2020版 人教版 高中通-用技術 必修 技術與設計2 《第三章 系統(tǒng)及其設計》大單元整體教學設計2020課標

版人教版高中通用技術必修技術與設計2《第三章系統(tǒng)及其設計》大單元整體教學設計[2020課標]一、內容分析與整合二、《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》分解三、學情分析四、大主題或大概念設計五、大單元目標敘寫六、大單元教學重點七、大單元教學難點八、大單元整體教學思路九、學業(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、內容分析與整合（一）教學內容分析《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》明確指出，通用技術課程旨在提高學生的學科核心素養(yǎng)，其中包括技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力五個方面。本次大單元教學設計的主題為“系統(tǒng)及其設計”，來源于2020版人教版高中通用技術必修《技術與設計2》的第三章。該章節(jié)內容圍繞系統(tǒng)的概念、分類、特性、分析、優(yōu)化與設計展開，旨在通過一系列的教學活動，使學生掌握系統(tǒng)分析的基本方法，理解系統(tǒng)優(yōu)化的重要性，并能夠進行簡單的系統(tǒng)設計實踐。具體來說，本章內容分為三節(jié)：第一節(jié)“系統(tǒng)的認識”主要介紹系統(tǒng)的概念、基本構成、分類及主要特性，通過案例分析幫助學生理解系統(tǒng)的普遍性和重要性；第二節(jié)“系統(tǒng)分析”詳細闡述了系統(tǒng)分析的概念、一般過程及基本原則，通過實例分析培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力；第三節(jié)“系統(tǒng)的優(yōu)化和設計”則重點介紹了系統(tǒng)優(yōu)化的概念、系統(tǒng)設計的基本原則和一般過程，并通過設計實踐提升學生的創(chuàng)新設計和物化能力。（二）單元內容分析第一節(jié)系統(tǒng)的認識1.1系統(tǒng)的概念及基本構成：本部分通過電冰箱等生活實例，引導學生理解系統(tǒng)的定義和基本構成，明確系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴的若干組成部分構成的具有特定功能的有機整體。1.2系統(tǒng)的分類及主要特性：介紹系統(tǒng)的不同分類方法（如自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)、開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)）及系統(tǒng)的主要特性（如整體性、相關性、目的性、環(huán)境適應性），幫助學生從不同角度認識和理解系統(tǒng)。1.3系統(tǒng)的案例：通過分析指針式石英表、都江堰水利工程等案例，讓學生進一步理解系統(tǒng)的構成和特性，并學會從系統(tǒng)角度分析實際問題。第二節(jié)系統(tǒng)分析2.1系統(tǒng)分析的概念：闡述系統(tǒng)分析的定義，即運用科學的方法對系統(tǒng)進行詳細的考察，收集必要的數(shù)據(jù)，設計不同的方案并加以比較，從而得到最優(yōu)的解決方案。2.2系統(tǒng)分析的一般過程：介紹系統(tǒng)分析的一般步驟（闡明問題、分析研究、評價比較），并通過間作套種、?；~塘等案例，讓學生理解系統(tǒng)分析在實際問題中的應用。2.3系統(tǒng)分析的基本原則：闡述系統(tǒng)分析的整體性、科學性、綜合性原則，強調在分析問題時要全面考慮、科學論證、綜合權衡。第三節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化和設計3.1系統(tǒng)的優(yōu)化：介紹系統(tǒng)優(yōu)化的概念、一般過程及案例（如貨物運輸方案的優(yōu)化），使學生理解系統(tǒng)優(yōu)化在提升系統(tǒng)效能中的重要性。3.2系統(tǒng)的設計：闡述系統(tǒng)設計的基本原則（如功能實現(xiàn)原則、綜合處理原則、效益最大化原則）和一般過程（明確目標、分析問題、提出方案、評價優(yōu)化），為系統(tǒng)設計實踐提供理論指導。3.3系統(tǒng)的設計實踐：通過起重系統(tǒng)設計、太陽能路燈模型制作等實踐活動，提升學生的創(chuàng)新設計和物化能力，加深對系統(tǒng)設計過程的理解。（三）單元內容整合本單元內容圍繞“系統(tǒng)及其設計”這一主題，從系統(tǒng)的認識到系統(tǒng)分析，再到系統(tǒng)的優(yōu)化和設計，層層遞進，逐步深入。通過理論學習與實踐操作相結合的方式，使學生全面掌握系統(tǒng)分析的基本方法，理解系統(tǒng)優(yōu)化的重要性，并能夠進行簡單的系統(tǒng)設計實踐。本單元注重培養(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，為學生未來在技術領域的發(fā)展奠定堅實基礎。在整合單元內容時，我們注重以下幾點：理論與實踐相結合：在理論學習的基礎上，通過案例分析、實踐操作等方式，加深學生對系統(tǒng)及其設計相關知識的理解和掌握。循序漸進：按照從易到難、從簡單到復雜的順序安排教學內容，逐步提升學生的系統(tǒng)分析和設計能力?？鐚W科融合：在系統(tǒng)設計實踐中，鼓勵學生運用數(shù)學、物理、化學等學科知識，促進跨學科融合，培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)。注重評價反饋：通過學業(yè)評價、課堂表現(xiàn)評價等方式，及時了解學生的學習情況，為教學調整和優(yōu)化提供依據(jù)。二、《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》分解通用技術課程的核心素養(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。本單元教學設計緊密圍繞這五個核心素養(yǎng)目標展開，具體分解如下：（一）技術意識理解技術現(xiàn)象及問題：通過系統(tǒng)及其設計的學習，使學生形成對技術現(xiàn)象及技術問題的感知與體悟，理解技術的規(guī)范、標準與專利意識。分析技術影響：能夠就某一技術領域對人、社會、環(huán)境的影響作出一定的理性分析，形成技術的安全和責任意識、生態(tài)文明與環(huán)保意識、技術倫理與道德意識。技術文化理解：把握技術的基本性質，理解技術與人類文明的有機聯(lián)系，形成對技術文化的理解與主動適應。在本單元教學中，通過案例分析、討論交流等方式，引導學生關注技術現(xiàn)象及問題，分析技術對個人、社會和環(huán)境的影響，培養(yǎng)學生的技術意識。例如，在“系統(tǒng)的案例”部分，通過分析都江堰水利工程、洋山深水港等案例，讓學生理解系統(tǒng)工程在解決實際問題中的重要性和價值，同時引導學生思考技術發(fā)展對自然環(huán)境和社會生活的影響。（二）工程思維系統(tǒng)分析能力：運用系統(tǒng)分析的方法，針對某一具體技術領域的問題進行要素分析、整體規(guī)劃，并運用模擬和簡易建模等方法進行設計。工程建模能力：領悟結構、流程、系統(tǒng)、控制等基本思想和方法，能夠進行簡單的風險評估和綜合決策。問題解決能力：能夠識別技術問題的特性和細節(jié)，明確制約條件和影響因素，提出可能的解決方案，并進行性能評估和優(yōu)化。在本單元教學中，通過系統(tǒng)分析、案例研討等方式，培養(yǎng)學生的工程思維能力。例如，在“系統(tǒng)分析的一般過程”部分，通過間作套種、?；~塘等案例分析，讓學生理解系統(tǒng)分析的基本步驟和方法；在“系統(tǒng)的優(yōu)化”部分，通過貨物運輸方案優(yōu)化等案例，讓學生體驗系統(tǒng)優(yōu)化的過程和重要性。通過起重系統(tǒng)設計、太陽能路燈模型制作等實踐活動，提升學生的工程建模和問題解決能力。（三）創(chuàng)新設計創(chuàng)新思維培養(yǎng)：基于技術問題進行創(chuàng)新性方案構思，運用人機關系及相關理論進行綜合分析，提出符合設計原則且具有一定創(chuàng)造性的構思方案。技術試驗與探究：能進行技術性能和指標的技術試驗、技術探究等實踐操作，準確地觀測、記錄與分析試驗結果。設計方案優(yōu)化：綜合各種社會文化因素評價設計方案，通過技術試驗和技術探究等方法對方案進行優(yōu)化。在本單元教學中，通過創(chuàng)新設計、技術試驗與探究等方式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力。例如，在“系統(tǒng)的設計實踐”部分，鼓勵學生發(fā)揮想象力，設計具有創(chuàng)新性的起重系統(tǒng)和太陽能路燈模型；在技術試驗與探究環(huán)節(jié)，通過實際操作和數(shù)據(jù)分析，提升學生的技術試驗能力和科學探究精神。通過方案評價和優(yōu)化活動，培養(yǎng)學生的批判性思維和綜合決策能力。（四）圖樣表達技術圖樣識讀：識讀簡單的機械加工圖、電子線路圖、效果圖、裝配圖等常見的技術圖樣，理解圖樣的表達方式和意義。技術圖樣繪制：能夠用手工和二維、三維設計軟件繪制簡單的技術圖樣，表達設計構想和技術方案。圖樣交流能力：通過技術圖樣與他人交流設計思想和成果，實現(xiàn)技術信息的有效傳遞和共享。在本單元教學中，通過圖樣識讀、繪制和交流等方式，培養(yǎng)學生的圖樣表達能力。例如，在“系統(tǒng)的案例”部分，通過分析指針式石英表、都江堰水利工程等案例的技術圖樣，讓學生理解圖樣的表達方式和意義；在“起重系統(tǒng)設計”和“太陽能路燈模型制作”等實踐活動中，要求學生繪制設計圖樣，并通過圖樣交流設計思想和成果。通過圖樣評價活動，提升學生的圖樣識別和評價能力。（五）物化能力材料與工具選擇：根據(jù)設計方案要求選擇合適的材料和工具，了解常用材料的屬性和加工方法。模型制作與裝配：能獨立完成模型或產品的成型制作和裝配工作，掌握一定的工藝技術和操作方法。物化過程體驗：通過模型制作和裝配過程體驗物化實現(xiàn)的復雜性和創(chuàng)造性，形成精益求精、追求卓越的工作態(tài)度。在本單元教學中，通過模型制作、裝配和調試等實踐活動，培養(yǎng)學生的物化能力。例如，在“起重系統(tǒng)設計”和“太陽能路燈模型制作”等實踐活動中，要求學生選擇合適的材料和工具進行模型制作和裝配；在物化過程體驗環(huán)節(jié)，通過實際操作和問題解決活動，提升學生的工藝技術和操作能力。