第三单元系统及其设计-系统及其特性 教案（表格式）-高一《通用技术》必修二（苏教版）

《通用技术》必修二（苏教版）教案
课 题 系统及其设计-系统及其特性 课 型 班课 课 时 1
学习目标 知识与技能 学生能够准确理解系统的定义，明确系统是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。 学生能够通过实践活动（组装和测试按压式延时水龙头）识别系统的主要构成要素，并理解各要素在系统中的作用及相互关系。 学生能够掌握系统分析的基本方法，包括识别系统的整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性等基本特性。 能力目标 学生能够通过阅读装配图、按照装配图组装和测试按压式延时水龙头的实践活动，提高动手操作能力和实践能力。 学生能够通过分析试验结果，培养观察、分析和解决问题的能力，以及运用所学知识进行实际应用的能力。 学生能够在小组合作中，学会交流、讨论和分享，培养团队协作和沟通能力。 情感目标 激发学生对技术实践活动的兴趣，培养他们对技术创新的热爱和追求。 引导学生认识到系统优化的重要性，培养他们在日常生活中关注系统优化、追求效率提升的意识。 通过分析系统的基本特性，帮助学生认识到整体与部分、局部与全局的关系，培养他们全面、系统地思考问题的习惯。 核心素养 培养学生在技术应用方面的探究意识和创新能力，使其能够在日常生活中发现和解决问题。 通过实践体验活动，加强学生的工程思维和问题解决能力，使其具备适应未来社会发展的基本素养。 引导学生关注系统与环境的关系，培养他们的环保意识和可持续发展观念。
学习重难点 任务一：认识系统及其构成 学习重点： 理解系统的定义：明确系统是由相互联系、相互作用的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。 掌握系统的基本构成：识别系统的主要要素，如按压式延时水龙头的阀体、压盖、阀座等，并理解这些要素是如何共同实现系统功能的。 理解要素与系统整体的关系：认识到要素是构成系统的基础，而系统整体则通过要素的相互作用实现其功能。 学习难点： 领悟系统各部件间的相互关系：需要通过实践活动，如组装和测试按压式延时水龙头，来深入理解系统中各部件是如何相互作用的。 识别系统的层次结构：理解系统可能由多个子系统组成，每个子系统又由更小的部分或要素组成。 任务二：辨析系统的基本特性 学习重点： 掌握系统的基本特性：整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性。 分析系统特性在实际应用中的体现：如按压式延时水龙头如何通过其设计和组成来体现系统的特性。 理解系统特性对系统设计和优化的影响：认识到在系统设计和优化过程中，需要考虑系统的各个特性。 学习难点： 辨析不同系统特性的具体应用：需要结合具体实例，如按压式延时水龙头延时试验，来分析和讨论系统特性的具体表现。 理解系统特性之间的相互作用：系统特性之间相互影响、相互制约，需要深入理解它们之间的相互作用关系。 应用系统特性解决实际问题：能够将系统的特性应用于实际问题中，进行系统的分析和设计。 注意事项 在学习过程中，注重实践体验，通过实际操作和观察来加深对系统及其特性的理解。 加强讨论和交流，通过讨论不同系统实例来深化对系统特性和应用的理解。 培养学生分析问题和解决问题的能力，能够将系统的知识和特性应用于实际问题的解决中。
教学方法 一、认识系统及其构成 1. 引入情境 通过展示商场卫生间延时水龙头的视频或图片，激发学生对系统构成和功能的好奇心。 提出问题：“这种水龙头是如何实现延时关闭的？”引导学生思考系统的基本构成。 2. 技术体验活动 分组进行按压式延时水龙头的组装和测试活动。 提供详细的装配图和必要的工具材料，确保学生能够在教师指导下完成组装和测试。 教师巡回指导，确保学生在组装过程中体会和领悟各部件的作用、价值和它们之间的相互关系。 3. 互动讨论 组装完成后，组织学生进行讨论，分析各部件的作用，如弹簧、密封圈、压盖等。 引导学生思考部件失效可能导致的后果，加深理解系统的整体性和相关性。 4. 理论讲解 在学生实践体验的基础上，系统讲解系统的含义、基本构成和必要条件。 通过案例分析（如企业系统），进一步解释系统的组成部分和要素之间的关联。 二、辨析系统的基本特性 1. 试验准备 准备按压式延时水龙头测试套件和相关工具（秒表、水压加压试验装置）。 