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江蘇省普通高中通用技術課程教學要求

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  1. 二一教育資源

江蘇省普通高中通用技術課程教學要求

資源簡介

江蘇省普通高中通用技術課程教學要求
說 明
為了使廣大通用技術教師正確把握《普通高中技術課程標準(實驗)》(通用技術部分)精神,切實落實《普通高中技術課程標準(實驗)》的課程目標要求,有效進行教學活動,根據全省高中通用技術的教學實際,特制定《江蘇省普通高中通用技術課程教學要求》(以下簡稱《要求》),供全省高中通用技術教師在教學中參考使用。
《要求》分模塊編寫,每個模塊設有“內容標準”、“學習要求”和“教學建議”三部分內容。“內容標準”是從課程理念出發,依據通用技術的特點和教育現狀提出的學生學習內容及其要求的基準。每個條目明確了學生應學習的內容及應達到的要求;“學習要求”主要是對每個模塊中學生學習內容的具體要求;“教學建議”主要根據我省通用技術課程的教學現狀,針對學習要求中的內容為教師提出實現課程目標、突破教學中的重點、把握教學的內容范圍等方面的參考建議。
按照學習目標的要求,《要求》使用了體現不同水平的行為動詞。這些詞語有些是對學習結果目標的描述,有些是對學習過程目標的描述,并分別指向知識性目標、技能性目標、情感性目標。現說明如下:
各水平的要求 內容標準中使用的行為動詞
知識性目標 低↓高 了解水平再認或回憶事實性知識;識別、辨認事實或證據;列舉屬于某一概念的例子;描述對象的基本特征等。 說出、知道、了解、認識、熟悉
理解水平把握事物之間的內在邏輯聯系;新舊知識之間能建立聯系;新舊知識之間能建立聯系;進行解釋、推斷、區分、擴展;提供證據;收集、整理信息等。 說明、理解、解釋、比較、權衡、找出、選擇、識別、調查
遷移應用水平歸納、總結規律和原理;將學到的概念、原理和方法應用到新的問題情境中;建立不同情境中的合理聯系等。 掌握、分析、歸納、概括、確定、判斷、優化、改進
技能性目標 低↓高 模仿水平在原型示范和他人指導下完成操作。 模仿、嘗試
獨立操作水平獨立完成操作;在評價的基礎上調整與改進;與已有技能建立聯系等。 會、能、學會、進行、完成、制定、識讀、繪制、畫出、檢測、安裝、操作、運用、使用、選擇
熟練操作水平根據需要評價、選擇并熟練操作技術和工具。 掌握、實現、靈活運用
情感性目標 低↓高 經歷(感受)水平從事并經歷一項活動的全過程,獲得感性認識。 感受、參與、經歷、體驗、交流、討論、觀察、調查、參觀
反應(認同)水平在經歷基礎上獲得并表達感受、態度和價值判斷;做出相應的反應等。 關注、提出、獲得、確認、欣賞、發現、判斷
領悟(內化)水平建立穩定的態度、一貫的行為習慣和個性化的價值觀等。 養成、形成、具有、樹立、確立、發展、保持、增強
高中通用技術課程立足九年義務教育的基礎,以基礎的、寬泛的、與學生日常生活聯系緊密的技術內容為載體,以進一步提高學生的技術素養、促進學生全面而富有個性的發展為目標。
通過本課程的學習,學生將進一步拓展技術學習的視野,學會或掌握一些通用技術的基礎知識和基本技能,掌握技術及其設計的一般思想和方法;具有一定的技術探究、運用技術原理解決實際問題以及終身進行技術學習的能力;形成和保持對技術的興趣和學習愿望,具有正確的技術觀和較強的技術創新意識;養成積極、負責、安全地使用技術的行為習慣,發展初步的技術能力和一定的職業規劃能力,為迎接未來社會挑戰、提高生活質量、實現終身發展奠定基礎。
高中通用技術課程在實現以上目標的同時,注重學生創新精神和實踐能力的培養,并著力在以下幾個方面形成目標上的獨特追求:技術的理解、使用、改進及決策能力;意念的表達與理念轉化為操作方案的能力;知識的整合、應用及物化能力;創造性想象、批判性思維及問題解決的能力;技術文化的理解、評價及選擇能力。
必修模塊:技術與設計1
技術是推動社會發展與文明進步的主要動力之一,設計又是技術發展的關鍵。對設計過程的學習和掌握有利于學生認識技術的本質,形成創新意識,增強解決實際問題的能力,提高自身的技術素養,為未來進入高度技術化的社會做好必要的準備。
本模塊由“技術及其性質”、“設計過程”、“設計的交流”和“設計的評價”四個主題組成。
通過本模塊的學習,學生將加深對技術的理解,增強使用技術的自信心和責任心;了解設計的基本知識,熟悉設計的一般過程,初步掌握設計的基本思想和方法;通過設計的交流和評價,培養合作精神,提高審美情趣,學會多角度地思考問題。
在教學過程中,本模塊的各個主題應該融會貫通,不能機械割裂,特別是“技術及其性質”主題的基本思想應貫穿于課程實施的始終;在設計教學的過程中,不要機械理解過程,應引導學生能根據實際情況靈活應用;交流與評價既是設計過程的重要組成部分,也是成功完成設計的途徑、方法和保證,應貫穿于設計教學的全過程。
(一)技術及其性質
[內容標準]
1.知道技術是人類為滿足自身的需求和愿望對大自然進行的改造。
2.知道技術的發展需要發明和革新,并能通過案例進行說明。
3.理解技術與設計的關系,能分析設計在技術發明和革新中的作用。
4.理解技術對個人生活、經濟、社會、環境、倫理道德等方面的影響,能對典型案例進行分析。
5.理解技術活動往往需要綜合運用多種知識。
6.知道知識產權在技術領域的重要性,了解專利的作用、有關規定及申請方法。
[學習要求]
1.技術與人、自然、社會之間的關系
知道并能舉例說明技術的產生與人的需要的關系,理解技術是人的能動性和創造性的表現,是社會發展、文明進步、經濟增長的主動力。
知道并舉例說明技術發展與自然資源利用之間的關系。認識人類要與自然保持和諧友好的關系,樹立保護自然、與自然做朋友的意識。
理解技術對個人生活、經濟、社會、環境、倫理道德等方面的影響,能對典型案例進行分析。
通過對歷史和現實的一些重大技術問題的調查和研究,理解技術的兩面性。
2.技術的性質
認識到技術有自己獨特的內涵和學習內容。
知道技術的性質包括技術的目的性、創新性、綜合性、兩面性、專利性等幾方面,能夠通過案例分析、交流、討論等理解技術的性質。
通過交流、討論,養成技術意識,破除對技術的神秘感,能夠自覺地開展各種技術活動。
3.技術與發明和革新
知道技術的本質在于創新,同時技術也在不斷創新的過程中發展自己。
知道創新的形式包括發明和革新,并能通過案例分析等形式理解發明和革新的意義和區別,并能舉例說明技術革新對技術發展的作用。認識創新的重要性,不斷增強創新意識。
4.技術與設計的關系
理解技術與設計的關系,知道每一項技術的發展都離不開設計,學會分析設計在技術發明和革新中的作用。感受技術進步對設計的促進和制約作用,了解技術更新對設計產生的重要影響。
理解設計的內涵、分類,并能夠分析進行技術設計時要考慮的主要因素,理解技術世界中的設計,其核心是技術設計。
了解人機關系的含義,能對生活中常見的人機關系進行分析,了解在設計中如何合理運用人機關系,能夠列舉要實現合理的人機關系需要考慮的幾個因素,并能提出合理設計的意見。
5.技術知識的綜合性
理解技術活動往往需要綜合運用多種知識,理解技術與科學的區別和聯系,并能識別技術活動和科學活動。
理解技術與其他學科的相互關系。
6.技術的專利性
知道知識產權的內容以及知識產權在技術領域的重要性。
知道專利制度的含義和重要性,說出專利申請的一般過程。增強法制觀念,抵制侵犯知識產權的現象;加強技術方面的自我保護意識,了解保護的方法和途徑。
[教學建議]
1.學生第一次接觸這門新課程,因此第一印象非常重要。通過這一部分的學習,既要使學生對這門課有所認識,又要激發他們的學習興趣和對技術探索的欲望。在教學過程中,教師要盡量創造學生參與的機會,激發他們學習通用技術課程的興趣,培養他們熱愛技術的情感。例如,在講授“技術的價值”時,可通過讓學生觀看錄像,感受技術的魅力;也可以讓學生通過身邊的實例說明技術的價值。
2.對技術的概念,課程標準沒有給出一個嚴格確切的定義,所以建議教師在講授技術的概念時,可以把不同時代,較為典型的對技術含義的詮釋羅列出來,讓學生在分析和比較基礎上加以理解。
3.技術因人而生,因人而變,為人服務。人是技術產生的目的,也是技術發展的動力。在闡述這個問題時,要用生動而具體的案例使學生能親身體驗和感受。
4.技術的兩面性主要是指技術的應用具有兩面性,建議教師要用客觀的、積極的態度去引導學生獨立思考并進行正確的判斷。
5.關于技術的創新性的教學,教師要引導學生從不同的角度加以理解。教師可以選擇典型的案例或者運用日常生活中的技術產品加以分析,讓學生理解技術的創新性。
6.為了讓學生理解技術與設計之間的關系,教師要從一些既貼近學生實際生活又能激發學生學習興趣的實例入手,比如可以通過自行車、洗衣機、電話的發展史,讓學生理解技術的發展離不開設計,讓學生感受發明和革新對技術的推動作用。
7.人機關系反映了“以人為本”的基本設計理念,建議教師引導學生尋找生活中的人機關系事例,對其進行分析,并嘗試找出不合理人機關系的改進措施。
8.知識產權問題建議不要展開去講,只要求學生知道知識產權保護制度的意義,樹立產權的法律意識和尊重知識的意識,了解專利申請的常識即可。
(二)設計過程
[內容標準]
A 發現與明確問題
1.通過對人們的需求和愿望的調查,發現與明確值得解決的技術問題,并能判斷是否具備解決這個問題的技術能力與條件。
2.能根據設計對象和現有的工作條件列出具體的設計要求,包括應達到的標準和所受到的限制。
B 制定設計方案
1.能通過各種渠道收集與所設計產品有關的各種信息,并進行處理。
2.能根據設計要求選擇合適的材料或標準件。
3.能制定符合一般設計原則和相關設計規范的完整設計方案。
4.通過比較和權衡,能在多個方案中選定滿足設計要求的最佳方案或集中各種方案的優點來改進原有方案。
C 模型或原型的制作
1.知道工藝的含義和常用工藝的種類。
