2019版 豫科版 高中通-用技術(shù) 選擇性必修2 機器人設計與制作《第一章 機器人結(jié)構(gòu)與傳動機械》大單元整體教學設計2020課標

版豫科版高中通用技術(shù)選擇性必修2機器人設計與制作《第一章機器人結(jié)構(gòu)與傳動機械》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(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《機器人設計與制作》是高中通用技術(shù)選擇性必修2中的一個重要單元，旨在通過機器人的設計與制作過程，培養(yǎng)學生的技術(shù)素養(yǎng)、工程思維、創(chuàng)新設計能力和實踐操作能力。本單元內(nèi)容圍繞機器人的基本結(jié)構(gòu)、傳動機械、設計與制作流程展開，具體分為四個小節(jié)：走進機器人世界、簡易機器人的設計、機器人常用的機械傳動機構(gòu)、巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作。走進機器人世界：本節(jié)主要介紹機器人的發(fā)展歷史、應用領域以及基本組成，幫助學生了解機器人的基本概念和重要性，激發(fā)學生對機器人的興趣和探索欲望。簡易機器人的設計：本節(jié)通過提出具體的設計任務，引導學生分解功能、制定設計方案，并了解設計過程中的基本步驟和方法，培養(yǎng)學生的設計思維和問題解決能力。機器人常用的機械傳動機構(gòu)：本節(jié)詳細介紹了齒輪傳動機構(gòu)和連桿傳動機構(gòu)的類型、特點及應用，通過實踐活動，讓學生親手組裝和調(diào)試傳動機構(gòu)，加深對機械傳動原理的理解。巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作：本節(jié)是單元的重點和難點，涉及移動載體的設計與制作、搬運機械手的設計與制作等內(nèi)容。通過完整的項目實踐，學生將綜合運用所學知識，設計并制作出一個具有巡線搬運功能的機器人，體驗從設計到制作的全過程。（二）單元內(nèi)容分析本單元內(nèi)容涵蓋了機器人的基礎理論、設計方法和實踐操作，具有綜合性、實踐性和創(chuàng)新性的特點。綜合性：本單元不僅涉及機器人的機械結(jié)構(gòu)、傳動機械等基礎知識，還涵蓋了設計思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達、物化能力等多個方面，要求學生綜合運用所學知識解決實際問題。實踐性：本單元注重實踐操作，通過多個實踐活動，如傳動機構(gòu)的組裝與調(diào)試、機器人的設計與制作等，讓學生親身體驗機器人的設計與制作過程，增強實踐操作能力。創(chuàng)新性：本單元鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)新精神，提出自己的設計方案，并在制作過程中進行改進和優(yōu)化，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。（三）單元內(nèi)容整合為了更好地實現(xiàn)教學目標，本單元將內(nèi)容進行整合，形成以下教學主線：理論學習：通過“走進機器人世界”和“機器人常用的機械傳動機構(gòu)”兩節(jié)內(nèi)容，讓學生了解機器人的基本概念、發(fā)展歷史、應用領域以及機械傳動機構(gòu)的基礎知識。設計實踐：通過“簡易機器人的設計”和“巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作”兩節(jié)內(nèi)容，引導學生提出設計任務、制定設計方案，并進行實踐操作，完成機器人的設計與制作。評價反思：在整個教學過程中，注重對學生的設計作品進行評價和反思，幫助學生總結(jié)經(jīng)驗教訓，提高設計能力和實踐操作能力。通過以上教學主線的整合，本單元將形成一個完整的教學體系，有助于學生系統(tǒng)地掌握機器人設計與制作的知識和技能。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)目標包括技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)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(yǎng)目標在本單元教學中的具體分解。（一）技術(shù)意識理解技術(shù)現(xiàn)象：通過了解機器人的發(fā)展歷史和應用領域，學生能夠認識到技術(shù)對社會發(fā)展的推動作用，形成對技術(shù)現(xiàn)象的基本觀念。分析技術(shù)問題：在機器人設計與制作過程中，學生能夠運用技術(shù)知識分析實際問題，提出解決方案，培養(yǎng)技術(shù)問題的敏感性和解決能力。評估技術(shù)影響：學生能夠評估機器人技術(shù)對個人、社會和環(huán)境的影響，形成正確的技術(shù)觀和價值觀。（二）工程思維系統(tǒng)分析：在機器人設計與制作過程中，學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對機器人的整體結(jié)構(gòu)、傳動機構(gòu)、控制系統(tǒng)等進行綜合分析，明確各部分的功能和相互關(guān)系。優(yōu)化設計：通過制定設計方案、進行技術(shù)試驗和調(diào)試，學生能夠不斷優(yōu)化機器人的結(jié)構(gòu)和性能，提高設計質(zhì)量和效率。風險評估：在設計過程中，學生能夠識別潛在的風險和問題，并采取相應的措施進行預防和解決，確保機器人的安全性和可靠性。（三）創(chuàng)新設計提出創(chuàng)新方案：在機器人設計與制作過程中，鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出具有創(chuàng)意的設計方案，如改進機器人的傳動機構(gòu)、增加新的功能等。實踐創(chuàng)新想法：通過實踐操作，學生能夠?qū)⒆约旱膭?chuàng)新想法轉(zhuǎn)化為實際成果，體驗創(chuàng)新的樂趣和成就感。評價創(chuàng)新效果：對學生的創(chuàng)新設計進行評價和反思，幫助學生總結(jié)經(jīng)驗教訓，提高創(chuàng)新能力和設計水平。（四）圖樣表達繪制設計圖樣：在機器人設計與制作過程中，學生能夠運用圖樣表達的方法，繪制機器人的結(jié)構(gòu)圖、傳動機構(gòu)圖、控制系統(tǒng)圖等，清晰表達設計意圖。識讀技術(shù)圖樣：學生能夠識讀和理解他人繪制的技術(shù)圖樣，如機械加工圖、電子線路圖等，為機器人的制作和調(diào)試提供依據(jù)。運用技術(shù)語言：學生能夠運用技術(shù)語言進行交流和表達，如使用專業(yè)術(shù)語描述機器人的結(jié)構(gòu)和功能，提高技術(shù)溝通能力。（五）物化能力選擇材料和工具：在機器人制作過程中，學生能夠根據(jù)設計要求選擇合適的材料和工具，確保制作質(zhì)量和效率。制作和調(diào)試：通過實踐操作，學生能夠完成機器人的制作和調(diào)試工作，將設計意圖轉(zhuǎn)化為實際成果。測試和評估：對制作完成的機器人進行測試和評估，檢查其性能和功能是否符合設計要求，提高物化能力和實踐操作能力。通過以上核心素養(yǎng)目標的分解和具體落實，本單元教學將有助于學生全面提高技術(shù)素養(yǎng)和綜合能力，為未來的學習和職業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎。三、學情分析（一）已知內(nèi)容分析在高中階段，學生對技術(shù)學科已有一定的認識和基礎。特別是在必修模塊“技術(shù)與設計1”和“技術(shù)與設計2”的學習中，學生已經(jīng)掌握了基本的技術(shù)設計原則和方法，包括明確問題、設計分析、方案構(gòu)思、原型制作和評價優(yōu)化等流程。學生也具備了一定的工程思維、創(chuàng)新設計能力和圖樣表達能力。在物理、數(shù)學等基礎課程的學習中，學生也積累了一定的科學知識和數(shù)學計算能力，這些都將為學習機器人設計與制作提供有力支持。具體來說，學生在以下幾個方面已有一定基礎：技術(shù)設計流程：學生已經(jīng)熟悉技術(shù)設計的一般過程，包括發(fā)現(xiàn)與明確問題、制訂設計方案、制作模型或原型、優(yōu)化設計方案等步驟。工程思維：在“技術(shù)與設計2”模塊中，學生通過學習結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等內(nèi)容，初步形成了系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的工程思維。圖樣表達：學生能夠識讀簡單的機械加工圖、電子線路圖等常見技術(shù)圖樣，并能用手工和計算機軟件繪制草圖、三視圖等?；A學科知識：學生在物理課程中學習了力學、運動學等基礎知識，在數(shù)學課程中掌握了代數(shù)、幾何、三角函數(shù)等計算方法，這些都將為機器人設計與制作提供必要的理論支持。（二）新知內(nèi)容分析本單元的教學內(nèi)容圍繞機器人設計與制作展開，涉及機器人的發(fā)展歷史、應用、基本組成，以及簡易機器人的設計、機器人常用的機械傳動機構(gòu)、巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作等多個方面。這些內(nèi)容不僅要求學生掌握機器人設計與制作的基本知識和技能，還要求學生能夠?qū)⑺鶎W知識綜合運用，解決實際問題。具體來說，本單元的新知內(nèi)容主要包括以下幾個方面：機器人的發(fā)展歷史與應用：學生需要了解機器人的起源、發(fā)展歷程以及在不同領域的應用，這有助于他們理解機器人的重要性和發(fā)展趨勢。機器人的基本組成：學生需要掌握機器人的基本結(jié)構(gòu)，包括機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動裝置、傳感器、控制器和動力源等部分，以及它們之間的相互作用關(guān)系。簡易機器人的設計：學生需要學習如何根據(jù)設計任務提出解決方案，制訂設計方案，并進行方案論證和優(yōu)化。機器人常用的機械傳動機構(gòu)：學生需要了解齒輪傳動機構(gòu)和連桿傳動機構(gòu)等常見機械傳動方式的工作原理和應用場景。巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作：學生需要學習移動載體的設計與制作、搬運機械手的設計與制作等關(guān)鍵內(nèi)容，并能夠?qū)⑺鶎W知識綜合運用，設計并制作出能夠自主巡線搬運貨物的機器人。（三）學生學習能力分析高中學生已經(jīng)具備了一定的自主學習能力和合作探究能力。他們能夠主動搜集信息、分析問題，并在小組內(nèi)進行有效溝通和協(xié)作。