提高產(chǎn)品質量。二、學習目標1.橋梁設計技術意識：理解橋梁建筑與文化、社會的關系，認識到橋梁工程在交通建設中的重要性。工程思維：了解橋梁建筑的結構、材料等主要技術要素，掌握橋梁設計的基本原理和方法。創(chuàng)新設計：結合項目需求，初步設計一座滿足人流量需求、與周圍環(huán)境相協(xié)調的人行天橋。圖樣表達：繪制橋梁設計草圖，用圖樣表達設計構想。物化能力：選擇合適的材料和工具，進行橋梁模型的制作和測試。2.交通工具設計技術意識：理解常見能源、交通、環(huán)境、社會之間的關系，認識到交通工具設計對社會和環(huán)境的影響。工程思維：了解節(jié)能技術、交通工具系統(tǒng)的構成，掌握交通工具的基本結構和設計方法。創(chuàng)新設計：設計一輛節(jié)能環(huán)保的太陽能汽車，結合現(xiàn)代科技實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。圖樣表達：繪制汽車設計草圖，用圖樣表達設計構想。物化能力：選擇合適的材料和工具，進行太陽能汽車模型的制作和測試。3.飛行器設計技術意識：理解空氣動力學原理在飛行器設計中的應用，認識到飛行器設計對科技發(fā)展的推動作用。工程思維：了解常見飛行器結構，掌握飛行器設計的基本原理和方法。創(chuàng)新設計：設計一部滯空時間長、可以進行直播的無人機，結合現(xiàn)代通訊技術進行創(chuàng)新。圖樣表達：繪制無人機設計草圖，用圖樣表達設計構想。物化能力：選擇合適的材料和工具，進行無人機模型的制作和測試。4.醫(yī)療器械設計技術意識：了解醫(yī)療器械分類和重要價值，認識到醫(yī)療器械設計對人類健康的重要性。工程思維：初步了解常見醫(yī)療器械涉及的科學、技術、工程和社會等方面問題，掌握醫(yī)療器械設計的基本原理和方法。創(chuàng)新設計：設計一個小巧的電子血壓計，結合現(xiàn)代電子技術提高測量的準確性和便捷性。圖樣表達：繪制電子血壓計設計草圖，用圖樣表達設計構想。物化能力：選擇合適的材料和工具，進行電子血壓計模型的制作和測試。5.礦山工程設計技術意識：理解礦山工程對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要性，認識到礦山工程設計的安全性和環(huán)保性。工程思維：了解礦山工程組成、地面工程與地下工程協(xié)同性等相關知識，掌握礦山工程設計的基本原理和方法。創(chuàng)新設計：設計一個協(xié)同生產(chǎn)的礦山工程方案，結合現(xiàn)代科技提高生產(chǎn)效率和安全性。圖樣表達：繪制礦山工程設計草圖，用圖樣表達設計構想。物化能力：通過模擬實驗等方式，對礦山工程方案進行測試和優(yōu)化。三、作業(yè)目標設定1.橋梁設計作業(yè)技術意識：分析橋梁設計對社會經(jīng)濟、文化和環(huán)境的影響，提出合理的橋梁設計方案。工程思維：研究不同橋梁結構的特點和適用場景，選擇最適合項目需求的橋梁類型。創(chuàng)新設計：設計一座具有創(chuàng)新性和實用性的人行天橋，考慮橋梁的美觀性和功能性。圖樣表達：繪制詳細的橋梁設計圖，包括結構圖、施工圖等，清晰表達設計構想。物化能力：選擇合適的材料和工具，制作橋梁模型，并進行承重能力和穩(wěn)定性測試。2.交通工具設計作業(yè)技術意識：分析不同能源類型在交通工具設計中的應用，提出環(huán)保節(jié)能的設計方案。工程思維：研究汽車的工作原理和結構，設計合理的動力系統(tǒng)和車身結構。