版豫科版高中通用技術選擇性必修11產品三維設計與制造《第二章三維打印原理》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《產品三維設計與制造》的第二章《三維打印原理》詳細介紹了三維打印技術的發展歷程、技術原理、工藝過程及設備分類，以及三維打印機的結構與操作。這一章內容不僅涵蓋了三維打印技術的理論基礎，還涉及了實際操作技能的培養，旨在通過理論學習與實踐操作相結合，使學生全面掌握三維打印技術的核心知識和應用能力。具體來說，第一節“三維打印技術的發展歷程”讓學生了解三維打印技術的起源、重要技術節點以及未來發展趨勢，培養學生對新技術的敏感性和前瞻性思維。第二節“三維打印技術原理”則深入解析了三維打印技術的工作流程和幾種常見的三維打印技術，如熔融沉積成型（FDM）、光固化成型（SLA）等，幫助學生理解三維打印技術的核心機制和不同技術的優缺點。第三節“三維打印的工藝過程和設備分類”進一步闡述了三維打印的工藝過程，包括前處理、分層疊層成形和后處理三個階段，并介紹了不同種類的三維打印機及其應用領域，增強學生對三維打印技術的全面認識。第四節“三維打印機的結構與操作”則側重于三維打印機的硬件結構和實際操作步驟，通過理論學習與實踐操作相結合，提升學生的物化能力。（二）單元內容分析本單元內容緊密圍繞三維打印技術的核心要素展開，從發展歷程到技術原理，再到工藝過程和設備分類，最后到結構與操作，形成了一個完整的知識體系。這一知識體系不僅涵蓋了三維打印技術的理論基礎，還強調了實踐操作的重要性，旨在通過系統的學習，使學生具備三維打印技術的全面應用能力。三維打印技術的發展歷程：本節內容通過分析三維打印技術的起源、重要技術節點和未來發展趨勢，幫助學生建立對三維打印技術的宏觀認識，理解其在現代制造業中的重要地位和作用。三維打印技術原理：本節內容深入解析了三維打印技術的工作流程和幾種常見的三維打印技術，幫助學生掌握三維打印技術的核心機制，理解不同技術的優缺點和適用范圍。三維打印的工藝過程和設備分類：本節內容闡述了三維打印的工藝過程，包括前處理、分層疊層成形和后處理三個階段，并介紹了不同種類的三維打印機及其應用領域。通過本節學習，學生能夠全面了解三維打印技術的工藝流程和設備特性。三維打印機的結構與操作：本節內容側重于三維打印機的硬件結構和實際操作步驟，通過理論學習與實踐操作相結合，提升學生的物化能力，使其能夠熟練操作三維打印機，完成三維打印任務。（三）單元內容整合本單元內容整合以三維打印技術的核心要素為主線，將發展歷程、技術原理、工藝過程和設備分類、結構與操作等知識點有機串聯起來，形成一個完整的知識體系。在教學過程中，應注重理論與實踐相結合，通過案例分析、實踐操作等方式，加深學生對三維打印技術的理解和應用能力。具體整合思路如下：引入階段：通過介紹三維打印技術的起源和發展歷程，激發學生對新技術的興趣和好奇心，為后續學習奠定良好基礎。理論講授階段：系統講解三維打印技術的工作原理、工藝流程和設備分類，通過圖表、動畫等多媒體手段幫助學生理解復雜的技術概念。實踐操作階段：組織學生進行三維打印機的實際操作練習，通過親身體驗加深對三維打印技術的理解和應用能力。引導學生分析不同技術的優缺點和適用范圍，培養其綜合分析和決策能力。總結提升階段：對本單元學習內容進行總結回顧，梳理知識點之間的聯系和區別。引導學生探討三維打印技術在未來制造業中的應用前景和發展趨勢，培養其前瞻性思維和創新意識。通過以上整合思路的實施，本單元教學將全面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核心素養目標。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。以下是對這些核心素養目標在本單元教學中的具體分解：（一）技術意識技術意識是指對技術現象及技術問題的感知與體悟，以及對技術規范和標準的理解與遵循。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：感知技術現象：通過介紹三維打印技術的起源、發展歷程和應用案例，讓學生感知到三維打印技術在現代制造業中的重要地位和作用，激發其對技術的興趣和好奇心。理解技術規范：在講解三維打印技術的工作流程和工藝過程時，強調技術規范和標準的重要性，引導學生樹立規范意識，遵守技術操作規范和安全規范。體悟技術問題：通過分析三維打印技術在實際應用中遇到的問題和挑戰，引導學生體悟技術問題的復雜性和多樣性，培養其分析問題和解決問題的能力。（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，強調對技術問題的系統分析、綜合優化和決策能力。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：在講解三維打印技術的工藝流程時，引導學生從系統角度分析各個環節之間的聯系和相互作用，理解整個工藝流程的復雜性和系統性。比較權衡：在講解不同種類的三維打印機及其應用領域時，引導學生比較不同技術的優缺點和適用范圍，學會在多種技術方案中進行權衡和選擇。綜合優化：在實踐操作環節中，引導學生對三維打印任務進行綜合優化，考慮材料選擇、工藝參數設置、成本控制等因素，提升其綜合優化能力。（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，強調創新思維和創造力的培養。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：通過介紹三維打印技術在不同領域的應用案例，激發學生的創新思維和創造力，鼓勵其提出新穎的設計方案和解決思路。培養設計能力：在講解三維打印技術的工作流程和工藝過程時，注重培養學生的設計能力，包括設計思路的拓展、設計方案的制定和優化等。實踐創新設計：在實踐操作環節中，引導學生運用所學知識進行創新設計實踐，如設計并制作具有獨特功能的三維打印作品等。（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，強調技術圖樣的繪制和解讀能力。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：掌握圖樣繪制技能：通過講解技術圖樣的基本知識和繪制方法，引導學生掌握圖樣繪制技能，包括二維圖樣的繪制和三維模型的建立等。解讀技術圖樣：在講解三維打印技術的工藝流程和設備分類時，引導學生解讀相關的技術圖樣和模型文件，理解其含義和用途。運用圖樣表達：在實踐操作環節中，引導學生運用圖樣表達設計思路和方案，如繪制三維打印作品的設計圖樣和模型文件等。（五）物化能力物化能力是指采用一定的工藝方法等將意念、方案轉化為有用物品或對已有物品進行改進與優化的能力，強調動手實踐能力和問題解決能力的培養。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：掌握物化技能：通過講解三維打印機的結構和操作方法，引導學生掌握三維打印的基本技能和操作方法，包括模型文件的導入、打印參數的設置、打印過程的監控等。動手實踐操作：在實踐操作環節中，組織學生進行三維打印實踐操作練習，通過親身體驗加深對三維打印技術的理解和應用能力。問題解決能力培養：在實踐操作過程中，引導學生分析并解決遇到的問題和挑戰，如打印質量不佳、材料選擇不當等，培養其問題解決能力和動手實踐能力。通過以上核心素養目標在本單元教學中的具體分解和實施，旨在全面提升學生的技術素養和綜合能力，為其未來的學習和職業發展奠定堅實基礎。三、學情分析（一）已知內容分析高中學生在進入選擇性必修11《產品三維設計與制造》的學習之前，已經完成了必修課程《技術與設計1》和《技術與設計2》的學習，具備了一定的技術素養和基礎知識。在《技術與設計1》中，學生掌握了技術設計的一般過程，包括發現與明確問題、制訂設計方案、制作模型或原型、優化設計方案等環節，并學會了使用常見的手工工具和數字化加工設備。在《技術與設計2》中，學生進一步學習了結構、流程、系統、控制等基本概念，以及相應的設計原理和方法，提升了技術與工程思維的能力。