版地質版高中通用技術必修技術與設計2《第四章控制及其設計》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《第四章控制及其設計》是高中通用技術必修課程《技術與設計2》中的一個重要章節。本章內容通過引入控制的概念，幫助學生理解控制在生產、生活中的應用，以及控制系統的基本組成和工作過程。教學內容涵蓋了控制的含義、控制在生產和生活中的應用、典型控制系統案例分析、控制系統的基本組成和工作過程、控制系統框圖的繪制方法、控制系統的干擾因素、控制系統方案的初步設計以及控制系統的實現等多個方面。通過學習本章內容，學生不僅能夠掌握控制的基本概念和技術原理，還能夠培養技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力等通用技術核心素養。（二）單元內容分析本單元內容以“控制及其設計”為核心，圍繞控制的基本概念、控制系統的組成和工作過程、控制系統框圖的繪制、控制系統的干擾因素以及控制系統方案的初步設計等方面展開。具體內容分析如下：控制的概念及其應用：首先通過實例引入控制的概念，如蒸汽機車、雞舍自動飲水器、空調機制冷/制熱等，讓學生理解控制是通過一定的手段使事物沿著某一確定的方向發展。接著探討控制在生產和生活中的應用，如三峽截流、神舟號飛船飛行控制、電冰箱溫度控制等，讓學生認識到控制技術的重要性和廣泛應用。控制系統的基本組成和工作過程：通過分析自動門控制系統和水箱水位控制系統等典型案例，讓學生了解控制系統的基本組成，包括傳感器、控制器、執行器等環節。探討開環控制系統與閉環控制系統的結構和工作過程，以及閉環控制系統的反饋原理和抗干擾性能。控制系統框圖的繪制：介紹控制系統框圖的繪制方法，包括框圖中通道與環節的概念，以及如何繪制簡單控制系統的框圖。通過繪制框圖，幫助學生更直觀地理解控制系統的組成和工作過程。控制系統的干擾因素：分析控制系統在運行過程中可能受到的干擾因素，如環境溫度變化對空調控制系統的影響、陣風對飛機俯仰姿態控制系統的影響等。探討控制系統如何抑制干擾影響，保持系統的穩定性和準確性。控制系統方案的初步設計：介紹如何形成初步的控制系統設計方案，包括解析被控對象的基本特性、確定被控量和控制量、選用開環控制或閉環控制等步驟。通過案例分析，如聲控燈系統和棚室溫度控制系統，讓學生理解控制系統設計的基本思路和方法。控制系統的實現：探討控制系統的實現過程，包括制作、調試、運行和改進等步驟。通過實踐活動，如亮度可調臺燈的制作和減壓水箱的模擬實施，讓學生親身體驗控制系統的制作和調試過程，增強物化能力。（三）單元內容整合本單元內容以“控制及其設計”為主線，將控制的基本概念、控制系統的組成和工作過程、控制系統框圖的繪制、控制系統的干擾因素以及控制系統方案的初步設計等方面有機整合在一起。通過案例分析、實踐活動和討論交流等方式，引導學生逐步深入理解控制系統的原理和設計方法，培養技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力等通用技術核心素養。注重將理論知識與實踐操作相結合，讓學生在實踐中學習、在學習中實踐，提高解決實際問題的能力。二、《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》分解通用技術的核心素養目標根據《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》，通用技術的核心素養目標主要包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力五個方面。以下是對這五個方面核心素養目標的詳細分解：（一）技術意識技術意識是對技術現象及技術問題的感知與體悟。在本單元教學中，技術意識的培養主要體現在以下幾個方面：理解控制技術的重要性：通過介紹控制在生產和生活中的應用實例，讓學生認識到控制技術在現代社會中的重要作用，形成對控制技術的積極態度和責任感。關注技術發展趨勢：通過分析控制技術的發展歷程和未來趨勢，引導學生關注技術發展的前沿動態，增強對技術的敏感性和洞察力。理性看待技術問題：在討論控制系統的干擾因素和解決方案時，引導學生理性分析技術問題，提出科學合理的解決方案，培養批判性思維和問題解決能力。（二）工程思維工程思維是以系統分析和比較權衡為核心的一種籌劃性思維。在本單元教學中，工程思維的培養主要體現在以下幾個方面：系統分析控制系統：通過分析控制系統的基本組成和工作過程，引導學生運用系統思維方法分析控制系統的各個組成部分及其相互作用關系，理解系統的整體性和層次性。比較權衡設計方案：在控制系統方案的初步設計過程中，引導學生比較不同設計方案的優缺點，權衡各種因素（如成本、性能、可靠性等），選擇最優方案。優化控制系統性能：通過討論控制系統的干擾因素和解決方案，引導學生運用工程思維方法優化控制系統的性能，提高系統的穩定性和準確性。（三）創新設計創新設計是指基于技術問題進行創新性方案構思的一系列問題解決過程。在本單元教學中，創新設計的培養主要體現在以下幾個方面：激發創新思維：通過案例分析和實踐活動，激發學生的創新思維和創造力，鼓勵學生提出新穎獨特的控制系統設計方案。培養設計能力：通過引導學生經歷發現與明確問題、制訂設計方案、制作模型或原型、優化設計方案等過程，培養學生的設計能力和問題解決能力。注重實踐創新：鼓勵學生在實踐中探索和創新，嘗試將新技術、新材料應用于控制系統的設計和制作中，提高實踐創新能力。（四）圖樣表達圖樣表達是指運用圖形樣式對意念中或客觀存在的技術對象進行可視化的描述和交流。在本單元教學中，圖樣表達的培養主要體現在以下幾個方面：識讀和繪制控制系統框圖：通過介紹控制系統框圖的繪制方法，引導學生識讀和繪制簡單的控制系統框圖，掌握圖形表達的基本技能。運用圖樣進行設計交流：在控制系統方案的初步設計過程中，鼓勵學生運用圖樣進行設計交流，提高技術圖樣的表達能力和交流能力。結合實物進行設計表達：通過實踐活動，如亮度可調臺燈的制作和減壓水箱的模擬實施，引導學生結合實物進行設計表達，增強圖樣表達的直觀性和準確性。（五）物化能力物化能力是指將意念中的設計轉化為現實產品的能力。在本單元教學中，物化能力的培養主要體現在以下幾個方面：掌握基本制作技能：通過實踐活動，如亮度可調臺燈的制作和減壓水箱的模擬實施，讓學生掌握基本的制作技能和工具使用方法。經歷物化實現過程：引導學生經歷從設計到制作、調試、運行和改進的全過程，體驗物化實現的復雜性和挑戰性。注重實踐反思：鼓勵學生在實踐過程中不斷反思和改進自己的作品，提高物化實現的質量和效率。通過評價和展示學生的作品，激發學生的成就感和自信心。三、學情分析在教學設計中，學情分析是確保教學活動有效性和針對性的重要環節。通過學情分析，教師可以更好地了解學生的認知水平、已有知識結構和潛在的學習障礙，從而有針對性地調整教學策略，提高教學效果。以下是對《第四章控制及其設計》的學情分析。（一）已知內容分析技術基礎認知：學生在必修課程《技術與設計1》中已經學習了技術的基本性質、技術設計的一般過程、常見材料及其加工方法、技術圖樣的識讀與繪制等基礎知識，具備了一定的技術認知和設計能力。物理與數學知識：高中物理課程中，學生已經學習了力學、電學、光學等基礎知識，以及基本的代數、幾何和概率統計知識，這些為理解控制系統的基本原理和計算提供了基礎。信息技術應用：在信息技術課程中，學生已經掌握了計算機基礎操作、辦公軟件應用、簡單的編程邏輯等知識，這些能力對于理解電子控制系統和計算機仿真有一定的幫助。生活經驗：學生在日常生活中經常接觸到各種自動控制設備，如自動門、空調、洗衣機等，對這些設備的工作原理有一定的感性認識。（二）新知內容分析控制的基本概念：學生需要理解控制的含義、控制在生產和生活中的應用，以及手動控制、自動控制、智能控制的特點。控制系統的基本組成和工作過程：學生需要了解開環控制系統和閉環控制系統的區別，掌握控制系統各組成部分（傳感器、控制器、執行器、反饋環節）的功能及其相互作用，理解控制系統的工作過程。控制系統框圖的繪制：學生需要學會繪制控制系統框圖，理解框圖中的通道與環節，以及各量（輸入量、輸出量、控制量、反饋量）之間的關系。