他們對新技術(shù)、新領域充滿好奇，愿意嘗試和探索未知的事物。在機器人設計與制作的學習中，學生的主要學習能力表現(xiàn)為：自主學習能力：學生能夠根據(jù)任務要求，主動搜集相關(guān)資料，學習機器人設計與制作的基本知識和技能。合作探究能力：學生能夠在小組內(nèi)進行有效溝通和協(xié)作，共同完成任務。他們能夠通過討論和交流，不斷完善設計方案，優(yōu)化制作流程。創(chuàng)新設計能力：學生能夠在掌握基本知識和技能的基礎上，發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，提出新穎的設計方案，解決實際問題。動手實踐能力：學生能夠?qū)⑺鶎W知識轉(zhuǎn)化為實際行動，通過制作機器人模型，檢驗設計方案的可行性和有效性。（四）學習障礙突破策略在機器人設計與制作的學習過程中，學生可能會遇到一些學習障礙。為了幫助學生克服這些障礙，提高學習效果，我們可以采取以下策略：加強基礎知識的教學：針對學生在力學、運動學等基礎知識方面的薄弱環(huán)節(jié)，加強相關(guān)內(nèi)容的講解和練習，幫助學生鞏固基礎知識，為后續(xù)學習打下堅實的基礎。提供豐富的教學資源：通過提供教學視頻、實驗指導、案例分析等教學資源，幫助學生更好地理解機器人設計與制作的基本知識和技能。鼓勵學生利用網(wǎng)絡資源進行自主學習和探究。開展小組合作學習：通過小組合作學習的方式，促進學生之間的交流和協(xié)作。在小組內(nèi)，學生可以共同討論問題、分享經(jīng)驗、互相幫助，從而提高學習效果。小組合作學習還可以培養(yǎng)學生的團隊精神和合作意識。加強實踐操作指導：在實踐操作過程中，教師應加強指導，幫助學生解決遇到的問題和困難。對于常見的錯誤和易錯點，教師應及時進行糾正和講解，幫助學生建立正確的操作習慣和方法。鼓勵創(chuàng)新思維和個性化設計：在機器人設計與制作的過程中，鼓勵學生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，提出新穎的設計方案。尊重學生的個性差異，鼓勵他們根據(jù)自己的興趣和特長進行設計和制作。定期進行評價和反饋：通過定期的評價和反饋機制，及時了解學生的學習情況和存在的問題。針對學生的學習進展和表現(xiàn)，給予積極的肯定和鼓勵；針對存在的問題和不足，提出具體的改進建議和指導措施。組織課外科技活動：通過組織課外科技活動、科技競賽等方式，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。這些活動還可以為學生提供更多的實踐機會和展示平臺，幫助他們提高自己的技能和水平。通過加強基礎知識的教學、提供豐富的教學資源、開展小組合作學習、加強實踐操作指導、鼓勵創(chuàng)新思維和個性化設計、定期進行評價和反饋以及組織課外科技活動等措施，我們可以有效地幫助學生克服學習障礙，提高機器人設計與制作的學習效果。四、大主題或大概念設計本大單元主題為“機器人設計與制作：探索智能機械的奧秘”，旨在通過一系列學習活動，幫助學生理解機器人的發(fā)展歷史、應用、基本組成以及設計制作的基本流程。本單元以“機器人”為大概念，圍繞其結(jié)構(gòu)、傳動、設計、制作等核心要素展開，強調(diào)實踐與理論的結(jié)合，促進學生技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等綜合素養(yǎng)的提升。五、大單元目標敘寫（一）技術(shù)意識學生能夠認識到機器人技術(shù)在現(xiàn)代社會中的重要地位及其對人類生活的影響，理解機器人技術(shù)的發(fā)展趨勢和未來潛力。學生能夠形成對機器人技術(shù)的積極態(tài)度和使用機器人的責任意識，關(guān)注機器人技術(shù)的倫理問題和社會影響。（二）工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，理解機器人的整體結(jié)構(gòu)和工作原理，分析機器人設計中的各種因素，并進行權(quán)衡和優(yōu)化。學生能夠識別機器人設計與制作過程中的關(guān)鍵問題，運用工程思維提出解決方案，并進行測試和驗證。（三）創(chuàng)新設計學生能夠在理解機器人基本組成和工作原理的基礎上，提出創(chuàng)新性的設計想法，解決機器人設計與制作中的實際問題。學生能夠運用創(chuàng)新設計方法，如頭腦風暴、逆向工程等，進行機器人的功能擴展和優(yōu)化設計。（四）圖樣表達學生能夠識讀和繪制機器人相關(guān)的技術(shù)圖樣，如結(jié)構(gòu)圖、流程圖、控制系統(tǒng)方框圖等，準確表達設計方案。學生能夠運用二維、三維設計軟件，將設計方案轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型，并進行模擬和測試。（五）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，進行機器人的制作和組裝，掌握基本的加工和裝配技能。學生能夠?qū)χ谱魍瓿傻臋C器人進行測試和調(diào)試，解決制作過程中的實際問題，提高機器人的性能和穩(wěn)定性。六、大單元教學重點機器人的基本組成和工作原理：學生需要深入理解機器人的機械結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等關(guān)鍵組成部分，掌握它們的工作原理和相互作用。機器人的設計與制作流程：學生需要掌握機器人設計與制作的基本流程，包括需求分析、方案設計、圖樣表達、材料選擇、加工制作、組裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，并能夠在實踐中靈活運用。創(chuàng)新設計與問題解決：學生需要培養(yǎng)創(chuàng)新思維和問題解決能力，能夠在機器人設計與制作過程中提出創(chuàng)新性的想法，解決實際問題，優(yōu)化設計方案。圖樣表達與數(shù)字化設計：學生需要掌握技術(shù)圖樣的識讀和繪制方法，以及二維、三維設計軟件的使用技巧，能夠準確表達設計方案，并進行數(shù)字化設計和模擬測試。七、大單元教學難點復雜機械結(jié)構(gòu)的理解與分析：機器人內(nèi)部包含復雜的機械結(jié)構(gòu)和傳動系統(tǒng)，學生需要具備一定的空間想象力和分析能力，才能準確理解其工作原理和相互作用。設計方案的優(yōu)化與權(quán)衡：在機器人設計過程中，學生需要考慮多種因素，如性能、成本、可行性等，并進行權(quán)衡和優(yōu)化。這需要學生具備較強的綜合分析和決策能力。材料選擇與加工制作：在機器人制作過程中，學生需要根據(jù)設計方案選擇合適的材料，并掌握基本的加工和裝配技能。不同材料的性能和加工方法各不相同，學生需要花費大量時間和精力進行學習和實踐。控制系統(tǒng)的設計與調(diào)試：機器人的控制系統(tǒng)是其核心部分，涉及到電路設計、編程調(diào)試等多個方面。學生需要具備一定的電子技術(shù)和編程基礎，才能完成控制系統(tǒng)的設計和調(diào)試工作。為了突破這些教學難點，教師可以采取以下措施：利用多媒體教學資源：通過視頻、動畫等多媒體教學資源，幫助學生直觀理解機器人的復雜機械結(jié)構(gòu)和工作原理。組織小組討論和合作學習：通過小組討論和合作學習的方式，促進學生之間的交流與合作，共同解決設計過程中的實際問題。提供豐富的實踐機會：安排足夠的實踐環(huán)節(jié)，讓學生親自動手進行機器人的制作和調(diào)試，提高其實踐能力和問題解決能力。加強技術(shù)指導與反饋：在設計和制作過程中，教師應及時給予學生技術(shù)指導和反饋，幫助學生解決遇到的問題，提高其設計和制作水平。以下是大單元教學設計的具體實施步驟：（一）導入新課（1課時）情境創(chuàng)設：展示機器人在各個領域的應用案例，如工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療服務、家庭服務等，激發(fā)學生興趣。目標闡述：明確本單元的學習目標，包括技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等方面的要求。（二）機器人的發(fā)展歷史與應用（2課時）機器人發(fā)展歷史：介紹機器人的起源、發(fā)展歷程以及重要里程碑事件，幫助學生了解機器人技術(shù)的演變過程。機器人應用：分析機器人在各個領域的應用案例，探討機器人技術(shù)對社會發(fā)展的貢獻和影響。（三）機器人的基本組成（2課時）機械結(jié)構(gòu)：介紹機器人的機械結(jié)構(gòu)組成，包括機體、傳動機構(gòu)和執(zhí)行裝置等部分。傳動系統(tǒng)：講解機器人的傳動機構(gòu)類型和工作原理，如齒輪傳動、連桿傳動等。控制系統(tǒng)：闡述機器人的控制系統(tǒng)組成和工作原理，包括傳感器、控制器和執(zhí)行器等部分。（四）簡易機器人的設計（4課時）設計任務提出：明確簡易機器人的設計任務，如巡線搬運機器人等?？傮w設計方案制訂：引導學生分析設計任務的需求，提出總體設計方案，包括機械結(jié)構(gòu)設計、傳動系統(tǒng)設計和控制系統(tǒng)設計等部分。圖樣表達：指導學生繪制機器人相關(guān)的技術(shù)圖樣，如結(jié)構(gòu)圖、流程圖等，準確表達設計方案。（五）機器人常用的機械傳動機構(gòu)（2課時）齒輪傳動機構(gòu)：詳細講解齒輪傳動的類型、特點和應用，通過案例分析幫助學生理解其工作原理。連桿傳動機構(gòu)：介紹連桿傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和應用，通過實踐操作讓學生體驗連桿傳動的運動特性。（六）巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作（6課時）移動載體的設計與制作：分析移動載體的結(jié)構(gòu)形式和設計要求，指導學生進行移動載體的設計與制作。搬運機械手的設計與制作：講解搬運機械手的設計要點和制作流程，引導學生進行實踐操作。組裝與調(diào)試：將移動載體和搬運機械手進行組裝，并進行調(diào)試和優(yōu)化，確保機器人能夠按預定要求完成巡線搬運任務。（七）總結(jié)與評估（2課時）成果展示：組織學生進行成果展示，分享設計心得和制作經(jīng)驗。評估反饋：根據(jù)學生的學習成果和表現(xiàn)進行評估反饋，指出存在的問題和不足之處，提出改進建議。總結(jié)提升：對本單元的學習內(nèi)容進行總結(jié)回顧，提煉核心概念和關(guān)鍵技能點，引導學生進行知識遷移和能力提升。通過以上教學設計的實施，學生將能夠全面理解機器人的發(fā)展歷史、應用、基本組成以及設計制作的基本流程，掌握機器人設計與制作的關(guān)鍵技能和方法，提升技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等綜合素養(yǎng)。