资源简介

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浙科版《综合实践活动》八上
1.3未来社区的规划与设计 第2课时 教学设计
课题 未来社区的规划与设计 单元 第一单元 学科 综合实践活动 年级 八上
教材分析 上节课为“未来社区的规划与设计”活动的准备阶段，确定了我们要研究的课题，明确了要解决的问题，初步制订了设计方案。本课时则根据设计方案开展实践活动，并对活动进行总结（即活动的实施阶段和总结阶段）。通过聚焦一个场景，开展调查、访谈以了解人们对未来社区的需求，尝试对社区进行改造设计，比如智能交通设计、低碳社区改造等，制作模型或原型来呈现我们对未来社区的理解。教材引导学生用人工智能支持“人本化、生态化、数字化”社区场景，给出对未来社区规划的创新方案。一、实施阶段教材选取了四个课题，包括“打造社区绿色智能交通”“改造绿色低碳未来社区” “未来社区智能停车系统”“未来社区数字化居家养老中心”。前两个重点讲述，后两个则是简单介绍。通过开展调查、访谈的方式了解人们对未来社区的需求；根据人们的需求，开展设计制作活动，尝试对社区进行改造设计，比如智能交通设计、低碳社区改造等，并把场景变成可见的模型，通过制作模型或原型来呈现我们对未来社区的理解。教材还贴心的设计了“资料链接”“工具箱”“小提醒”等版块，对活动进行相关的引导和提示。二、总结阶段回顾活动全过程，进行档案整理、作品交流、成果展示，这将有助于我们不断改进设计和作品，可以更好地为未来社区的规划与设计出谋划策。包括三个环节：（一）档案袋对活动过程中的记录单、作品等材料进行认真梳理、合理排序和适当取舍，形成本次活动的档案袋；（二）交流会利用平面图和模型来介绍社区规划，该部分给出“展示交流的分工合作表”，引导学生先进行人员分工，再交流展示设计成果，分享活动经验，这样会比较有计划，能够让交流会有条不紊进行；（三）宣传窗该部分引导学生多种形式交流展示设计成果，如在新媒体上进行推送、在社区的活动中展示、参加综合实践活动成果评比、向未来社区部门提交设计方案、撰写社区规划建议书、前往社区展示规划与模型，听居民对自己的设计与规划是否认可并得到相关建议。
学习目标 价值体认：通过动手实践，在实践过程中体验科技创新对社区生活的改变，体悟科技创新对生活的意义，进一步体会创新是民族进步的灵魂。 责任担当：主动发挥特长，积极参与实践活动，在活动中履职尽责。在动手动脑中，初步形成服务社区的意识，提高社会服务能力。问题解决：在动手动脑对社区进行改造过程中，能够识别存在的问题，运用所学知识提出切实可行的解决方案。在合作沟通、组织协调和问题解决中提升能力。创意物化：运用数字化学习的能力，用智能化的手段解决生活中的问题，将想法或创意付诸实践。尝试对社区进行改造设计，比如智能交通设计、低碳社区改造等，制作模型或原型。
重点 调查社区存在的问题并给出解决方案
难点 对社区进行改造设计（如智能交通设计、低碳社区改造等，制作模型或原型）
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 播放视频：全年龄数字友好社区——葛巷未来社区 观看视频 激趣导入