通過日常生活中的觀察和體驗，學生對三維打印技術已有一定的感性認識和興趣。許多學生可能已經在科技館、博物館或網絡上接觸過三維打印的實物和演示，對三維打印的基本原理和應用領域有初步的了解。這些已知內容為學生進一步學習三維打印原理和技術奠定了良好的基礎。（二）新知內容分析本單元的教學內容是三維打印原理及其相關技術，主要包括三維打印技術的發展歷程、技術原理、工藝過程和設備分類，以及三維打印機的結構與操作。具體來說，學生需要掌握以下幾個方面的新知內容：三維打印技術的發展歷程：了解三維打印技術的起源、發展過程和重要技術突破，以及三維打印技術在不同領域的應用現狀和未來發展趨勢。三維打印技術原理：掌握三維打印技術的基本工作流程，包括三維模型的構建、切片處理、分層打印和后處理等步驟，理解三維打印技術如何實現將數字模型轉化為實體物體的過程。幾種常見的三維打印技術：了解熔融沉積成型（FDM）、光固化成型（SLA）、三維粉末黏合成型（3DP）和選擇性激光燒結成型（SLS）等幾種主流三維打印技術的原理、特點和應用領域。三維打印的工藝過程和設備分類：掌握三維打印的工藝過程，包括前處理、分層疊層成形和后處理三個階段，了解不同三維打印機的種類、特點和適用范圍。三維打印機的結構與操作：熟悉三維打印機的基本結構，包括打印頭、平臺、傳動系統、控制系統等部分，學會正確操作三維打印機，包括模型加載、參數設置、打印監控和后期處理等步驟。這些新知內容不僅要求學生掌握三維打印技術的理論知識，還要求學生具備一定的實踐操作能力，能夠獨立完成三維模型的設計、切片處理和打印輸出等任務。（三）學生學習能力分析高中學生在學習三維打印原理時，已經具備了一定的技術素養和基礎知識，具備了一定的學習能力和實踐經驗。具體來說，學生的學習能力表現在以下幾個方面：抽象思維能力：高中生已經具備較強的抽象思維能力，能夠理解三維打印技術中的復雜概念和原理，如三維模型的構建、切片處理、分層打印等過程。動手實踐能力：通過必修課程的學習，學生已經掌握了一定的手工工具和數字化加工設備的操作技能，具備一定的動手實踐能力，能夠獨立完成三維打印模型的設計、切片處理和打印輸出等任務。信息技術應用能力：高中生已經具備一定的信息技術應用能力，能夠熟練使用計算機和常用軟件，如CAD設計軟件、三維建模軟件等，為三維打印技術的學習提供了有力的支持。自主學習能力：高中生已經具備較強的自主學習能力，能夠通過查閱資料、觀看視頻等方式自主學習三維打印技術的相關知識和技能，不斷提升自己的技術素養和實踐能力。學生在學習三維打印原理時也可能面臨一些挑戰和困難，如三維打印技術的復雜性和多樣性、實踐操作的難度和風險等。教師需要根據學生的學習能力和實際情況，采取有效的教學方法和策略，幫助學生克服學習障礙，提高學習效果。（四）學習障礙突破策略針對學生在學習三維打印原理時可能面臨的學習障礙，教師可以采取以下策略進行突破：分解復雜概念：將三維打印技術中的復雜概念和原理進行分解和細化，通過具體案例和實物演示等方式幫助學生理解和掌握。例如，在講解三維模型的構建過程時，可以通過展示一個具體的三維模型設計案例，讓學生逐步了解模型的設計思路、構建方法和技巧。強化實踐操作：通過實踐操作的方式幫助學生掌握三維打印技術的相關技能和方法。教師可以組織學生進行三維建模、切片處理和打印輸出等實踐操作活動，讓學生在實踐中不斷提升自己的技能水平和實踐能力。教師還可以提供必要的指導和支持，幫助學生解決實踐過程中遇到的問題和困難。利用多媒體資源：利用多媒體資源如視頻、動畫、圖片等幫助學生更好地理解和掌握三維打印技術的相關知識和技能。這些多媒體資源可以生動形象地展示三維打印技術的原理、過程和應用領域等方面的內容，激發學生的學習興趣和積極性。組織合作學習：通過組織學生進行小組合作學習的方式促進學生之間的交流和互動。在小組合作學習中，學生可以共同完成任務、分享經驗和解決問題，提高學習效果和學習興趣。教師還可以為學生提供必要的指導和支持，促進小組合作的順利進行。加強安全教育：在進行三維打印實踐操作時，教師需要加強安全教育和管理，確保學生的安全。教師可以向學生講解三維打印設備的操作規程和安全注意事項等方面的內容，要求學生嚴格遵守相關規定和操作要求。教師還需要定期檢查和維護三維打印設備的安全性能和使用狀況，確保設備的正常運行和學生的安全使用。針對學生在學習三維打印原理時可能面臨的學習障礙和挑戰，教師可以采取多種策略進行突破和幫助。通過分解復雜概念、強化實踐操作、利用多媒體資源、組織合作學習和加強安全教育等方式，教師可以幫助學生更好地理解和掌握三維打印技術的相關知識和技能，提高學習效果和實踐能力。四、大主題或大概念設計本大單元以大主題“三維打印技術探索與實踐”為核心，旨在通過一系列精心設計的教學活動，引導學生深入理解三維打印技術的原理、發展歷程、應用領域及未來趨勢，掌握三維打印的工藝流程和設備操作，并通過實際動手實踐，培養學生在技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力等方面的核心素養。五、大單元目標敘寫根據《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結合本單元的教學內容，設定以下目標：（一）技術意識學生能夠理解三維打印技術的基本原理、發展歷程及其在各個領域的應用，形成對三維打印技術的全面認識。學生能夠分析三維打印技術對社會、經濟、環境等方面的影響，形成理性的技術評價和使用意識。學生能夠關注三維打印技術的最新發展動態，形成持續學習和探索新技術的興趣。（二）工程思維學生能夠運用系統思維分析三維打印技術的工藝流程，理解各環節之間的邏輯關系和相互影響。學生能夠根據實際需求，選擇合適的三維打印技術和設備，制定合理的技術實施方案。學生能夠通過模擬和簡易建模等方法，對三維打印項目進行優化設計，提高工程實踐能力。（三）創新設計學生能夠根據創意和需求，設計具有創新性的三維打印項目，運用三維設計軟件完成模型構建。學生能夠結合多種材料和工藝，探索三維打印的創新應用，提出并實施具有實用價值的設計方案。學生能夠在設計過程中，運用創造性思維，解決三維打印中遇到的實際問題，提升設計創新能力。（四）圖樣表達學生能夠熟練使用三維設計軟件，繪制準確、清晰的三維模型圖樣，表達設計思想。學生能夠理解并識讀三維打印的切片文件和其他相關技術圖樣，掌握圖樣表達的基本規范。學生能夠通過圖樣表達，與他人有效溝通設計方案，促進團隊協作和創新。（五）物化能力學生能夠掌握三維打印機的操作方法，獨立完成三維打印項目的切片、打印和后處理等環節。學生能夠根據設計方案，選擇合適的材料和工藝參數，實現三維打印項目的精準物化。學生能夠在物化過程中，關注產品質量和效率，形成嚴謹細致、精益求精的工作態度。六、大單元教學重點三維打印技術的基本原理和工藝流程：通過理論講授和實踐操作，使學生深入理解三維打印技術的工作原理、工藝流程和設備操作，為后續的創新設計和物化實踐打下堅實基礎。三維設計軟件的應用與模型構建：通過案例教學和項目實踐，使學生熟練掌握三維設計軟件的操作方法，能夠獨立完成三維模型的構建和優化，提高圖樣表達能力。創新設計與物化實踐：鼓勵學生結合實際需求和個人興趣，開展創新性的三維打印項目設計，并通過實踐操作將設計方案物化為實際產品，提升創新設計和物化能力。七、大單元教學難點三維打印技術的復雜性和多樣性：三維打印技術涉及多個學科領域的知識和技能，學生需要綜合運用機械、電子、計算機等多個學科的知識來解決實際問題，這對學生的跨學科整合能力和綜合素質提出了較高要求。三維設計軟件的學習與應用：三維設計軟件操作復雜，功能多樣，學生需要花費大量時間和精力來學習和掌握。軟件更新速度快，學生需要不斷學習新知識、新技能以適應技術發展的需求。創新設計與物化實踐的結合：創新設計需要充分發揮學生的想象力和創造力，而物化實踐則需要學生具備扎實的專業知識和操作技能。如何將兩者有效結合，實現創新設計與物化實踐的良性互動，是本單元教學的難點之一。針對以上教學難點，本單元將采取以下措施加以突破：加強跨學科整合：通過組織跨學科的教學活動，引導學生綜合運用多學科知識來解決三維打印中的實際問題，培養學生的跨學科整合能力。