2.了解1~2類常用的工具和設備,學會一種材料的1~2種加工方法,能根據設計方案和已有條件選擇加工工藝,并能正確、安全地操作。
3.能根據設計方案制作一個簡單產品的模型或原型。    
D 方案優化
1.了解1~2類產品的常用測試方法,能根據設計要求使用簡單的方法對產品進行測試。
2.能在分析測試結果的基礎上,提出改進措施或更換方案。
3.制作成功后,能對產品的外觀加以潤色。
E 產品的使用說明
1.了解產品說明書或用戶手冊的作用與一般結構,能編寫簡單的產品說明書或用戶手冊。
2.了解產品常用的維護方法和服務途徑。
[學習要求]
1.發現與明確問題
·理解設計是一個問題求解的過程,知道發現與明確問題是設計工作的開始;說出發現問題的一般途徑和方法。
·通過對人們需求和愿望的調查,在充分認識、正確評價自己能力的基礎上發現與明確值得解決的技術問題,增強自己對于所要解決的技術問題的選擇和決策能力。
·在分析現有條件的基礎上,能針對設計對象列出具體的設計要求,明確設計要求包括達到的標準和受到的限制兩部分,理解標準和限制的含義。
·根據設計對象和現有的工作條件,列出設計應達到的標準,如所設計產品在功能、大小、安全、外觀、耐用性等方面要到達到的標準。
·根據設計對象和現有的工作條件,列出設計可能受到的時間、成本、環境、知識和技術能力水平等方面的限制。
·在對要解決的問題進行分析和梳理之后,能針對具體情況詳細列出設計要求和設計計劃。
2.制定設計方案
·知道制定設計方案包括收集信息、設計分析、方案構思、方案呈現、方案篩選等幾個步驟。
·理解在設計中,選用不同的材料、結構可以產生不同的設計方案,理解任何設計方案都有改進的可能性,好方案決不會僅有一個。
·熟悉常用的收集信息的方法和渠道,了解與產品有關的信息的種類,會使用常用的信息處理方法,學會將收集到的信息進行分類、統計和分析,進一步體會獲取全面、準確、有用的信息對完成一個好的設計的重要性。
·了解材料選擇是設計方案中的重要因素,學會認識一些常見材料的物理和化學性質、工作性能、美學品質、市場形態、成本,以及常用的加工方法等。
·了解標準件的含義和標準件的優越性以及適用范圍,學會根據設計要求選擇合適的材料和標準件。
·知道設計的一般原則包括創新原則、實用原則、經濟原則、美觀原則、道德原則、技術規范原則等,并能理解設計的一般原則之間存在相互關聯、相互制約的關系。
·了解方案的幾種構思方法,如草圖法、模仿法、聯想法等,知道在進行方案構思時可以選擇多種方法進行。
·在綜合考慮的基礎上,能制定符合一般技術原則和相關技術規范的完整的設計方案。
·了解進行方案比較和權衡的重要性,學會對已有方案進行比較、權衡的一般方法。通過比較和權衡,能在多個方案中選定滿足設計要求的最佳方案或集中各種方案的優點來改進原有方案。
3.模型或原型的制作
·知道模型和原型的含義及其功能,理解模型制作是技術設計中的一個重要環節,也是一種技術處理方法,通過模型可以研究技術活動的規律和特征。
·知道模型根據不同的需要可分為草模、概念模型、結構模型、功能模型、展示模型等多種形式,理解模型制作在產品設計的不同階段有不同的作用。
·知道工藝的含義和常用工藝的種類。了解工藝選擇中所需材料的性質和加工方法,加工工具(或設備)的性能、用途和限制,什么樣的加工時序最有效、最經濟,等等。
·了解1~2類常見的工具、設備及其用途,掌握它們的操作要領并學會使用。
·了解常用的加工方法,并學會一種材料的1~2類加工方法,如金屬材料中的劃線、鋸割、切削等工序。
·能根據設計方案和技術條件,選擇恰當的加工工藝,并能正確、安全地操作,培養對工藝的選擇能力以及合乎規范地使用加工工藝的意識。
·根據自己的設計方案,制作出模型或原型,如多功能筆筒或者其他。
4.方案優化
·結合產品設計,知道測試是檢驗產品能否正常工作、是否滿足設計要求的重要措施。
·了解1~2類產品的常用測試方法,能根據設計要求使用簡單的方法對自己設計的產品(例如小凳子)進行測試,通過自我體驗,樹立質量意識。
·運用技術試驗測試產品是否正常工作,是否達到預期目標,是否達到精度要求。
·知道優化的作用,理解優化的過程往往需要進行反復的試驗和改進。
·在測試的基礎上,學會對設計方案和產品進行全面評估,在分析測試結果的基礎上,提出產品設計的優化方案和改進措施。
·知道產品外觀設計的重要性,設計產品制作成功后,能對產品的外觀加以潤色,增強審美情趣,發展美學能力。
5.產品的使用說明和維護
·知道產品說明書或用戶手冊的作用,知道產品說明的一般結構包括標題、正文和產品標記組成,能看懂日常產品的使用說明書或用戶手冊,并能根據說明書有效使用產品。
·知道產品說明書的形式包括條款直述式、自問自答式等幾種形式,了解不同產品說明書的特點。
·掌握產品說明書的寫作要求,并能結合自己設計的作品,編寫簡單的使用說明書,體驗編寫使用說明書的過程,增強創作意識。
·知道產品的日常維護是產品使用的重要環節,了解產品常用的維護方法和服務途徑,增強自我學習能力。
·熟悉使用和維護技術產品的基本原理,學會通過多種途徑如看說明書或在互聯網上查找產品信息的方法,養成一種良好的學習習慣,形成對待技術產品的理性態度。
[教學建議]
1.本主題分將設計過程大致分成了5個階段。這是一個普遍的過程,但不是一個規定的程序,在實際的設計過程中,這種次序可能發生變化,也可能產生反復。“設計過程”是《技術與設計1》的重點內容。本部分可以通過一個載體,例如,便攜式小凳、學生使用的臺燈、多功能筆筒等的設計和制作,讓學生學習和體驗設計的一般過程,初步掌握設計的基礎知識和技術實踐的基本方法。
2.在學生具體接觸設計知識之前,先對技術設計的一般過程進行概述是非常必要的,但教學過程中一定要注意不要把概述詳細化,只要讓學生了解到技術設計的一般過程包括哪些具體內容即可。
3.在教學中,要讓學生理解發現與明確問題對技術設計的重要性,讓學生親身經歷發現和明確問題的各個環節,注重使學生結合自身的知識和經驗提出自己的設計項目。通過案例的講解、視頻資料的觀看、小組討論等多種方式,引導學生積極思考,使學生掌握發現問題的基本途徑和方法。
4.本課程所講的“問題”是指技術世界中的問題,是技術問題,教學時要突出“問題”的技術特征。
5.在教學中,應強調常用的信息處理方法,并通過對典型案例的分析,使學生能體會到獲取全面、準確、有用的信息對完成一個好的設計的重要性。
6.在“制定方案設計”教學中,教師可以結合具體實例與材料的相關知識,采用講解、觀察、思考、討論等方式,啟發學生思考,激發學生學習興趣。在教學中,要讓學生明確制定設計方案的方法、步驟、設計要求、要考慮的因素、所選材料的性質等。教師還可以通過學生對設計項目的調查、分析,并自選一個簡單的設計項目,親歷一個簡單的設計,以此來了解制定設計方案的全過程,如設計一個簡易臺燈、多功能筆筒等,以此為主線貫穿于整個部分。
7.要引導學生從自身實際出發,提出多個值得解決同時又能夠解決的問題,并進而確認一個設計任務,列出具體的設計要求,制定出相應的設計計劃。
8.比較和權衡是設計過程中兩個不同的重要的過程,教學時要加以區別。
9.設計的一般原則是本單元學習的重點。教學中,教師可以通過案例、圖片、視頻以及設計技術活動等多種方式,并能積極創設情景,引導學生參與進來,積極地思考、分析、交流和評價,實現教學互動,盡量避免純粹的教師講解。要讓學生掌握設計的基本原則,并且明確制約設計的手段就是這些原則。同時,建議教師要注意引導學生以聯系的觀點看待各個原則間的關系,引導學生運用這些原則對技術產品進行綜合評價。
10.在對方案構思進行教學時,建議教師要鼓勵學生運用不同的方法,大膽構思,努力挖掘自己的創造潛能,提出多個方案。方案的構思方法本身并沒有優劣之分,教師不要刻意突出某一方法。
11.在“工藝”教學中,重點是培養學生對工藝的選擇能力,以及會正確、安全使用工具或設備,不要過度強調對學生操作技能的要求。
12.模型能用來交流并檢驗設計思想及過程,并有助于改進設計。教師一定要想方設法使學生能夠把自己的設計方案制成模型或實物。
13.要盡可能的創造條件,因地制宜,使學生親歷自己產品測試的全過程。但不一定要強調正規的測試手段。
14.建議教師可以向學生提供一種產品,讓學生寫出該產品說明書,然后提供廠家的說明書,通過學生自我評價和大家共同討論的形式領悟說明書的使用和編寫方法及其在產品設計中的重要性。
(三)設計的交流 
[內容標準]
1.在設計過程中和設計完成后,能用恰當的方式與他人交流設計想法和成果,并能在交流中提煉出有價值的信息。
2.了解技術語言的種類及其應用,能識讀一般的機械加工圖、線路圖、效果圖等常見的技術圖樣,能繪制草圖和簡單的三視圖。
[學習要求]
1.設計的交流
·了解設計的交流在設計過程中的作用;了解幾種常用的設計交流方式,如口頭語言、文本、技術圖樣、圖表、模型、計算機演示、網頁等;知道不同交流方式的適用范圍和特點。
·針對不同的內容和交流對象,能夠選擇合適的交流方式,準確、簡潔地表達自己的設計想法和設計成果,在技術設計的交流中,學會判斷并提煉有價值的技術信息。
2.技術語言的種類及其應用
·了解技術語言的種類及其應用,知道技術語言包括技術圖樣、圖表、技術符號等,了解不同技術語言的特點和應用范圍,能用恰當的方式與他人交流設計想法和成果。
·知道草圖的分類,掌握繪制草圖的方法和步驟,學會應用設計草圖來表達設計意圖。
·知道一般的機械加工圖、電子線路圖所用符號的含義及表達方法,能識讀常見的技術圖樣,如機械加工圖、線路圖、效果圖等。
·掌握一般技術圖樣繪制所采用的投影方法,學會繪制簡單的三視圖并能夠標注尺寸。
[教學建議]
1.設計的交流與學生的生活密切相關,這部分內容的教學要注意穿插案例、聯系實際、激發學生的學習興趣,使學生成為課堂學習的主體。教師要盡可能多的采用小組活動的形式,鼓勵學生多進行思想交流,互相啟發、取長補短。除此之外,教師可以創設與其他班級學生交流的機會,有條件的可以進行校際之間的交流或請專家到學校與學生座談等。