讲授新课 【实施阶段】未来社区功能丰富，可以根据人们的需求，开展设计制作活动，把场景变成可见的模型，探求更多未来的可能 。课题一 打造社区绿色智能交通 设计符合未来发展需要的未来社区绿色智能交通系统需综合考虑路、车、人及相关环境之间的联系。问题指引：人工智能可以为完善社区交通提供更好的数据支撑吗 如何为社区内部的交通疏导、停车安置等问题提供智能服务呢 一起来打造社区的绿色智能交通吧!一、调查（一）进入社区，开展访谈调查、问卷调查等，了解社区当前的交通设施与服务情况，实地体验社区的交通功能。1.调查前需先设计一份“调查问卷”、列好访谈提纲。2.工具箱：拟采访的内容（1）未来社区在交通上有哪些规划 （2）要实现智能交通，有哪些具体可行的措施与办法 （3）社区打造智能交通有什么困难 （4）对于社区的交通规划，有什么好建议 （5）……（二）通过网络对未来社区“绿色智慧交通”进行搜索，开阔设计眼界。1.播放视频：什么是智能交通2.资料链接：智能交通系统智能交通系统(英文简称ITS), 是将先进的信息技术、传感器技术、 人工智能等技术有效地综合运用于交通运输、服务 控制和车辆制造，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节约能源的综合运输系统。3.播放视频：未来的智慧交通是什么样的？ （三）整理获取的信息，进行小组交流，确定有用的信息。我们的发现：_____________________________我们的分析：_____________________________我们的建议：_____________________________见《关于社区交通设施与服务情况的调查报告》（附件）二、设计如何让社区的智能交通体现“绿”与“智”呢 一起来构思未来社区的智能交通，以帮助人们更好地出行 。 1.资料链接：智能交通的“绿”和“智” 说说你对“绿”和“智”的认识与看法？（绿——环保、节能；智——智能、便捷）2.补充“社区绿色智能交通设计方案”表（教材P37）。设计太阳能车可能遇到的问题： （1）太阳能转化与能源储备问题太阳能节能车的核心在于太阳能的高效利用，然而中学生在这方面可能面临诸多挑战。首先，对太阳能电池板的性能参数了解不足，比如转换效率、功率等，难以选择合适的电池板型号。不同类型的太阳能电池板，如单晶硅、多晶硅等，在转换效率和成本上存在差异，若选择不当，会导致车辆动力不足。其次，能源储备是一大难题，太阳能受天气和光照时间影响极大，阴天或夜晚几乎无法获取能量，而中学生可能缺乏对储能电池的深入认识，不知道如何选择容量、续航能力合适的电池，也难以设计出有效的能量管理系统，无法合理分配和储存太阳能，导致车辆在无光照时很快失去动力。（2）车辆结构与动力系统设计问题在车辆结构设计上，中学生可能缺乏力学知识，难以保证车身的稳定性和承重能力。设计的车身可能过于笨重，增加能耗；或者过于轻薄，导致安全性能下降。同时，动力传动系统的设计也颇具难度，如何将太阳能转化的电能有效传递到车轮，实现车辆的平稳行驶，涉及到电机选型、齿轮配比等专业知识，中学生往往掌握不够，可能出现动力不足、行驶不平稳甚至无法行驶的情况。另外，车辆的转向、制动等系统的设计也需要考虑安全性和协调性，中学生在这些方面的经验和知识储备不足，容易出现设计缺陷。（3）成本控制与材料选择问题太阳能节能车的制作需要一定的成本，包括太阳能电池板、电池、电机、车身材料等。中学生在材料选择时，可能只注重性能而忽略成本，导致制作成本过高，超出自身承受范围。或者为了节省成本，选择质量较差的材料，影响车辆的性能和使用寿命。例如，选用廉价的太阳能电池板，转换效率低，无法满足车辆动力需求；使用劣质的车身材料，容易损坏，增加维修成本。此外，对于材料的加工和组装也存在困难，一些特殊材料需要专业的加工工具和技术，中学生可能不具备这些条件，导致车辆制作过程受阻。设计社区智能停车系统可能遇到的问题：（1）智能感知与识别技术问题社区智能停车系统需要实现对车辆的准确感知和识别，包括车辆的进出、车牌识别、车位检测等。中学生在这方面可能面临技术难题，比如不了解传感器的工作原理和选型，无法选择合适的传感器来检测车位是否空闲。常见的车位检测传感器有超声波传感器、红外传感器、摄像头等，每种传感器都有其适用场景和优缺点，若选择不当，会导致检测精度不高，出现误判情况。