资源简介

苏教版高中通用技术必修《技术与设计 2》第二单元
第三节 流程的优化
【学科核心素养】
技术意识：能对生活生产中的流程有基本的优化意识；对生活生产流程作 出理性分析，形成技术的敏感性，能把握流程优化的基本要素，理解流程设计 对技术体现的重要性。
工程思维：能够认识流程优化的重要性和复杂性，运用系统分析的方法， 针对流程优化的基本要素，对生产生活流程进行简单分析及方案构思，领悟流 程的设计基本思想和方法的实际运用。
图样表达：能将流程优化以图样的形式表达出来，对流程图有基本的识读 能力和表达能力。
【课标内容要求】
1. 感知流程设计中优化的重要性以及对生产生活的影响。
2. 结合案例分析流程设计和流程优化的基本要素。
【学业要求】
1. 通过案例分析，尝试分析流程设计和流程优化的基本要素。 2. 能够体会流程设计的基本思想和方法。
【学情分析】
通过前面课程的学习，学生掌握了影响流程设计的基本因素，能有一定的 流程图识图能力，并设计制作了金属笔筒案例，初步形成了流程设计的理念， 熟悉了流程设计的基本方法。对生活生产中的流程有了最基本的认识，但不够 深入和全面。
【教材分析】
本节设置了三个任务， 逐层展开分析流程优化的基本要素。通过三个典型的 案例来说明流程的优化是根据优化的目的，从工期，技术，等指标综合考虑的； 提出流程优化的主要条件有工艺、材料和设备等方面。根据这几方面让学生主动 思考金属笔筒的优化方案措施和优化要素之间的关系， 完成流程优化基本要素的 学习。
【教学目标】
依据课程标准和教学内容，结合学生的实际认知水平和教学理念，以及高 中通用技术学科核心素养，设定教学目标如下：
1. 通过案例分析，感知流程优化中工期优化的作用。
2. 通过案例分析，感知流程优化中工艺优化的作用。
3. 通过案例分析，感知流程优化中成本优化的作用。
【教学重点难点】
教学重点：理解流程优化的内容和条件。
教学难点：尝试分析流程设计和流程优化的基本要素，体会流程设计的基 本思想和方法。
【教学方法】
“真情境，多任务 ”教学法：设置真实情境，通过调查、了解、分析、归 纳、总结开展教学。以任务驱动、问题导向、活动体验，促进深度学习，实现
教学进阶。
【教学策略】
1.智慧课堂“云互动 ”：基于智慧课堂全程跟踪任务活动， 以学生为中心， 适时推送学习任务， 对学生已有知识、课堂大数据、反思研讨过程、感悟心得体 会等在线互动交流，发布个性化的批注讲解，确保任务活动的针对性。
2.问题串策略：通过设计一个个前后有逻辑关系和递进关系的问题来启发学 生，引导学生逐步深入学习，推进任务的完成。
3.项目化学习策略：以真实情境为主线，学生明确本章要学习的三个主要技 术，以三个项目为核心设计教学过程， 学生在项目中体验真实的、有挑战的问题， 并拓展延伸，达到构建核心知识和深度学习的目标。
【开放性学习环境】
教学白板、智慧课堂云平台（教师终端 1 台、学生终端若干台、班云服务器 1 台）、课件。
【课时安排】1 课时
【教学流程】
【教学过程】
一、走进情境，初谈心得
任务一：交流流程设计的体会
问题 1：什么是流程的优化？
活动 1：交流发言，对目前你所设计过的流程谈谈体会。
（图 5-1）
讨论预设：（1）装配小电风扇时，第一次的流程设计时序出现了问题，重
新设计了
（2）流程设计要考虑多种因素：工艺，人员，材料，设备，环 境等，所以我们经常会修改流程。
（3）在笔筒设计时， 由于流程设计不当， 影响了最终的作品加工，
所以再次设计了流程。
达成共识： 流程是需要不断被改进的。
评价目标 评价标准 评价方式
评价学生对“ 流程 设计 ”基本因素的理解 水平 能够说出“流程设计 ” 后总是需要针对问题不断 改进， 学生通过讨论设 计过的流程进行归纳
教师总结：流程在设计或实施时， 总是会根据出现的问题或目标不断被改进， 这其实就是流程的优化。出示流程优化的概念并出示课题。