創(chuàng)新設計：設計一輛具有創(chuàng)新性和實用性的太陽能汽車，考慮車輛的續(xù)航能力和駕駛舒適性。圖樣表達：繪制汽車的詳細設計圖，包括外觀圖、結構圖、電路圖等。物化能力：選擇合適的材料和工具，制作太陽能汽車模型，并進行動力性能測試和續(xù)航里程測試。3.飛行器設計作業(yè)技術意識：分析空氣動力學原理在無人機設計中的應用，提出符合飛行要求的設計方案。工程思維：研究無人機的結構和控制系統(tǒng)，設計合理的旋翼類型和動力系統(tǒng)。創(chuàng)新設計：設計一部具有創(chuàng)新性和實用性的無人機，考慮其滯空時間和直播功能。圖樣表達：繪制無人機的詳細設計圖，包括外觀圖、結構圖、控制系統(tǒng)圖等。物化能力：選擇合適的材料和工具，制作無人機模型，并進行滯空時間測試和飛行穩(wěn)定性測試。4.醫(yī)療器械設計作業(yè)技術意識：分析醫(yī)療器械設計對人類健康的重要性，提出符合醫(yī)療需求的設計方案。工程思維：研究電子血壓計的工作原理和結構，設計合理的測量系統(tǒng)和電路。創(chuàng)新設計：設計一個小巧且功能齊全的電子血壓計，考慮其便攜性和準確性。圖樣表達：繪制電子血壓計的詳細設計圖，包括外觀圖、結構圖、電路圖等。物化能力：選擇合適的材料和工具，制作電子血壓計模型，并進行測量準確性和使用便捷性測試。5.礦山工程設計作業(yè)技術意識：分析礦山工程設計對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要性，提出安全環(huán)保的設計方案。工程思維：研究礦山工程的組成和協(xié)同性，設計合理的地面工程和地下工程布局。創(chuàng)新設計：設計一個具有創(chuàng)新性和協(xié)同性的礦山工程方案，考慮生產(chǎn)效率和安全性。圖樣表達：繪制礦山工程的詳細設計圖，包括地面工程圖、地下工程圖、通風排水系統(tǒng)圖等。物化能力：通過模擬實驗等方式，對礦山工程方案進行測試和優(yōu)化，包括生產(chǎn)效率測試和安全性能測試。四、學科實踐與跨學科學習設計科技人文融合創(chuàng)新專題實踐旨在通過跨學科的學習方式，培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。以下是對各專題的學科實踐與跨學科學習設計：1.橋梁設計學科實踐：技術：研究橋梁的結構類型、材料選擇、施工工藝等。數(shù)學：應用數(shù)學知識進行橋梁的受力分析和穩(wěn)定性計算。藝術：考慮橋梁的美學設計，使其與周圍環(huán)境相協(xié)調。社會：分析橋梁建設對社會經(jīng)濟和文化的影響?？鐚W科學習：結合地理知識，分析橋梁建設地點的地質和水文條件。結合歷史知識，研究古代橋梁的建設技術和文化意義。結合環(huán)保知識，提出橋梁建設的環(huán)保措施和可持續(xù)發(fā)展方案。2.交通工具設計學科實踐：技術：研究汽車的工作原理、動力系統(tǒng)、車身結構等。物理：應用物理知識分析汽車的運動狀態(tài)和能耗。化學：研究新能源汽車的電池技術和環(huán)保材料。經(jīng)濟：分析不同能源類型對汽車成本和使用效益的影響?？鐚W科學習：結合地理知識，分析交通工具在不同地形和氣候條件下的適應性。結合社會學知識，研究交通工具設計對人類出行方式和社會結構的影響。結合心理學知識，研究駕駛員的人機交互界面設計。3.飛行器設計學科實踐：技術：研究飛行器的空氣動力學原理、結構設計和控制系統(tǒng)。物理：應用物理知識分析飛行器的飛行狀態(tài)和穩(wěn)定性。數(shù)學：應用數(shù)學知識進行飛行器的軌跡計算和性能評估。