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ZW18 126 普通高中通用技术课程标准(2017年版)

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通用技术课程标准

中华人民共和国教育部制定

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2018.1

ISBN 978-7-107-31848-1

Ⅰ . ①普… Ⅱ . ①中… Ⅲ . ①通用技术—课程标准—高中 Ⅳ . ① G633.933 中国版本图书馆 CIP 数据核字 (2018) 第 007427 号

普通高中通用技术课程标准(2017 年版)

PUTONG GAOZHONG TONGYONG JISHU KECHENG BIAOZHUN

责任编辑 周 琳 王 鑫 装帧设计 何安冉 曹 洋 出版发行 (北京市海淀区中关村南大街 17 号院 1 号楼 邮编:100081) 网 址 http://www.pep.com.cn 经 销 全国新华书店 印 刷 ××× 印刷厂 版 次 2018 年 1 月第 1 版 印 次 2018 年 1 月第 1 次印刷 开 本 787 毫米 ×1092 毫米 1/16 印 张 7 字 数 81 千字 定 价 17.40 元 版权所有·未经许可不得采用任何方式擅自复制或使用本产品任何部分·违者必究

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党的十九大明确提出:“要全面贯彻党的教育方针,落实立德树 人根本任务,发展素质教育,推进教育公平,培养德智体美全面发展 的社会主义建设者和接班人。” 基础教育课程承载着党的教育方针和教育思想,规定了教育目标 和教育内容,是国家意志在教育领域的直接体现,在立德树人中发挥 着关键作用。 2003 年,教育部印发的普通高中课程方案和课程标准实验稿, 指导了十余年来普通高中课程改革的实践,坚持了正确的改革方向和 先进的教育理念,基本建立起适合我国国情、适应时代发展要求的普 通高中课程体系,促进了教育观念的更新,推进了人才培养模式的变 革,提升了教师队伍的整体水平,有效推动了考试评价制度的改革, 为我国基础教育质量的提高作出了积极贡献。但是,面对经济、科技 的迅猛发展和社会生活的深刻变化,面对新时代社会主要矛盾的转 化,面对新时代对提高全体国民素质和人才培养质量的新要求,面对 我国高中阶段教育基本普及的新形势,普通高中课程方案和课程标准 实验稿还有一些不相适应和亟待改进之处。 2013 年,教育部启动了普通高中课程修订工作。本次修订深入 总结 21 世纪以来我国普通高中课程改革的宝贵经验,充分借鉴国际 课程改革的优秀成果,努力将普通高中课程方案和课程标准修订成既 符合我国实际情况,又具有国际视野的纲领性教学文件,构建具有中

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国特色的普通高中课程体系。

一、修订工作的指导思想和基本原则

(一)指导思想 以马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重 要思想、科学发展观、习近平新时代中国特色社会主义思想为指导, 深入贯彻党的十八大、十九大精神,全面贯彻党的教育方针,落实立 德树人根本任务,发展素质教育,推进教育公平,以社会主义核心价 值观统领课程改革,着力提升课程思想性、科学性、时代性、系统 性、指导性,推动人才培养模式的改革创新,培养德智体美全面发展 的社会主义建设者和接班人。 (二)基本原则 1. 坚持正确的政治方向。坚持党的领导,坚持社会主义办学方 向,充分体现马克思主义的指导地位和基本立场,充分反映习近平新 时代中国特色社会主义思想,有机融入坚持和发展中国特色社会主 义、培育和践行社会主义核心价值观的基本内容和要求,继承和弘扬 中华优秀传统文化、革命文化,发展社会主义先进文化,加强法治意 识、国家安全、民族团结、生态文明和海洋权益等方面的教育,培养 良好政治素质、道德品质和健全人格,使学生坚定中国特色社会主义 道路自信、理论自信、制度自信和文化自信,引导学生形成正确的世 界观、人生观、价值观。 2. 坚持反映时代要求。反映先进的教育思想和理念,关注信息 化环境下的教学改革,关注学生个性化、多样化的学习和发展需求, 促进人才培养模式的转变,着力发展学生的核心素养。根据经济社会 发展新变化、科学技术进步新成果,及时更新教学内容和话语体系, 反映新时代中国特色社会主义理论和建设新成就。 3. 坚持科学论证。遵循教育教学规律和学生身心发展规律,贴 近学生的思想、学习、生活实际,充分反映学生的成长需要,促进每

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个学生主动地、生动活泼地发展。加强调查研究和测试论证,广泛听 取相关领域人员的意见建议,重大问题向权威部门、专业机构、知 名专家学者咨询,求真务实,严谨认真,确保课程内容科学,表述 规范。 4. 坚持继承发展。对十余年普通高中课程改革实践进行系统梳 理,总结提炼并继承已有经验和成功做法,确保课程改革的连续性。 同时,发现并切实面对改革过程中存在的问题,有针对性地进行修订 完善,在继承中前行,在改革中完善,使课程体系充满活力。

二、修订的主要内容和变化

(一)关于课程方案 1. 进一步明确了普通高中教育的定位。我国普通高中教育是在 义务教育基础上进一步提高国民素质、面向大众的基础教育,任务是 促进学生全面而有个性的发展,为学生适应社会生活、高等教育和职 业发展作准备,为学生的终身发展奠定基础。普通高中的培养目标是 进一步提升学生综合素质,着力发展核心素养,使学生具有理想信念 和社会责任感,具有科学文化素养和终身学习能力,具有自主发展能 力和沟通合作能力。 2. 进一步优化了课程结构。一是保留原有学习科目,调整外语 规划语种,在英语、日语、俄语基础上,增加德语、法语和西班牙 语。二是将课程类别调整为必修课程、选择性必修课程和选修课程, 在保证共同基础的前提下,为不同发展方向的学生提供有选择的课 程。三是进一步明确各类课程的功能定位,与高考综合改革相衔接: 必修课程根据学生全面发展需要设置,全修全考;选择性必修课程根 据学生个性发展和升学考试需要设置,选修选考;选修课程由学校根 据实际情况统筹规划开设,学生自主选择修习,学而不考或学而备 考,为学生就业和高校招生录取提供参考。四是合理确定各类课程学 分比例,在毕业总学分不变的情况下,对原必修课程学分进行重构,

