1.1 认识结构教学设计-2025-2026学年粤科版高中通用技术必修二

课例名称：认识结构——感知不同的结构 课程标准要求 依据《普通高中通用技术课程标准（2017年版）》必修2《结构与设计》模块，要求学生：1.能从力学的角度理解结构对技术产品及其功能实现的独特价值，了解结构的一般分类和简单的受力分析，并能从技术与文化的角度赏析经典结构案例；2.通过技术试验或技术探求分析影响结构和稳定性的因素，并写出试验报告；3.结合生活中的实际需求进行简单的结构设计，并绘制设计图样，做出模型或原型。 课时教学设计理念 本课以“AI赋能下的问题链驱动”为核心，构建“真实情境导入—AI辅助概念建构—实践探究—仿生迁移应用—AI助力评价反思”的深度学习闭环。利用AI工具创设沉浸式情境、提供探究支架、实现精准化学习评价，引导学生经历“感知—解析—设计—创新”的完整工程思维过程，实现从知识理解到能力迁移的核心素养提升。 深度教材分析（教材结构、教材处理方式等内容） 必修《技术与设计2》是继《技术与设计1》之后的必修内容。学习本模块内容将使学生在进一步巩固和掌握技术过程的基础上，提升对技术设计的思想和方法的理解与应用能力，掌握利用和评价技术的方法和策略，形成受用终身的技术管理能力。 本模块的教材内容结构： “结构及其设计”强调从力学的角度理解结构及其强度和稳定性等问题，关注简单的结构设计；“流程及其设计”强调对流程和流程优化的理解，以及对简单流程和流程改进的设计；“系统及其设计”侧重对系统的理解，以及运用系统的思想解决一些生活中的设计问题；“控制及其设计”注重理解控制的含义和控制的应用，以及对生活生产中简单控制系统的设计。 教材处理： 每一章为相对独立的技术与设计专题，专题下有若干节。教材设置了案例、导学思考、思考、讨论分析、立即行动、实践、知识窗、综合学习活动、本章回顾与评价等栏目，帮助同学们自主学习、合作学习和探究学习。从同学们身边的或典型的实例入手，引导同学们了解相关技术与生活、生产的密切关系；在对案例的探究中，理解四个专题技术的基本概念和相关知识；在参加各种实践活动中，初步掌握运用技术的基本思想和方法去进行技术的设计和实施；在此基础上，进行典型结构的欣赏、流程的优化或了解控制中的干扰等。 课时教学内容分析 （基于教材内容发挥引导作用、方法论指示、价值判断、规范概念等） 本节课是《结构及其设计》的起始课与奠基课。本节课以生活中的简单结构为研究对象，通过技术体验活动，理解结构对事物功能的影响，引导学生深入理解结构的含义，感受结构的丰富性及其魅力；通过对案例的分析和研究，引导学生认识生活中丰富的结构特征，感受结构设计合理的重要性。通过本节课的学习，为后续学习结构的基本原理和方法作好铺垫。 教材指出，要注重学生在学习活动中的真实收获，能深刻体悟结构设计的重要性，进一步树立“为人服务”的技术观。引导学生认识结构的含义，了解其在生活中的广泛应用，意识到结构的设计应是在满足人们需求、保障安全的情况下为人们使用。 在处理上，以“问题链”为主线对教材内容进行梳理和深化，将教材中的案例围绕问题链进行串联，并引入AI生成内容与交互工具，将知识转化为更容易理解、动态、可探究的学习资源。本节《认识结构》分2课时完成，本节课为第一课时。 课时学情分析 本节课的学习对象为高中学生，他们已经具备一定的生活经验，认识或见过生活中各种事物；具有一定的动手能力，能够使用一些简单的实践工具。该阶段的学生，在日常的学习生活中，经常接触“结构”一词，对其并不陌生，但对“结构”的理论概念、基本思想方法并不熟悉，没有系统的学习过结构的含义，感受结构设计的重要性。 