八、大單元整體教學思路在《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的指導下，針對2019版豫科版高中通用技術(shù)選擇性必修2《機器人設計與制作》的第一章《機器人結(jié)構(gòu)與傳動機械》的教學內(nèi)容，本單元的教學旨在通過一系列豐富多樣的教學活動，引導學生深入理解機器人的基本原理、結(jié)構(gòu)組成及設計方法，培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。以下是本單元的整體教學思路，涵蓋教學目標設定、教學內(nèi)容分析、教學策略與活動設計、學業(yè)評價等多個方面。教學目標設定（一）技術(shù)意識感知與體悟：學生能夠結(jié)合機器人的發(fā)展歷程和應用實例，感知技術(shù)對人類生活和社會發(fā)展的深遠影響，形成對人工世界和人機關(guān)系的基本觀念。規(guī)范與標準：通過了解機器人的基本組成和常見技術(shù)標準，學生能夠認識到技術(shù)規(guī)范在機器人設計與制作中的重要性，形成初步的技術(shù)規(guī)范和標準意識。安全與責任：在機器人設計與制作過程中，學生能夠關(guān)注技術(shù)安全，理解并遵守相關(guān)操作規(guī)程，形成技術(shù)使用的安全意識和責任意識。倫理與道德：探討機器人發(fā)展過程中存在的倫理問題，學生能夠初步形成對技術(shù)倫理和道德問題的思考和判斷能力。（二）工程思維系統(tǒng)分析：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對機器人結(jié)構(gòu)與設計任務進行整體規(guī)劃和分解，識別各組成部分的功能和相互關(guān)系。優(yōu)化與決策：在機器人設計與制作過程中，學生能夠根據(jù)實際需求和技術(shù)條件，對設計方案進行優(yōu)化和決策，選擇最佳的實現(xiàn)路徑。建模與仿真：通過機器人模型的構(gòu)建和仿真，學生能夠初步掌握工程建模和仿真的基本方法，提升解決實際技術(shù)問題的能力。風險評估：在機器人設計與制作過程中，學生能夠識別潛在的技術(shù)風險，并進行初步的風險評估和應對措施的制定。（三）創(chuàng)新設計問題發(fā)現(xiàn)與明確：學生能夠結(jié)合實際需求和技術(shù)發(fā)展趨勢，發(fā)現(xiàn)并提出機器人設計與制作中的創(chuàng)新性問題。方案構(gòu)思與設計：針對創(chuàng)新性問題，學生能夠運用創(chuàng)新思維和方法，提出多個可行的設計方案，并進行比較和權(quán)衡。技術(shù)試驗與探究：通過技術(shù)試驗和探究，學生能夠驗證設計方案的可行性和有效性，不斷優(yōu)化設計方案。綜合評估與優(yōu)化：從技術(shù)、經(jīng)濟、社會、文化等多個角度對設計方案進行綜合評估，選出最佳方案并進行優(yōu)化。（四）圖樣表達技術(shù)圖樣識讀：學生能夠識讀常見的機器人技術(shù)圖樣，如機械結(jié)構(gòu)圖、電路圖、流程圖等，理解圖樣的表達方式和含義。圖樣繪制與設計：學生能夠運用手工繪圖工具和計算機輔助設計軟件，繪制機器人結(jié)構(gòu)圖、電路圖等，表達設計構(gòu)想和方案。圖樣交流與溝通：通過圖樣表達和交流，學生能夠與團隊成員、教師和其他相關(guān)人員有效溝通設計意圖和方案，促進合作與協(xié)同。（五）物化能力材料與工具選擇：學生能夠根據(jù)設計方案和實際需求，選擇合適的材料和工具進行機器人制作。加工與裝配：學生能夠掌握常見的加工方法和裝配技巧，完成機器人的加工和裝配工作。調(diào)試與測試：在機器人制作完成后，學生能夠進行調(diào)試和測試，確保機器人的功能和性能符合設計要求。優(yōu)化與改進：根據(jù)調(diào)試和測試結(jié)果，學生能夠?qū)C器人進行優(yōu)化和改進，提升機器人的性能和可靠性。教學內(nèi)容分析本章《機器人結(jié)構(gòu)與傳動機械》的教學內(nèi)容主要包括四個部分：走進機器人世界、簡易機器人的設計、機器人常用的機械傳動機構(gòu)、巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作。各部分內(nèi)容既相互獨立又緊密相連，共同構(gòu)成了機器人設計與制作的知識體系。走進機器人世界：介紹機器人的發(fā)展歷史、應用領域和基本組成，幫助學生形成對機器人的整體認識。簡易機器人的設計：通過提出設計任務、制訂總體設計方案等步驟，引導學生掌握機器人設計的基本方法和流程。機器人常用的機械傳動機構(gòu)：介紹齒輪傳動機構(gòu)和連桿傳動機構(gòu)的基本原理和應用，為機器人的結(jié)構(gòu)設計與制作提供技術(shù)支持。巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作：結(jié)合具體設計任務，詳細介紹移動載體的設計與制作、搬運機械手的設計與制作等內(nèi)容，提升學生的實踐操作能力。教學策略與活動設計（一）情境創(chuàng)設與問題引導通過展示機器人的實際應用場景和典型案例，創(chuàng)設生動的教學情境，激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。結(jié)合教學內(nèi)容提出具有啟發(fā)性的問題，引導學生主動思考和探索。（二）項目式學習與任務驅(qū)動采用項目式學習的方式，將教學內(nèi)容分解為若干個具體的設計任務，如簡易機器人的設計、巡線搬運機器人的制作等。通過任務驅(qū)動的方式，引導學生按照設計流程逐步完成任務，提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。（三）小組合作與協(xié)同探究組織學生成立學習小組，通過小組合作的方式完成設計任務。在合作過程中，鼓勵學生進行協(xié)同探究和互動交流，共同解決問題和完成任務。通過小組展示和匯報等方式，提升學生的表達能力和團隊協(xié)作能力。（四）技術(shù)試驗與仿真模擬結(jié)合教學內(nèi)容組織學生進行技術(shù)試驗和仿真模擬活動，如機器人結(jié)構(gòu)的靜力學分析、運動學仿真等。通過試驗和仿真活動，幫助學生深入理解機器人的工作原理和設計要求，提升學生的實踐能力和問題解決能力。（五）案例分析與反思總結(jié)選取典型的機器人設計案例進行分析和討論，引導學生總結(jié)案例中的成功經(jīng)驗和不足之處。鼓勵學生對自己的設計作品進行反思和總結(jié)，不斷提升自己的設計水平和創(chuàng)新能力。學業(yè)評價（一）過程性評價在教學過程中關(guān)注學生的參與程度、學習態(tài)度、合作能力等方面的表現(xiàn)，通過課堂觀察、小組討論、作業(yè)完成情況等方式進行過程性評價。及時給予學生反饋和指導，幫助學生及時調(diào)整學習狀態(tài)和提升學習效果。（二）成果性評價對學生的設計作品進行成果性評價，包括作品的功能實現(xiàn)、結(jié)構(gòu)設計、制作工藝、創(chuàng)新性等方面。通過組織作品展示、匯報、競賽等活動，評選出優(yōu)秀作品并給予表彰和獎勵，激發(fā)學生的學習積極性和創(chuàng)新精神。（三）自我評價與同伴評價鼓勵學生進行自我評價和同伴評價，通過撰寫學習心得、反思日記等方式對自己的學習過程和成果進行總結(jié)和評價。通過同伴互評的方式增進學生之間的相互了解和交流，共同提升學習效果和創(chuàng)新能力。教學實施建議注重理論與實踐相結(jié)合：在教學過程中注重理論知識與實踐操作的有機結(jié)合，通過實踐操作加深對理論知識的理解和掌握。強化創(chuàng)新思維的培養(yǎng)：鼓勵學生大膽創(chuàng)新、勇于嘗試新的設計思路和方法，不斷提升自己的創(chuàng)新能力和實踐能力。加強團隊協(xié)作與交流：通過小組合作、團隊競賽等方式加強學生的團隊協(xié)作和交流能力，培養(yǎng)學生的團隊精神和合作意識。關(guān)注技術(shù)發(fā)展趨勢：引導學生關(guān)注機器人技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)和趨勢，拓寬學生的視野和知識面，為學生的未來發(fā)展奠定堅實基礎。本單元的教學將圍繞技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力五個核心素養(yǎng)目標展開，通過豐富多樣的教學活動和策略設計，培養(yǎng)學生的綜合能力和創(chuàng)新精神。注重過程性評價與成果性評價相結(jié)合，關(guān)注學生的全面發(fā)展和學習效果的提升。九、學業(yè)評價一、學業(yè)評價概述學業(yè)評價是檢驗學生學習成效、反饋教學效果的重要手段。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，機器人設計與制作課程的學業(yè)評價應圍繞技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力五個核心素養(yǎng)目標展開。本評價方案旨在通過多樣化的評價方式，全面、公正地評估學生在機器人設計與制作過程中的學習成果和能力發(fā)展。二、教學目標與學習目標教學目標技術(shù)意識：學生能夠理解機器人技術(shù)的基本原理和發(fā)展歷程，認識到機器人技術(shù)對社會、經(jīng)濟、環(huán)境的影響，形成正確的技術(shù)觀和生態(tài)文明觀。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，針對機器人設計與制作中的實際問題進行方案設計和優(yōu)化，形成初步的工程思維和解決問題的能力。創(chuàng)新設計：學生能夠基于用戶需求和技術(shù)規(guī)范，提出具有創(chuàng)新性的機器人設計方案，并通過技術(shù)試驗和迭代優(yōu)化不斷完善設計方案。圖樣表達：學生能夠運用圖樣準確表達機器人設計構(gòu)想，掌握常見技術(shù)圖樣的識讀和繪制方法，提升技術(shù)交流能力。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，完成機器人模型的制作和調(diào)試，提升動手實踐能力和物化實現(xiàn)能力。學習目標了解機器人的發(fā)展歷史和應用：學生能夠概述機器人的發(fā)展歷程，列舉機器人在不同領域的應用案例，理解機器人技術(shù)對社會發(fā)展的推動作用。掌握機器人的基本組成：學生能夠識別機器人的主要組成部分，理解各部分的功能和相互關(guān)系，為后續(xù)的設計和制作打下基礎。提出并制訂機器人設計任務：學生能夠根據(jù)實際需求提出機器人設計任務，制訂詳細的設計方案，明確設計目標和約束條件。