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由必修课程学分、选择性必修课程学分组成,适当增加选修课程学 分,既保证基础性,又兼顾选择性。 3. 强化了课程有效实施的制度建设。进一步明确课程实施环节 的责任主体和要求,从课程标准、教材、课程规划、教学管理,以及 评价、资源建设等方面,对国家、省(自治区、直辖市)、学校分别 提出了要求。增设“条件保障”部分,从师资队伍建设、教学设施和 经费保障等方面提出具体要求。增设“管理与监督”部分,强化各级 教育行政部门和学校课程实施的责任。 (二)关于学科课程标准 1. 凝练了学科核心素养。中国学生发展核心素养是党的教育方 针的具体化、细化。为建立核心素养与课程教学的内在联系,充分挖 掘各学科课程教学对全面贯彻党的教育方针、落实立德树人根本任 务、发展素质教育的独特育人价值,各学科基于学科本质凝练了本学 科的核心素养,明确了学生学习该学科课程后应达成的正确价值观 念、必备品格和关键能力,对知识与技能、过程与方法、情感态度价 值观三维目标进行了整合。课程标准还围绕核心素养的落实,精选、 重组课程内容,明确内容要求,指导教学设计,提出考试评价和教材 编写建议。 2. 更新了教学内容。进一步精选了学科内容,重视以学科大概 念为核心,使课程内容结构化,以主题为引领,使课程内容情境化, 促进学科核心素养的落实。结合学生年龄特点和学科特征,课程内容 落实习近平新时代中国特色社会主义思想,有机融入社会主义核心 价值观,中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化教育内 容,努力呈现经济、政治、文化、科技、社会、生态等发展的新成 就、新成果,充实丰富培养学生社会责任感、创新精神、实践能力相 关内容。 3. 研制了学业质量标准。各学科明确学生完成本学科学习任务 后,学科核心素养应该达到的水平,各水平的关键表现构成评价学业

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质量的标准。引导教学更加关注育人目的,更加注重培养学生核心素 养,更加强调提高学生综合运用知识解决实际问题的能力,帮助教师 和学生把握教与学的深度和广度,为阶段性评价、学业水平考试和 升学考试命题提供重要依据,促进教、学、考有机衔接,形成育人 合力。 4. 增强了指导性。本着为编写教材服务、为教学服务、为考试 评价服务的原则,突出课程标准的可操作性,切实加强对教材编写、 教学实施、考试评价的指导。课程标准通俗易懂,逻辑更清晰,原则 上每个模块或主题由“内容要求”“教学提示”“学业要求”组成,大 部分学科增加了教学与评价案例,同时依据学业质量标准细化评价目 标,增强了对教学和评价的指导性。 本次修订是深化普通高中课程改革的重要环节,直接关系育人质 量的提升。普通高中课程方案和课程标准必须在教育教学实践中接受 检验,不断完善。可以预期,广大教育工作者将在过去十余年改革的 基础上,在丰富而生动的教育教学实践中,不断提高课程实施水平, 推动普通高中课程改革不断深化,共创普通高中教育的新辉煌,为实 现国家教育现代化、建设教育强国作出新贡献。

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一、课程性质与基本理念...1 (一)课程性质/ 1 (二)基本理念/ 2 二、学科核心素养与课程目标...4 (一)学科核心素养/ 4 (二)课程目标/ 5 三、课程结构...7 (一)设计依据/ 7 (二)结构/ 8 (三)学分与选课/ 9 四、课程内容...11 (一)必修课程/ 11

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(二)选择性必修课程/ 18 (三)选修课程/ 52 五、学业质量...64 (一)学业质量内涵/ 64 (二)学业质量水平/ 65 (三)学业质量水平与考试评价的关系/ 67 六、实施建议...69 (一)教学与评价建议/ 69 (二)学业水平考试命题建议/ 72 (三)教材编写建议/ 79 (四)地方和学校实施本课程的建议/ 82 附录...85 附录 1 通用技术学科核心素养水平划分/ 85 附录 2 教学与评价案例/ 90

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(一)课程性质

技术是指从人类需求出发,秉持一定的价值理念,运用各种物质 及装置、工艺方法、知识技能与经验等,实现一定使用价值的创造性 实践活动。技术是人类文明的重要组成部分,是社会生产力水平的重 要标志之一,是人类物质财富和精神财富的积累形式。通用技术是指 当代技术体系中较为基础、在日常生活中应用较为广泛、育人价值较 为丰富并与专业技术相区别的技术,是学生适应社会生活、高等教育 和职业发展所必需的技术。 技术教育是素质教育的基本组成部分,是学生技术素养形成的重 要途径,对落实立德树人根本任务、实施国家创新驱动发展战略、弘 扬中华优秀传统文化和提高全民技术素养都具有重要的作用。普通高 中通用技术课程,以提高学生的学科核心素养为主旨,以设计学习、 操作学习为主要特征,是一门立足实践、注重创造、体现科技与人文 相统一的课程。通用技术课程有助于学生通过技术实践活动构建默会 知识和程序性知识;有助于强化学生手脑并用与知行合一,增强技术 思想和方法的学习与运用,发展工程思维和创造能力;有助于学生图 样表达和物化能力的培养,提高解决技术问题的综合能力;有助于增

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强学生对技术文化的理解,形成良好的技术理性和个性品质。

(二)基本理念

1. 着力培养学生所必备的学科核心素养 普通高中通用技术课程是高中学生的必学课程。通用技术课程面 向全体学生,为每一个学生拓展技术教育学习经历、落实受技术教育 权利提供机会和条件。通用技术课程蕴含丰富的育人价值,应避免单 一、机械的技能学习,着力培养学生树立正确的价值观念,促进必备 品格与关键能力的提升,积极理性地参与技术活动,成为适应时代发 展要求的技术使用者和创造者。 2. 构建结构合理、满足学生多样化发展需求的课程体系 在通用技术必修课程基础上,着力构建体现学生不同发展取向的 选择性必修和选修课程体系,最大限度地提供多维度的课程选择。从 学生的日常生活需要、工科潜能发展、职业发展以及技术创造兴趣等 角度展开,兼顾传统工艺与现代技术、技术的分化与综合、国家课程 与校本课程等方面进行课程设计,以满足学生的不同发展需求,促进 学生全面而有个性的发展。 3. 选择体现时代特点、与生活紧密联系的课程内容 技术发展日新月异,大数据、人工智能、虚拟现实、新材料、新 能源技术等开始走进日常生活,通用技术课程内容应与时俱进。设计 课程内容紧密联系学生生活和一定的生产实际,在坚持基础性的同 时,既选择具有时代气息、适应社会发展、体现未来科技走向、具有 可迁移特征的内容,也选择贴近学生实际、富有挑战意义、满足学生 个性发展需要、有利于课程实施和学生选修的内容。