通過物化成果展示和評價活動，培養(yǎng)學生的成就感和自信心。三、學情分析（一）已知內容分析在本章內容學習之前，學生已經完成了《技術與設計1》模塊的學習，具備了一定的技術設計基礎知識和技能。通過日常生活和學習的積累，學生已經對“系統(tǒng)”這一概念有了一定的感性認識。例如，學生可能對家庭電路系統(tǒng)、學校的教學管理系統(tǒng)、交通系統(tǒng)等有一定的了解，并能簡單描述這些系統(tǒng)的基本構成和功能。學生對系統(tǒng)的概念、分類、特性以及系統(tǒng)分析和設計的方法等理論層面的知識還較為模糊，需要通過本單元的學習進一步系統(tǒng)化、理論化。（二）新知內容分析本單元《系統(tǒng)及其設計》是《技術與設計2》的重要組成部分，旨在幫助學生深入理解系統(tǒng)的概念，掌握系統(tǒng)分析的基本方法，學會進行系統(tǒng)優(yōu)化和設計。具體內容包括：系統(tǒng)的認識：理解系統(tǒng)的概念及基本構成，了解系統(tǒng)的分類及主要特性，通過案例分析加深對系統(tǒng)特性的理解。系統(tǒng)分析：掌握系統(tǒng)分析的概念、一般過程和基本原則，學會運用系統(tǒng)分析的方法解決實際問題。系統(tǒng)的優(yōu)化和設計：了解系統(tǒng)優(yōu)化的概念和方法，掌握系統(tǒng)設計的基本原則和一般過程，通過實踐任務提升系統(tǒng)設計和優(yōu)化的能力。這些內容對于學生形成系統(tǒng)的思維方式和解決問題的能力具有重要意義，同時也是后續(xù)學習結構、流程、控制等內容的基礎。（三）學生學習能力分析邏輯思維能力：高中生已經具備了一定的邏輯思維能力，能夠通過分析、比較、歸納等方法理解復雜概念和問題。將理論知識應用于實際問題解決時，部分學生可能仍會感到困難。自主學習能力：隨著信息技術的普及，學生的自主學習能力有所增強，能夠通過網絡、圖書等資源獲取新知識。但在實際應用中，如何篩選和整合信息，形成自己的見解仍需指導。實踐能力：學生已經具備了一定的動手能力，能夠通過制作模型、進行技術試驗等方式驗證理論知識。但在系統(tǒng)設計和優(yōu)化方面，由于缺乏實踐經驗，可能需要更多的引導和練習。合作與交流能力：在小組活動中，學生能夠較好地與他人合作，分享自己的觀點和成果。但在團隊合作中，如何協(xié)調不同意見，形成共識仍需加強。（四）學習障礙突破策略理論聯(lián)系實際：通過引入貼近學生生活的案例，如校園廣播系統(tǒng)、教室照明系統(tǒng)等，幫助學生理解系統(tǒng)的概念、分類和特性。鼓勵學生觀察和分析身邊的系統(tǒng)，增強學習的趣味性和實效性。分層教學：針對不同學習能力的學生，設計不同難度的任務和評價標準。對于基礎較弱的學生，注重基礎概念的講解和練習；對于能力較強的學生，鼓勵其進行更深入的研究和創(chuàng)新。小組合作學習：通過小組合作的方式，讓學生在交流中互相啟發(fā)，共同解決問題。在小組活動中，明確分工和職責，確保每個學生都能參與到活動中來，提升合作效率。實踐操作：設計豐富的實踐任務，如制作簡易水位控制系統(tǒng)、優(yōu)化教室照明系統(tǒng)等，讓學生在動手實踐中加深對系統(tǒng)分析和設計方法的理解。通過技術試驗和數(shù)據(jù)分析，提升學生的問題解決能力和創(chuàng)新思維。及時反饋與指導：在教學過程中，密切關注學生的學習情況，及時給予反饋和指導。對于學生在學習過程中遇到的問題和困惑，耐心解答，并提供必要的幫助和支持。鼓勵學生主動提問和討論，形成良好的學習氛圍。信息技術輔助：充分利用信息技術手段，如多媒體教學、在線學習平臺等，豐富教學資源和學習方式。通過動畫、視頻等形式直觀地展示系統(tǒng)的工作原理和設計過程，提高學生的學習興趣和參與度。注重評價與反思：建立完善的評價體系，不僅關注學生的學習成果，還關注其學習過程和學習態(tài)度。鼓勵學生進行自我評價和反思，總結學習經驗和教訓，為今后的學習提供借鑒和指導。通過以上策略的實施，旨在幫助學生克服學習障礙，提高學習效率和質量，形成系統(tǒng)的思維方式和解決問題的能力。通過豐富多樣的教學活動和實踐任務，激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新思維，為其終身發(fā)展奠定堅實的基礎。四、大主題或大概念設計本單元的大主題設計為“系統(tǒng)與設計的深度探索與實踐”。圍繞這一主題，通過系統(tǒng)的認識、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)的優(yōu)化與設計三個子課題的學習活動，幫助學生理解系統(tǒng)的概念、基本構成及主要特性，掌握系統(tǒng)分析的一般過程和基本原則，能夠進行簡單的系統(tǒng)優(yōu)化與設計實踐，從而培養(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。五、大單元目標敘寫（一）技術意識學生能夠理解系統(tǒng)的概念，識別生活中常見的系統(tǒng)，并能分析系統(tǒng)與人、自然、社會的關系。學生能夠認識到系統(tǒng)分析在解決實際問題中的重要性，形成利用系統(tǒng)方法進行問題分析和解決的技術意識。學生能夠理解系統(tǒng)優(yōu)化與設計的必要性，關注技術產品的系統(tǒng)性能，形成對技術產品系統(tǒng)優(yōu)化的初步意識。（二）工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對具體問題進行要素分析、整體規(guī)劃，并嘗試運用模擬和簡易建模等方法進行設計。學生能夠理解系統(tǒng)設計的基本原則，包括功能實現(xiàn)原則、綜合處理原則和效益最大化原則，并能夠在實際設計中加以應用。學生能夠通過系統(tǒng)分析和優(yōu)化，初步形成對技術問題的風險評估和綜合決策能力。（三）創(chuàng)新設計學生能夠在系統(tǒng)認識的基礎上，結合系統(tǒng)分析的結果，提出具有創(chuàng)新性的系統(tǒng)設計方案。學生能夠運用圖樣表達的方式，清晰、準確地描述系統(tǒng)設計方案，并能夠與他人進行交流和討論。學生能夠通過實踐活動，對系統(tǒng)設計方案進行驗證和優(yōu)化，形成初步的創(chuàng)新設計能力。（四）圖樣表達學生能夠識讀簡單的系統(tǒng)圖、流程圖、控制方框圖等常見技術圖樣，理解圖樣在系統(tǒng)設計中的作用。學生能夠運用手工繪圖工具或二維、三維設計軟件繪制系統(tǒng)圖、流程圖等，表達系統(tǒng)設計方案。學生能夠通過圖樣表達，將系統(tǒng)的功能、結構、流程等要素清晰地呈現(xiàn)出來，便于與他人進行交流和溝通。（五）物化能力學生能夠根據(jù)系統(tǒng)設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型或原型的制作。學生能夠掌握一定的工藝技能，如加工、裝配、調試等，確保模型或原型的制作質量。學生能夠通過實踐活動，對模型或原型進行測試和優(yōu)化，提高其性能和可靠性，形成初步的物化能力。六、大單元教學重點系統(tǒng)的概念及基本構成：理解系統(tǒng)的定義，識別生活中的常見系統(tǒng)，掌握系統(tǒng)的基本構成和要素。系統(tǒng)分析的一般過程和基本原則：掌握系統(tǒng)分析的基本步驟和方法，能夠運用系統(tǒng)分析的方法解決實際問題。系統(tǒng)設計的基本原則和方法：理解系統(tǒng)設計的基本原則，掌握系統(tǒng)設計的一般方法，能夠進行簡單的系統(tǒng)設計實踐。圖樣表達在系統(tǒng)設計中的應用：掌握圖樣表達的基本技能，能夠運用圖樣表達系統(tǒng)設計方案，提高與他人交流和溝通的能力。物化能力的培養(yǎng)：通過實踐活動，培養(yǎng)學生的工藝技能和物化能力，使其能夠將系統(tǒng)設計方案轉化為實際的模型或原型。七、大單元教學難點系統(tǒng)分析的綜合運用：學生往往難以將系統(tǒng)分析的方法綜合運用到實際問題中，需要通過大量的案例分析和實踐活動來培養(yǎng)其系統(tǒng)分析的能力。系統(tǒng)設計的創(chuàng)新性和實用性：學生在進行系統(tǒng)設計時，往往難以兼顧創(chuàng)新性和實用性，需要引導其從用戶需求出發(fā)，結合技術可行性、經濟可行性等因素進行綜合考慮。圖樣表達的準確性和清晰度：圖樣表達是系統(tǒng)設計的重要環(huán)節(jié)，但學生往往難以準確、清晰地表達系統(tǒng)設計方案，需要通過大量的練習和反饋來提高其圖樣表達的能力。物化能力的實際操作：物化能力的培養(yǎng)需要學生通過實踐活動來積累經驗和技能，但實際操作過程中往往存在各種問題和困難，需要教師提供及時的指導和幫助。針對以上教學難點，本單元將采取以下措施加以突破：加強案例分析和實踐活動：通過大量的案例分析和實踐活動，幫助學生理解系統(tǒng)分析的方法和應用，培養(yǎng)其系統(tǒng)分析的能力。注重用戶需求和技術可行性的綜合考慮：在系統(tǒng)設計過程中，引導學生從用戶需求出發(fā)，結合技術可行性、經濟可行性等因素進行綜合考慮，提高其系統(tǒng)設計的創(chuàng)新性和實用性。加強圖樣表達的練習和反饋：通過大量的練習和反饋，幫助學生掌握圖樣表達的基本技能，提高其圖樣表達的準確性和清晰度。提供及時的指導和幫助：在物化能力培養(yǎng)過程中，教師將提供及時的指導和幫助，解決學生在實際操作過程中遇到的各種問題和困難，提高其物化能力。通過以上措施的實施，本單元將幫助學生深入理解系統(tǒng)的概念、基本構成及主要特性，掌握系統(tǒng)分析的一般過程和基本原則，能夠進行簡單的系統(tǒng)優(yōu)化與設計實踐，從而培養(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。八、大單元整體教學思路教學目標設定根據(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2020版人教版高中通用技術必修《技術與設計2》第三章《系統(tǒng)及其設計》的教學內容，本大單元整體教學思路設定以下教學目標，涵蓋通用技術的核心素養(yǎng)目標：技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達、物化能力。（一）技術意識理解系統(tǒng)的基本概念和重要性：學生能夠理解系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴的若干組成部分構成的具有特定功能的有機整體，認識到系統(tǒng)在日常生活和工程實踐中的廣泛存在和重要性。形成對系統(tǒng)的規(guī)范意識：通過分析系統(tǒng)的構成和特性，學生能夠形成對系統(tǒng)的規(guī)范意識，理解系統(tǒng)的整體性、相關性、目的性、環(huán)境適應性等基本特性，以及系統(tǒng)對技術進步和社會發(fā)展的推動作用。