在教学中，要注意对真实的情境创设，激发学生思考和探究的兴趣；结合学生熟悉的实际案例，帮助学生更好的掌握结构的思想方法，感受结构的丰富性与魅力；通过简单的技术体验活动，调动学生学习的主动性，落实学科核心素养的培养。 同学们的数字化学习能力强，对AI工具有浓厚兴趣。教学将利用其好奇心和动手欲，利用AI将教材案例和内容“可见”，并通过挑战性任务（自承重桥）激发其高阶思维。 课时教学目标(需体现学科核心素养的培养) 1.能从力学的角度理解结构相关知识，通过案例分析和讨论、结构设计和制作，感知与体悟技术现象及技术问题，感受技术与生活、生产的密切关系，培养技术意识。 2.通过设置搭建自承式桥的实践活动，帮助学生理解结构的含义，体验桥的建造过程，归纳影响结构强度与稳定性的主要因素（材料、形状、连接方式），并运用其分析简单结构问题，培养学生的工程思维、物化能力。 3.能基于对自然结构的分析，进行简单的产品创意设计，并运用草图进行表达，培养学生的创新设计及图样表达的素养。 课时教学重点、难点（含突破策略） 重点：结构的含义，结构具有一定的形态且能承受力。 难点：通过技术探究活动探究结构的强度与材料及形状有关，感受结构的稳定性。 突破策略： 1.难点前置：在“概念建构”环节即通过AI生成的慢镜头视频、剖面图等，直观展示蜂巢、桥梁等结构的形态。 2.探究验证：通过“自承式桥”的对比搭建实验，亲手感受结构的强度与材料及形状有关，并利用AI思考如何提升结构的稳定性。 课时教学资源(含教学媒体、工具、素材等) AI工具：AI即梦数字人（情境导入）、AI图像/视频生成器（概念可视化）、DeepSeek（探究支架与方案优化）、豆包AI（学习评价与反馈）。 实践材料包：圆柱形筷子、扁平冰棍棒、承重测试物（书本）、设计图纸。 数字资源：《荷叶效应》超微距视频。 课时教学过程 (应包括教学步骤、教学活动、设计意图、组织形式等内容) 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 环节一： 情境 引入 从地域文化（惠州东新桥）切入，感知不同的结构。 问题链： 1：为什么桥梁设计需要考虑结构问题？结构是什么？ 引入惠州东新桥和苏轼的故事，播放由AI数字人“苏轼” 讲解的桥梁介绍，提出问题链1。 观察、思考，基于生活经验进行初步回答。 AI赋能：AI数字人营造真实、亲切的探究情境。 意图：激发兴趣，建立技术与本土地域、生活的联系。了解苏轼在惠州生活期间的经历，感受惠州深厚历史人文风貌，激发学生对惠州家乡的热爱。培养人文素养和技术意识。 环节二： 概念 建构 理解结构及其分类、结构有一定的形态且能承受力。 问题链: 2. 请仔细观察蜂巢，思考其结构有什么特点？ 3.蜂巢的结构对我们的生活有什么启示？ 4.摇摇板的结构设计中，哪些因素需要特别考虑？ 5.桥梁的结构设计中，如何确保其承载能力和稳定性？ 展示AI生成的蜂巢、蜘蛛网、长城、桥梁等常见事物的微观/剖面图，提出问题2-5，引导学生从“形态”分析走向“力与功能”的探究。   小组合作，分析AI素材，归纳结构定义，并讨论问题2-5。 AI赋能：AI生成超清、透视、动态素材，使不可见的“力”与内在“结构”可见。AI作为学伴及时解决学生疑问。 意图：突破感官局限，帮助学生实现从感性认知到理性分析，培养技术意识。 环节三： 实践 探究 探究结构的强度与材料及形状有关，感受结构的稳定性。 问题链:  6.用这两类材料搭建自承式桥时，发现了什么问题？我们可以采用什么方法优化结构？  7.分别对两座桥加同样的荷载，讨论观察到的现象。 组织搭建自承式桥，明确活动要求和活动材料，发放学习任务单，提供基础图纸，巡视指导，鼓励学生利用AI工具“在线工程师”DeepSeek寻求优化方案。 