设计意图：通过让学生交流发言流程设计的体会，复习影响流程设计的主要 因素， 总结流程设计中遇到的问题是如何解决和改进的， 引导学生归纳出流程优 化的概念。
任务二： 寻找学习流程优化的方法
问题 2：怎样进行流程的优化呢？
活动 2：画廊活动(智慧课堂)——回顾流程，探寻流程优化的目标。 （利用 智慧课堂画廊功能，带领学生回顾流程。如图 5-2）
（图 5-2）
议一议：在以往设计的流程中，你有哪些是想要优化的呢，优化后希望达到 什么目标？
讨论预设： （1）小电扇的组装更高效率，减少劳动时间，降低劳动强度。
（2）改变造纸流程降低成本，加强工艺，让纸质量更好。 （3）改善笔筒的材料，让加工环节更加安全，节能环保。
达成共识：流程优化的目的是为了提高工作效率， 降低成本， 降低劳动强度， 节约能耗，减少环境污染、保证安全生产等。
评价目标 评价标准 评价方式
评价学生对“ 流程 优化”目的的理解水平 能够说出“ 流程优 化”的主要目标 智慧课堂画廊活动
教师总结：想要达到这些目标的流程设计不是一蹴而就的，之前同学们经历 的流程设计学习中， 大家都是先研究影响流程设计的因素是什么， 再对流程进行 设计， 所以本次对流程优化的学习， 我们可以根据优化的目标分析影响目标的基 本要素，再来找到流程优化的方法。
情境引入：孙宇同学发现，在之前的金属组合式笔筒加工过程中，有些小组 没有很好的协作， 如何让所有的同学都能形成协作， 经过本节课流程优化的学习， 同学们能帮他找到方法吗？
二、全面分析，探究流程优化的基本要素
任务三： 分析流程优化的指标。
问题 3：如何进行工期优化？
活动 3：案例分析——探究工期优化的基本要素
看一看：分析竹凉席加工钻孔环节优化的目的，方法和要素。 （利用智慧课
堂同屏功能观看视频。如图 5-3）
（图 5-3）
选一选：竹凉席的钻孔环节有三种方式，如果你是竹凉席加工厂老板，你会 选择哪种方式？ （利用智慧课堂推送选择题， 大数据统计学生作答情况， 如图 5- 4。）
（图 5-4）
推送微课：有些同学在选择时考虑到 C 选项会在实际使用中两侧钻头互相碰 到影响生产安全， 损坏机器， 关于这个问题推送微课专门讲解解决方案。 （利用 智慧课堂录制成微课，推送至全体学生。）
教师总结：请学生总结出竹凉席优化的目的、方法和要素。在这个案例中我 们发现串行工序改成并行后可以提高效率，但这个优化的实现需要设备的支持。 工期优化的要素有人和设备。工期优化可以通过改善设备或者改善人员分工来优 化流程，孙宇同学，可以考虑这种方式来改变小组协作的问题。
设计意图：利用凉席工期优化案例，启发学生自主思考金属笔筒工期优化方 案，学生可能从上节课的流程图中，提出针对某些环节的优化方案，如：钻孔借 鉴麻将凉席的钻孔工具或者实行多人同时并行钻孔；改善设备用电动割据角磨机 进行锯割；用台钻钻孔等等方案。进而让引导学生思考流程优化设计中并行工序 和串行工序的优缺点。
问题 4：在流程的工期优化时，并行工序一定比串行工序的作业流程更高 效吗？
议一议： A.是 B.不是。如果选择了不是，你能举出生活中的例子吗？
（利用“智慧平台”收集学生答案，展示答案分布，如图 5-5）
（图 5-5）
讨论预设：（1）没有合理规划的并行生产的流水线， 出现零部件积压的情况。 （2）包包子时馅料还没有调好，其他环节的工人就得等待。
（3）老师批改试卷前，必须有标准答案，否则无法批改。制作 标准答案和批改不可以并行。
达成共识：在实际的生活生产中，并行工序替换串行工序，不一定能提高生 活生产效率。
评价目标 评价标准 评价方式
评价学生对具体实际 问题的“工期优化 ” 的分析水平。 能够用工程思维分析在具体 问题中“工期优化 ”的解决途 径。 通过议一议活动收集 学生数据并讨论得出 结论。