分層次、分階段教學：根據學生的學習進度和能力水平，分層次、分階段開展三維設計軟件的教學和實踐活動，確保每位學生都能掌握必要的操作技能和設計方法。強化創新設計與物化實踐的結合：通過項目式學習、案例分析等方式，引導學生將創新設計與物化實踐緊密結合，鼓勵學生從實際需求出發，開展具有實用價值的三維打印項目設計與實踐。加強對學生設計思路和物化過程的指導與點評，幫助學生不斷完善設計方案和提高物化質量。八、大單元整體教學思路教學目標設定根據《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，以及2019版豫科版高中通用技術選擇性必修11《產品三維設計與制造》第二章《三維打印原理》的教學內容，本大單元的整體教學思路將圍繞通用技術的核心素養目標展開，具體包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達、物化能力五個方面。（一）技術意識理解三維打印技術的歷史背景與現實意義：學生能夠了解三維打印技術的起源、發展歷程以及在現代制造業中的應用，認識到三維打印技術對生產方式、生活方式乃至社會經濟發展的重要影響。通過案例分析，學生能夠辨析三維打印技術的優勢與局限性，形成對三維打印技術的理性認識和評價。形成對三維打印技術的積極態度：激發學生對三維打印技術的興趣和好奇心，培養學生主動探索新技術、新方法的意識和習慣。通過實踐活動，學生能夠體驗三維打印技術的魅力，形成親近技術、樂于創新的情感態度。樹立技術倫理與責任意識：在學習三維打印技術的過程中，學生能夠關注技術應用中的倫理問題，如版權保護、知識產權等，形成正確的技術倫理觀。學生能夠認識到三維打印技術在環境保護、可持續發展等方面的重要作用，樹立社會責任感。（二）工程思維培養系統分析與綜合決策的能力：學生能夠運用系統分析的方法，理解三維打印技術的各個環節及其相互關系，如模型設計、切片處理、打印成型等。在面對實際問題時，學生能夠綜合考慮多種因素，如材料選擇、打印精度、成本效益等，進行科學的決策和優化。增強工程建模與仿真的能力：通過三維設計軟件的學習和實踐，學生能夠掌握基本的建模技能，將設計構想轉化為三維數字模型。學生能夠利用仿真軟件對三維模型進行性能測試和優化，提高設計的可靠性和可行性。形成嚴謹細致的工作態度：在三維打印技術的實踐過程中，學生能夠養成嚴謹細致的工作習慣，注重每一個細節的處理，確保打印成品的質量。學生能夠認識到工程實踐中的復雜性和不確定性，學會在實踐中不斷反思和改進。（三）創新設計激發創新設計的靈感：通過案例分析、頭腦風暴等活動，學生能夠拓展思維視野，激發創新設計的靈感。學生能夠關注生活中的實際問題，運用三維打印技術進行創新性設計，提出具有實用價值的解決方案。掌握創新設計的方法：學生能夠學習并掌握多種創新設計的方法，如逆向工程、參數化設計等，提高設計效率和創新能力。在設計過程中，學生能夠靈活運用所學知識，進行多方案比較和優化，選擇最佳設計方案。培養團隊協作與溝通能力：在創新設計項目中，學生能夠與他人進行有效的溝通和協作，共同解決問題，完成設計任務。學生能夠學會傾聽他人的意見和建議，尊重他人的勞動成果，形成良好的團隊協作氛圍。（四）圖樣表達提高圖樣識讀與繪制的能力：學生能夠識讀和理解常見的三維設計圖樣和技術文件，如STL文件、Gcode文件等。通過實踐訓練，學生能夠掌握基本的手繪和計算機輔助繪圖技能，準確表達設計構想。增強技術語言的應用能力：學生能夠運用規范的技術語言進行交流和表達，如尺寸標注、公差配合、材料說明等。在設計過程中，學生能夠合理運用技術語言進行方案說明、問題討論和成果展示。培養空間想象與造型能力：通過三維設計軟件的學習和實踐，學生能夠增強空間想象能力，理解三維空間中的幾何關系和結構特征。學生能夠運用所學知識進行造型設計，創造出具有獨特性和實用性的三維作品。（五）物化能力掌握三維打印設備的操作技能：學生能夠熟悉三維打印設備的結構和工作原理，掌握設備的操作方法和日常維護技能。在實踐過程中，學生能夠獨立完成設備的調試、校準和打印任務，確保設備的正常運行和打印質量。提高模型制作與裝配的能力：學生能夠根據設計方案選擇合適的材料和工藝進行模型制作，掌握基本的加工和裝配技能。在模型制作過程中，學生能夠注重細節處理和質量控制，確保模型的精度和美觀度。增強問題解決與創新能力：面對三維打印過程中出現的問題和困難，學生能夠運用所學知識進行問題分析和解決，提高解決問題的能力。學生能夠在實踐中不斷探索和創新，提出改進和優化方案，提高三維打印技術的應用水平。教學內容與活動設計第一節三維打印技術的發展歷程教學內容：三維打印技術的產生背景與起源。三維打印技術的發展歷程與重要技術突破。三維打印技術的現狀與未來發展趨勢。教學活動：觀看三維打印技術發展歷程的視頻資料，了解技術起源與發展脈絡。小組討論：三維打印技術對人類生產、生活方式的影響。收集并展示三維打印技術在不同領域的應用案例，分析技術的優勢與局限性。第二節三維打印技術原理教學內容：三維打印技術的基本工作原理。三維打印技術的工藝流程與關鍵環節。教學活動：演示三維打印設備的工作過程，講解技術原理。動手實踐：使用三維設計軟件設計簡單模型，并進行切片處理和打印預覽。小組討論：分析三維打印技術在不同材料、不同精度要求下的應用特點。第三節三維打印的工藝過程和設備分類教學內容：三維打印的工藝過程及其關鍵環節。三維打印機的種類及其特點。教學活動：觀看三維打印工藝過程的視頻資料，了解各個環節的操作要點。實地考察或在線參觀不同種類的三維打印機，了解其結構和工作原理。小組討論：分析不同種類三維打印機的優缺點及適用范圍。第四節三維打印機的結構與操作教學內容：三維打印機的結構組成及其功能。三維打印機的操作方法與維護技能。教學活動：動手拆解和組裝三維打印機模型，了解其結構組成和工作原理。實踐操作：在教師的指導下，獨立完成三維打印機的調試、校準和打印任務。小組討論：分享操作經驗和心得體會，探討如何提高打印質量和效率。學業評價設計評價原則全面性原則：評價應涵蓋技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達、物化能力五個方面，全面反映學生的學科核心素養水平。過程性原則：評價應關注學生的學習過程，包括學習態度、學習方法、學習成果等方面，體現過程性評價的特點。多樣性原則：評價應采用多種方式和手段，如作品展示、小組討論、實踐操作、書面測試等，體現評價方式的多樣性。評價內容與方法技術意識：評價內容：學生對三維打印技術的理解程度、態度傾向和倫理責任意識。評價方法：通過觀察學生的課堂表現、小組討論發言、作品展示等方式進行評價。工程思維：評價內容：學生的系統分析能力、工程建模與仿真能力、工作態度等。評價方法：通過項目設計、模型制作、仿真測試等活動進行評價，重點關注學生的設計方案、模型精度和問題解決能力。創新設計：評價內容：學生的創新設計靈感、方法掌握情況和團隊協作與溝通能力。評價方法：通過創新設計項目、頭腦風暴、作品展示等方式進行評價，重點關注學生的設計創意、方案可行性和團隊協作效果。圖樣表達：評價內容：學生的圖樣識讀與繪制能力、技術語言應用能力和空間想象與造型能力。評價方法：通過圖樣識讀測試、手繪和計算機輔助繪圖作業、作品展示等方式進行評價，重點關注學生的圖樣表達準確性和規范性。物化能力：評價內容：學生的三維打印設備操作技能、模型制作與裝配能力、問題解決與創新能力。評價方法：通過設備操作考核、模型制作任務、問題解決案例分析等方式進行評價，重點關注學生的操作技能熟練度、模型質量和創新能力。教學反思與改進在教學實施過程中，教師應不斷反思和改進教學方法和手段，以適應學生的學習需求和興趣特點。具體反思與改進方向包括：加強理論與實踐的結合：在教學過程中，應注重將理論知識與實踐操作相結合，讓學生在實踐中加深對理論知識的理解和應用。豐富教學資源與手段：充分利用多媒體教學資源、網絡資源和實踐基地等資源，豐富教學手段和方法，提高教學效果。關注學生的個體差異：針對不同學生的學習基礎和興趣特點，采用差異化教學策略，滿足不同學生的學習需求。