2019版 蘇教版 高中通-用技術(shù) 選擇性必修2 機器人設(shè)計與制作《第二章 讓機器人動起來》大單元整體教學設(shè)計2020課標

版蘇教版高中通用技術(shù)選擇性必修2機器人設(shè)計與制作《第二章讓機器人動起來》大單元整體教學設(shè)計[2020課標]一、內(nèi)容分析與整合二、《普通高中通用技術(shù)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(shè)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(jié)構(gòu)圖十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)十二、單元學歷案十三、學科實踐與跨學科學習設(shè)計十四、大單元作業(yè)設(shè)計十五、“教-學-評”一致性課時設(shè)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《讓機器人動起來》是蘇教版高中通用技術(shù)選擇性必修2《機器人設(shè)計與制作》中的重要章節(jié)，主要圍繞機器人的動力系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)展開，包括機械傳動和電子控制系統(tǒng)的探析與設(shè)計。本章節(jié)的內(nèi)容分為三大部分：探析機械傳動、探究電子控制系統(tǒng)以及設(shè)計與制作機械手。通過這三個部分的學習，學生將深入了解機器人的工作原理，掌握機械傳動和電子控制系統(tǒng)的基本知識和技能，并能夠設(shè)計和制作簡單的機械手。探析機械傳動：任務(wù)一：認識齒輪傳動：了解齒輪傳動的基本原理、類型和特點，掌握齒輪傳動的計算方法。任務(wù)二：研究齒輪傳動的速度變化：通過實驗觀察齒輪傳動中速度的變化規(guī)律，理解齒輪比的概念。任務(wù)三：探究特殊齒輪傳動：了解非圓齒輪、蝸輪蝸桿等特殊齒輪傳動的應(yīng)用和工作原理。任務(wù)四：探究帶傳動與鏈傳動：比較帶傳動和鏈傳動的優(yōu)缺點，了解它們的應(yīng)用場景。任務(wù)五：探究平面連桿傳動：學習平面連桿傳動的原理和應(yīng)用，理解其在機器人運動中的作用。探究電子控制系統(tǒng)：任務(wù)一：探究電子控制系統(tǒng)：了解電子控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理。任務(wù)二：認識控制大腦——單片機：學習單片機的基本知識和編程方法。任務(wù)三：設(shè)計調(diào)試電子控制系統(tǒng)，讓機械手動起來：綜合運用所學知識，設(shè)計并調(diào)試電子控制系統(tǒng)，使機械手能夠按預(yù)定程序運動。設(shè)計與制作機械手：通過前面的學習，學生將分組設(shè)計和制作一個簡單的機械手，實現(xiàn)從理論到實踐的轉(zhuǎn)化。（二）單元內(nèi)容分析本單元的教學內(nèi)容涵蓋了機械傳動和電子控制系統(tǒng)兩大方面，這兩部分是機器人設(shè)計與制作的核心內(nèi)容。機械傳動部分，學生需要掌握齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動和平面連桿傳動的基本原理和應(yīng)用，這是理解機器人運動機制的基礎(chǔ)。電子控制系統(tǒng)部分，學生需要了解電子控制系統(tǒng)的組成和工作原理，掌握單片機的編程方法，這是實現(xiàn)機器人智能化控制的關(guān)鍵。通過這兩部分的學習，學生將能夠綜合運用所學知識，設(shè)計和制作出一個簡單的機械手，實現(xiàn)從理論到實踐的跨越。（三）單元內(nèi)容整合本單元的教學內(nèi)容雖然涉及多個知識點，但各知識點之間有著緊密的內(nèi)在聯(lián)系。機械傳動部分和電子控制系統(tǒng)部分是相互依存、相互支撐的。機械傳動為機器人的運動提供了物理基礎(chǔ)，而電子控制系統(tǒng)則實現(xiàn)了對機械傳動的智能化控制。在教學過程中，應(yīng)注重知識點的整合和綜合運用。具體來說，可以將機械傳動和電子控制系統(tǒng)的學習相結(jié)合，通過實驗和項目實踐的方式，讓學生親身體驗機器人的工作原理和控制方法。例如，在學習齒輪傳動時，可以結(jié)合電子控制系統(tǒng)，設(shè)計一個通過單片機控制的齒輪傳動實驗；在學習單片機編程時，可以結(jié)合機械手的設(shè)計，讓學生編寫程序控制機械手的運動。通過這種整合方式，不僅可以加深學生對知識點的理解，還可以提高他們的綜合運用能力。二、《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》分解通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標是：（一）技術(shù)意識水平1：能結(jié)合個人成長經(jīng)歷和簡單的技術(shù)體驗活動，了解與感知技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，形成對人工世界的認識和初步的環(huán)境意識。在學習《讓機器人動起來》這一單元時，學生能夠認識到機器人技術(shù)在現(xiàn)代社會中的重要性和廣泛應(yīng)用，理解機器人技術(shù)對人類生活、生產(chǎn)和社會發(fā)展的積極影響。水平2：能在技術(shù)活動的過程中，恰當處理人技關(guān)系，形成規(guī)范、安全的技術(shù)習慣。在學習機械傳動和電子控制系統(tǒng)的過程中，學生能夠理解并遵守相關(guān)的安全規(guī)范，形成規(guī)范的技術(shù)操作習慣。水平3：能結(jié)合某一具體技術(shù)領(lǐng)域，調(diào)查并分析個體及群體的價值觀如何促進或阻礙技術(shù)的發(fā)展，理解技術(shù)活動需要綜合運用多種知識。通過學習機器人設(shè)計與制作，學生能夠理解機器人技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，分析不同國家和地區(qū)在機器人技術(shù)領(lǐng)域的差異和原因。水平4：能綜合各種數(shù)據(jù)與信息，就某一技術(shù)領(lǐng)域?qū)€人、社會、環(huán)境的影響作出判斷，形成正確的技術(shù)觀和生態(tài)文明觀。在學習機器人技術(shù)的過程中，學生能夠認識到機器人技術(shù)對環(huán)境、資源和社會的影響，形成可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)觀。水平5：能綜合多個技術(shù)領(lǐng)域，調(diào)查并分析個體及群體的價值觀、倫理規(guī)范是如何影響技術(shù)發(fā)展的。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠思考機器人技術(shù)的倫理問題和社會責任，如機器人的自主決策能力對人類道德和法律的挑戰(zhàn)等。（二）工程思維水平1：能通過經(jīng)歷技術(shù)設(shè)計的一般過程，初步進行設(shè)計方案的多因素分析，了解比較、權(quán)衡、優(yōu)化等系統(tǒng)分析的方法。在學習機械傳動和電子控制系統(tǒng)的過程中，學生能夠初步運用系統(tǒng)分析的方法，對設(shè)計方案進行多因素分析和優(yōu)化。水平2：能結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計案例的分析，總結(jié)歸納出系統(tǒng)設(shè)計的方法，并能運用系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、流程、控制等原理和系統(tǒng)分析方法，進行簡單的技術(shù)設(shè)計活動。通過學習機器人設(shè)計與制作，學生能夠掌握系統(tǒng)設(shè)計的基本方法，并能運用所學知識進行簡單的技術(shù)設(shè)計活動。水平3：能就某一具體技術(shù)領(lǐng)域中明確的技術(shù)問題，運用系統(tǒng)分析的方法，識別技術(shù)問題的特性和細節(jié)，明確制約條件和各種影響因素，提出可能的解決方案。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠針對具體的技術(shù)問題，如機械手的運動控制、傳感器的選擇等，運用系統(tǒng)分析的方法提出解決方案。水平4：能就某一技術(shù)領(lǐng)域中較為復(fù)雜的問題情境，運用系統(tǒng)分析的方法將任務(wù)具體化，形成可能的解決方案，并能不斷優(yōu)化改進。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠針對復(fù)雜的問題情境，如機械手的協(xié)同控制、路徑規(guī)劃等，提出具體的解決方案并不斷優(yōu)化改進。水平5：能整合運用科學、技術(shù)、數(shù)學、工程等方面的知識，綜合多個技術(shù)領(lǐng)域進行系統(tǒng)分析和方案設(shè)計。通過學習機器人設(shè)計與制作，學生能夠綜合運用所學知識，進行復(fù)雜的系統(tǒng)分析和方案設(shè)計，如機器人的自主導(dǎo)航、智能識別等。（三）創(chuàng)新設(shè)計水平1：能通過調(diào)查等方式，了解用戶特定需求和需要解決的主要技術(shù)問題，能借鑒技術(shù)設(shè)計案例和技術(shù)規(guī)范嘗試制訂解決技術(shù)問題的單一方案。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠了解用戶（如工廠、醫(yī)院等）對機器人的特定需求，并嘗試借鑒已有的技術(shù)設(shè)計案例和規(guī)范來制訂解決方案。水平2：面對熟悉的技術(shù)情境，能運用技術(shù)語言分析用戶特定需求，明確需要解決的技術(shù)問題；能根據(jù)設(shè)計對象和現(xiàn)有條件制訂解決技術(shù)問題的一個或多個單一方案。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠針對熟悉的技術(shù)情境（如簡單的搬運任務(wù)）來明確需求并制訂相應(yīng)的解決方案。水平3：面對較為復(fù)雜的技術(shù)情境，能運用人機理論，發(fā)現(xiàn)用戶的多方面需求及關(guān)聯(lián)性，多角度分析需要解決的技術(shù)問題；通過多種渠道搜集與所設(shè)計產(chǎn)品有關(guān)的各種信息并進行處理，能制訂符合一般設(shè)計原則和規(guī)范的多個方案。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠針對復(fù)雜的技術(shù)情境（如協(xié)同作業(yè)、智能識別等）來綜合分析需求并制訂多個設(shè)計方案。水平4：能運用用戶模型分析方法，提煉用戶的獨特需求，確認所要解決的特定技術(shù)問題；能依據(jù)設(shè)計需求制訂符合一般設(shè)計原則和規(guī)范的多個方案，并進行初步的比較與權(quán)衡。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠運用用戶模型分析方法（如問卷調(diào)查、訪談等）來提煉用戶的獨特需求，并依據(jù)這些需求來制訂設(shè)計方案并進行比較與權(quán)衡。