确保学生了解试验目的和过程，准备进行技术试验。 2. 技术试验 指导学生按照试验过程进行操作，记录不同条件下水龙头的延时时间。 教师关注学生的操作过程，确保数据的准确性和可靠性。 3. 结果分析 引导学生分析试验结果，讨论影响延时时间长短的要素及其相互关系。 通过表格、图表等形式整理数据，便于学生理解和分析。 4. 归纳系统特性 结合试验结果和讨论，引导学生归纳系统的基本特性，如整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性。 举例说明这些特性在日常生活中的应用和意义，加深学生的理解。 5. 应用拓展 鼓励学生尝试将所学知识应用于其他领域或系统中，如交通系统、生态系统等。 组织学生进行小组讨论或项目实践，培养学生的系统思维和解决问题的能力。
课前准备 课前准备 一、教学目标明确 使学生能够从技术的角度认识系统及其构成，了解系统的基本概念和特性。 让学生通过实践体验，如组装和测试按压式延时水龙头，掌握系统构成和功能的关联。 培养学生观察、分析和解决问题的能力，特别是在辨析系统基本特性方面的能力。 二、教学资源准备 材料准备： 准备足够数量的按压式延时水龙头组装套材，确保每个学生都能进行操作体验。 额外准备几套按压式延时水龙头测试套件，用于技术试验。 工具准备： 准备螺丝刀、活动扳手、水压加压试验装置等组装和测试工具，保证每个学习小组都配备齐全。 准备好秒表用于记录时间，用于测试水龙头的延时效果。 教学场地准备： 选择一个宽敞且具备水电设施的教室或实验室，确保学生能够安全地进行组装和测试活动。 预先布置好工作台，确保每个学生都有足够的操作空间。 教学辅助材料： 准备按压式延时水龙头的装配图、产品说明书等教学辅助材料，供学生参考和学习。 准备教学PPT或板书，用于展示系统及其特性的相关知识和案例分析。 三、学生准备 知识预习：提前告知学生本次课程的学习目标和内容，要求学生预习相关知识和概念，为实践活动做好理论准备。 分组准备：根据班级人数和教学资源，将学生分成若干学习小组，每组4-5人，便于学生进行合作学习和实践操作。 安全教育：在课前进行安全教育，强调操作过程中的注意事项和安全规范，确保学生在实践活动中的人身安全。 四、教学流程设计 引入课题：通过周华发现商场卫生间水龙头的情境展示，引起学生的兴趣，导入系统及其特性的学习主题。 理论讲解：简要介绍系统的基本概念和特性，为后续实践活动提供理论支持。 实践活动：指导学生进行按压式延时水龙头的组装和测试活动，让学生在实践中体会系统的构成和功能。 讨论分析：组织学生进行讨论，分析按压式延时水龙头各部件的作用和相互关系，以及系统整体的功能和特性。 技术试验：引导学生进行按压式延时水龙头延时试验，通过分析实验结果，进一步归纳系统的基本特性。 总结归纳：对本次课程的学习内容和学生的实践活动进行总结归纳，巩固所学知识。 作业布置：布置相关作业，如撰写实验报告、分析其他系统案例等，以巩固和拓展学生的学习成果。
教学媒体 教学媒体设计 课前准备：系统及其特性 教学媒体一：视频展示 内容： 视频展示商场卫生间按压式延时水龙头的工作过程，引导学生思考其内部构造和延时功能的实现原理。 视频包含水龙头各部件的拆解和组装过程，以及水压加压试验装置的使用说明。 目的： 激发学生对系统及其构成的好奇心，为接下来的实践活动做铺垫。 帮助学生理解系统是由相互联系、相互作用的若干要素组成的。 教学媒体二：实物展示 内容： 展示按压式延时水龙头组装套材、螺丝刀、活动扳手、水压加压试验装置等工具。 展示水龙头的装配图及重要部件如弹簧、密封圈、压盖的样品，用于解释和讨论其功能和作用。 目的： 使学生直观地了解系统构成的实物，加深对系统组成的理解。 通过实物操作，让学生体验系统的构建过程，感受各部件间的相互关系和系统整体功能。 教学媒体三：互动软件 内容： 开发一款互动软件，模拟按压式延时水龙头的组装过程和水压加压试验。 软件中可设置不同部件的参数变化，如弹簧弹力、密封圈老化程度等，观察这些变化对延时效果的影响。 目的： 借助数字化手段，增强学生的学习体验和参与度。 通过模拟实验，帮助学生理解系统内部要素间的相互作用和整体功能的关系。 任务一：认识系统及其构成 活动： 学生分组进行按压式延时水龙头的组装和测试，记录实验过程和结果。 使用互动软件模拟不同条件下的水龙头工作状况，分析并讨论实验结果。 讨论： 引导学生讨论弹簧、密封圈、压盖等部件在系统中的作用及相互关系。 