強化團隊協作與溝通能力培養：通過小組合作學習、項目式學習等方式，強化學生的團隊協作與溝通能力培養，提高學生的綜合素質。通過以上教學思路的實施，旨在全面提高學生的通用技術學科核心素養水平，培養學生的創新精神和實踐能力，為學生未來的學習和職業發展奠定堅實基礎。九、學業評價一、教學目標結合《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》和本次教學內容《第二章三維打印原理》的特點，本節課的教學目標設定如下：技術意識：學生能夠了解三維打印技術的產生、發展歷程及其對社會生產和生活的影響，形成對三維打印技術的積極態度和使用意識。工程思維：學生能夠理解三維打印技術的基本原理和工作流程，運用系統分析的方法，初步掌握三維打印技術在實際應用中的基本思想和方法。創新設計：學生能夠基于三維打印技術，進行簡單的創新設計，提出具有創意的三維打印產品構想，并嘗試進行初步的設計實現。圖樣表達：學生能夠識讀和繪制與三維打印相關的技術圖樣，運用二維、三維設計軟件表達設計構想，進行技術交流。物化能力：學生能夠掌握三維打印機的基本操作，根據設計圖樣進行三維模型的打印，完成從設計到實物的轉化過程。二、學習目標了解三維打印技術的產生背景、發展歷程及未來趨勢。理解三維打印技術的基本原理和工作流程。認識幾種常見的三維打印技術及其應用領域和技術限制。掌握三維打印工藝過程，了解三維打印機的種類及其結構特點。學會使用三維設計軟件繪制三維模型，并能將設計模型轉化為可打印的文件格式。掌握三維打印機的基本操作方法，能獨立完成三維模型的打印過程。能夠基于三維打印技術進行簡單的創新設計，提出具有實際應用價值的產品構想。三、評價目標設定（一）技術意識評價內容：學生對三維打印技術基本知識的了解程度，包括三維打印技術的定義、產生背景、發展歷程、應用領域等。評價標準：能夠準確描述三維打印技術的基本概念。能夠列舉出三維打印技術在不同領域的應用實例。能夠分析三維打印技術對社會生產和生活方式的影響。評價方式：課堂提問與討論：通過提問檢查學生對三維打印技術基本知識的了解。案例分析：讓學生分析具體案例，探討三維打印技術的應用價值。（二）工程思維評價內容：學生對三維打印技術原理和工作流程的理解程度，以及運用系統分析方法解決問題的能力。評價標準：能夠準確描述三維打印技術的工作原理和流程。能夠分析不同三維打印技術的優缺點，并選擇合適的技術進行應用。能夠運用系統分析的方法，解決三維打印過程中遇到的問題。評價方式：項目實踐：讓學生參與三維打印項目實踐，觀察并記錄三維打印過程，分析并解決問題。小組討論：組織小組討論，分享對三維打印技術原理和工作流程的理解，以及在實際應用中的經驗。（三）創新設計評價內容：學生的創新思維和設計能力，包括提出具有創意的三維打印產品構想，并嘗試進行初步的設計實現。評價標準：能夠提出具有創意的三維打印產品構想，具有一定的實用性和可行性。能夠運用三維設計軟件繪制出初步的設計圖樣，表達清晰、準確。能夠根據設計圖樣進行三維模型的打印，實現從設計到實物的轉化。評價方式：創意設計比賽：組織學生進行三維打印產品創意設計比賽，評選出優秀的設計作品。設計報告：要求學生提交設計報告，包括設計構想、設計圖樣、打印過程及成品展示等內容。（四）圖樣表達評價內容：學生的圖樣表達能力，包括識讀和繪制與三維打印相關的技術圖樣，運用二維、三維設計軟件表達設計構想的能力。評價標準：能夠準確識讀常見的三維打印技術圖樣，理解其表達的內容。能夠熟練運用二維、三維設計軟件繪制三維模型，表達清晰、準確。能夠通過圖樣表達與他人進行技術交流，清晰傳達設計構想。評價方式：圖樣識讀測試：提供一系列三維打印技術圖樣，要求學生進行識讀并解釋其含義。設計軟件操作考核：通過實際操作考核，檢查學生運用二維、三維設計軟件的能力。設計交流展示：組織學生進行設計交流展示，通過圖樣表達介紹自己的設計構想。（五）物化能力評價內容：學生的物化能力，包括掌握三維打印機的基本操作方法，根據設計圖樣進行三維模型的打印，以及從設計到實物轉化的能力。評價標準：能夠熟練掌握三維打印機的基本操作方法，包括軟件設置、材料裝載、打印參數調整等。能夠根據設計圖樣成功打印出三維模型，成品質量符合設計要求。能夠在打印過程中遇到問題時，及時進行調整和解決，確保打印順利進行。評價方式：實操考核：通過實操考核，檢查學生掌握三維打印機基本操作的能力。成品展示與評價：展示學生打印的三維模型成品，根據設計要求進行質量評價。問題解決能力考核：在打印過程中設置一些常見問題，考查學生解決問題的能力。四、評價實施（一）課堂評價與反饋課堂提問與討論：在教學過程中，通過提問和討論的方式，及時了解學生對知識點的掌握情況，并給予針對性的反饋和指導。課堂觀察：觀察學生在課堂上的表現，包括參與度、專注度、合作能力等，作為評價學生綜合能力的參考。即時反饋：對學生在課堂上的表現給予即時反饋，鼓勵學生的積極表現，指出需要改進的地方。（二）項目實踐與作品評價項目實踐：組織學生參與三維打印項目實踐，通過實際操作加深對三維打印技術的理解和應用。作品評價：對學生完成的三維打印作品進行評價，包括設計創意、圖樣表達、成品質量等方面。評價可以采用自評、互評和教師評價相結合的方式。設計報告：要求學生提交設計報告，包括設計構想、設計圖樣、打印過程及成品展示等內容。通過設計報告評價學生的設計思路、創新能力和物化能力。（三）綜合評價與反思綜合評價：結合課堂表現、項目實踐和作品評價等方面，對學生進行綜合評價。評價應注重學生的全面發展，不僅關注知識技能的掌握情況，還要關注學生的創新思維、實踐能力和情感態度等方面。教學反思：在教學過程中不斷反思和總結，根據學生的實際情況和教學反饋調整教學策略和方法，提高教學質量和效果。五、評價案例案例一：三維打印技術知識競賽評價目標：檢查學生對三維打印技術基本知識的了解程度。評價方式：組織學生進行三維打印技術知識競賽，競賽內容包括三維打印技術的定義、產生背景、發展歷程、應用領域等。通過競賽的形式激發學生的學習興趣和積極性，同時檢驗學生的學習效果。評價過程：準備競賽題目：根據教學目標和學習目標，準備一系列與三維打印技術相關的競賽題目。組織競賽活動：在課堂上組織學生進行知識競賽，可以采用搶答、必答等形式。評選與獎勵：根據學生的答題情況評選出優勝者，并給予相應的獎勵和表揚。評價效果：通過知識競賽的方式，有效檢查了學生對三維打印技術基本知識的掌握情況，激發了學生的學習興趣和積極性。通過競賽的形式培養了學生的競爭意識和團隊協作能力。案例二：三維打印創意設計比賽評價目標：檢查學生的創新思維和設計能力。評價方式：組織學生進行三維打印創意設計比賽，要求學生提出具有創意的三維打印產品構想，并嘗試進行初步的設計實現。通過比賽的形式激發學生的創新思維和設計熱情，同時檢驗學生的設計能力和物化能力。評價過程：確定比賽主題和要求：根據教學內容和學習目標，確定比賽的主題和要求，如設計一款具有實用價值的三維打印產品。學生準備作品：學生根據比賽主題和要求進行創意設計，繪制設計圖樣，并嘗試進行三維模型的打印。作品展示與評價：組織學生展示自己的作品，包括設計構想、設計圖樣、打印過程及成品展示等內容。采用自評、互評和教師評價相結合的方式對作品進行評價。評價效果：通過創意設計比賽的方式，有效激發了學生的創新思維和設計熱情，培養了學生的設計能力和物化能力。通過作品展示和評價的過程，增強了學生的自信心和表達能力。十、大單元實施思路及教學結構圖1.實施思路本次大單元教學以《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》為指導，選取2019版豫科版高中通用技術選擇性必修11《產品三維設計與制造》第二章《三維打印原理》作為教學內容。通過本單元的學習，旨在使學生了解三維打印技術的發展歷程、技術原理、工藝過程及設備操作，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。具體實施思路如下：導入階段：通過展示三維打印技術的實際應用案例，激發學生的學習興趣和好奇心，引導學生認識到三維打印技術在現代制造業和日常生活中的應用價值。