资源简介 流程的优化—、教材分析本单元作为《技术设计 2》的第二单元, 研究的是生活和生产中的流程, 其 中流程图的绘制与流程的优化思想是后期学习“系统 ”和“控制 ”的基础。本课 以“流程及其设计 ”为主题, 以发展学生的技术思想和工程思维为指导, 与前面 一个单元构成了统一的整体。第三节是本单元的最后一课,共两个任务, 2 课时。 本课的重点落在“流程的优化 ”上, 在一定意义上也可以说本节是落实理解流程 及其设计的逻辑集成点, 也为前 3 节课学习做好归纳和升级, 并在此基础上引导学生深刻理解流程及其设计的总目标、原则和方法。二、学情分析本框教材理论难度总体不大, 内容易理解且条理清楚。学生最感兴趣的问题 是:流程优化的具体方法和实践体验。针对当前学生的实际情况与教学设备实际, 我对相关情况进行了摸排。本课所授对象是省示范高中的高一学生, 这些学生知 识基础较好, 思维活跃, 兴趣广泛, 学习动机明确, 通过初中和小学的学习, 已 初步掌握了一定科学认识问题、分析问题和动手实践的方法, 有一定的编程和硬件搭设能力储备,为本课教学目标的落实奠定了知识基础。但是学生对流程及其设计的认识, 往往并不系统、不深入。所以针对学生的 实际情况, 本课运用项目加情境、合作加探究的教学方法, 准备选取和设计贴近 生活智能感应灯、激光雕刻等项目情境,用任务驱动让学生进行自主合作探究, 调动学生的学习主动性和积极性, 提高学生的学习兴趣, 增强学生对流程优化的认识程度, 在动手实践中发展工程思维, 提升图样表达能力, 从而提高课堂效率。三、教学目标课程标准要求“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 ”,在贯彻课程标准的要求中,我们更关注的是学生核心素养的养成。基于此,我确立了以下三维目标和学科核心素养目标:(1)理解流程优化的内容和条件, 能分析流程优化的基本要素。(2)通过项目实践和合作探究分享,设置情境引导学生对流 程的单个指标与多个指标进行优化, 体验流程优化的一般过程, 学会流程优化的一般方法。(3)通过合作学习与项目的改进优化,引导学生理解和 认同流程优化的重要意义与团队协作的重要作用。体验工匠精神对技术制造质量的独特作用,形成严谨细致、精益求精、追求卓越的态度追求与习惯。学科核心素养目标:【工程思维】通过学习, 能认识到流程优化的多样性与整体性, 运用流程优化的一般方法进行简单的流程要素分析与优化,尝试解决技术问题。【图样表达】通过项目任务完成, 能在绘制流程图及程序的基础上进行修改, 并能反复调试优化,即实现运用技术语言进行有形与无形、抽象与具体的思维转换。【技术意识】通过对流程优化的体验, 能形成对人工世界与人技关系的基本观念。特别是通过项目任务的完成,形成对技术文化的深度理解和主动适应。【创新设计】通过完成项目任务体验, 能发现和明确问题, 收集相关信息, 并运用流程优化要素和方法进行综合分析,提出优化构思方案。【物化能力】通过完成项目任务体验, 能根据流程优化的有关要求, 将流程优化构思方案 付诸实施。进行材料、工具、工艺和策略选择, 能独立或合作完成模型制作与测试。四、教学重点难点【重点】理解流程优化的内容和条件结合本课课程标准和教学目标的要求, 本课关键在于使学生在理解流程优化 的内容和条件, 在掌握流程设计的基本思想和方法的基础上, 为后续流程优化的 分析、设计与实施奠定逻辑基础。因此, 这是本课时的教学的重点, 也是学生自主学习、合作探究的关键点。【难点】分析流程设计和优化的基本要素,进行流程优化并用流程图表达。流程设计和优化的基本要素理论性较强, 较为抽象, 具有一定的思维深度和 难度。