教师总结：当流程的时序中每一个环节都是后一个环节的前提时，这样的流 程就无法并行工作。如果采用并行工序， 会让一部分人处于等待状态， 浪费了时 间。
设计意图： 通过智慧课堂统计学生的选择情况。让学生列举生活中并行工 序反而比串行工序效率低的例子，评价学生对日常生活的关注情况。
问题 5：如何进行成本优化？
活动 4：案例分析——探究成本优化的基本要素
（图 5-6）
连一连：针对“汤勺消失”的问题，流程优化的目的是什么？我们用什么方 法实现成本优化？（利用智慧课堂连一连功能，让学生在大屏上作答，如图 5- 7。）
讨论预设：
（图 5-7）
达成共识：通过改变流程的时序来解决此问题，汤匙一般放在汤碗里，很容 易就掉进第一个桶，所以先回收汤匙，可以解决。
评价目标 评价标准 评价方式
评价学生对“成本优化 ” 中调整时序解决问题的 能够灵活调整流程中的 时序，实现“成本优化 ” 智慧课堂连一连活动
能力。
教师总结： 流程的优化往往是针对现有流程中出现某一问题开展的，比如 解决“汤匙消失”问题的主要优化目标就是实现成本优化，方法是改变流程的 时序，要素是分析流程环节的内在关系。
议一议： 我们之前的流程设计中，哪些问题是需要用成本优化来解决的？ 成本优化的要素有哪些？
讨论预设： （1）造纸成本过高。
（2）金属笔筒加工失误率较高，通过成本优化降低失误率 达成共识： 成本的优化有的时候需要通过改变原材料来实现。
教师总结： 成本优化的要素有外部因素的设备，材料等，也有流程内部的 时序关系等因素。当我们进行成本优化时，改变了材料或者设备那么就会涉及 到加工工艺的改变，而工艺优化也是流程优化的考虑要素之一。
设计意图：在解决“汤勺消失”的成本优化问题时，让学生思考流程设计的 问题是什么， 由此让学生理解， 在流程优化过程中， 我们往往是发现问题后， 去 有针对的确立优化目标， 再来优化流程， 成本优化的影响因素有材料和加工工艺 等，从而过渡到工艺优化的学习。
情境问题： 由于南方天气潮湿，孙宇上一次制作的金属笔筒没有做好防潮 处理，已经生锈，这次他希望通过在成本可控的前提下改善工艺，来保证笔筒 可以长期使用。
问题 6：组合式金属笔筒如何进行工艺优化？
活动 5：案例分析——探究工艺优化的基本要素
看一看： 分析法兰加工工艺的目的，方法和要素。 （利用智慧课堂同屏功 能推送视频，如图 5-8。）
（1）推送视频什么是法兰？
（2）推送视频《法兰的制造工艺》，对比两种不同的工艺加工，对流程优 化的影响。
填一填： 填写书中 63 页的表格，对比两种工艺方法加工法兰的材料利用率 （今日钢价 5000 元/吨），填写后用智慧课堂拍照功能上传结果。 （如图 5-
9）
（图 5-9）
教师总结： 通过计算我们发现一万个法兰如果用少切削法可以节省 26.4 万 元，工艺的优化可以带来成本的节约。
议一议： 法兰工艺优化的目的是什么？切削法和少切削法分别在什么情况 下使用？金属笔筒防生锈是否有类似的工艺优化来满足我们的需求？工艺优化 的要素有哪些？
讨论预设：（1）少切削法效率高，质量优，但是需要加入新设备和操作设
备的人员，增加了成本。可以在资金雄厚，产量高的工厂
中采用。
（2）切削法设备较简单，效率低，小型工厂可采用。
（3）可以使用电镀，热镀的方法镀上一层不易生锈的金属。 （4）可以选择防锈材料来加工笔筒。
（5）可以增加喷涂防锈漆的工艺环节，来解决生锈问题。
达成共识：工艺优化是建立在新技术、新材料，新设备基础上的。流程的改 进与优化也与新技术、新材料、新设备的产生和应用分不开。
评价目标 评价标准 评价方式
评价学生对生产活动 中“工艺优化 ”的理 解。 能够用工程思维分析“工艺优 化”的基本要素 填一填、议一议得出结 论
教师总结： 工艺是劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行增值加 工或处理，最终是指成为制成品的方法与过程。简单来说，工艺优化就是对原 有的工艺流程进行重组或改进，以达到提高运行效率、降低生产成本、严格控 制工艺纪律的目的，即优于现行工艺的一种操作方法。