控制系統的干擾與穩定性：學生需要了解控制系統的干擾因素，理解干擾對控制系統穩定性的影響，以及如何采取措施抑制干擾。控制系統方案的初步設計：學生需要掌握如何形成初步的控制系統設計方案，包括解析對象基本特性、確定被控量與控制量、選用開環或閉環控制、繪制控制系統框圖等步驟。控制系統的實現與調試：學生需要了解控制系統的實現過程，包括制作、調試、評價和改進等環節，以及在實際操作中可能遇到的問題和解決方法。（三）學生學習能力分析邏輯思維能力：高中生已經具備一定的邏輯思維能力，能夠理解和分析復雜問題，但在將理論知識應用于實際問題解決時，還需要進一步的引導和訓練。動手實踐能力：通過《技術與設計1》的學習，學生已經具備了一定的動手實踐能力，能夠完成簡單的模型制作和技術試驗。但在面對復雜的控制系統制作時，還需要提高精細操作和調試能力。信息技術應用能力：學生已經具備了一定的信息技術應用能力，能夠使用計算機進行簡單的設計和操作。但在利用計算機進行控制系統仿真和數據分析方面，還需要進一步的學習和實踐。團隊合作能力：高中生已經具備了一定的團隊合作能力，能夠在小組內進行有效的溝通和協作。在控制系統設計和實現過程中，需要進一步加強團隊合作，共同解決問題。（四）學習障礙突破策略理論與實踐相結合：針對學生對理論知識理解不透徹的問題，可以通過實例分析和實驗演示相結合的方式，將抽象的理論知識與具體的應用場景相結合，幫助學生更好地理解控制系統的基本原理和工作過程。分步教學：將復雜的控制系統設計過程分解為多個小步驟，逐步引導學生完成每個步驟的學習和實踐。例如，在繪制控制系統框圖時，可以先讓學生繪制簡單的開環控制系統框圖，再逐漸過渡到復雜的閉環控制系統框圖。強化動手實踐：針對學生在動手實踐方面的不足，可以增加實驗課程和模型制作環節，讓學生在實踐中掌握控制系統的制作和調試技能。可以設立實驗小組，讓學生在小組內分工合作，共同完成實驗任務。利用信息技術輔助教學：利用計算機仿真軟件和技術數據庫等信息技術手段，幫助學生進行控制系統仿真和數據分析。通過模擬實驗和數據分析，學生可以更深入地理解控制系統的工作原理和性能特點。加強師生互動與反饋：在教學過程中，教師應密切關注學生的學習進展和遇到的問題，及時給予指導和反饋。可以通過課堂討論、課后作業和在線交流等方式，與學生保持密切的溝通和互動，幫助他們克服學習障礙。培養創新思維：在控制系統設計和實現過程中，鼓勵學生發揮創新思維，提出新穎的設計方案和解決方法。通過案例分析、頭腦風暴等活動，激發學生的創造力和想象力，培養他們的創新精神和解決問題的能力。通過學情分析，教師可以更全面地了解學生的認知水平和學習需求，從而有針對性地制定教學策略和方法，幫助學生克服學習障礙，提高教學效果。在《第四章控制及其設計》的教學中，教師應注重理論與實踐相結合、分步教學、強化動手實踐、利用信息技術輔助教學、加強師生互動與反饋以及培養創新思維等方面的工作，以促進學生的全面發展。四、大主題或大概念設計本大單元以“控制系統設計與實現”為大主題或大概念，旨在通過一系列教學活動，使學生深入理解控制系統的基本原理、組成、工作過程及其在實際生活中的應用。通過設計并制作簡單的控制系統，學生將體驗到技術設計的全過程，包括發現與明確問題、制訂設計方案、制作模型或原型、優化設計方案等，從而培養學生的技術意識、工程思維、創新設計、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控制及其設計在日常生活和生產中的廣泛應用，形成對控制技術重要性的認識。學生能夠分析控制現象，理解控制的基本原理，形成積極的技術價值觀。（二）工程思維學生能夠運用系統分析和比較權衡的方法，對控制系統進行整體規劃和設計。學生能夠識別并分析控制系統中的關鍵要素，理解各要素之間的相互關系，形成系統的工程思維。（三）創新設計學生能夠在掌握基本控制原理的基礎上，結合實際需求，進行控制系統的創新設計。學生能夠運用創新技法，對控制系統方案進行優化和改進，提高設計的創新性和實用性。（四）圖樣表達學生能夠識讀并繪制控制系統的方框圖、流程圖等技術圖樣，準確表達設計方案。學生能夠運用二維、三維設計軟件等工具，對控制系統進行可視化表達，提高圖樣表達能力。（五）物化能力學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，制作控制系統的模型或原型。學生能夠調試并優化控制系統，解決制作過程中出現的問題，提高物化實現能力。六、大單元教學重點控制系統的基本原理和組成：學生需要深入理解控制的基本概念、原理及其在控制系統中的應用，掌握控制系統的基本組成和工作過程。控制系統框圖的繪制：學生需要學會繪制控制系統的方框圖、流程圖等技術圖樣，準確表達控制系統的設計方案。控制系統的設計與實現：學生需要結合實際需求，設計并制作簡單的控制系統模型或原型，通過實踐體驗技術設計的全過程。七、大單元教學難點控制系統設計的創新性和實用性：如何引導學生結合實際需求，進行控制系統的創新設計，提高設計的實用性和創新性，是本單元的教學難點之一。控制系統制作與調試過程中的問題解決：學生在制作和調試控制系統模型或原型的過程中，可能會遇到各種問題，如何引導學生分析問題、解決問題，提高物化實現能力，也是本單元的教學難點。教學策略與方法案例分析：通過典型的控制系統案例分析，引導學生理解控制的基本原理和組成，掌握控制系統的工作過程。實踐操作：組織學生進行控制系統的設計與制作實踐活動，通過動手實踐體驗技術設計的全過程，提高學生的物化能力。小組討論與合作學習：鼓勵學生進行小組討論和合作學習，通過交流和分享經驗，提高解決問題的能力和創新能力。項目式學習：以項目為載體，引導學生進行探究性學習，通過完成項目任務，深入理解控制系統的設計與實現過程。教學安排第四節控制系統的干擾一、典型控制系統案例分析通過分析人體體溫控制系統和飛機俯仰姿態控制系統等典型案例，引導學生理解控制系統中的干擾現象及其影響，掌握干擾因素的分析方法。二、干擾因素引導學生分析控制系統中可能存在的干擾因素，理解干擾因素對控制系統性能的影響，掌握抑制干擾的措施和方法。第五節控制系統方案的初步設計一、如何形成初步的控制系統設計方案通過聲控燈系統和棚室溫度控制系統等案例，引導學生理解控制系統方案設計的基本思路和方法，掌握確定被控量、控制量以及選用開環或閉環控制等關鍵步驟。二、控制系統方案初步設計方法的討論組織學生進行小組討論，分享各自的設計思路和方法，通過交流和討論，加深對控制系統方案設計方法的理解，提高設計能力。第六節控制系統的實現一、在控制系統制作中顯身手組織學生根據設計方案，選擇合適的材料和工具，制作控制系統的模型或原型。在制作過程中，教師應及時給予指導和幫助，解決學生遇到的問題。二、學會控制系統(裝置)調試引導學生對制作完成的控制系統進行調試，觀察其工作效果，分析可能存在的問題，并進行優化和改進。通過調試過程，提高學生的問題解決能力和物化實現能力。三、評價與改進組織學生對各自制作的控制系統進行評價，包括設計方案的合理性、制作工藝的精細度、工作效果的穩定性等方面。鼓勵學生提出改進意見，進一步完善控制系統。學習控制及其設計的小結在本單元學習結束后，組織學生進行小結，回顧控制系統的基本原理、組成、工作過程及其在實際生活中的應用。引導學生總結在學習過程中的收獲和體會，分享各自的經驗和成果。通過小結活動，加深學生對控制及其設計的理解，提高技術素養和綜合能力。八、大單元整體教學思路《第四章控制及其設計》是高中通用技術必修課程《技術與設計2》中的重要內容。本單元旨在通過一系列教學活動，使學生深入理解控制的概念、原理和應用，掌握控制系統的基本組成和工作過程，學會繪制控制系統框圖，分析控制系統的干擾因素，并能夠初步設計和實現簡單的控制系統。本單元的教學設計將圍繞通用技術的核心素養目標展開，包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力。一、教學目標設定（一）技術意識通過本單元的學習，學生應能夠：理解控制的概念及其重要性：認識到控制在日常生活和生產中的廣泛應用，理解控制對于提高生產效率、保障安全、改善生活品質等方面的作用。