理解機器人常用的機械傳動機構(gòu)：學生能夠識別并理解齒輪傳動機構(gòu)和連桿傳動機構(gòu)的工作原理和應用場景，為機器人的動力傳遞和運動控制提供技術(shù)支持。設計與制作巡線搬運機器人：學生能夠綜合運用所學知識，設計和制作一臺能夠沿指定線路搬運貨物的機器人，包括移動載體的設計和搬運機械手的設計。三、評價目標設定技術(shù)意識評價內(nèi)容：學生對機器人技術(shù)基本原理和發(fā)展歷程的理解程度，以及對機器人技術(shù)對社會、經(jīng)濟、環(huán)境影響的認識。評價方式：通過課堂討論、案例分析、小論文等形式進行評價。評價標準：學生能夠準確概述機器人的發(fā)展歷程，列舉并解釋機器人在不同領域的應用案例，形成正確的技術(shù)觀和生態(tài)文明觀。工程思維評價內(nèi)容：學生運用系統(tǒng)分析的方法進行機器人設計與制作的能力，以及解決實際問題的能力。評價方式：通過設計方案評審、技術(shù)試驗、項目匯報等形式進行評價。評價標準：學生能夠針對機器人設計與制作中的實際問題，提出合理的解決方案，并能夠通過技術(shù)試驗驗證方案的可行性。學生能夠在項目匯報中清晰闡述設計思路、實現(xiàn)過程和遇到的問題及解決方案。創(chuàng)新設計評價內(nèi)容：學生提出具有創(chuàng)新性的機器人設計方案的能力，以及通過技術(shù)試驗和迭代優(yōu)化不斷完善設計方案的能力。評價方式：通過設計方案評審、創(chuàng)意展示、技術(shù)試驗報告等形式進行評價。評價標準：學生能夠基于用戶需求和技術(shù)規(guī)范，提出具有創(chuàng)新性的機器人設計方案，并通過技術(shù)試驗驗證方案的可行性和有效性。學生能夠根據(jù)試驗結(jié)果和反饋意見，對設計方案進行迭代優(yōu)化，不斷提升設計的創(chuàng)新性和實用性。圖樣表達評價內(nèi)容：學生運用圖樣準確表達機器人設計構(gòu)想的能力，以及識讀和繪制常見技術(shù)圖樣的能力。評價方式：通過圖樣作業(yè)、設計報告、技術(shù)交流等形式進行評價。評價標準：學生能夠運用圖樣準確表達機器人設計構(gòu)想，包括機器人的結(jié)構(gòu)、傳動機構(gòu)、運動控制等方面的設計。學生能夠識讀和繪制常見技術(shù)圖樣，如三視圖、機械加工圖、控制系統(tǒng)方框圖等，提升技術(shù)交流能力。物化能力評價內(nèi)容：學生根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，完成機器人模型的制作和調(diào)試的能力。評價方式：通過模型制作、調(diào)試記錄、成果展示等形式進行評價。評價標準：學生能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，完成機器人模型的制作和調(diào)試工作。制作的機器人模型應符合設計要求，能夠?qū)崿F(xiàn)預期的功能和性能。學生能夠在制作和調(diào)試過程中積累經(jīng)驗，提升動手實踐能力和物化實現(xiàn)能力。四、學業(yè)評價實施課堂表現(xiàn)評價評價內(nèi)容：學生在課堂上的參與度、合作情況、問題解決能力等。評價方式：通過觀察、記錄、小組討論等形式進行評價。評價標準：學生能夠積極參與課堂討論和活動，與同伴合作完成任務，展現(xiàn)出良好的問題解決能力和創(chuàng)新思維。設計方案評價評價內(nèi)容：學生提出的設計方案的合理性、創(chuàng)新性、可行性等。評價方式：通過設計方案評審、同伴互評、教師點評等形式進行評價。評價標準：設計方案應明確設計目標和約束條件，合理選用技術(shù)原理和方法，具有一定的創(chuàng)新性和實用性。設計方案應經(jīng)過充分的論證和試驗驗證，確?？尚行院陀行浴ＤＰ椭谱髟u價評價內(nèi)容：學生制作的機器人模型的工藝質(zhì)量、功能實現(xiàn)情況、創(chuàng)新性等。評價方式：通過模型展示、調(diào)試記錄、成果匯報等形式進行評價。評價標準：機器人模型應符合設計要求，工藝質(zhì)量良好，能夠?qū)崿F(xiàn)預期的功能和性能。模型應具有一定的創(chuàng)新性，能夠展現(xiàn)出學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。技術(shù)試驗評價評價內(nèi)容：學生進行技術(shù)試驗的過程、數(shù)據(jù)記錄、結(jié)果分析等。評價方式：通過技術(shù)試驗報告、試驗記錄、試驗演示等形式進行評價。評價標準：學生能夠按照試驗方案進行規(guī)范的操作和數(shù)據(jù)記錄，對試驗結(jié)果進行準確的分析和解釋。學生能夠根據(jù)試驗結(jié)果對設計方案進行迭代優(yōu)化，提升設計的合理性和有效性。項目匯報評價評價內(nèi)容：學生在項目匯報中展現(xiàn)的項目理解、設計思路、實現(xiàn)過程、問題解決能力等。評價方式：通過項目匯報、同伴互評、教師點評等形式進行評價。評價標準：學生能夠清晰闡述項目背景、設計思路、實現(xiàn)過程和遇到的問題及解決方案。匯報內(nèi)容應邏輯清晰、條理分明，能夠充分展現(xiàn)學生的項目理解能力和問題解決能力。五、學業(yè)評價總結(jié)通過多樣化的評價方式和全面的評價標準，本學業(yè)評價方案能夠全面、公正地評估學生在機器人設計與制作課程中的學習成效和能力發(fā)展。評價過程也是學生自我反思和提升的重要過程，有助于學生不斷明確學習目標、優(yōu)化學習方法、提升學習效果。通過本課程的學習，學生將能夠掌握機器人設計與制作的基本知識和技能，形成初步的技術(shù)意識和工程思維，提升創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等綜合素養(yǎng)。十、大單元實施思路及教學結(jié)構(gòu)圖1.大單元實施思路《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》強調(diào)以學科核心素養(yǎng)為導向，注重技術(shù)實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。根據(jù)這一要求，針對2019版豫科版高中通用技術(shù)選擇性必修2《機器人設計與制作》第一章《機器人結(jié)構(gòu)與傳動機械》的教學內(nèi)容，我們設計了以下大單元實施思路：1.1教學目標設定結(jié)合《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，本章的教學目標主要圍繞通用技術(shù)的五大核心素養(yǎng)：技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達、物化能力進行設定。（一）技術(shù)意識學生能夠形成對機器人技術(shù)的基本認識和感知，理解機器人技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，具備初步的技術(shù)安全、規(guī)范、倫理和環(huán)保意識。學生能夠通過案例分析，理解機器人技術(shù)對社會、經(jīng)濟、環(huán)境的影響，形成積極的技術(shù)價值觀。（二）工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對機器人設計問題進行因素分析、整體規(guī)劃，并初步掌握簡單的模擬和建模方法。學生能夠通過工程設計實踐，體會工程設計的復雜性和系統(tǒng)性，培養(yǎng)初步的工程決策和管理能力。（三）創(chuàng)新設計學生能夠在明確問題的基礎上，收集相關(guān)信息，運用人機關(guān)系理論進行綜合分析，提出創(chuàng)新性的設計方案。學生能夠通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，對設計方案進行優(yōu)化和改進，形成一定的創(chuàng)新意識和設計能力。（四）圖樣表達學生能夠識讀簡單的機械加工圖、控制框圖等技術(shù)圖樣，理解技術(shù)圖樣的種類及其應用。學生能夠運用手工和二維、三維設計軟件繪制簡單的技術(shù)圖樣，表達設計構(gòu)想，實現(xiàn)設計意圖的可視化。（五）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，進行簡單的機器人模型制作和裝配。學生能夠通過技術(shù)試驗和調(diào)試，驗證設計方案的可行性和有效性，提高動手實踐和問題解決能力。1.2教學結(jié)構(gòu)圖機器人結(jié)構(gòu)與傳動機械|├──走進機器人世界|├──機器人的發(fā)展歷史|├──機器人的應用|└──機器人的基本組成|├──簡易機器人的設計|├──設計任務的提出|└──總體設計方案的制訂|├──機器人常用的機械傳動機構(gòu)|├──齒輪傳動機構(gòu)|└──連桿傳動機構(gòu)|└──巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作├──移動載體的設計與制作└──搬運機械手的設計與制作1.3具體教學實施步驟第一步：走進機器人世界（2課時）1.1導入新課通過展示機器人在各個領域的應用視頻或圖片，激發(fā)學生對機器人的興趣和好奇心。1.2機器人的發(fā)展歷史講述機器人的起源、發(fā)展歷程及重要里程碑事件，引導學生了解機器人技術(shù)的發(fā)展脈絡。分組討論：機器人技術(shù)的發(fā)展對社會進步的影響。1.3機器人的應用分析機器人在工業(yè)、服務業(yè)、醫(yī)療、軍事等領域的應用案例，理解機器人技術(shù)的多樣性和實用性。小組活動：收集并分享更多機器人應用的實例。1.4機器人的基本組成講解機器人的基本結(jié)構(gòu)，包括機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動裝置、傳感器、控制器、動力源等部分。實物展示：拆解一個簡單的機器人模型，讓學生直觀感受機器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。1.5課堂小結(jié)與作業(yè)布置總結(jié)機器人的發(fā)展歷史、應用和基本組成。作業(yè)：收集一種特定領域機器人的詳細資料，準備下節(jié)課進行分享。第二步：簡易機器人的設計（2課時）2.1設計任務的提出提出設計任務：制作一臺簡易的巡線搬運機器人。分析任務需求，明確機器人的功能要求和性能指標。2.2總體設計方案的制訂分組討論：如何根據(jù)任務需求設計機器人的整體方案。引導學生從移動載體、搬運機械手、控制系統(tǒng)等方面進行方案設計。每組展示初步設計方案，全班共同討論和優(yōu)化。2.3課堂練習繪制機器人的初步設計草圖，標注主要部件和連接方式。小組討論：如何選擇合適的材料和工具進行制作。2.4課堂小結(jié)與作業(yè)布置總結(jié)設計方案的制訂過程和關(guān)鍵點。