培養(yǎng)技術倫理與環(huán)保意識：在系統(tǒng)分析和設計過程中，學生能夠考慮技術應用的倫理問題和環(huán)境影響，形成正確的技術倫理觀和環(huán)保意識。（二）工程思維掌握系統(tǒng)分析的方法：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，針對具體問題進行要素分析、整體規(guī)劃，識別問題的特性和細節(jié)，明確制約條件和各種影響因素，提出可能的解決方案。發(fā)展系統(tǒng)思維與工程建模能力：通過系統(tǒng)分析、系統(tǒng)優(yōu)化和設計實踐，學生能夠發(fā)展系統(tǒng)思維，學會運用結構、流程、系統(tǒng)、控制等基本思想和方法，進行簡單的系統(tǒng)建模和仿真。形成綜合決策與風險管理能力：在系統(tǒng)分析和設計過程中，學生能夠綜合考慮技術、經濟、社會、環(huán)境等多方面因素，進行風險評估和綜合決策，優(yōu)化系統(tǒng)設計方案。（三）創(chuàng)新設計培養(yǎng)創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力：在系統(tǒng)優(yōu)化和設計實踐中，學生能夠發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出具有創(chuàng)意的解決方案，不斷優(yōu)化系統(tǒng)設計，提高系統(tǒng)的功能和性能。掌握創(chuàng)新設計的方法：學生能夠運用創(chuàng)新技法，如智力激勵法、設問法、類比法等，進行系統(tǒng)的創(chuàng)新設計，提高系統(tǒng)的創(chuàng)新性和實用性。增強設計實踐能力：通過系統(tǒng)設計實踐，學生能夠增強設計實踐能力，掌握系統(tǒng)設計的一般過程和方法，積累系統(tǒng)設計的經驗。（四）圖樣表達提高技術圖樣識讀與繪制能力：學生能夠識讀和理解系統(tǒng)的結構圖、流程圖、控制系統(tǒng)方框圖等技術圖樣，掌握繪制簡單系統(tǒng)圖樣的方法，用技術語言準確表達設計構想。增強圖樣表達能力：在系統(tǒng)設計和優(yōu)化過程中，學生能夠運用二維、三維設計軟件等工具，繪制復雜的技術圖樣，表達系統(tǒng)的設計方案和優(yōu)化思路，提高圖樣表達能力。培養(yǎng)技術交流與合作能力：通過圖樣表達，學生能夠清晰地向他人展示自己的設計成果，進行有效的技術交流和合作，共同完善系統(tǒng)設計。（五）物化能力掌握系統(tǒng)物化實現(xiàn)的方法：學生能夠根據(jù)系統(tǒng)設計方案，選擇合適的材料和工具，進行系統(tǒng)的物化實現(xiàn)，完成模型或產品的制作和裝配。提高物化實現(xiàn)的能力：在系統(tǒng)物化實現(xiàn)過程中，學生能夠掌握一定的工藝方法和操作技能，嚴謹細致地完成系統(tǒng)的制作和裝配，提高物化實現(xiàn)的能力。培養(yǎng)工匠精神與質量意識：在物化實現(xiàn)過程中，學生能夠注重細節(jié)和精度，追求高質量的產品制作，形成精益求精、追求卓越的良好品格和工匠精神。教學重點系統(tǒng)分析的方法與應用：掌握系統(tǒng)分析的一般過程和基本原則，能夠運用系統(tǒng)分析的方法解決具體問題。系統(tǒng)的優(yōu)化與設計實踐：理解系統(tǒng)優(yōu)化的概念和方法，能夠進行系統(tǒng)優(yōu)化設計和實踐，提高系統(tǒng)的功能和性能。技術圖樣識讀與繪制：提高技術圖樣的識讀與繪制能力，能夠用技術語言準確表達設計構想。教學難點系統(tǒng)建模與仿真：理解系統(tǒng)建模的基本原理和方法，能夠運用建模工具進行簡單的系統(tǒng)建模和仿真。綜合決策與風險管理：在系統(tǒng)分析和設計過程中，能夠綜合考慮多方面因素，進行風險評估和綜合決策。創(chuàng)新設計與物化實現(xiàn)：發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出具有創(chuàng)意的系統(tǒng)設計方案，并能夠進行物化實現(xiàn)，完成模型或產品的制作和裝配。教學過程設計第一階段：系統(tǒng)認識與理解（約2課時）導入新課：通過生活中的實例，如人體系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等，引導學生認識系統(tǒng)的廣泛存在和重要性，激發(fā)學生的學習興趣。講授系統(tǒng)的概念及基本構成：介紹系統(tǒng)的定義、基本構成和要素，通過案例分析，幫助學生理解系統(tǒng)的整體性、相關性等基本特性。系統(tǒng)的分類及主要特性：講解系統(tǒng)的分類方法，如自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)、開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)等，并分析各類系統(tǒng)的主要特性。課堂討論與互動：組織學生分組討論生活中的系統(tǒng)實例，分析系統(tǒng)的構成和特性，培養(yǎng)學生的觀察力和分析能力。第二階段：系統(tǒng)分析與實踐（約4課時）系統(tǒng)分析的概念：介紹系統(tǒng)分析的定義、目的和意義，引導學生理解系統(tǒng)分析在解決實際問題中的重要性。系統(tǒng)分析的一般過程：講解系統(tǒng)分析的一般步驟，包括闡明問題、分析研究、評價比較等，通過案例分析，幫助學生掌握系統(tǒng)分析的方法。系統(tǒng)分析的基本原則：介紹系統(tǒng)分析的整體性原則、科學性原則、綜合性原則等，引導學生理解這些原則在系統(tǒng)分析中的應用。系統(tǒng)分析實踐：組織學生分組進行系統(tǒng)分析實踐，如交通系統(tǒng)分析、生態(tài)系統(tǒng)分析等，通過實踐加深對系統(tǒng)分析方法的理解和掌握。第三階段：系統(tǒng)的優(yōu)化與設計（約6課時）系統(tǒng)的優(yōu)化：介紹系統(tǒng)優(yōu)化的概念、目的和方法，通過案例分析，幫助學生理解系統(tǒng)優(yōu)化的過程和意義。系統(tǒng)的設計：講解系統(tǒng)設計的基本原則和一般過程，包括明確目標、分析問題、提出方案、優(yōu)化設計等步驟，引導學生掌握系統(tǒng)設計的方法。系統(tǒng)設計實踐：組織學生分組進行系統(tǒng)設計實踐，如智能家居系統(tǒng)設計、校園生態(tài)系統(tǒng)設計等，通過實踐培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力和物化實現(xiàn)能力。系統(tǒng)建模與仿真：介紹系統(tǒng)建模的基本原理和方法，通過案例分析，幫助學生理解系統(tǒng)建模的過程和意義，并引導學生進行簡單的系統(tǒng)建模和仿真實踐。第四階段：總結與展示（約2課時）總結回顧：回顧本單元的學習內容，總結系統(tǒng)分析、系統(tǒng)優(yōu)化和設計的方法與技巧，幫助學生鞏固所學知識。成果展示：組織學生分組展示系統(tǒng)分析和設計的成果，包括技術圖樣、設計方案、模型或產品等，通過展示增強學生的自信心和成就感。評價反饋：采用學生自評、互評和教師評價相結合的方式，對學生的學習成果進行評價和反饋，指出優(yōu)點和不足，提出改進建議。學業(yè)評價設計過程性評價：關注學生在系統(tǒng)分析、系統(tǒng)優(yōu)化和設計過程中的表現(xiàn)，包括參與度、合作精神、創(chuàng)新思維、圖樣表達能力等，通過課堂觀察、小組討論、實踐報告等方式進行評價。成果性評價：關注學生系統(tǒng)分析和設計的成果質量，包括技術圖樣的準確性、設計方案的合理性、模型或產品的制作質量等，通過成果展示、作品評價等方式進行評價。綜合評價：結合過程性評價和成果性評價的結果，對學生進行綜合評價，評定學生的學業(yè)成績，并提出針對性的改進建議。通過以上教學思路的設計和實施，旨在幫助學生全面掌握系統(tǒng)及其設計的知識和方法，提高通用技術的核心素養(yǎng)能力，為未來的學習和生活奠定堅實的基礎。九、學業(yè)評價教學目標技術意識：學生能夠理解系統(tǒng)的概念、基本構成、分類及主要特性，認識到系統(tǒng)分析在設計中的重要性，形成對技術系統(tǒng)復雜性的認知。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，針對具體問題進行要素分析、整體規(guī)劃，并通過模擬和簡易建模等方法進行設計，初步形成系統(tǒng)與工程思維。創(chuàng)新設計：學生能夠基于系統(tǒng)優(yōu)化的需求，提出創(chuàng)新性的設計方案，并通過技術試驗和技術探究驗證設計方案的可行性。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制系統(tǒng)框圖、流程圖等，用技術語言準確表達設計方案，并與他人進行交流。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，進行模型制作或原型開發(fā)，具備一定的動手實踐能力。學習目標理解系統(tǒng)的概念和基本構成：掌握系統(tǒng)的定義，理解系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴的若干組成部分構成的具有特定功能的有機整體。能夠分析具體案例，識別系統(tǒng)的基本構成要素及它們之間的相互關系。了解系統(tǒng)的分類及主要特性：能夠區(qū)分自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)、開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)等不同類型的系統(tǒng)。理解系統(tǒng)的主要特性，包括整體性、相關性、目的性和環(huán)境適應性。掌握系統(tǒng)分析的方法：理解系統(tǒng)分析的概念和一般過程，包括闡明問題、分析研究、評價比較等步驟。能夠運用系統(tǒng)分析的基本原則，如整體性原則、科學性原則和綜合性原則，進行實際問題的分析。理解系統(tǒng)優(yōu)化和設計的概念：掌握系統(tǒng)優(yōu)化的概念和方法，了解系統(tǒng)優(yōu)化的一般過程。理解系統(tǒng)設計的基本原則，包括功能實現(xiàn)原則、綜合處理原則和效益最大化原則。具備基本的圖樣表達和物化能力：能夠識讀和繪制系統(tǒng)框圖、流程圖等，用技術語言準確表達設計方案。能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，進行模型制作或原型開發(fā)。評價目標設定（一）技術意識評價內容：學生對系統(tǒng)概念、基本構成及分類的理解程度。