在车牌识别方面，涉及到图像识别技术，中学生缺乏相关的算法知识和编程能力，难以开发出准确、高效的车牌识别系统，可能出现识别错误、识别速度慢等问题，影响停车系统的智能化程度。（2）系统逻辑与软件编程问题智能停车系统需要一套完整的逻辑控制和管理软件，实现车位信息的实时更新、车辆进出管理、收费计算等功能。中学生在软件编程方面的能力有限，可能无法设计出逻辑清晰、运行稳定的程序。例如，在车位信息管理上，难以实现实时更新车位状态，导致车主无法准确了解空余车位信息；在收费计算上，可能出现计费错误、漏费等情况。同时，系统的人机交互界面设计也很重要，中学生可能缺乏用户体验意识，设计的界面操作复杂、不直观，不方便居民使用。此外，系统各部分之间的协同工作也需要合理的逻辑设计，中学生可能无法处理好传感器、控制器、软件之间的信号传递和数据交互，导致系统运行混乱。（3）安装部署与实际适配问题社区智能停车系统的安装部署需要考虑社区的实际环境和现有设施。中学生可能没有对社区停车场进行全面的实地考察，不了解停车场的布局、空间大小、电源分布等情况，设计的系统可能无法与社区停车场的实际情况相适配。例如，传感器的安装位置不合理，导致检测范围受限；系统的布线设计不符合社区的电力和网络布局，增加安装难度和成本。另外，社区内的车辆类型多样，包括轿车、SUV、电动车等，智能停车系统需要适应不同类型车辆的停放需求，中学生在设计时可能没有考虑到这些差异，导致系统的兼容性较差。同时，系统的稳定性和安全性也需要考虑，在遇到恶劣天气、网络故障等情况时，如何保证系统的正常运行，防止数据丢失和信息泄露，这些都是中学生难以解决的问题。3.绘制社区绿色智能交通规划草图，并梳理功能特点。交通规划图是对社区内的交通元素进行系统设计与规划，以展示其功能与特点，为交通实施提供规划方案。 资料链接：交通系统1.人，包括驾驶人、行人和乘客。2.车，包括机动车和非机动车。3.路 ，包括公路、城市道路、出入口道路及相关设施。4.环境，包括路外的景观、管理设施和气象条件。 三、制作（一）制作一辆太阳能节能车需要哪些材料 1.工具箱太阳能小车组成分析动力：电 机、发动机能源：太阳能、汽 油车架：底盘、轮胎、车身其他：电路、照明2.材料清单材料名称数量主要作用太阳能板1供电马达1驱动小车轮胎4小车轮子木块 2小车的外形结构小提醒：采购太阳能板与马达时，要考虑电压与功率的匹 配 。（二）绘制小车的功能图，并做成产品模型，还可以拍成模拟视频。小车功能示意图小车产品分解图（三）模型制作步骤及分工表制作步骤成员分工注意事项打样提前计算部件尺寸，用直尺、圆规打样剪裁注意工具的安全使用拼接大接触面的拼接可以用双面胶带，细小的地 方可以用热熔胶美化画出一些模型的外形特点，注意颜色的合理 搭配 四、测试把小车放到模拟的交通场景中进行测试。把测试的结果记录下来，以便改进。1.小车测试情况记录表轮次前行速度/(厘米 · 秒 )发现的问题改进的办法1232.我们的改进思路：______________________________课题二 改造绿色低碳未来社区推进社区基础设施绿色低碳化是未来社区建设的重要指标之一。思考：什么是绿色低碳？为什么要改造绿色低碳未来社区？资料链接：低碳社区根据国家发展和改革委员会2015年2月印发的《低碳社区试点建设指南》,将“低碳社区”定义为通过构建气候友好的自然环境、房屋建设、基础设施、生活方式和管理模式，降低能源资源消耗，实现低碳排放的城乡社区 。【问题指引】我们生活的社区能耗现状如何 在哪些方面还需要改进 在“ 生态化”未来社区创建中，还有哪些可以完善的地方 一、调查组成小组，搜集社区能源的消耗状况，把搜集到的数据记录 在表格中并进行分析，试着找出解决能耗问题的办法。