計算機：利用計算機仿真技術進行飛行器的設計和測試?？鐚W科學習：結合地理知識，分析不同地區(qū)的飛行條件和氣象影響。結合通訊技術知識，研究飛行器的遠程控制和數(shù)據(jù)傳輸技術。結合材料科學知識，研究新型材料在飛行器設計中的應用。4.醫(yī)療器械設計學科實踐：技術：研究醫(yī)療器械的工作原理、結構設計和制造工藝。生物：了解人體生理學和病理學知識，為醫(yī)療器械設計提供依據(jù)。電子：應用電子技術設計醫(yī)療器械的電路和控制系統(tǒng)。計算機：利用計算機技術進行醫(yī)療器械的數(shù)據(jù)處理和分析。跨學科學習：結合醫(yī)學倫理學知識，研究醫(yī)療器械設計的倫理問題和患者權益保護。結合材料科學知識，研究醫(yī)療器械的生物相容性和耐用性。結合市場營銷知識，研究醫(yī)療器械的市場需求和推廣策略。5.礦山工程設計學科實踐：技術：研究礦山工程的設計原理、施工技術和安全管理。地質：分析礦山的地質條件和礦產(chǎn)資源分布。環(huán)境：研究礦山工程對環(huán)境的影響和環(huán)保措施。經(jīng)濟：分析礦山工程的成本效益和生產(chǎn)效率。跨學科學習：結合地理信息系統(tǒng)知識，進行礦山資源的勘探和評估。結合管理學知識，研究礦山工程的項目管理和組織協(xié)調。結合法律知識，研究礦山工程的法律法規(guī)和政策環(huán)境。通過以上學科實踐與跨學科學習設計，學生將能夠在實踐中綜合運用多學科知識，提高科技人文融合創(chuàng)新能力，同時發(fā)展技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等核心素養(yǎng)。十四、大單元作業(yè)設計一、教學目標本大單元的教學目標旨在通過科技人文融合創(chuàng)新專題的實踐，培養(yǎng)學生的技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。具體目標如下：技術意識：學生能夠理解技術與社會、文化、環(huán)境的關系，形成正確的技術價值觀，并識別和分析技術問題，提出合理的解決方案。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析和比較權衡的方法，解決復雜的工程問題，并理解和運用結構、流程、系統(tǒng)、控制等工程原理和方法。創(chuàng)新設計：學生能夠結合用戶需求和技術發(fā)展趨勢，提出創(chuàng)新性的設計方案，并運用創(chuàng)造技法和工具進行創(chuàng)造性設計。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制常見的技術圖樣，通過圖樣表達設計構想，實現(xiàn)有形與無形、抽象與具體的思維轉換。物化能力：學生能夠選擇合適的材料和工具，將設計方案轉化為具體的產(chǎn)品或模型，并進行測試和優(yōu)化，提高產(chǎn)品質量。二、作業(yè)目標設定（一）橋梁設計技術意識：理解橋梁建筑與文化、社會的關系，形成對橋梁技術的尊重和欣賞態(tài)度。工程思維：運用結構分析方法，選擇合適的橋梁類型和結構，考慮橋梁的受力特點和穩(wěn)定性。創(chuàng)新設計：結合實際需求和環(huán)境特點，提出創(chuàng)新的橋梁設計方案，考慮橋梁的美觀性和實用性。圖樣表達：繪制橋梁設計草圖，用圖樣清晰表達橋梁的結構和布局。物化能力：選擇合適的材料和工具，制作橋梁模型，并進行承重能力和穩(wěn)定性測試。（二）交通工具設計技術意識：理解交通工具與能源、環(huán)境、社會的關系，形成綠色出行的意識。