學生能否在實際情境中識別出系統(tǒng)，并分析系統(tǒng)的基本構成要素及相互關系。評價方式：通過課堂討論、案例分析等方式，觀察學生對系統(tǒng)概念的理解和應用能力。設計情境問題，讓學生判斷并解釋某一對象是否構成系統(tǒng)，以及系統(tǒng)的基本構成要素。評價標準：能夠準確解釋系統(tǒng)的定義，識別系統(tǒng)的基本構成要素。能夠根據(jù)系統(tǒng)分類標準，正確區(qū)分不同類型的系統(tǒng)。能夠分析實際情境中的系統(tǒng)，并闡述其基本特性和功能。（二）工程思維評價內容：學生運用系統(tǒng)分析的方法進行要素分析、整體規(guī)劃的能力。學生能否通過模擬和簡易建模等方法進行設計，形成初步的系統(tǒng)與工程思維。評價方式：分組進行項目設計，觀察學生在項目設計過程中如何運用系統(tǒng)分析的方法。讓學生提交系統(tǒng)分析報告，評價其分析的全面性、準確性和深度。評價標準：能夠明確系統(tǒng)分析的目標和問題，收集并整理相關資料。能夠運用系統(tǒng)分析的一般過程，進行系統(tǒng)要素分析、整體規(guī)劃和方案比較。能夠通過模擬和簡易建模驗證設計方案的可行性，提出優(yōu)化建議。（三）創(chuàng)新設計評價內容：學生基于系統(tǒng)優(yōu)化需求提出創(chuàng)新性設計方案的能力。學生能否通過技術試驗和技術探究驗證設計方案的可行性。評價方式：組織創(chuàng)新設計比賽，評價學生設計方案的創(chuàng)新性和實用性。讓學生進行技術試驗和技術探究，觀察其試驗設計和操作過程，評價其探究能力和問題解決能力。評價標準：設計方案具有創(chuàng)新性，能夠針對系統(tǒng)優(yōu)化需求提出獨特的解決方案。設計方案具有實用性，能夠解決實際問題，滿足特定功能需求。能夠設計合理的技術試驗方案，準確記錄和分析試驗數(shù)據(jù)，驗證設計方案的可行性。（四）圖樣表達評價內容：學生識讀和繪制系統(tǒng)框圖、流程圖等的能力。學生能否用技術語言準確表達設計方案，并與他人進行交流。評價方式：設計圖樣表達任務，讓學生繪制系統(tǒng)框圖、流程圖等，評價其圖樣的準確性和規(guī)范性。組織小組討論或匯報，觀察學生如何用技術語言表達設計方案，并評價其交流能力。評價標準：圖樣表達準確、規(guī)范，能夠清晰展示系統(tǒng)的結構和功能。能夠用技術語言準確描述設計方案，包括系統(tǒng)的輸入輸出、處理流程、控制策略等。在交流過程中能夠清晰表達自己的想法，有效回應他人的質疑和建議。（五）物化能力評價內容：學生根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具進行模型制作或原型開發(fā)的能力。學生動手實踐的能力以及解決實際問題的能力。評價方式：組織模型制作或原型開發(fā)活動，觀察學生的操作過程和成品質量。設計實踐任務書，讓學生記錄實踐過程、遇到的問題及解決方案等，評價其實踐能力和問題解決能力。評價標準：能夠根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，進行合理規(guī)劃和布局。在模型制作或原型開發(fā)過程中能夠遵循操作規(guī)范和安全要求。成品質量符合設計要求，能夠展示系統(tǒng)的基本功能和特性。能夠記錄并反思實踐過程，提出改進意見和解決方案。學業(yè)評價設計案例案例一：系統(tǒng)分析報告評價評價目標：評價學生運用系統(tǒng)分析的方法進行要素分析、整體規(guī)劃的能力。評價內容：系統(tǒng)概述：簡要描述所分析系統(tǒng)的基本情況和背景。系統(tǒng)構成分析：識別系統(tǒng)的基本構成要素，分析它們之間的相互關系。系統(tǒng)特性分析：分析系統(tǒng)的主要特性，如整體性、相關性、目的性和環(huán)境適應性。系統(tǒng)問題分析：闡明系統(tǒng)存在的問題或需要優(yōu)化的方面。系統(tǒng)優(yōu)化方案：提出具體的優(yōu)化方案，包括改進措施和實施步驟。方案評價：對優(yōu)化方案進行綜合評價，分析其可行性和預期效果。評價方式：分組進行項目設計，每組選擇一個實際系統(tǒng)進行分析。學生提交系統(tǒng)分析報告，教師根據(jù)評價內容進行評價。組織匯報會，讓學生展示分析成果，接受同學和教師的提問和評價。評價標準：系統(tǒng)概述：描述準確、簡潔，能夠概括系統(tǒng)的基本情況。系統(tǒng)構成分析：能夠準確識別系統(tǒng)的基本構成要素，分析它們之間的相互關系。系統(tǒng)特性分析：能夠準確分析系統(tǒng)的主要特性，并解釋其對系統(tǒng)功能的影響。系統(tǒng)問題分析：能夠深入剖析系統(tǒng)存在的問題或需要優(yōu)化的方面，提出有見地的觀點。系統(tǒng)優(yōu)化方案：方案具有創(chuàng)新性和實用性，能夠針對系統(tǒng)問題提出有效的改進措施。方案評價：評價全面、客觀，能夠充分論證方案的可行性和預期效果。案例二：生態(tài)魚缸系統(tǒng)設計評價評價目標：評價學生基于系統(tǒng)優(yōu)化需求提出創(chuàng)新性設計方案的能力，以及圖樣表達和物化能力。評價內容：設計方案：包括生態(tài)魚缸的結構設計、流程設計、系統(tǒng)設計和控制設計等。圖樣表達：繪制系統(tǒng)框圖、流程圖等，用技術語言準確表達設計方案。模型制作：根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具進行模型制作。功能展示：展示生態(tài)魚缸系統(tǒng)的基本功能和特性，如自動循環(huán)過濾、智能溫控等。評價方式：組織創(chuàng)新設計比賽，學生提交設計方案和模型。教師根據(jù)評價內容對設計方案、圖樣表達和模型制作進行評價。組織展示會，讓學生現(xiàn)場演示生態(tài)魚缸系統(tǒng)的功能，并接受同學和教師的評價。評價標準：設計方案：具有創(chuàng)新性，能夠針對生態(tài)魚缸系統(tǒng)的需求提出獨特的解決方案。結構設計合理，能夠支撐魚缸并保持良好的穩(wěn)定性。流程設計順暢，能夠實現(xiàn)水質的自動循環(huán)過濾和更新。系統(tǒng)設計完善，能夠建立良好的生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)魚、植物、微生物等生物之間的平衡。控制設計智能，能夠實現(xiàn)自動溫控、自動喂食等功能。圖樣表達：圖樣表達準確、規(guī)范，能夠清晰展示生態(tài)魚缸系統(tǒng)的結構和功能。能夠用技術語言準確描述設計方案中的關鍵要素和參數(shù)。模型制作：模型制作精細，能夠體現(xiàn)設計方案的主要特點和功能。材料選擇合理，符合生態(tài)魚缸系統(tǒng)的使用要求。操作過程規(guī)范，能夠遵循安全要求和操作規(guī)范。功能展示：生態(tài)魚缸系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，展示其基本功能和特性。學生能夠清晰解釋系統(tǒng)的工作原理和操作流程。能夠針對同學的提問進行有效回應和解答。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必修《技術與設計2》第三章《系統(tǒng)及其設計》的教學內容，旨在通過系統(tǒng)的教學設計，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。本單元的實施思路如下：整體把握教學內容：整體把握《系統(tǒng)及其設計》這一章的教學內容，明確各節(jié)之間的聯(lián)系和遞進關系，確保教學的系統(tǒng)性和連貫性。創(chuàng)設真實情境：通過創(chuàng)設與學生生活緊密相關的真實情境，激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望，使學生在解決實際問題的過程中提升核心素養(yǎng)。項目式學習：采用項目式學習方式，將系統(tǒng)的認識、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)的優(yōu)化和設計等內容融入具體的項目中，讓學生在完成項目的過程中體驗技術設計的一般過程，形成問題解決的能力。分層遞進教學：根據(jù)學生的學習基礎和認知水平，采用分層遞進的教學策略，逐步深入，確保每個學生都能在原有基礎上得到提升。強化實踐操作：注重學生的實踐操作，通過動手制作、技術試驗等活動，提升學生的物化能力和技術實踐經驗。多元評價：采用多元評價方式，包括自評、互評和師評，注重過程性評價和終結性評價相結合，全面反映學生的學習情況。二、教學目標設定（一）技術意識學生能夠形成對系統(tǒng)及其設計的基本認識，理解系統(tǒng)在日常生活中的廣泛應用和重要性。學生能夠認識到系統(tǒng)分析、優(yōu)化和設計在解決實際問題中的價值，形成運用系統(tǒng)思想解決問題的意識。（二）工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，識別問題、明確任務、收集信息，進行多因素分析和整體籌劃。學生能夠理解系統(tǒng)的構成、分類和主要特性，掌握系統(tǒng)優(yōu)化和設計的一般過程和方法。（三）創(chuàng)新設計學生能夠在系統(tǒng)分析的基礎上，提出創(chuàng)新性的設計方案，解決實際問題。學生能夠運用圖樣表達設計構想，進行技術交流和評價。（四）圖樣表達學生能夠識讀和繪制簡單的系統(tǒng)圖、流程圖、控制方框圖等，表達設計方案。學生能夠運用圖樣進行技術交流和評價，提升圖樣表達能力。（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，進行模型制作和裝配。學生能夠完成系統(tǒng)模型的制作和調試，提升物化能力和技術實踐經驗。三、教學結構圖系統(tǒng)及其設計├──系統(tǒng)的認識│├──系統(tǒng)的概念及基本構成│├──系統(tǒng)的分類及主要特性│└──系統(tǒng)的案例├──系統(tǒng)分析│├──系統(tǒng)分析的概念│├──系統(tǒng)分析的一般過程│└──系統(tǒng)分析的基本原則├──系統(tǒng)的優(yōu)化和設計│├──系統(tǒng)的優(yōu)化│├──系統(tǒng)的設計│└──系統(tǒng)的設計實踐└──綜合項目實踐├──項目選題與方案設計├──方案實施與模型制作├──方案優(yōu)化與調試└──項目展示與評價四、具體教學實施步驟（一）系統(tǒng)的認識（2課時）導入新課（5分鐘）通過展示一些生活中常見的系統(tǒng)實例（如交通系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、人體系統(tǒng)等），引導學生思考這些系統(tǒng)的共同點和特性，引入系統(tǒng)的概念。