分析弹簧弹力减弱、密封圈老化、压盖松动等情况对系统整体功能的影响。 任务二：辨析系统的基本特性 活动： 学生进行按压式延时水龙头延时试验，记录不同条件下（如不同弹性系数的弹簧）的延时时间。 分析实验结果，归纳系统的基本特性，如整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性。 讨论： 引导学生结合实验体验，讨论系统的整体性如何在按压式延时水龙头中体现。 分析系统中各部件间的相关性，以及这些相关性如何影响系统的整体功能。 讨论系统的目的性和动态性，如何确保系统的稳定性和适应环境变化。 探讨如何提高系统对环境的适应性，以及这对系统设计和应用的重要性。
教学过程
教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图
活动一： 创设情境 生成问题 展示商场卫生间按压式延时水龙头的图片或视频，引起学生兴趣。 提出问题：“你们见过这种水龙头吗？它有什么特别之处？” 引导学生思考水龙头如何实现延时关闭的功能，并猜测其中的技术原理。 观察图片或视频，对按压式延时水龙头产生兴趣。 回答问题，提出自己的猜想和假设。 通过真实情境引入，激发学生对新技术的探究欲望，同时引导学生将实际问题与技术原理联系起来。
活动二： 调动思维 探究新知 分发按压式延时水龙头的装配图和组装套材。 指导学生阅读装配图，明确组装步骤和要点。 引导学生动手组装水龙头，并思考各部件的作用及其相互关系。 仔细阅读装配图，理解组装流程。 动手组装水龙头，并在过程中体会各部件的作用和相互关系。 与同学交流讨论，共同解决问题。 通过实践活动，让学生亲身体验系统构成的复杂性及其各要素之间的相互关系，加深对系统概念的理解。
活动三： 调动思维 探究新知 提出问题：“如果按压式延时水龙头的某个部件出现问题，会对整体功能产生什么影响？” 引导学生讨论并列举可能的故障情况及其后果。 引导学生分析系统构成的条件，并给出实例说明。 思考并回答问题，列举可能的故障情况及其后果。 与同学讨论并分享自己的观点。 分析系统构成的条件，并给出实际生活中的例子。 通过讨论和举例，巩固学生对系统及其构成条件的理解，同时提高学生的分析能力和综合素质。
活动四： 巩固练习 素质提升 引入按压式延时水龙头延时试验，说明试验目的和步骤。 指导学生进行试验，并观察记录不同条件下水龙头的延时时间。 引导学生分析试验结果，归纳系统的基本特性。 按照教师指导进行试验操作，并观察记录数据。 分析试验结果，讨论并归纳系统的基本特性。 填写相关表格，并撰写实验报告。 通过实验操作和分析，让学生直观感受系统特性的实际应用，加深对系统特性的理解和记忆。同时，培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
课堂小结 作业布置 课堂小结 本节课我们主要学习了系统及其特性，通过两个任务——认识系统及其构成和辨析系统的基本特性，深入理解了系统的含义、构成以及系统的基本特性。 首先，我们通过组装和测试按压式延时水龙头的实践活动，从技术的角度了解了系统的含义和基本构成。系统是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。这些要素或部分之间需要相互配合，形成一定的结构和关系，才能实现系统整体的功能。 其次，我们通过按压式延时水龙头延时试验，辨析了系统的基本特性，包括整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性。这些特性是系统分析和设计的基础，也是评价系统优劣的重要标准。 作业布置 一、基础知识回顾 简述系统及其构成的基本概念。 列举并解释系统的五个基本特性。 二、实践应用 请你选择一个生活中的系统（如自行车、手机、家庭电器等），分析该系统的主要构成要素，并解释这些要素是如何相互作用以实现系统整体功能的。 分析并说明你选择的生活系统中体现的系统基本特性。比如，在选择自行车时，你可以讨论自行车与环境适应性的关系，或者自行车各部分（如车架、车轮、链条等）之间的相关性。 三、拓展思考 假设你是一名系统设计师，需要设计一个能够适应极端环境（如沙漠、高山等）的探险设备系统。请描述该系统应包含哪些主要要素，并说明这些要素之间如何相互作用，以满足探险活动的基本需求。 结合你的学习和生活体验，思考系统科学在我们日常生活中的应用和重要性，并举例说明。 四、作业提交 请将作业以书面形式提交，并在下次课堂上进行讨论和交流。