作業(yè)：完善設計方案，準備下節(jié)課進行模型制作。第三步：機器人常用的機械傳動機構(gòu)（2課時）3.1齒輪傳動機構(gòu)講解齒輪傳動的基本原理、類型和特點。實物演示：展示不同類型的齒輪傳動裝置，分析它們的優(yōu)缺點。課堂練習：計算簡單齒輪傳動的傳動比。3.2連桿傳動機構(gòu)介紹連桿傳動機構(gòu)的基本原理和類型，如曲柄搖桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)等。案例分析：連桿傳動機構(gòu)在機器人中的應用實例。分組活動：設計一個簡單的連桿傳動裝置模型。3.3課堂小結(jié)與作業(yè)布置總結(jié)齒輪傳動和連桿傳動的基本原理和應用。作業(yè)：根據(jù)設計方案，準備材料和工具，下節(jié)課進行模型制作。第四步：巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作（4課時）4.1移動載體的設計與制作分析不同移動載體（輪式、履帶式、足式）的優(yōu)缺點，選擇適合的設計方案。講解移動載體的基本結(jié)構(gòu)和設計要求。分組活動：制作移動載體的模型，包括底盤、輪子、驅(qū)動裝置等部分。4.2搬運機械手的設計與制作分析搬運機械手的功能需求和設計要求。講解機械手的基本結(jié)構(gòu)和設計方法，包括機械臂、手爪等部分。分組活動：制作搬運機械手的模型，并進行調(diào)試和優(yōu)化。4.3整機組裝與調(diào)試將移動載體和搬運機械手進行組裝，形成完整的機器人模型。進行初步調(diào)試，測試機器人的移動、搬運等功能。小組討論：解決調(diào)試過程中遇到的問題，優(yōu)化機器人性能。4.4課堂展示與評價每組展示自制的機器人模型，介紹設計思路和制作過程。全班共同評價各組作品的優(yōu)缺點，提出改進建議。教師總結(jié)：強調(diào)設計、制作、調(diào)試過程中的關(guān)鍵點和注意事項。4.5課后拓展鼓勵學生進一步完善機器人模型，增加更多功能或優(yōu)化現(xiàn)有性能。提供相關(guān)學習資源和技術(shù)支持，幫助學生進行深入研究和實踐。通過以上教學實施步驟，學生將全面了解機器人的發(fā)展歷史、應用和基本組成，掌握簡易機器人的設計方法和制作技能，同時培養(yǎng)技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等通用技術(shù)核心素養(yǎng)。在教學過程中，注重實踐操作和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，讓學生在做中學、學中做，不斷提高技術(shù)水平和創(chuàng)新能力。十一、大情境、大任務創(chuàng)設一、教學目標設定根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，針對2019版豫科版高中通用技術(shù)選擇性必修2《機器人設計與制作》第一章《機器人結(jié)構(gòu)與傳動機械》的教學內(nèi)容，本章節(jié)的教學目標將圍繞通用技術(shù)的五大核心素養(yǎng)進行設定，具體包括技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。（一）技術(shù)意識學生能夠形成對機器人技術(shù)的基本認識和感知，理解機器人技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，具備初步的技術(shù)安全、規(guī)范、倫理和環(huán)保意識。學生能夠通過案例分析，理解機器人技術(shù)對社會、經(jīng)濟、環(huán)境的影響，形成積極的技術(shù)價值觀。（二）工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對機器人設計問題進行因素分析、整體規(guī)劃，并初步掌握簡單的模擬和建模方法。學生能夠通過工程設計實踐，體會工程設計的復雜性和系統(tǒng)性，培養(yǎng)初步的工程決策和管理能力。（三）創(chuàng)新設計學生能夠在明確問題的基礎上，收集相關(guān)信息，運用人機關(guān)系理論進行綜合分析，提出創(chuàng)新性的設計方案。學生能夠通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，對設計方案進行優(yōu)化和改進，形成一定的創(chuàng)新意識和設計能力。（四）圖樣表達學生能夠識讀簡單的機械加工圖、控制框圖等技術(shù)圖樣，理解技術(shù)圖樣的種類及其應用。學生能夠運用手工和二維、三維設計軟件繪制簡單的技術(shù)圖樣，表達設計構(gòu)想，實現(xiàn)設計意圖的可視化。（五）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，進行簡單的機器人模型制作和裝配。學生能夠通過技術(shù)試驗和調(diào)試，驗證設計方案的可行性和有效性，提高動手實踐和問題解決能力。二、大情境、大任務創(chuàng)設（一）大情境設計隨著科技的飛速發(fā)展，機器人技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務業(yè)等多個領域，成為推動社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的重要力量。為了更好地理解和應用機器人技術(shù)，某高中決定舉辦一場以“探索機器人世界，共創(chuàng)智能未來”為主題的校園科技節(jié)。本次科技節(jié)旨在通過一系列豐富多彩的活動，激發(fā)學生對機器人技術(shù)的興趣，提升學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。作為通用技術(shù)課程的一部分，學生們將參與到機器人設計與制作的實踐中，親身體驗機器人技術(shù)的魅力。（二）大任務分解與實施1.任務一：機器人知識競賽（技術(shù)意識與工程思維培養(yǎng)）活動目標：加深學生對機器人技術(shù)的基本認識和感知。培養(yǎng)學生的技術(shù)安全意識、規(guī)范意識和環(huán)保意識。提升學生的系統(tǒng)分析和整體規(guī)劃能力。活動內(nèi)容：組織學生進行機器人知識競賽，競賽內(nèi)容涵蓋機器人的發(fā)展歷史、應用領域、基本組成等。設置必答題、搶答題和風險題等環(huán)節(jié)，增加競賽的趣味性和挑戰(zhàn)性。邀請機器人技術(shù)專家進行點評和講解，幫助學生深入理解機器人技術(shù)的相關(guān)知識。評價方式：根據(jù)學生的答題情況和表現(xiàn)進行評分。評選出優(yōu)勝者并給予獎勵。2.任務二：簡易機器人設計大賽（創(chuàng)新設計與圖樣表達培養(yǎng)）活動目標：激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和設計能力。培養(yǎng)學生的圖樣表達能力和技術(shù)語言應用能力。活動內(nèi)容：要求學生以小組為單位，設計并制作一款簡易機器人。機器人需具備基本的移動、避障等功能。學生需提交設計報告和機器人制作方案，包括機器人的功能描述、結(jié)構(gòu)設計、傳動機構(gòu)選擇等。組織專家和教師對學生的設計報告和機器人進行評審，評選出優(yōu)秀設計作品。評價方式：根據(jù)設計報告的創(chuàng)新性、實用性和可行性進行評分。根據(jù)機器人的實際性能和表現(xiàn)進行評分。3.任務三：機器人制作與調(diào)試（物化能力培養(yǎng)）活動目標：提升學生的動手實踐能力和問題解決能力。培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和工程實踐能力。活動內(nèi)容：學生根據(jù)設計報告和制作方案，選擇合適的材料和工具進行機器人制作。在制作過程中，學生需進行多次調(diào)試和優(yōu)化，確保機器人能夠正常運行并實現(xiàn)預期功能。組織機器人展示和比賽活動，讓學生展示自己的作品并進行現(xiàn)場演示。評價方式：根據(jù)機器人的制作質(zhì)量、性能和表現(xiàn)進行評分。根據(jù)學生的團隊協(xié)作情況和展示表現(xiàn)進行評分。4.任務四：機器人技術(shù)創(chuàng)新論壇（綜合素養(yǎng)提升）活動目標：提升學生的綜合素養(yǎng)和表達能力。促進學生之間的交流與合作?；顒觾?nèi)容：組織學生圍繞機器人技術(shù)的發(fā)展趨勢、創(chuàng)新應用等主題進行研討和交流。邀請機器人技術(shù)領域的專家、學者和企業(yè)家進行專題講座和分享。鼓勵學生積極發(fā)言、提問和討論，形成良好的學術(shù)氛圍。評價方式：根據(jù)學生的發(fā)言質(zhì)量和參與度進行評分。根據(jù)學生的研討報告和心得體會進行評分。三、活動總結(jié)與反思通過本次校園科技節(jié)的系列活動，學生們不僅深入了解了機器人技術(shù)的基本知識和應用領域，還通過親身參與機器人設計與制作的實踐過程，提升了創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力?；顒舆€培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作精神和工程實踐能力，為他們未來的學習和職業(yè)發(fā)展奠定了堅實的基礎。在未來的教學中，我們將繼續(xù)深化機器人技術(shù)的教學改革和創(chuàng)新實踐，為培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才而努力。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：機器人結(jié)構(gòu)與傳動機械課時安排：第一課時：走進機器人世界（2課時）1.1導入新課（0.5課時）1.2機器人的發(fā)展歷史（0.5課時）1.3機器人的應用（0.5課時）1.4機器人的基本組成（0.5課時）第二課時：簡易機器人的設計（2課時）2.1設計任務的提出（0.5課時）2.2總體設計方案的制訂（1.5課時）第三課時：機器人常用的機械傳動機構(gòu)（2課時）3.1齒輪傳動機構(gòu)（1課時）3.2連桿傳動機構(gòu)（1課時）第四課時：巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作（4課時）4.1移動載體的設計與制作（2課時）4.2搬運機械手的設計與制作（2課時）（二）學習目標通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標：技術(shù)意識：學生能夠形成對機器人技術(shù)的基本認識和感知，理解機器人技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，具備初步的技術(shù)安全、規(guī)范、倫理和環(huán)保意識。