教学与评价案例2:贯通大概念的技术
设计项目教学与评价
案例主题:生态鱼缸及其支架的设计
该主题设计有机贯通了结构、流程、系统、控制四个大概念所引领的技术实践学习,四个单元的技术实践任务既相互独立,又衔接紧密。在这种真实开放的技术情境中,学生不仅能深入体会技术设计的一般过程,形成问题解决的方案,而且能感悟和运用结构、流程、系统和控制等蕴含的技术思想和方法,构建“技术与设计2”的知识与实践体系,不断提升技术核心素养。
情境说明:
鱼缸是鱼儿的家,养鱼能为人们增添生活的乐趣。怎样保证长时间摆放的鱼缸及支架结构稳固?怎样布置栩栩如生的鱼缸景观?怎样建立一个充满生机的鱼缸生态系统?怎样实现鱼缸生态系统的自动调控?看似普通的鱼缸设计,随着要求的提高,解决各种各样的技术问题将挑战我们的能力。现在就让我们动手设计学校里供师生共同观赏和探究的生态鱼缸吧!
项目实施:
1.“结构及其设计”单元的设计任务:生态鱼缸缸体和支架的设计。“结构及其设计”是必修模块2的第一单元。在本单元学习之初,依托创建的主题设计情境,指导学生明确本单元设计任务。本单元的核心是结构设计,强调学生从结构现象及概念的理解入手,运用结构设计的相关知识,对结构强度和稳定性等设计要求进行分析。学生经历设计的一般过程,形成生态鱼缸缸体和支架的设计方案。见表8。
表8
课时 |
内容 |
第1课时 |
创建主题设计情境,明确本单元设计任务,初步认识结构 |
第2-3课时 |
探析影响结构稳定性和强度的因素 |
第4-8课时 |
简单结构的设计——生态鱼缸缸体和支架 |
第9课时 |
设计方案的交流 |
第10课时 |
经典结构的赏析 |
2.“流程及其设计”单元的设计任务:生态鱼缸缸体的制作与布景流程的设计。
指导学生明确本单元设计任务。本单元的设计核心是流程设计,强调运用流程设计的相关知识,划定环节和时序,围绕设计目标制订合理的工艺操作流程。学生经历设计的一般过程,形成生态鱼缸缸体制作和布景流程的设计方案。见表9。
表9
课时 |
内容 |
第1课时 |
创建主题设计情境,明确本单元设计任务,初步认识流程 |
第2课时 |
探究生产与生活中的流程 |
第3-6课时 |
流程的设计与优化——生态鱼缸缸体的制作与布景流程 |
第7课时 |
设计方案的交流 |
3.“系统及其设计”单元的任务:生态鱼缸的生态系统的设计。
指导学生明确本单元设计任务。本单元的设计核心是生态系统设计,为建立良好的鱼缸生态环境,强调运用系统设计的相关知识,建立生物循环系统(融合生物知识)、水过滤系统、照明系统等功能子系统,分析形成相互影响的系统模型,解决一定尺寸鱼缸与照明、过滤及生物数量等要素变量的匹配问题。学生经历设计的一般过程,形成生态鱼缸生态系统的设计方案。见表10。
表10
课时 |
内容 |
第1课时 |
创建主题设计情境,明确本单元设计任务,了解系统的含义 |
第2课时 |
探究系统的性质 |
第3课时 |
体会系统分析方法 |
第4-7课时 |
系统的设计与优化——生态鱼缸的生态系统 |
第8课时 |
设计方案的交流与优化 |
4“.控制及其设计”单元的设计任务:生态鱼缸生态的精确控制系统的设计。
指导学生明确本单元设计任务。本单元的设计核心是控制系统设计,为了精确和智能管理鱼缸生态环境,强调控制系统设计的相关知识,提升“生态鱼缸”智能管理的水平,实现生态指标采集、水过滤循环、定时照明等自动化控制功能,完善“生态鱼缸”的智能控温、自动补氧、自动喂食、远程监控等功能。学生经历设计的一般过程,形成生态鱼缸生态精确控制系统的设计方案。见表11。
表11
课时 |
内容 |
第1课时 |
创建单元设计情境,明确本单元设计任务,了解控制的手段 |
第2课时 |
探析生活与生产中的控制 |
第3-4课时 |
研究控制系统的组成和工作方式 |
第5-9课时 |
控制系统的设计与优化——生态鱼缸精确控制系统 |
第10课时 |
设计方案的交流与优化 |
全文完
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