理論講解：詳細介紹三維打印技術的發展歷程、技術原理、工作流程及常見技術類型，幫助學生建立對三維打印技術的全面認識。實踐操作：組織學生進行三維打印機的實際操作，通過親手操作三維打印機，體驗三維打印技術的魅力，培養學生的物化能力。項目設計：引導學生結合所學知識，設計并完成一個簡單的三維打印項目，從需求分析、設計建模到打印成型，全程參與，提升學生的創新設計和圖樣表達能力。總結評價：對學生的學習成果進行展示和評價，強調技術意識、工程思維在三維打印技術中的重要性，鼓勵學生將所學知識應用于實際生活中。2.教學目標設定（一）技術意識學生能夠認識到三維打印技術在現代制造業和日常生活中的應用價值，形成對三維打印技術的積極態度和使用意識。學生能夠關注三維打印技術的發展動態，理解其對社會、經濟、環境的影響。（二）工程思維學生能夠運用系統分析的方法，理解三維打印技術的工作流程和工藝過程，形成初步的工程思維。學生能夠針對具體項目，運用三維打印技術進行簡單的系統設計和優化。（三）創新設計學生能夠結合實際需求，運用三維設計軟件進行創新設計，提出具有創意的三維打印項目方案。學生能夠在設計過程中，考慮材料、結構、工藝等因素，進行多方案比較和優化。（四）圖樣表達學生能夠熟練使用三維設計軟件，繪制符合規范的三維模型圖樣，準確表達設計意圖。學生能夠通過圖樣展示和交流設計思想，提高圖樣表達能力。（五）物化能力學生能夠熟練操作三維打印機，完成三維打印項目的物化過程，具備解決實際問題的能力。學生能夠在操作過程中，關注質量、效率、安全等問題，形成嚴謹細致的工作態度。3.教學結構圖三維打印原理大單元教學|+++|||三維打印技術發展歷程三維打印技術原理三維打印工藝與設備|||產生與現狀工作流程工藝過程|||未來發展常見技術類型設備分類與操作|+++||三維打印項目設計與實施三維打印技術綜合應用||需求分析與建模技術評價與優化|項目成果展示與評價4.具體教學實施步驟第一步：導入新課（1課時）活動設計：展示三維打印技術的實際應用案例，如個性化定制產品、醫療輔助器具、教育模型等，引導學生討論三維打印技術的優勢和潛在應用領域。教師講解：介紹三維打印技術的基本概念和發展背景，激發學生的學習興趣和好奇心。學生活動：分組討論三維打印技術在日常生活中的應用，每組選派代表分享觀點。第二步：三維打印技術發展歷程（1課時）教師講解：詳細介紹三維打印技術的產生背景、發展歷程及未來發展趨勢。學生活動：通過網絡資源搜索三維打印技術發展歷程中的重要事件和技術突破，制作時間線圖表。案例分析：分析三維打印技術在不同領域的應用案例，理解其對制造業和日常生活的影響。第三步：三維打印技術原理（2課時）教師講解：介紹三維打印技術的工作原理，包括離散、堆積原理及常見技術類型（如FDM、SLA、SLS等）。視頻演示：播放三維打印技術工作原理的視頻，幫助學生直觀理解。學生活動：分組討論不同三維打印技術的優缺點，制作比較表格。第四步：三維打印工藝過程與設備分類（2課時）教師講解：介紹三維打印的工藝過程，包括前處理、分層疊層成形和后處理三個階段。實操演示：展示三維打印機的結構和操作過程，強調安全注意事項。學生活動：分組參觀三維打印實驗室，了解不同種類三維打印機的特點和適用范圍。案例分析：分析三維打印技術在具體項目中的應用案例，理解工藝過程對打印質量的影響。第五步：三維打印項目設計與實施（4課時）需求分析：引導學生結合生活實際，提出一個具有創新性的三維打印項目需求。建模設計：指導學生使用三維設計軟件（如SolidWorks、AutoCAD等）進行項目建模，強調圖樣表達的準確性和規范性。打印準備：講解三維打印前的準備工作，包括模型優化、切片設置等。實操打印：組織學生分組進行三維打印操作，監控打印過程，解決打印過程中出現的問題。后處理與優化：講解三維打印后處理步驟，如去除支撐結構、打磨、上色等，優化打印成品質量。第六步：三維打印技術綜合應用與評價（2課時）項目展示：組織學生進行項目成果展示，分享設計思路、打印過程及遇到的問題與解決方案。技術評價：引導學生從技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力五個方面對項目進行評價。總結反思：教師總結本次大單元教學的重點難點，鼓勵學生提出反饋意見，為后續教學提供改進方向。拓展延伸：介紹三維打印技術在其他領域的應用前景，如航空航天、生物醫學等，激發學生進一步探索的興趣。通過以上教學實施步驟，學生將全面了解三維打印技術的發展歷程、技術原理、工藝過程及設備操作，同時在實際項目中提升技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力。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）》和本次大單元教學的內容，設定以下教學目標，涵蓋通用技術的核心素養目標：（一）技術意識學生能夠認識到三維打印技術在現代制造業和日常生活中的應用價值，形成對三維打印技術的積極態度和使用意識。學生能夠關注三維打印技術的發展動態，理解其對社會、經濟、環境的影響，形成正確的技術價值觀。（二）工程思維學生能夠運用系統分析的方法，理解三維打印技術的工作流程和工藝過程，形成初步的工程思維。學生能夠針對具體項目，運用三維打印技術進行簡單的系統設計和優化。（三）創新設計學生能夠結合實際需求，運用三維設計軟件進行創新設計，提出具有創意的三維打印項目方案。學生能夠在設計過程中，考慮材料、結構、工藝等因素，進行多方案比較和優化。（四）圖樣表達學生能夠熟練使用三維設計軟件，繪制符合規范的三維模型圖樣，準確表達設計意圖。學生能夠通過圖樣展示和交流設計思想，提高圖樣表達能力。（五）物化能力學生能夠熟練操作三維打印機，完成三維打印項目的物化過程，具備解決實際問題的能力。學生能夠在操作過程中，關注質量、效率、安全等問題，形成嚴謹細致的工作態度。大情境與大任務設計一、大情境設計在科技日新月異的今天，三維打印技術作為一種增材制造技術，正在逐漸改變我們的生產和生活方式。從醫療輔助器具到航空航天零件，從建筑設計模型到個性化創意產品，三維打印技術的應用領域日益廣泛。為了讓學生更好地理解三維打印技術的原理、工藝、設備及其在現代制造業中的重要作用，我們創設以下大情境：情境名稱：“未來智造：探索三維打印技術的無限可能”情境描述：在一個充滿創意與科技的未來世界里，三維打印技術已經成為推動制造業轉型升級的重要力量。學生們將扮演未來智造公司的設計師和工程師，負責設計并打印出滿足市場需求的創新產品。通過團隊合作，他們將深入研究三維打印技術的發展歷程、技術原理、工藝過程及設備操作，最終制作出具有創意和實用性的三維打印作品，參加“未來智造創新產品展”。二、大任務設計在大情境下，我們設計了一系列由易到難、循序漸進的任務，旨在幫助學生全面了解和掌握三維打印技術的相關知識和技能。（一）任務一：三維打印技術探索之旅任務目標：了解三維打印技術的發展歷程、基本原理、應用領域及未來發展趨勢。激發學生對三維打印技術的興趣和好奇心。活動內容：組織學生觀看三維打印技術的相關視頻和資料，了解其發展歷程和基本原理。邀請三維打印領域的專家或企業代表來校進行講座和交流，分享三維打印技術的最新應用和未來發展。引導學生分組收集三維打印技術在不同領域的應用案例，并制作成PPT進行展示和分享。評價要點：學生對三維打印技術發展歷程的掌握程度。學生對三維打印技術基本原理的理解深度。學生展示的三維打印技術應用案例的豐富性和創新性。（二）任務二：三維設計軟件初體驗任務目標：掌握一款三維設計軟件的基本操作，能夠繪制簡單的三維模型。培養學生的空間想象能力和圖樣表達能力。活動內容：介紹常用的三維設計軟件（如SolidWorks、AutoCAD等），并演示其基本操作。組織學生分組進行三維設計軟件的學習和實踐，要求每組完成一個簡單的三維模型設計。開展三維設計軟件操作競賽，評選出優秀作品并給予獎勵。評價要點：學生對三維設計軟件操作的熟練程度。學生設計的三維模型的準確性和創新性。學生在團隊協作中的表現。（三）任務三：三維打印工藝與設備探究任務目標：了解三維打印的工藝過程和設備分類，掌握三維打印機的基本操作和維護方法。