2.教師應充分利用多媒體設備,通過口頭語言、文本、技術圖樣、模型、計算機演示、網頁等方式,組織學生進行設計的交流。
3.教師要通過多種方式引導學生掌握和理解規范的技術語言。這里針對不同的技術圖樣,有兩類要求,一類是識讀,一類是繪制。技術圖樣的教學,要側重于培養學生識讀技術圖樣的能力,對制圖部分只要求能繪制草圖和簡單物體的三視圖即可。對于學生“識讀”能力的培養,可以通過多媒體課件或者專業性的軟件進行教學,還可以收集一些實際的圖樣讓學生識讀。教學中,建議教師要演示講解草圖的基本畫法,例如:如何握筆、如何徒手劃線到基本圖形的畫法等,在練習中,教師可選擇一種較為典型的圖形讓學生動手實踐。
4.這部分內容專業性較強、比較抽象,難度較大。建議教師采用探究式和啟發式教學,積極創設問題情境,關注學生情感發展和學生的感受與體驗,激發學生學習興趣。。
(四)設計的評價
[內容標準]
1.能根據設計過程中每一階段的要求進行評價,樹立質量管理意識。
2.能根據需要進行簡單的技術試驗,并進行評價,寫出試驗報告。
3.能根據設計要求對設計過程和最終產品進行多方面的評價,并寫出設計總結報告。
4.能對他人的、現有的技術產品做出自己的評價,并寫出比較全面的評價報告。
[學習要求]
1.設計的評價
·知道設計的評價的含義及其作用。
·知道設計的評價包括對設計過程的評價和對最終產品的評價,在設計過程中,學會運用適當的方式方法及時保存相關信息。理解對設計過程的評價要綜合考慮,學會判斷設計過程是否合理、有無創新等;知道對最終產品進行評價的基本依據,學會從多方面把握評價內容。
·能夠從質量管理的角度,對設計的各個階段進行評價,如設計方案、制作等各環節。
·學會根據設計要求和所受的限制對設計過程及最終產品進行綜合評價,學會寫出符合要求的、完整的設計總結報告,并能對自己的設計過程進行系統的回顧,找出成功與不足(甚至是失敗)之處,培養發現問題和自我總結的能力。
·學會多角度地評價他人的技術產品,并能寫出比較全面的評價報告。
2.技術試驗及其方法
·了解技術試驗的含義、分類和幾種一般技術試驗的方法的特點及適用范圍,如性能試驗、優化試驗、測試試驗等;知道技術試驗在技術設計中的重要性。
·掌握一般的技術試驗實施的步驟,學會根據設計的要求和所受的限制,采用有效的方法進行簡單的技術試驗。
·知道一般的技術試驗報告的寫作內容和寫作要求,學會撰寫比較正規的試驗報告,包括試驗數據的采集和結論分析。
[教學建議]
1.設計的評價是教學難點,教師在教學活動中要采取相應的措施進行教學,比如,運用多媒體手段、運用一些案例呈現教學等方法。
2.設計的評價應貫穿于設計的全過程,要盡量使學生全過程親身經歷。只有使學生反復體會,逐步加深理解,才能真正掌握,靈活應用。
3.技術試驗的教學,教師應盡可能的聯系學生生活實際設計技術試驗項目,讓學生親自去設計、去實踐、去體驗、去總結。
4.教師要通過案例分析、小組討論、講解等形式使學生從多方面把握評價內容及其方法。例如,引導學生學會判斷產品是否符合設計要求,如實用性、工作效率、安全性、成本、耐用性等;學會判斷產品在使用過程中產生的多方面影響,如經濟、社會、環境、道德影響等。
5.教師要通過多種途徑引導學生從多角度評價他人的技術產品,包括對古人的、目前市場上見到的等等。如對于現有產品,可以分析它所采用的先進技術、現代人的審美情趣、流行時尚的變化、它對環境造成的后果,以及它所存在的缺點和改進的可能等等問題,并能夠寫出比較全面的評價報告,這樣一方面可以培養學生分析問題的能力,提高設計能力,另一方面可以增強學生對現實的理性分析和選擇、決策能力。
必修模塊:技術與設計2
本模塊是在《技術與設計1》的基礎上的具有典型意義的專題性技術與設計的教學內容,是高中通用技術課程的第二個必修模塊。本模塊由“結構與設計”、“流程與設計”、“系統與設計”和“控制與設計”四個主題組成。
本模塊的四個主題是技術領域中具有典型意義的教學內容。其典型意義一方面在于,它們既有專業技術的內涵,又有通用技術的特性。另一方面它們所體現的技術設計的思想和方法,不僅是解決技術問題的鑰匙,還可以向其它領域遷移,對人的一生都會產生積極的影響。“結構與設計”雖指向力學結構的理解、分析和設計,結構與功能的關系的討論卻是各類技術設計不可少的;“流程與設計” 討論流程和流程的改進設計,改進的思想和方法同樣是技術設計的共性;“系統與設計”則重于對系統的理解,以及運用系統思想解決實際生活中的設計;“控制與設計”重在理解和運用控制,解決生活生產中的問題。這些內容構成了技術素養的重要組成部分。
模塊四個主題的內容相對獨立,教學中可以調換順序,但它們又相互呼應,具有內在的聯系。結構總是和系統相聯的,結構是系統的結構,是系統的組成形式,也是系統功能的依據;流程可以說是工程系統或工作系統按時間順序的描述;控制本身是一個系統,它也是對系統狀態所施加的干預。從總體上把握各單元的內在聯系,有助于理解本模塊所體現的思想和方法所具有的普適性。
(一)結構與設計
[內容標準]
1.了解結構的涵義,能從力學的角度理解結構的概念和一般分類。
2.能結合1~2種簡單的結構案例,分析結構是如何承受應力的。
3.能通過技術試驗分析影響結構的強度和穩定性的因素,并寫出試驗報告。
4.能確定一個簡單對象進行結構設計,并繪制設計圖紙,做出模型或原型。
5.能從技術和文化的角度欣賞并評價典型結構設計的案例。
[學習要求]
1.結構的涵義
·了解結構的涵義,能從力學的角度理解結構的概念和一般分類。
2.結構的分析
·知道應力的概念,能通過簡單結構的案例分析結構是如何承受力的,如梯子、大壩、橋墩等。
·知道結構強度的概念,能通過簡單的技術試驗,分析影響結構強度的主要因素,寫出試驗報告。
·知道結構穩定性的概念,能通過簡單的技術試驗,分析影響結構穩定性的主要因素,寫出試驗報告。
3.結構的設計
·能確定一個簡單對象進行結構設計,提出結構設計的功能、強度、穩定性等要求。
·說出結構設計應該考慮的主要因素,如功能、安全、創新、成本和工藝等,能構思出2至3種結構設計方案,并做出優化選擇,繪制出設計方案的結構草圖,能選定一種優化的結構設計方案,運用身邊材料和工具,制作模型或者原型。
4.結構的欣賞
能從結構的功能、強度、成本工藝、穩定性和創新性等角度,對結構設計的優缺點進行評析,能從歷史、民俗和審美等角度,欣賞典型的結構設計。
[教學建議]
1.本單元的教學內容與學生的生活聯系十分密切。因此教師可以針對教材內容收集素材,也可以在課余時間引導學生收集,開展研究性學習,為學生提供一個豐富的學習背景。
2.在進行常見結構的教學中,首先要明確分析結構主要是為了使人類可以從中獲取靈感,從而解決某些技術問題,為人類服務。教師應用多媒體或實物從自然界、技術領域、社會領域三個角度去展示生活中的常見結構。在此基礎上再從力學的角度上去理解結構。教師應選取一些簡單可行的技術小實驗,讓學生對構件的受力形式及特點獲取一個感性認識。在此過程中要重點突出應力的概念,但不要求具體計算。對于結構的類型這部分內容,教師可以選取不同結構類型的實例(如大壩、腳手架、頭盔等),從力學的角度分析其受力特點。
3.在穩固結構的探析的教學中,教師應引導學生通過觀察生活和技術試驗,對簡單的結構進行強度、穩定性分析,解釋它的強度高或低、穩定或者不穩定的原因。可以讓學生根據教師的設計來做試驗,也可以讓學生根據自己的生活經驗、興趣愛好和現有條件,自行設計進行試驗,并得出結論。如在研究結構穩定性的時候可以借助三腳架來進行討論和研究。
4.在講解簡單結構的設計中,要注意引導學生養成良好的設計習慣,在對簡單結構設計方案的構思時,要學會從畫草圖開始,結構設計的草圖要能清晰的顯示出設計對象的骨架形式、尺寸比例等,教師要引導學生就草圖的方案與小組同學共同商討。
5.在結構制作時,教師應采取學生分組的教學方式,配發各種不同性質的材料,讓其按設計的一般步驟進行設計,并能制作出一個結構簡單的物體。
6.在經典結構的欣賞教學中,要充分利用生活中的經典結構,引導學生從技術角度和文化角度兩方面來進行欣賞。教師也可以通過帶領學生參觀本地的特色建筑,從各類教學資源中篩選有價值的結構設計實例介紹給學生,引導學生學習對作品進行欣賞和評價的角度和方法,比如從“形”、“意”、“神”等方面來評價等。在此基礎上要求學生自己能找出生活中的一個經典結構寫出一篇賞析短文。
(二)流程與設計
[內容標準]
1.了解流程的涵義及其對生產、生活的意義。
2.通過對典型的工作流程和生產工藝流程案例的分析,理解流程中的時序和環節的意義,學會閱讀簡單的流程圖。
3.能分析流程設計中應考慮的基本因素,并畫出流程設計的框圖。
4.能解釋流程的改進與設備、材料等之間的關系,能概括某種簡單生產流程優化過程中所應考慮的主要問題。
5.能對生活、生產中的簡單對象進行流程設計或流程的改進設計,并用文字或圖表說明流程設計方案的特點,或者流程的改進方案的優越之處。
[學習要求]
1.流程的涵義
·知道流程的涵義,列舉生產、生活中的流程應用的事例,知道流程在生產、生活中的意義。
2.流程的分析
·說出流程中環節、時序的概念,分析生產和生活中流程的環節和時序,知道流程可以用方塊圖、文字敘述、表格、圖形和程序流程圖等多種形式表達,識讀簡單的流程圖,正確運用流程圖表達流程。
3.流程的設計
·分析流程設計中應該考慮的因素,如工藝、設備、材料、人員、技術和資金等。
·知道流程設計的一般步驟,如確定目標和任務→對過程進行分析→初步確定環節→劃分時序→繪制流程圖→評價和改進→完成設計說明。
·根據已知條件設計簡單流程,指出所設計的流程方案的特點。
4.流程的優化
根據分析流程實例,指出可改進之處,提出優化方案,知道流程的改進與工藝水平的提高,以及設備、材料、管理等密切相關,針對確定的流程實例,分析流程優化應考慮的主要因素,并能進行流程優化設計。
[教學建議]
1.本單元的內容相對來講較為抽象,所以建議教師更多地引進生活中的相關實例加以分析,來幫助學生理解。教師在教學中不僅要教給學生流程的有關知識,更重要的是要與學生一起探究流程所蘊含的思想與方法,如“流程就是質量”、“流程就是效率”等。