學生能夠通過案例分析，理解機器人技術(shù)對社會、經(jīng)濟、環(huán)境的影響，形成積極的技術(shù)價值觀。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對機器人設計問題進行因素分析、整體規(guī)劃，并初步掌握簡單的模擬和建模方法。學生能夠通過工程設計實踐，體會工程設計的復雜性和系統(tǒng)性，培養(yǎng)初步的工程決策和管理能力。創(chuàng)新設計：學生能夠在明確問題的基礎上，收集相關(guān)信息，運用人機關(guān)系理論進行綜合分析，提出創(chuàng)新性的設計方案。學生能夠通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，對設計方案進行優(yōu)化和改進，形成一定的創(chuàng)新意識和設計能力。圖樣表達：學生能夠識讀簡單的機械加工圖、控制框圖等技術(shù)圖樣，理解技術(shù)圖樣的種類及其應用。學生能夠運用手工和二維、三維設計軟件繪制簡單的技術(shù)圖樣，表達設計構(gòu)想，實現(xiàn)設計意圖的可視化。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，進行簡單的機器人模型制作和裝配。學生能夠通過技術(shù)試驗和調(diào)試，驗證設計方案的可行性和有效性，提高動手實踐和問題解決能力。（三）評價任務過程性評價：觀察學生在課堂討論、小組活動中的參與度和合作情況。檢查學生的課堂筆記、設計草圖和技術(shù)圖樣，評估其理解和應用能力。通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究的過程，評估學生的問題解決能力和創(chuàng)新意識。結(jié)果性評價：學生提交的簡易機器人設計方案和制作成品，評估其設計創(chuàng)新性、實用性和美觀性。學生在課堂展示和小組匯報中的表現(xiàn)，評估其圖樣表達能力和物化能力。通過期末考試或項目報告，綜合評估學生的技術(shù)意識、工程思維和創(chuàng)新能力。（四）學習過程第一課時：走進機器人世界1.1導入新課教師通過展示機器人在各個領域的應用視頻或圖片，激發(fā)學生對機器人的興趣和好奇心。1.2機器人的發(fā)展歷史教師講述機器人的起源、發(fā)展歷程及重要里程碑事件。分組討論：機器人技術(shù)的發(fā)展對社會進步的影響。1.3機器人的應用分析機器人在工業(yè)、服務業(yè)、醫(yī)療、軍事等領域的應用案例。小組活動：收集并分享更多機器人應用的實例。1.4機器人的基本組成講解機器人的基本結(jié)構(gòu)，包括機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動裝置、傳感器、控制器、動力源等部分。實物展示：拆解一個簡單的機器人模型，讓學生直觀感受機器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。作業(yè)與檢測：作業(yè)：收集一種特定領域機器人的詳細資料，準備下節(jié)課進行分享。檢測：通過課堂小測驗檢查學生對機器人發(fā)展歷史和基本組成的理解。第二課時：簡易機器人的設計2.1設計任務的提出提出設計任務：制作一臺簡易的巡線搬運機器人。分析任務需求，明確機器人的功能要求和性能指標。2.2總體設計方案的制訂分組討論：如何根據(jù)任務需求設計機器人的整體方案。引導學生從移動載體、搬運機械手、控制系統(tǒng)等方面進行方案設計。每組展示初步設計方案，全班共同討論和優(yōu)化。作業(yè)與檢測：作業(yè)：完善設計方案，準備下節(jié)課進行模型制作。檢測：通過小組匯報和互評，評估設計方案的合理性和創(chuàng)新性。第三課時：機器人常用的機械傳動機構(gòu)3.1齒輪傳動機構(gòu)講解齒輪傳動的基本原理、類型和特點。實物演示：展示不同類型的齒輪傳動裝置，分析它們的優(yōu)缺點。課堂練習：計算簡單齒輪傳動的傳動比。3.2連桿傳動機構(gòu)介紹連桿傳動機構(gòu)的基本原理和類型，如曲柄搖桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)等。案例分析：連桿傳動機構(gòu)在機器人中的應用實例。分組活動：設計一個簡單的連桿傳動裝置模型。作業(yè)與檢測：作業(yè)：根據(jù)設計方案，準備材料和工具，下節(jié)課進行模型制作。檢測：通過模型制作和展示，評估學生對機械傳動機構(gòu)的理解和應用能力。第四課時：巡線搬運機器人機械結(jié)構(gòu)的設計與制作4.1移動載體的設計與制作分析不同移動載體（輪式、履帶式、足式）的優(yōu)缺點，選擇適合的設計方案。講解移動載體的基本結(jié)構(gòu)和設計要求。分組活動：制作移動載體的模型，包括底盤、輪子、驅(qū)動裝置等部分。4.2搬運機械手的設計與制作分析搬運機械手的功能需求和設計要求。講解機械手的基本結(jié)構(gòu)和設計方法，包括機械臂、手爪等部分。分組活動：制作搬運機械手的模型，并進行調(diào)試和優(yōu)化。4.3整機組裝與調(diào)試將移動載體和搬運機械手進行組裝，形成完整的機器人模型。進行初步調(diào)試，測試機器人的移動、搬運等功能。小組討論：解決調(diào)試過程中遇到的問題，優(yōu)化機器人性能。課堂展示與評價：每組展示自制的機器人模型，介紹設計思路和制作過程。全班共同評價各組作品的優(yōu)缺點，提出改進建議。教師總結(jié)：強調(diào)設計、制作、調(diào)試過程中的關(guān)鍵點和注意事項。課后拓展：鼓勵學生進一步完善機器人模型，增加更多功能或優(yōu)化現(xiàn)有性能。提供相關(guān)學習資源和技術(shù)支持，幫助學生進行深入研究和實踐。作業(yè)與檢測：作業(yè)：撰寫機器人設計與制作的總結(jié)報告，反思設計過程中的得失。檢測：通過總結(jié)報告和課堂展示，綜合評估學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。（五）作業(yè)與檢測第一課時作業(yè)：收集一種特定領域機器人的詳細資料，包括其應用領域、功能特點、技術(shù)原理等。準備一份簡短的PPT或報告，下節(jié)課進行分享。檢測：通過課堂小測驗檢查學生對機器人發(fā)展歷史和基本組成的理解。第二課時作業(yè)：完善簡易機器人的設計方案，包括移動載體、搬運機械手、控制系統(tǒng)等部分的詳細設計。繪制機器人設計草圖，標注主要部件和連接方式。檢測：通過小組匯報和互評，評估設計方案的合理性和創(chuàng)新性。第三課時作業(yè)：準備制作齒輪傳動和連桿傳動裝置模型所需的材料和工具。根據(jù)設計方案，制作齒輪傳動和連桿傳動裝置模型。檢測：通過模型制作和展示，評估學生對機械傳動機構(gòu)的理解和應用能力。第四課時作業(yè)：完成移動載體和搬運機械手的模型制作，并進行初步調(diào)試。撰寫機器人設計與制作的總結(jié)報告，反思設計過程中的得失。檢測：通過總結(jié)報告和課堂展示，綜合評估學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。（六）學后反思通過本單元的學習，學生應該能夠：對機器人技術(shù)有基本的認識和感知，理解其與人、自然、社會的關(guān)系。掌握簡易機器人的設計方法和制作技能，培養(yǎng)技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等通用技術(shù)核心素養(yǎng)。在實踐操作中體驗團隊合作和問題解決的過程，提高動手實踐和創(chuàng)新能力。學生也應該反思自己在設計過程中的不足和需要改進的地方，如設計方案的合理性、材料選擇的合適性、制作過程中的細節(jié)處理等。通過不斷反思和改進，提升自己的技術(shù)水平和綜合能力。十三、學科實踐與跨學科學習設計教學目標通過機器人設計與制作的學科實踐活動，使學生能夠全面理解并掌握機器人的基本原理、設計方法和制作技能，同時在實踐過程中培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。通過跨學科學習，使學生能夠綜合運用數(shù)學、物理、計算機科學等多學科知識，解決機器人設計與制作中的實際問題，提升綜合應用能力和創(chuàng)新能力。學習目標技術(shù)意識：學生能夠形成對機器人技術(shù)的基本認識和感知，理解機器人技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，具備初步的技術(shù)安全、規(guī)范、倫理和環(huán)保意識。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對機器人設計問題進行因素分析、整體規(guī)劃，并初步掌握簡單的模擬和建模方法。創(chuàng)新設計：學生能夠在明確問題的基礎上，收集相關(guān)信息，運用人機關(guān)系理論進行綜合分析，提出創(chuàng)新性的設計方案，并通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究對設計方案進行優(yōu)化和改進。圖樣表達：學生能夠識讀簡單的機械加工圖、控制框圖等技術(shù)圖樣，理解技術(shù)圖樣的種類及其應用，并能夠運用手工和二維、三維設計軟件繪制簡單的技術(shù)圖樣，表達設計構(gòu)想。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，進行簡單的機器人模型制作和裝配，并通過技術(shù)試驗和調(diào)試，驗證設計方案的可行性和有效性。作業(yè)目標設定技術(shù)意識：通過調(diào)研和分析，了解機器人技術(shù)在不同領域的應用及其對社會、經(jīng)濟、環(huán)境的影響，形成積極的技術(shù)價值觀。工程思維：通過設計任務的分解和總體設計方案的制訂，培養(yǎng)學生的系統(tǒng)分析能力和工程決策能力。創(chuàng)新設計：鼓勵學生提出創(chuàng)新性的設計方案，通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究對方案進行優(yōu)化，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和設計能力。圖樣表達：要求學生繪制機器人設計草圖和技術(shù)圖樣，表達設計構(gòu)想，提高技術(shù)圖樣的繪制能力。物化能力：通過機器人模型的制作和裝配，提高學生的動手實踐能力和問題解決能力。實踐活動設計活動一：機器人技術(shù)調(diào)研與分析活動目標技術(shù)意識：了解機器人技術(shù)在不同領域的應用及其對社會、經(jīng)濟、環(huán)境的影響。