水平5：能綜合運用多種方法，挖掘用戶的潛在需求，多視角認識所要解決的技術(shù)問題，形成對用戶需求和技術(shù)問題的敏感性；能運用數(shù)學與工程方法進行比較和權(quán)衡，在多個方案中選定滿足設(shè)計要求的最佳方案或改進原有方案。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠綜合運用多種方法來挖掘用戶的潛在需求，并能夠從多個視角來認識技術(shù)問題；同時能夠運用數(shù)學與工程方法來進行方案的比較和權(quán)衡，選定最佳方案或改進原有方案。（四）圖樣表達水平1：能結(jié)合日常生活情境，體會技術(shù)語言的重要性，分析歸納技術(shù)語言的種類及其應(yīng)用；能通過具體實物展示，說明下料構(gòu)想，對材料使用進行初步地多因素分析。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠認識到圖樣表達的重要性，并能夠通過具體實物來展示下料構(gòu)想和材料使用的多因素分析。水平2：能在較為簡單的技術(shù)設(shè)計實踐中，繪制規(guī)范的設(shè)計圖紙，形成良好的設(shè)計習慣；能識讀常見的技術(shù)圖樣，如流程圖、控制系統(tǒng)方框圖，并能表達簡單的設(shè)計方案。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠繪制規(guī)范的設(shè)計圖紙來表達自己的設(shè)計方案，并能夠識讀常見的技術(shù)圖樣。水平3：能識讀機械、電子等技術(shù)領(lǐng)域常見的技術(shù)圖樣，如一般的機械加工圖和簡單的電子電路圖等；能用較詳細的草圖表達設(shè)計構(gòu)想，并使用設(shè)計文件、日志等記錄設(shè)計的創(chuàng)意、過程和結(jié)果。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠識讀機械、電子等領(lǐng)域的技術(shù)圖樣，并能夠用較詳細的草圖來表達自己的設(shè)計構(gòu)想和記錄設(shè)計過程。水平4：能識讀較為復(fù)雜的技術(shù)圖樣，如草圖、三視圖、機械加工圖等；能在熟悉而復(fù)雜的問題情境中，用較為復(fù)雜的草圖，準確表達與交流設(shè)計構(gòu)想；能結(jié)合不同技術(shù)領(lǐng)域，在較為熟練運用常見技術(shù)圖樣基礎(chǔ)上，進行方案的設(shè)計。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠識讀較為復(fù)雜的技術(shù)圖樣，并能夠在復(fù)雜的問題情境中用較為復(fù)雜的草圖來表達和交流自己的設(shè)計構(gòu)想。水平5：能面對難度較高的問題情境，用較為復(fù)雜的草圖，準確表達與交流設(shè)計構(gòu)想；面對復(fù)雜情境時，能主動選擇與綜合運用圖樣或其他技術(shù)語言表達設(shè)計構(gòu)想，形成用技術(shù)語言進行思維轉(zhuǎn)換的能力。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠面對難度較高的問題情境來用較為復(fù)雜的草圖來表達和交流自己的設(shè)計構(gòu)想，并能夠主動選擇和綜合運用圖樣或其他技術(shù)語言來表達自己的設(shè)計構(gòu)想。（五）物化能力水平1：能根據(jù)設(shè)計要求選擇合適的材料與工具，了解常用材料的屬性及加工方法；在材料及其加工過程中，具有基本的安全、環(huán)保和質(zhì)量意識。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠根據(jù)設(shè)計要求來選擇合適的材料和工具，并了解這些材料的屬性和加工方法；同時能夠在加工過程中保持基本的安全、環(huán)保和質(zhì)量意識。水平2：能根據(jù)設(shè)計要求進行簡單的技術(shù)試驗，對材料進行性能測試，根據(jù)材料性能列出用料表；在實施設(shè)計方案的過程中，能從環(huán)境、經(jīng)濟、社會、質(zhì)量、美學等方面考慮材料的使用，掌握基本的工具使用方法。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠進行簡單的技術(shù)試驗來對材料進行性能測試，并根據(jù)測試結(jié)果來列出用料表；同時能夠在實施設(shè)計方案的過程中從多個方面來考慮材料的使用。水平3：能結(jié)合某一技術(shù)領(lǐng)域，掌握一些特殊材料的屬性及加工方法，根據(jù)方案設(shè)計要求選擇材料和工具，確定方案實現(xiàn)的時序和工序；能嚴謹細致地完成模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配，并對模型或產(chǎn)品進行基本的技術(shù)指標測量。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠掌握一些特殊材料的屬性及加工方法，并根據(jù)方案設(shè)計要求來選擇材料和工具；同時能夠嚴謹細致地完成機械手的成型制作和裝配，并進行基本的技術(shù)指標測量。水平4：能分析設(shè)計方案，并根據(jù)方案設(shè)計要求選擇合適的材料，具有初步的工具思維和工匠精神，完成模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配；能對模型或產(chǎn)品進行基本的技術(shù)測試和技術(shù)指標測量，撰寫簡單的技術(shù)測試和方案試驗的報告。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠分析設(shè)計方案并根據(jù)要求來選擇合適的材料；同時能夠完成機械手的成型制作和裝配，并進行基本的技術(shù)測試和技術(shù)指標測量來撰寫報告。水平5：能根據(jù)方案設(shè)計要求綜合選擇材料和工具，具有一定的材料規(guī)劃意識和工具思維；能對模型或產(chǎn)品進行基本的技術(shù)測試，撰寫技術(shù)測試和方案試驗的報告，并能從效率、形式、流程等方面進行方案的評價與優(yōu)化，形成精益求精、追求卓越的良好品格。在學習機器人設(shè)計與制作的過程中，學生能夠根據(jù)方案設(shè)計要求來綜合選擇材料和工具，并具有一定的材料規(guī)劃意識和工具思維；同時能夠?qū)C械手進行基本的技術(shù)測試并撰寫報告，還能夠從多個方面對方案進行評價與優(yōu)化來形成精益求精、追求卓越的良好品格。三、學情分析（一）已知內(nèi)容分析在進入本單元的教學之前，學生已經(jīng)完成了選擇性必修1《結(jié)構(gòu)與設(shè)計》的學習，具備了一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)，對物體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、強度、材料選擇等方面有了初步了解。在必修模塊的學習中，學生也掌握了技術(shù)設(shè)計的一般過程，能夠運用草圖、模型等手段表達設(shè)計理念，并能進行簡單的技術(shù)試驗和評估。對于本單元的內(nèi)容，學生在初中階段可能已接觸過簡單的機械原理和電子控制技術(shù)，如杠桿、滑輪、電動機等基本概念，但這些都是零散的、非系統(tǒng)化的知識。在教學過程中，需要將這些已有知識進行整合和深化，為學習機器人設(shè)計與制作打下堅實的基礎(chǔ)。（二）新知內(nèi)容分析本單元《讓機器人動起來》主要圍繞機械傳動和電子控制系統(tǒng)兩大核心內(nèi)容展開。機械傳動部分包括齒輪傳動、帶傳動與鏈傳動、平面連桿傳動等，旨在讓學生理解各種傳動的原理、特點及應(yīng)用場景，并能進行簡單的傳動設(shè)計。電子控制系統(tǒng)部分則涉及電子控制系統(tǒng)的基本組成、單片機的認識與編程、電子控制系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試等，目標是讓學生掌握電子控制的基本方法，能夠?qū)崿F(xiàn)機器人運動的精確控制。本單元的新知內(nèi)容可以細化為以下幾個方面：齒輪傳動的原理與應(yīng)用：學生需要了解齒輪的基本類型（直齒、斜齒、錐齒等）、齒輪傳動的速度變化規(guī)律、齒輪傳動的效率與損失等，并能根據(jù)實際需求選擇合適的齒輪組合。帶傳動與鏈傳動的特點：學生應(yīng)掌握帶傳動和鏈傳動的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及其優(yōu)缺點，學會在設(shè)計中選擇合適的傳動方式。平面連桿傳動的應(yīng)用：了解平面連桿機構(gòu)的基本類型（連桿、滑塊、搖桿等）、運動規(guī)律及其在工程實踐中的應(yīng)用。電子控制系統(tǒng)的基本組成：包括傳感器、執(zhí)行器、控制器等關(guān)鍵部件的作用及其相互關(guān)系。單片機的認識與編程：學習單片機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及其編程語言（如C語言、匯編語言等），掌握單片機在電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用方法。電子控制系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試：能夠根據(jù)實際需求設(shè)計電子控制系統(tǒng)，并進行調(diào)試和優(yōu)化，實現(xiàn)機器人運動的精確控制。（三）學生學習能力分析邏輯思維能力：高中生的邏輯思維能力已經(jīng)相對成熟，能夠理解和分析復(fù)雜的機械傳動和電子控制系統(tǒng)的工作原理。動手實踐能力：通過必修和選擇性必修模塊的學習，學生已經(jīng)具備了一定的動手實踐能力，能夠完成簡單的模型制作和電路搭建。團隊協(xié)作能力：在之前的課程中，學生已經(jīng)有過小組合作完成任務(wù)的經(jīng)驗，具備一定的團隊協(xié)作能力。自主學習能力：高中生具有較強的自主學習能力和信息檢索能力，能夠利用網(wǎng)絡(luò)資源、教材、參考書等自主學習新知識。問題解決能力：在面對復(fù)雜問題時，學生能夠運用所學知識進行分析、推理和決策，找到解決問題的方案。（四）學習障礙突破策略理論知識的抽象性：機械傳動和電子控制系統(tǒng)的理論知識相對抽象，學生可能難以理解和掌握。為了突破這一障礙，可以采取以下策略：實物演示與模型制作：通過實物演示和模型制作，將抽象的理論知識具體化、形象化，幫助學生直觀理解機械傳動和電子控制系統(tǒng)的工作原理。動畫與視頻輔助教學：利用動畫和視頻等多媒體手段，將機械傳動和電子控制系統(tǒng)的運動過程進行動態(tài)展示，增強學生的直觀感受。案例分析與討論：通過分析典型的機械傳動和電子控制系統(tǒng)案例，引導(dǎo)學生進行討論和思考，加深對理論知識的理解。實踐操作的復(fù)雜性：機器人設(shè)計與制作涉及多個學科的知識和技能，實踐操作過程相對復(fù)雜。為了幫助學生克服這一困難，可以采取以下措施：分步教學與指導(dǎo)：將復(fù)雜的實踐操作過程分解為若干個簡單的步驟，逐步引導(dǎo)學生完成。在每個步驟中，教師都要進行詳細的講解和示范，確保學生能夠掌握正確的操作方法。小組合作與互助：鼓勵學生進行小組合作，共同完成任務(wù)。在小組合作中，學生可以相互學習、相互幫助，共同提高實踐操作能力。反復(fù)練習與反饋：提供足夠的練習機會，讓學生在實踐中不斷鞏固和提高。教師要及時給予反饋和指導(dǎo)，幫助學生糾正錯誤，提高實踐操作效果?？