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4. 注重科技与人文的有机融合,突出实践能力、创新思维和工 匠精神的培养 现代技术注重科技与人文的统一和融合。通用技术课程通过技术 设计与技术探究等,强化科学原理的运用;通过对技术所蕴含的经 济、道德、法律、伦理、心理、环境、审美等因素的综合分析,深化 技术认识,开拓文化视野。充分利用通用技术课程,发展学生对知识 的整合、应用、物化和解决技术问题的能力,提高学生的实践能力。 营造体现创新文化的教育环境,通过丰富多彩的设计性、探究性、创 造性活动,激发学生的开放性、批判性思考和创造性潜能,使学生的 创新意识、创新思维得到进一步发展。通过作品制作、工艺实践、技 术试验、方案物化及优化等,培养学生严谨细致、精益求精、追求卓 越的工作态度,注重培育学生的工匠精神。 5. 倡导核心素养理念引领下的多样化学习方式 通用技术课程以学科核心素养的培养为导向,倡导以学生为中 心、实践为核心的多样化学习方式。根据学生的身心发展规律和技术 学习特点,立足学生的直接经验和亲身参与,充分利用现代信息技 术,精心设计和组织学生的学习活动,注重创设与学生已有经验相联 系的多样化学习情境,采取自主、合作、探究等学习方式,进行技术 体验、技术设计、技术制作、技术试验等实践活动,促进学生学科核 心素养的形成与发展。 6. 建立学习结果与学习过程并重的评价机制 通用技术课程的评价提倡学习结果与学习过程的统一。既关注学 生技术知识掌握、实践技能习得、技术作品形成等,也关注学生技术 思想方法、情感态度价值观的发展情况,还关注学生技术学习活动中 技术经验的积累、原理的运用、方法的融合、设计的创新、技能的迁 移、文化的感悟等,努力实现教、学、评三者的有机统一。

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(一)学科核心素养

学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习 而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。通用技术学科核 心素养主要包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能 力五个方面。 技术意识:技术意识是对技术现象及技术问题的感知与体悟。学 生能形成对人工世界和人技关系的基本观念,技术的规范、标准与专 利意识;能就某一技术领域对人、社会、环境的影响作出一定的理性 分析,形成技术的安全和责任意识、生态文明与环保意识、技术伦理 与道德意识;能把握技术的基本性质,理解技术与人类文明的有机联 系,形成对技术文化的理解与主动适应。 工程思维:工程思维是以系统分析和比较权衡为核心的一种筹划 性思维。学生能认识系统与工程的多样性和复杂性;能运用系统分 析的方法,针对某一具体技术领域的问题进行要素分析、整体规划, 并运用模拟和简易建模等方法进行设计;能领悟结构、流程、系统、 控制等基本思想和方法并加以运用;能进行简单的风险评估和综合 决策。

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创新设计:创新设计是指基于技术问题进行创新性方案构思的一 系列问题解决过程。学生能在发现与明确问题的基础上,收集相关信 息,并运用人机关系及相关理论进行综合分析,提出符合设计原则且 具有一定创造性的构思方案;能进行技术性能和指标的技术试验、技 术探究等实践操作,准确地观测、记录与分析;能综合各种社会文化 因素评价设计方案并加以优化。 图样表达:图样表达是指运用图形样式对意念中或客观存在的技 术对象进行可视化的描述和交流。学生能识读简单的机械加工图及控 制框图等常见技术图样;能分析技术对象的图样特征,会用手工和二 维、三维设计软件绘制简单的技术图样等;能通过图样表达设计构 想,用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。 物化能力:物化能力是指采用一定的工艺方法等将意念、方案转 化为有用物品,或对已有物品进行改进与优化的能力。学生能知道常 见材料的属性和常用工具、基本设备的使用方法,了解一些常见工艺 方法,并形成一定的操作经验积累和感悟;能根据方案设计要求,进 行材料选择、测试与规划,工具选择与使用,工艺设计与产品制作 等;能独立完成模型或产品的成型制作、装配及测试,具有较强的动 手实践与创造能力;能体验工匠精神对技术制造质量的独特作用,形 成物化过程中严谨细致、精益求精、追求卓越的工作态度。

(二)课程目标

通过本课程的学习,学生能获得未来发展、终身学习、美好生活 和担当民族复兴大任所必需的学科核心素养,成为有理念、会设计、 能动手、善创造的社会主义建设者和接班人。学生在课程学习中,通 过体现时代特征和社会发展需要的技术基础知识、基本技能、基本思 想、基本态度的学习和基本经验的积累,形成对技术的亲近感、敏感

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性、理性精神、责任意识,以及对技术的文化感悟;经历技术设计的 全过程,形成一定的方案构思、图样表达、工艺选择及物化能力;能 够领悟基本的技术思想,形成初步的系统与工程思维,发展创造性思 维,养成用技术解决实际问题的良好习惯;体验技术问题解决过程的 艰巨性和复杂性,养成实事求是、严谨细致、精益求精、追求卓越的 工作态度,培育工匠精神,增强劳动观念,具备初步的职业规划和创 业意识,形成与技术相联系的安全意识、规范意识、伦理意识、环保 意识、质量意识、经济意识、创新意识。

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(一)设计依据

1. 遵循普通高中课程方案,全面落实立德树人要求 根据教育部普通高中课程方案所确立的性质、目标、内容等方面 的原则与要求,进行本课程标准的整体设计,坚持把立德树人要求全 面落实到课程设计的每一个环节和要素中,以学科核心素养为导向, 构建高中通用技术课程结构和内容体系。 2. 立足课程改革实践基础与未来发展的需要,注重传承与创新 十多年的课程改革实践,高中通用技术课程在国内外产生了积极 的影响,既有诸多的成功经验需要继承,也存在亟待解决的问题。因 此,本课程设计基于已有的实践基础,坚持既定的改革方向,保持必 修内容的适度稳定性,强化与《普通高中技术课程标准(实验)》的 有机衔接,努力实现改革与发展的循序渐进。 3. 汲取学科最新发展成果,借鉴国际技术课程的有益经验 本课程设计从中国国情和教育实际出发,积极汲取世界上多个代 表性国家和地区技术课程发展和高中课程建设的最新理论与实践成

