6.1探寻生产生活中的模型或原型教学设计-2024-2025学年苏教版高中通用技术必修一

探寻生产生活中的模型或原型 《新疆本土特色的“智能家居”光感窗帘模型设计》教案 学科：高中通用技术+劳动教育+科学教育 年级：高一年级 学期：2024-2025学年第一学期 教材：苏教版通用技术必修教材 课时：8课时 一、学习者分析 高中学生在经过通用技术课程的学习后，已经具备了一定的技术知识和实践能力，对科技创新有着浓厚的兴趣。他们具有较强的逻辑思维能力和问题解决能力，但在创新设计和实践操作方面还需要进一步的培养和锻炼。同时，通过劳动教育，学生也对劳动的价值和意义有了一定的认识，具备了一定的动手操作能力和劳动素养。 二、教学目标 （一）融合学科核心素养 通用技术：技术认知与应用，学生将深入理解智能家居技术的概念、原理及其发展趋势，特别关注光感窗帘作为智能家居组件的应用场景和价值，培养对现代技术的敏锐感知和应用能力。 劳动教育：实践操作技能，通过动手设计和制作光感窗帘模型，学生将亲身体验从构思到实现的全过程，提升劳动技能，包括使用乐高EV3套装的操作能力、组装调试能力以及问题解决能力，增强劳动教育的实效性。 科学教育：科学探究与创新，在模型设计过程中，鼓励学生进行科学探究，如分析光线感应原理、探索自动化控制逻辑等，同时鼓励学生提出创新性的设计方案，培养科学思维、创新思维和创造力，促进科学教育的深入发展。图样设计与表达，科学教育也强调表达与交流的能力。学生将学习并运用草图、示意图等科学绘图工具，清晰地表达设计思路和方案，培养科学绘图技能和科学表达能力，为科学交流打下基础。 德育渗透：价值观塑造与责任感培养，在智能家居光感窗帘模型的设计与制作过程中，融入德育元素，如强调团队合作的重要性、培养对技术的敬畏之心和责任感、引导学生关注节能减排等环保议题，通过实践活动潜移默化地影响学生的价值观，促进学生全面发展。 （二）具体教学目标 1.了解光感传感器的工作原理和应用，掌握乐高 EV3 套装的基本编程方法，学会设计和制作简单的机械传动装置。 2.通过小组合作，经历光感窗帘模型的设计、制作和调试过程，培养学生的团队协作能力和问题解决能力。在实践操作中，培养学生的动手能力和创新思维，提高学生的技术素养。 3.激发学生对科技创新的兴趣和热情，培养学生的创新意识和探索精神。让学生体验劳动创造价值，培养学生的劳动观念和劳动习惯。 三、教学重难点 （一）教学重点 1. 光感传感器的原理及应用。 2. 乐高 EV3 套装的编程和机械结构搭建。 （二）教学难点 1. 光感窗帘模型的机械传动装置设计。 2. 程序的优化和调试。 四、教学方法 1. 讲授法：讲解光感传感器的原理、乐高 EV3 套装的使用方法和模型设计的相关知识。 2. 讨论法：组织学生进行小组讨论，共同设计光感窗帘模型的方案。 3. 实践法：学生分组动手制作光感窗帘模型，在实践中掌握技术和解决问题。 4. 展示评价法：展示学生的作品，进行小组自评、互评和教师评价，促进学生的交流和提高。 五、教学准备 1. 乐高 EV3 套装若干套，包括主机、传感器、电机、积木等。 2. 多媒体教学设备，如投影仪、电脑等。 3. 教学课件、视频资料等。 4. 实验桌、工具等。 六、教学过程 （一）导入（5 分钟） 1. 播放一段智能家居的视频，展示智能家居系统中光感窗帘的应用场景，如根据光线自动开合窗帘等。 2. 提问学生：“你们觉得光感窗帘是如何实现自动控制的？”引发学生的思考和讨论。 （二）知识讲解（35 分钟） 1. 讲解光感传感器的工作原理，介绍其如何感知光线强度的变化，并将信号转换为电信号。 举例：比如手机自动调节屏幕亮度就是利用了光感传感器。 2. 介绍乐高 EV3 套装的组成部分和基本功能，重点讲解主机、电机、传感器的连接和编程方法。 展示一些简单的乐高 EV3 编程示例，让学生直观感受编程的作用。 （三）小组讨论与方案设计（45 分钟） 1. 学生分组（4-5 人为一组），讨论光感窗帘模型的设计方案。 2. 教师巡视各小组，给予指导和建议。 3. 各小组确定设计方案，绘制草图，包括模型的结构、传动方式、传感器和电机的安装位置等。 （四）模型制作与编程（180 分钟） 1. 学生根据设计方案，使用乐高 EV3 套装搭建模型的机械结构。 例如：使用齿轮、齿条等搭建传动装置。 2. 连接传感器和电机，并进行编程，实现光感控制窗帘的开合功能。 教师在旁指导，帮助学生解决遇到的问题。 （五）调试与优化（45 分钟） 1. 各小组对完成的模型进行调试，测试光感窗帘的运行效果。 2. 针对出现的问题，如窗帘开合不顺畅、传感器反应不灵敏等，小组共同分析原因，进行优化改进。 （六）展示与评价（40 分钟） 1. 每个小组展示自己的光感窗帘模型，并介绍设计思路、制作过程和遇到的问题及解决方法。 2. 其他小组进行评价，提出优点和不足之处。 3. 教师进行总结评价，肯定学生的努力和创新，同时指出存在的问题和改进的方向。 （七）课堂总结与拓展（5 分钟） 1. 总结本节课的重点内容，包括光感传感器的原理、乐高 EV3 套装的使用和模型设计制作的过程。 2. 布置课后拓展任务，如改进光感窗帘模型的功能，增加定时控制、手动控制等。 七、教学评价 1. 过程性评价：观察学生在小组讨论、方案设计、模型制作和调试过程中的表现，评价学生的参与度、团队协作能力和问题解决能力。 2. 作品评价：根据光感窗帘模型的完成情况、功能实现效果、创新性等方面进行评价。 3. 知识评价：通过提问、测试等方式，考查学生对光感传感器原理、乐高 EV3 编程等知识的掌握程度。 学科网（北京）股份有限公司 $$