創(chuàng)新設計：培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和設計能力，為后續(xù)的機器人設計打下基礎?；顒觾?nèi)容分組調(diào)研：將學生分成若干小組，每組選擇一個機器人應用領域（如工業(yè)制造、醫(yī)療服務、家庭服務等）進行調(diào)研。數(shù)據(jù)收集與分析：通過網(wǎng)絡搜索、圖書館查閱、專家訪談等方式，收集該領域機器人應用的相關(guān)數(shù)據(jù)和案例。報告撰寫：每組根據(jù)調(diào)研結(jié)果撰寫一份報告，分析機器人技術(shù)在該領域的應用現(xiàn)狀、優(yōu)勢、挑戰(zhàn)及未來發(fā)展趨勢。班級分享：組織一次班級分享會，各小組展示調(diào)研成果，討論不同領域機器人應用的異同點。作業(yè)設計作業(yè)一：撰寫機器人技術(shù)應用調(diào)研報告，要求包括應用領域概述、應用案例分析、技術(shù)特點與優(yōu)勢、挑戰(zhàn)與未來趨勢等內(nèi)容。作業(yè)二：結(jié)合調(diào)研結(jié)果，提出一個創(chuàng)新性的機器人設計想法，并簡要說明其應用場景和預期效果?；顒佣汉喴讬C器人設計與制作活動目標工程思維：培養(yǎng)學生的系統(tǒng)分析能力和工程決策能力。創(chuàng)新設計：通過設計任務的提出和總體設計方案的制訂，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力。圖樣表達：要求學生繪制機器人設計草圖和技術(shù)圖樣，提高技術(shù)圖樣的繪制能力。物化能力：通過機器人模型的制作和裝配，提高學生的動手實踐能力和問題解決能力?；顒觾?nèi)容設計任務提出：教師提出設計任務，如制作一臺簡易的巡線搬運機器人，要求機器人能夠沿指定路線自動搬運物品。方案設計與論證：學生分組進行方案設計，包括功能分解、總體設計方案制訂、材料選擇、工具準備等。每組需繪制設計草圖和技術(shù)圖樣，并進行方案論證。模型制作與裝配：根據(jù)設計方案，學生分組進行機器人模型的制作和裝配。教師提供必要的材料和工具支持，并指導學生解決制作過程中遇到的問題。調(diào)試與優(yōu)化：完成模型制作后，學生進行機器人調(diào)試，包括程序編寫、傳感器校準、電機調(diào)試等。根據(jù)調(diào)試結(jié)果對設計方案進行優(yōu)化。展示與評價：組織一次機器人展示會，各小組展示自己制作的機器人，并進行現(xiàn)場演示和講解。教師和同學共同對機器人進行評價，提出改進建議。作業(yè)設計作業(yè)一：繪制機器人設計草圖和技術(shù)圖樣，包括機器人整體結(jié)構(gòu)圖、部件裝配圖等。作業(yè)二：編寫機器人設計方案報告，包括設計背景、設計目標、功能分解、總體設計方案、材料選擇與工具準備、制作步驟與調(diào)試過程等內(nèi)容。作業(yè)三：對機器人制作和調(diào)試過程中遇到的問題進行總結(jié)，并提出解決方案。對機器人的性能進行測試，記錄測試數(shù)據(jù)和結(jié)果?；顒尤嚎鐚W科學習——機器人路徑規(guī)劃與避障算法設計活動目標工程思維：培養(yǎng)學生的系統(tǒng)分析能力和工程決策能力。創(chuàng)新設計：通過跨學科學習，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力和綜合應用能力。圖樣表達：要求學生繪制算法流程圖，提高技術(shù)圖樣的繪制能力。物化能力：通過算法實現(xiàn)和機器人調(diào)試，提高學生的動手實踐能力和問題解決能力?；顒觾?nèi)容理論學習：教師介紹機器人路徑規(guī)劃與避障算法的基本原理和方法，包括Dijkstra算法、A*算法、人工勢場法等。算法設計：學生分組進行機器人路徑規(guī)劃與避障算法的設計。要求學生根據(jù)機器人的實際需求和應用場景，選擇合適的算法進行設計，并繪制算法流程圖。程序編寫與調(diào)試：學生根據(jù)算法設計，編寫相應的程序代碼，并嵌入到機器人控制系統(tǒng)中。然后進行機器人調(diào)試，驗證算法的有效性和可靠性。展示與交流：組織一次算法展示與交流會，各小組展示自己的算法設計和實現(xiàn)過程，分享經(jīng)驗和教訓。教師和同學共同對算法進行評價和討論。作業(yè)設計作業(yè)一：繪制機器人路徑規(guī)劃與避障算法流程圖，包括算法步驟、輸入輸出、決策條件等。作業(yè)二：編寫機器人路徑規(guī)劃與避障算法的程序代碼，并進行注釋和說明。作業(yè)三：對算法進行仿真測試或?qū)嶋H測試，記錄測試數(shù)據(jù)和結(jié)果。對算法的性能進行評估和優(yōu)化。總結(jié)與反思通過本次學科實踐與跨學科學習設計，學生不僅掌握了機器人設計與制作的基本技能和方法，還培養(yǎng)了技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。通過跨學科學習，學生綜合運用了數(shù)學、物理、計算機科學等多學科知識，解決了機器人設計與制作中的實際問題，提升了綜合應用能力和創(chuàng)新能力。在今后的教學中，我們將繼續(xù)探索和實踐更多有效的學科實踐和跨學科學習方法，為學生的全面發(fā)展提供更好的支持和保障。十四、大單元作業(yè)設計一、教學目標本單元的教學目標是圍繞《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》中提出的通用技術(shù)五大核心素養(yǎng)：技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達、物化能力進行設定的。具體目標如下：技術(shù)意識：學生能夠形成對機器人技術(shù)的基本認識和感知，理解機器人技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，具備初步的技術(shù)安全、規(guī)范、倫理和環(huán)保意識。學生能夠通過案例分析，理解機器人技術(shù)對社會、經(jīng)濟、環(huán)境的影響，形成積極的技術(shù)價值觀。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對機器人設計問題進行因素分析、整體規(guī)劃，并初步掌握簡單的模擬和建模方法。學生能夠通過工程設計實踐，體會工程設計的復雜性和系統(tǒng)性，培養(yǎng)初步的工程決策和管理能力。創(chuàng)新設計：學生能夠在明確問題的基礎上，收集相關(guān)信息，運用人機關(guān)系理論進行綜合分析，提出創(chuàng)新性的設計方案。學生能夠通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，對設計方案進行優(yōu)化和改進，形成一定的創(chuàng)新意識和設計能力。圖樣表達：學生能夠識讀簡單的機械加工圖、控制框圖等技術(shù)圖樣，理解技術(shù)圖樣的種類及其應用。學生能夠運用手工和二維、三維設計軟件繪制簡單的技術(shù)圖樣，表達設計構(gòu)想，實現(xiàn)設計意圖的可視化。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，進行簡單的機器人模型制作和裝配。學生能夠通過技術(shù)試驗和調(diào)試，驗證設計方案的可行性和有效性，提高動手實踐和問題解決能力。二、作業(yè)目標設定本單元的作業(yè)設計旨在全面促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展，具體目標包括：技術(shù)意識：學生能夠通過對機器人技術(shù)的深入學習和實踐，形成對機器人技術(shù)的全面認識和感知，理解其與人、自然、社會的關(guān)系。學生能夠通過案例分析，了解機器人技術(shù)對社會、經(jīng)濟、環(huán)境的影響，并形成積極的技術(shù)價值觀。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對機器人設計問題進行因素分析、整體規(guī)劃，并初步掌握簡單的模擬和建模方法。學生能夠通過工程設計實踐，體會工程設計的復雜性和系統(tǒng)性，培養(yǎng)初步的工程決策和管理能力。創(chuàng)新設計：學生能夠在明確設計任務的基礎上，收集相關(guān)信息，運用人機關(guān)系理論進行綜合分析，提出創(chuàng)新性的設計方案。學生能夠通過技術(shù)試驗和技術(shù)探究，對設計方案進行優(yōu)化和改進，提高創(chuàng)新意識和設計能力。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制簡單的機械加工圖、控制框圖等技術(shù)圖樣，理解技術(shù)圖樣的種類及其應用。學生能夠運用手工和二維、三維設計軟件繪制技術(shù)圖樣，表達設計構(gòu)想，實現(xiàn)設計意圖的可視化。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，進行機器人模型的制作和裝配。學生能夠通過技術(shù)試驗和調(diào)試，驗證設計方案的可行性和有效性，提高動手實踐和問題解決能力。三、作業(yè)內(nèi)容設計第一部分：技術(shù)意識與工程思維作業(yè)作業(yè)1：機器人技術(shù)調(diào)研報告作業(yè)要求：選擇一種機器人（如工業(yè)機器人、服務機器人、醫(yī)療機器人等），調(diào)研其發(fā)展歷程、應用領域、技術(shù)特點和社會影響。撰寫一份調(diào)研報告，包括機器人的基本信息、發(fā)展歷程、應用領域、技術(shù)特點、社會影響等方面的內(nèi)容。分析該機器人技術(shù)對社會、經(jīng)濟、環(huán)境的影響，并闡述自己的技術(shù)價值觀。作業(yè)目的：培養(yǎng)學生的技術(shù)意識，使其對機器人技術(shù)有全面的認識和感知。培養(yǎng)學生的工程思維，使其能夠運用系統(tǒng)分析的方法對機器人技術(shù)進行深入理解。作業(yè)2：機器人設計方案的系統(tǒng)分析作業(yè)要求：針對一個具體的機器人設計任務（如設計一款家庭服務機器人），進行系統(tǒng)分析。分析任務需求、用戶需求、技術(shù)可行性、經(jīng)濟可行性等方面的因素。制訂初步的設計方案，并進行整體規(guī)劃。作業(yè)目的：培養(yǎng)學生的工程思維，使其能夠運用系統(tǒng)分析的方法對機器人設計問題進行因素分析、整體規(guī)劃。提高學生的工程決策和管理能力。第二部分：創(chuàng)新設計與圖樣表達作業(yè)作業(yè)3：創(chuàng)新性機器人設計方案作業(yè)要求：基于一個具體的機器人設計任務（如設計一款環(huán)保清潔機器人），提出創(chuàng)新性的設計方案。分析現(xiàn)有機器人的不足之處，提出改進和創(chuàng)新點。