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通用技术必修二 第三单元系统及其设计 3.3 系统设计的优化与实现 说课稿
一、单元设计说明
设计缘起：本单元为解决以往“就课论课，缺乏对教学整体把握的”的教学 模式， 以解决学生现实生活中的真实问题为情景， 设计有关系统的大单元项目式 教学。
大单元问题情境： “疫情期间， 为了尽量避免接触，家长不能进入校园， 我们想到尝试去设计一款智能车，帮助学生运送校园内的物资。
项目主题：设计制作校园物资运送智能车模型
二、教材及课标分析
教材：苏教版通用技术必修二第三单元系统及其设计共包含三节内容：“3.1 是系统的基础知识， 3.2 和 3.3 是系统的设计、优化与实现”， 教学中以 ”校园
物资运送智能车 ”为载体， 通过对智能小车的设计分析、模型搭建、模型优化等 教学活动，完成教材的内容目标。
课标：课标中关于“系统及其设计”共包含 2 个内容标准：
1.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。
2.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，增强系统思考和工程思维的能力。
三、教学目标
基于新教材及课程标准的教学目标如下：
1.通过技术实践活动，能从技术的应用角度阐明系统的含义及基本构成。 2.通过技术案例分析，能从应用的角度归纳系统的基本特性。
3.通过案例分析和讨论， 说出系统分析的一般过程， 归纳系统分析的基本方 法。
4.经历简单系统的设计过程，概述系统设计应考虑的主要问题及一般步骤。
5.经历简单系统设计方案的优化过程， 阐明系统优化的意义， 探究影响系统 优化的 因素。
6.经历简单系统设计方案的实现， 概述系统设计的基本方法， 增强系统与工
程思维 的能力。
其中，目标 1 和 2 主要是让学生理解系统的基本知识；目标 3 和 4 主要是掌 握系统分析的方法和一般步骤；目标 5 和 6 主要归纳系统优化的思想，培养学生 运用系统的思想解决问题的能力。
四、学情分析
教学目标能否达成与教学对象有直接的关系， 所以接下来我们对学情进行分 析：
年龄特征：高中生好奇心强，乐于探索，具备一定的分析问题和解决问题的 能力。
已有知识：学生对系统的概念有基本的理解、但对系统的设计、分析、优化 缺少实践， 他们对系统的理解大都停留在经验决策的水平上， 不会运用系统的思 想与方法解决问题。
五、单元设计思路
通过刚才的学情分析， 了解学生必学的知识、欠缺的知识， 在此基础上进行 教材利用和重组， 提供有意义的学习资源。基于这样的设计理念， 确定单元设计 思路为：真实情景--问题分析--模型搭建--模型优化。
图 1 单元设计框图
由图 1 所示的系统框图可见， 本单元的项目活动涉及五大学科素养， 并重点 落实创新设计、工程思维和物化能力。项目活动主要分为三个模块： “简单智能 小车特性分析、校园物资运送智能车分析与设计、校园物资运送智能车模型的优 化”，三个模块分别对应本单元的 3.1、3.2 和 3.3 节的内容。本单元总共 4 个 课时， 1-2-1 的分配模式。其中第 4 课时“统设计的优化与实现 ”是我今天的课 时说课课题。
六、3.3 系统设计的优化与实现 说课
1、教学目标
工程思维方面：经历“校园物资运送智能车”模型的优化过程，阐明系统优 化的意义，探究影响系统优化的因素和约束条件。
创新设计及物化能力方面：能通对“校园物资运送智能车”模型的优化，概 述系统设计的基本方法，学会运用系统的思想和方法解决问题。
2、教学重难点
根据针对性教育理念， 学生要先了解其意义， 才能有目的的去学习。所以我 设计本节课的教学重点是：阐明什么是系统优化，以及系统优化的影响因素、约 束条件。
实践能力的培养一直是学生的短板， 通过设计简单的技术实践活动， 加深学 生对系统优化思想的理解。因此我设计本节课的教学难点是：运用系统的思想对 简单系统进行优化，落实“工程思维及物化能力”等学科素养。