講授新知（25分鐘）系統(tǒng)的概念及基本構成：講解系統(tǒng)的定義、基本構成和要素之間的關系，通過案例分析（如電冰箱系統(tǒng)）加深理解。系統(tǒng)的分類及主要特性：介紹系統(tǒng)的分類（自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)、開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)），講解系統(tǒng)的主要特性（整體性、相關性、目的性、環(huán)境適應性）。課堂練習（15分鐘）學生分組討論，列舉生活中常見的系統(tǒng)實例，并嘗試對其進行分類和特性分析。小結作業(yè)（5分鐘）小結本節(jié)課所學內容，布置作業(yè)：收集生活中不同系統(tǒng)的實例，分析其構成和特性。（二）系統(tǒng)分析（2課時）復習舊知（5分鐘）回顧系統(tǒng)的概念、分類和主要特性，引入系統(tǒng)分析的重要性。講授新知（25分鐘）系統(tǒng)分析的概念：講解系統(tǒng)分析的定義、目的和意義。系統(tǒng)分析的一般過程：介紹系統(tǒng)分析的一般步驟（闡明問題、分析研究、評價比較），通過案例分析（如農業(yè)生產的間作套種）加深理解。系統(tǒng)分析的基本原則：講解系統(tǒng)分析的整體性原則、科學性原則和綜合性原則。課堂練習（15分鐘）學生分組，選擇一個生活中的實際問題，進行系統(tǒng)分析，明確問題、收集信息、提出解決方案。小結作業(yè)（5分鐘）小結本節(jié)課所學內容，布置作業(yè)：繼續(xù)完善系統(tǒng)分析方案，準備進行課堂展示。（三）系統(tǒng)的優(yōu)化和設計（4課時）復習舊知（5分鐘）回顧系統(tǒng)分析的內容，引入系統(tǒng)的優(yōu)化和設計。講授新知（25分鐘）系統(tǒng)的優(yōu)化：講解系統(tǒng)優(yōu)化的概念、一般過程和方法，通過案例分析（如貨物運輸方案的優(yōu)化）加深理解。系統(tǒng)的設計：介紹系統(tǒng)設計的基本原則、一般過程和方法，強調功能實現(xiàn)、綜合處理和效益最大化。課堂練習（15分鐘）學生分組，選擇一個系統(tǒng)優(yōu)化或設計的項目，制定設計方案，繪制系統(tǒng)圖或流程圖。設計實踐（60分鐘）學生根據(jù)設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型制作和裝配。教師巡回指導，及時解決問題。展示評價（15分鐘）各組展示設計成果，進行自評、互評和師評，提出改進建議。小結作業(yè)（5分鐘）小結本節(jié)課所學內容，布置作業(yè)：進一步完善設計方案和模型，準備進行項目展示。（四）綜合項目實踐（4課時）項目選題與方案設計（90分鐘）學生分組，選擇一個與生活緊密相關的系統(tǒng)項目（如智能家居系統(tǒng)、校園安防系統(tǒng)等），進行項目選題和方案設計。教師提供必要的指導和資源支持。方案實施與模型制作（120分鐘）學生根據(jù)設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型制作和裝配。教師巡回指導，及時解決問題。學生之間可以相互交流、協(xié)作，共同完成項目。方案優(yōu)化與調試（90分鐘）學生對制作完成的模型進行測試和調試，發(fā)現(xiàn)問題并進行優(yōu)化改進。教師可以組織學生進行技術交流和評價活動，分享經驗和成果。項目展示與評價（90分鐘）各組展示項目成果，進行項目匯報和演示。教師組織學生進行自評、互評和師評活動，評選出優(yōu)秀項目并頒發(fā)證書或獎品。同時鼓勵學生將項目成果應用到實際生活中去發(fā)揮價值。通過以上具體教學實施步驟的開展落實大單元實施思路及教學目標設定內容，旨在全面提升學生的通用技術核心素養(yǎng)及綜合能力水平。十一、大情境、大任務創(chuàng)設一、大情境情境背景：在現(xiàn)代社會中，系統(tǒng)無處不在，從微觀的分子結構到宏觀的生態(tài)系統(tǒng)，從簡單的機械裝置到復雜的城市交通網絡，系統(tǒng)都是構成這些事物的基礎。隨著科技的迅速發(fā)展，對系統(tǒng)的理解、分析、優(yōu)化和設計能力已成為現(xiàn)代公民必備的基本素養(yǎng)。在通用技術課程中，通過對系統(tǒng)的深入學習和實踐，可以培養(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，為學生未來的學習和職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎。情境創(chuàng)設：為了讓學生更深入地理解系統(tǒng)的概念、分類、特性以及系統(tǒng)分析、優(yōu)化和設計的方法，我們設定一個大情境——“智慧校園系統(tǒng)設計與優(yōu)化”。在這個情境中，學生將扮演校園系統(tǒng)設計師的角色，負責設計和優(yōu)化一個綜合性的智慧校園系統(tǒng)。二、大任務創(chuàng)設任務一：智慧校園系統(tǒng)認知與調研教學目標：技術意識：學生能夠形成對智慧校園系統(tǒng)的基本認識，理解智慧校園系統(tǒng)在日常校園管理中的重要性。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對現(xiàn)有的智慧校園系統(tǒng)進行初步調研，識別系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)和組成部分。任務內容：系統(tǒng)認知：介紹智慧校園系統(tǒng)的基本概念和組成部分，包括校園安全監(jiān)控系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、教學管理系統(tǒng)等?，F(xiàn)場調研：組織學生參觀當?shù)匾呀泴嵤┲腔坌@系統(tǒng)的學校，了解系統(tǒng)的實際運行情況，收集相關數(shù)據(jù)和信息。調研報告：要求學生撰寫一份智慧校園系統(tǒng)調研報告，分析現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)缺點，提出初步的改進建議。任務二：智慧校園系統(tǒng)分析與設計教學目標：技術意識：學生能夠認識到系統(tǒng)分析在智慧校園系統(tǒng)設計中的重要性。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對智慧校園系統(tǒng)進行詳細分析，明確系統(tǒng)的目標和約束條件。創(chuàng)新設計：學生能夠基于系統(tǒng)分析的結果，提出創(chuàng)新性的設計方案。圖樣表達：學生能夠繪制系統(tǒng)圖、流程圖等，清晰表達設計方案。任務內容：系統(tǒng)分析：目標定義：明確智慧校園系統(tǒng)的總體目標，如提高校園管理效率、保障校園安全、優(yōu)化教學資源分配等。約束條件識別：分析系統(tǒng)設計的約束條件，如預算限制、技術可行性、法律法規(guī)要求等。子系統(tǒng)劃分：將智慧校園系統(tǒng)劃分為若干個子系統(tǒng)，如安全管理子系統(tǒng)、教學管理子系統(tǒng)、資源管理子系統(tǒng)等。要素分析：對每個子系統(tǒng)進行詳細分析，識別關鍵要素和相互關系。方案設計：創(chuàng)新設計：鼓勵學生提出創(chuàng)新性的設計方案，如引入人工智能技術進行數(shù)據(jù)分析、利用物聯(lián)網技術實現(xiàn)設備互聯(lián)等。方案繪制：要求學生繪制系統(tǒng)圖、流程圖等，清晰表達設計方案。任務三：智慧校園系統(tǒng)優(yōu)化與模型制作教學目標：技術意識：學生能夠認識到系統(tǒng)優(yōu)化在提升系統(tǒng)性能中的重要性。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)優(yōu)化的方法，對智慧校園系統(tǒng)進行優(yōu)化分析。物化能力：學生能夠根據(jù)優(yōu)化后的設計方案，選擇合適的材料和工具，進行模型制作和裝配。任務內容：系統(tǒng)優(yōu)化分析：性能評估：對現(xiàn)有智慧校園系統(tǒng)的性能進行評估，識別存在的問題和瓶頸。優(yōu)化策略：提出系統(tǒng)優(yōu)化的策略，如算法優(yōu)化、硬件升級、網絡結構優(yōu)化等。成本效益分析：對優(yōu)化方案進行成本效益分析，確保優(yōu)化后的系統(tǒng)在經濟上具有可行性。模型制作：材料選擇：根據(jù)優(yōu)化后的設計方案，選擇合適的材料和工具。模型裝配：指導學生進行模型制作和裝配，確保模型能夠正常運行。測試與調試：對模型進行測試和調試，確保系統(tǒng)性能符合預期要求。任務四：智慧校園系統(tǒng)展示與評價教學目標：技術意識：學生能夠認識到系統(tǒng)評價在提升系統(tǒng)質量中的重要性。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)評價的方法，對智慧校園系統(tǒng)進行全面評價。圖樣表達：學生能夠清晰表達系統(tǒng)的評價結果和優(yōu)化建議。物化能力：學生能夠展示自己制作的智慧校園系統(tǒng)模型。任務內容：系統(tǒng)評價：評價指標設計：設計系統(tǒng)評價指標，如系統(tǒng)穩(wěn)定性、響應時間、用戶體驗等。數(shù)據(jù)采集：通過實地測試和用戶調研等方式，收集系統(tǒng)評價數(shù)據(jù)。綜合評價：對收集到的數(shù)據(jù)進行分析和處理，形成綜合評價報告。成果展示：模型展示：組織學生展示自己的智慧校園系統(tǒng)模型，并進行現(xiàn)場演示。報告匯報：要求學生撰寫系統(tǒng)設計與優(yōu)化報告，并進行匯報展示?；釉u價：自評與互評：鼓勵學生進行自評和互評，分享設計經驗和心得。師評總結：教師對學生的設計成果進行評價和總結，提出改進建議。三、大情境、大任務實施策略情境導入：通過介紹智慧校園系統(tǒng)的實際應用案例，激發(fā)學生對系統(tǒng)設計與優(yōu)化的興趣。分組合作：將學生分為若干小組，每個小組負責智慧校園系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)設計與優(yōu)化。實地調研：組織學生參觀已經實施智慧校園系統(tǒng)的學校，進行實地調研和數(shù)據(jù)收集。案例分析：通過分析現(xiàn)有智慧校園系統(tǒng)的案例，引導學生理解系統(tǒng)分析、優(yōu)化和設計的方法。方案設計：鼓勵學生提出創(chuàng)新性的設計方案，并進行方案繪制和模型制作。