1.社区能源的消耗状况记录表能源（水、电、油、气……）调查对象能源类型时间1 月2 月3 月4 月5 月6 月公共 设施 (社区 物业)水/吨电/(千瓦 · 时)气/立方米油/升社区能耗问题及解决办法问题解决办法创新设计难点机动车能耗大利用清洁能源，减少废气 排放太阳能公共交通平台需结合太阳能技术特性与公共交通的运营需求，其难点主要体现在技术整合、环境适应、运营管理等多个维度公共用水多对雨水进行收集处理和二 次利用，可用于植物喷灌 等方面，节约水资源制作雨水收集循环系统主要集中在收集效率、水质处理、系统适配及成本等方面社区共享区域 能耗大利用社区高层楼顶进行风 力发电，不需要使用燃料， 节约电力资源，也不会产 生辐射或空气污染设计风力发 电路灯风力能源的不稳定性、设备适配性、成本控制及与社区环境融合等方面社区电线线路复杂，有安全 隐患降低电线铺设成本，使用 无线技术传输电能，使电 能补给更加安全、便捷设计一个无线输电系统传输效率、覆盖范围、安全性、成本控制及与社区现有设备适配等方面（详见附件）我们发现社区已采取的节能措施有_______________（参考：一、针对机动车能耗大的节能措施 推广绿色出行方式：很多社区会规划并完善步行道和非机动车道，设置清晰的标识，鼓励居民选择步行、自行车等低碳出行方式。同时，引入共享单车和共享电动车，在社区内合理设置停放点，方便居民短距离出行，减少机动车的使用频率。 优化公共交通衔接：积极与公交公司沟通协调，增加社区周边公交线路的班次和覆盖范围，在社区出入口附近设置公交站点，缩短居民步行到公交站的距离。部分社区还会开通社区班车，定时定点往返于社区与周边重要场所（如地铁站、商场、学校等），方便居民换乘，降低私家车上路率。 建设充电桩设施：为鼓励居民使用新能源汽车，社区会在停车场安装一定数量的充电桩，支持居民给电动汽车充电，减少传统燃油车的使用，从而降低机动车能耗和尾气排放。 二、针对公共用水多的节能措施 安装节水器具：在社区的公共卫生间、绿化灌溉系统等场所，更换为节水型器具，如节水马桶、节水水龙头、智能灌溉喷头等。智能灌溉喷头可以根据土壤湿度和天气情况自动调节水量，避免水资源的浪费。 雨水利用系统建设：部分社区会修建雨水收集池，收集屋顶、路面等区域的雨水，经过简单处理后用于绿化灌溉、道路清扫、公共卫生间冲水等，提高雨水的利用率，减少对自来水的依赖。 供水管网维护：定期对社区的供水管网进行检查和维修，及时更换老化、破损的管道，减少管道漏水现象，降低水资源的流失。 三、针对社区共享区域能耗大的节能措施 采用节能照明设备：将社区共享区域（如广场、楼道、停车场等）的传统白炽灯、荧光灯更换为 LED 节能灯，LED 灯具有能耗低、寿命长的特点，能有效降低照明能耗。同时，安装智能照明控制系统，根据光线强度和人员活动情况自动调节灯光亮度或开关，避免不必要的能源浪费。 推广节能电器：在社区的公共活动场所（如社区活动室、健身房等），更换为节能型电器（如节能空调、节能冰箱等），并设置合理的温度控制标准，减少电器的能耗。 加强能源管理：安排专人对社区共享区域的能源使用情况进行监测和统计，分析能源消耗的规律和存在的问题，针对性地采取节能措施。例如，合理安排公共设施的使用时间，避免长时间空转或闲置。 四、针对社区电线线路复杂、有安全隐患的节能措施 线路改造与整理：社区会定期组织专业人员对电线线路进行全面检查，对老化、破损、杂乱的线路进行更换和整理，规范线路的铺设方式，将裸露的电线进行穿管保护，避免线路相互缠绕、挤压，降低短路、漏电等安全隐患的发生风险。 