形成對控制技術的敏感性和興趣：通過觀察和分析身邊的控制系統實例，激發學生對控制技術的興趣和探索欲望，培養對新技術的好奇心和求知欲。培養技術應用的責任感和倫理意識：在了解控制技術應用的同時，認識到技術應用可能帶來的社會影響，培養負責任地使用技術的態度。（二）工程思維通過本單元的學習，學生應能夠：掌握控制系統的基本組成和工作原理：理解控制系統由傳感器、控制器、執行器等基本元件組成，以及這些元件如何協同工作實現控制功能。運用系統分析和比較權衡的方法：通過分析不同類型的控制系統（如開環控制系統和閉環控制系統），學會運用系統分析的方法比較不同方案的優缺點，選擇最優方案。形成初步的工程設計和優化能力：在控制系統方案設計和實現過程中，學會考慮系統的性能、可靠性、經濟性等因素，進行初步的工程設計和優化。（三）創新設計通過本單元的學習，學生應能夠：激發創新思維和創造力：在控制系統方案設計過程中，鼓勵學生提出新的想法和解決方案，培養創新意識和創造力。掌握創新設計的一般方法：通過案例分析和項目實踐，學會運用創新思維和創造技法進行控制系統設計，提高問題解決能力。體驗創新設計的全過程：從問題識別、方案設計、原型制作到測試優化，全程參與創新設計過程，積累創新設計的實踐經驗。（四）圖樣表達通過本單元的學習，學生應能夠：掌握常見技術圖樣的繪制方法：學會使用手工繪圖工具和計算機繪圖軟件繪制控制系統框圖、流程圖等常見技術圖樣。提高圖樣表達能力：通過繪制控制系統框圖等實踐活動，提高學生的圖樣表達能力和技術交流能力。理解圖樣在技術設計和交流中的作用：認識到圖樣是技術設計和交流的重要工具，學會通過圖樣準確表達設計思想和方案。（五）物化能力通過本單元的學習，學生應能夠：掌握簡單控制系統的制作和調試方法：通過動手制作和調試簡單的控制系統（如聲控燈、溫度控制系統等），提高學生的物化能力和實踐操作能力。培養嚴謹細致的工作態度和精益求精的工匠精神：在制作和調試過程中，注重細節和質量，追求完美和精確，培養學生的工匠精神。提高綜合應用所學知識解決實際問題的能力：將所學的控制原理、系統設計方法等知識綜合應用于實際問題解決中，提高綜合運用知識的能力。二、大單元整體教學思路（一）教學內容整合與情境創設本單元的教學內容涉及控制的概念、控制系統的基本組成和工作過程、控制系統框圖的繪制、控制系統的干擾因素分析以及控制系統方案的初步設計和實現等多個方面。為了激發學生的學習興趣和積極性，本單元將通過創設真實的學習情境和項目任務來整合教學內容。例如，可以設計一個“智能家居控制系統設計與實現”的項目任務，讓學生在完成項目的過程中逐步掌握控制及其設計的相關知識和技能。（二）教學活動設計與實施控制實例觀察與分析：通過展示蒸汽機車、磁浮列車、雞舍自動飲水器、空調機等控制實例的視頻或圖片資料，引導學生觀察和分析控制系統的組成和工作過程，理解控制的概念和原理。控制系統基本組成和工作過程學習：通過典型控制系統案例分析（如自動門控制系統、水箱水位控制系統等），講解控制系統的基本組成（傳感器、控制器、執行器等）和工作過程（輸入、處理、輸出、反饋等）。通過技術實踐活動（如繪制控制系統框圖、分析控制系統工作過程等），加深學生對控制系統基本組成和工作過程的理解。控制系統框圖繪制與解讀：講解控制系統框圖的繪制方法和注意事項，引導學生根據控制系統的工作原理繪制簡單的控制系統框圖。通過解讀和分析控制系統框圖，幫助學生理解控制系統中各元件之間的相互作用和關系。控制系統干擾因素分析：通過典型控制系統案例分析（如人體體溫控制系統、飛機俯仰姿態控制系統等），講解控制系統中的干擾因素及其影響。引導學生分析實際控制系統中的干擾因素，并探討減少或消除干擾的方法。控制系統方案初步設計：在了解控制系統基本組成、工作過程和干擾因素的基礎上，引導學生進行控制系統方案的初步設計。通過小組討論和案例分析等方式，幫助學生確定控制系統的設計目標、功能需求和技術方案。鼓勵學生發揮創新思維和創造力，提出新穎實用的控制系統設計方案。控制系統制作與調試：在教師的指導下，學生分組進行簡單控制系統的制作和調試（如聲控燈、溫度控制系統等）。在制作過程中，注重培養學生的物化能力和實踐操作能力；在調試過程中，注重培養學生的問題解決能力和嚴謹細致的工作態度。評價與改進：通過展示和評價學生的控制系統作品，引導學生總結制作和調試過程中的經驗教訓。鼓勵學生提出改進意見和創新想法，進一步完善控制系統設計方案和作品。通過評價學生的作品和表現，促進學生對控制及其設計的深入理解和應用。（三）學業評價與反饋本單元的學業評價將采用多元化的評價方式，包括課堂表現評價、作品評價、項目評價等。課堂表現評價主要關注學生的參與度、思維活躍度和合作交流能力等方面；作品評價主要關注學生的控制系統作品的設計思路、制作質量和創新性等方面；項目評價主要關注學生在項目任務完成過程中的綜合表現和創新成果等方面。通過多元化的評價方式，全面、客觀地反映學生的學習情況和發展水平，為后續教學提供有針對性的反饋和指導。三、教學反思與改進在教學實施過程中，教師應密切關注學生的學習情況和反饋意見，及時調整教學策略和方法。例如，如果發現學生對控制系統的工作原理理解不夠深入，可以通過增加案例分析和技術實踐活動來加強學生的理解和掌握；如果發現學生在控制系統制作和調試過程中遇到困難，可以提供更多的指導和支持，幫助學生克服困難并取得成功。教師還應不斷反思和改進自己的教學方法和手段，努力提高教學效果和質量。通過以上教學思路的實施，旨在使學生全面理解和掌握控制及其設計的相關知識和技能，培養通用技術的核心素養能力。通過項目任務和實踐活動的開展，激發學生的學習興趣和積極性，提高他們的實踐能力和創新能力。九、學業評價通用技術課程作為高中教育的重要組成部分，旨在培養學生的技術素養、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力。根據《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，針對2019版地質版高中通用技術必修《技術與設計2》第四章《控制及其設計》的教學內容，設計以下學業評價方案。一、教學目標技術意識：學生能夠理解控制及其設計的基本概念，認識到控制在生產、生活中的重要性，形成對控制技術應用的敏感性和責任感。工程思維：學生能夠運用系統分析和比較權衡的方法，分析控制系統的組成和工作過程，理解反饋和干擾在控制系統中的作用，形成初步的工程思維。創新設計：學生能夠根據實際需求，設計簡單的控制系統方案，并能夠通過技術試驗和調試，不斷優化設計方案，提升創新設計能力。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制控制系統方框圖，用圖形語言表達控制系統的組成和工作過程，提升技術圖樣表達能力。物化能力：學生能夠根據設計方案，制作簡單的控制系統裝置，進行調試和運行，提升物化能力和實踐能力。二、學習目標理解控制及其設計的基本概念：學生能夠明確控制的定義，理解控制在生產、生活中的廣泛應用。掌握控制系統的組成和工作過程：學生能夠分析典型控制系統的案例，理解控制系統的基本組成和工作過程，包括傳感器、控制器、執行器等環節的作用。繪制控制系統方框圖：學生能夠掌握控制系統方框圖的繪制方法，用圖形語言表達控制系統的組成和工作過程。分析控制系統的干擾因素：學生能夠理解干擾對控制系統的影響，學會分析控制系統的干擾因素，并提出相應的解決措施。設計簡單的控制系統方案：學生能夠根據實際需求，設計簡單的控制系統方案，包括確定被控量、控制量，選擇傳感器、控制器和執行器等。制作和調試控制系統裝置：學生能夠根據設計方案，制作簡單的控制系統裝置，進行調試和運行，提出改進方案。三、評價目標技術意識評價：通過課堂討論、案例分析等方式，評價學生對控制及其設計的基本概念的理解程度，以及對控制技術應用的敏感性和責任感。工程思維評價：通過設計任務、技術試驗等方式，評價學生運用系統分析和比較權衡的方法分析控制系統組成和工作過程的能力，以及理解反饋和干擾在控制系統中的作用。創新設計評價：通過設計方案、作品展示等方式，評價學生根據實際需求設計簡單的控制系統方案的能力，以及通過技術試驗和調試不斷優化設計方案的能力。