培養學生的工程思維和實踐操作能力。活動內容：介紹三維打印的工藝過程，包括前處理、分層疊層成形和后處理三個階段。組織學生參觀三維打印實驗室，了解不同種類三維打印機的特點和適用范圍。引導學生分組進行三維打印機的操作實踐，完成一個小型三維打印項目。評價要點：學生對三維打印工藝過程的理解程度。學生對三維打印機操作的熟練程度。學生完成的三維打印項目的質量和創新性。（四）任務四：三維打印創新項目設計與實施任務目標：結合實際需求，運用三維設計軟件進行創新設計，提出具有創意的三維打印項目方案。培養學生的創新設計能力和物化能力。活動內容：引導學生從生活實際出發，發現并提出需要解決的問題。組織學生分組進行設計方案的討論和制定，明確設計目標、材料選擇、工藝流程等。指導學生使用三維設計軟件進行模型設計，并生成打印文件。組織學生進行三維打印項目的實施，包括打印前的準備、打印過程的監控以及后處理等。引導學生對完成的作品進行展示和評價，總結項目經驗和教訓。評價要點：學生提出的三維打印項目方案的創意性和實用性。學生在設計過程中的團隊協作和創新表現。學生完成的三維打印作品的質量和美觀度。學生對項目經驗和教訓的總結能力。通過以上大情境和大任務的設計，旨在讓學生在真實的問題情境中，通過團隊合作和實踐操作，全面了解和掌握三維打印技術的相關知識和技能，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。通過參與“未來智造創新產品展”，激發學生的創造力和創新精神，為他們未來的學習和職業發展奠定堅實的基礎。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：三維打印原理課時設計：第1課時：導入新課活動內容：展示三維打印技術的實際應用案例，如個性化定制產品、醫療輔助器具、教育模型等，引導學生討論三維打印技術的優勢和潛在應用領域。活動目標：激發學生對三維打印技術的興趣，認識其應用價值。第2課時：三維打印技術的發展歷程活動內容：講解三維打印技術的產生背景、發展歷程及未來發展趨勢。活動目標：幫助學生了解三維打印技術的發展脈絡和未來方向。第3-4課時：三維打印技術原理活動內容：詳細介紹三維打印技術的工作原理，包括離散、堆積原理及常見技術類型（如FDM、SLA、SLS等）。活動目標：深入理解三維打印技術的工作原理和不同類型的特點。第5-6課時：三維打印工藝過程與設備分類活動內容：介紹三維打印的工藝過程，包括前處理、分層疊層成形和后處理三個階段，以及三維打印機的種類和分類。活動目標：掌握三維打印的工藝流程和設備基礎知識。第7-10課時：三維打印項目設計與實施活動內容：引導學生結合實際需求，設計并完成一個簡單的三維打印項目，從需求分析、設計建模到打印成型。活動目標：通過實踐提升學生的創新設計、圖樣表達和物化能力。第11-12課時：三維打印技術綜合應用與評價活動內容：展示項目成果，從技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力五個方面進行評價，并探討三維打印技術的未來應用。活動目標：總結學習成果，提升對三維打印技術的全面認識。（二）學習目標技術意識：學生能夠認識到三維打印技術在現代制造業和日常生活中的應用價值，形成對三維打印技術的積極態度和使用意識。學生能夠關注三維打印技術的發展動態，理解其對社會、經濟、環境的影響。工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，理解三維打印技術的工作流程和工藝過程，形成初步的工程思維。學生能夠針對具體項目，運用三維打印技術進行簡單的系統設計和優化。創新設計：學生能夠結合實際需求，運用三維設計軟件進行創新設計，提出具有創意的三維打印項目方案。學生能夠在設計過程中，考慮材料、結構、工藝等因素，進行多方案比較和優化。圖樣表達：學生能夠熟練使用三維設計軟件，繪制符合規范的三維模型圖樣，準確表達設計意圖。學生能夠通過圖樣展示和交流設計思想，提高圖樣表達能力。物化能力：學生能夠熟練操作三維打印機，完成三維打印項目的物化過程，具備解決實際問題的能力。學生能夠在操作過程中，關注質量、效率、安全等問題，形成嚴謹細致的工作態度。（三）評價任務課堂參與評價：通過觀察學生在課堂討論、小組活動中的表現，評價其技術意識和工程思維的發展情況。項目設計評價：根據學生提交的三維打印項目設計方案，評價其創新設計、圖樣表達能力。操作技能評價：通過觀察學生在三維打印機操作過程中的表現，評價其物化能力和安全操作意識。成果展示評價：通過項目成果展示，從技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力五個方面進行全面評價。（四）學習過程第1課時：導入新課教師活動：展示三維打印技術的實際應用案例，引導學生討論。學生活動：分組討論三維打印技術的優勢和潛在應用領域，分享觀點。第2課時：三維打印技術的發展歷程教師活動：講解三維打印技術的產生背景、發展歷程及未來發展趨勢。學生活動：通過網絡資源搜索三維打印技術發展歷程中的重要事件和技術突破，制作時間線圖表。第3-4課時：三維打印技術原理教師活動：詳細介紹三維打印技術的工作原理和常見技術類型。學生活動：觀看三維打印技術工作原理的視頻，分組討論不同技術的優缺點，制作比較表格。第5-6課時：三維打印工藝過程與設備分類教師活動：介紹三維打印的工藝過程和設備分類。學生活動：參觀三維打印實驗室，了解不同種類三維打印機的特點和適用范圍，分析工藝過程對打印質量的影響。第7-10課時：三維打印項目設計與實施需求分析：引導學生結合生活實際，提出一個具有創新性的三維打印項目需求。建模設計：指導學生使用三維設計軟件進行項目建模，強調圖樣表達的準確性和規范性。打印準備：講解三維打印前的準備工作，包括模型優化、切片設置等。實操打印：組織學生分組進行三維打印操作，監控打印過程，解決打印過程中出現的問題。后處理與優化：講解三維打印后處理步驟，優化打印成品質量。第11-12課時：三維打印技術綜合應用與評價項目展示：組織學生進行項目成果展示，分享設計思路、打印過程及遇到的問題與解決方案。技術評價：引導學生從技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力五個方面對項目進行評價。總結反思：教師總結本次單元教學的重點難點，鼓勵學生提出反饋意見。拓展延伸：介紹三維打印技術在其他領域的應用前景，激發學生進一步探索的興趣。（五）作業與檢測作業設計：課后作業：完成一篇關于三維打印技術發展歷程的小論文，要求包含關鍵時間節點、重要技術突破及其意義。實踐作業：設計一個簡單的三維打印項目，包括需求分析、設計建模和打印方案，并提交三維模型圖樣。檢測方式：課堂小測：每課時結束后進行簡短的小測驗，檢查學生對當堂知識點的掌握情況。項目評估：對學生提交的三維打印項目設計方案和模型圖樣進行評估，給出具體反饋和改進建議。（六）學后反思教師反思：總結本次單元教學的成功經驗與不足之處，思考如何進一步優化教學策略和方法，提高教學效果。學生反思：鼓勵學生撰寫學后反思報告，分享學習過程中的收獲與困惑，提出對教學的建議與期望。通過反思，促進師生共同成長。十三、學科實踐與跨學科學習設計一、教學目標本學科實踐與跨學科學習設計以《普通高中通用技術課程標準（2017年版2020年修訂）》為指導，結合2019版豫科版高中通用技術選擇性必修11《產品三維設計與制造》第二章《三維打印原理》的教學內容，旨在通過一系列實踐活動，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。具體教學目標如下：技術意識：學生能夠認識到三維打印技術在現代制造業和日常生活中的應用價值，形成對三維打印技術的積極態度和使用意識。學生能夠關注三維打印技術的發展動態，理解其對社會、經濟、環境的影響。工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，理解三維打印技術的工作流程和工藝過程，形成初步的工程思維。學生能夠針對具體項目，運用三維打印技術進行簡單的系統設計和優化。