鐚W科知識的整合：機器人設(shè)計與制作涉及機械、電子、計算機等多個學科的知識和技能，需要學生進行跨學科知識的整合。為了幫助學生實現(xiàn)這一目標，可以采取以下策略：跨學科課程整合：在課程設(shè)計中，注重跨學科知識的融合和滲透。通過案例分析、項目實踐等方式，引導(dǎo)學生綜合運用所學知識解決實際問題。專題講座與研討：邀請相關(guān)學科的專家或教師為學生進行專題講座和研討，幫助學生了解不同學科的前沿知識和發(fā)展趨勢，拓寬視野和思路。自主學習與探究：鼓勵學生利用課余時間進行自主學習和探究，通過查閱文獻、參加科技競賽等方式，深入了解相關(guān)學科的知識和技能。學習興趣的激發(fā)與保持：機器人設(shè)計與制作是一門充滿趣味性和挑戰(zhàn)性的課程，但長時間的學習和實踐可能會使部分學生產(chǎn)生疲勞和厭倦情緒。為了激發(fā)學生的學習興趣和保持學習動力，可以采取以下措施：創(chuàng)設(shè)情境與激發(fā)興趣：通過創(chuàng)設(shè)貼近學生生活或具有挑戰(zhàn)性的學習情境，激發(fā)學生的學習興趣和好奇心。例如，可以設(shè)計一些具有趣味性的機器人項目或比賽，讓學生在實踐中體驗成功的快樂。展示成果與分享經(jīng)驗：定期組織學生展示自己的學習成果和分享經(jīng)驗，增強學生的成就感和自信心。通過分享和交流，學生可以相互學習、相互啟發(fā)，共同提高。激勵與評價機制：建立合理的激勵與評價機制，對學生的學習成果和表現(xiàn)進行及時評價和反饋。通過獎勵優(yōu)秀、鼓勵進步等方式，激發(fā)學生的學習積極性和創(chuàng)造力。針對本單元的教學內(nèi)容和學生特點，可以采取多種策略和方法來突破學習障礙，提高教學效果。在教學過程中，教師應(yīng)注重學生的主體地位，關(guān)注學生的個體差異和需求，靈活運用各種教學策略和方法，為學生的全面發(fā)展提供有力支持。四、大主題或大概念設(shè)計本單元的大主題設(shè)計為“探索與構(gòu)建：機器人動力系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)”。這一主題旨在通過深入探究機械傳動和電子控制系統(tǒng)的基本原理與應(yīng)用，引導(dǎo)學生掌握機器人動力系統(tǒng)的核心要素，培養(yǎng)其技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力等通用技術(shù)核心素養(yǎng)。核心概念解析：機械傳動：作為機器人動力系統(tǒng)的基礎(chǔ)，機械傳動通過齒輪、帶、鏈、連桿等機構(gòu)實現(xiàn)力和運動的傳遞與變換。學生需理解各類傳動的特點、原理及應(yīng)用場景，能夠設(shè)計并搭建有效的傳動系統(tǒng)。電子控制系統(tǒng)：電子控制系統(tǒng)是機器人動力系統(tǒng)的“大腦”，通過傳感器、單片機等元件實現(xiàn)信息的采集、處理與執(zhí)行。學生需掌握電子控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作原理及調(diào)試方法，能夠設(shè)計并實現(xiàn)簡單的控制程序。大主題下的子課題：探析機械傳動：任務(wù)一：認識齒輪傳動，理解其傳動比、轉(zhuǎn)向等特性。任務(wù)二：研究齒輪傳動的速度變化，掌握速度計算與調(diào)整方法。任務(wù)三：探究特殊齒輪傳動（如蝸桿傳動、行星齒輪傳動），拓展傳動系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。探析機械傳動（續(xù)）：任務(wù)一：探究帶傳動與鏈傳動，比較其優(yōu)缺點及應(yīng)用場景。任務(wù)二：探究平面連桿傳動，理解連桿機構(gòu)的運動規(guī)律及設(shè)計原則。任務(wù)三：設(shè)計與制作機械手，綜合運用所學傳動知識，實現(xiàn)機械手的簡單運動功能。探究電子控制系統(tǒng)：任務(wù)一：探究電子控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成與工作原理，了解傳感器、單片機等元件的作用。任務(wù)二：認識控制大腦——單片機，學習其編程基礎(chǔ)及開發(fā)環(huán)境。任務(wù)三：設(shè)計調(diào)試電子控制系統(tǒng)，讓機械手動起來，實現(xiàn)預(yù)定的運動控制與功能實現(xiàn)。五、大單元目標敘寫根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結(jié)合本單元的教學內(nèi)容，設(shè)定以下大單元目標，旨在全面培養(yǎng)學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)：技術(shù)意識：學生能夠認識到機械傳動和電子控制系統(tǒng)在機器人設(shè)計中的重要性，理解其基本原理與應(yīng)用價值。學生能夠形成對機器人動力系統(tǒng)設(shè)計的初步認知，具備運用所學知識解決實際問題的能力。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)工程的思想，對機器人動力系統(tǒng)進行整體規(guī)劃與設(shè)計，考慮各部件之間的協(xié)同與匹配。學生能夠運用邏輯思維和批判性思維，對設(shè)計方案進行分析與評估，不斷優(yōu)化設(shè)計過程與結(jié)果。創(chuàng)新設(shè)計：學生能夠發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出具有新穎性和實用性的機器人動力系統(tǒng)設(shè)計方案。學生能夠運用所學知識與技能，設(shè)計并實現(xiàn)具有特定功能的機械手或機器人動力系統(tǒng)。圖樣表達：學生能夠運用繪圖軟件或手繪方式，準確表達機器人動力系統(tǒng)的設(shè)計方案與結(jié)構(gòu)組成。學生能夠制作詳細的裝配圖與電路圖，為后續(xù)的物化實現(xiàn)提供可靠依據(jù)。物化能力：學生能夠運用所學知識與技能，獨立完成機器人動力系統(tǒng)的搭建與調(diào)試工作。學生能夠運用測試與評估方法，對機器人動力系統(tǒng)的性能進行監(jiān)測與優(yōu)化，確保其穩(wěn)定可靠地運行。六、大單元教學重點機械傳動的原理與應(yīng)用：重點講解齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動和平面連桿傳動的原理、特性及應(yīng)用場景。通過實例分析，引導(dǎo)學生理解傳動系統(tǒng)的設(shè)計原則與優(yōu)化方法。電子控制系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理：重點介紹傳感器、單片機等電子元件的作用、特性及使用方法。通過實踐操作，引導(dǎo)學生掌握電子控制系統(tǒng)的搭建與調(diào)試方法。機器人動力系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)：引導(dǎo)學生綜合運用所學知識與技能，設(shè)計并實現(xiàn)具有特定功能的機械手或機器人動力系統(tǒng)。強調(diào)設(shè)計過程中的創(chuàng)新思維與實踐能力培養(yǎng)，鼓勵學生提出新穎的設(shè)計方案。七、大單元教學難點傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計：如何根據(jù)實際需求，選擇合適的傳動方式及參數(shù)，實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計？如何通過計算與實驗，驗證傳動系統(tǒng)的性能與穩(wěn)定性？電子控制系統(tǒng)的調(diào)試與優(yōu)化：如何正確連接與配置電子元件，確保電子控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行？如何通過編程與調(diào)試，實現(xiàn)機器人動力系統(tǒng)的精準控制與功能實現(xiàn)？創(chuàng)新設(shè)計與物化能力的提升：如何激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，鼓勵其提出具有新穎性和實用性的設(shè)計方案？如何提升學生的物化能力，使其能夠獨立完成機器人動力系統(tǒng)的搭建與調(diào)試工作？教學策略與解決方法：采用項目式學習：通過設(shè)計具體的機器人動力系統(tǒng)項目，引導(dǎo)學生綜合運用所學知識與技能進行實踐探索。在項目過程中，教師提供必要的指導(dǎo)與支持，鼓勵學生自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。強化理論與實踐結(jié)合：在講解理論知識的同時，結(jié)合實驗操作與案例分析，加深學生對所學內(nèi)容的理解與掌握。通過實踐操作，提升學生的物化能力與解決實際問題的能力。開展小組合作與討論：鼓勵學生組成學習小組，共同完成任務(wù)與解決問題。在小組合作中，學生可以相互學習、相互啟發(fā)，共同提升創(chuàng)新思維與團隊協(xié)作能力。引入專家講座與參觀考察：邀請行業(yè)專家進行講座或組織學生參觀相關(guān)企業(yè)，了解機器人動力系統(tǒng)設(shè)計與制作的最新技術(shù)與發(fā)展趨勢。通過專家指導(dǎo)與實踐體驗，拓寬學生的視野與思路，激發(fā)其學習興趣與創(chuàng)新動力。通過以上教學策略與解決方法，旨在幫助學生克服學習難點，提升通用技術(shù)核心素養(yǎng)，為未來的學習與發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。八、大單元整體教學思路教學目標設(shè)定根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結(jié)合2020版蘇教版高中通用技術(shù)選擇性必修2《機器人設(shè)計與制作》中《第二章讓機器人動起來》的教學內(nèi)容，本大單元的教學目標設(shè)定旨在全面培養(yǎng)學生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)，具體包括技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力五個方面。以下是詳細的教學目標設(shè)定：一、技術(shù)意識理解機械傳動原理：學生能夠理解齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動和平面連桿傳動等機械傳動的基本原理，識別不同傳動方式的特點和適用場景。認識電子控制系統(tǒng)：學生能夠認識電子控制系統(tǒng)的基本組成，理解其在機器人運動控制中的作用，以及單片機作為控制大腦的重要性。安全意識與倫理責任：在設(shè)計和制作過程中，學生能夠樹立安全第一的意識，遵守操作規(guī)程，同時理解技術(shù)倫理和社會責任，確保技術(shù)應(yīng)用的合法性和正當性。二、工程思維系統(tǒng)分析與綜合：學生能夠運用系統(tǒng)思維，對機器人傳動系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)進行整體分析，理解各部件之間的相互作用和制約關(guān)系，實現(xiàn)系統(tǒng)的綜合優(yōu)化。