苏教版（2019）通用技术必修《技术与设计2》4.4.2 设计与实施雨水收集池水位控制系统 教案.docx

苏教版（2019）通用技术必修《技术与设计2》4.4.2设计与实施雨水收集池水位控制系统教案

授课内容

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设计思路

结合苏教版（2019）通用技术必修《技术与设计2》4.4.2节内容，本节课以设计与实施雨水收集池水位控制系统为主题，旨在让学生通过实践操作，掌握水位控制系统的设计原理与实施方法。课程设计以课本知识为基础，通过以下步骤进行：

1.引导学生了解雨水收集池的背景及意义，明确水位控制的重要性。

2.分析课本中的水位控制系统原理，让学生理解其工作原理。

3.组织学生分组讨论，根据实际情况设计一个合适的雨水收集池水位控制系统。

4.介绍实施过程中的关键技术，如传感器、控制器、执行器等。

5.学生动手搭建模型，实现水位控制功能。

6.对比不同设计方案，评价各自优缺点，总结提高。

核心素养目标

1.提升学生技术意识，培养其在实际情境中运用技术解决问题的能力。

2.增强学生的创新思维，鼓励在雨水收集池水位控制系统中提出新颖的设计方案。

3.培养学生的工程思维，通过系统设计实践，理解并应用工程原理。

4.发展学生的团队协作能力，在小组讨论与合作中共同完成任务。

5.培养学生的信息素养，有效利用资源，检索并分析相关技术信息。

重点难点及解决办法

重点：

1.雨水收集池水位控制系统的设计原理。

2.传感器、控制器、执行器等关键部件的选择与应用。

难点：

1.系统设计的实际操作与调试。

2.不同设计方案的评价与优化。

解决办法：

1.通过详细讲解课本中的设计原理，结合实际案例，使学生理解水位控制系统的基本组成和工作流程。

2.使用实物模型或模拟软件，让学生直观地观察和操作，加深对关键部件功能的理解。

3.组织小组合作，分阶段完成系统设计，教师提供实时指导，解决操作过程中的问题。

4.引导学生进行设计方案的对比分析，通过讨论和评价，优化设计方案，提高系统性能。

教学资源

1.软硬件资源：通用技术实验室、计算机、传感器、控制器、执行器、电路板、连接线。

2.课程平台：校园通用技术教学管理系统。

3.信息化资源：教学PPT、设计原理动画演示、水位控制系统模型图。

4.教学手段：小组讨论、设计实践、实时反馈指导、成果展示。

教学实施过程

1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布预习资料，包括雨水收集池水位控制系统的基本原理和设计要求。

设计预习问题：提出如何选择合适的传感器和控制器，以及系统调试中可能遇到的问题。

监控预习进度：通过平台跟踪学生的预习进度，及时了解学生的预习情况。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生阅读资料，理解水位控制系统的设计原理。

思考预习问题：学生思考问题，尝试提出自己的设计方案。

提交预习成果：学生将预习笔记和设计方案提交至平台。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：培养学生的自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台进行资源共享和进度监控。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过实际案例引入水位控制系统的重要性。

讲解知识点：详细讲解传感器、控制器和执行器的工作原理和选型。

组织课堂活动：分组讨论设计方案，并进行模拟操作。

解答疑问：针对学生的疑问，提供解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：学生听讲并思考如何在设计中应用所学知识。

参与课堂活动：学生参与讨论，动手搭建和调试系统模型。

提问与讨论：学生提出问题，与同学和老师进行讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：讲解知识点，确保学生理解。

实践活动法：通过动手实践，加深对知识点的理解。

合作学习法：分组讨论，培养学生的团队协作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置设计雨水收集池水位控制系统的详细方案。

提供拓展资源：提供相关技术文档和案例，供学生参考。

反馈作业情况：批改作业，提供反馈，指导学生改进。

学生活动：

完成作业：根据所学知识，设计出详细的水位控制系统方案。

拓展学习：查阅拓展资源，加深对系统设计的理解。

反思总结：总结学习过程中的收获和不足，提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：鼓励学生自主完成作业，培养独立解决问题的能力。

反思总结法：通过反思，帮助学生提升自我监控和调整能力。

学生学习效果

学生学习效果体现在以下几个方面：

1.知识掌握方面：学生能够理解并掌握雨水收集池水位控制系统的设计原理和关键组成部分，包括传感器、控制器和执行器的选型和作用。通过对课本内容的学习和课堂讨论，学生能够描述系统的基本工作流程，并在实际操作中应用这些知识。

2.技能提升方面：学生在课前预习、课堂实践和课后作业中，逐步培养了自己的技术操作能力。他们能够根据设计要求，选择合适的传感器和控制器，搭建水位控制系统，并