：贯通大概念的技术 设计项目教学与评价

案例主题：生态鱼缸及其支架的设计

该主题的设计有机贯通了结构、流程、系统、控制四个大概念 所引领的技术实践学习，四个单元的技术实践任务既相互独立，又 衔接紧密。在这种真实开放的技术情境中，学生不仅能深入体会技 术设计的一般过程，形成问题解决的方案，而且能感悟和运用结构、

流程、系统和控制等蕴含的技术思想和方法，构建“技术与设计 2”

的知识与实践体系，不断提升技术学科核心素养。

情境说明：

鱼缸是鱼儿的家，养鱼能为人们增添生活的乐趣。怎样保证长时 间摆放的鱼缸及支架结构稳固？怎样布置栩栩如生的鱼缸景观？怎样 建立一个充满生机的鱼缸生态系统？怎样实现鱼缸生态系统的自动调 控？看似普通的鱼缸设计，随着设计要求的提高，解决各种各样的技 术问题将挑战我们的能力。现在就让我们动手设计学校里供师生共同 观赏和探究的生态鱼缸吧！

项目实施：

1. “结构及其设计”单元的任务：生态鱼缸缸体和支架的设计。

“结构及其设计”是必修模块 2 的第一单元。在本单元学习之初，

依托创建的主题设计情境，指导学生明确本单元设计任务。本单元的 核心是结构设计，强调学生从结构现象及概念的理解入手，运用结构 设计的相关知识，对结构强度和稳定性等设计要求进行分析。学生经 历设计的一般过程，形成生态鱼缸缸体和支架的设计方案。见表 8。

表 8

课时 内  容

第 1 课时 创建主题设计情境，明确本单元设计任务，初步认识结构

课时 内  容 第 2—3 课时 探析影响结构稳定性和强度的因素 第 4—8 课时 简单结构的设计——生态鱼缸缸体和支架

第 9 课时 设计方案的交流 第 10 课时 经典结构的赏析

2. “流程及其设计”单元的任务：生态鱼缸缸体的制作与布景 流程的设计。

指导学生明确本单元设计任务。本单元的设计核心是流程设计，

强调运用流程设计的相关知识，划定环节和时序，围绕设计目标制订 合理的工艺操作流程。学生经历设计的一般过程，形成生态鱼缸缸 体制作和布景流程的设计方案。见表 9。

表 9

课时 内  容

第 1 课时 创建主题设计情境，明确本单元设计任务，初步认识流程 第 2 课时 探究生产与生活中的流程

第 3—6 课时 流程的设计与优化——生态鱼缸缸体的制作与布景流程 第 7 课时 设计方案的交流

3. “系统及其设计”单元的任务：生态鱼缸的生态系统的设计。

指导学生明确本单元设计任务。本单元的设计核心是生态系统设 计，为建立良好的鱼缸生态环境，强调运用系统设计的相关知识，建 立生物循环系统（融合生物知识）、水过滤系统、照明系统等功能子 系统，分析形成相互影响的系统模型，解决一定尺寸鱼缸与照明、过

续表

滤及生物数量等要素变量的匹配问题。学生经历设计的一般过程，形 成生态鱼缸生态系统的设计方案。见表 10。

表 10

课时 内  容

第 1 课时 创建主题设计情境，明确本单元设计任务，了解系统的含义 第 2 课时 探究系统的性质

第 3 课时 体会系统分析方法

第 4—7 课时 系统的设计与优化——生态鱼缸的生态系统 第 8 课时 设计方案的交流与优化

4.“控制及其设计”单元的任务：生态鱼缸生态的精确控制系统 的设计。

指导学生明确本单元设计任务。本单元的设计核心是控制系统设 计，为了精确和智能管理鱼缸生态环境，强调控制系统设计的相关知 识，提升生态鱼缸智能管理的水平，实现生态指标采集、水过滤循 环、定时照明等自动化控制功能，完善生态鱼缸的智能控温、自动补 氧、自动喂食、远程监控等功能。学生经历设计的一般过程，形成生 态鱼缸生态精确控制系统的设计方案。见表 11。

表 11

课时 内  容

第 1 课时 创建单元设计情境，明确本单元设计任务，了解控制的手段 第 2 课时 探析生活与生产中的控制

第 3—4 课时 研究控制系统的组成和工作方式

第 5—9 课时 控制系统的设计与优化——生态鱼缸精确控制系统 第 10 课时 设计方案的交流与优化