問題解決能力：在面對機器人設(shè)計和制作中的實際問題時，學生能夠運用所學知識，提出解決方案，并通過實驗驗證方案的可行性和有效性。迭代優(yōu)化：學生能夠根據(jù)實驗結(jié)果和反饋，對設(shè)計方案進行迭代優(yōu)化，不斷提升機器人的性能和穩(wěn)定性。三、創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新意識：學生能夠保持對新技術(shù)和新方法的好奇心，勇于嘗試新的設(shè)計思路，不斷推動機器人設(shè)計和制作的創(chuàng)新。設(shè)計方案制定：學生能夠根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求，制定詳細的設(shè)計方案，包括傳動方式的選擇、電子控制系統(tǒng)的設(shè)計等，并能夠在方案中體現(xiàn)創(chuàng)新點。原型制作與測試：學生能夠根據(jù)設(shè)計方案，制作機器人原型，并進行測試，驗證設(shè)計的可行性和有效性，同時根據(jù)測試結(jié)果進行必要的調(diào)整和優(yōu)化。四、圖樣表達二維圖樣繪制：學生能夠運用繪圖軟件或手工繪圖工具，繪制機器人各部件的二維圖樣，包括傳動系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等，圖樣應(yīng)準確、清晰、規(guī)范。三維建模與仿真：學生能夠運用三維建模軟件，對機器人進行三維建模，并進行仿真分析，以驗證設(shè)計的合理性和可行性。圖樣交流與溝通：學生能夠根據(jù)圖樣進行交流和溝通，包括與團隊成員、教師、專家等的交流，以便更好地理解設(shè)計要求和改進設(shè)計方案。五、物化能力材料選擇與加工：學生能夠根據(jù)設(shè)計要求，選擇合適的材料，并運用相應(yīng)的加工工具和方法，對材料進行加工和制作，以滿足機器人各部件的尺寸、形狀和性能要求。組裝與調(diào)試：學生能夠根據(jù)圖樣和設(shè)計方案，將機器人各部件進行組裝，并進行調(diào)試，確保機器人能夠按照設(shè)計要求進行運動和控制。故障排查與修復(fù)：在機器人制作和調(diào)試過程中，學生能夠及時發(fā)現(xiàn)并排查故障，運用所學知識進行修復(fù)，確保機器人的正常運行。教學實施策略為了實現(xiàn)上述教學目標，本大單元將采用以下教學實施策略：一、項目式學習以“設(shè)計并制作一個能夠完成特定任務(wù)的機器人”為項目主線，將教學內(nèi)容分解為若干個子任務(wù)，每個子任務(wù)都對應(yīng)著特定的教學目標和技能要求。學生在完成項目的過程中，通過自主學習、合作學習和探究學習等方式，逐步掌握相關(guān)知識和技能，同時培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力。二、理論與實踐相結(jié)合在教學過程中，注重理論知識的講解與實踐操作的結(jié)合。通過案例分析、實驗演示等方式，幫助學生理解機械傳動和電子控制系統(tǒng)的基本原理和工作方式；安排大量的實踐操作環(huán)節(jié)，讓學生親自動手制作機器人，體驗技術(shù)應(yīng)用的樂趣和成就感。三、跨學科融合鼓勵學生在學習過程中跨學科融合，將物理、數(shù)學、計算機等其他學科的知識運用到機器人設(shè)計和制作中。通過跨學科的學習和實踐，提升學生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。四、評價方式的多元化采用多元化的評價方式，包括自我評價、同伴評價、教師評價等。通過評價方式的多元化，可以更全面地了解學生的學習情況和進步程度，同時激發(fā)學生的學習興趣和積極性。教學內(nèi)容與活動安排一、探析機械傳動任務(wù)一：認識齒輪傳動教學內(nèi)容：介紹齒輪傳動的基本原理、類型和應(yīng)用場景；通過實驗演示齒輪傳動的速度和方向變化。教學活動：學生分組進行實驗，觀察并記錄不同齒輪比下的速度和方向變化；討論齒輪傳動的優(yōu)缺點和適用場景。任務(wù)二：研究齒輪傳動的速度變化教學內(nèi)容：深入探究齒輪傳動的速度變化規(guī)律，理解齒輪比與速度變化的關(guān)系。教學活動：學生利用實驗器材進行齒輪傳動速度變化的實驗，驗證齒輪比與速度變化的關(guān)系；根據(jù)實驗結(jié)果繪制速度變化曲線圖，并進行分析和討論。任務(wù)三：探究特殊齒輪傳動教學內(nèi)容：介紹特殊齒輪傳動（如行星齒輪傳動、蝸桿蝸輪傳動等）的基本原理和應(yīng)用場景。教學活動：學生分組進行特殊齒輪傳動的實驗，觀察并記錄其運動特點和性能；討論特殊齒輪傳動在機器人設(shè)計中的應(yīng)用潛力和限制。二、探析機械傳動（二）任務(wù)一：探究帶傳動與鏈傳動教學內(nèi)容：介紹帶傳動和鏈傳動的基本原理、類型和應(yīng)用場景；通過實驗演示帶傳動和鏈傳動的特點和性能。教學活動：學生分組進行實驗，比較帶傳動和鏈傳動的優(yōu)缺點；討論帶傳動和鏈傳動在機器人設(shè)計中的應(yīng)用前景和挑戰(zhàn)。任務(wù)二：探究平面連桿傳動教學內(nèi)容：介紹平面連桿傳動的基本原理和類型；通過實驗演示平面連桿傳動的運動規(guī)律。教學活動：學生利用實驗器材進行平面連桿傳動的實驗，觀察并記錄其運動特點和性能；討論平面連桿傳動在機器人設(shè)計中的應(yīng)用潛力和創(chuàng)新點。任務(wù)三：設(shè)計與制作機械手教學內(nèi)容：結(jié)合前面所學的機械傳動知識，設(shè)計和制作一個能夠完成特定任務(wù)的機械手。教學活動：學生分組進行機械手的設(shè)計和制作，包括傳動方式的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、加工制作和調(diào)試等；展示并交流各自的作品，分享設(shè)計思路和制作經(jīng)驗。三、探究電子控制系統(tǒng)任務(wù)一：探究電子控制系統(tǒng)教學內(nèi)容：介紹電子控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理；通過實驗演示電子控制系統(tǒng)的基本功能。教學活動：學生分組進行實驗，了解電子控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理；討論電子控制系統(tǒng)在機器人設(shè)計中的重要性和作用。任務(wù)二：認識控制大腦——單片機教學內(nèi)容：介紹單片機的基本原理、類型和應(yīng)用場景；通過實驗演示單片機的編程和控制功能。教學活動：學生分組進行實驗，學習單片機的編程方法和控制功能；討論單片機在機器人設(shè)計中的應(yīng)用潛力和挑戰(zhàn)。任務(wù)三：設(shè)計調(diào)試電子控制系統(tǒng)，讓機械手動起來教學內(nèi)容：結(jié)合前面所學的電子控制系統(tǒng)和單片機知識，設(shè)計并調(diào)試電子控制系統(tǒng)，讓機械手動起來。教學活動：學生分組進行電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試，包括控制電路的設(shè)計、單片機的編程和調(diào)試等；展示并交流各自的作品，分享設(shè)計思路和調(diào)試經(jīng)驗。進行機械手的聯(lián)動調(diào)試，確保機械手能夠按照設(shè)計要求進行運動和控制。教學資源與支持為了確保教學的順利進行，需要準備以下教學資源和支持：實驗器材：包括齒輪、鏈條、皮帶、連桿等機械傳動部件，以及單片機、傳感器、電機等電子控制部件。教學軟件：包括繪圖軟件（如AutoCAD、SolidWorks等）、三維建模軟件（如SketchUp、3DMax等）和編程軟件（如Keil、ArduinoIDE等）。教學資料：包括教材、教案、課件、實驗指導(dǎo)書等。師資力量：需要具備豐富的通用技術(shù)教學經(jīng)驗和專業(yè)素養(yǎng)的教師團隊，能夠提供專業(yè)的指導(dǎo)和支持。學習環(huán)境：需要配備良好的實驗室和教室環(huán)境，確保學生能夠進行實踐操作和自主學習。學業(yè)評價學業(yè)評價是檢驗教學效果的重要手段。本大單元將采用以下評價方式：過程性評價：通過觀察學生在課堂上的表現(xiàn)、參與度、實驗完成情況等，對學生的學習過程和技能掌握情況進行實時評價。作品評價：根據(jù)學生的機械手設(shè)計和制作作品，評價學生的創(chuàng)新思維、設(shè)計能力、物化能力等。知識測試：通過單元測試、期末考試等方式，檢驗學生對機械傳動和電子控制系統(tǒng)等知識點的掌握情況。自我評價與同伴評價：鼓勵學生進行自我反思和同伴評價，以便更好地了解自己的進步和不足，促進自我提升。教學反思與改進在教學過程中，教師需要不斷反思和改進教學方法和策略，以適應(yīng)學生的學習需求和變化。以下是一些可能的反思和改進方向：教學方法的優(yōu)化：根據(jù)學生的實際情況和學習需求，不斷優(yōu)化教學方法和策略，如采用項目式學習、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學模式，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。教學內(nèi)容的更新：隨著科技的發(fā)展和教育理念的更新，需要不斷更新教學內(nèi)容和案例，以適應(yīng)時代的需求和發(fā)展。教學資源的拓展：積極尋找和開發(fā)更多的教學資源，如網(wǎng)絡(luò)課程、虛擬實驗室等，為學生提供更加豐富的學習體驗和機會。評價方式的完善：不斷完善評價方式，確保評價的全面性和公正性。注重過程性評價和終結(jié)性評價的結(jié)合，以更全面地反映學生的學習情況和進步程度。通過本大單元的教學實施，學生將能夠全面掌握機械傳動和電子控制系統(tǒng)等相關(guān)知識和技能，同時培養(yǎng)創(chuàng)新思維、問題解決能力和物化能力等通用技術(shù)核心素養(yǎng)。這將為學生的未來發(fā)展。九、學業(yè)評價一、教學目標設(shè)定根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結(jié)合蘇教版高中通用技術(shù)選擇性必修2《機器人設(shè)計與制作》中《第二章讓機器人動起來》的教學內(nèi)容，設(shè)定以下教學目標：技術(shù)意識：學生能夠理解機械傳動和電子控制系統(tǒng)在機器人設(shè)計中的作用，形成對機器人技術(shù)的基本認識，培養(yǎng)對技術(shù)的敏感性和安全使用技術(shù)的意識。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，理解機械傳動和電子控制系統(tǒng)的基本原理和工作過程，初步具備分析和解決機器人相關(guān)技術(shù)問題的能力。創(chuàng)新設(shè)計：學生能夠結(jié)合具體任務(wù)，運用所學機械傳動和電子控制知識，設(shè)計出簡單的機器人控制方案，具備一定的創(chuàng)新思維和設(shè)計能力。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制與機器人機械傳動和電子控制系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)圖樣，用技術(shù)語言準確表達設(shè)計構(gòu)想。物化能力：學生能夠根據(jù)設(shè)計方案，選擇合適的材料和工具，制作出簡單的機械傳動裝置和電子控制系統(tǒng)，具備一定的動手實踐能力和問題解決能力。