2.在對生活和生產中的流程進行教學時,教師可以用生活中較為簡單地實例引導學生對流程的概念進行理解,在理解的過程中要抓住兩個關鍵點:時序和環節。在理解的基礎上,教師應引導學生對自己一天的學習生活流程進行設計,體驗合理的流程對生活的意義。在條件容許的情況下,教師可以組織學生參觀當地企業的流水生產線,感悟生產流程的快捷、高效、有序。
3.教師在流程的設計的教學中,要結合生活中的典型案例,引導學生理解為了達到一定的具體要求,要綜合考慮流程設計中的各種因素。在此基礎上可以提出具體任務,讓學生進行簡單流程的設計,在設計的過程中理解流程設計的步驟,注意流程設計的步驟是以時序和環節為主要線索的。
4.教師在流程的優化的教學中,明確技術是為人服務的。流程優化是因為對現有流程的不滿意而進行的改進,其目的是為了更好地滿足人們的需要。教師應注意在教學中滲透技術的人文特性,注意讓學生探究優化背后所隱含的更深的思想,并結合實例引導學生了解流程優化的內容及其條件。組織學生進行分組討論,對生活生產中已經存在的、尚有改進的可能的流程進行討論,在指出問題所在的基礎上,提出改進方案,并論證這一方案的可行性。
(三)系統與設計
[內容標準]
1.從應用的角度理解系統的涵義。
2.通過簡單的系統的案例分析,理解系統的基本特性,初步掌握系統分析的基本方法。
3.理解系統優化的意義,能結合實例分析影響系統優化的因素。
4.通過簡單的系統設計案例的分析,初步學會簡單系統設計的基本方法。
5.確定一個生活或生產中的簡單對象,根據設計要求完成系統的方案設計。
[學習要求]
1.系統的涵義
·說出系統的概念,分析構成系統的三個條件。
·知道系統在現實生產生活中的廣泛應用。
2.系統的分析
·結合實例說明系統的整體性、相關性、動態性和目的性等基本特性,運用系統的基本特性,分析身邊的系統實例的特性。
·知道系統分析的基本方法,能運用系統分析的基本方法對簡單系統進行分析。
3.系統的設計
·根據所確定的設計任務,做出簡單系統設計的書面方案,包括必要的設計草圖和設計報告,對該設計方案進行評價等。
4.系統的優化
·總結系統優化的意義,對所設計的系統方案進行評價,指出可以改進之處,并能結合案例,分析影響系統優化的因素。
·知道系統優化的一般過程,能針對某個具體案例,提出系統優化的方案,總結系統優化的幾種類型,如工期優化、成本優化、工藝優化、管理優化、組織優化等。
[教學建議]
1.本單元的案例大多基于一定的生產經驗和科學知識,教學中應注意在應用中來掌握知識。將知識的應用與學生的實踐活動貫穿于整個教學過程中。
2.教師在講解系統時,可以從系統的實例分析入手。如一臺電冰箱可以看作是一個系統,學校的一間多媒體教室也可以看作是一個系統。教學時教師可以通過師生的互動來明確系統的概念和了解系統不同的分類。對于系統的基本特性可以呈現出不同的實例讓學生來分析出四個基本特性。尤其對于系統的整體性可以通過學生的辯論加以理解。
3.在系統的分析的教學中,首先可以結合實例研究得出系統分析的概念和系統分析的一般步驟,然后給出問題引導學生進行分析,在此過程中讓學生理解系統分析的三大原則。這里只要求學生掌握粗淺的系統分析的基本方法。在這個基礎上教師可以結合實例分析引導學生理解系統優化的深刻含義,親歷系統優化的一般過程,感悟系統優化的現實意義。
4.對于系統的設計的教學,教師在對系統的具體案例進行分析的基礎上,引導學生總結出系統設計的基本原則。教師可以通過一個典型系統的設計讓學生理解系統設計中應考慮的主要問題,如系統的整體功能、系統各部分之間的聯系、系統的整體優化。在此基礎上總結出系統設計的一般步驟。再引導學生結合實例進行簡單系統的設計,以加深理解。
(四)控制與設計
[內容標準]
1.理解控制的涵義及其在生產和生活中的應用。
2.分析典型的案例,了解手動控制、自動控制,熟悉簡單的開環控制系統和閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
3.能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖,理解其中的控制器、執行器等環節的作用,熟悉反饋環節的作用。
4.能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素,并作分析。
5.了解簡單的被控制對象的基本特性,能確定被控量、控制量,畫出控制系統的方框圖,并形成初步的控制設計的方案。
6.能根據開環控制系統的設計方案,制作一個控制裝置;或者能根據簡單閉環控制系統的設計方案進行實施或模擬實施,學會調試運行,提出改進方案。
[學習要求]
1.控制的涵義
·知道控制的涵義,并能列舉出生活和生產中的控制事例。
·知道控制在生活和生產中的重要作用,說出生活中控制的運用所帶來的高效、方便的體驗,舉例說出人工控制和自動控制。
·知道人工控制與自動控制的區別。
2.簡單控制系統的分析
·說出開環控制系統的組成部分,結合具體案例,分析并簡述開環控制系統的工作過程。
·說出閉環控制系統的組成部分,知道被控制量、控制量、給定量、控制對象、執行器、控制器和反饋裝置在閉環控制系統中的作用,結合具體案例,分析并簡述閉環控制系統的工作過程。
·說出閉環控制系統與開環控制系統的特點并作比較,結合實例,用方框圖分別表達一個開環控制系統和簡單的閉環控制系統的工作過程,結合實例,分析控制系統中的干擾因素對控制系統影響的過程,分析并說出一個簡單閉環控制系統抗干擾因素的過程。
3.簡單控制系統的設計
·根據設計要求,確定控制系統的被控對象、被控量和控制量,選擇并確定一個實現控制要求的設計方案,畫出方框圖,根據開環控制系統的設計方案,體驗模擬實現控制方案的過程,或者根據簡單的閉環控制系統的設計方案,體驗模擬實現控制方案的過程,正確調試系統。
[教學建議]
1.本主題專業性較強,教師應多方面收集資料,加強學習。對開環控制系統和閉環控制系統加以研究,并對它們之間的異同進行分析。
2.對于控制的手段與應用的教學,教師可以從生活中的實例(如日常生活中的水龍頭、銀行自動取款機、精確制導武器等)出發,引導學生說出現實生活中存在的一些控制手段,并闡述自己對它們的理解。教師應引導學生從他們喜聞樂見、容易接受的簡單控制事例的工作過程的分析出發,使學生明白控制系統的類型、組成以及它們是如何工作的。
3.控制系統的工作過程與方式是本主題的教學重點。這部分主要有控制系統、開環控制、閉環控制等重要概念。教師應通過具體的實例區分哪些是開環控制,哪些是閉環控制,說清楚簡單的開環控制系統和閉環控制系統的基本組成,以及它們是如何實現控制的。并著重比較開環、閉環這兩個系統,突出反饋這個知識點,但不要講得過深。教師應針對具體案例引導學生分析控制系統的輸入量、輸出量、被控對象、執行器、控制器、控制量等元件或參量。在學生初步掌握的基礎上,讓其完成課后練習,加以鞏固。
4.閉環控制系統的干擾與反饋是本主題的教學難點。教師可以通過對學生熟悉的一些事例的分析,引導學生理解什么是干擾因素。教師在這部分教學中僅要求學生列出簡單控制系統的干擾因素主要有哪些,不要求對這些干擾因素作具體分析。
5.建議教師在學生對干擾因素理解的基礎上再提出閉環系統中反饋的概念及其作用。教師可以結合大量的實例和現象深入淺出、通俗易懂的講解,讓學生理解閉環控制系統的工作過程,并對閉環控制系統和開環控制進行比較。對于功能模擬方法和黑箱方法的教學可以讓學生分組進行討論,然后結合生活中的實例由學生來進行講解。
6.在控制系統的設計與實施的教學中,應該體現出學生的動手動腦能力,因此可以加強學生動手制作的環節。首先教師可以通過一些實例(如電熱毯的設計)來闡述控制系統設計的一般思路,這里面要將開環系統和閉環系統的設計分別加以說明。學生在對以上知識理解的基礎上就可以著手某一個簡單系統的設計與實施。
7.教師應根據實際情況設計并實施一個開環控制裝置,要求學生完成從方案設計到制作的整個過程。
選修1:電子控制技術
電子控制技術是高中通用技術課程的選修模塊,是一門運用電子電路實現信息或能量改變的技術。本模塊提供了學習設計和制作電子控制系統的機會,以使學生接觸和嘗試解決更具有趣味、更富有價值的技術問題。
本模塊由“傳感器”、“數字電路”、“電磁繼電器”和“電子控制系統及其應用”四個主題組成。前面三個主題分別闡述電子控制系統的三個組成部分,突出的是各個部分本身的作用。第四個主題是將前面三個主題組合成一個控制系統,并通過應用性設計,對“技術與設計1”和“技術與設計2”內容進行應用、綜合和拓展。
通過本模塊的學習,學生應該了解電子控制電路的構成,知道數字電路的基礎知識及其在電子控制技術中的應用;學會設計和安裝電子控制電路,能運用系統的方法分析電子控制的過程和可能發生的故障,并用試驗的方法進行優化,以提高解決實際技術問題的能力。
教學中應密切結合學生的生活經驗和典型實例,把重點放在電子控制電路的實際運用和改進上,強調綜合運用系統和控制的方法分析和解決設計中遇到的問題。
(一)傳感器
[內容標準]
1.認識常見的傳感器,能用多用電表檢測傳感器。
2.知道傳感器的作用及其應用。
[學習要求]
1.能認識常見傳感器的實物外形和電路符號。
2.能使用多用電表檢測光敏傳感器和溫度傳感器等常見傳感器。
3.知道傳感器的作用和應用。
[教學建議]
1.建議建議盡量收集多種傳感器實物,讓學生從外形上認識常見的傳感器。
2.在教學中,應通過人體的感覺器官與傳感器的對應,來引入對傳感器的特性的認識。
3.在傳感器的應用案例教學中,可通過實地觀察、調查、咨詢、查閱產品說明書或有關的技術資料等多種方式,了解各種傳感器在生活、生產、軍事等方面的應用實例,分析它在電子控制系統中的作用。如:溫度傳感器可以在自動電飯鍋中用來控制溫度;冰箱中用來控制冷凍程度的傳感器也是溫度傳感器。
(二)數字電路
[內容標準]
1.通過比較數字信號和模擬信號,了解數字信號的特性,知道數字信號的優點。