創新設計：學生能夠結合實際需求，運用三維設計軟件進行創新設計，提出具有創意的三維打印項目方案。學生能夠在設計過程中，考慮材料、結構、工藝等因素，進行多方案比較和優化。圖樣表達：學生能夠熟練使用三維設計軟件，繪制符合規范的三維模型圖樣，準確表達設計意圖。學生能夠通過圖樣展示和交流設計思想，提高圖樣表達能力。物化能力：學生能夠熟練操作三維打印機，完成三維打印項目的物化過程，具備解決實際問題的能力。學生能夠在操作過程中，關注質量、效率、安全等問題，形成嚴謹細致的工作態度。二、學習目標結合教學內容，本學科實踐與跨學科學習設計的學習目標細化為以下幾個方面：第一節三維打印技術的發展歷程三維打印技術的產生了解三維打印技術的起源和發展背景。感悟三維打印技術對人類生產、生活方式產生的影響。三維打印技術的發展現狀與未來了解三維打印技術的國際和國內發展現狀。展望三維打印技術的未來發展趨勢和潛在應用領域。第二節三維打印技術原理三維打印技術的工作流程理解三維打印技術基于離散、堆積原理的工作流程。知道三維打印技術從設計到成品的整個制作過程。幾種常見的三維打印技術認識FDM（熔融沉積成型）、SLA（光固化立體成型）、SLS（選擇性激光燒結）等常見三維打印技術的原理和特點。比較不同三維打印技術的優缺點和適用范圍。第三節三維打印的工藝過程和設備分類三維打印的工藝過程了解三維打印的工藝過程，包括前處理、分層疊層成形和后處理三個階段。認識每個階段在三維打印中的重要性及其對打印質量的影響。三維打印機的種類認識不同種類三維打印機的特點和適用范圍。了解三維打印機的分類標準和主要品牌。第四節三維打印機的結構與操作三維打印機的結構了解三維打印機的主要組成部分及其功能。認識三維打印機的機械結構、控制系統和打印頭的工作原理。三維打印機的操作掌握三維打印機的開機、軟件安裝、模型切片、打印參數設置等基本操作。能夠獨立完成三維打印任務，并進行簡單的故障排除和維護。三、作業目標設定為了鞏固和拓展學生的學習成果，本學科實踐與跨學科學習設計設定了以下作業目標：技術意識培養作業1：調研三維打印技術在日常生活中的應用案例，撰寫調研報告，分析其對人們生活方式的影響。目標：通過調研活動，加深學生對三維打印技術應用價值的認識，培養其技術意識。工程思維鍛煉作業2：選擇一個具體項目（如筆筒、手機支架等），運用三維打印技術進行系統設計，包括需求分析、方案設計、工藝選擇等。目標：通過項目設計，鍛煉學生的工程思維，提高其系統分析和優化能力。創新設計實踐作業3：使用三維設計軟件（如SolidWorks、AutoCAD等），結合個人興趣或實際需求，設計一個具有創意的三維打印項目方案。目標：通過創新設計實踐，激發學生的創新思維，培養其設計能力和審美素養。圖樣表達提升作業4：根據所設計的三維打印項目方案，繪制符合規范的三維模型圖樣，并撰寫設計說明書。目標：通過圖樣表達實踐，提升學生的圖樣表達能力和設計交流能力。物化能力強化作業5：在教師的指導下，使用三維打印機完成所設計項目的物化過程，包括模型切片、打印參數設置、打印監控和后處理等。目標：通過物化實踐，強化學生的物化能力，培養其解決實際問題的能力和嚴謹細致的工作態度。四、學科實踐與跨學科學習設計（一）實踐活動設計三維打印技術調研活動活動內容：學生分組調研三維打印技術在日常生活中的應用案例，如個性化定制產品、醫療輔助器具、教育模型等。通過實地考察、網絡搜索、訪談專家等方式收集資料，撰寫調研報告。跨學科融合：結合信息技術課程，學習如何使用網絡搜索工具和數據分析軟件處理調研數據；結合物理課程，理解三維打印技術中的物理原理，如激光束的工作原理、材料的熔融過程等。三維打印項目設計活動活動內容：學生選擇一個具體項目，運用三維打印技術進行系統設計。首先進行需求分析，明確項目的功能、外觀、尺寸等要求；然后進行方案設計，繪制三維模型圖樣；最后進行工藝選擇和優化，確定打印材料、打印精度等參數。跨學科融合：結合數學課程，學習如何運用幾何知識和空間想象能力進行三維模型設計；結合藝術課程，培養學生的審美素養和創新能力，使其能夠設計出美觀、實用的三維打印項目。三維打印技術創新設計比賽活動內容：組織一次三維打印技術創新設計比賽，鼓勵學生結合個人興趣或實際需求，設計具有創意的三維打印項目方案。比賽分為初賽和決賽兩個階段，初賽提交設計方案和三維模型圖樣，決賽進行現場展示和答辯。跨學科融合：結合語文課程，提高學生的文案撰寫和口頭表達能力；結合英語課程，學習專業術語的英文表達，拓寬國際視野。三維打印技術工作坊活動內容：邀請三維打印技術專家或企業工程師來校舉辦工作坊，向學生介紹三維打印技術的最新進展和應用案例。提供三維打印機和打印材料供學生實踐操作，體驗三維打印的全過程。跨學科融合：結合勞動教育課程，培養學生的動手能力和勞動習慣；結合生涯規劃課程，引導學生了解三維打印技術在職業發展中的應用前景和就業方向。（二）跨學科學習資源整合信息技術資源利用網絡資源平臺（如中國知網、萬方數據等）搜索三維打印技術的相關文獻和案例。使用三維設計軟件（如SolidWorks、AutoCAD等）進行三維模型設計和圖樣表達。借助在線學習平臺（如慕課網、網易云課堂等）學習三維打印技術的相關課程和視頻教程。物理實驗資源利用學校物理實驗室的實驗器材，進行三維打印技術中的物理原理實驗，如激光束的聚焦實驗、材料的熔融實驗等。結合物理課程的學習內容，深入理解三維打印技術中的物理現象和規律。藝術與設計資源參觀藝術展覽館和設計工作室，了解藝術作品和設計產品的創意構思和表現手法。邀請藝術家和設計師來校舉辦講座和工作坊，分享創作經驗和設計理念。結合藝術課程的學習內容，提高學生的審美素養和創新能力。數學與幾何資源利用數學課程中的幾何知識和空間想象能力進行三維模型設計。通過解決三維打印項目中的數學問題（如尺寸計算、結構優化等），提高學生的數學應用能力。勞動與職業教育資源結合勞動教育課程的學習內容，培養學生的動手能力和勞動習慣。邀請企業工程師和職業學校教師來校舉辦講座和工作坊，介紹三維打印技術在職業發展中的應用前景和就業方向。組織學生參觀三維打印企業和職業學校實訓基地，了解三維打印技術的實際應用和職業發展路徑。（三）跨學科學習評價過程性評價在實踐活動過程中，教師根據學生的學習態度、參與度、合作能力等方面進行評價。通過觀察、記錄、訪談等方式收集學生的學習表現數據，及時反饋和指導學生的學習。成果性評價對學生的調研報告、設計方案、三維模型圖樣、打印成品等進行評價。采用自評、互評和教師評價相結合的方式，從技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力等方面進行綜合評價。展示性評價組織學生進行項目成果展示和答辯活動，通過展示作品、講解設計思路、分享學習體會等方式進行評價。邀請專家、教師、家長和企業代表參與展示性評價活動，為學生提供更廣泛的評價視角和反饋意見。通過以上學科實踐與跨學科學習設計，學生不僅能夠深入理解三維打印技術的原理和應用，還能夠在跨學科的學習環境中拓展知識面、提升綜合素養，為未來的學習和職業發展奠定堅實的基礎。十四、大單元作業設計一、教學目標技術意識：學生能夠認識到三維打印技術在現代制造業和日常生活中的應用價值，形成對三維打印技術的積極態度和使用意識。學生能夠關注三維打印技術的發展動態，理解其對社會、經濟、環境的影響。工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，理解三維打印技術的工作流程和工藝過程，形成初步的工程思維。學生能夠針對具體項目，運用三維打印技術進行簡單的系統設計和優化。創新設計：學生能夠結合實際需求，運用三維設計軟件進行創新設計，提出具有創意的三維打印項目方案。學生能夠在設計過程中，考慮材料、結構、工藝等因素，進行多方案比較和優化。圖樣表達：學生能夠熟練使用三維設計軟件，繪制符合規范的三維模型圖樣，準確表達設計意圖。學生能夠通過圖樣展示和交流設計思想，提高圖樣表達能力。物化能力：學生能夠熟練操作三維打印機，完成三維打印項目的物化過程，具備解決實際問題的能力。學生能夠在操作過程中，關注質量、效率、安全等問題，形成嚴謹細致的工作態度。