3、教学方法与准备
由于本节课涉及到问题情境， 项目活动及技术体验， 所以我设计的教法有提 问法、讨论法、试验法等。根据项目活动及技术体验， 我安排了探究学习法和合 作学习法。教学准备运用了课件、导学案等丰富的多媒体教学资源， 实践准备为 学生提供了智能小车套件和制作辅材、工具等。
4、教学流程
前面的课程中， 学生已经了解什么是系统， 经历了系统的分析、设计与物化 过程，也遇到了一些“有效失败”，本节课对“智能小车模型”进行技术测试， 通过发现问题、优化方案、展示评价等环节实现“校园物资运送智能车 ”的优化 目标，具体的流程如下：
技术测试：在技术测试环节，我通过视频展示小车测试过程，找到待解决的 问题，并在此基础上以问题串和技术活动的形式完成项目教学。如图 2 所示：
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图 2 智能小车模型的技术测试过程
发现问题：发现问题环节，设计问题 1：根据小车模型的测试效果，观察本 组小车模型还有哪些系统目标没有达成？找出本组小车模型需要优化的目标。如 图 3 所示：
图 3 分析智能车模型系统中的子系统目标达成情况
设计问题 2：本组小车的优化目标是什么？实现该目标的优化与哪些要素有 关？并配合导学案内容， 通过对人为可控因素及不可控因素的分析， 帮助学生理 解本节课的教学重点。如图 4 所示：
优化目标：
人为不可控要素 约束条件
人为可控要素 影响因素
图 4 影响目标优化的要素分析
优化方案：在学生进行优化方案设计的时候，我提出问题 3：我们在解决原 有问题的过程中有没有产生新的问题？该如何决策和权衡呢？设计意图是帮助 学生提炼系统优化的重要思想， 引导学生运用系统分析的整体性原则、科学性原 则、综合性原则解决技术问题， 在此基础上让学生再次验证和完善本组的优化方 案。如图 5 所示：
图 5 系统优化方案
方案确定以后，学生可以根据教师提供的材料和工具，进行技术实践活动。
学生完成智能车模型的优化实践之后， 提出问题 4：要达到系统目标的优化， 系统中的各子系统的目标必须达到最优化吗？目的是帮助学生从整体的角度理 解系统优化的思想， 让学生对学科大概念“系统 ”的认识上升到一个新高度， 顺 利化解本节课的教学难点。
展示评价：最后一个环节是展示与评价，通过对优化后的智能小车模型进行 展示。如表 1 所示：
表 1 校园物资运送智能车模型的优化 评价表
设计与学习目标一致的评价标准，实现“教、学、评”的一致性。
5、教学小结
学生完成作品评价后， 以思维导图的形式， 进行课堂小结， 归纳及巩固本节 课的教学重难点。如图 6 所示：
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图 6 思维导图
6、单元小结和单元作业
由于本节课是本单元的最后一个课时，所以我设计了单元总结和单元作业， 通过对单元项目的总结归纳， 培养学生运用系统的思想和方法解决实际问题的能 力， 单元作业则是要求学生把“校园物资运送智能车 ”模型作为子系统， 放到校 园系统的情景中去理解， 尝试运用系统整体的思想和方法解决更复杂的问题， 培 养学生的科学决策能力。
七、特色与反思
单元设计特色：本单元设计的特色主要有以下 3 点：
1.大单元问题情景+项目活动开展单元教学
2.通用技术与信息技术的融合
3.以问题串与技术体验活动串联单元项目活动
基于以上三点可以看出本单元项目活动依靠情景展开， 在情境中存在的真实 问题， 需要学生综合运用自己所学的知识去理解， 发现并解决问题， 这种基于单 元情景的项目式教学也是从知识到素养过渡的桥梁。
单元反思：构建多种方式把该项目与信息技术、劳动教育课程更好的融合， 打造技术学科更加系统的项目活动。
我的说课到此结束，谢谢！
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