工程思維：運用系統(tǒng)分析方法，設計節(jié)能環(huán)保的交通工具，考慮動力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。創(chuàng)新設計：結合現(xiàn)代科技發(fā)展趨勢，提出創(chuàng)新的交通工具設計方案，如智能駕駛、智能導航等。圖樣表達：繪制交通工具設計草圖，用圖樣表達交通工具的外觀和結構。物化能力：選擇合適的材料和工具，制作交通工具模型，并進行動力性能測試和續(xù)航里程測試。（三）飛行器設計技術意識：理解飛行器與空氣動力學、材料科學的關系，形成對飛行技術的尊重和探索精神。工程思維：運用空氣動力學原理，設計合理的飛行器結構和動力系統(tǒng)，考慮飛行器的穩(wěn)定性和操控性。創(chuàng)新設計：結合現(xiàn)代科技發(fā)展趨勢，提出創(chuàng)新的飛行器設計方案，如多旋翼無人機、垂直起降飛行器等。圖樣表達：繪制飛行器設計草圖，用圖樣表達飛行器的外觀和結構布局。物化能力：選擇合適的材料和工具，制作飛行器模型，并進行飛行測試和穩(wěn)定性測試。（四）醫(yī)療器械設計技術意識：理解醫(yī)療器械與人民健康的關系，形成對醫(yī)療器械技術的尊重和關注態(tài)度。工程思維：運用電子、控制、系統(tǒng)等技術原理，設計合理的醫(yī)療器械，考慮醫(yī)療器械的安全性和有效性。創(chuàng)新設計：結合現(xiàn)代醫(yī)療需求，提出創(chuàng)新的醫(yī)療器械設計方案，如便攜式醫(yī)療設備、遠程醫(yī)療設備等。圖樣表達：繪制醫(yī)療器械設計草圖，用圖樣表達醫(yī)療器械的外觀和結構。物化能力：選擇合適的材料和工具，制作醫(yī)療器械模型，并進行功能測試和安全性測試。（五）礦山工程設計技術意識：理解礦山工程與環(huán)境保護、社會發(fā)展的關系，形成對礦山工程技術的尊重和責任感。工程思維：運用系統(tǒng)工程方法，設計合理的礦山工程方案，考慮地面工程與地下工程的協(xié)同性。創(chuàng)新設計：結合現(xiàn)代科技發(fā)展趨勢，提出創(chuàng)新的礦山工程設計方案，如智能化采礦、綠色礦山等。圖樣表達：繪制礦山工程設計草圖，用圖樣表達礦山工程的布局和結構。物化能力：選擇合適的材料和工具，制作礦山工程模型，并進行生產(chǎn)效率測試和安全性能測試。三、作業(yè)內(nèi)容設計（一）橋梁設計作業(yè)1.設計任務書作業(yè)要求：根據(jù)給定的環(huán)境條件（如河流寬度、水流速度、地質條件等），設計一座人行天橋。要求考慮橋梁的安全性、穩(wěn)定性和美觀性。作業(yè)提交：橋梁設計任務書，包括設計背景、設計目標、設計方案、結構分析、材料選擇、施工步驟等內(nèi)容。2.橋梁設計草圖作業(yè)要求：根據(jù)設計方案，繪制橋梁設計草圖，包括橋梁的整體布局、結構細節(jié)、材料標注等。作業(yè)提交：橋梁設計草圖及設計說明。3.橋梁模型制作作業(yè)要求：選擇合適的材料和工具，制作橋梁模型。要求模型能夠體現(xiàn)設計方案的關鍵要素，如結構類型、承重能力等。作業(yè)提交：橋梁模型及制作過程報告。4.橋梁模型測試作業(yè)要求：對橋梁模型進行承重能力測試和穩(wěn)定性測試，記錄測試數(shù)據(jù)和分析結果。作業(yè)提交：測試報告，包括測試方法、測試數(shù)據(jù)、結果分析和改進建議。（二）交通工具設計作業(yè)1.