2.知道數字信號中“1”和“0”的意義,了解數字電路是一種能夠方便地處理“1”和“0”兩種狀態的電路。
3.了解晶體三極管的開關特性及其在數字電路中的應用。
4.熟悉與門、或門和非門等三種基本邏輯門的電路符號及各自的邏輯關系,會填寫它們的真值表,能畫出波形圖。
5.知道與非門、或非門的電路符號及各自的邏輯關系,會填寫它們的真值表,能畫出波形圖。
6.知道常見的數字集成電路的類型,并能用數字集成電路安裝簡單的實用電路裝置。
7.能夠對數字電路進行簡單的組合設計和制作,并進行試驗。
[學習要求]
1.通過比較數字信號和模擬信號,了解數字信號的特性,知道數字信號中“1”和“0”表示信號的“有”和“無”或電平的“高”和“低”狀態。
2.熟悉三種基本的邏輯關系,能在生活中發現這三種邏輯關系的實例。通過用三種邏輯關系的示意圖的分析,說明三種邏輯關系,并能用邏輯表達式表述。通過實驗來判斷邏輯門,讓學生去感受這些“門”可以控制信息的流動。
3.了解晶體三極管的開關特性及其在數字電路中的應用,能在電子線路實驗板上搭接晶體三極管的開關作用電路。
4.能夠對數字電路進行簡單的組合設計和制作,并進行試驗。
[教學建議]
1.本主題內容較為抽象,單純講解會很枯燥,因此,講授時要密切聯系學生生活實際,通過大量的實例讓學生學會分析事物之間存在的邏輯關系。
2.在教學中要注意收集數字電子產品的資料,還可以舉辦一個“未來世界中數字技術的應用”討論活動,幫助學生了解數字技術發展的動態和趨勢。
3.在講解數字信號優點時,可以讓學生動手做下面兩個實驗,幫助學生理解。
(1)在計算機中進行某一幅畫面的復制(或把計算機中某幅畫面刻錄到光盤上),比較復制件與原件的影像清晰程度是否發生顯著變化。
(2)使用錄像機將錄像帶中的某一段畫面翻錄到另一盤錄像帶上,比較母帶和翻錄帶的影像清晰度是否發生變化。
4.對復雜的數字集成門電路,建議不作詳細的電路結構剖析和邏輯關系的具體分析,只要求學生知道這是成百上千甚至上萬個基本門電路組成的一只“黑箱”,用“黑箱”方法避開對復雜的信息流動過程的解釋,可以重點突出地去解決數字電路的實際應用問題,體驗數字電路應用的廣泛性。
5.在教學中,可以使用電子工作平臺(EWB),用虛擬的方法對基本邏輯門電路、組合門電路等進行邏輯關系實驗。
6.在使用數字集成電路設計并搭接2~3個不同的簡單電路(例如變調的電子音樂門鈴、光控報警器、延時路燈)時,可以分學習小組進行學習。然后,將其組合成具有新功能的實用電路,并進行小組之間的交流。
(三)電磁繼電器
[內容標準]
1.知道常見的繼電器可分為電磁繼電器和無觸點繼電器兩大類。
2.了解常見的直流電磁繼電器的構造、規格和工作原理。
3.學會直流電磁繼電器的使用。
4.知道可控硅的構造和電路符號。
5.了解可控硅的簡單的工作原理。
[學習要求]
1.知道常見的繼電器可分為電磁繼電器和無觸點繼電器兩大類,了解常見的直流電磁繼電器的構造、符號。
2.知道常見直流電磁繼電器的接點有常開、常閉和轉換接點等三種類別,以及繼電器的額定工作電壓、線圈直流電阻、觸點數目等參數。學會選用直流電磁繼電器。
3. 能用有轉換觸點的直流電磁繼電器搭接一個電路,了解常見的直流電磁繼電器的工作原理和工作過程,學會直流電磁繼電器的使用方法。
4.知道可控硅的構造和電路符號,了解可控硅的簡單工作原理,能搭接一盞電燈的電路,用可控硅控制它的亮度。
[教學建議]
1.課前可以準備一張繼電器結構掛圖,圖上不標出名稱,讓學生根據掛圖說出名稱。
2.教師查閱繼電器在電子控制系統、觸電保護、電流過載以及在高壓、高溫和有毒環境下應用的實例,引導學生比較電磁繼電器和可控硅在應用中的優缺點,并進行交流。
3.可控硅工作原理是本部分的難點,教學時,可采用演示試驗或分組試驗的方式教學,在試驗時應分析觀察到的現象,總結規律。
(四)電子控制系統及其應用
[內容標準]
1.知道電子控制系統的基本組成。
2.能用方框圖分析生活中常見的電子控制系統的工作過程。
3.能用數字集成電路等安裝簡單的實用電路,并進行調試。然后,能應用該電路設計和安裝開環控制系統。
4.能設計和安裝簡單的閉環控制系統,并進行調試和改進。
5.了解常見遙控系統的組成、分類及其應用。
6.能用集成電路設計和安裝簡單的遙控系統,并進行調試。
[學習要求]
1.理解電子控制技術的含義,了解它的廣泛應用。知道電子控制系統是以電子技術為核心的系統,要求用系統的思想和方法去分析和把握它的整體性、相關性和目的性。
2.知道最基本的電子控制系統由輸入、控制和輸出等三個部分組成,其中輸入部分大多由傳感器等組成;控制部分通常由數字電路(如觸發器)、單片機或計算機等組成;輸出部分一般由電磁繼電器等組成。
3.會用方框圖的形式表示出信息流動的方向,能用方框圖分析生活中常見的電子控制系統的工作過程。
4.知道開環電子控制系統和閉環電子控制系統的區別,知道反饋在電子控制系統中的作用。
5.了解常見的遙控系統由發射電路、接收電路和執行機構等組成,知道常見的遙控系統有紅外線遙控系統和無線遙控系統等,了解遙控系統的應用。
7.能用集成電路設計和安裝簡單的遙控系統,并進行調試。
[教學建議]
1.在充分考慮學生的知識水平和在符合標準要求的前提下,為使學生易學,化解設計電路原理圖的難點,建議教學時把重點放在電子控制系統的應用性設計上,并采用實用電路進行設計,這樣便于學生較容易地完成多方案設計。
2.雖然學生對控制量和被控制對象的分析在《技術與設計2》中已學過,但仍是教學中的難點,特別是閉環電子控制系統中輸出部分的組成比較復雜,各種控制和被控制的關系不十分明顯,教師應結合生活中的實例邊演示邊講解。
3.對遙控系統的設計和安裝,建議不作過度展開講解,只要求會安裝簡單的紅外遙控系統即可。以小組活動形式,采用分工合作的方式設計和制作一個單通道無線電遙控電路,再應用這一電路設計一個具有實用價值的電鈴(或電燈等)遙控系統,并在試用過程中加以改進。
4.第四個主題是將前面三個主題組合成一個控制系統,并通過應用性設計,對必修課“技術與設計1”和“技術與設計2”內容進行應用、綜合和拓展。整個模塊的重點是在電子控制系統及其應用上。本主題中的設計是指電路的組合、改進和應用設計(即技術的二次開發)。例如用集成電路安裝一個電子溫控電路,然后利用這一電路設計和制作一個能控制水壺煮水的自動控制裝置。
5.對遙控系統的設計和安裝要求有很大的開放性,只要求是單通道的遙控系統,并沒有規定用無線電遙控或紅外線遙控。
選修2:建筑及其設計
本模塊是高中通用技術課程的選修模塊,之所以選擇“建筑及其設計”作為選修模塊,一方面是由于建筑與我們生活息息相關,另一方面建筑又是人類文明進步的見證,《易傳》上說“上古穴居而野處,后世圣人易之以宮室”這句話充分說明了建筑在人類發展中的相互作用。
本模塊由“建筑與文化”、“建筑結構及其簡單設計”、“建筑材料及其加工”和“建筑構造及其設計”四個主題組成,模塊涉及的知識與技能,過程與方法,情感、態度與價值觀這對高中學生進一步增強技術的意識,培養人文素養,提高生活情趣都是十分有益的。
通過本模塊的學習,學生應該理解建筑與文化的關系;了解常用的建筑材料及其加工設備與工具,學會一些加工技能;了解建筑構造及構件的主要技術知識;能進行簡單建筑結構與構造的設計,理解與設計有關的法規。
教學中應引導學生注意,設計每一個構件都要考慮部分與整體以及部分之間的關系,以使這個構件與整體及其他構件和諧、協調。建筑物的質量和建筑污染是關系到人民生命財產安全的重大問題,應注意利用正反兩方面的例子,增強學生的質量意識、環保意識與安全意識。建筑具有豐富的文化內涵,在建筑設計的教學中應注意其人文性與時代性。
(一)建筑與文化
[內容標準]
1.理解建筑是民族文化藝術的結晶和時代風貌的寫照,了解建筑的發展與人類文明的關系。
2.了解我國和當地房屋建筑的特色,能分析當地房屋建筑特色的產生原因。
3.通過對典型建筑的欣賞,學會從不同的角度對建筑物進行評價。
[學習要求]
1.了解建筑的發展與人類文明的淵源關系,理解建筑是人類走進文明時代的標志之一。
2.知道建筑是技術與文化的結晶,是人類物質文明與精神文明的產物,是社會發展水平的綜合反映。
3.了解我國和當地房屋建筑的特色及其產生的原因,進一步體會家鄉之美,達到領悟、內化。
4.通過對典型建筑物的欣賞,了解建筑風格與建筑藝術不僅表現了民族文化傳統,而且還反映了當時的社會經濟發展狀況;知道典型建筑所表現出的特有的藝術性、民族性、時代性、地域性等特點,學會從不同的角度去評價建筑物的建筑文化。
5. 能根據建筑物類型和人們不同的需要分析不同的建筑物發揮著各種不同的功能作用,能分析建筑的基本要求和個性特點。
[教學建議]
1.教學中要重視學生的活動和體驗。體驗性是現代學習方式的突出特征,教學活動中,要注意把握兩個方面的基本要求,第一,強調經歷與參與;第二,為學生的學習活動創設情景。教學中應該嘗試圍繞某一個專題創造性地開展設計活動,使學生結合自我體驗深入地與文本對話,并學會與他人交流,共享自己的經驗與感受。例如;“建筑——走進文明時代的標志之一”這一主題,主要的學習方式是活動體驗,教學中要組織學生圍繞建筑與文化的關系展開活動,引導學生用自己的生活經歷去解讀、品位、鑒賞建筑是民族文化藝術的結晶和時代風貌的寫照。
2.閱讀、欣賞、分析、思考是教育的重要方式,教師在專題教學前要有整體的教學計劃,圍繞“建筑與人類文明的淵源”關系,收集人與建筑、建筑與文明、建筑與文化等方面的信息資料,以保證課堂探討能有序有效地進行,對探討中發現的新問題,教師應當有一定的準備,探討的形式可以是同桌之間展開,也可以小組討論,重大的或共同感興趣的問題可以考慮安排一次班級范圍的探討交流,教師對學生的探討結果要作出評價。例如:在浩瀚的人類文明長河中,人們在滿足了基本居住需要后,開始向往更舒適、更美觀、更方便的居住條件,于是新的建筑物不斷涌現。在進行這方面教學時,教師要引導學生學會正確地從不同的角度評價這些建筑物的建筑文化。