測試與調試：對制作的模型進行測試和調試，確保系統(tǒng)性能符合預期要求。成果展示：組織學生展示自己的設計成果，并進行互動評價和總結。通過這樣的大情境、大任務創(chuàng)設，學生將能夠在實踐中深入理解系統(tǒng)的概念、分類、特性以及系統(tǒng)分析、優(yōu)化和設計的方法，同時培養(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。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：系統(tǒng)及其設計課時安排：第1節(jié)系統(tǒng)的認識（2課時）1.1系統(tǒng)的概念及基本構成（1課時）1.2系統(tǒng)的分類及主要特性（1課時）第2節(jié)系統(tǒng)分析（2課時）2.1系統(tǒng)分析的概念（0.5課時）2.2系統(tǒng)分析的一般過程（1課時）2.3系統(tǒng)分析的基本原則（0.5課時）第3節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化和設計（4課時）3.1系統(tǒng)的優(yōu)化（1課時）3.2系統(tǒng)的設計（1課時）3.3系統(tǒng)的設計實踐（2課時）（二）學習目標通過本單元的學習，學生將達到以下學習目標，涵蓋通用技術的核心素養(yǎng)：技術意識學生能夠形成對系統(tǒng)及其設計的基本認識，理解系統(tǒng)在日常生活中的廣泛應用和重要性。學生能夠認識到系統(tǒng)分析、優(yōu)化和設計在解決實際問題中的價值，形成運用系統(tǒng)思想解決問題的意識。工程思維學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，識別問題、明確任務、收集信息，進行多因素分析和整體籌劃。學生能夠理解系統(tǒng)的構成、分類和主要特性，掌握系統(tǒng)優(yōu)化和設計的一般過程和方法。創(chuàng)新設計學生能夠在系統(tǒng)分析的基礎上，提出創(chuàng)新性的設計方案，解決實際問題。學生能夠運用圖樣表達設計構想，進行技術交流和評價。圖樣表達學生能夠識讀和繪制簡單的系統(tǒng)圖、流程圖、控制方框圖等，表達設計方案。學生能夠運用圖樣進行技術交流和評價，提升圖樣表達能力。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，進行模型制作和裝配。學生能夠完成系統(tǒng)模型的制作和調試，提升物化能力和技術實踐經驗。（三）評價任務技術意識評價學生能否列舉并解釋生產生活中的典型系統(tǒng)案例，展示對系統(tǒng)及其重要性的理解。學生能否通過小組討論，提出運用系統(tǒng)思想解決實際問題的方案。工程思維評價學生能否正確分析系統(tǒng)的構成、分類和主要特性。學生能否按照系統(tǒng)分析的一般過程，針對具體問題提出解決方案，并進行多因素分析和整體籌劃。創(chuàng)新設計評價學生能否在系統(tǒng)分析的基礎上，提出具有創(chuàng)新性的設計方案。學生能否運用圖樣清晰表達設計構想，并進行技術交流和評價。圖樣表達評價學生能否識讀和繪制簡單的系統(tǒng)圖、流程圖、控制方框圖等。學生能否通過圖樣準確表達設計方案，并與同學進行技術交流。物化能力評價學生能否根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，進行模型制作和裝配。學生能否完成系統(tǒng)模型的制作和調試，展示物化能力和技術實踐經驗。（四）學習過程第1節(jié)系統(tǒng)的認識1.1系統(tǒng)的概念及基本構成教學活動：通過電冰箱系統(tǒng)構成的案例，引導學生理解系統(tǒng)的概念和基本構成。學生活動：分組討論家中電冰箱的功能和子系統(tǒng)，嘗試畫出電冰箱的系統(tǒng)構成圖。教師活動：總結系統(tǒng)的定義和基本構成，強調系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴的若干組成部分構成的有機整體。1.2系統(tǒng)的分類及主要特性教學活動：講解系統(tǒng)的分類（自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)、開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)），并討論系統(tǒng)的主要特性（整體性、相關性、目的性、環(huán)境適應性）。學生活動：舉例說明生產和生活中的系統(tǒng)，分析其分類和特性。教師活動：引導學生通過案例分析，深入理解系統(tǒng)的分類和主要特性。1.3系統(tǒng)的案例教學活動：以指針式石英表為例，分析其系統(tǒng)構成。學生活動：分組拆解圓珠筆，分析其系統(tǒng)構成，并畫出系統(tǒng)圖。教師活動：總結系統(tǒng)案例分析的方法，強調系統(tǒng)分析在實際生活中的應用。第2節(jié)系統(tǒng)分析2.1系統(tǒng)分析的概念教學活動：講解系統(tǒng)分析的概念和重要性。學生活動：小組討論系統(tǒng)分析在解決實際問題中的作用。教師活動：通過案例說明系統(tǒng)分析的過程和價值。2.2系統(tǒng)分析的一般過程教學活動：講解系統(tǒng)分析的一般過程（闡明問題、分析研究、評價比較），以農業(yè)生產的間作套種為例進行說明。學生活動：分組選擇一個生活中的實際問題，進行系統(tǒng)分析，明確問題、收集信息、提出解決方案。教師活動：指導學生進行系統(tǒng)分析，強調整體性、科學性和綜合性原則的應用。2.3系統(tǒng)分析的基本原則教學活動：講解系統(tǒng)分析的整體性原則、科學性原則和綜合性原則。學生活動：分析諺語或成語所體現(xiàn)的系統(tǒng)分析原則，如“磨刀不誤砍柴工”體現(xiàn)整體性原則。教師活動：通過案例分析，引導學生深入理解系統(tǒng)分析的基本原則。第3節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化和設計3.1系統(tǒng)的優(yōu)化教學活動：講解系統(tǒng)優(yōu)化的概念和一般過程，以長方體堆積優(yōu)化為例進行說明。學生活動：分組討論如何在不改變長方體形狀和體積的情況下，通過改變擺放方式使堆積體表面積最小。教師活動：引導學生理解系統(tǒng)優(yōu)化的實質和方法。3.2系統(tǒng)的設計教學活動：講解系統(tǒng)設計的基本原則（功能實現(xiàn)原則、綜合處理原則、效益最大化原則），以起重系統(tǒng)設計為例進行說明。學生活動：分組設計一個簡單的系統(tǒng)（如太陽能路燈模型），明確目標、分析問題、提出設計方案。教師活動：指導學生進行系統(tǒng)設計，強調設計原則和方法的應用。3.3系統(tǒng)的設計實踐教學活動：組織學生進行系統(tǒng)設計實踐，完成太陽能路燈模型的制作和調試。學生活動：根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，進行模型制作和裝配；展示設計成果，進行自評、互評和師評。教師活動：巡回指導，及時解決問題；組織展示和評價活動，總結設計經驗。（五）作業(yè)與檢測作業(yè)設計完成課后習題，鞏固課堂所學知識。分組進行系統(tǒng)設計實踐，如設計一款智能家居系統(tǒng)模型。檢測設計通過課堂提問和小組討論，檢測學生對系統(tǒng)概念、分類、特性及系統(tǒng)分析方法的掌握情況。通過系統(tǒng)設計實踐和模型制作，檢測學生的物化能力和技術實踐經驗。（六）學后反思學生反思：學生總結本單元學習的收獲和不足，提出改進措施。教師反思：教師總結教學過程中的得失，優(yōu)化教學方法和手段，提高教學效果。通過本單元的學習，學生將深入理解系統(tǒng)的概念、分類、特性及系統(tǒng)分析的方法，掌握系統(tǒng)設計的基本原則和一般過程，提升技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。通過系統(tǒng)設計實踐和模型制作，學生將進一步鞏固所學知識，提高技術實踐能力和創(chuàng)新能力。十三、學科實踐與跨學科學習設計一、引言《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》明確指出，通用技術課程應注重跨學科學習，通過多樣化的實踐活動，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。在本章《系統(tǒng)及其設計》的教學中，我們將通過學科實踐與跨學科學習設計，實現(xiàn)這些核心素養(yǎng)目標。二、教學目標設定結合《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》和2020版人教版高中通用技術必修《技術與設計2》第三章《系統(tǒng)及其設計》的教學內容，設定以下教學目標：技術意識：學生能夠形成對系統(tǒng)及其設計的基本認識，理解系統(tǒng)在日常生活中的廣泛應用和重要性，認識到系統(tǒng)分析、優(yōu)化和設計在解決實際問題中的價值。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，識別問題、明確任務、收集信息，進行多因素分析和整體籌劃；理解系統(tǒng)的構成、分類和主要特性，掌握系統(tǒng)優(yōu)化和設計的一般過程和方法。創(chuàng)新設計：學生能夠在系統(tǒng)分析的基礎上，提出創(chuàng)新性的設計方案，解決實際問題，進行技術交流和評價。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制簡單的系統(tǒng)圖、流程圖、控制方框圖等，表達設計方案，提升圖樣表達能力。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，進行模型制作和裝配，完成系統(tǒng)模型的制作和調試，提升物化能力和技術實踐經驗。三、學習目標設定結合教學內容和教學目標，設定以下學習目標：理解系統(tǒng)的概念和基本構成：通過具體案例，學生能夠理解系統(tǒng)的定義，識別系統(tǒng)的基本構成和要素。了解系統(tǒng)的分類和主要特性：學生能夠根據(jù)系統(tǒng)的起源、與外界環(huán)境的關系和功能等標準，對系統(tǒng)進行分類，并理解系統(tǒng)的主要特性。掌握系統(tǒng)分析的一般過程：學生能夠了解系統(tǒng)分析的概念，掌握系統(tǒng)分析的一般步驟（闡明問題、分析研究、評價比較），并能通過案例分析加深理解。理解系統(tǒng)優(yōu)化的概念和一般過程：學生能夠理解系統(tǒng)優(yōu)化的概念，掌握系統(tǒng)優(yōu)化的一般過程，通過案例分析學會簡單系統(tǒng)的優(yōu)化方法。