圖樣表達評價：通過繪制控制系統方框圖、技術圖樣等方式，評價學生識讀和繪制控制系統方框圖的能力，以及用圖形語言表達控制系統組成和工作過程的能力。物化能力評價：通過制作和調試控制系統裝置、作品展示等方式，評價學生根據設計方案制作簡單的控制系統裝置的能力，以及進行調試和運行的能力。四、評價內容與方法1.技術意識評價評價內容：學生對控制及其設計的基本概念的理解程度，以及對控制技術應用的敏感性和責任感。評價方法：課堂討論：組織學生討論控制技術在生產、生活中的應用實例，評價學生的發言質量和參與度。案例分析：選取典型的控制系統案例，讓學生分析控制系統的組成和工作過程，評價學生的分析能力和理解能力。問卷調查：設計問卷調查學生對控制技術應用的看法和態度，評價學生的技術意識和責任感。2.工程思維評價評價內容：學生運用系統分析和比較權衡的方法分析控制系統組成和工作過程的能力，以及理解反饋和干擾在控制系統中的作用。評價方法：設計任務：給定一個實際的控制系統設計任務，讓學生分析控制系統的需求，確定被控量、控制量，選擇傳感器、控制器和執行器等，評價學生的設計能力和系統分析能力。技術試驗：組織學生進行技術試驗，讓學生觀察和分析控制系統的輸出響應，評價學生的實驗觀察能力和數據分析能力。小組討論：分組討論控制系統的反饋和干擾問題，讓學生提出解決措施，評價學生的討論質量和解決問題的能力。3.創新設計評價評價內容：學生根據實際需求設計簡單的控制系統方案的能力，以及通過技術試驗和調試不斷優化設計方案的能力。評價方法：設計方案：要求學生提交控制系統設計方案，包括設計思路、系統組成、工作原理等，評價學生的設計創新性和可行性。作品展示：組織學生進行作品展示，讓學生介紹設計方案的亮點和創新點，評價學生的表達能力和創新設計能力。技術試驗和調試：讓學生進行技術試驗和調試，觀察控制系統的輸出響應，評價學生的實驗操作能力和調試能力。4.圖樣表達評價評價內容：學生識讀和繪制控制系統方框圖的能力，以及用圖形語言表達控制系統組成和工作過程的能力。評價方法：繪制方框圖：要求學生繪制控制系統方框圖，評價學生的繪圖規范性和準確性。圖樣識讀：給出典型的控制系統方框圖，讓學生識讀并解釋方框圖的意義，評價學生的圖樣識讀能力。作品評價：評價學生在設計方案和作品展示中圖樣表達的質量和清晰度。5.物化能力評價評價內容：學生根據設計方案制作簡單的控制系統裝置的能力，以及進行調試和運行的能力。評價方法：作品制作：要求學生根據設計方案制作控制系統裝置，評價學生的制作工藝和物化能力。調試運行：讓學生調試和運行控制系統裝置，觀察裝置的輸出響應，評價學生的調試能力和問題解決能力。作品展示：組織學生進行作品展示，讓學生介紹制作過程和調試經驗，評價學生的表達能力和實踐經驗。五、評價實施評價主體：評價主體包括教師、學生自評和互評。教師應根據評價目標和內容，設計合理的評價方法和評價標準，引導學生進行自我評價和互相評價。評價過程：評價過程應貫穿整個教學過程，包括課前準備、課堂討論、設計任務、技術試驗、作品制作、調試運行和作品展示等環節。教師應及時記錄學生的表現，給予反饋和指導。評價結果：評價結果應以等級或分數形式呈現，包括優秀、良好、合格和待改進等。教師還應給出具體的評價意見和建議，幫助學生改進和提高。六、總結與反思通過本次學業評價方案的設計和實施，旨在全面評價學生在《控制及其設計》這一章節中的學習成果和能力表現。教師應根據評價結果，及時調整教學策略和方法，幫助學生提升技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力。教師還應鼓勵學生進行自我評價和互相評價，培養學生的自主學習和合作學習能力。通過不斷的教學反思和改進，推動通用技術課程的教學質量和學生的全面發展。十、大單元實施思路及教學結構圖1.實施思路根據《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，本單元以“控制及其設計”為主題，旨在通過一系列的教學活動，幫助學生理解控制的基本概念、掌握控制系統的基本組成和工作過程，并能進行簡單的控制系統設計與實現。具體實施思路如下：情境創設與引入：通過實際生活中的控制實例，引發學生對控制的興趣，明確控制的重要性和廣泛應用。理論講授與案例分析：系統講解控制的概念、控制系統的基本組成和工作過程，通過典型案例分析，加深學生對控制原理的理解。實踐操作與體驗：組織學生進行控制系統框圖的繪制、控制系統設計與制作的實踐活動，通過親自動手，體驗控制系統的設計與實現過程。討論與交流：引導學生進行小組討論和交流，分享各自的設計思路和實踐經驗，促進思維碰撞和共同提高。評價與反思：對學生的設計作品和實踐過程進行評價，引導學生進行反思和總結，提升他們的自我認知和改進能力。2.教學目標設定通用技術的核心素養目標：（一）技術意識：學生能夠感知生活中控制現象的普遍性和重要性，形成積極的技術價值觀。學生能夠理解控制技術在現代生活中的廣泛應用，認識到控制技術對個人、社會和環境的影響。（二）工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，理解控制系統的基本組成和工作過程。學生能夠針對具體的控制問題，進行要素分析、整體規劃，并提出解決方案。（三）創新設計：學生能夠基于控制問題進行創新性方案構思，提出具有創造性的控制系統設計方案。學生能夠運用所學的控制原理和技術，進行控制系統的設計與實現，體驗創新設計的過程。（四）圖樣表達：學生能夠識讀和繪制控制系統框圖，用圖形樣式表達控制系統的組成和工作過程。學生能夠通過圖樣表達設計構想，用技術語言實現有形與無形、抽象與具體的思維轉換。（五）物化能力：學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行控制系統的制作和調試。學生能夠解決控制系統制作和調試過程中遇到的實際問題，提高物化實現的能力。3.教學結構圖大單元實施思路及教學結構圖├──1.情境創設與引入│├──控制實例展示│└──控制重要性講解├──2.理論講授與案例分析│├──控制概念講解│├──控制系統基本組成│├──控制系統工作過程│└──典型案例分析├──3.實踐操作與體驗│├──控制系統框圖繪制│├──控制系統設計與制作│└──控制系統調試與優化├──4.討論與交流│├──小組討論│└──全班交流├──5.評價與反思│├──作品評價│└──過程反思└──學習控制及其設計的小結4.具體教學實施步驟第一步：情境創設與引入活動1：控制實例展示教學內容：展示蒸汽機車、雞舍自動飲水器、空調機制冷/制熱等控制實例。教學活動：通過圖片、視頻或實物展示，讓學生直觀感受控制現象。教學目的：引發學生對控制的興趣，明確控制的重要性和廣泛應用。活動2：控制重要性講解教學內容：講解控制在生產、生活中的重要作用，如提高生產效率、保障安全、改善生活質量等。教學活動：通過案例分析，讓學生理解控制技術的實際應用和價值。教學目的：加深學生對控制重要性的認識，形成積極的技術價值觀。第二步：理論講授與案例分析活動1：控制概念講解教學內容：講解控制的概念、控制的類型（手動控制、自動控制、智能控制）等。教學活動：通過PPT展示、板書講解等方式，讓學生理解控制的基本概念。教學目的：使學生掌握控制的基本概念，為后續學習打下基礎。活動2：控制系統基本組成教學內容：講解控制系統的基本組成，包括傳感器、控制器、執行器等環節。教學活動：通過實物展示、模型演示等方式，讓學生直觀了解控制系統的組成。教學目的：使學生理解控制系統的基本組成，為后續學習打下基礎。活動3：控制系統工作過程教學內容：講解控制系統的工作過程，包括輸入、處理、輸出、反饋等環節。教學活動：通過動畫演示、流程圖展示等方式，讓學生理解控制系統的工作過程。教學目的：使學生掌握控制系統的工作過程，為后續學習打下基礎。活動4：典型案例分析教學內容：分析自動門控制系統、水箱水位控制系統等典型案例。教學活動：通過小組討論、全班交流等方式，讓學生分析控制系統的組成、工作過程和應用。教學目的：通過案例分析，加深學生對控制系統原理的理解和應用能力的提升。