3.中國的燦爛文化在中國的歷史建筑中得以反映,各地的房屋建筑更是反映了當地的風土人情和地理環境,教學中要引導學生通過文本、音像、圖片資料的收集,分析其建筑特點及產生的原因,通過調研、走訪、游覽、參觀等校外活動使學生深入了解祖國的民族建筑和現代建筑及以當地的建筑,增進他們對祖國和家鄉的熱愛感情。
4.建筑文化比較突出地表現在典型建筑物上,這些建筑風格與建筑文化達到了藝術性和實用性的統一,不僅表現了民族文化傳統,也體現了建筑中人文因素的真諦,教學中在引導學生分析建筑文化時,應抓住典型性建筑的藝術性、民族性、時代性、地域性等方面的特征,使學生不僅學會欣賞與分析,還能達到知識的內化。
5.教學中應充分利用教材中的各種活動項目,讓學生通過具體的分析,了解建筑物的各種不同功能作用、建筑的基本要求和建筑的個性特征。
6.教學中,教師要引導學生結合所知識能對不同風格、不同類型、不同功能的建筑物進行評價。
(二)建筑結構及其簡單設計
[內容標準]
1.了解建筑結構的含義,知道某一建筑物的結構類型。
2.了解拱券結構、桁架結構、懸索結構常見的建筑結構受力情況。能通過簡單建筑物的案例、分析影響其穩定性和強度的主要因素。
3.能設計簡單的建筑結構,并制作模型。
[學習要求]
1.通過對建筑物上荷載的重力作用及建筑結構的基本構件、受力構件、非受力構件的認識,了解建筑結構的含義。
2.了解結構的常見類型,知道某一類建筑物的結構類型。
3.在探索建筑結構的受力過程中,了解拱券結構、桁架結構、懸索結構等常見的建筑結構的受力情況,并嘗試對所設計的建筑結構進行受力分析。
4.通過對構件的連接方式、建筑材料、結構類型、建筑的高寬比、地基變形等進行分析,了解影響建筑物結構穩定性和強度的主要因素。
5.能根據建筑結構的安全性、適用性、耐久性等的功能要求,會對建筑結構的結構選型、結構布置、結構受力進行分析,能對建筑結構進行簡單的設計。
6.能根據建筑結構設計制作的步驟,選擇不同的材料進行模型制作。
[教學建議]
1.教學中應引導學生了解荷載的含義和荷載的幾種現象。通過情景的創設,案例的分析,建議采用試驗法分別進行各種荷載試驗并作正確的判斷,將試驗結果記入設計好的表格中。
2.通過有組織、有目的、有計劃的調研活動,實地了解建筑結構,觀察建筑結構中的受力構件和非受力構件,并作文字、圖片記錄在班級進行交流。
3.在進行建筑結構類型教學時,要引導學生了解常見的結構類型,并學會對磚混結構、磚木結構、鋼筋混凝土結構等其中的某一類結構進行分析比較,并能正確地說出結構類型中按受力構件(材料)劃分的建筑類型和按受力情況的各種建筑結構類型。教學中要引導學生觀察身邊的建筑,指出它們的受力構件是由什么材料建造的。
4.試驗是解決建筑結構受力分析的最佳途徑。教學中要創設情景引導學生對典型結構進行試驗,如拱券結構、懸索結構、框架結構等。試驗材料的選擇也要體現多樣性,如紙、木、金屬、塑料等,通過試驗分析觀察它們在荷載作用下的受力情況,并作好試驗記錄,形成試驗報告,進行交流。
5.影響結構穩定性和強度的因素很多,教學中要引導學生正確地從構件的連接方式、建筑材料、結構類型、建筑的高寬比、地基變形等方面進行分析、試驗,并在此基礎上找出影響建筑結構穩定性和強度的其它因素,如外力因素、自然因素、人為因素、技術條件等。
6.教學中要引導學生對結構功能要求的安全性、適用性、耐久性等作具體的分析,分析的形式應體現多樣性,可以是間接的圖示分析,也可以是直觀實體分析,教學中還要引導學生在科學合理的結構設計中考慮成本,在滿足上述功能要求的前提下盡量經濟。
7.教學中應引導學生從結構選型、結構布置、結構受力分析及構件設計、連接設計等具體內容中進行科學的分析,并根據現實生活中的實例對房屋的功能、空間、建筑外形等結構類型,結構構件的具體位置以及建筑結構受力和荷載的安全可靠性,不同材料的構件設計等進行具體的分析、試驗,在知覺、感受、體驗實踐中完成建筑結構設計的學習任務。
8.簡單建筑結構的設計與模型制作是學生直接感受建筑結構設計的有效途徑,通過模型制作使學生對發現問題、分析問題、解決問題有更深刻的體會。教學中應引導學生發揮想象,在建筑結構類型選擇方面,盡可能經過多種類型、多種材料的試驗,仔細考慮結構對象的因素條件,能選擇最簡單的類型和材料,按照結構設計的步驟進程簡單建筑結構模型的制作。
9.教學中還要運用教材中的各種活動項目,使學生在學習中得到心靈上的感悟和行動上的體驗。
(三)建筑材料及其加工
[內容標準]
1.知道常用建筑材料的種類,熟悉其中1~2類材料的性質、規格型號和用途。
2.能分析使用不合格建筑材料與選用材料不當可能造成的環境污染等危害,初步學會選擇適用的建筑材料。
3.初步學會1~2 種常用建筑材料的加工方法、連接方法及其工藝。
[學習要求]
1.知道建筑材料的含義,能根據建造房屋、修建道路和橋梁的不同要求,分別列舉出它們所需的主要建筑材料。
2.了解建筑材料的不同分類,熟悉1~2類常用建筑材料的性質、規格、型號和用途。
3.了解建筑材料的基本性質,并能夠通過小試驗,對建筑材料的彈性與塑性、韌性與脆性、強度、硬度等進行測定,理解建筑材料的基本性質對建筑物的重要性,初步學會運用木材、玻璃等建筑材料進行加工和連接,掌握基本的操作。
4.了解建筑材料對建筑物質量、建筑物結構類型、建筑物造價和建筑物美觀的影響,通過案例分析由于建筑材料運用不當和不合格建筑材料所造成的傷害和環境污染。
5.了解建筑材料在滿足使用功能和質量要求外的高性能化、復合化與多功能化等發展趨勢,初步學會選擇適用的建筑材料。
[教學建議]
1.在對建筑物的材料認識中,可以采用圖片分析和實景分析方法引導學生識別房屋建造、道路橋梁建造的主要建筑材料。教學起始階段教師應帶領學生有計劃、有目的地對典型的建筑物進行調查、分析、研究,在進行交流時教師的備課資料,學生的調研資料可以同時展現在課堂教學中,實現資源共享。
2.建筑材料的分類是非常豐富的,一些材料是學生生活中常見的,能夠對建筑材料的化學成分、使用功能、來源和使用部位等不同角度進行分類,是教學中的主要方面,教學中應引導學生對常見的材料進行分析,并進一步了解其它一些材料。熟悉1~2類常用建筑材料的性質、規格、型號和用途。
3.對實體建筑材料的物理性質、力學性質和安全使用等基本性質的分析可以讓學生通過小試驗的方法進行,試驗的材料選擇最好是常見的、易得的,如木材、塑料、磚、石、玻璃等,試驗中應做好數據分析記錄,也可以利用事先設計好的表格填寫試驗結果,試驗時可以分組分工合作,但一定要注意安全,防止傷害事故的發生。在學生初步學會運用木材、玻璃等建筑材料進行加工和連接時,教師要引導學生確定主題結構,制訂設計方案,選擇可加工或半成品進行連接制作,同時把制作工藝流程納入正規的程序中,使學生養成嚴謹的工作態度和一絲不茍的工作作風。
4.建筑材料對建筑物的質量、結構、造價和美觀起著十分重要的作用,教學中應進行事先準備好的分析資料有針對性地引導學生對校內和周邊建筑進行調查研究,并能進行分析交流,指出其不合理之處并能提出改進方案。
5.隨著科學技術的發展,一些新技術、新材料不斷涌現,教學中要引導學生通過信息收集,整理歸納出各種不同的新型建筑材料,并選擇1~2種典型的新型建筑材料與傳統建筑材料進行分析比較。與此同時根據土木工程史上的三次飛躍,開創性地想象可能還會出現哪些變革,提出自己的設計思路。
6.充分利用教材中的各次學習活動,使學生通過學習有所體驗,有所感悟。
(四)建筑構造及其設計
[內容標準]
1.了解建筑構造的含義,知道某一類建筑物的構造類型。
2.理解各類公共建筑和居住建筑構造與人的行為、生理及心理要求之間的關系。
3.了解2~3類建筑構件的用途、特點,理解設計該構件時要注意的問題(包括建筑設計中的安全要求及有關建筑法規)。
4.能設計或改進簡單建筑構件,并能繪制設計草圖。
5.能根據設計方案選擇加工工具、量具、設備及加工方法,并制作所設計建筑物模型或構件(或模型)。
6.能考慮多方面的因素對設計方案及其制作品進行評價。
[學習要求]
1.認識建筑構造,知道建筑物是由基礎、樓梯、門、窗、墻體、屋頂等構件組成的,能對建筑物的構造類型進行分析。
2.能圍繞建筑物的基本建筑構件,了解建筑物主要構件的功能和構造特點,使學生對各個常見構件有更準確的認識。
3.通過對建筑構造的外力因素、自然因素、人為因素和技術條件的分析,能夠明確避免影響建筑構造時應有針對性地采取相應的構造措施。
4.學會觀察并發現生活中建筑構造設計是怎么體現以人為本的思想,通過對建筑構造設計具體要求的學習,理解建筑是為了人而設計的。
5.通過對建筑構件的設計理念的理解,學會圍繞門窗或樓梯構件進行設計,能用木、紙等材料制作設計模型。
6.學會設計過程中的草圖、正規圖的繪制,通過多方面的分析、比較,能對設計過程、設計構件進行修改完善,同時還要適時地對設計情況和制作情況進行有效的評價。
7.在學習與設計建筑物構件時還要了解我國已經制定的各種規范標準,例如:在我國建筑設計時必須首先滿足《民用建筑設計通則》〔JGI37—87〕等規范要求,在構件的構造設計時也有一些相關的設計規范等。
8.要學會根據構件設計方案選擇使用的工具、量具和專業設備以及科學的加工方法。
9.能夠利用石材、水泥、木材、玻璃、塑料、金屬根據設計要求和加工方法制作建筑物的模型或構件。
[教學建議]
1.在了解建筑構造的含義基礎上,對建筑物的構造類型的教學可以采用分組活動的形式,確定主題方案,分別到社區、家庭、廠礦、學校、公共場所、商店等地方進行調研,進行體驗性的活動,把獲得的信息在全班進行交流,還可以通過網絡獲取這方面的知識。
2.圍繞學習建筑物的基本構件,在了解這些構件的用途和特點的基礎上可以采取觀察法、對比法、討論法,有條件的采用試驗法在基礎、墻體、樓梯、屋頂、門窗等中選擇1~2個基本建筑構件進行分析或試驗,并對結果進行評議。