二、學習目標結(jié)合教學內(nèi)容，設(shè)定以下具體的學習目標：認識齒輪傳動：了解齒輪傳動的基本原理和特點。能夠計算簡單的齒輪傳動比。能夠根據(jù)裝配圖樣安裝和調(diào)試簡單的齒輪組裝置。研究齒輪傳動的速度變化：理解齒輪傳動中速度變化的原因和規(guī)律。能夠通過技術(shù)試驗探究齒輪傳動的速度變化。探究特殊齒輪傳動：了解蝸輪蝸桿傳動等特殊齒輪傳動形式的特點和應(yīng)用。能夠通過技術(shù)探究體驗特殊齒輪傳動的特性。探究帶傳動與鏈傳動：了解帶傳動和鏈傳動的基本原理和特點。能夠比較帶傳動和鏈傳動的優(yōu)缺點，并選擇合適的傳動方式。探究平面連桿傳動：理解平面連桿傳動的基本原理和運動特性。能夠設(shè)計和制作簡單的平面連桿傳動裝置。設(shè)計與制作機械手：能夠結(jié)合所學機械傳動知識，設(shè)計并制作一個簡單的機械手。能夠通過調(diào)試和優(yōu)化，使機械手實現(xiàn)抓取和釋放的動作。探究電子控制系統(tǒng)：了解電子控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理。能夠識別電子控制系統(tǒng)中的輸入、控制和輸出部分。認識控制大腦——單片機：了解單片機的基本組成和工作原理。能夠描述單片機在機器人電子控制系統(tǒng)中的作用。設(shè)計調(diào)試電子控制系統(tǒng)：能夠設(shè)計并調(diào)試一個簡單的電子控制系統(tǒng)，使機械手實現(xiàn)自動控制。能夠通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，優(yōu)化電子控制系統(tǒng)的性能。三、評價目標設(shè)定根據(jù)教學目標和學習目標，設(shè)定以下評價目標：技術(shù)意識評價：評價學生對機械傳動和電子控制系統(tǒng)在機器人設(shè)計中的作用的理解程度。評價學生對技術(shù)安全性的認識和敏感程度。工程思維評價：評價學生運用系統(tǒng)分析方法解決機器人相關(guān)技術(shù)問題的能力。評價學生對機械傳動和電子控制系統(tǒng)基本原理和工作過程的理解程度。創(chuàng)新設(shè)計評價：評價學生結(jié)合具體任務(wù)進行機器人控制方案設(shè)計的創(chuàng)新能力。評價學生設(shè)計方案的合理性和可行性。圖樣表達評價：評價學生識讀和繪制與機器人機械傳動和電子控制系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)圖樣的能力。評價學生用技術(shù)語言準確表達設(shè)計構(gòu)想的能力。物化能力評價：評價學生根據(jù)設(shè)計方案選擇合適的材料和工具制作機械傳動裝置和電子控制系統(tǒng)的能力。評價學生動手實踐能力和問題解決能力。四、評價內(nèi)容與方式結(jié)合上述評價目標，設(shè)計以下評價內(nèi)容與方式：（一）技術(shù)意識評價課堂觀察：觀察學生在課堂討論和技術(shù)試驗中對機械傳動和電子控制系統(tǒng)作用的理解程度，記錄學生的發(fā)言和表現(xiàn)。問卷調(diào)查：設(shè)計問卷調(diào)查學生對技術(shù)安全性的認識和敏感程度，包括技術(shù)使用過程中可能遇到的風險和應(yīng)對措施。（二）工程思維評價案例分析：提供與機器人設(shè)計相關(guān)的技術(shù)案例，要求學生分析案例中的技術(shù)問題，并提出解決方案。根據(jù)解決方案的合理性和創(chuàng)新性進行評價。技術(shù)試驗報告：要求學生根據(jù)技術(shù)試驗的結(jié)果，撰寫技術(shù)試驗報告，分析機械傳動和電子控制系統(tǒng)的基本原理和工作過程。根據(jù)報告的準確性和完整性進行評價。（三）創(chuàng)新設(shè)計評價設(shè)計方案評價：要求學生結(jié)合具體任務(wù)設(shè)計機器人控制方案，包括機械傳動和電子控制系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)設(shè)計方案的合理性和可行性進行評價。創(chuàng)新點評價：評價學生設(shè)計方案中的創(chuàng)新點，包括新技術(shù)、新方法的應(yīng)用等。根據(jù)創(chuàng)新點的數(shù)量和質(zhì)量進行評價。（四）圖樣表達評價技術(shù)圖樣繪制：要求學生繪制與機器人機械傳動和電子控制系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)圖樣，包括裝配圖、電路圖等。根據(jù)圖樣的準確性和規(guī)范性進行評價。設(shè)計構(gòu)想表達：要求學生用技術(shù)語言準確表達設(shè)計構(gòu)想，包括設(shè)計思路、預(yù)期效果等。根據(jù)表達的準確性和清晰性進行評價。（五）物化能力評價實物制作評價：要求學生根據(jù)設(shè)計方案制作機械傳動裝置和電子控制系統(tǒng)實物。根據(jù)實物的制作質(zhì)量、功能實現(xiàn)情況等進行評價。動手實踐能力評價：觀察學生在制作過程中的動手實踐能力，包括工具使用、材料選擇、加工裝配等。根據(jù)實踐能力的熟練程度進行評價。五、評價實施課堂即時評價：在課堂教學過程中，教師根據(jù)學生的發(fā)言、表現(xiàn)和技術(shù)試驗情況進行即時評價，給予肯定和鼓勵，指出存在的問題和改進的方向。課后作業(yè)評價：布置與教學內(nèi)容相關(guān)的課后作業(yè)，包括技術(shù)試驗報告、設(shè)計方案、技術(shù)圖樣繪制等。根據(jù)學生的作業(yè)完成情況進行詳細評價，給出具體的改進建議。期末綜合評價：在學期末進行綜合評價，結(jié)合課堂觀察、課后作業(yè)、技術(shù)試驗報告、設(shè)計方案、技術(shù)圖樣繪制等多個方面的評價結(jié)果，給出學生的綜合成績和評價等級。針對學生的個體差異和發(fā)展需求，提出個性化的學習建議和發(fā)展方向。通過以上評價方式和實施步驟，旨在全面、客觀地評價學生在《第二章讓機器人動起來》這一單元中的學習情況，促進學生的全面發(fā)展和技術(shù)素養(yǎng)的提升。十、大單元實施思路及教學結(jié)構(gòu)圖一、大單元實施思路根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結(jié)合2020版蘇教版高中通用技術(shù)選擇性必修2《機器人設(shè)計與制作》第二章《讓機器人動起來》的教學內(nèi)容，本大單元的實施思路旨在通過一系列精心設(shè)計的教學活動，引導(dǎo)學生逐步理解和掌握機械傳動和電子控制系統(tǒng)的基本原理與應(yīng)用，培養(yǎng)其技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力等通用技術(shù)核心素養(yǎng)。具體實施思路如下：情境導(dǎo)入與興趣激發(fā)：通過展示機器人應(yīng)用的視頻或?qū)嵨?，激發(fā)學生對機器人技術(shù)的興趣，引導(dǎo)學生認識到“動”是機器人實現(xiàn)功能的基礎(chǔ)，從而引出本單元的學習主題——讓機器人動起來。理論講解與案例分析：結(jié)合教材內(nèi)容，對機械傳動（包括齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動和平面連桿傳動）和電子控制系統(tǒng)（包括輸入部分、控制部分和輸出部分）的基本原理進行詳細講解。通過案例分析，幫助學生理解這些原理在機器人設(shè)計中的應(yīng)用。實踐操作與技能培養(yǎng)：組織學生分組進行實踐操作，如安裝和調(diào)試齒輪組裝置、設(shè)計制作簡單的連桿裝置、搭建電子控制系統(tǒng)等。通過實踐操作，培養(yǎng)學生的動手能力和問題解決能力。項目設(shè)計與創(chuàng)新實踐：引導(dǎo)學生結(jié)合所學知識，設(shè)計并制作一個簡單的機器人模型，實現(xiàn)機器人的基本動作。在項目設(shè)計過程中，鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出自己的設(shè)計方案，并通過圖樣表達和物化能力將設(shè)計方案轉(zhuǎn)化為實際作品。評價反饋與總結(jié)提升：通過學業(yè)評價，及時了解學生的學習情況，對學生的學習成果進行反饋和指導(dǎo)。對本單元的學習內(nèi)容進行總結(jié)和提升，幫助學生鞏固所學知識，形成系統(tǒng)的知識體系。二、教學目標設(shè)定（一）技術(shù)意識學生能夠結(jié)合具體案例，理解機械傳動和電子控制系統(tǒng)在機器人技術(shù)中的應(yīng)用，形成對機器人技術(shù)的初步認識和感知。學生能夠分析不同傳動方式和控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點，選擇合適的傳動方式和控制系統(tǒng)應(yīng)用于機器人設(shè)計中。（二）工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，識別機器人設(shè)計中的技術(shù)問題，明確制約條件和影響因素，提出可能的解決方案。學生能夠經(jīng)歷機器人設(shè)計的一般過程，包括需求分析、方案設(shè)計、制作調(diào)試等環(huán)節(jié)，形成初步的工程意識和思維。（三）創(chuàng)新設(shè)計學生能夠在機器人設(shè)計過程中，發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出獨特的設(shè)計方案，實現(xiàn)機器人的基本動作和功能。學生能夠通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，提高機器人的性能和穩(wěn)定性。（四）圖樣表達學生能夠識讀和繪制與機器人設(shè)計相關(guān)的技術(shù)圖樣，如齒輪傳動圖、連桿機構(gòu)圖、電子控制系統(tǒng)圖等。學生能夠通過圖樣表達設(shè)計構(gòu)想，與他人進行技術(shù)交流和溝通。（五）物化能力學生能夠根據(jù)設(shè)計方案，選擇合適的材料和工具，制作機器人模型，實現(xiàn)設(shè)計方案的物化。學生能夠在制作過程中，掌握基本的加工工藝和裝配技術(shù)，提高動手能力和實踐能力。三、教學結(jié)構(gòu)圖┌─────────────┐│讓機器人動起來│└─────────────┘│┌─────────────┬─────────────┐││┌─────────────┐┌─────────────┐│探析機械傳動││探究電子控制│││系統(tǒng)│└─────┬───────┘└─────┬───────┘││┌─────────┴───────┐┌─────────┴───────┐│認識齒輪傳動│探究電子控制││研究齒輪傳動速度變化│系統(tǒng)組成││探究特殊齒輪傳動│認識單片機│└─────────┬───────┘└─────────┬───────┘││┌─────────┴───────┐┌─────────┴───────┐│探究帶傳動與鏈傳動│設(shè)計調(diào)試電子││探究平面連桿傳動│控制系統(tǒng)│└─────────┬───────┘└─────────┬───────┘││┌─┴─┐┌─┴─┐│設(shè)計││制作││制作│機械手│調(diào)試│機械手└───┘└───┘四、具體教學實施步驟（一）情境導(dǎo)入與興趣激發(fā)（1課時）導(dǎo)入新課：通過展示機器人應(yīng)用的視頻或?qū)嵨?