第三步：實踐操作與體驗活動1：控制系統框圖繪制教學內容：講解控制系統框圖的繪制方法。教學活動：組織學生進行控制系統框圖的繪制練習，如自動門控制系統框圖、水箱水位控制系統框圖等。教學目的：使學生掌握控制系統框圖的繪制方法，提高圖樣表達能力。活動2：控制系統設計與制作教學內容：組織學生進行簡單的控制系統設計與制作，如亮度可調臺燈控制系統、減壓水箱控制系統等。教學活動：分組進行設計與制作，提供必要的材料和工具支持。學生進行方案設計、材料選擇、制作調試等全過程實踐。教學目的：通過實踐活動，使學生體驗控制系統的設計與實現過程，提高物化能力。活動3：控制系統調試與優化教學內容：講解控制系統調試的方法與步驟。教學活動：組織學生進行控制系統的調試與優化，解決制作過程中遇到的問題。教學目的：通過調試與優化，使學生掌握控制系統的調試方法，提高解決問題的能力。第四步：討論與交流活動1：小組討論教學內容：分組討論控制系統的設計與實現過程中的問題和經驗。教學活動：每組選派代表分享討論結果，提出改進意見和建議。教學目的：通過小組討論，促進學生之間的思維碰撞和經驗分享，提高團隊合作能力。活動2：全班交流教學內容：全班范圍內交流控制系統的設計與實現過程中的問題和經驗。教學活動：教師引導學生對討論結果進行總結和歸納，提出共性問題和解決方案。教學目的：通過全班交流，促進全班學生的共同提高，加深對控制系統設計與實現的理解。第五步：評價與反思活動1：作品評價教學內容：對學生的設計作品進行評價，包括方案的可行性、創新性、實用性等方面。教學活動：采用學生自評、互評和教師評價相結合的方式進行評價。教學目的：通過作品評價，使學生認識到自己的優點和不足，為后續改進提供方向。活動2：過程反思教學內容：引導學生對控制系統設計與實現的全過程進行反思和總結。教學活動：撰寫反思日記或心得體會，分享自己的感受和收獲。教學目的：通過過程反思，使學生加深對控制系統設計與實現過程的理解，提高自我認知和改進能力。第六步：學習控制及其設計的小結教學內容：總結本單元的學習內容和學習成果。教學活動：組織學生進行小結匯報，分享自己的學習體會和收獲。教學目的：通過小結匯報，鞏固學生的學習成果，為后續學習打下基礎。通過以上教學實施步驟，本單元旨在幫助學生全面理解控制及其設計的基本概念、原理和方法，掌握控制系統的設計與實現技能，提高通用技術的核心素養能力。十一、大情境、大任務創設教學目標設定根據《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》和《第四章控制及其設計》的教學內容，我們設定以下教學目標，涵蓋通用技術的核心素養目標：（一）技術意識學生能夠理解控制技術在現代生活中的廣泛應用及其重要性。學生能夠感知到控制現象在日常生活中的普遍性，并形成積極的技術價值觀。（二）工程思維學生能夠運用系統分析的方法，理解控制系統的基本組成和工作過程。學生能夠針對具體的控制問題，進行要素分析、整體規劃，并提出解決方案。（三）創新設計學生能夠基于控制問題進行創新性方案構思，提出具有創造性的控制系統設計方案。學生能夠運用所學的控制原理和技術，進行控制系統的設計與實現，體驗創新設計的過程。（四）圖樣表達學生能夠識讀和繪制控制系統框圖，用圖形樣式表達控制系統的組成和工作過程。學生能夠通過圖樣表達設計構想，用技術語言實現有形與無形、抽象與具體的思維轉換。（五）物化能力學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行控制系統的制作和調試。大情境、大任務創設大情境設定在現代社會中，隨著科技的飛速發展，智能家居已經成為一種生活趨勢。智能家居系統通過物聯網技術、自動控制技術等，實現了家居設備的智能化管理，極大地提高了生活的便捷性和舒適性。智能家居系統的核心在于其控制系統，它決定了家居設備如何響應各種指令，實現自動化控制。在這個大情境下，我們設定一個大任務，即設計并實現一個簡單的智能家居控制系統，該系統能夠自動控制家中的燈光、窗簾和空調等設備，提高家居生活的智能化水平。大任務分解任務一：智能家居控制系統需求分析教學目標：培養學生進行技術設計前需求分析的能力。提升學生的技術意識和工程思維。活動設計：情境引入：展示一個典型的智能家居場景，如通過手機APP控制家中的燈光、窗簾和空調等設備。小組討論：學生分組討論智能家居控制系統的功能需求，如遠程控制、定時控制、場景模式等。需求整理：各小組整理討論結果，形成智能家居控制系統的功能需求清單。評價方式：小組匯報需求分析結果，教師根據匯報內容進行點評和指導。任務二：智能家居控制系統方案設計教學目標：培養學生運用系統分析的方法，進行控制系統方案設計的能力。提升學生的創新設計和圖樣表達能力。活動設計：知識講解：回顧控制系統的基本組成和工作過程，講解開環控制和閉環控制的區別及應用場景。方案設計：學生分組進行智能家居控制系統的方案設計，包括確定被控對象、控制量、傳感器選擇、控制器設計等。圖樣表達：繪制控制系統框圖，用圖形樣式表達控制系統的組成和工作過程。評價方式：小組展示設計方案和控制系統框圖，教師和其他同學進行評價和提問。任務三：智能家居控制系統制作與調試教學目標：培養學生的物化能力，通過動手實踐將設計方案轉化為實際產品。提升學生的創新意識和問題解決能力。活動設計：材料準備：根據設計方案，準備所需的硬件材料，如單片機、傳感器、執行器等。制作與調試：學生分組進行智能家居控制系統的制作，包括硬件連接、軟件編程、系統調試等。功能測試：對制作完成的智能家居控制系統進行測試，驗證各項功能是否滿足需求。評價方式：教師觀察學生在制作和調試過程中的表現，給予實時指導和反饋。學生進行功能演示，教師和其他同學根據演示效果進行評價。任務四：智能家居控制系統優化與改進教學目標：培養學生的創新意識和持續改進的精神。提升學生的系統分析和問題解決能力。活動設計：問題討論：組織學生討論智能家居控制系統在測試過程中發現的問題和不足之處。優化方案：針對發現的問題，學生分組提出優化方案，并進行討論和完善。實施改進：根據優化方案，對智能家居控制系統進行改進和實施。評價方式：學生展示優化后的控制系統，并對比改進前后的效果。教師和其他同學對優化方案和實施效果進行評價和討論。任務五：智能家居控制系統展示與評價教學目標：培養學生的技術表達能力和自信心。提升學生的團隊協作和成果分享意識。活動設計：成果展示：各小組展示自己設計和實現的智能家居控制系統，包括功能演示、設計方案、制作過程等。綜合評價：教師和其他同學對各小組的展示內容進行綜合評價，包括功能實現、創新性、圖樣表達、物化能力等方面。總結反思：學生撰寫學習心得和反思報告，總結在設計、制作和調試過程中的收獲和不足。評價方式：采用多元化評價方式，包括教師評價、同學互評和自我評價等。根據綜合評價結果，評選出優秀團隊和個人，并給予表彰和獎勵。通過以上大情境、大任務的創設和實施，學生不僅能夠深入理解控制及其設計的原理和方法，還能夠在實踐中提升通用技術的核心素養能力，為未來的學習和生活打下堅實的基礎。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：控制及其設計課時安排：情境創設與引入（1課時）理論講授與案例分析（2課時）實踐操作與體驗（3課時）控制系統框圖繪制（1課時）控制系統設計與制作（1課時）控制系統調試與優化（1課時）討論與交流（1課時）評價與反思（1課時）學習控制及其設計的小結（1課時）（二）學習目標通用技術的核心素養目標：技術意識：學生能夠感知生活中控制現象的普遍性和重要性，形成積極的技術價值觀。學生能夠理解控制技術在現代生活中的廣泛應用，認識到控制技術對個人、社會和環境的影響。工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，理解控制系統的基本組成和工作過程。學生能夠針對具體的控制問題，進行要素分析、整體規劃，并提出解決方案。創新設計：學生能夠基于控制問題進行創新性方案構思，提出具有創造性的控制系統設計方案。學生能夠運用所學的控制原理和技術，進行控制系統的設計與實現，體驗創新設計的過程。