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果,理性分析和合理借鉴国际上高中技术与工程教育课程设计与实施 的有益经验,把握技术及其教育未来发展趋势,努力通过与时俱进的 课程发展推进全民技术素养提升和创新驱动发展战略实施。

(二)结构

必修 选择性必修 选修 课程 模块 技术与设计 1 技术与设计 2 技术与生活系列 技术与工程系列 技术与职业系列 技术与创造系列 传统工艺及其实践 新技术体验与探究 技术集成应用专题 现代农业技术专题 主要 功能 满足高中学生毕业要求 满足学生升学和就 业以及个性化发展 的需要 满足学生在技术学 习方面的特别需求 必修设“技术与设计 1”和“技术与设计 2”2 个模块。这里的设 计主要是指技术产品的设计,包括发现与明确问题、制订设计方案、 制作模型或原型、优化设计方案、编写技术作品说明书等设计环节。 两个必修模块的基本内容呈现递进关系,“技术与设计 1”是“技术 与设计 2”的基础。“技术与设计 1”侧重基础性技术设计,旨在使学 生经历一般的技术设计过程,掌握技术设计的基础知识和技能,形成 基本的技术思想与经验以及情感态度和价值观;“技术与设计 2”侧 重专题性技术设计,选择现代技术原理中基础性强、适用面广、技术 思想与方法可迁移性大、实施条件较为开放的结构、流程、系统、控 制四个主题为学习内容,旨在使学生学会运用一定的技术原理认识和 分析技术问题,用在“技术与设计 1”中所学的知识与方法进行设计 分析、方案物化和问题解决。 选择性必修设 4 个系列,共 11 个模块。其中,“技术与生活”系 列 3 个模块,分别为“现代家政技术”“服装及其设计”“智能家居

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应用设计”;“技术与工程”系列 3 个模块,分别为“工程设计基 础”“电子控制技术”“机器人设计与制作”;“技术与职业”系列 2个 模块,分别为“技术与职业探索”“职业技术基础”;“技术与创造” 系列 3 个模块,分别为“创造力开发与技术发明”“产品三维设计与 制造”“科技人文融合创新专题”。系列之间、系列中各模块之间均 为并列关系。 选修设 4 个模块,分别是“传统工艺及其实践”“新技术体验与 探究”“技术集成应用专题”“现代农业技术专题”。

(三)学分与选课

高中通用技术必修课程共设置 2 个必修模块,计 3 学分。每学分 18 课时,共 54 课时。 学生修完必修模块,方能选学选择性必修和选修模块。教师应根 据学生必修模块的学习情况以及职业发展规划,指导学生选学选择性 必修和选修模块。 选择性必修和选修模块为并列关系,可以在必修模块开设之后的 不同学期开设。 选择性必修最高可选 18 学分,共设 11 个模块,每个模块为 2 学 分,每学分 18 课时。学生可以根据个人兴趣和发展取向按系列选修 或跨系列选修其中任意一个模块。 技术与生活系列:面向全体学生,以提高学科核心素养,强化技 术在生活中的应用为主旨。 技术与工程系列:面向具有未来进入工科专业学习意向的学生, 以发展技术与工程的兴趣与特长,强化未来进入工科深造的基础为 主旨。 技术与职业系列:面向全体学生和具有未来进入高职学校学习意

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向的学生,以发展职业探索和职业选择能力,为未来进入职业世界和 进入高等职业院校学习打好基础为主旨。 技术与创造系列:面向具有科技创新兴趣和创造发明意愿的学 生,以强化学生的特长培养、技术综合运用和创新能力培养为主旨。 选修模块是学生自主选择修习的课程,面向具有技术学习特别 需求的学生,最高可选 4 学分,共设 4 个模块,每个模块可选 2 学分, 其中,“现代农业技术专题”设置 6 个选择性主题,每个主题 1 学分。

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(一)必修课程

1. 技术与设计1 随着科学技术突飞猛进地发展,技术成为引起和应对社会变化的 重要因素,而设计又是当代技术发展的关键。本模块旨在为学生深化 对技术的基本认识、经历一般的技术设计过程、形成基本的学科核心 素养打好基础。 本模块由“技术及其性质”“技术设计过程”“工艺及方案实 现”“技术交流与评价”四个单元组成。内容结构如图: 技术与设计 1 技术交流与评价 工艺及方案实现 技术设计过程 技术及其性质 【内容要求】 (1)感知生活中技术现象的普遍性和重要性,通过活动体验和案 例分析理解技术的性质,形成积极的技术价值观。 (2)结合我国优秀的传统技术文化和个人的成长经历,认识技术

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与人、自然、社会的关系,理解技术的历史发展给人类和社会带来的 变化,形成对待技术的积极态度和使用技术的责任意识。 (3)熟悉技术设计的一般过程,经历发现与明确问题、制订设计 方案、制作模型或原型、优化设计方案、编写技术作品说明书等技术 设计环节的实践。 (4)根据设计的一般原则,运用一定的设计分析方法,制订符合 设计要求的完整设计方案。并通过技术试验等方法,对多个方案进行 比较、权衡和优化,形成最佳方案。 (5)比较常见材料的特性、应用环境和基本加工工艺,掌握一些 常用材料的连接方法,并能根据设计方案和产品用途选择和规划材料。 (6)掌握简易木工、金工、电子电工常用工具的一些使用方法, 了解一至两种数字化加工设备(如激光雕刻机、激光切割机、三维打 印机)的使用方法。根据设计方案恰当选择加工工艺,制作一个简单 产品的模型或原型。 (7)说明技术语言的种类及其应用,识读简单的机械加工图、电 子线路图、效果图、装配图等常见的技术图样。运用手工绘图工具和 简易绘图软件绘制草图、简单的三视图,用恰当的技术语言与他人交 流设计思想和成果。 (8)阐述技术试验的意义、特点,结合技术作品的设计与评价进 行简单的技术试验,写出技术试验报告,并体验技术探究、技术革新 活动的乐趣。 (9)从技术的功用性、可靠性、创新性和文化性以及专利保护等 角度对作品(产品)设计过程和最终产品进行整体评价,写出评价报 告,并形成初步的知识产权保护意识。 【教学提示】 教学策略提示 可采用“钻木取火”等技术体验、技术实践方式使学生感悟和理