，引?dǎo)學生認識機器人的功能和特點，激發(fā)學生學習機器人技術(shù)的興趣。明確學習目標：介紹本單元的學習主題——讓機器人動起來，明確學習目標和技術(shù)要求。討論交流：組織學生討論機器人為什么會動？機器人動起來需要哪些部件和系統(tǒng)的支持？引導(dǎo)學生初步認識機械傳動和電子控制系統(tǒng)在機器人技術(shù)中的重要性。（二）理論講解與案例分析（4課時）探析機械傳動（一）（2課時）任務(wù)一：認識齒輪傳動講解齒輪傳動原理：介紹齒輪傳動的定義、特點和分類，講解齒輪傳動的速比計算公式。案例分析：展示機械手等應(yīng)用齒輪傳動的實例，分析齒輪傳動在機器人技術(shù)中的應(yīng)用。技術(shù)探究活動：組織學生制作兩個齒輪相互嚙合的手臂模型，研究齒輪轉(zhuǎn)動方向和速比的關(guān)系。任務(wù)二：研究齒輪傳動的速度變化講解齒輪傳動的速度變化：介紹齒輪傳動中速比的變化對輸出軸轉(zhuǎn)速的影響。案例分析：以機械手表為例，分析齒輪傳動在精密控制中的應(yīng)用。技術(shù)探究活動：組織學生安裝和調(diào)試簡單的齒輪箱模型，研究齒輪傳動對轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的影響。任務(wù)三：探究特殊齒輪傳動講解特殊齒輪傳動：介紹蝸輪蝸桿傳動等特殊齒輪傳動的特點和應(yīng)用。案例分析：展示活動扳手等應(yīng)用蝸輪蝸桿傳動的實例。技術(shù)探究活動：組織學生安裝蝸輪蝸桿機械爪模型，感受蝸輪蝸桿傳動的自鎖特性。探析機械傳動（二）（1課時）任務(wù)一：探究帶傳動與鏈傳動講解帶傳動與鏈傳動原理：介紹帶傳動和鏈傳動的定義、特點和分類。案例分析：展示鉆床、自行車等應(yīng)用帶傳動和鏈傳動的實例。技術(shù)體驗活動：組織學生利用滑輪和橡皮筋體驗帶傳動的特點。任務(wù)二：探究平面連桿傳動講解平面連桿傳動原理：介紹平面連桿傳動的定義、分類和應(yīng)用。案例分析：展示雨傘、縫紉機等應(yīng)用平面連桿傳動的實例。技術(shù)探究活動：組織學生制作曲柄搖桿裝置模型，研究連桿傳動的運動規(guī)律。探究電子控制系統(tǒng)（1課時）任務(wù)一：探究電子控制系統(tǒng)講解電子控制系統(tǒng)組成：介紹電子控制系統(tǒng)的輸入部分、控制部分和輸出部分。案例分析：以路燈自動控制系統(tǒng)為例，分析電子控制系統(tǒng)的工作原理。技術(shù)體驗活動：組織學生利用Arduino電路板體驗光敏電阻的功能。任務(wù)二：認識控制大腦——單片機講解單片機原理：介紹單片機的定義、組成和工作原理。案例分析：展示洗衣機等應(yīng)用單片機的實例。技術(shù)探究活動：組織學生識別簡易機器人控制電路主板上的主要零部件。（三）實踐操作與技能培養(yǎng)（6課時）設(shè)計與制作機械手（2課時）講解機械手設(shè)計原理：介紹機械手的結(jié)構(gòu)組成和工作原理。設(shè)計活動：組織學生分組設(shè)計機械手的結(jié)構(gòu)方案，繪制設(shè)計草圖。制作活動：指導(dǎo)學生利用塑料散件等材料制作機械手模型，并進行調(diào)試和優(yōu)化。安裝與調(diào)試電子控制系統(tǒng)（4課時）講解電子控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試方法：介紹電子控制系統(tǒng)各部件的連接方式和調(diào)試步驟。安裝活動：組織學生分組安裝電子控制系統(tǒng)各部件，包括傳感器、單片機、繼電器、電動機等。調(diào)試活動：指導(dǎo)學生進行電子控制系統(tǒng)的調(diào)試，包括程序下載、參數(shù)設(shè)置、功能測試等。優(yōu)化活動：鼓勵學生根據(jù)調(diào)試結(jié)果對機械手和電子控制系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進。（四）項目設(shè)計與創(chuàng)新實踐（4課時）項目設(shè)計（2課時）明確項目要求：引導(dǎo)學生結(jié)合所學知識，設(shè)計一個能夠完成基本動作的機器人模型。分組討論：組織學生分組討論設(shè)計方案，包括機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、電子控制系統(tǒng)設(shè)計等。繪制設(shè)計圖樣：指導(dǎo)學生繪制機器人模型的設(shè)計圖樣，包括結(jié)構(gòu)圖、電路圖等。創(chuàng)新實踐（2課時）制作機器人模型：組織學生分組制作機器人模型，包括機械加工、電子焊接、裝配調(diào)試等環(huán)節(jié)。功能測試：指導(dǎo)學生進行機器人模型的功能測試，包括動作測試、穩(wěn)定性測試等。優(yōu)化改進：鼓勵學生根據(jù)測試結(jié)果對機器人模型進行優(yōu)化和改進，提高機器人的性能和穩(wěn)定性。（五）評價反饋與總結(jié)提升（1課時）學業(yè)評價評價原則：遵循全面性、公正性和有效性的原則，對學生的學習成果進行評價。評價方式：采用自評、互評和教師評價相結(jié)合的方式，對學生的設(shè)計圖樣、機器人模型、功能測試報告等進行評價。反饋指導(dǎo)：根據(jù)評價結(jié)果，對學生的學習成果進行反饋和指導(dǎo)，幫助學生認識自己的優(yōu)點和不足?？偨Y(jié)提升知識總結(jié)：對本單元的學習內(nèi)容進行總結(jié)，幫助學生鞏固所學知識。能力提升：引導(dǎo)學生反思學習過程，提升技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力等通用技術(shù)核心素養(yǎng)。未來展望：鼓勵學生繼續(xù)關(guān)注機器人技術(shù)的發(fā)展，積極參與科技創(chuàng)新活動，為未來的學習和生活打下堅實的基礎(chǔ)。十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)在《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的指導(dǎo)下，針對2020版蘇教版高中通用技術(shù)選擇性必修2《機器人設(shè)計與制作》中《第二章讓機器人動起來》的教學內(nèi)容，我們精心設(shè)計了一個大情境與大任務(wù)，旨在通過一系列實踐活動，激發(fā)學生的技術(shù)意識，培養(yǎng)其工程思維和創(chuàng)新設(shè)計能力，同時提升其圖樣表達和物化能力。以下是對大情境、大任務(wù)的詳細闡述。一、大情境設(shè)計：未來智能生活探索情境背景：隨著科技的飛速發(fā)展，智能生活已經(jīng)成為人們追求的重要目標。智能家居、智能出行、智能醫(yī)療等各個領(lǐng)域都涌現(xiàn)出了大量的創(chuàng)新成果，極大地改善了人們的生活質(zhì)量。機器人作為智能技術(shù)的重要組成部分，在智能生活中扮演著舉足輕重的角色。從簡單的掃地機器人到復(fù)雜的醫(yī)療手術(shù)機器人，機器人的應(yīng)用越來越廣泛，為人們的生活帶來了前所未有的便利。情境目標：在這個大情境下，學生將扮演未來智能生活的探索者和設(shè)計者，通過設(shè)計和制作一個能夠完成特定任務(wù)的機器人，深入探究機械傳動和電子控制系統(tǒng)的原理與應(yīng)用，提升自己的通用技術(shù)核心素養(yǎng)。情境活動：未來智能生活暢想：學生分組討論，想象并描述自己心中的未來智能生活場景，包括機器人的應(yīng)用及其帶來的便利。機器人功能定位：根據(jù)討論結(jié)果，每組確定一個具體的機器人功能定位，如家庭清潔、老年人護理、智能導(dǎo)覽等。機器人設(shè)計規(guī)劃：制定詳細的設(shè)計規(guī)劃，包括機器人的外觀、結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等。二、大任務(wù)設(shè)計：智能機器人設(shè)計與制作任務(wù)一：機械傳動系統(tǒng)設(shè)計與制作子任務(wù)1：認識齒輪傳動活動目標：理解齒輪傳動的基本原理，掌握齒輪傳動的特點和應(yīng)用?；顒觾?nèi)容：通過查閱資料、觀看視頻等方式，學習齒輪傳動的相關(guān)知識；動手拆卸和組裝齒輪傳動裝置，觀察其運動規(guī)律。評價要點：學生能夠準確描述齒輪傳動的原理和特點，能夠正確組裝齒輪傳動裝置。子任務(wù)2：研究齒輪傳動的速度變化活動目標：掌握齒輪傳動比的計算方法，理解齒輪傳動對速度的影響?；顒觾?nèi)容：設(shè)計并進行實驗，測量不同齒輪傳動比下的速度變化；分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)齒輪傳動對速度的影響規(guī)律。評價要點：學生能夠正確計算齒輪傳動比，能夠準確分析齒輪傳動對速度的影響。子任務(wù)3：探究特殊齒輪傳動活動目標：了解特殊齒輪傳動（如行星齒輪傳動、蝸桿傳動等）的原理和應(yīng)用?；顒觾?nèi)容：查閱資料，學習特殊齒輪傳動的相關(guān)知識；設(shè)計并制作一個簡單的特殊齒輪傳動裝置，觀察其運動規(guī)律。評價要點：學生能夠準確描述特殊齒輪傳動的原理和特點，能夠正確制作特殊齒輪傳動裝置。子任務(wù)4：設(shè)計與制作機械手活動目標：綜合運用機械傳動知識，設(shè)計并制作一個能夠完成特定動作的機械手?；顒觾?nèi)容：根據(jù)機器人功能定位，設(shè)計機械手的外觀和結(jié)構(gòu)；選擇合適的機械傳動方式，制作機械手；調(diào)試機械手，確保其能夠完成預(yù)定動作。評價要點：機械手的設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠準確完成預(yù)定動作；學生能夠準確描述機械手的傳動方式和工作原理。任務(wù)二：電子控制系統(tǒng)設(shè)計與制作子任務(wù)1：探究電子控制系統(tǒng)活動目標：了解電子控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理?；顒觾?nèi)容：查閱資料，學習電子控制系統(tǒng)的相關(guān)知識；設(shè)計并制作一個簡單的電子控制系統(tǒng)模型，觀察其工作過程。評價要點：學生能夠準確描述電子控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理，能夠正確制作電子控制系統(tǒng)模型。子任務(wù)2：認識控制大腦——單片機活動目標：了解單片機的原理和應(yīng)用，掌握單片機編程的基本方法?；顒觾?nèi)容：查閱資料，學習單片機的相關(guān)知識；通過仿真軟件或?qū)嶒灠?，進行單片機編程練習；設(shè)計并制作一個簡單的單片機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)特定功能。評價要點：學生能夠準確描述單片機的原理和應(yīng)用，能夠正確編寫單片機程序，實現(xiàn)預(yù)定功能。子任務(wù)3：設(shè)計調(diào)試電子控制系統(tǒng)，讓機械手動起來活動目標：綜合運用電子控制系統(tǒng)和機械傳動知識，設(shè)計并調(diào)試一個完整的機器人電子控制系統(tǒng)，讓機器人能夠按照預(yù)定程序運動。活動內(nèi)容：根據(jù)機器人功能定位和設(shè)計規(guī)劃，設(shè)計機器人的電子控制系統(tǒng)；選擇合適的傳感器和執(zhí)行器，制作機器人的電子控制部分；將電子控制系統(tǒng)與機械傳動系統(tǒng)相結(jié)合，進行整體調(diào)試；編寫機器人運動程序，實現(xiàn)機器人的自主運動。