2.5 矿山工程 教学设计-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）选择性必修10科技人文融合创新专题

普 通 高 中 教 科 书 《通用技术》选择性必修10：科技人文融合创新专题 第二章 科技人文融合创新专题实践 第五节 矿山工程 教学设计 教学背景 习近平总书记在全国教育大会上强调，要在党的坚强领导下，全面贯彻党的教育方针，坚持马克思主义指导地位，坚持中国特色社会主义教育发展道路，坚持社会主义办学方向，立足基本国情，遵循教育规律，坚持改革创新，以凝聚人心、完善人格、开发人力、培育人才、造福人民为工作目标，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，加快推进教育现代化、建设教育强国、办好人民满意的教育。 教学目标： 知识与技能目标: 1.了解矿山工程的基本设计内容、相关技术及其协同性。 2.掌握Arduino开源硬件的应用方法和图形化编程方法。 3.以煤气泄漏报警器的设计为例，了解矿山工程项目设计中涉及的科学、技术和工程知识。 教学内容分析: 以《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《标准》）为依据，以全面贯彻落实《标准》所倡导的以提高学生的技术素养和创新能力为目标。本模块的核心价值在于多学科知识的综合运用，科技人文融合创新项目的实施以兴趣、问题、活动等为中心，充分结合科学、技术、工程、艺术、数学、社会等学科知识，适当利用信息技术，注意在教学中融入爱国主义教育和革命传统教育，注意与中华优秀传统文化相结合。 学情分析: 学生对通用技术的了解认识有限，面对未来，他们需要学习有关通用技术的知识。 通过本模块的学习，同学们能理解科学、技术、工程、艺术、数学、社会等各学科之间的紧密联系和科技人文融合创新的重要性；初步掌握相关科学原理及其应用、数学知识及其应用、材料及其加工、模型制作及其工艺等基本知识与基本技能，初步形成在具体领域中运用结构与功能、权衡与优化、设计与创新等技术思想与方法的能力，提高设计创新能力；弘扬劳动精神和创新精神；形成系统思维与工程思维，培养团队意识和合作能力，树立投身我国科技创新以及中华民族伟大复兴事业的人生理想。 教学重难点: 了解矿山工程的基本设计内容、相关技术及其协同性。 掌握Arduino开源硬件的应用方法和图形化编程方法。 以煤气泄漏报警器的设计为例，了解矿山工程项目设计中涉及的科学、技术和工程知识。 教学策略: 以案例或项目引入，介绍从事科技人文融合创新项目活动的基础条件，工具、材料、图样、工艺、技术参数等技术要素，以及性能需求、生命周期、标杆分析和反求工程等的分析方法在科技人文融合创新项目活动中的独特作用。以技术与工程问题为牵引，以项目实践为指引，通过设计多种专题实践项目，让同学们经历科技人文融合创新项目活动的全过程。通过这些实践活动，同学们可了解技术与工程项目所蕴含的科学、技术、工程、艺术、数学、社会等因素，并能通过比较、权衡等方法剖析这些因素间的制约关系和通约特性。 教学准备: 展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。 教学过程: 情景导入: 老师：本节课我们学习《通用技术》选择性必修10：科技人文融合创新专题　第二章 科技人文融合创新专题实践　第五节 矿山工程。 科技人文融合创新项目以活动为牵引，提出并明确需解决的技术与工程问题，提取和分析其中蕴含的科学与数学原理；设计和选用适当工具来收集、记录、分析信息与数据；应用科学、技术、工程和数学知识与方法，系统考虑艺术、社会因素，提出解决问题的综合方案；制作并使用工程模型进行测试、生成数据，解释和预测现象；依据科学证据、技术试验结论，完善解决方案；以科学观点、经验证据、逻辑论证的相关因素，比较和评估同一问题的不同技术解决方案。 桥梁、交通工具、航空器、医疗器械、矿山工程是当今社会生活的重要领域，这些领域里的技术与工程活动，需要跨学科的视野，需要系统的方法论和工程思维，需要综合运用科学、技术、工程、艺术、数学和社会等学科的知识、方法和基本技能。通过典型科技人文融合创新项目的案例分析和团队合作实践，促进团队成员对结构设计、电子控制、编程等技术的掌握及工程实施能力的提高，提升参与社会创新活动的能力。 我们有时看到矿井（特别是煤矿）爆炸（图2-78）（参见教材P78）造成人身伤亡或者家庭煤气泄漏发生火灾的新闻。爆炸很多时候是可燃性气体（比如瓦斯）燃烧引起的。触发煤矿瓦斯爆炸的基本条件：一是瓦斯浓度在5%~16%；二是出现一定的引火温度，有人吸烟或者电路系统产生电火花等情况。 党和国家坚持以人民为中心的发展思想一直要求“始终把人民生命安全放在首位”。 除了加强安全管理，及时准确的检测预报也是有效的防范手段。如果我们能够预报可燃性、有害性气体的浓度，就可以避免灾难的发生，从而贯彻好“人民至上、生命至上”的理念，促进人与自然和谐共生。 思考 矿山安全问题启发我们，能否利用可燃气检测传感器实时检测井下工作环境中的空气状况，然后