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解相关技术的性质,形成合理开发利用自然的意识,树立社会主义 生态文明观;可通过播放技术发展专题片、参观当地科技场馆、研 讨“工业 4.0”技术成因或了解体现中华优秀传统文化的科技产品演 变过程等方式,使学生形成技术发展的历史感;可请学生自主选择技 术案例进行利弊分析并加以归纳,以理解技术性质,形成技术意识; 可采用分组实践的形式,用木工、金工工具或三维打印机等制作“孔 明锁”“多功能开瓶器”等,以培养学生的工艺意识、增强学生对加 工工艺学习过程的体验;可组织学生按照“可调节课桌”“环保花盆” 等设计方案自主选择材料和工具,在材料的选择与比较中深化对材料 特性的理解,形成材料的环保意识,在模型或原型制作中体验方案物 化过程的复杂性和创造性;可采用识读或绘制“桥梁结构图”“玩具 车装配图”等活动体会技术产品的图样表达方式;可组织学生在“交 通安全标识”“食品包装标识”“产品说明书”中寻找生活、生产中的 技术语言;可组织学生在网上建立个人主页,展示自己设计的作品, 说明设计思想,并广泛征求别人的意见;可采用在超市进行同类产品 的技术参数分析或参加技术产品发布会等形式,让学生体会产品的多 样化设计理念,提高他们对技术及产品的鉴别、比较、权衡、选择和 评价能力。 项目任务提示 本模块教学实施的全过程可以采取大项目加辅助案例的形式。大 项目应选择基础性好、综合性强且贴近学生生活的技术设计项目,如 “可调节亮度的学生用小台灯的设计”“可调节高度的学生课桌的设 计”“橡皮筋动力导盲小车的设计”和“多功能笔筒的设计”等,技 术试验、技术探究的小项目可以配合大项目作品的某个组成部分或 某个重要技术性能展开,项目实践的过程可采用“总—分—总”或 “分—总”等方式进行。 教学装备提示 (1)专用教室应保证有足够的设计、加工、交流和集中展示的空

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间,以及保存设计过程性成果的存储空间。教室内可通过张贴技术发 展的历史图片、配置技术图样和陈列典型技术产品、样品或数字化展 示等方式,营造技术学习氛围。 (2)专用教室应分区或分类管理。应配置网络环境和一定数量的 计算机、相应的设计软件及资源库;配置符合安全规范和高中学生特 点的实现相应工艺所需的绘图工具、手工工具、电动工具、机械加工 设备、常用原材料及耗材;配置长度、质量、温度等测量仪器;配置 测试材料和作品的抗压、抗拉、稳定性、承重等性能的测试设备;配 置足够数量的防护用品(如护目镜、工作服)和常用医护药品等。 (3)专用教室应配备体现现代技术新发展的教学装备,如激光雕 刻机、激光切割机、三维打印机、小型数控加工中心、风洞等。应避 免直接将工业和工厂用设备充当教学装备,避免大量配置结构化塑料 插接件充当高中学生实践材料。 (4)专用教室和设施设备必须符合高中通用技术课程的特点,必 须符合国家及行业相关技术标准与安全要求。 【学业要求】 通过本模块的学习,学生能加深对技术性质与发展历史的理解, 形成亲近技术的情感;掌握常用工具及其使用方法、常见材料及其加 工方法、方案构思及其方法、图样识读与绘制、模型制作及其工艺等 方面的一些基本知识与基本技能,具有运用技术设计方法解决技术问 题的基本能力和基本经验,并形成有效迁移。初步形成关于技术的人 技关系、技道合一、形态转换、权衡决策、方案优化、技术试验、设 计创新等技术思想与方法。通过技术设计的交流和评价,培养合作精 神,提高审美情趣,增强使用技术的自信心和责任心,培养良好的批 判性思维和创造性思维等思维品质。

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2.技术与设计2 结构、流程、系统、控制等是技术学科的基本概念,它们蕴含着 基本的技术原理和丰富的技术思想与方法。本模块旨在帮助学生领悟 技术原理的丰富内涵和广泛应用,提高运用技术原理分析和解决实际 技术问题的能力。 本 模 块 由“ 结 构 及 其 设 计 ”“ 流 程 及 其 设 计 ”“ 系 统 及 其 设 计”“控制及其设计”四个单元组成。内容结构如图: 技术与设计 2 控制及其设计 系统及其设计 流程及其设计 结构及其设计 【内容要求】 (1)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,并从技术和文化的角度 赏析经典结构案例。 (2)通过技术试验或技术探究分析影响结构的强度和稳定性的因 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。 (4)理解流程及其环节、时序的含义,识读和绘制简单的流程 图,分析流程设计和流程优化过程中的基本要素,体会流程设计的基 本思想和方法。 (5)结合技术需求进行流程设计和对已有流程进行优化,并用流 程图表达出来。 (6)从技术应用的角度理解系统的含义、基本构成及主要特性, 结合实例学会系统分析的基本方法。 (7)通过技术探究,分析影响系统优化的因素,并通过对简单系

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统的设计实践,初步学会简单系统设计的基本方法,增强系统与工程 思维的能力。 (8)理解控制、控制系统的含义及在生产和生活中的应用,通过 案例分析了解手动控制、自动控制、智能控制的特点。 (9)熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成与工作 过程,理解其中的控制器、执行器等的作用,了解干扰现象和反馈原 理,并用方框图表达控制系统的工作过程。 (10)根据控制系统的控制要求,确定被控量、控制量,进行简单 的控制系统的方案设计,并搭建一个简易的控制系统装置,进行调试运 行和综合评价。 【教学提示】 教学策略提示 可引导学生从生活实际出发观察实体、壳体和框架结构的物体, 认识不同结构及其应用;可通过技术试验,分析影响结构的强度和稳 定性因素;可组织学生参观本地具有民族文化特色的建筑,感受经典 结构的魅力;可让学生制作并组装一个简单的作品,经历加工流程和 装配流程,通过实践体会工艺流程;可因地制宜地组织学生参观周边 企业,实地感受工业生产过程中的流程,理解流程的作用;可在工厂 技术人员的指导下,阅读工厂中控室的工艺流程图,感受流程图在工 业生产中的作用;可以自行车、计算机等常见生活用品为教具,剖析 系统的组成与结构,引导学生理解系统及其特性;可以工程中的城市 公交系统、室内电气线路系统、大面积农作物种植等为例,引导学生 经历系统设计和系统优化的过程;可通过教师自制的光感窗帘装置、 汽车道闸装置、水位控制装置、土壤湿度控制装置、光照控制装置、 压力控制装置等教具,也可运用移动终端、二维码技术等,让学生分 组观察、记录,从而理解控制、开环控制系统和闭环控制系统的工作 过程,理解装置中各个部件的作用。