而流程优化依托具体项目任务, 设计的方法和操作又极具操作性。对学生 的技术意识、工程思维、图样表达和物化能力都有一定要求, 因此, 通过智能感 应灯、激光雕刻等项目学习,开展合作探究分享活动, 可以更大程度的调动和激 发学生求知欲望, 在教师的引领下, 层层递进思考, 动手亲身实践, 突破教学难点。五、教学活动过程教师活动: 学生活动:环节一:回顾大单元项目任务,延续已设置情境,导入新课教师活动:回顾贯穿前课学习的“智能感应 灯”项目,温习并展示两个方案的流程图,使 用到的声音传感器、光敏传感器、 LED 灯及其 他硬件模块。 学生活动:梳理原有流程设计和初步改进中声音 传感器、光敏传感器及其硬件模块作用, 在温习比 较两个方案的流程图的不同后, 提出继续改进优化 的构思。设计意图:以贯穿大单元教学的整体任务为先导,延续前课时中已设置建立的任务情境,引导学 生比较两个版本方案的异同, 激发他们对方案继续进行改进优化的兴趣和动力。让学生做延伸性思 考,再动手改进优化,最后依托实践体验进行理论教学。环节二:项目任务一 使用红外传感器,优化智能感应灯教师活动: 活动设置:在前一课搭设的硬件和编制的程序 基础上,点出光敏传感器和声音传感器各自发 挥的作用。 (探究提示:对智能感应灯而言,其提供照明 的触发条件有哪些?。) 在各小组代表发言后,教师追问条件逻辑关系 是什么?优化改进可以从哪些方面进行? 教师及时分组讨论和课堂发言: 如“为人照明,可将人被感知作为条件”等。 学生活动: 学生根据课上布置的任务, 分小组主动分享和 展示小组探究讨论成果,并交流分享。 学生在老师的引导下,将思路细化为方案。 各组学生按教师的要求分工合作, 在工具包中 选择合适的传感器, 如红外传感器, 对硬件模块进 行改进优化;打开前课已编制程序,对应优化方案 修改程序。 学生们自己动手, 找器件, 找连线, 讨论端口 与插口规格,反复调试以达成预期效果并进行比 对。课堂气氛瞬间被激发起来,十分活跃。知识呈现:教师对各组学生的成果进行点评,优化后形成以下共识:可利用技术(软件、硬件等) 手段,对流程进行优化,达成更佳的效果。设计意图: 核心素养是面对真实情境时所表现出来的关键能力, 真情境才能引发真学习, 活动设计应从学 生身边的资源入手, 将贯穿整个单元的项目任务, 作为本节课的第一个项目任务, 一来学生熟悉并 能快速入手, 二来也对符合技术教育中项目式教学对延续性的要求。要求学生在课堂上进行分组分 享展示, 促进学生深入理解并学会表达自己对于流程优化的思考和实践, 可以增强学生的代入感和 认同感以及技术表达意识。并通过教师的追问和设置课堂讨论, 引导和启发学生进一步的思考, 激 活了课堂气氛,极大地调动了学生的学习热情和兴趣。环节三:项目任务二 通过模拟设计,优化物流配送路线教师活动: 活动设置:展示问题情境,阐明项目任务要求, 即从 A 点出发,配送货物分别至 B、C、D 后返 回 A 点。因地点间路线和距离不同,故而要求 学生帮助物流公司选择最优路线。 学生活动: 学生认真读取任务要求, 结合相关知识, 并捕 捉任务中的关键信息。分组讨论并分工进行路线设 计、路程计算和比对,积极发言分享。知识呈现:教师对各组学生的成果进行点评,优化后形成以下共识:利用策略设计来优化流程, 可降低成本。设计意图: 本环节的项目任务贴近生活, 学生完成任务的知识储备也完全具备。通过任务体验, 小组合作 探究, 分享收获, 培养学生的自主性、参与度。同时注意课堂的生成性, 根据学生发言, 捕捉关键 词,分类板书,生成知识,进而达成教学目标和培养学生核心素养目标。