安装智能用电系统：引入智能电表和用电监控设备，实时监测社区各区域的用电情况，及时发现异常用电现象（如线路过载、漏电等），并通过系统自动报警，便于工作人员及时处理，保障用电安全，同时也能通过数据分析，合理调配电力资源，提高能源利用效率。 宣传安全用电知识：通过社区公告栏、微信群、讲座等方式，向居民宣传安全用电知识，提高居民的安全用电意识，避免居民私拉乱接电线、违规使用大功率电器等行为，减少因人为因素导致的电线线路安全问题。）二、设计绿色低碳社区是一个综合节能、资源循环利用的未来社区，开展绿色低碳未来社区的改造行动，先来设计方案。1.设计方案方案一：风力发电路灯利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机提升风车的旋转速度，使发电机发电，点亮路灯。方案二：无线输电系统利用电磁感应的方式进行无线电传输。准备两个线圈，一个是发射线圈，一个是接收线圈。发射线圈通上交流电，就会产生变化的磁场，只要接收线圈在这个变化磁场的影响范围之内，就会产生感应电流。方案三：雨水收集循环系统 雨水在一级蓄水池中过滤净化并储存，打开总开关，水泵将水抽到二级蓄水池中。随着水位上升，二级蓄水池底部压力传感器受到的压力增大，电阻减小，到达警戒水位后控制电路接通，电磁继电器 工作，电路断开，抽水泵停止工作。当二级蓄水池中水被利用掉而减少，压敏电阻所受压力减小，电阻变大，电流变小，工作电路继续工作，抽水泵抽水至二级蓄水池，如此往复。2.小提醒：可以把方案转换成相应的草图或平面图。风力发电路灯示意图雨水收集装置示意图三、制作根据草图或平面图，设计制作仿真模型，并画出原理图或流程图，阐析功能与原理，以便推广和使用。在开展制作前，小组讨论制作的顺序，并合理分工。注意工具的安全使用。1.小锦囊：模型制作1.可利用的材料。塑料泡沫、饮料瓶盖、蛋壳、 用过的一次性纸杯、粉笔头、轻质黏土等。2.综合设计模型。可以利用综合材料制作各种 房屋模型，组合成一个小区模型，同时设计制作出社区地形、道路、绿化带、休闲区、健身区、景观(壁画、雕塑、喷泉)等。2.工具箱工具清单需要确认所要用到的工具清单，并注意工具使用的安全。工具名称状态确认剪刀□热熔胶枪□马克笔□美工刀□双面胶带□3.梳理模型制作材料清单材料名称数量主要作用四、改进对完成的作品进行测试，回顾之前的设计方案，看看哪些地方还要进一步修改、完善。_____模型功能测试表测试功能测试次数发现问题改进办法第一次第二次第三次风力发电路灯无线输电系统课题三 未来社区智能停车系统小区的停车一直是个难点。停车难、乱停车问题给社区的治理造成困扰。我们生活的社区存在哪些停车问题呢 分小组进行调查，听取居民们的想法与建议，了解社区的停车情况，并结合实际情况，制订可行的解决方案。例如，创建社区共享车位信息系统，实时更新车位信息，实现错时停车；设计智能停车导航系统，精准导航空闲车位；设计泊车机器人，实现全自动停车与取车……通过调查、测量、设计、试验、模拟等方法，探索社区智能停车系统的实施方案，并将结果呈现给规划部门，为未来停车提供建议。课题四 未来社区数字化居家养老中心居家养老是指以家庭为核心、以社区为依托、以专业化服务为依靠，为居住在家的老年人提供以解决日常生活困难为主要内容的社会化服务。 利用数字化手段，如何为老年人提供更便捷、安全的养老环境呢 通过调查、走访了解老人对居家养老的需求，结合实际提出可行的方案。方案一：设计一个老年人走失追踪系统。为社区70岁以上的老人配备智能手环，进行智能化管理与跟踪。设计方案、制作产品、测试改进、推广运用，让更多的老年人获益。方案二：设计一个点餐配送服务系统。老年人行动不方便，通过研究，为老年人设计一个点餐系统。根据老年人的身体状况，提供合理的配餐，可以用语音、手势等多种点餐方式。设计一个自动送餐机器人，根据点餐系统的交互信息及时、快捷地为老年人送餐。