資源簡介

通用技術必修二 第三單元系統及其設計 3.3 系統設計的優化與實現 說課稿
一、單元設計說明
設計緣起：本單元為解決以往“就課論課，缺乏對教學整體把握的”的教學 模式， 以解決學生現實生活中的真實問題為情景， 設計有關系統的大單元項目式 教學。
大單元問題情境： “疫情期間， 為了盡量避免接觸，家長不能進入校園， 我們想到嘗試去設計一款智能車，幫助學生運送校園內的物資。
項目主題：設計制作校園物資運送智能車模型
二、教材及課標分析
教材：蘇教版通用技術必修二第三單元系統及其設計共包含三節內容：“3.1 是系統的基礎知識， 3.2 和 3.3 是系統的設計、優化與實現”， 教學中以 ”校園
物資運送智能車 ”為載體， 通過對智能小車的設計分析、模型搭建、模型優化等 教學活動，完成教材的內容目標。
課標：課標中關于“系統及其設計”共包含 2 個內容標準：
1.從技術應用的角度理解系統的含義、基本構成及主要特性， 結合實例學會 系統 分析的基本方法。
2.通過技術探究， 分析影響系統優化的因素， 并通過對簡單系統的設計實踐， 初 步學會簡單系統設計的基本方法，增強系統思考和工程思維的能力。
三、教學目標
基于新教材及課程標準的教學目標如下：
1.通過技術實踐活動，能從技術的應用角度闡明系統的含義及基本構成。 2.通過技術案例分析，能從應用的角度歸納系統的基本特性。
3.通過案例分析和討論， 說出系統分析的一般過程， 歸納系統分析的基本方 法。
4.經歷簡單系統的設計過程，概述系統設計應考慮的主要問題及一般步驟。
5.經歷簡單系統設計方案的優化過程， 闡明系統優化的意義， 探究影響系統 優化的 因素。
6.經歷簡單系統設計方案的實現， 概述系統設計的基本方法， 增強系統與工
程思維 的能力。
其中，目標 1 和 2 主要是讓學生理解系統的基本知識；目標 3 和 4 主要是掌 握系統分析的方法和一般步驟；目標 5 和 6 主要歸納系統優化的思想，培養學生 運用系統的思想解決問題的能力。
四、學情分析
教學目標能否達成與教學對象有直接的關系， 所以接下來我們對學情進行分 析：
年齡特征：高中生好奇心強，樂于探索，具備一定的分析問題和解決問題的 能力。
已有知識：學生對系統的概念有基本的理解、但對系統的設計、分析、優化 缺少實踐， 他們對系統的理解大都停留在經驗決策的水平上， 不會運用系統的思 想與方法解決問題。
五、單元設計思路
通過剛才的學情分析， 了解學生必學的知識、欠缺的知識， 在此基礎上進行 教材利用和重組， 提供有意義的學習資源。基于這樣的設計理念， 確定單元設計 思路為：真實情景--問題分析--模型搭建--模型優化。
圖 1 單元設計框圖
由圖 1 所示的系統框圖可見， 本單元的項目活動涉及五大學科素養， 并重點 落實創新設計、工程思維和物化能力。項目活動主要分為三個模塊： “簡單智能 小車特性分析、校園物資運送智能車分析與設計、校園物資運送智能車模型的優 化”，三個模塊分別對應本單元的 3.1、3.2 和 3.3 節的內容。本單元總共 4 個 課時， 1-2-1 的分配模式。其中第 4 課時“統設計的優化與實現 ”是我今天的課 時說課課題。
六、3.3 系統設計的優化與實現 說課
1、教學目標
工程思維方面：經歷“校園物資運送智能車”模型的優化過程，闡明系統優 化的意義，探究影響系統優化的因素和約束條件。
創新設計及物化能力方面：能通對“校園物資運送智能車”模型的優化，概 述系統設計的基本方法，學會運用系統的思想和方法解決問題。
2、教學重難點
根據針對性教育理念， 學生要先了解其意義， 才能有目的的去學習。所以我 設計本節課的教學重點是：闡明什么是系統優化，以及系統優化的影響因素、約 束條件。
實踐能力的培養一直是學生的短板， 通過設計簡單的技術實踐活動， 加深學 生對系統優化思想的理解。因此我設計本節課的教學難點是：運用系統的思想對 簡單系統進行優化，落實“工程思維及物化能力”等學科素養。