设计意图： 通过分组探究两种不同工艺下的法兰生产，理解工艺对流程优 化设计的影响，并引导学生从工艺优化的角度来思考如何优化金属笔筒流程， 学生在这一情境下可能会提出给笔筒进行防锈漆的喷涂，那么喷涂后油漆多久 可以晾干，为了不耽误工期，和其他环节如何调进行时序上的调整等，引领学 生进一步去探究思考。
三、思维碰撞，深入理解流程的优化
问题 8：有人说：“工艺优化是工期优化、质量优化与成本优化的手 段”，你是如何理解的？
活动 6：深入理解工期优化和工艺优化的特点。
画一画： 流程优化的流程图。 （利用智慧课堂展示学生作答结果，并讲
解，如图-10。）
（图 5-10）
填一填： 书中 64 页马上行动的优化要素对应的优化措施。 （学生利用智慧
课堂拍照功能上传作答结果，教师讲评，如图 5-11。）
（图 5-11）
评价目标 评价标准 评价方式
评价学生对生产活动 中“ 流程优化 ”的理 解。 能够用工程思维分析“流程优 化”的基本要素 填一填、想一想、画 一画活动
教师总结： 流程的优化通常以提高工作质量，提高工作效率，降低成本， 节约能源，减少环境污染为目的。我们在提出优化方案时，也应综合考虑以上 的因素，当需要达到多个目标时，我们要学会协调均衡法，找到某个主要指
标，综合考虑其他因素，达到协调均衡。
设计意图： 画一画，填一填让学生综合考虑各项指标，从实际情况出发分 析问题，以工程思维的方式来进行思考，最终讨论出流程优化的措施。
四、小结本课，布置作业。
教师总结：没有最好的流程，只有一直在优化道路上的流程。
分层作业：
A 组作业分析
组别 基础题 □提高题 完成形式 独立完成 合作完成
题型分类 □选择题 □填空题 □作图题 □实践操作题 情境分析题
作业内容 流程的优化在社会各项活动中都有着及其重要的意义，长征 七号遥五火箭的发射圆满成功，这次发射流程比之前缩短了整整 四天，根据我们今天的学习，请你观看下图（课后作业推送素 材）。分析思考长征七号遥五火箭的流程优化都用到了哪些方 法？
对应学习 目标 了解流程优化的基本要素 核心 概念 流程优化
作业分析 本题通过火箭发射的场景， 让学生感受流程优化对科 技发展带来的推动， 加深对 流程优化意义的理解。 能力群 知识获取 语言解码能力 符号理解能力 阅读理解能力 信息搜索能力 信息整理能力
□实践操作 实践设计能力 数据处理能力 信息转化能力 动手操作能力 应用写作能力 语言表达能力
思维认知 形象思维能力 抽象思维能力 归纳概括能力 演绎推理能力 批判思维能力 辩证思维能力
核心素养 权重 技术意识 工程思维 创新设计 图样表达 物化能力
0.3 0.5 0.1 0.1 0
设计意图 引入科技发展中的情境，引导学生理解流程优化在社会范围内的 广泛应用。
参考答案 该案例中的主要优化指标为工期优化： 1、在液氧煤油加注环节进行了工期优化， 通过将液氧和煤油加注 的环节由串行改为并行实现。 2、测试项目上进行了工艺优化， 通过重组和改进测试项目， 将两 个项目合并为一项实现了工期的缩短。
自我评价 1、 是否善于观察社会活动中的流程优化。 2、 是否能准确说出本案例中流程优化的方法。
□已掌握 □部分掌握 □没掌握
教师评价 1、 提高学生对流程优化的认识。 2、 了解学生对影响流程优化要素的掌握情况。
□已掌握 □部分掌握 □没掌握
B 组作业分析
组别 基础题 □提高题 完成形式 独立完成 合作完成
题型分类 □选择题 □填空题 □作图题 □实践操作题 情境分析题
作业内容 通过现有的加工工具，我们的组合式笔筒流程设计可能还不 够理想，作品的呈现也可能不够美观，如果我们可以有更多的工 艺工具选择，我们是否有更加理想的流程设计呢？