板书设计 板书设计：系统及其特性 一、认识系统及其构成 1. 系统的定义 相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体 2. 系统的要素与构成 要素：构成系统的最主要的元素（如按压式延时水龙头的阀体、压盖等） 构成条件： 至少两个要素 要素间相互联系、相互作用 整体具有的功能是各要素所不具备的 3. 技术体验：按压式延时水龙头 体验目的：了解系统含义及基本构成 主要部件：阀体、压盖、阀座、圆柱形阀芯、弹簧等 部件作用讨论：弹簧、密封圈、压盖等 二、辨析系统的基本特性 1. 基本特性概述 整体性 相关性 目的性 动态性 环境适应性 2. 技术试验：按压式延时水龙头延时试验 试验目的：分析系统基本特性 试验准备：水龙头测试套件、秒表、水压加压试验装置 试验过程：组装、加压、测试、记录、分析 3. 特性详解 整体性：系统的功能由各部件相互关联和作用产生 相关性：系统内部要素间相互作用、相互联系 目的性：系统服务于某种目的，实现特定功能 动态性：系统随时间变化，需要适应和调整 环境适应性：系统对外部环境变化做出适应性反应 三、课堂小结 系统是由相互联系、相互作用的要素组成的具有特定功能的有机整体 系统的基本特性包括整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性 通过技术体验和技术试验，我们可以更深入地理解系统的含义和特性 四、作业布置 复习今天所学的系统及其特性的知识，总结系统的构成条件和基本特性。 思考并讨论一个你熟悉的生活中的系统（如自行车、智能手机等），分析该系统的构成要素和基本特性，并解释为什么该系统能实现其特定的功能。 如果有条件，可以尝试自己组装一个简易的系统（如简易机械装置），通过实际操作体验系统的构建和功能实现。
教学反思 一、教学内容与目标达成 本次教学内容围绕“系统及其特性”展开，通过两个任务——认识系统及其构成和辨析系统的基本特性，引导学生从实践操作中理解系统的概念及其特性。整体来看，教学目标基本达成。 认识系统及其构成：通过组装和测试按压式延时水龙头的活动，学生能够从技术角度理解系统的含义和基本构成。活动过程中，学生们能够按照装配图正确组装水龙头，并在实践中体会各部件的作用和它们之间的相互关系。通过这一活动，学生对于系统由相互联系、相互作用的若干要素组成，并具备特定功能的有机整体这一概念有了深刻的理解。 辨析系统的基本特性：通过按压式延时水龙头延时试验，学生们分析了水龙头延时时间的影响因素，从而从应用的角度归纳出系统的基本特性，如整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性。学生们能够积极参与讨论，分享自己的见解，并理解系统特性在实际应用中的重要性。 二、教学方法与效果评估 实践教学法：通过组装和测试按压式延时水龙头的实践活动，学生们能够直观地理解系统的概念，提高学习兴趣和积极性。实践过程中，学生们能够主动思考、发现问题并尝试解决问题，这对于培养学生的实践能力和创新思维具有积极作用。 案例分析法：通过按压式延时水龙头的案例分析，学生们能够深入了解系统的特性，并理解这些特性在实际应用中的重要性。这种教学方法有助于学生将理论知识与实际应用相结合，提高学习的针对性和实用性。 效果评估：从学生们的表现和反馈来看，教学效果良好。学生们积极参与课堂活动，能够主动思考和回答问题，对系统的概念和特性有了深刻的理解。同时，学生们也能够在实践活动中发现问题并尝试解决问题，表现出较强的实践能力和创新思维。 三、存在问题与改进措施 时间分配：在实践活动中，部分学生因为对装配图理解不够透彻或者操作不够熟练，导致活动时间较为紧张。在今后的教学中，需要更合理地安排时间，确保每个学生都有足够的时间来完成实践任务。 工具材料准备：在实践活动中，部分工具材料不够齐全或者质量不佳，影响了活动的顺利进行。在今后的教学中，需要提前准备好足够的工具材料，并确保其质量可靠。 教学内容深度：部分学生对于系统的特性理解不够深入，需要进一步加强相关知识的讲解和讨论。在今后的教学中，可以引入更多的案例分析或者实验活动，帮助学生更深入地理解系统的特性。 学生参与度：虽然大部分学生都能积极参与课堂活动，但仍有部分学生表现较为被动。在今后的教学中，需要采取更多的措施来激发学生的学习兴趣和积极性，提高全体学生的参与度。