繪制設計草圖，并用文字描述設計方案的主要特點和功能。作業(yè)目的：培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，使其能夠在明確設計任務的基礎上提出創(chuàng)新性的設計方案。提高學生的圖樣表達能力，使其能夠用草圖等技術(shù)圖樣表達設計構(gòu)想。作業(yè)4：機器人技術(shù)圖樣繪制作業(yè)要求：選擇一個機器人設計任務（如設計一款教育機器人），繪制其機械加工圖、控制框圖等技術(shù)圖樣。圖樣應包含機器人的主要結(jié)構(gòu)、傳動機構(gòu)、控制系統(tǒng)等方面的內(nèi)容。用文字描述圖樣中各個部分的功能和相互關(guān)系。作業(yè)目的：培養(yǎng)學生的圖樣表達能力，使其能夠識讀和繪制簡單的機械加工圖、控制框圖等技術(shù)圖樣。提高學生的設計能力，使其能夠用技術(shù)圖樣表達設計構(gòu)想，實現(xiàn)設計意圖的可視化。第三部分：物化能力與綜合實踐作業(yè)作業(yè)5：機器人模型制作與調(diào)試作業(yè)要求：選擇一個機器人設計任務（如設計一款簡易搬運機器人），根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具進行模型制作。制作過程中，記錄制作步驟、遇到的問題及解決方法。完成模型制作后，進行技術(shù)試驗和調(diào)試，驗證設計方案的可行性和有效性。撰寫制作報告，包括制作步驟、問題解決過程、技術(shù)試驗和調(diào)試結(jié)果等方面的內(nèi)容。作業(yè)目的：培養(yǎng)學生的物化能力，使其能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具進行機器人模型的制作和裝配。提高學生的動手實踐和問題解決能力，使其能夠通過技術(shù)試驗和調(diào)試驗證設計方案的可行性和有效性。作業(yè)6：機器人設計項目綜合實踐作業(yè)要求：分組選擇一個綜合性的機器人設計項目（如設計一款智能導覽機器人），進行項目需求分析、系統(tǒng)設計、方案制訂、模型制作和調(diào)試等全過程實踐。每組選派代表，在全班范圍內(nèi)展示項目成果，并進行交流和評價。撰寫項目總結(jié)報告，包括項目背景、需求分析、方案設計、制作過程、技術(shù)試驗和調(diào)試結(jié)果等方面的內(nèi)容。作業(yè)目的：培養(yǎng)學生的綜合實踐能力，使其能夠完成機器人設計項目的全過程實踐。提高學生的團隊協(xié)作和溝通能力，使其能夠在團隊中有效發(fā)揮作用。通過以上作業(yè)設計，旨在全面促進學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力的發(fā)展，提高學生的綜合素養(yǎng)和實踐能力。十五、“教-學-評”一致性課時設計第一章機器人結(jié)構(gòu)與傳動機械第一節(jié)走進機器人世界課時1：機器人的發(fā)展歷史與應用一、教學目標技術(shù)意識：學生能夠了解機器人的起源與發(fā)展歷程，理解機器人技術(shù)與人、自然、社會的關(guān)系，形成初步的技術(shù)安全意識。工程思維：學生能夠認識到機器人技術(shù)的復雜性和系統(tǒng)性，初步理解工程決策和管理的重要性。創(chuàng)新設計：通過了解機器人技術(shù)的發(fā)展歷程，激發(fā)學生對機器人技術(shù)的興趣和創(chuàng)新意識。圖樣表達：無特定圖樣表達目標。物化能力：無特定物化能力目標。二、作業(yè)目標收集并整理一種特定領域機器人的詳細資料，準備下節(jié)課進行分享。三、課程目標結(jié)合《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計能力。四、教學過程導入新課（5分鐘）展示機器人在各個領域的應用視頻或圖片，激發(fā)學生對機器人的興趣和好奇心。講授新課（30分鐘）機器人的發(fā)展歷史：講述機器人的起源、發(fā)展歷程及重要里程碑事件。分組討論：機器人技術(shù)的發(fā)展對社會進步的影響。機器人的應用：分析機器人在工業(yè)、服務業(yè)、醫(yī)療、軍事等領域的應用案例。小組活動：收集并分享更多機器人應用的實例。課堂小結(jié)與作業(yè)布置（10分鐘）總結(jié)機器人的發(fā)展歷史、應用。作業(yè)：收集一種特定領域機器人的詳細資料，準備下節(jié)課進行分享。五、學業(yè)評價過程性評價：觀察學生在小組討論和分享中的參與度和表現(xiàn)。作業(yè)評價：根據(jù)學生收集的資料質(zhì)量和分享內(nèi)容的豐富度進行評價。課時2：機器人的基本組成一、教學目標技術(shù)意識：學生能夠理解機器人的基本組成及其功能，形成對機器人技術(shù)的基本認識和感知。工程思維：學生能夠初步了解機器人系統(tǒng)的復雜性和各組成部分之間的相互作用。創(chuàng)新設計：通過了解機器人的基本組成，激發(fā)學生的創(chuàng)新設計思維。圖樣表達：學生能夠識讀簡單的機器人系統(tǒng)組成圖。物化能力：無特定物化能力目標。二、作業(yè)目標繪制一個簡易機器人的系統(tǒng)組成圖，并標注各部分的功能。三、課程目標結(jié)合《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、圖樣表達能力。四、教學過程復習舊知（5分鐘）回顧上節(jié)課學習的機器人的發(fā)展歷史和應用。講授新課（30分鐘）機器人的基本組成：講解機器人的機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動裝置、傳感器、控制器、動力源等部分。實物展示：拆解一個簡單的機器人模型，讓學生直觀感受機器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖樣表達：展示機器人系統(tǒng)組成圖，引導學生識讀并理解各部分的功能。課堂練習（10分鐘）學生分組繪制簡易機器人的系統(tǒng)組成圖，并標注各部分的功能。課堂小結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）總結(jié)機器人的基本組成和各部分功能。作業(yè)：繪制一個簡易機器人的系統(tǒng)組成圖，并標注各部分的功能。五、學業(yè)評價過程性評價：觀察學生在課堂練習中的參與度和圖樣表達能力。作業(yè)評價：根據(jù)學生繪制的機器人系統(tǒng)組成圖的準確性和完整性進行評價。第二節(jié)簡易機器人的設計課時3：設計任務的提出與總體設計方案的制訂一、教學目標技術(shù)意識：學生能夠理解設計任務的需求和目標，形成初步的技術(shù)安全意識。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法對設計任務進行因素分析和整體規(guī)劃。創(chuàng)新設計：學生能夠根據(jù)設計任務提出創(chuàng)新性的設計方案。圖樣表達：學生能夠繪制初步的設計草圖，標注主要部件和連接方式。物化能力：無特定物化能力目標。二、作業(yè)目標完善設計方案，準備下節(jié)課進行模型制作。三、課程目標結(jié)合《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計能力和圖樣表達能力。四、教學過程復習舊知（5分鐘）回顧上節(jié)課學習的機器人的基本組成。講授新課（30分鐘）設計任務的提出：提出設計任務：制作一臺簡易的巡線搬運機器人。分析任務需求，明確機器人的功能要求和性能指標?？傮w設計方案的制訂：分組討論：如何根據(jù)任務需求設計機器人的整體方案。引導學生從移動載體、搬運機械手、控制系統(tǒng)等方面進行方案設計。每組展示初步設計方案，全班共同討論和優(yōu)化。課堂練習（10分鐘）學生分組繪制機器人的初步設計草圖，標注主要部件和連接方式。小組討論：如何選擇合適的材料和工具進行制作。課堂小結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）總結(jié)設計方案的制訂過程和關(guān)鍵點。作業(yè)：完善設計方案，準備下節(jié)課進行模型制作。五、學業(yè)評價過程性評價：觀察學生在小組討論和方案制訂中的參與度和創(chuàng)新思維。作業(yè)評價：根據(jù)學生提交的設計方案和草圖的質(zhì)量進行評價。第三節(jié)機器人常用的機械傳動機構(gòu)課時4：齒輪傳動機構(gòu)一、教學目標技術(shù)意識：學生能夠理解齒輪傳動的基本原理和特點，形成初步的技術(shù)規(guī)范意識。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法理解齒輪傳動在機器人中的作用。創(chuàng)新設計：通過了解齒輪傳動機構(gòu)，激發(fā)學生的創(chuàng)新設計思維。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制簡單的齒輪傳動圖。物化能力：無特定物化能力目標。二、作業(yè)目標計算一個簡單齒輪傳動的傳動比，并繪制傳動圖。三、課程目標結(jié)合《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，培養(yǎng)學生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設計能力和圖樣表達能力。四、教學過程復習舊知（5分鐘）回顧上節(jié)課學習的簡易機器人的設計任務和總體設計方案。講授新課（30分鐘）齒輪傳動機構(gòu)：講解齒輪傳動的基本原理、類型和特點。實物演示：展示不同類型的齒輪傳動裝置，分析它們的優(yōu)缺點。課堂練習：計算簡單齒輪傳動的傳動比。圖樣表達（10分鐘）學生分組繪制簡單的齒輪傳動圖，并標注傳動比和各部分名稱。課堂小結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）總結(jié)齒輪傳動的基本原理和應用。作業(yè)：計算一個簡單齒輪傳動的傳動比，并繪制傳動圖。五、學業(yè)評價過程性評價：觀察學生在課堂練習中的參與度和圖樣表達能力。作業(yè)評價：根據(jù)學生提交的齒輪傳動比計算結(jié)果和傳動圖的質(zhì)量進行評價。課時5：連桿傳動機構(gòu)一、教學目標技術(shù)意識：學生能夠理解連桿傳動機構(gòu)的基本原理和特點，形成初步的技術(shù)規(guī)范意識。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法理解連桿傳動在機器人中的作用。創(chuàng)新設計：通過了解連桿傳動機構(gòu)，激發(fā)學生的創(chuàng)新設計思維。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制簡單的連桿傳動圖。物化能力：無特定物化能力目標。二、作業(yè)目標設計