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制控制系統框圖，用圖形樣式表達控制系統的組成和工作過程。學生能夠通過圖樣表達設計構想，用技術語言實現有形與無形、抽象與具體的思維轉換。物化能力：學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行控制系統的制作和調試。（三）評價任務作品評價：對學生的設計作品進行評價，包括方案的可行性、創新性、實用性等方面。采用學生自評、互評和教師評價相結合的方式進行評價。過程評價：觀察學生在實踐活動中的參與度、合作能力和問題解決能力。對學生在討論與交流中的表現進行評價，包括發言的積極性、觀點的合理性和深度。知識理解評價：通過課堂測試和作業檢查，評價學生對控制原理、控制系統組成和工作過程的理解程度。反思日記評價：對學生撰寫的反思日記或心得體會進行評價，評價學生對學習過程和學習成果的反思深度和廣度。（四）學習過程第一課時：情境創設與引入活動內容：通過實際生活中的控制實例，引發學生對控制的興趣，明確控制的重要性和廣泛應用。活動目的：激發學生的學習興趣，為后續學習奠定基礎。第二、三課時：理論講授與案例分析第二課時活動內容：系統講解控制的概念、控制系統的基本組成和工作過程。通過典型案例分析，加深學生對控制原理的理解。第三課時活動內容：繼續案例分析，強化學生對控制原理的掌握。引導學生進行小組討論，分享對控制原理的理解和應用實例。第四課時：控制系統框圖繪制活動內容：組織學生進行控制系統框圖的繪制實踐。活動目的：通過實踐活動，加深對控制系統組成和工作過程的理解，提高圖樣表達能力。第五課時：控制系統設計與制作活動內容：分組進行簡單的控制系統設計與制作，如亮度可調臺燈控制系統。活動目的：通過實踐活動，提高學生的創新設計和物化能力。第六課時：控制系統調試與優化活動內容：講解控制系統調試的方法與步驟，組織學生進行控制系統的調試與優化。活動目的：通過調試與優化，提高學生的問題解決能力和系統優化能力。第七課時：討論與交流活動內容：分組討論控制系統設計與實現過程中的問題和經驗。全班范圍內交流討論結果，提出共性問題和解決方案。活動目的：通過討論與交流，促進學生的思維碰撞和經驗分享，提高團隊合作能力。第八課時：評價與反思活動內容：對學生的設計作品進行評價。引導學生對控制系統設計與實現的全過程進行反思和總結。活動目的：通過評價與反思，使學生認識到自己的優點和不足，為后續改進提供方向。第九課時：學習控制及其設計的小結活動內容：總結本單元的學習內容和學習成果。活動目的：鞏固學生的學習成果，為后續學習打下基礎。（五）作業與檢測作業：完成控制系統框圖的繪制。設計一個簡單的控制系統方案，并撰寫設計報告。檢測：課堂小測驗：檢查學生對控制原理、控制系統組成和工作過程的理解。作品展示與評價：對學生的控制系統設計作品進行評價和展示。（六）學后反思反思內容：學生對本單元學習內容的理解和掌握情況。學生在實踐活動中的表現和問題解決能力。學生對控制技術在現實生活中的應用價值和意義的認識。反思形式：撰寫反思日記或心得體會。進行小組或全班的反思交流，分享學習經驗和收獲。通過本單元的學習，學生將全面理解控制及其設計的基本概念、原理和方法，掌握控制系統的設計與實現技能，提高通用技術的核心素養能力。通過實踐活動和討論交流，培養學生的創新思維、問題解決能力和團隊合作能力，為后續學習和發展奠定堅實基礎。十三、學科實踐與跨學科學習設計教學目標通過本單元的教學，旨在幫助學生深入理解控制及其設計的基本原理和方法，培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，同時提升學生的技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力等通用技術核心素養。學習目標技術意識：學生能夠感知生活中控制現象的普遍性和重要性，形成積極的技術價值觀。學生能夠理解控制技術在現代生活中的廣泛應用，認識到控制技術對個人、社會和環境的影響。工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，理解控制系統的基本組成和工作過程。學生能夠針對具體的控制問題，進行要素分析、整體規劃，并提出解決方案。創新設計：學生能夠基于控制問題進行創新性方案構思，提出具有創造性的控制系統設計方案。學生能夠運用所學的控制原理和技術，進行控制系統的設計與實現，體驗創新設計的過程。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制控制系統框圖，用圖形樣式表達控制系統的組成和工作過程。學生能夠通過圖樣表達設計構想，用技術語言實現有形與無形、抽象與具體的思維轉換。物化能力：學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行控制系統的制作和調試。學生能夠通過實際操作，將設計方案轉化為具體的控制系統裝置，并解決制作過程中的實際問題。作業目標設定技術意識：學生需通過調研和案例分析，總結控制技術在日常生活和生產中的廣泛應用，并撰寫一篇關于控制技術重要性的小論文。學生需參與課堂討論，分享自己對控制技術的理解和看法，形成積極的技術價值觀。工程思維：學生需完成一項控制系統設計的任務，包括系統分析、要素識別、整體規劃等步驟，并撰寫設計報告。學生需通過小組討論，分析不同控制系統的優缺點，提出改進方案，并繪制系統框圖。創新設計：學生需基于控制問題，設計一項具有創新性的控制系統方案，包括設計思路、技術路線、實施方案等，并制作模型或原型。學生需參與創新設計比賽或展示活動，分享自己的設計成果，接受同學和老師的評價和建議。圖樣表達：學生需繪制至少兩個不同控制系統的框圖，包括開環控制系統和閉環控制系統，并標注各環節的名稱和功能。學生需通過圖樣表達，展示自己的控制系統設計方案，并與同學進行交流和討論。物化能力：學生需根據設計方案，選擇合適的材料和工具，制作一個具體的控制系統裝置，并進行調試和優化。學生需撰寫制作報告，記錄制作過程中的關鍵步驟、遇到的問題及解決方法，并展示制作成果。教學內容與活動設計第一節什么是控制一、控制實例活動設計：活動1：控制實例展示教學內容：展示蒸汽機車、雞舍自動飲水器、空調機制冷/制熱等控制實例。教學活動：通過圖片、視頻或實物展示，讓學生直觀感受控制現象。教學目的：引發學生對控制的興趣，明確控制的重要性和廣泛應用。活動2：控制重要性講解教學內容：講解控制在生產、生活中的重要作用，如提高生產效率、保障安全、改善生活質量等。教學活動：通過案例分析，讓學生理解控制技術的實際應用和價值。教學目的：加深學生對控制重要性的認識，形成積極的技術價值觀。二、控制及其應用活動設計：活動1：控制的含義講解教學內容：講解控制的定義和類型（手動控制、自動控制、智能控制）。教學活動：通過PPT展示、板書講解等方式，讓學生理解控制的基本概念。教學目的：幫助學生建立對控制的基本認識。活動2：控制應用調研教學內容：調研生活中使用的控制技術實例，分析其應用效果。教學活動：分組進行調研，收集數據和信息，撰寫調研報告。教學目的：讓學生了解控制技術在日常生活中的應用，增強技術意識。第二節控制系統的基本組成和工作過程一、典型控制系統案例分析活動設計：活動1：自動門控制系統分析教學內容：分析自動門控制系統的組成和工作過程。教學活動：通過實物展示或視頻演示，讓學生觀察自動門的工作過程，并繪制系統框圖。教學目的：幫助學生理解控制系統的基本組成和工作原理。活動2：水箱水位控制系統分析教學內容：分析水箱水位控制系統的開環和閉環控制方式。教學活動：通過實物模型或模擬實驗，讓學生體驗開環和閉環控制的區別。教學目的：幫助學生理解開環和閉環控制系統的特點和工作原理。二、控制系統的基本組成和工作過程活動設計：活動1：控制系統組成講解教學內容：講解控制系統的基本組成，包括傳感器、控制器、執行器等環節。教學活動：通過PPT展示和實物演示，讓學生直觀了解控制系統的各個組成部分。教學目的：幫助學生建立對控制系統組成的認識。活動2：控制系統工作過程分析教學內容：分析控制系統的工作過程，包括輸入信號、反饋信號、控制信號等。