二、作業目標設定通用技術核心素養目標技術意識目標1：學生能夠搜集并整理三維打印技術發展的相關資料，了解三維打印技術的基本原理、發展歷程和未來趨勢，形成對三維打印技術的深入認識和積極態度。目標2：學生能夠分析三維打印技術在不同領域的應用案例，評估其對社會、經濟、環境的影響，形成全面的技術意識。工程思維目標1：學生能夠通過實際操作，理解三維打印技術的工藝流程和設備操作，運用系統分析的方法對三維打印項目進行設計和優化。目標2：學生能夠針對具體項目需求，選擇合適的三維打印技術和設備，制定詳細的工程計劃，并進行項目管理和優化。創新設計目標1：學生能夠結合實際需求，運用三維設計軟件進行創新設計，提出具有創意的三維打印項目方案。目標2：學生能夠在設計過程中，考慮材料、結構、工藝等因素，進行多方案比較和優化，提升創新設計能力。圖樣表達目標1：學生能夠熟練使用三維設計軟件，繪制符合規范的三維模型圖樣，準確表達設計意圖。目標2：學生能夠通過圖樣展示和交流設計思想，提高圖樣表達能力，為三維打印項目的實施提供準確的技術支持。物化能力目標1：學生能夠熟練操作三維打印機，完成三維打印項目的物化過程，具備解決實際問題的能力。目標2：學生能夠在操作過程中，關注質量、效率、安全等問題，形成嚴謹細致的工作態度，確保三維打印項目的順利實施。作業設計1.作業一：三維打印技術發展歷程與未來趨勢研究報告作業內容：學生需要搜集并整理三維打印技術發展的相關資料，包括其產生背景、發展歷程、重要技術突破等。學生需分析三維打印技術的未來發展趨勢，包括其在不同領域的應用前景、可能面臨的挑戰和機遇等。學生需撰寫一份研究報告，內容應包含三維打印技術的基本原理、發展歷程、未來趨勢以及其在社會、經濟、環境等方面的影響評估。作業要求：報告內容應準確、全面，能夠反映三維打印技術的核心特點和未來發展方向。報告格式應規范，包括封面、目錄、正文、參考文獻等部分。學生需通過圖表、數據等方式增強報告的說服力和可讀性。核心素養目標：技術意識：增強學生對三維打印技術的認識和理解，形成積極的技術態度。工程思維：培養學生系統分析問題的能力，提高其對工程技術的敏感性和洞察力。2.作業二：三維打印項目設計與優化作業內容：學生需結合實際需求，運用三維設計軟件進行創新設計，提出一個具有創意的三維打印項目方案。學生需考慮材料、結構、工藝等因素，進行多方案比較和優化，確定最終設計方案。學生需制定詳細的工程計劃，包括項目目標、任務分解、時間進度等，并進行項目管理和優化。作業要求：設計方案應具有創新性和實用性，能夠滿足實際需求。學生需通過三維設計軟件繪制詳細的設計圖樣，包括三維模型、裝配圖、爆炸圖等。學生需對設計方案進行多次迭代和優化，確保項目的順利實施。核心素養目標：創新設計：培養學生的創新思維和設計能力，提高其解決實際問題的能力。工程思維：提升學生系統分析和項目管理的能力，培養其嚴謹細致的工作態度。3.作業三：三維打印圖樣表達與交流作業內容：學生需使用三維設計軟件繪制符合規范的三維模型圖樣，準確表達設計意圖。學生需通過圖樣展示和交流設計思想，與同學、老師進行互動和討論。學生需根據反饋意見對圖樣進行修改和優化，提高圖樣表達能力。作業要求：圖樣應準確、清晰、規范，符合三維打印技術的要求。學生需積極與同學、老師進行交流和討論，虛心接受反饋意見并進行改進。學生需通過多次修改和優化，提高圖樣表達的準確性和規范性。核心素養目標：圖樣表達：提升學生的圖樣表達能力，為三維打印項目的實施提供準確的技術支持。技術意識：增強學生對三維打印技術的理解和應用能力，形成積極的技術態度。4.作業四：三維打印項目物化實施報告作業內容：學生需根據設計方案和圖樣，選擇合適的三維打印技術和設備，進行項目的物化實施。學生需關注質量、效率、安全等問題，確保三維打印項目的順利實施。學生需撰寫一份物化實施報告，內容包括項目背景、設計方案、物化過程、結果展示等。作業要求：物化過程應規范、嚴謹，確保項目的順利實施和結果的準確性。報告內容應全面、詳細，能夠反映項目的實施過程和結果。學生需通過實際操作，提高物化能力和解決實際問題的能力。核心素養目標：物化能力：提升學生的物化能力，使其能夠熟練操作三維打印機完成項目的物化過程。工程思維：培養學生系統分析和解決實際問題的能力，提高其嚴謹細致的工作態度。5.作業五：三維打印技術綜合應用案例分析作業內容：學生需搜集并整理三維打印技術在不同領域的應用案例，包括醫療、教育、航空航天等。學生需對案例進行深入分析，評估三維打印技術在不同領域的應用效果和價值。學生需撰寫一份綜合分析報告，內容包括案例背景、應用效果、價值評估等。作業要求：案例分析應深入、全面，能夠準確反映三維打印技術的實際應用效果和價值。報告內容應條理清晰、邏輯嚴密，能夠體現學生的分析能力和綜合素質。學生需通過案例分析，加深對三維打印技術的理解和應用能力。核心素養目標：技術意識：增強學生對三維打印技術在不同領域應用的認識和理解。創新設計：培養學生的創新思維和設計能力，提高其解決實際問題的能力。三、作業評價1.自我評價學生需對自己的作業完成情況進行自我評價，包括作業內容的準確性、完整性、創新性等方面。通過自我評價，學生能夠反思自己的學習過程和成果，發現自身存在的問題和不足，為今后的學習提供改進方向。2.小組評價學生需在小組內對彼此的作業進行評價和交流。通過小組評價，學生能夠相互學習、相互借鑒，發現他人的優點和不足，促進共同進步。小組評價也能夠增強學生的團隊合作意識和溝通能力。3.教師評價教師需對學生的作業進行全面、客觀的評價。評價內容包括作業內容的準確性、完整性、創新性以及學生的學習態度、努力程度等方面。教師評價應具有針對性和指導性，能夠幫助學生明確自己的優點和不足，為今后的學習提供有針對性的建議和指導。通過以上作業設計和評價方式的實施，旨在全面提升學生的通用技術核心素養，包括技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達和物化能力等方面。也能夠促進學生綜合素質的全面發展，為其未來的學習和生活奠定堅實的基礎。十五、“教-學-評”一致性課時設計課程基本信息教材版本：2019版豫科版高中通用技術選擇性必修11單元主題：產品三維設計與制造——第二章三維打印原理課時總數：12課時教學目標技術意識：學生能夠認識到三維打印技術在現代制造業和日常生活中的應用價值，形成對三維打印技術的積極態度和使用意識。學生能夠關注三維打印技術的發展動態，理解其對社會、經濟、環境的影響。工程思維：學生能夠運用系統分析的方法，理解三維打印技術的工作流程和工藝過程，形成初步的工程思維。學生能夠針對具體項目，運用三維打印技術進行簡單的系統設計和優化。創新設計：學生能夠結合實際需求，運用三維設計軟件進行創新設計，提出具有創意的三維打印項目方案。學生能夠在設計過程中，考慮材料、結構、工藝等因素，進行多方案比較和優化。圖樣表達：學生能夠熟練使用三維設計軟件，繪制符合規范的三維模型圖樣，準確表達設計意圖。學生能夠通過圖樣展示和交流設計思想，提高圖樣表達能力。物化能力：學生能夠通過實際操作三維打印機，完成三維打印任務，提升物化實踐能力。學生能夠在操作過程中，注意安全規范，形成良好的操作習慣。第一課時：導入新課活動內容：展示三維打印技術的實際應用案例，如個性化定制產品、醫療輔助器具、教育模型等，引導學生討論三維打印技術的優勢和潛在應用領域。活動目標：激發學生的學習興趣和好奇心，引導學生認識到三維打印技術在現代制造業和日常生活中的應用價值。評價方式：通過小組討論和代表分享，評價學生對三維打印技術的初步認識和興趣程度。第二課時：三維打印技術的發展歷程活動內容：教師講解三維打印技術的產生背景、發展歷程及未來發展趨勢。學生活動：通過網絡資源搜索三維打印技術發展歷程中的重要事件和技術突破，制作時間線圖表。活動目標：幫助學生全面了解三維打印技術的發展歷程，理解其對制造業和日常生活的影響。評價方式：通過時間線圖表的制作和分享，評價學生對三維打印技術發展歷程的掌握情況。第三課時：三維打印技術原理（一）活動內容：教師講解三維打印技術的工作原理，包括離散、堆積原理。視頻演示三維打印技術的工作流程。活動目標：使學生理解三維打印技術的基本原理和工作流程。評