掌握系統(tǒng)設計的基本原則和一般過程：學生能夠理解系統(tǒng)設計的基本原則（功能實現(xiàn)、綜合處理、效益最大化等），掌握系統(tǒng)設計的一般過程，并能通過設計實踐提升設計能力。四、作業(yè)目標設定結合教學目標和學習目標，設定以下作業(yè)目標：技術意識：學生能夠結合生活實例，分析系統(tǒng)的組成和功能，理解系統(tǒng)在日常生活中的重要性。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，對實際問題進行系統(tǒng)分析，提出解決方案，并進行多因素分析和整體籌劃。創(chuàng)新設計：學生能夠在系統(tǒng)分析的基礎上，提出創(chuàng)新性的設計方案，解決實際問題，并進行技術交流和評價。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制簡單的系統(tǒng)圖、流程圖、控制方框圖等，表達設計方案，提升圖樣表達能力。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，進行模型制作和裝配，完成系統(tǒng)模型的制作和調試，提升物化能力和技術實踐經驗。五、學科實踐與跨學科學習設計（一）實踐活動設計系統(tǒng)構成分析實踐活動活動目的：通過具體案例，幫助學生理解系統(tǒng)的概念和基本構成。活動步驟：案例選擇：選擇電冰箱、自行車等生活中的常見系統(tǒng)作為案例。小組討論：學生分組討論案例系統(tǒng)的構成，識別系統(tǒng)的要素和子系統(tǒng)。繪制系統(tǒng)圖：學生根據(jù)討論結果，繪制系統(tǒng)圖，展示系統(tǒng)的構成和要素之間的關系。交流分享：各小組展示系統(tǒng)圖，分享討論結果，教師進行總結和評價。系統(tǒng)分類與特性分析實踐活動活動目的：幫助學生了解系統(tǒng)的分類和主要特性?；顒硬襟E：分類標準討論：學生分組討論系統(tǒng)的分類標準，如起源、與外界環(huán)境的關系、功能等。案例分析：選擇不同類型的系統(tǒng)案例（如自然系統(tǒng)、人造系統(tǒng)、開放系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)等），學生分析案例系統(tǒng)的分類和特性?？偨Y歸納：學生總結歸納系統(tǒng)的分類和主要特性，形成表格或思維導圖。交流分享：各小組展示總結結果，分享學習心得，教師進行總結和評價。系統(tǒng)分析實踐活動活動目的：幫助學生掌握系統(tǒng)分析的一般過程和方法?；顒硬襟E：案例選擇：選擇農業(yè)生產中的間作套種、校園安防系統(tǒng)設計等案例。闡明問題：學生明確案例中的問題，確立分析目標。分析研究：學生收集相關資料，分析影響因素，建立模型（如需要）。評價比較：學生提出多種解決方案，并進行評價比較，選擇最優(yōu)方案。交流分享：各小組展示分析過程和結果，分享學習心得，教師進行總結和評價。系統(tǒng)優(yōu)化實踐活動活動目的：幫助學生理解系統(tǒng)優(yōu)化的概念，掌握系統(tǒng)優(yōu)化的一般過程和方法?；顒硬襟E：案例選擇：選擇貨物運輸方案優(yōu)化、教室照明系統(tǒng)優(yōu)化等案例。明確問題：學生明確優(yōu)化目標，提取相關數(shù)據(jù)。查找約束條件：學生分析影響優(yōu)化目標的因素，確定約束條件。建立模型：學生根據(jù)約束條件建立數(shù)學模型（如需要）。優(yōu)化求解：學生選擇合適的優(yōu)化方法，求解最優(yōu)解，并進行驗證。交流分享：各小組展示優(yōu)化過程和結果，分享學習心得，教師進行總結和評價。系統(tǒng)設計實踐活動活動目的：幫助學生掌握系統(tǒng)設計的基本原則和一般過程，提升設計能力?；顒硬襟E：項目選題：學生選擇與生活緊密相關的系統(tǒng)項目（如智能家居系統(tǒng)、校園安防系統(tǒng)等）進行設計。明確目標：學生明確設計目標，分析系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能。子系統(tǒng)分析：學生將系統(tǒng)分解為若干個子系統(tǒng)，確定各子系統(tǒng)的功能及子系統(tǒng)之間的關系。方案設計：學生根據(jù)各子系統(tǒng)的功能進行方案設計，繪制系統(tǒng)圖或流程圖。方案優(yōu)化：學生對設計方案進行評價和優(yōu)化，提出改進建議。模型制作：學生根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，進行模型制作和裝配。展示評價：學生展示設計成果和模型，進行自評、互評和師評，提出改進建議。（二）跨學科學習設計與物理學科的跨學科學習學習內容：系統(tǒng)分析中的物理原理，如力學、電學等。學習活動：力學分析：在系統(tǒng)分析實踐活動中，結合物理學科中的力學原理，分析系統(tǒng)的力學性能和穩(wěn)定性。電學應用：在系統(tǒng)設計實踐活動中，結合物理學科中的電學原理，設計電氣線路系統(tǒng)或電子控制系統(tǒng)。與數(shù)學學科的跨學科學習學習內容：系統(tǒng)優(yōu)化中的數(shù)學模型和運籌學方法。學習活動：數(shù)學建模：在系統(tǒng)優(yōu)化實踐活動中，運用數(shù)學方法建立優(yōu)化模型，求解最優(yōu)解。運籌學應用：在系統(tǒng)設計實踐活動中，運用運籌學方法分析系統(tǒng)性能，提出優(yōu)化方案。與信息技術學科的跨學科學習學習內容：系統(tǒng)設計中的信息技術應用，如計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）等。學習活動：CAD設計：在系統(tǒng)設計實踐活動中，運用CAD軟件進行系統(tǒng)圖、流程圖、控制方框圖等的繪制。CAM應用：在模型制作實踐活動中，運用CAM技術進行模型加工和裝配。與藝術學科的跨學科學習學習內容：系統(tǒng)設計中的美學原理和藝術表現(xiàn)。學習活動：美學分析：在系統(tǒng)設計實踐活動中，結合藝術學科中的美學原理，分析系統(tǒng)的外觀設計和用戶體驗。藝術表現(xiàn)：在模型制作實踐活動中，注重模型的外觀設計和藝術表現(xiàn)，提升作品的審美價值。六、總結通過本章《系統(tǒng)及其設計》的學科實踐與跨學科學習設計，學生將深入理解系統(tǒng)的概念和基本構成，掌握系統(tǒng)分析、優(yōu)化和設計的一般過程和方法，提升技術意識、工程思維、創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力等核心素養(yǎng)。通過跨學科學習，學生將綜合運用多學科知識解決實際問題，提升綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。十四、大單元作業(yè)設計一、教學目標根據(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2020版人教版高中通用技術必修《技術與設計2》第三章《系統(tǒng)及其設計》的教學內容，本單元的教學目標設定為：技術意識：學生能夠形成對系統(tǒng)及其設計的基本認識，理解系統(tǒng)在日常生活中的廣泛應用和重要性。學生能夠認識到系統(tǒng)分析、優(yōu)化和設計在解決實際問題中的價值，形成運用系統(tǒng)思想解決問題的意識。工程思維：學生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，識別問題、明確任務、收集信息，進行多因素分析和整體籌劃。學生能夠理解系統(tǒng)的構成、分類和主要特性，掌握系統(tǒng)優(yōu)化和設計的一般過程和方法。創(chuàng)新設計：學生能夠在系統(tǒng)分析的基礎上，提出創(chuàng)新性的設計方案，解決實際問題。學生能夠運用圖樣表達設計構想，進行技術交流和評價。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制簡單的系統(tǒng)圖、流程圖、控制方框圖等，表達設計方案。學生能夠運用圖樣進行技術交流和評價，提升圖樣表達能力。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，進行模型制作和裝配。學生能夠完成系統(tǒng)模型的制作和調試，提升物化能力和技術實踐經驗。二、作業(yè)目標設定結合上述教學目標，本單元的作業(yè)目標設定如下：技術意識：通過實際案例分析，加深對系統(tǒng)概念及其在日常生活中應用的理解。完成系統(tǒng)分類練習，提升對系統(tǒng)分類及主要特性的認識。工程思維：通過系統(tǒng)分析練習，掌握系統(tǒng)分析的一般過程和基本原則。通過對實際問題的系統(tǒng)分析，提升多因素分析和整體籌劃的能力。創(chuàng)新設計：設計一個具有創(chuàng)新性的系統(tǒng)，解決實際生活中的問題。繪制設計圖樣，并用圖樣表達設計構想，進行技術交流和評價。圖樣表達：識讀和繪制簡單的系統(tǒng)圖、流程圖、控制方框圖等，表達設計方案。通過圖樣進行技術交流和評價，提升圖樣表達能力。物化能力：根據(jù)設計方案選擇合適的材料和工具，完成系統(tǒng)模型的制作和裝配。對系統(tǒng)模型進行調試和優(yōu)化，提升物化能力和技術實踐經驗。三、大單元作業(yè)設計1.系統(tǒng)認識作業(yè)作業(yè)1：系統(tǒng)分類練習目的：加深對系統(tǒng)分類及主要特性的理解。內容：收集并列舉生活中常見的系統(tǒng)實例，如交通系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、人體系統(tǒng)等。對這些系統(tǒng)進行分類，說明它們分別屬于自然系統(tǒng)、人造系統(tǒng)、實體系統(tǒng)、概念系統(tǒng)、開放系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)或動態(tài)系統(tǒng)中的哪一類，并解釋分類依據(jù)。分析這些系統(tǒng)的主要特性，如整體性、相關性、目的性、環(huán)境適應性等，并舉例說明。要求：作業(yè)完成后，進行小組內交流，分享各自的系統(tǒng)分類和特性分析結果。小組內推選代表，在全班進行匯報展示。評價：自評：學生對自己的系統(tǒng)分類和特性分析的準確性進行自我評價?；ピu：小組內成員對其他成員的系統(tǒng)分類和特性分析進行評價。師評：教師根據(jù)學生的作業(yè)完成情況和匯報展示情況進行評價。作業(yè)2：系統(tǒng)案例分析目的：加深對系統(tǒng)概念及其在日常生活中應用的理解。