教學活動：通過模擬實驗或案例分析，讓學生理解控制系統的工作流程。教學目的：幫助學生理解控制系統的工作原理和運行機制。第三節控制系統框圖一、控制系統框圖的繪制方法活動設計：活動1：框圖繪制技巧講解教學內容：講解控制系統框圖的繪制方法和技巧。教學活動：通過示范和練習，讓學生掌握控制系統框圖的繪制方法。教學目的：培養學生的圖樣表達能力。活動2：框圖繪制實踐教學內容：讓學生繪制不同控制系統的框圖，如自動門控制系統、水箱水位控制系統等。教學活動：分組進行框圖繪制，互相評價和修改。教學目的：通過實踐，加深學生對控制系統框圖的理解和應用能力。二、控制系統框圖中的通道與環節活動設計：活動1：通道與環節講解教學內容：講解控制系統框圖中的通道和環節，如前向通道、反饋通道、傳感器、控制器等。教學活動：通過案例分析，讓學生了解通道和環節在控制系統中的作用。教學目的：幫助學生理解控制系統框圖的復雜性和系統性。活動2：通道與環節分析教學內容：分析不同控制系統中通道和環節的特點和作用。教學活動：分組進行討論和分析，撰寫分析報告。教學目的：通過分析，提高學生的工程思維能力。第四節控制系統的干擾一、典型控制系統案例分析活動設計：活動1：人體體溫控制系統分析教學內容：分析人體體溫控制系統的干擾因素及其抑制方法。教學活動：通過案例分析，讓學生了解干擾因素對控制系統的影響。教學目的：幫助學生理解控制系統的干擾問題及其解決方法。活動2：飛機俯仰姿態控制系統分析教學內容：分析飛機俯仰姿態控制系統的干擾因素及其控制策略。教學活動：通過視頻演示或模擬實驗，讓學生體驗干擾因素對控制系統的影響。教學目的：幫助學生掌握干擾因素的分析和控制方法。二、干擾因素活動設計：活動1：干擾因素分析教學內容：講解控制系統中常見的干擾因素及其影響。教學活動：通過案例分析，讓學生了解干擾因素的來源和特性。教學目的：幫助學生建立對干擾因素的認識和防范意識。活動2：干擾因素抑制實踐教學內容：讓學生設計并實施干擾因素抑制方案，如濾波電路的設計與應用。教學活動：分組進行實踐，撰寫實踐報告。教學目的：通過實踐，提高學生的創新設計能力和物化能力。第五節控制系統方案的初步設計一、如何形成初步的控制系統設計方案活動設計：活動1：控制系統設計流程講解教學內容：講解控制系統設計的一般流程，包括發現與明確問題、制訂設計方案、制作模型或原型、優化設計方案等。教學活動：通過PPT展示和板書講解，讓學生了解控制系統設計的基本步驟。教學目的：幫助學生掌握控制系統設計的基本方法。活動2：控制系統設計方案制訂教學內容：讓學生根據給定的問題或需求，制訂初步的控制系統設計方案。教學活動：分組進行討論和設計，撰寫設計方案報告。教學目的：通過實踐，培養學生的創新設計能力和工程思維能力。二、控制系統方案初步設計方法的討論活動設計：活動1：設計方法討論教學內容：討論控制系統設計的方法、技巧和注意事項。教學活動：通過小組討論和全班交流，分享設計經驗和心得。教學目的：通過討論，提高學生的設計水平和團隊協作能力。活動2：設計方案評價教學內容：對各組的設計方案進行評價和比較，提出改進建議。教學活動：采用學生自評、互評和教師評價相結合的方式，對設計方案進行全面評價。教學目的：通過評價，幫助學生發現設計中存在的問題和不足，提高設計質量。第六節控制系統的實現一、在控制系統制作中顯身手活動設計：活動1：控制系統制作實踐教學內容：讓學生根據設計方案，選擇合適的材料和工具，制作具體的控制系統裝置。教學活動：分組進行制作實踐，教師提供必要的指導和幫助。教學目的：通過實踐，提高學生的物化能力和動手操作能力。活動2：制作成果展示教學內容：讓學生展示自己制作的控制系統裝置，并進行演示和講解。教學活動：分組進行展示和講解，互相學習和評價。教學目的：通過展示，增強學生的自信心和成就感。二、學會控制系統（裝置）調試活動設計：活動1：調試方法講解教學內容：講解控制系統調試的方法和步驟。教學活動：通過示范和講解，讓學生掌握調試的基本技能。教學目的：幫助學生掌握控制系統調試的方法。活動2：控制系統調試實踐教學內容：讓學生對自己制作的控制系統裝置進行調試和優化。教學活動：分組進行調試實踐，記錄調試過程和結果。教學目的：通過實踐，提高學生的問題解決能力和優化能力。三、評價與改進活動設計：活動1：評價內容與方法講解教學內容：講解控制系統設計的評價內容和方法。教學活動：通過案例分析，讓學生了解評價的標準和流程。教學目的：幫助學生建立正確的評價觀念和方法。活動2：設計方案評價教學內容：對各組的設計方案進行全面評價，提出改進建議。教學活動：采用學生自評、互評和教師評價相結合的方式，對設計方案進行綜合評價。教學目的：通過評價，幫助學生發現設計中存在的問題和不足，提高設計質量。活動3：改進與創新教學內容：鼓勵學生根據評價結果和改進建議，對設計方案進行改進和創新。教學活動：分組進行討論和改進設計，撰寫改進報告。教學目的：通過改進和創新，提高學生的創新設計能力和問題解決能力。學習控制及其設計的小結活動設計：活動1：總結學習內容教學內容：讓學生總結本單元的學習內容和學習成果。教學活動：分組進行總結匯報，分享自己的學習體會和收獲。教學目的：通過總結，鞏固學生的學習成果，為后續學習打下基礎。活動2：反思與提升教學內容：讓學生反思本單元學習過程中的得與失，提出自我提升的計劃。教學活動：撰寫反思日記或心得體會，分享自己的感受和收獲。教學目的：通過反思，幫助學生發現自己的不足并制定提升計劃，促進自我發展。通過以上教學實施步驟和活動設計，本單元旨在全面提高學生的通用技術核心素養能力，培養他們的創新精神和實踐能力，為他們未來的學習和發展打下堅實的基礎。十四、大單元作業設計單元名稱：控制及其設計一、教學目標技術意識：學生能夠感知生活中控制現象的普遍性和重要性，形成積極的技術價值觀。學生能夠理解控制技術在現代生活中的廣泛應用，認識到控制技術對個人、社會和環境的影響。工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，理解控制系統的基本組成和工作過程。學生能夠針對具體的控制問題，進行要素分析、整體規劃，并提出解決方案。創新設計：學生能夠基于控制問題進行創新性方案構思，提出具有創造性的控制系統設計方案。學生能夠運用所學的控制原理和技術，進行控制系統的設計與實現，體驗創新設計的過程。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制控制系統框圖，用圖形樣式表達控制系統的組成和工作過程。學生能夠通過圖樣表達設計構想，用技術語言實現有形與無形、抽象與具體的思維轉換。物化能力：學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行控制系統的制作和調試。二、作業目標設定技術意識：學生能夠識別并分析生活中的控制現象，撰寫控制實例分析報告，理解控制的重要性。工程思維：學生能夠分析典型控制系統案例，繪制控制系統框圖，理解控制系統的基本組成和工作過程。學生能夠針對特定控制問題，提出解決方案，并撰寫控制系統設計方案。創新設計：學生能夠基于控制問題，設計具有創新性的控制系統，并撰寫設計報告，描述設計思路和實施過程。圖樣表達：學生能夠繪制詳細的控制系統框圖，用圖形樣式清晰表達控制系統的組成和工作過程。學生能夠利用技術圖樣表達設計構想，制作設計圖樣集。物化能力：學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，制作簡單的控制系統模型，并進行調試和優化。三、大單元作業內容第一課時：控制實例分析與技術意識培養作業內容：觀察并記錄生活中至少三個控制實例，如空調溫度控制、自動門控制、電飯煲煮飯控制等。撰寫控制實例分析報告，分析每個實例的控制原理、控制方式及其對生活的影響。作業目標：培養學生的技術意識，使其能夠感知生活中控制現象的普遍性和重要性。提高學生的觀察能力和分析能力，理解控制技術在現代生活中的廣泛應用。第二課時：典型控制系統案例分析與工程思維培養作業內容：分析典型控制系統案例，如自動門控制系統、水箱水位控制系統等。繪制每個控制系統的框圖，標明系統組成和工作過程。