評價要點：機器人的電子控制系統(tǒng)設(shè)計合理，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定功能；學生能夠準確描述機器人的工作原理和運動過程；機器人能夠穩(wěn)定、準確地完成預(yù)定任務(wù)。三、大任務(wù)實施步驟任務(wù)分解與規(guī)劃：將大任務(wù)分解為若干個子任務(wù)，制定詳細的實施計劃，明確每個子任務(wù)的目標、活動內(nèi)容和評價要點。知識準備與技能學習：通過查閱資料、觀看視頻、課堂講解等方式，學習相關(guān)知識和技能，為后續(xù)任務(wù)實施打下基礎(chǔ)。設(shè)計與制作：根據(jù)任務(wù)要求，進行機器人的設(shè)計和制作。在設(shè)計過程中，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設(shè)計能力和圖樣表達能力；在制作過程中，注重培養(yǎng)學生的物化能力和實踐操作能力。調(diào)試與優(yōu)化：對機器人進行整體調(diào)試，觀察其運動過程，分析存在的問題，并進行優(yōu)化和改進。在調(diào)試過程中，注重培養(yǎng)學生的工程思維能力和問題解決能力。展示與評價：組織學生進行機器人展示和評價活動。通過展示，讓學生展示自己的設(shè)計成果和制作過程；通過評價，讓學生了解自己在設(shè)計、制作、調(diào)試等方面的優(yōu)勢和不足，為后續(xù)學習提供參考。四、大任務(wù)評價在大任務(wù)實施過程中，我們采用多元化的評價方式，包括過程性評價、表現(xiàn)性評價和結(jié)果性評價等。具體評價內(nèi)容如下：過程性評價：關(guān)注學生在任務(wù)實施過程中的表現(xiàn)，如學習態(tài)度、合作能力、創(chuàng)新思維等。通過課堂觀察、小組討論、同學互評等方式，對學生的學習過程進行評價。表現(xiàn)性評價：關(guān)注學生在任務(wù)實施過程中的具體表現(xiàn)，如設(shè)計方案的合理性、制作過程的規(guī)范性、調(diào)試過程的準確性等。通過作品展示、現(xiàn)場操作、口頭匯報等方式，對學生的表現(xiàn)進行評價。結(jié)果性評價：關(guān)注學生任務(wù)實施的結(jié)果，如機器人的功能實現(xiàn)情況、運動穩(wěn)定性、外觀美觀性等。通過專家評審、同學互評、自我評價等方式，對學生的學習成果進行評價。五、大任務(wù)反思與改進在大任務(wù)實施結(jié)束后，我們組織學生進行反思與改進活動。具體內(nèi)容包括：個人反思：讓學生回顧整個任務(wù)實施過程，總結(jié)自己的收獲和不足，提出改進意見。小組反思：讓學生以小組為單位，討論在任務(wù)實施過程中遇到的問題和困難，分享經(jīng)驗和教訓，提出改進措施。教師反思：讓教師反思整個任務(wù)設(shè)計和實施過程，分析存在的問題和不足，提出改進建議。通過反思與改進活動，我們不斷優(yōu)化任務(wù)設(shè)計和實施過程，提高教學效果和學生的學習質(zhì)量。六、結(jié)語通過本次大情境、大任務(wù)的設(shè)計與實施，學生不僅能夠深入理解和掌握機械傳動和電子控制系統(tǒng)的相關(guān)知識，還能夠培養(yǎng)自己的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計能力、圖樣表達能力和物化能力。通過團隊合作和實踐活動，學生還能夠提升自己的合作能力、溝通能力和解決問題的能力。這些核心素養(yǎng)的提升將為學生未來的學習和生活打下堅實的基礎(chǔ)。在未來的教學中，我們將繼續(xù)探索和實踐大單元整體教學設(shè)計的理念和方法，不斷優(yōu)化教學內(nèi)容和方式，為學生的全面發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的教育資源和服務(wù)。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：機器人設(shè)計與制作——讓機器人動起來課時安排：課時1：探析機械傳動（一）任務(wù)一認識齒輪傳動課時2：探析機械傳動（一）任務(wù)二研究齒輪傳動的速度變化課時3：探析機械傳動（一）任務(wù)三探究特殊齒輪傳動課時4：探析機械傳動（二）任務(wù)一探究帶傳動與鏈傳動課時5：探析機械傳動（二）任務(wù)二探究平面連桿傳動課時6：探析機械傳動（二）任務(wù)三設(shè)計與制作機械手課時7：探究電子控制系統(tǒng)任務(wù)一探究電子控制系統(tǒng)課時8：探究電子控制系統(tǒng)任務(wù)二認識控制大腦——單片機課時9：探究電子控制系統(tǒng)任務(wù)三設(shè)計調(diào)試電子控制系統(tǒng)，讓機械手動起來（二）學習目標核心素養(yǎng)目標：技術(shù)意識：學生能夠理解機械傳動和電子控制系統(tǒng)在機器人設(shè)計中的重要性。學生對機器人技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀有一定的認知。工程思維：學生能夠運用工程思維分析機械傳動和電子控制系統(tǒng)的設(shè)計問題。學生能夠利用所學知識解決機器人設(shè)計中的實際問題。創(chuàng)新設(shè)計：學生能夠提出創(chuàng)新性的機械傳動和電子控制系統(tǒng)設(shè)計方案。學生能夠根據(jù)設(shè)計要求，選擇合適的傳動方式和控制系統(tǒng)。圖樣表達：學生能夠繪制簡單的機械傳動和電子控制系統(tǒng)的圖樣。學生能夠通過圖樣準確表達設(shè)計思路。物化能力：學生能夠根據(jù)設(shè)計圖樣，動手制作簡單的機械傳動裝置和電子控制系統(tǒng)。學生能夠測試和調(diào)試自己制作的裝置和系統(tǒng)，確保其正常運行。（三）評價任務(wù)任務(wù)1：在認識齒輪傳動的任務(wù)中，學生能否準確描述齒輪傳動的原理和特點，并計算簡單的齒輪傳動比。任務(wù)2：在研究齒輪傳動的速度變化任務(wù)中，學生能否通過計算和分析，理解齒輪傳動中角速度與線速度的關(guān)系，以及惰輪的作用。任務(wù)3：在探究特殊齒輪傳動任務(wù)中，學生能否識別并解釋蝸輪蝸桿傳動等特殊齒輪傳動的特點和應(yīng)用。任務(wù)4：在探究帶傳動與鏈傳動任務(wù)中，學生能否比較帶傳動和鏈傳動的優(yōu)缺點，并選擇合適的傳動方式。任務(wù)5：在探究平面連桿傳動任務(wù)中，學生能否理解平面連桿傳動的原理和特點，并設(shè)計簡單的連桿機構(gòu)。任務(wù)6：在設(shè)計與制作機械手任務(wù)中，學生能否根據(jù)設(shè)計要求，選擇合適的傳動方式和材料，制作出功能完善的機械手。任務(wù)7：在探究電子控制系統(tǒng)任務(wù)中，學生能否理解電子控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理。任務(wù)8：在認識單片機任務(wù)中，學生能否描述單片機的作用和工作原理，并理解其在電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。任務(wù)9：在設(shè)計調(diào)試電子控制系統(tǒng)任務(wù)中，學生能否根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計并調(diào)試電子控制系統(tǒng)，確保機械手能夠自動運行。（四）學習過程課時1：探析機械傳動（一）任務(wù)一認識齒輪傳動引入：通過記里鼓車的例子，引導(dǎo)學生思考機械傳動在機器人設(shè)計中的作用。新知學習：講解齒輪傳動的原理和特點。展示齒輪傳動的簡易畫法，并引導(dǎo)學生觀察和分析。實踐活動：學生分組進行齒輪傳動手臂的制作和調(diào)試，觀察齒輪的轉(zhuǎn)動方向和齒數(shù)關(guān)系?？偨Y(jié)反饋：學生分享實踐結(jié)果，教師總結(jié)齒輪傳動的關(guān)鍵點。課時2：探析機械傳動（一）任務(wù)二研究齒輪傳動的速度變化引入：通過機械表齒輪的例子，引出齒輪傳動中速度變化的問題。新知學習：講解齒輪傳動中角速度與線速度的關(guān)系。分析惰輪在齒輪傳動中的作用。實踐活動：學生分組計算不同齒輪組中的傳動比，并分析惰輪的作用。總結(jié)反饋：學生分享計算結(jié)果，教師總結(jié)齒輪傳動速度變化的規(guī)律。課時3：探析機械傳動（一）任務(wù)三探究特殊齒輪傳動引入：通過活動扳手的例子，引出特殊齒輪傳動的問題。新知學習：講解蝸輪蝸桿傳動的特點和應(yīng)用。介紹其他特殊齒輪傳動形式。實踐活動：學生分組探究蝸輪蝸桿傳動的特點，并嘗試設(shè)計簡單的蝸輪蝸桿機構(gòu)?？偨Y(jié)反饋：學生分享設(shè)計思路，教師總結(jié)特殊齒輪傳動的應(yīng)用。課時4：探析機械傳動（二）任務(wù)一探究帶傳動與鏈傳動引入：通過立式鉆床的例子，引出帶傳動與鏈傳動的問題。新知學習：講解帶傳動與鏈傳動的原理和特點。比較帶傳動與鏈傳動的優(yōu)缺點。實踐活動：學生分組進行帶傳動與鏈傳動的實驗，觀察傳動效果?？偨Y(jié)反饋：學生分享實驗結(jié)果，教師總結(jié)帶傳動與鏈傳動的選擇原則。課時5：探析機械傳動（二）任務(wù)二探究平面連桿傳動引入：通過雨傘的例子，引出平面連桿傳動的問題。新知學習：講解平面連桿傳動的原理和特點。介紹不同類型的平面連桿機構(gòu)。實踐活動：學生分組設(shè)計并制作簡單的平面連桿機構(gòu)。總結(jié)反饋：學生展示設(shè)計作品，教師總結(jié)平面連桿傳動的應(yīng)用。課時6：探析機械傳動（二）任務(wù)三設(shè)計與制作機械手引入：通過機器人服務(wù)的需求，引出機械手設(shè)計的問題。新知學習：講解機械手的設(shè)計方法和步驟。介紹機械手的基本結(jié)構(gòu)和功能。實踐活動：學生分組設(shè)計并制作簡單的機械手。總結(jié)反饋：學生展示機械手作品，教師總結(jié)機械手設(shè)計的關(guān)鍵點。課時7：探究電子控制系統(tǒng)任務(wù)一探究電子控制系統(tǒng)引入：通過機器人自動控制的需求，引出電子控制系統(tǒng)的問題。新知學習：講解電子控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理。介紹電子控制系統(tǒng)在機器人中的應(yīng)用。實踐活動：學生分組進行電子控制系統(tǒng)的實驗，觀察控制效果?？偨Y(jié)反饋：學生分享實驗結(jié)果，教師總結(jié)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計原則。課時8：探究電子控制系統(tǒng)任務(wù)二認識控制大腦——單片機引入：通過洗衣機等家用電器的例子，引出單片機的問題。新知學習：講解單片機的原理和特點。介紹單片機在電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。實踐活動：學生分組觀察和分析單片機實物，理解其工作原理。總結(jié)反饋：學生分享觀察結(jié)果，教師總結(jié)單片機的重要性。課時9：探究電子控制系統(tǒng)任務(wù)三設(shè)計調(diào)試電子控制系統(tǒng)，讓機械手動起來引入：通過機械手自動控制的需求，引出電子控制系統(tǒng)設(shè)計的問題。新知學習：講解電子控制系統(tǒng)設(shè)計的方法和步驟。介紹電子控制系統(tǒng)調(diào)試的技巧。