3.通過網絡信息的收集,圖片資料或實例的觀察,分析影響建筑物構件的外力因素、自然因素、人為因素、技術條件的因素等多種因素,教學中要引導學生樹立正確的技術意識,通過對資料和實例的分析,理解建筑構造的設計必須具有的科學性。在理解建筑構造科學性的基礎上,選擇主題班會,小組討論、交流等形式,明確影響建筑構造的因素,并采取積極的應對方法,科學地分析和正確解決問題的辦法。
4.理解建筑構造設計中應體現以人為本的思想,教學中要引導學生熟悉一些科學的建筑構造,應用對比的方法對生活中和身邊不合理的建筑物構造進行調研,并用攝像或照相的方法將資料收集起來并在班級交流,讓學生更直觀地了解建筑物構造的設計必須考慮人的因素。
5.對建筑物構件設計的教學,要引導學生通過查找建筑設計、建筑施工、建筑構件標準等規范文件,學習了解相關建筑法規,并知道這些法規在建筑構造中的作用。
6.建筑構造施工中工具、設施、設備是現代建筑建設中不可缺少的組成部分,教學中要利用網絡、圖片和實物幫助學生了解這些工具、設備。
7.教學中要引導學生學會用一般的建材進行建筑模型或建筑基本構件的設計與制作。如:水泥、黃砂、石膏、玻璃、塑料、金屬材料、木材等,同時還要學會利用這些材料的加工方法,選擇材料時不宜太多,一般以1~2種建材為主。
選修3:簡易機器人制作
本模塊為高中通用技術課程的選修模塊,以應用性設計為主,它具有思路廣、用途多、實踐性強等特點,為學生提供了寬廣而豐富的想象空間,有利于學生創新精神的培養和實踐能力的提高。同時,所用的材料價格低廉,對學校設備要求不高,容易在一般中學開設和推廣。
本模塊由“單片機及其控制程序”、“單片機與控制電路”和“單片機與傳動機械”三個主題組成。內容涵蓋了計算機、傳感、智能信息處理、控制和機械等基礎技術,體現了現代信息技術與傳動機械技術的綜合、軟件技術與硬件技術的結合,形成了知識和技能的綜合運用,有利于拓展學生技術學習的視野,較好地反映了通用技術課程的總體目標要求。
目前,教學用機器人結構較復雜,未能在中學廣泛推開。把機器人進行簡易化,為廣大高中學生所能接受、喜歡,并可納入技術選修課程,讓學生在這段對人生的發展起著重要作用的高中階段里,有一個與高技術接觸的經歷,有一個運用先進技術和先進技術思想方法的機會,激發其強烈的學習興趣,產生對技術的親近感,有利于促進一部分學生形成向技術方向發展的傾向。
本模塊中,雖然編程語言和傳動機械占了比較多的篇幅,但教學重點還是在設計和制作上。在教學中,應加強系統思想方法和技術試驗方法在新的學習情景中的應用和指導。
(一)單片機及其控制程序
[內容標準]
1.知道單片機的特點及應用。
2.知道單片機的基本組成及工作過程。
3.知道單片機集成電路引腳的功能。
4.了解一種單片機編程語言,掌握一種單片機常用的編程指令。
5.學會用指令編制簡單控制的程序,并能根據試驗進行修正。
6.能操作單片機編程器將編寫的程序燒結固化。
[學習要求]
1.了解單片機的特點、應用以及產生的原因。知道單片機實際上是一臺微型計算機,它具有一般計算機的主要結構,但又比PC機要簡單很多。
2.了解單片機的基本組成及工作過程。
3.能結合電路圖和實物認識引腳的功能。
4.理解機器語言、匯編語言、高級語言的區別;了解單片機編程語言的選擇過程。掌握一些最基本的指令。如:匯編語言的常用指令一般在10條左右。學會一般單片機的選用。
5.理解程序指令執行的一般過程;掌握一種匯編語言中的一些常用匯編指令(如:mov、load、add、sub 等;亦可使用某一種高級語言)。
6.能結合實際例子會使用一些常用的特殊寄存器。
7.會畫程序流程圖、能讀懂簡單程序,并能調試、檢查程序;能通過試驗發現編程中的問題,然后探究如何去修改。
8.能通過編程器把程序燒結到單片機的存儲器中,使單片機能按照程序進行工作。
[教學建議]
1.關于單片機的特點和應用,建議先把單片機的特點列舉出來,再介紹單片機一些具體的應用實例。例如可以從在工業、農業等領域和日常生活中的應用去講。
2.教師在教學過程中要避免過于專業化,尤其是簡易機器人語言部分的教學,只對匯編語言作簡要介紹,而在編程中則采用學生方便使用的圖形化語言。但建議教師在教材的基礎上進一步學習有關的基礎知識和操作技能。
3.在講解編程的過程中,教師可以結合實際情況開展相關活動,如調查一個交通路口的行人流量、自行車流量和汽車流量,制定出交通紅綠燈翻轉時間間隔的合理方案,設計和制作一個用單片機控制的交通信號燈控制模型,并進行模擬試驗。
4.在對單片機的編程的教學中建議采用分組的形式,設計不同的程序,使單片機控制的彩燈組出現各種不同的發光形式,如奇數發光二極管發出閃光、偶數發光二極管發出閃光和逐個發光。在電子實驗板上搭接電路進行試驗,并將這些設計成果應用于實際。比如,為廣告牌四周設計和制作一個逐個閃爍發光的循環彩燈組。教師可以給出基本的外圍實驗電路,由學生編寫相應程序,進行調試、檢查、燒結等。
5.關于單片機型號的選用。由于本標準內容中講的是簡易機器人,所以,只要求使用一塊單片機。至于選擇什么型號的單片機,由于標準中沒有作明確的規定,只是列舉了型號為AT89C—2051單片機作為例子。教師可以根據實際情況選用較合適的單片機進行教學。
6.教師在教學過程當中充分應用“任務驅動”的設計思想,先提出任務,創設一定的情景,讓學生產生主動探究的欲望。
(二)單片機與控制電路
[內容標準]
1.了解電子控制系統的基本組成,知道單片機是一種使用廣泛的控制電路。
2.知道常見的傳感器及其作用。
3.了解繼電器的結構和工作原理,并能掌握簡單的使用方法。
4.能用傳感器、單片機和繼電器等安裝一個簡單控制裝置,并進行試驗。
[學習要求]
1.知道常見的傳感器,認識常見傳感器的外形和電路符號。
2.認識傳感器的作用是能夠采集和檢測外界非電量變化的信號,并把它轉換成為電信號。
3.了解直流電磁繼電器的結構。并能通過閱讀直流電磁繼電器的結構圖,了解其工作原理。掌握直流電磁繼電器簡單的使用方法。
4.能用傳感器、單片機和繼電器等安裝一個簡單控制裝置,并進行試驗。
[教學建議]
1.對傳感器的教學僅要求了解其外部特性,對內部結構、工作原理不作深究。
2.建議教師指導學生設計由傳感器、單片機和發光二極管等組成的1~3種在夜晚才能工作的循環彩燈控制系統,并在電子實驗板上搭接電路后進行試驗。
3.教師可以指導學生設計一輛遇到障礙就轉彎的碰碰車,加深對單片機控制電路的理解。基本機械部分,老師可事先準備好,由學生完成傳感器、繼電器的安裝以及控制程序的編寫與調試。
4.教師在繼電器的教學過程中課結合單片機與控制程序,利用繼電器對直流電動機進行轉動方向和速度進行控制;建議補充脈寬調制知識。
5. 在教學過程中由于使用了傳感器,所以對編程的設計要求較高,教師要加強對學生的指導。
(三)單片機與傳動機械
[內容標準]
1.知道一般機械的組成,了解常見的機械傳動的方式。
2.了解常見齒輪傳動的特點、形式和應用,會計算簡單的齒輪傳動比。
3.能按照裝配圖樣安裝簡單的齒輪裝置,并進行調試。
4.了解常見的連桿傳動機構的結構及其應用,能設計和制作簡單的連桿裝置。
5.能設計一個簡單的電動機械,并進行安裝和調試。
6.能設計和制作一個由傳感器、單片機、繼電器、電動機和傳動機械等組成的簡易機器人或簡單的自動控制系統,并能通過試驗完成2~3個規定的動作。
[學習要求]
1.知道一般機械的組成,了解常見的機械傳動方式。
能從系統的整體性、相關性和目的性等特性出發,了解一般機械的組成。
知道傳動機械在一般機械中的作用,了解常見的機械傳動。
2.知道常用的平行連桿機構,掌握四連桿機構形成的條件。
3.了解常見齒輪傳動的特點、形式和應用,會計算簡單的齒輪傳動比并能根據裝配圖安裝簡單的齒輪傳動裝置,并進行調試。
4.了解常見的連桿傳動機構的結構及其應用,能設計和制作簡單的連桿裝置。
5.能設計和制作一個由傳感器、單片機、繼電器、電動機和傳動機械等組成的簡易機器人或簡單的自動控制系統,并能通過試驗完成2~3個規定的動作。
[教學建議]
1.機械部分教學應避免概念的灌輸,教師根據實際情況組織學生調查周圍環境中的機械傳動裝置,分析其結構和工作過程,畫出簡單的結構草圖。如伸縮曬衣架、挖土機的機械手臂、消防車的升降云梯等。
2.齒輪傳動是機械傳動的一種重要的形式,需要重點講解。教師可以利用現有的機器人器材進行教學,讓學生對齒輪傳動有一些感性認識。
3.在進行連桿傳動機構部分教學時,教師應留出足夠的時間讓學生自己動手操作,讓學生在做中了解連桿傳動機構的結構和應用范圍。
4.機器人技術是一門綜合性非常強的課程,它所涉及的知識非常廣,包括程序設計、電子技術、傳感器技術、機械傳動技術等。建議借助于當前成熟的教育機器人平臺進行教學。
選修4:現代農業技術
農業是國民經濟的基礎,是關系到人民衣、食、住、行等基本生存條件的根本,而農業技術又決定了農業生產的結果。農業技術是技術領域的一個重要組成部分。現代農業技術更對我們的生活和社會經濟發展產生越來越大的影響。本模塊以現代農業的理念、技術和試驗方法為主,為學生提供了接觸一些實用的農業新技術的機會,以培養學生對農業及其新技術的親近感,增強他們參與當地經濟建設的意識。
通過本模塊的學習,學生應該認識現代農業技術對經濟發展的作用,了解農業技術對生態環境的影響,樹立農業的可持續發展觀;學會一些現代農業技術的基本技能和試驗方法,并能夠在實踐中應用;能夠運用技術設計的思想和方法,進行簡單的農業試驗方案的設計。
學校在組織教學時,要采用合適的載體,解決好專題的地方性、季節性問題;要合理安排基礎知識學習和技能操作實踐的比例;要充分利用校內外的實習基地,促進學生通過不斷的實踐來熟悉和掌握農業生產的基本技術和試驗方法。
本模塊的內容為專題設置。所設計的專題考慮到了地區的差異和城鄉學校的不同特點,適應面廣、應用性強。本模塊由6個專題組成,每個專題學習18學時,可獲得1個學分,在選修時至少應選學2個專題。
專題一:綠色食品
[內容標準]
1.了解現代農業技術對人類生活和生態環境的影響,以及生態環境與農業可持續發展的關系。
2.理解綠色食品和有機食品的涵義。
3.了解綠色食品的生產、加工及管理的標準。