环节四:项目任务三 通过体验不同加工工具,体验工艺优化教师活动: 活动设置:创设情境,让学生分别使用手工工 具和激光雕刻机对木板进行加工,比较其加工 时长、难度和产品精度、质量等。在体验激光 雕刻的过程中,感受其严谨的操作流程。 学生活动: 积极参与加工制作活动, 开展小组合作探究活动, 比对不同加工方式的效果, 分享展示学习成果。知识呈现:教师对各组学生的成果进行点评,优化后形成以下共识:采用先进的工艺手段,不仅 能大大缩短工期, 而且能够提高产品质量。因此, 谋求工艺设备的改进和工艺方法的优化, 也是进 行流程优化的主要手段之一。设计意图:对于技术课堂而言,设备和工具,与教师一样,是课堂里生成的知识与生产生活的 “媒介者 ”,是引导知识走向现实意义的领路人。通过设置手工加工与激光雕刻的项目任务,引导 学生自主发现技术对于人类生产生活的意义, 根据学生课堂上的思考、体验和分享, 鼓励他们自己 捕捉关键词,生成关键知识,突破难点,深刻掌握技术工艺对流程优化的重要作用。环节五:通过回顾梳理三个任务,深入系统了解流程优化教师活动: 活动设置:对本节课完成的三个任务进一步进 行梳理归纳。即:智能感应灯、配送路线、木 质模具加工,三个任务分别做了什么?其分别 达成了什么样的优化目标?从何入手?如何进 行的? 分别引出流程优化的目的、内容、条件和步骤。 进一步提供案例,让学生分析发言,拓宽并强 化他们对流程优化的全面深入理解。如:工期 优化等。 学生活动: 学生认真思考,并结合案例和教材的相关知 识, 捕捉任务体验和教师表述中的关键信息, 积极 发言,谈自己体悟。在教师的启发下,层层思考, 逐一剥离知识, 很好的达成了教学目标, 培养了学 生的核心素养。总结升华:教师对各组学生的成果进行点评,优化后形成以下共识:流程优化有其目的、内容、 条件和步骤。设计意图:理论概念也是本课时的重点内容之一,虽然知识点不是很难,学生在理解的过程中也 有点抽象, 通过前三个任务实践, 让学生完成直观体验并取得操作成果, 进而通过层层递进的设问 进一步启发和引导学生, 总结梳理并深入理解相关概念。让实践探索走在理论学习的前面, 应该是符合学科特点,也是有助于培养学生学科核心素养的。环节六:学情反馈练习,完成阶段性评价。教师活动: 活动设置: 教师指导学生完成练习题,要求阐明理由 并鼓励开放性答题。 学生活动: 学生作答并阐明理由。反馈练习:设计意图:通过习题和学生思考回答收集学情, 即学生掌握程度的反馈, 以便对教学进行改进优化。六、板书设计七、作业设计(设计意图:为进一步巩固学生对本课知识的学习,培养学生技术流程意识。为 此, 我设计了以上课后作业。该项作业需要学生认真结合本章, 特别是本节课学 习来思考流程的设计、实施与优化,进而引导学生进一步思考:实施中的流程与 设计中的流程, 其优化有无区别, 推进教学设计目标的进一步达成, 并为后面的 学习做好铺垫。)八、教学反思本节课按课标要求, 依据“先实践, 后理论。先体验, 后梳理 ”的原则, 以“智 能感应灯 ”改进优化为主线, 辅以“配送路线优化 ”“木质模具加工优化 ”“汽车 修理时长优化 ”,采用项目式教学,设置情境让学生合作探究,力求形成教学目 标科学明确, 学科核心素养精准落实, 课堂气氛自主活泼的教学效果。但本课在 恰当地使用多媒体教学手段, 深层挖掘教材案例资源, 激发学生更好地展示自主 探究的成果等方面, 存有不少有待改进之处。部分项目任务的操作教学、任务简 介等,可以提前制作微课资源供学生使用;学生规范流畅地表述技术细节和思考 的方法技巧,也有待进一步培养,这都是教学研究实践努力的方向。 展开更多...... 收起↑ 资源预览