實踐活動：學生分組設(shè)計并調(diào)試電子控制系統(tǒng)，使機械手能夠自動運行。總結(jié)反饋：學生展示調(diào)試結(jié)果，教師總結(jié)電子控制系統(tǒng)設(shè)計的成功經(jīng)驗。（五）作業(yè)與檢測作業(yè)：設(shè)計一個簡單的齒輪傳動裝置，并計算其傳動比。比較帶傳動與鏈傳動的優(yōu)缺點，并選擇一個合適的傳動方式進行設(shè)計。設(shè)計一個平面連桿機構(gòu)，并繪制其圖樣。設(shè)計一個簡單的電子控制系統(tǒng)，并編寫控制程序。檢測：通過課堂測試檢查學生對齒輪傳動、帶傳動與鏈傳動、平面連桿傳動和電子控制系統(tǒng)的理解程度。通過實踐操作檢查學生設(shè)計和制作機械傳動裝置和電子控制系統(tǒng)的能力。（六）學后反思學生反思自己在機械傳動和電子控制系統(tǒng)學習過程中的收獲和不足。教師反思教學過程中的成功經(jīng)驗和需要改進的地方，以便更好地指導(dǎo)學生。十三、學科實踐與跨學科學習設(shè)計一、教學目標技術(shù)意識：通過實踐活動和案例分析，學生能夠認識到機械傳動和電子控制系統(tǒng)在機器人技術(shù)中的重要性，形成對機器人技術(shù)的初步認識和感知，并能結(jié)合具體案例理解技術(shù)的規(guī)范、標準與專利意識。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，識別和解決機器人設(shè)計中的技術(shù)問題，明確制約條件和影響因素，提出可能的解決方案，并能在實踐中體驗技術(shù)設(shè)計的全過程。創(chuàng)新設(shè)計：在機器人設(shè)計過程中，學生能夠發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出獨特的設(shè)計方案，并通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究不斷優(yōu)化設(shè)計方案，提高機器人的性能和穩(wěn)定性。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制與機器人設(shè)計相關(guān)的技術(shù)圖樣，如齒輪傳動圖、連桿機構(gòu)圖、電子控制系統(tǒng)圖等，并能通過圖樣表達設(shè)計構(gòu)想，與他人進行技術(shù)交流和溝通。物化能力：學生能夠根據(jù)設(shè)計方案，選擇合適的材料和工具，制作機器人模型，實現(xiàn)設(shè)計方案的物化，并在制作過程中掌握基本的加工工藝和裝配技術(shù)。二、學習目標認識齒輪傳動：通過案例分析和技術(shù)探究活動，認識齒輪傳動的基本原理和特點，能計算簡單的齒輪傳動比。研究齒輪傳動的速度變化：通過技術(shù)試驗和案例分析，理解齒輪傳動中速比的變化對輸出軸轉(zhuǎn)速的影響，并能應(yīng)用于實際問題中。探究特殊齒輪傳動：了解蝸輪蝸桿傳動等特殊齒輪傳動的特點和應(yīng)用，能通過技術(shù)探究活動感受其自鎖特性和大傳動比的優(yōu)勢。探究帶傳動與鏈傳動：熟悉帶傳動和鏈傳動的特點和應(yīng)用場景，能通過技術(shù)體驗活動感受其傳動特性。探究平面連桿傳動：理解平面連桿傳動的基本原理和類型，能通過技術(shù)探究活動制作簡單的連桿裝置，并應(yīng)用于機械臂的設(shè)計中。設(shè)計與制作機械手：綜合運用機械傳動和電子控制系統(tǒng)的知識，設(shè)計并制作一個能夠完成抓取和釋放動作的機械手模型。探究電子控制系統(tǒng)：理解電子控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理，能通過技術(shù)體驗活動感受傳感器和執(zhí)行器在控制系統(tǒng)中的作用。認識控制大腦——單片機：了解單片機的組成和工作原理，能通過案例分析理解其在機器人控制中的應(yīng)用。設(shè)計調(diào)試電子控制系統(tǒng)：根據(jù)設(shè)計要求，選擇合適的電子元件和傳感器，設(shè)計并調(diào)試電子控制系統(tǒng)，使機械手能夠自動完成抓取和釋放動作。三、作業(yè)目標設(shè)定技術(shù)意識：學生能夠通過查閱資料和案例分析，了解齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動和平面連桿傳動在機器人技術(shù)中的應(yīng)用，形成對機械傳動技術(shù)的初步認識和感知。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，識別機械手設(shè)計中的技術(shù)問題，明確制約條件和影響因素，提出可能的解決方案，并繪制設(shè)計草圖。創(chuàng)新設(shè)計：學生能夠在機械手設(shè)計過程中發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出獨特的設(shè)計方案，如改進機械手的抓取機構(gòu)或增加傳感器的應(yīng)用等，并通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究不斷優(yōu)化設(shè)計方案。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制機械手設(shè)計相關(guān)的技術(shù)圖樣，如齒輪傳動圖、連桿機構(gòu)圖、電子控制系統(tǒng)圖等，并能通過圖樣表達設(shè)計構(gòu)想，與同學和老師進行技術(shù)交流和溝通。物化能力：學生能夠根據(jù)設(shè)計方案選擇合適的材料和工具，制作機械手模型，并在制作過程中掌握基本的加工工藝和裝配技術(shù)，如齒輪的加工、連桿的組裝和電子元件的焊接等。四、學科實踐與跨學科學習設(shè)計（一）探析機械傳動（一）任務(wù)一：認識齒輪傳動實踐活動：組織學生進行齒輪傳動的技術(shù)體驗活動。提供齒輪、軸、固定裝置等材料，讓學生動手組裝齒輪傳動裝置，觀察齒輪的嚙合和轉(zhuǎn)動情況?？鐚W科學習：結(jié)合物理學中的力學原理，解釋齒輪傳動的力矩和轉(zhuǎn)速關(guān)系，以及齒輪傳動的效率問題。引導(dǎo)學生思考如何在不同的應(yīng)用場景中選擇合適的齒輪傳動比。任務(wù)二：研究齒輪傳動的速度變化案例分析：以機械手表為例，分析齒輪傳動中速比的變化對輸出軸轉(zhuǎn)速的影響。通過動畫或?qū)嵨镅菔荆故静煌俦认慢X輪傳動的效果?？鐚W科學習：結(jié)合數(shù)學中的比例和比例尺概念，計算不同速比下輸出軸的轉(zhuǎn)速，并繪制轉(zhuǎn)速變化曲線圖。引導(dǎo)學生思考齒輪傳動在汽車變速器等實際應(yīng)用中的工作原理。任務(wù)三：探究特殊齒輪傳動技術(shù)探究活動：組織學生進行蝸輪蝸桿傳動的技術(shù)探究活動。提供蝸輪、蝸桿等材料，讓學生動手組裝蝸輪蝸桿傳動裝置，感受其自鎖特性和大傳動比的優(yōu)勢?？鐚W科學習：結(jié)合材料科學的知識，分析蝸輪蝸桿傳動的材料選擇和加工工藝。引導(dǎo)學生思考如何在保證傳動效率的同時降低制造成本。（二）探析機械傳動（二）任務(wù)一：探究帶傳動與鏈傳動技術(shù)體驗活動：提供滑輪、皮帶、鏈條等材料，讓學生動手組裝帶傳動和鏈傳動裝置，觀察其傳動特性。通過調(diào)整皮帶的松緊程度或鏈條的張緊力，感受傳動效率的變化。跨學科學習：結(jié)合物理學中的摩擦力原理，分析帶傳動和鏈傳動的打滑現(xiàn)象和效率問題。引導(dǎo)學生思考如何在不同的應(yīng)用場景中選擇合適的傳動方式。任務(wù)二：探究平面連桿傳動技術(shù)探究活動：組織學生進行平面連桿傳動的技術(shù)探究活動。提供連桿、曲柄等材料，讓學生動手組裝曲柄搖桿機構(gòu)或曲柄滑塊機構(gòu)，觀察其運動規(guī)律?？鐚W科學習：結(jié)合數(shù)學中的幾何知識和物理學中的運動學原理，分析平面連桿傳動的運動規(guī)律和傳動效率。引導(dǎo)學生思考如何在機器人設(shè)計中合理應(yīng)用平面連桿傳動。任務(wù)三：設(shè)計與制作機械手項目設(shè)計：要求學生綜合運用機械傳動和電子控制系統(tǒng)的知識，設(shè)計并制作一個能夠完成抓取和釋放動作的機械手模型。引導(dǎo)學生從功能需求出發(fā)，選擇合適的傳動方式和控制策略。跨學科學習：結(jié)合信息技術(shù)和編程知識，讓學生編寫簡單的控制程序，實現(xiàn)機械手的自動控制。結(jié)合美術(shù)和手工藝知識，對機械手進行外觀設(shè)計和裝飾。（三）探究電子控制系統(tǒng)任務(wù)一：探究電子控制系統(tǒng)技術(shù)體驗活動：提供Arduino電路板、傳感器、執(zhí)行器等電子元件，讓學生動手搭建電子控制系統(tǒng)，觀察其工作原理。通過編寫簡單的控制程序，實現(xiàn)LED燈的亮滅控制或電動機的正反轉(zhuǎn)控制?？鐚W科學習：結(jié)合信息技術(shù)和編程知識，講解電子控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理。引導(dǎo)學生思考如何在不同的應(yīng)用場景中選擇合適的傳感器和執(zhí)行器。任務(wù)二：認識控制大腦——單片機案例分析：以洗衣機為例，分析單片機在電子控制系統(tǒng)中的作用和工作原理。通過實物演示或動畫展示，讓學生直觀感受單片機的控制效果?？鐚W科學習：結(jié)合計算機科學和嵌入式系統(tǒng)知識，講解單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和編程方法。引導(dǎo)學生思考如何在機器人設(shè)計中應(yīng)用單片機實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。任務(wù)三：設(shè)計調(diào)試電子控制系統(tǒng)項目實踐：要求學生根據(jù)機械手的設(shè)計要求，選擇合適的電子元件和傳感器，設(shè)計并調(diào)試電子控制系統(tǒng)。通過反復(fù)試驗和優(yōu)化，使機械手能夠準確完成抓取和釋放動作?？鐚W科學習：結(jié)合電子技術(shù)和自動控制原理，講解電子控制系統(tǒng)的調(diào)試方法和故障排查技巧。引導(dǎo)學生思考如何在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時提高控制精度和響應(yīng)速度。結(jié)合數(shù)學和統(tǒng)計學知識，對控制效果進行量化分析和評估。十四、大單元作業(yè)設(shè)計一、教學目標技術(shù)意識：通過探究機械傳動和電子控制系統(tǒng)，學生能夠理解機器人在日常生活中的應(yīng)用場景和重要性，培養(yǎng)對技術(shù)產(chǎn)品的敏銳感知和理性分析能力。工程思維：學生能夠通過分析、設(shè)計、制作和調(diào)試機器人傳動系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)，掌握工程思維方法，提升解決實際工程問題的能力。創(chuàng)新設(shè)計：鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)造力，設(shè)計多樣化的機械傳動裝置和電子控制系統(tǒng)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力。圖樣表達：通過繪制機械傳動裝置和電子控制系統(tǒng)的圖紙，學生能夠清晰、準確地表達設(shè)計思路和