4.初步掌握綠色食品生產、加工的技術要點,能夠選擇1~2種當地主要的農業栽培品種進行綠色食品栽培試驗。
[學習要求]
1.理解什么是現代農業技術。
2.了解現代農業技術對人類生活和生態環境的影響。
3.理解現代農業技術與生態環境的關系。
4.了解什么是農業可持續發展及其與生態環境之間的關系,知道保持農業可持續發展有哪幾條途徑。
5.理解綠色食品和有機食品的含義,理解開發綠色食品的積極意義。
6.了解綠色食品、有機食品與無公害食品的區別,理解綠色食品、有機食品與無公害食品的關系。
7.了解綠色食品生產、加工及管理的標準,理解綠色食品和有機食品認證的程序。
8.了解綠色食品生產技術操作規程,初步掌握綠色食品生產的技術要點。
9.理解綠色食品栽培的目的。
10.了解綠色食品栽培試驗設計應遵循的一般原則,初步掌握綠色食品一般生產操作技術規程。
11.學會如何設計栽培綠色食品栽培方案,能選擇1~2種當地主要的農作物栽培品種進行綠色食品栽培試驗。
[教學建議]
1.在教學導言時,可通過組織討論、開展調查、資料收集、案例分析等活動讓學生了解什么是現代農業技術,現代農業技術與日常生活的關系;通過環境考察、案例分析、參觀當地現代農業示范或觀光園區、環保知識講座等,使學生理解農業可持續發展的含義,提高對愛護環境重要性的認識。
2.在綠色食品和有機食品這部分內容中,教師可以組織學生參與食品選購、市場調查等活動,幫助學生認識綠色食品與人們日常生活的關系,知道怎樣購買綠色食品,學會區分綠色食品、有機食品與無公害食品。
3.在教學綠色食品生產、加工和管理這部分內容時,教師可讓學生通過查閱資料的方式,了解綠色食品和有機食品的標準和要求,或組織學生分析目前市場上有些不法生產企業盜用綠色食品和有機食品標志的案例,讓學生知道只有取得相關部門的認證后,方可使用綠色食品標志。可通過資料收集、討論與交流等活動,讓學生初步掌握綠色食品一般生產操作技術規程;有條件的學校可組織學生參觀附近綠色食品生產基地,了解1~2種綠色食品生產過程。
4.綠色食品栽培試驗設計及實施這部分內容有一定的難度,在教學教師應發揮現代教學手段的作用,通過多媒體演示讓學生了解綠色食品栽培試驗設計的原則,掌握綠色食品一般生產操作技術規程和技術要領。有條件的學校,可結合當地實際,以1~2種當地常見農作物為載體,進行套袋、施肥、病蟲害等栽培對比試驗,讓學生掌握綠色食品栽培試驗設計及實施的方法和過程。在這一過程中,教師尤其要加強對學生試驗設計的指導,并幫助學生解決試驗方案實施過程中面臨的物質、技術上的困難。
專題二: 品種資源的保護和引進
[內容標準]
1.了解品種資源保護的意義、品種資源的種類及保護措施。
2.了解生態條件與引種關系,能分析溫度、光照和雨量等生產因素對引種的影響。
3.了解引種試驗的過程,能根據當地的生態條件,對品種資源進行分析、比較,選定需要引進的品種。
4.學會觀察試驗的方法,能對選定的1~2個品種進行引種的觀察試驗。
5.學會品種對比試驗的方法,能對引進品種做出全面的評價。
6.學會區域試驗的方法,能通過區域試驗確定性狀穩定的引進品種。
7.學會栽培試驗的方法,能確定適合引進品種的栽培條件。
8.能夠根據生產目標,設計引種試驗方案。
[學習要求]
1.理解品種資源的含義及進行品種資源保護的意義。
2.知道品種資源的三種基本類型。
3.了解進行品種資源保護的措施,關注我國品種資源庫的建設和保護,樹立品種資源保護的思想。
4.初步學會建立品種資源庫的方法。
5.理解引種的含義及意義。
6.了解當地農產品引種的情況,能分析當地農產品引種的目的。
7.學會分析引種的生態條件(溫度、濕度、土壤、光照、地形等)。
8.掌握農產品引種的過程,能嘗試進行引種試驗,養成關注當地農產品品種引進情況的習慣。
9.了解引種試驗的方法,學會進行觀察試驗、栽培實驗的方法,能進行對比試驗,注意觀察區域試驗的情況,能進行小規模的引種試驗。
10.在進行引種試驗前能設計植物引種試驗方案,并能對引種試驗結果進行綜合評價和效益分析。
11.了解動物引種試驗過程,可以嘗試進行動物引種方案設計。
[教學建議]
本專題是現代農業生產技術中的一個非常重要的方面,從農業生產來說引種是農業生產的基礎,農民從經驗出發也會有意識或無意識地進行引種,因而教師在教學過程中一定要注意密切聯系當地的農業生產實踐進行教學。
1.在傳統農業生產中,人們往往注意品種和種子的重要性,農村俗諺常說:“好種出好苗”,說明農民是關注品種和種子的,但是在傳統農業中不能注意品種資源的保護,因此在教學中教師要向學生灌輸品種資源保護的思想,使學生理解品種資源保護是為品種繁育,保存了品種的優良基因,是新品種繁育的基礎寶庫,袁隆平院士繁育的雜交水稻就是利用了野生水稻的優勢基因,如果沒有野生水稻這一品種資源。就不可能有新品種的產生。
2.在本主題中介紹的品種資源類型和保護措施,學生有一般了解就可以了。
3.為了提高學生的學習興趣,學校可以利用興趣小組的形式讓學生搜集某一品種的植物種類嘗試進行品種資源庫建設讓學生體驗品種保護的樂趣。
4.引種是當代農業生產中廣泛運用的方法,是現代農業技術中最基本的技術,所以學生必須理解引種的意義.
5.學會分析引種的目的和引種的條件,教學中,教師應該幫助學生收集了解當地的溫度、光照、降水等生態條件情況,幫助學生了解引種對象的生態要求,使學生學會分析對照要求與實際情況的吻合情況,并在當地選擇農戶或者在校園內的試驗園地指導學生學會進行引種試驗,培養學生進行觀察的習慣,并進行記錄和對記錄數據保存的習慣.
6.教師要注意搜集當地進行農業引種的信息并指導學生關注當地農業引種的情況,提高學生的學習興趣和社會實踐能力。
7.引種試驗的方法是進行引種的基礎,所以學生應該了解引種試驗的四種基本方法,尤其是觀察試驗、品種對比試驗和栽培試驗是我們在引種教學過程中應該進行實際操作的,因而,這三種試驗方法學生需要掌握,區域試驗則受到條件限制,我們教學過程中應該提醒學生關注自己身邊可能接觸到的區域試驗并注意觀察。
8.引種試驗方案設計,是引種試驗的基礎,特別是植物引種試驗相應來說比較簡單可行,因此掌握植物試驗的方案設計是本主題的學習重點,教師可根據教材的設計要求,引導學生實地分析試驗地塊基本情況,設計試驗的內容,包括田間管理的過程。需要提醒學生在試驗過程中注意觀察和數據的記錄。
9.動物引種試驗由于受到動物飼養條件的限制,因此學生了解動物引種試驗的基本過程和方案設計中應注意的問題就可以了,有條件的學校可以嘗試進行動物引種試驗。
10.現代農業技術中的品種資源的保護和引進與當地農業生產實踐聯系較為緊密,可以進行操作試驗的內容比較廣,對學生學習掌握現代農業生產基本技能幫助較大,因此,教師要關注當地農業生產情況并加以分析與教材內容緊密聯系起來,這將對學生的學習有較大幫助,特別是對當地的農業生產也會產生較大的推動作用。
11.教師在進行本主題教學過程中,可以與當地農業科技部門加強聯系,取得更多的信息和幫助。
專題三:無土栽培
[內容標準]
1.了解無土栽培的類型和方法。
2.了解無土栽培基質的種類和特點,以及營養液的組成成分的性質。
3.學會營養液濃度的計算方法,掌握營養液配制的方法,了解常用的經驗配方。
4.認識無土栽培常規設施,能就地取材,制作簡易的無土栽培設備。
5.根據當地或學校的條件,選擇1~2種作物進行無土栽培試驗,初步學會無土育苗的方法;掌握無土栽培過程中的水、肥管理及病蟲害防治等技術;能對作物營養失調的癥狀進行分析和調整。
6.掌握無土栽培中嫁接育苗的方法和管理技術,能夠根據需要進行嫁接育苗。
[學習要求]
1.理解什么是無土栽培。
2.了解無土栽培對生產和人類生活的影響。
3.了解無土栽培的主要類型、優缺點,知道無土栽培的應用。
4.學會營養液濃度的表示方法和計算。
5.了解營養液常用的經驗配方及組成成分的性質,掌握營養液配制的方法及管理要點,能對作物營養失調的癥狀進行分析和調整。
6.了解水培的主要形式和常規設施,能就地取材,進行簡單的水培設施設計、制作與水培實驗。
7.了解無土栽培基質的種類和特性,掌握基質栽培中基質的選擇和處理方法。
8.了解基質容器栽培的概念。
9.學會利用家里的空間和容器進行簡易無土栽培。
10.認識槽培的常規設施,掌握槽培的技術要點,能就地取材,制作簡易的槽培設施進行槽培。
11.了解基質立體栽培的主要形式,掌握柱狀栽培和長袋狀栽培技術。
12.掌握無土育苗的定義,初步學會常用無土育苗的方法。
13.掌握番茄工廠化穴盤育苗技術。
14.了解嫁接育苗技術的定義和優點,掌握嫁接育苗的方法和管理技術,能夠根據需要進行嫁接育苗。
[教學建議]
1.通過組織學生參觀當地的無土栽培基地或觀看影視資料,讓學生了解什么是無土栽培及無土栽培的主要類型。可通過調查、訪問或考察活動,了解無土栽培的優缺點,感受無土栽培對生產及人們生活的影響。
2.建議以小組為單位,嘗試進行簡易的水培試驗,讓學生了解營養液的配方及作用,學會水培的管理方法。在配制營養液時,有條件的學校可邀請經驗豐富的技術人員作技術指導。可讓學生利用生活中的廢棄物品制作簡單的水培設施。試驗過程中,教師應加強指導,幫助學生完成水培試驗。
3.在學習基質栽培時,指導學生進行某一種常見植物(花卉或蔬菜)的基質栽培試驗,讓學生掌握基質栽培的方法與過程。可利用身邊的廢棄物作為基質栽培的材料。槽培和立體栽培設施較復雜,可根據當地具體條件進行教學。
4.在教學無土栽培育苗時,可組織學生參與穴盤育苗,了解穴盤育苗技術。
5.在教學嫁接育苗技術時,可請當地有經驗的技術人員進行現場指導,讓學生掌握嫁接育苗的方法和管理技術。
專題四:營養與飼料
[內容標準]
1.了解常用飼料原料、配合飼料的種類及特點。
2.了解營養性飼料添加劑、非營養性飼料添加劑的種類和作用,能根據需要正確選擇添加劑。
3.學會1~2種天然青飼料主要的加工調制、貯藏及防污染方法。
4.了解配合飼料的成分和作用,掌握配合飼料的科學配制原

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