交通工具設計任務書作業(yè)要求：設計一輛節(jié)能環(huán)保的太陽能汽車，要求考慮動力系統(tǒng)的效率、車身結構的穩(wěn)定性、乘坐舒適性等因素。作業(yè)提交：交通工具設計任務書，包括設計背景、設計目標、設計方案、動力系統(tǒng)分析、車身結構設計等內(nèi)容。2.交通工具設計草圖作業(yè)要求：根據(jù)設計方案，繪制交通工具設計草圖，包括車身外觀、內(nèi)部結構、動力系統(tǒng)布局等。作業(yè)提交：交通工具設計草圖及設計說明。3.交通工具模型制作作業(yè)要求：選擇合適的材料和工具，制作交通工具模型。要求模型能夠體現(xiàn)設計方案的關鍵要素，如動力系統(tǒng)、車身結構等。作業(yè)提交：交通工具模型及制作過程報告。4.交通工具模型測試作業(yè)要求：對交通工具模型進行動力性能測試和續(xù)航里程測試，記錄測試數(shù)據(jù)和分析結果。作業(yè)提交：測試報告，包括測試方法、測試數(shù)據(jù)、結果分析和改進建議。（三）飛行器設計作業(yè)1.飛行器設計任務書作業(yè)要求：設計一部滯空時間長、可以進行直播的無人機，要求考慮飛行器的穩(wěn)定性、操控性、載荷能力等因素。作業(yè)提交：飛行器設計任務書，包括設計背景、設計目標、設計方案、空氣動力學分析、結構設計等內(nèi)容。2.飛行器設計草圖作業(yè)要求：根據(jù)設計方案，繪制飛行器設計草圖，包括飛行器外觀、結構布局、動力系統(tǒng)配置等。作業(yè)提交：飛行器設計草圖及設計說明。3.飛行器模型制作作業(yè)要求：選擇合適的材料和工具，制作飛行器模型。要求模型能夠體現(xiàn)設計方案的關鍵要素，如旋翼類型、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。作業(yè)提交：飛行器模型及制作過程報告。4.飛行器模型測試作業(yè)要求：對飛行器模型進行飛行測試和穩(wěn)定性測試，記錄測試數(shù)據(jù)和分析結果。作業(yè)提交：測試報告，包括測試方法、測試數(shù)據(jù)、結果分析和改進建議。（四）醫(yī)療器械設計作業(yè)1.醫(yī)療器械設計任務書作業(yè)要求：設計一種便攜式醫(yī)療設備，要求考慮設備的功能性、便攜性、安全性等因素。作業(yè)提交：醫(yī)療器械設計任務書，包括設計背景、設計目標、設計方案、功能分析、安全性評估等內(nèi)容。2.醫(yī)療器械設計草圖作業(yè)要求：根據(jù)設計方案，繪制醫(yī)療器械設計草圖，包括設備外觀、內(nèi)部結構、操作流程等。作業(yè)提交：醫(yī)療器械設計草圖及設計說明。3.醫(yī)療器械模型制作作業(yè)要求：選擇合適的材料和工具，制作醫(yī)療器械模型。要求模型能夠體現(xiàn)設計方案的關鍵要素，如功能模塊、操作界面等。作業(yè)提交：醫(yī)療器械模型及制作過程報告。4.醫(yī)療器械模型測試作業(yè)要求：對醫(yī)療器械模型進行功能測試和安全性測試，記錄測試數(shù)據(jù)和分析結果。作業(yè)提交：測試報告，包括測試方法、測試數(shù)據(jù)、結果分析和改進建議。（五）礦山工程設計作業(yè)1.礦山工程設計任務書作業(yè)要求：設計一座礦山工程方案，要求考慮地面工程與地下工程的協(xié)同性、生產(chǎn)效率、安全性等因素。作業(yè)提交：礦山工程設計任務書，包括設計背景、設計目標、設計方案、工程布局、系統(tǒng)分析等內(nèi)容。2.礦山工程設計草圖作業(yè)要求：根據(jù)設計方案，繪制礦山工程設計草圖，包括地面工程布局、地下工程結