內容：選擇一個生活中的系統(tǒng)案例，如電冰箱系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、人體消化系統(tǒng)等。分析該系統(tǒng)的構成，包括系統(tǒng)的基本要素和子系統(tǒng)。描述該系統(tǒng)的主要功能，以及各要素和子系統(tǒng)如何協(xié)同工作實現(xiàn)這些功能。要求：作業(yè)完成后，繪制系統(tǒng)構成圖，并在圖中標注各要素和子系統(tǒng)的名稱及功能。撰寫系統(tǒng)案例分析報告，詳細闡述系統(tǒng)的構成、功能及要素和子系統(tǒng)之間的協(xié)同關系。評價：自評：學生對自己的系統(tǒng)構成圖繪制和系統(tǒng)案例分析報告的準確性進行自我評價?；ピu：小組內成員對其他成員的系統(tǒng)構成圖和系統(tǒng)案例分析報告進行評價。師評：教師根據(jù)學生的作業(yè)完成情況和匯報展示情況進行評價。2.系統(tǒng)分析作業(yè)作業(yè)3：系統(tǒng)分析練習目的：掌握系統(tǒng)分析的一般過程和基本原則。內容：選擇一個生活中的實際問題，如從家到學校的出行方案、家庭節(jié)水方案等。運用系統(tǒng)分析的方法，對該問題進行系統(tǒng)分析。包括闡明問題、收集資料、分析研究、評價比較等步驟。提出解決問題的多種方案，并進行比較和評價，選擇最優(yōu)方案。要求：作業(yè)完成后，繪制系統(tǒng)分析流程圖，展示系統(tǒng)分析的過程和步驟。撰寫系統(tǒng)分析報告，詳細闡述系統(tǒng)分析的過程、提出的方案及選擇最優(yōu)方案的依據(jù)。評價：自評：學生對自己的系統(tǒng)分析流程圖和系統(tǒng)分析報告的準確性進行自我評價?；ピu：小組內成員對其他成員的系統(tǒng)分析流程圖和系統(tǒng)分析報告進行評價。師評：教師根據(jù)學生的作業(yè)完成情況和匯報展示情況進行評價。作業(yè)4：系統(tǒng)分析案例研究目的：提升多因素分析和整體籌劃的能力。內容：選擇一個系統(tǒng)分析案例，如農業(yè)生產的間作套種、城市公交線路設計等。研究該案例的系統(tǒng)分析過程，包括問題的提出、資料的收集、分析研究的方法、方案的提出和評價比較等。分析該案例中的系統(tǒng)分析原則，如整體性原則、科學性原則、綜合性原則等。要求：作業(yè)完成后，撰寫系統(tǒng)分析案例研究報告，詳細闡述案例中的系統(tǒng)分析過程和原則。結合自己的生活經驗，提出一個類似的問題，并運用系統(tǒng)分析的方法進行解決。評價：自評：學生對自己的系統(tǒng)分析案例研究報告的準確性進行自我評價?；ピu：小組內成員對其他成員的系統(tǒng)分析案例研究報告進行評價。師評：教師根據(jù)學生的作業(yè)完成情況和匯報展示情況進行評價。3.系統(tǒng)優(yōu)化和設計作業(yè)作業(yè)5：系統(tǒng)優(yōu)化設計目的：掌握系統(tǒng)優(yōu)化的概念和方法。內容：選擇一個生活中的系統(tǒng)，如教室照明系統(tǒng)、家庭用水系統(tǒng)等。對該系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析，找出存在的問題和優(yōu)化的空間。運用系統(tǒng)優(yōu)化的方法，提出優(yōu)化方案，并進行比較和評價。要求：作業(yè)完成后，繪制系統(tǒng)優(yōu)化流程圖，展示系統(tǒng)優(yōu)化的過程和步驟。撰寫系統(tǒng)優(yōu)化設計方案，詳細闡述系統(tǒng)分析的結果、優(yōu)化方案的提出及選擇依據(jù)。評價：自評：學生對自己的系統(tǒng)優(yōu)化流程圖和系統(tǒng)優(yōu)化設計方案的準確性進行自我評價?；ピu：小組內成員對其他成員的系統(tǒng)優(yōu)化流程圖和系統(tǒng)優(yōu)化設計方案進行評價。師評：教師根據(jù)學生的作業(yè)完成情況和匯報展示情況進行評價。作業(yè)6：系統(tǒng)設計實踐目的：提升創(chuàng)新設計、圖樣表達和物化能力。內容：設計一個具有創(chuàng)新性的系統(tǒng)，解決實際生活中的問題。如智能家居控制系統(tǒng)、環(huán)保節(jié)能裝置等。繪制系統(tǒng)設計圖樣，包括系統(tǒng)圖、流程圖、控制方框圖等。根據(jù)設計圖樣，選擇合適的材料和工具，完成系統(tǒng)模型的制作和裝配。要求：作業(yè)完成后，進行小組內展示，分享各自的設計方案和系統(tǒng)模型。小組內推選代表，在全班進行匯報展示，并接受其他小組的評價和提問。評價：自評：學生對自己的設計方案、圖樣表達和物化能力的準確性進行自我評價?；ピu：小組內成員對其他成員的設計方案、圖樣表達和物化能力進行評價。師評：教師根據(jù)學生的作業(yè)完成情況和匯報展示情況進行評價。結合學生的圖樣表達、系統(tǒng)模型制作和調試過程，評價學生的物化能力和技術實踐經驗。四、總結本單元的大單元作業(yè)設計旨在通過一系列實踐性和探究性的作業(yè)任務，加深學生對系統(tǒng)及其設計的理解，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。通過作業(yè)的實施和評價，不僅能夠鞏固和拓展學生在課堂上的學習內容，還能夠培養(yǎng)學生的自主學習、合作探究和實踐創(chuàng)新能力，為學生的全面發(fā)展奠定堅實的基礎。十五、“教-學-評”一致性課時設計課時設計總覽本課時設計以《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必修《技術與設計2》第三章《系統(tǒng)及其設計》的教學內容，旨在通過系統(tǒng)的教學設計，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。本課時設計嚴格按照本單元的大單元實施思路及教學結構圖（思維導圖）和具體教學實施步驟進行，確保教學目標、作業(yè)目標和課程目標的達成。課時1：系統(tǒng)的認識（第1節(jié)）教學目標技術意識：學生能夠形成對系統(tǒng)及其設計的基本認識，理解系統(tǒng)在日常生活中的廣泛應用和重要性。工程思維：學生能夠認識到系統(tǒng)分析、優(yōu)化和設計在解決實際問題中的價值，形成運用系統(tǒng)思想解決問題的意識。作業(yè)目標分析并畫出家中電冰箱的系統(tǒng)構成。分析自行車的各子系統(tǒng)及其功能。課程目標技術意識：理解系統(tǒng)的概念和基本構成。工程思維：了解系統(tǒng)的分類和主要特性。教學過程導入新課（5分鐘）通過生活中的實例（如電冰箱、自行車）引入系統(tǒng)的概念。講授新知（25分鐘）系統(tǒng)的概念：通過案例（電冰箱）講解系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴的若干組成部分構成的具有特定功能的有機整體。系統(tǒng)的基本構成：介紹系統(tǒng)的構成要素和子系統(tǒng)。課堂練習（15分鐘）學生分組，分析家中電冰箱的系統(tǒng)構成，并畫出系統(tǒng)圖。分析自行車的各子系統(tǒng)（車輪子系統(tǒng)、傳動子系統(tǒng)、剎車子系統(tǒng)、轉向子系統(tǒng)）及其功能。小結作業(yè)（5分鐘）小結本節(jié)課所學內容，布置作業(yè)：繼續(xù)完善家中電冰箱和自行車的系統(tǒng)分析圖，準備進行課堂展示。教學評價自評：學生自我評估對系統(tǒng)概念和基本構成的理解程度?；ピu：小組內成員相互評價系統(tǒng)圖的準確性和完整性。師評：教師根據(jù)學生的系統(tǒng)圖和課堂表現(xiàn)進行評價，給出反饋和建議。課時2：系統(tǒng)的分類及主要特性（第1節(jié)續(xù)）教學目標技術意識：進一步理解系統(tǒng)的分類和主要特性。工程思維：能夠分析生產生活中的典型系統(tǒng)案例。作業(yè)目標分析生活中的某個系統(tǒng)（如公共交通系統(tǒng)），指出其分類和主要特性。課程目標技術意識：了解系統(tǒng)的分類（自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)、開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)）。工程思維：掌握系統(tǒng)的主要特性（整體性、相關性、目的性、環(huán)境適應性）。教學過程復習舊知（5分鐘）回顧系統(tǒng)的概念和基本構成。講授新知（25分鐘）系統(tǒng)的分類：介紹自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)、開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)的定義和區(qū)別。系統(tǒng)的主要特性：講解整體性、相關性、目的性、環(huán)境適應性的含義和重要性。課堂練習（15分鐘）學生分組，分析生活中的某個系統(tǒng)（如公共交通系統(tǒng)），指出其分類和主要特性，并進行課堂展示。小結作業(yè)（5分鐘）小結本節(jié)課所學內容，布置作業(yè)：分析并寫出生活中某個系統(tǒng)的分類和主要特性。教學評價自評：學生自我評估對系統(tǒng)分類和主要特性的理解程度?；ピu：小組內成員相互評價分析結果的準確性和完整性。師評：教師根據(jù)學生的分析報告和課堂表現(xiàn)進行評價，給出反饋和建議。課時3：系統(tǒng)分析的概念（第2節(jié)）教學目標技術意識：理解系統(tǒng)分析的概念及其在解決實際問題中的應用。工程思維：掌握系統(tǒng)分析的一般步驟。作業(yè)目標選擇一個生活中的實際問題，進行系統(tǒng)分析，并寫出分析報告。課程目標技術意識：理解系統(tǒng)分析的概念。工程思維：掌握系統(tǒng)分析的一般過程（闡明問題、分析研究、評價比較）。教學過程導入新課（5分鐘）通過生活中的實例（如交通擁堵問題）引入系統(tǒng)分析的概念。講授新知（25分鐘）系統(tǒng)分析的概念：解釋系統(tǒng)分析是為解決系統(tǒng)問題而進行的定性、定量的分析和決策過程。系統(tǒng)分析的一般過程：介紹闡明問題、分析研究、評價比較三個步驟。課堂練習（15分鐘）學生分組，選擇一個生活中的實際問題（如校園垃圾分類問題），進行系統(tǒng)分析，并寫出分析報告。小結作業(yè)（5分鐘）小結本節(jié)課所學內容，布置作業(yè)：繼續(xù)完善系統(tǒng)分析報告，準備進行課堂展示。教學評價自評：學生自我評估對系統(tǒng)分析概念和一般過程的理解程度?；ピu：小組內成員相互評價分析報告的準確性和完整性。師評：教師根據(jù)學生的分析報告和課堂表現(xiàn)進行評價，給出反饋和建議。課時4：系統(tǒng)分析的一般過程（第2節(jié)續(xù)）教學目標技