对应学习 目标 了解流程优化的基本要素 核心 概念 流程优化
作业分析 本题通过让学生回顾之前 做过的组合式金属笔筒的 流程设计， 培养学生创新设 计的素养， 对该案例进一步 提出优化方案， 加深对流程 优化的理解。 能力群 知识获取 语言解码能力 符号理解能力 阅读理解能力 信息搜索能力 信息整理能力
实践操作 实践设计能力 数据处理能力 信息转化能力 动手操作能力 应用写作能力 语言表达能力
思维认知 形象思维能力 抽象思维能力 归纳概括能力 演绎推理能力 批判思维能力 辩证思维能力
核心素养 权重 技术意识 工程思维 创新设计 图样表达 物化能力
0.3 0.5 0.1 0.1 0
设计意图 通过学生熟悉的流程设计，来引导学生开拓创新思维，进一步实 践流程的优化。
参考答案 3D 打印工艺流程或其他合理的优化。
自我评价 1、 是否能用工程思维分析目前笔筒设计的流程，找到主要优化 指标。 2、 是否能提出合理的组合式笔筒工艺优化方案。 3、 是否能综合运用流程优化的要素来进行流程优化。
□已掌握 □部分掌握 □没掌握
教师评价 1、 提高学生对流程优化的认识。 2、 了解学生对影响流程优化要素的掌握情况。 3、 了解学生对流程优化步骤的掌握情况。
□已掌握 □部分掌握 □没掌握
【板书设计】
第三节 流程的优化（第 1 课时）
一、流程优化的概念
二、流程优化主要包括
1、工期优化（目的、方法、要素）
2、工艺优化（目的、方法、要素）
3、成本优化（目的、方法、要素）
三、深入理解流程的优化
【教学反思】
经过本节课的学习， 学生学会分析流程的不足， 并提出优化方案 经历对案例和问题的探讨、分析， 培养解决实际问题的能力以及创新 意识和团结协作能力。通过分析流程优化的过程， 渗透技术的人文特 性，探究优化背后所隐含的更深的思想， 通过各组讨论、分析、活动， 养成良好的合作和交流的态度， 培养分析问题的能力， 为下节课做好
准备。
《流程的优化》（第 1 课时）学习任务单
时间 地点 小组编号：
成员
学习目标 1. 通过案例分析，尝试分析流程设计和流程优化的基本要素，能够体会 流程优化的基本思想和方法。 2. 能用流程图表达出流程优化的过程。
学 习 任 务 一 交流流程设计的体会
活动 1 交流发言：对你所设计过的流程谈谈体会
学 习 任 务 二 活动 2 回顾流程设计，如果要对它们改进，你希望达到哪些目标？
学 习 任 务 三 分析流程优化的基本要素
活动 3 工期优化——案例分析：竹凉席加工工期优化
目的： 方法： 要素：
议一议：孙宇同学的小组协作问题可以通过工期优化解决吗？如果 可以，你会如何解决？
活动 4 成本优化——案例分析：餐具回收流程的成本优化
目的： 方法： 要素：
议一议：我们之前的流程设计中，哪些问题是需要用成本优化来解 决的？
活动 5 工艺优化——案例分析：法兰加工工艺对比
填一填：两种法兰工艺对比表，并用智慧课堂拍照上传。
目的： 方法： 要素：
学 深入理解流程的优化
习任务四 活动 6 深入理解工期优化和工艺优化的特点。（智慧课堂收集）
活动 7 请用流程图表达流程优化的过程，并用智慧课堂拍照上传：
活动 8 填一填：根据组合式金属笔筒的工艺流程进行流程优化，并用智慧 课堂拍照上传。
作业 A 流程的优化在社会各项活动中都有着及其重要的意义，长征七 号遥五火箭的发射圆满成功，这次发射流程比之前缩短了整整四 天，根据我们今天的学习，请你根据材料分析思考长征七号遥五火 箭的流程优化都用到了哪些方法？（智慧课堂推送课后作业的相关 阅读资料）
B 通过现有的加工工具，我们的笔筒流程设计可能还不够理想， 作品的呈现也可能不够美观，如果我们可以有更多的工艺工具选 择，我们是否有更加理想的流程设计呢？

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