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项目任务提示 本模块可以采用大概念引导大项目的方式进行项目设置,如“可 折叠自动控制阳台晾衣架的设计”项目可以体现结构设计、流程设 计、系统设计、控制设计的设计思想的综合运用。考虑到本模块具有 一定的技术含量,不同地区、学校可根据自身特点确定项目。例如, 选择材料易得的制作项目或简易工业生产项目,如学校运动会会旗的 自动升旗装置、自动门装置模型、水火箭、机械动力的简易飞行器、 机械充电式手电筒、房屋雨水收集系统模型等;可选择易于操作的工 艺项目,如金属笔筒、木质相框等,让学生设计加工流程并进行制 作,也可让学生分组体验并行、串行工序;可选择贴近学生生活的控 制设计项目,如定时投球控制装置、光感窗帘装置、压力过载报警装 置、水位控制装置、光控电风扇装置等,以便学生在分组实践的过程 中,体验控制系统的工作过程和不同控制方式的差异。 教学装备提示 (1)本模块的教学应在专用教室进行。专用教室应具有足够的空 间和设施,供学生开展技术设计、技术探究、技术交流和集中展示等 活动。 (2)专用教室可以在“技术与设计 1”模块教学装备的基础上, 增加结构试验、流程试验、控制试验的材料、模型和检测设备。同时, 可适当配置一些结构、流程、系统、控制方面的功能实验模型、图书、 挂图等,配置教师演示用的教具、模型,配置学生分组装配用的材料、 半成品和套件。配置计算机和网络学习环境,以便学生查阅资料、计 算数据和设计图样等。 (3)有条件的学校可配置用于测试设计作品性能的数字化测 试仪器,配置相应的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造 (CAM)、计算机辅助试验(CAT)类软件。 (4)专用教室和设施设备必须符合高中通用技术课程的特点,必 须符合国家及行业相关技术标准与安全需求。

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【学业要求】 通过本模块的学习,学生能理解结构、流程、系统和控制的基本 概念和基本原理;能运用基本原理进行基于问题解决的结构设计、流 程设计、系统设计、控制设计并加以物化,初步形成技术的时空观 念、系统观念、工程建模、结构与功能、干扰与反馈等基本思想和方 法;能使用常用、规范的技术框图等技术语言构思与表达设计方案; 能结合生产和生活的实际,形成和优化设计方案并实施;能从技术、 环境、经济、文化等角度评价技术设计方案和实施的结果,增强创新 意识。

(二)选择性必修课程

技术与生活系列 1. 现代家政技术 现代家政技术是基于日常家庭生活及其管理的常用技术。本模块 旨在帮助学生掌握常见的、与家庭生活相关的技术知识与技能,初步 形成科学地利用技术创造美好生活的意识与能力。 本 模 块 由“ 家 政 概 述 ”“ 家 庭 管 理 与 技 术 ”“ 家 庭 理 财 与 技 术”“家庭保健与技术”四个单元组成。内容结构如图: 现代家政技术 家庭保健与技术 家庭理财与技术 家庭管理与技术 家政概述 【内容要求】 (1)分析和评价一些典型的国内外家政理念,运用案例说明技术 发展影响家庭生活方式变化的多重意义。

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(2)理解家庭管理的内容和特点,运用信息技术、智能控制技术 等为改进家庭事务管理、家庭环境管理设计相应的方案,说明家庭人 际关系在家庭管理中的作用。 (3)熟悉家庭常用电器、家具的技术构成及主要技术参数,对家 庭选择、购买、维护常用电器、工具及家具等提出方案,对家庭装修 和装饰方案进行个性化设计。 (4)分析影响家庭理财方式和效率的因素,结合模拟情境或家庭 的具体情况,运用理财软件进行合理理财方式和家庭财产管理方案的 设计,并加以实施。 (5)运用相应技术及软件工具分析家庭收入与支出的构成,并根 据家庭的具体情况,编制家庭收支预算表、支出明细表、家庭收支平 衡表等。 (6)结合家庭状况分析家庭消费结构,对各种常见家用消费品的 广告与信息进行理性辨析。通过对影响消费动机主要因素的分析,识 别现代技术条件下不健康的消费心理与行为,为自己和家庭制订合理 的消费计划。 (7)知道智能穿戴和现代医疗技术的最新发展,识别一些新兴的 医疗与保健技术以及家庭常用的保健设备,在医生指导下进行医疗与 保健技术的交流与评价,培养关心、照顾家庭成员的责任感。 (8)运用技术工具对家庭的事故隐患进行检查,及时发现家庭事 故隐患,并采取相应的防范措施和技术支持。 (9)说明造成家庭内外环境污染的因素和保护家庭环境的技术措 施,运用一些技术方法防范和消除家庭的内外环境污染,增强家庭环 保意识。 【教学提示】 教学策略提示 可组织学生分组探究《颜氏家训》《朱子治家格言》等中国古代

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家训中的一些家政观念,搜集国内外家庭在勤俭教育、劳动教育、技 术教育、礼仪教育等方面的案例,并进行分析和交流;可通过智能穿 戴、智能家居等技术体验活动,使学生了解现代通信技术、现代医疗 技术、智能控制技术等对家庭美好生活和日常健康带来的影响;可引 导学生通过常用家庭管理软件、家政设计软件的使用,了解家庭管理 信息化的技术趋势;可邀请家长与孩子一起举行类似“新技术与家庭 生活”的亲子活动;可请学生为自己的家庭设计一个物品管理的技术 方案,与父母讨论、修改,并予以实践。 项目任务提示 可以按主题选择实践项目和任务的载体。如家庭管理的信息化技 术运用和家庭环境设计与管理项目;家庭理财设计与分析软件的运用 项目;家庭日常保健技术的科学使用项目。在项目任务实施中可选择 适当的方案进行模拟实施,充分激发学生的家庭关爱观念,促使学生 学习家庭协调、家庭规划、医疗健康、家庭理财等方面的知识和技 能,形成良好的家庭管理素养。 教学装备提示 (1)本模块的教学可在常规教室或专用教室进行,可将专用教室 布置成家庭居室和多个工作坊,在各功能区或工作坊设置相应的家庭 生活设施。 (2)专用教室应配置必要的教学软件,如家庭管理软件、家庭理 财软件、家庭智能管理系统;配置必要的仪器和设备,如电子血压 仪、血糖测试仪、电子体温计、脂肪测量仪、环保材料检测仪、智能 穿戴设备、智能轮椅、家庭急救药箱、担架床等。 【学业要求】 通过本模块的学习,学生能初步形成科学而健康的现代家庭生活 观念,理解自己在目前和未来家庭生活中的角色,树立家庭生活中必 须具有的责任意识,对家庭生活相关技术及其文化有一定的感悟和理