4人小组协作搭建、测试、记录现象。遇到疑难时可向AI工具DeepSeek提问，获取思路。小组讨论问题和思考6和7。 AI赋能：DeepSeek作为“在线工程师”，提供实时、个性化的探究支架。 意图：在“做中学”中验证理论，培养工程思维、物化能力，以及团队的协作与问题解决能力。 环节四： 迁移 应用 结构在实际生活中的应用 问题链:  8.思考为什么荷叶能出淤泥而不染？它的结构有什么特点？  荷叶这种结构还能应用到哪些领域？  9.除了荷叶以外，我们生活中还有哪些仿生产品是利用自然界结构设计出来的？ 播放AI生成的“荷叶出淤泥而不染”的微距视频和《荷叶效应》视频，提出问题8和9，引导学生思考；展示AI生成的仿生产品，帮助学生从“观察现象”上升到“抽象原理，迁移应用”。 观看视频，思考和讨论问题8和9，列举并分析仿生设计案例。 AI赋能： 1. 即梦AI生成“荷叶出淤泥而不染”的微距视频”，把画面具象化； 2.AI快速生成多种仿生产品图片，拓宽思维边界。 意图：实现从分析理解到创新设计的第二次飞跃，培养工程思维与创新意识。 环节五 课堂 小结 小结和巩固 问题链： 10. 请选择一种自然结构，分析其特点，并尝试设计一种基于该结构的创新产品。 11. 你如何评价小组设计的自承式桥？如果再用AI优化一次，你会从哪些方面改进你的设计？ 小结本次课堂内容，引导学生梳理知识脉络，发布AI辅助的创新作业，明确要求，思考问题10、11。 按照要求完成课后作业，并借助豆包AI评价作业。 AI赋能：借助AI豆包评价自己作业练习 意图：巩固所学内容，利用豆包作为学伴，分析自己的设计练习，进而提升创新设计的素养。为后续学习埋下伏笔。 课时板书设计（课堂真实板书） 课时作业设计（简要说明） 作业： 1.请选择一种自然结构，分析其特点，并尝试设计一种基于该结构的创新产品，并借助AI豆包评价。要求：绘制设计草图，写出设计说明，思考应用领域和优势。 2.你如何评价你小组设计的自承式桥？如果再用AI优化一次，你会从哪些方面改进你的设计？ 说明： 巩固所学内容，利用AI豆包作为学伴，分析自己的设计练习，尝试绘制草图，培养创新设计和图样表达的素养，并为后续学习买下伏笔。作业2作为最后一个问题链，引导学生的思维走向评价和创造。 课时评价设计（框架说明+评价示例） 评价框架： 本课采用与学科核心素养对标的“三维度”评价框架，涵盖知识理解、探究实践、创新表达。该框架贯穿于教学过程始终，并融合了教师观察、小组互评、AI辅助评价等多种方式，旨在实现以评促学、以评促教。 评价方式： 过程性评价：通过教师课堂观察记录、小组协作表现、以及学生在DeepSeek平台上的提问质量与交互记录，评估学生的探究过程与思维发展。 成果性评价：针对核心作业“仿生设计”，采用教师评价、小组互评与豆包AI智能反馈相结合的方式进行综合评价。 评价示例： AI豆包评价示例： 课时教学反思 1.AI数字人“苏轼”的引入，成功地将技术知识与本土人文情怀相融合，激发了学生的内在学习动机。在实践探究环节，DeepSeek作为“在线工程师”的设定，让问题解决从教师的单向指导转变为学生自主寻求方案的人机协作模式，差异化学习需求得到了初步满足。 2.“AI赋能”的体现不够深入和系统，后期考虑自己设计一个具有相关技术专业知识库的AI智能体，面对学生课堂上的提问，可以更精准、专业的答疑。 3.AI有效辅助课堂的教学，但是对教师自身的要求也相应的提高，反思后续应在日常中加强学习，将“AI赋能”教学作为日常备课的重要环节。 4.在课堂上发现，学生在如何有效与AI互动、如何使用提示词进行提问等方面能力较为欠缺，可考虑在课前提供相关知识支架。r 学科网（北京）股份有限公司 $