3、教學方法與準備
由于本節課涉及到問題情境， 項目活動及技術體驗， 所以我設計的教法有提 問法、討論法、試驗法等。根據項目活動及技術體驗， 我安排了探究學習法和合 作學習法。教學準備運用了課件、導學案等豐富的多媒體教學資源， 實踐準備為 學生提供了智能小車套件和制作輔材、工具等。
4、教學流程
前面的課程中， 學生已經了解什么是系統， 經歷了系統的分析、設計與物化 過程，也遇到了一些“有效失敗”，本節課對“智能小車模型”進行技術測試， 通過發現問題、優化方案、展示評價等環節實現“校園物資運送智能車 ”的優化 目標，具體的流程如下：
技術測試：在技術測試環節，我通過視頻展示小車測試過程，找到待解決的 問題，并在此基礎上以問題串和技術活動的形式完成項目教學。如圖 2 所示：
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圖 2 智能小車模型的技術測試過程
發現問題：發現問題環節，設計問題 1：根據小車模型的測試效果，觀察本 組小車模型還有哪些系統目標沒有達成？找出本組小車模型需要優化的目標。如 圖 3 所示：
圖 3 分析智能車模型系統中的子系統目標達成情況
設計問題 2：本組小車的優化目標是什么？實現該目標的優化與哪些要素有 關？并配合導學案內容， 通過對人為可控因素及不可控因素的分析， 幫助學生理 解本節課的教學重點。如圖 4 所示：
優化目標：
人為不可控要素 約束條件
人為可控要素 影響因素
圖 4 影響目標優化的要素分析
優化方案：在學生進行優化方案設計的時候，我提出問題 3：我們在解決原 有問題的過程中有沒有產生新的問題？該如何決策和權衡呢？設計意圖是幫助 學生提煉系統優化的重要思想， 引導學生運用系統分析的整體性原則、科學性原 則、綜合性原則解決技術問題， 在此基礎上讓學生再次驗證和完善本組的優化方 案。如圖 5 所示：
圖 5 系統優化方案
方案確定以后，學生可以根據教師提供的材料和工具，進行技術實踐活動。
學生完成智能車模型的優化實踐之后， 提出問題 4：要達到系統目標的優化， 系統中的各子系統的目標必須達到最優化嗎？目的是幫助學生從整體的角度理 解系統優化的思想， 讓學生對學科大概念“系統 ”的認識上升到一個新高度， 順 利化解本節課的教學難點。
展示評價：最后一個環節是展示與評價，通過對優化后的智能小車模型進行 展示。如表 1 所示：
表 1 校園物資運送智能車模型的優化 評價表
設計與學習目標一致的評價標準，實現“教、學、評”的一致性。
5、教學小結
學生完成作品評價后， 以思維導圖的形式， 進行課堂小結， 歸納及鞏固本節 課的教學重難點。如圖 6 所示：
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圖 6 思維導圖
6、單元小結和單元作業
由于本節課是本單元的最后一個課時，所以我設計了單元總結和單元作業， 通過對單元項目的總結歸納， 培養學生運用系統的思想和方法解決實際問題的能 力， 單元作業則是要求學生把“校園物資運送智能車 ”模型作為子系統， 放到校 園系統的情景中去理解， 嘗試運用系統整體的思想和方法解決更復雜的問題， 培 養學生的科學決策能力。
七、特色與反思
單元設計特色：本單元設計的特色主要有以下 3 點：
1.大單元問題情景+項目活動開展單元教學
2.通用技術與信息技術的融合
3.以問題串與技術體驗活動串聯單元項目活動
基于以上三點可以看出本單元項目活動依靠情景展開， 在情境中存在的真實 問題， 需要學生綜合運用自己所學的知識去理解， 發現并解決問題， 這種基于單 元情景的項目式教學也是從知識到素養過渡的橋梁。
單元反思：構建多種方式把該項目與信息技術、勞動教育課程更好的融合， 打造技術學科更加系統的項目活動。
我的說課到此結束，謝謝！
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