撰寫案例分析報告，分析控制系統的基本組成和工作原理。作業目標：培養學生的工程思維，使其能夠運用系統分析的方法理解控制系統的基本組成和工作過程。提高學生的圖樣表達能力，使其能夠用圖形樣式表達控制系統的組成和工作過程。第三課時：控制系統框圖繪制與圖樣表達訓練作業內容：選擇一個生活中的控制系統（如聲控燈系統、智能家居控制系統等），繪制其控制系統框圖。框圖應詳細標明系統組成、輸入量、輸出量、控制量、反饋量等關鍵信息。撰寫框圖繪制說明，解釋框圖中每個部分的意義和相互關系。作業目標：培養學生的圖樣表達能力，使其能夠識讀和繪制控制系統框圖。提高學生的技術圖樣制作能力，使其能夠用圖形樣式清晰表達控制系統的組成和工作過程。第四課時：控制系統干擾分析與解決方案設計作業內容：分析所選擇的控制系統可能受到的干擾因素，如環境變化、設備故障等。針對干擾因素，提出解決方案，并撰寫解決方案報告。設計一個簡單的抗干擾措施，并描述其實施過程。作業目標：培養學生的工程思維，使其能夠針對具體的控制問題，進行要素分析、整體規劃，并提出解決方案。提高學生的問題分析能力和創新能力，使其能夠設計具有抗干擾能力的控制系統。第五課時：控制系統初步設計與創新設計實踐作業內容：設計一個簡單的控制系統，如亮度可調臺燈控制系統、智能溫室溫度控制系統等。撰寫控制系統設計報告，詳細描述設計思路、系統組成、工作過程、抗干擾措施等。制作控制系統模型，并進行調試和優化。作業目標：培養學生的創新設計能力，使其能夠基于控制問題進行創新性方案構思。提高學生的物化能力，使其能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，制作簡單的控制系統模型。第六課時：控制系統模型制作與調試優化作業內容：繼續制作和調試上節課設計的控制系統模型。記錄調試過程中遇到的問題和解決方法，撰寫調試報告。對控制系統模型進行優化，提高其穩定性和控制精度。作業目標：培養學生的物化能力，使其能夠通過實際操作，掌握控制系統的制作和調試方法。提高學生的問題解決能力和優化能力，使其能夠針對調試過程中出現的問題，提出有效的解決方案。第七課時：控制系統設計與實現綜合評價作業內容：對本單元的學習過程和成果進行綜合評價。撰寫學習總結報告，反思學習過程中的收獲和不足。展示控制系統模型和設計報告，與同學分享學習心得和創意。作業目標：培養學生的反思能力和總結能力，使其能夠全面回顧本單元的學習過程。提高學生的交流能力和表達能力，使其能夠清晰闡述自己的設計思路和實現過程。四、作業評價標準技術意識：控制實例分析報告內容完整、分析準確，能夠體現控制現象的普遍性和重要性。工程思維：控制系統框圖繪制規范、清晰，能夠準確表達控制系統的組成和工作過程。案例分析報告邏輯嚴密、分析深入，能夠體現系統分析方法的運用。創新設計：控制系統設計報告創意獨特、方案可行，能夠體現創新性思維的應用。控制系統模型功能完善、性能穩定，能夠體現創新設計的實際效果。圖樣表達：技術圖樣繪制準確、規范，能夠清晰表達設計構想和實現過程。設計圖樣集內容豐富、形式多樣，能夠全面展示學生的圖樣表達能力。物化能力：控制系統模型制作精細、調試成功，能夠體現學生的物化能力水平。調試報告內容詳實、分析準確，能夠體現學生的問題解決能力和優化能力。十五、“教-學-評”一致性課時設計一、課程基本信息教材版本：2019版地質版高中通用技術必修《技術與設計2》單元主題：第四章控制及其設計課時總數：6課時二、教學目標技術意識：學生能夠感知生活中控制現象的普遍性和重要性，形成積極的技術價值觀。學生能夠理解控制技術在現代生活中的廣泛應用，認識到控制技術對個人、社會和環境的影響。工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，理解控制系統的基本組成和工作過程。學生能夠針對具體的控制問題，進行要素分析、整體規劃，并提出解決方案。創新設計：學生能夠基于控制問題進行創新性方案構思，提出具有創造性的控制系統設計方案。學生能夠運用所學的控制原理和技術，進行控制系統的設計與實現，體驗創新設計的過程。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制控制系統框圖，用圖形樣式表達控制系統的組成和工作過程。學生能夠通過圖樣表達設計構想，用技術語言實現有形與無形、抽象與具體的思維轉換。物化能力：學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工具，進行控制系統的制作和調試。三、作業目標技術意識：學生通過觀察和調查，記錄生活中控制技術的應用實例，分析控制技術的重要性。工程思維：學生通過案例分析，理解控制系統的基本組成和工作過程，并嘗試設計簡單的控制系統。創新設計：學生基于控制問題，提出創新性的設計方案，并通過圖樣表達設計構想。圖樣表達：學生繪制控制系統框圖，清晰表達控制系統的組成和工作流程。物化能力：學生根據設計方案，選擇合適的材料和工具，制作并調試簡單的控制系統。四、課程目標通過本單元的學習，學生能夠全面理解控制及其設計的基本概念、原理和方法，掌握控制系統的設計與實現技能，提高通用技術的核心素養能力。五、課時設計第一課時：什么是控制教學內容：控制實例：蒸汽機車、磁浮列車的控制控制的含義及在生產生活中的應用教學活動：引入控制的概念，通過蒸汽機車和磁浮列車的控制實例，引導學生理解控制的基本概念。討論控制在生產和生活中的應用，收集周圍使用控制技術的實例，分析實施控制的原因。教學評價：學生能否準確解釋控制的概念。學生能否列舉出生活中控制技術的應用實例。作業布置：觀察并記錄生活中控制技術的應用實例，分析其重要性。第二課時：控制系統的基本組成和工作過程教學內容：典型控制系統案例分析：自動門控制、水箱水位控制控制系統的基本組成和工作過程教學活動：分析自動門控制和水箱水位控制的系統組成和工作過程。討論開環控制系統與閉環控制系統的結構特點和工作過程。教學評價：學生能否準確描述控制系統的基本組成和工作過程。學生能否區分開環控制系統和閉環控制系統。作業布置：繪制一個簡單控制系統的框圖，并解釋其工作過程。第三課時：控制系統框圖的繪制方法教學內容：控制系統框圖的繪制方法控制系統框圖中的通道與環節教學活動：講解控制系統框圖的繪制方法，強調繪制技巧。分析控制系統框圖中的通道與環節，理解各環節的功能。教學評價：學生能否正確繪制控制系統框圖。學生能否準確解釋控制系統框圖中的各環節功能。作業布置：選擇一個控制系統，繪制其框圖并解釋各環節的功能。第四課時：控制系統的干擾因素教學內容：典型控制系統案例分析：人體體溫控制干擾因素的分析與應對教學活動：分析人體體溫控制系統的干擾因素及其應對措施。討論其他控制系統中可能存在的干擾因素及其影響。教學評價：學生能否準確分析控制系統中的干擾因素。學生能否提出有效的干擾應對措施。作業布置：分析一個具體控制系統中的干擾因素，并提出應對措施。第五課時：控制系統方案的初步設計教學內容：如何形成初步的控制系統設計方案控制系統方案初步設計方法的討論教學活動：講解控制系統方案設計的一般過程和方法。討論如何確定被控量、控制量以及選擇開環或閉環控制。教學評價：學生能否形成初步的控制系統設計方案。學生能否準確確定被控量、控制量以及選擇合適的控制方式。作業布置：設計一個簡單的控制系統方案，包括系統組成、工作過程和預期效果。第六課時：控制系統的實現與調試教學內容：控制系統的制作與調試評價與改進教學活動：指導學生根據設計方案選擇合適的材料和工具制作控制系統。講解控制系統的調試方法，指導學生進行調試。組織學生對作品進行評價與反思，提出改進意見。教學評價：學生能否根據設計方案成功制作并調試控制系統。學生能否對作品進行客觀評價并提出有效的改進意見。作業布置：完善控制系統方案，并進行制作和調試，提交最終作品和反思報告。六、教學實施思路及教學結構圖控制及其設計教學實施思路及教學結構圖1.什么是控制├──控制實例│└──蒸汽機車、磁浮列車的控制└──控制的含義及應用2.控制系統的基本組成和工作過程├──典型控制系統案例分析│├──自動門控制│└──水箱水位控制└──控制系統的基本組成和工作過程3.控制系統框圖的繪制方法├──