结合小组的研究经验，设计制作这些居家养老系统，进行展示，并不断优化，实现产品化。【总结阶段】在活动结束前，开展档案整理、活动交流、成果展示，进行设计和作品的 反思与改进，可以更好地为未来社区的规划与设计出谋划策。一、档案袋活动档案袋可以帮助我们回顾过程、梳理成果。对活动过程中的记录单、作品等材料进行认真梳理、合理 排序和适当取舍，形成本次活动的档案袋。1. 工具箱 “未来社区的规划与设计”成果档案袋目录成果内容档案材料记录 表1.方案表2.采访记录表3.设计表4.任务分工表设计 作品1.社区平面图2.模型材料准备表3.社区模型4.三折面展板影像资料1.访谈录音、录像2.作品介绍视频2. 参照档案袋目录整理档案袋二、交流会利用平面图和模型来介绍社区规划。先进行人员分工，再交流展示设计成果，分享活动经验。1.完成交流的分工合作表人员负责工作主要内容2.交流展示设计成果，分享活动经验小提醒：向其他小组展示我们的设计。在介绍规划设计时，也要关注其他小组的方案。可以这样表达：第一小组的设计，值得我们学习。他们设计的风力发电路灯能将风能转化为电能，节省了能源。 2.____________的设计值得大家学习，理由是____________。 三、宣传窗交流展示设计成果，可以在新媒体上进行推送，可以在社区的活动中展示，可以参加综合实践活动成果评比，还可以向未来社区部门提交设计方案。1.小锦囊撰写社区规划建议书将我们的设计与规划写成不超过2000字的建议书，内容中附上设计平面图和模型照片，并将报告呈给社区工作人员或相 应的规划部门。2.听取居民建议我们的设计与规划是否能得到居民的认可呢 可以再次前往社区，展示规划与模型，听听居民的建议。社区工作人员这样说：_____________________________。我们的收获：_____________________________。 观看视频阅读资料观看视频绘制社区绿色智能交通规划草图根据产品设计图梳理需要的材料，列好材料清单。绘制、制作小组分工根据测试情况完成表格。 调查并做好记录学生调查完成测试并做好记录。参照表格整理档案袋内容交流展示、分享学习如何撰写社区规划建议书听取居民建议 了解智能交通系统绘图是制作的前提制作前需准备材料，先列好清单再购置。便于有计划、有步骤地开展活动。便于发现问题，及时改进。通过调查了解问题所在，从而提出解决办法。秉持实事求是的科学态度。通过分析难点，一方面思考解决办法，另一方面也能知道自己的设计是否可行。培养学生的思辨思维。便于及时发现问题和改进。了解档案袋内需要装什么材料,避免遗漏。在分享中学习和进步。为产品做宣传培养学生的责任担当，履行居民的社会责任。利于改进作品
课堂练习 学习如何设计与制作模型 掌握科学的操作方法和步骤 帮助学生操作实践
课堂小结 1.3未来社区的规划与设计 第2课时【实施、总结阶段】一、打造社区绿色智能交通（调查、设计、制作、测试）二、改造绿色低碳未来社区（调查、设计、制作、改进）三、未来社区智能停车系统（调查、测量、设计、试验、模拟）四、未来社区数字化居家养老中心（调查/走访、设计、制作）五、未来社区设计与改造活动的总结与反思、宣传与推广
板书 1.3未来社区的规划与设计 第2课时【实施、总结阶段】一、打造社区绿色智能交通二、改造绿色低碳未来社区三、未来社区智能停车系统四、未来社区数字化居家养老中心五、未来社区设计与改造活动的总结与反思、宣传与推广课后作业：完成“社区改造”模型的设计、制作、测试与改进
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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