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解;能掌握家庭管理的一些基本方法,运用一些技术工具进行家庭环 境的设计和科学管理;通过一定的技术分析,形成家庭理财的基本理 念与技能;能科学选择、使用家电设备和技术工具,运用现代技术提 高个人适应和改善生活的能力;知道现代医疗技术的最新进展,能以 健康理念和技术理性参与讨论和评价,并利用必备的技术素养为自己 及家人创造安全环境和健康便利的生活。 2.服装及其设计 服装是人们用来保护自己、装饰自己的技术产品,反映着时代的 文化特征、审美情趣和人们的生活质量。本模块旨在促进学生感知日 常生活中技术的丰富性,进一步理解与运用技术思想和方法,感受服 装设计所蕴含的文化艺术,加深学生对技术人文性的领悟。 本模块由“服装与文化”“服装与材料”“服装与结构”“服装与 制作”四个单元组成。内容结构如图: 服装及其设计 服装与制作 服装与结构 服装与材料 服装与文化 【内容要求】 (1)通过案例分析和服装赏析,举例说明服装的基本性质、主要 分类、功能及其特点,理解服装与社会发展及文化的关系。 (2)阐述服装设计的基本理念、基本要素,以及色彩搭配的基本 原理。通过一款服装的设计实践,掌握服装设计的一般方法。 (3)比较和分析常用服装材料的种类、特点和性能,用简易方法 鉴别常用服装面料,并通过技术探究活动分析服装材料与科学、技术 的关系。 (4)理解服装造型设计的含义及服装造型与材料的关系,为自己

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设计的服装选择合适的面料。 (5)说明人体结构、比例与服装的关系,掌握生活中一般的着装 原则。利用计算机软件演示服装搭配效果,并进行分析与评价。 (6)手工或应用简单的计算机绘图软件,绘制服装设计效果图、 款式图,独立完成主题服装的设计。 (7)识别服装结构制图的主要线条与符号,掌握服装结构制图及 裁剪的一般原理和方法,手工或运用计算机进行一般式样服装结构制 图和用料核算。 (8)通过服装的制作实践,掌握常见的手缝、机缝操作方法,进 行一般式样服装的缝制。 (9)通过展示、欣赏并评价有特色、有创意的优秀服装设计作 品,提高审美能力,发展创新意识。 【教学提示】 教学策略提示 可采取小组合作的方式进行教学,如收集服装材料发展的信息以 及目前市场流行服装的面料,将不同时期服装材料的变化对服装的影 响制作成幻灯片进行展示、讨论和交流,使学生对服装材料有更直观 的认识;可采用多媒体教学手段辅助学生学习,如利用视频或图片展 示我国有代表性的少数民族服装,讨论民族服装在材料、款式、色 彩与工艺方面所表现出的主要特点,说明这些特点形成的主要原因 (如生产方式、生活方式、宗教信仰、风俗习惯以及审美观念等的影 响);可通过服装表演的形式引导学生自主获取知识,理解技术与文 化的关系,如理解中式和西式服装、本地与其他地区服装的不同特点 及它们的社会文化影响;可以小组为单位进行小实践,用纸或布料在 卡纸上制作具有文化元素的半立体服装小样,并说明其体现的文化元 素,也可相互测量身体尺寸,通过讨论交流使学生了解自己的体型特 征,并通过亲身实践,为自己或同伴设计一款服装;可采取专题研究

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的方式组织学生学习,如分组针对本校的校服展开研究,分析服装结 构与穿着效果的关系,分析服装材料与穿着舒适度的关系,分析色 彩、图案及配饰与学校文化的融合,理解服装文化的内涵等,进而理 解服装设计的过程与方法,提升设计能力。 项目任务提示 可选择“校服的改进与优化设计”“夏季奥运会志愿者文化衫的 设计与制作”“科技节的特色服饰设计”“民族文化遗产服饰的设计与 制作”等项目。也可选择具有班级特色或特定技术与文化专题的服装 设计项目,如以民族文化为元素,确定各小组的设计主题,制作成衣 进行展示(材料可以是纸、布料或旧衣服),也可开展“传承技艺” 体验活动,学生分组动手制作,利用蓝靛植物染料对成衣或布料进行 图案设计及染色,记录制作过程并展示交流。 教学装备提示 (1)本模块的教学应在专用教室进行,可通过展示服装挂图、服 装材料、服装样品、历年学生的创新作品等方式营造技术学习氛围, 空间可以划分为设计学习讨论区、技术操作区和展示区等。 (2)专用教室应配置多媒体教学设备及服装设计软件,创设网络 学习环境;配备一定数量和不同型号的打版尺、软尺、大小人台、蒸 汽熨斗、平缝机、包缝机、熨烫台等工具和设备,配备数量充足的不 同材质的服装面料。 (3)专用教室可配置激光切割机和热转印烫画机,让学生体验新 技术在服装设计与制作中的应用。 【学业要求】 通过本模块的学习,学生能阐述服装的基本性质、主要分类、功 能及特点,并通过案例说明服装与材料、服装与社会发展及文化的关 系;能通过一款服装的设计实践,掌握服装设计的一般方法,理解服 装设计的基本理念和基本要素;初步学会简单服装的造型设计,能用

