2．技术与设计2

结构、流程、系统、控制是技术学科的基本概念，它们蕴含着基本的技术原理和丰富的技术思想与方法。本模块旨在帮助学生领悟技术原理的丰富内涵和广泛应用，提高运用技术原理分析和解决实际技术问题的能力。

本模块由“结构及其设计”“流程及其设计”“系统及其设计”“控制及其设计”四个单元组成。内容结构如图：

技术与设计2

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结构及其设计  流程及其设计  系统及其设计  控制及其设计

【内容要求】

（1）从力学的角度理解结构对技术产品及其功能实现的独特价值，了解结构的一般分类和简单的受力分析，并从技术和文化的角度赏析经典结构案例。

（2）通过技术试验或技术探究分析影响结构的强度和稳定性的因素，并写出试验报告。

（3）结合生活中的实际需求进行简单的结构设计，并绘制设计图样，做出模型或原型。

（4）理解流程及其环节、时序的含义，阅读和绘制简单的流程图，分析流程设计和流程优化过程中的基本要素，体会流程设计的基本思想和方法。

（5）结合技术需求进行流程设计和对已有流程进行优化，并用流程图表达出来。

（6）从技术应用的角度理解系统的含义、基本构成及主要特性，结合实例学会系统分析的基本方法。

（7）通过技术探究，分析影响系统优化的因素，并通过对简单系统的设计实践，初步学会简单系统设计的基本方法，增强系统与工程思维的能力。

（8）理解控制、控制系统的含义及在生产和生活中的应用，通过案例分析了解手动控制、自动控制、智能控制的特点。

（9）熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成与工作过程，理解其中的控制器、执行器等的作用，了解干扰现象和反馈原理，并用方框图表达控制系统的工作过程。

（10）根据控制系统的控制要求，确定被控量、控制量，进行简单的控制系统的方案设计，并搭建一个简易的控制系统装置，进行调试运行和综合评价。

【教学提示】

教学策略提示

可引导学生从生活实际出发观察实体、壳体和框架结构的物体，认识不同结构及其应用；可通过技术试验，分析影响结构的强度和稳定性的因素；可组织学生参观本地具有民族文化特色的建筑，感受经典结构的魅力；可让学生制作并组装一个简单的作品，经历加工流程和装配流程，通过实践体会工艺流程；可因地制宜地组织学生参观周边企业，实地感受工业生产过程中的流程，理解流程的作用；可在工厂技术人员的指导下，阅读工厂中控室的工艺流程图，感受流程图在工业生产中的作用；可以自行车、计算机等常见生活用品作为教具，剖析系统的组成与结构，引导学生理解系统及其特性；可以简易工程中的城市公交系统、室内电气线路系统、大面积农作物种植等为例，引导学生经历系统设计和系统优化的过程；可通过教师自制的光感窗帘装置、汽车道闸装置、水位控制装置、土壤湿度控制装置、光照控制装置、压力控制装置等教具，也可运用移动终端、二维码技术等，让学生分组观察、记录，从而理解控制、开环控制系统和闭环控制系统的工作过程，理解装置中各个部件的作用。

项目任务提示

本模块可以采用大概念引导大项目的方式进行项目设置，如“可折叠自动控制阳台晾衣架的设计”项目可以体现结构设计、流程设计、系统设计、控制设计的设计思想的综合运用。考虑到本模块具有一定的技术含量，不同地区、学校可根据自身特点确定项目。例如，选择材料易得的制作项目或简易工业生产项目，如学校运动会会旗的自动升旗装置、自动门装置模型、水火箭、机械动力的简易飞行器、机械充电式手电筒、房屋雨水收集系统模型等；可选择易于操作的工艺项目，如金属笔筒、木质相框等，让学生设计加工流程并进行制作，也可让学生分组体验并行、串行工序；可选择贴近学生生活的控制设计项目，如定时投球控制装置、光感窗帘装置、压力过载报警装置、水位控制装置、光控电风扇装置等，以便学生在分组实践的过程中，体验控制系统的工作过程和不同控制方式的差异。

教学装备提示

（1）本模块的教学应在专用教室进行，专用教室应具有足够的空间和设施，供学生开展技术设计、技术探究、技术交流和集中展示等活动。

（2）专用教室可以在“技术与设计1”模块教学装备配备的基础上，增加结构试验、流程试验、控制试验的材料、模型和检测设备。同时，可适当配置一些结构、流程、系统、控制方面的功能实验模型、图书、挂图等资料；配置教师演示用的教具、模型，配置学生分组装配用的材料、半成品和套件。配置计算机和网络学习环境，以便学生查阅资料、计算数据和设计图样等。

（3）有条件的学校可配置用于测试设计作品性能的数字化测试仪器，配置相应的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助试验（CAT）类软件。

（4）专用教室和设施设备必须符合高中通用技术课程的特点，必须符合国家及行业相关技术标准与安全需求。

【学业要求】

通过本模块的学习，学生能理解结构、流程、系统和控制的基本概念和基本原理；能运用基本原理进行基于问题解决的结构设计、流程设计、系统设计、控制设计并加以物化，初步形成技术的时空观念、系统观念、工程建模、结构与功能、干扰与反馈等基本思想和方法；能使用常用、规范的技术框图等技术语言构思与表达设计方案；能结合生产和生活的实际，形成和优化设计方案并实施；能从技术、环境、经济、文化等角度评价技术设计方案和实施的结果，增强创新意识。