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服装结构制图表达服装设计意图;能用服装设计软件或平台进行信息 收集和服装设计;能分析特定对象体型特征、社会角色特征和所处环 境特征,进行生活中的着装设计及评价;能设计简单的个性化服装, 提高审美、造型能力,增强创新意识。 3.智能家居应用设计 智能家居融合了物联网、人工智能、大数据处理、建筑材料、自 动控制等先进技术,意在创设一种智慧感知、协调控制 、智能互联、 方便快捷的家庭居住环境。本模块旨在为学生感受先进技术在家庭生 活中的运用提供一个集通信、计算、控制于一体的应用性学习窗口。 本模块由“智能家居架构与功能”“智能家居与物联通信”“智能 家居简易产品设计”“智能家居系统设计与实现”四个单元组成。内 容结构如图: 智能家居应用设计 智能家居架构 与功能 智能家居系统 设计与实现 智能家居简易 产品设计 智能家居与 物联通信 【内容要求】 (1)通过智能家居的体验活动等理解智能家居的含义,说明智能 家居的系统特性及技术标准,感悟智能科技应用对家庭生活方式的影 响,形成亲近、运用智能科技的积极情感。 (2)通过搭接、拆卸等实践活动,说明物联网的技术构成、结构 特征及其技术标准,形成对嵌入式系统、无线通信组网原理和各种传 感器的感性认识,熟悉并了解基于物联网开发系统的单片机及各种温 度、湿度、光照、红外、烟雾等传感器。了解传感器的标准接口、物 联网通信标准在智能家居领域的应用。 (3)理解智能家居与物联网技术的关联性;采用物联网组网技

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术,根据给定的应用场景,进行需求分析,画出系统控制的框架图, 进行简易物联网系统的设计。对传感器进行选型和布局,初步掌握 创意设计和布局的可视化方法,并运用工程思维进行合理性解释和 分析。 (4)通过开源的设计平台构建智能家居产品原型。结合软硬件的 接口标准和通信协议,理解组网、通信和传感器等的原理和功能。 (5)应用工具进行程序设计和智能产品的硬件配置,设计产品原 型,并对系统的安全性、功耗进行分析。阐明智能家居的安全标准和 安全性方案设计,从而设计安全可靠、低功耗的智能家居产品。 (6)从实际情境出发,确定智能家居系统的需求,确定系统实现 需要,对一些标准的传感器,如温度、湿度、光照、红外、烟雾等, 进行简单组装和体验。 (7)对智能家居系统设计方案进行技术试验,从系统构成的灵活 度、操作管理的便捷性、场景控制功能的丰富性、信息资源的共享性 以及安装调试方便性出发对方案进行优化;通过比较和权衡,在多个 方案中选定最佳方案,或集中各种方案的优点来改进原有方案。 (8)以模拟住宅为平台,以家居电器及家电设备为主要控制对 象,利用网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术 等搭接环保节能的智能家居系统,并进行操作和远程控制。 【教学提示】 教学策略提示 可播放相关视频短片或分析智能家居模型,带领学生走进智能家 居世界,激发学生学习兴趣,使学生了解智能家居的发展历程;可根 据实际情况带领学生参观智能家居展厅或体验一些智能家居产品,让 学生体验智能家居和物联网技术的应用,感悟这些技术对人们美好生 活的影响;可通过查阅资料,了解“古代厨房到现代智能厨房的发展 历程”“家庭中智能电器的发展历程”等技术案例;可让学生开展前

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期调研,充分了解智能家居系统的个性化需求,从智能照明系统、环 境控制系统、安防控制系统以及中央吸尘系统等入手,进行需求分析 与功能界定;可针对智能家居的技术特点,以空调、电视机等设备的 开关、播放、暂停等红外控制指令为例,演示并讲解感应器把控制信 号转化成对应红外指令的现象和原理。 项目任务提示 可从学校、学生家庭实际出发选择“智能楼宇管理系统模型设计 与运行”“城市家庭旧房改造中的智能家居设计”“新农村建设中的 农村住宅的智能家居设计”“养老院的智能家居设计”等项目;可以 “×× 智能家居系统的优化”为例,在向用户提供“一站式系统解决 方案”,即将可视对讲、安全防范、信息家电控制、空调控制、地板 采暖控制、灯光控制、窗帘控制、场景联动等多种功能进行一体化整 合等方面进行优化和个性化的项目设计。 教学装备提示 (1)本模块的学习应在专用教室进行,通过展示智能家居产品的 发展历程、张贴相关产品的历史图片等方式营造技术学习氛围。 (2)专用教室应配备实训操作平台、智能家居教学模型、智能手 机客户端开发系统、物联网各功能模块以及相关图书、图片等资料。 (3)有条件的学校可以与智能家居设备相关企业合作,让学生有 机会实地体验、参观,或在校外合作企业开展教学活动。 【学业要求】 通过本模块的学习,学生能阐述智能家居的定义、功能及其标 准;能列举出生活中常见的智能家居产品,对现代智能家居产品与传 统家居进行对比,分析其优缺点;能阐述物联网技术的基本特征、功 能及其技术标准,分析物联网技术在智能家居方面的应用;能依据具 体的生活问题情境,确定智能家居系统的需求,经历完整的智能家居 系统设计过程,提出完整的设计方案;能依据设计方案选择匹配的硬

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件产品;能通过智能家居系统实现与优化的实训项目,完成系统硬件 设备的安装、布线与调试,完成智能家居设备的无线组网。对方案的 可行性、技术路线、关键技术以及技术难点进行分析,并提出解决 方案。 技术与工程系列 4.工程设计基础 工程设计与实施是当今人类生活和生产实践的重要组成部分。本 模块旨在帮助学生理解工程对现代社会发展的重要价值,能够简要分 析具体的工程设计要素,经历工程设计的一般过程,通过简易工程的 设计实践形成系统与工程思维。 本模块由“工程设计概述”“工程设计一般过程”“工程设计建 模”“工程决策与管理”四个单元组成。内容结构如图: 工程设计基础 工程决策与管理 工程设计建模 工程设计一般过程 工程设计概述 【内容要求】 (1)通过典型工程案例的分析,说明工程发展的简要历史和工程 分类,结合生活和生产实际,理解工程的特性、重要价值和丰富的文 化内涵。 (2)结合某一具体的工程实践案例,分析工程师工作的特点和职 业要求,体验工程团队的重要性,说明工程团队建设的要求。 (3)通过典型工程设计的案例分析,理解工程设计的一般过程, 简要分析工程设计的性能需求、生命周期、质量控制、环境关系、制 造能力、维护、工效学、法律法规与社会问题等要素。初步运用标杆 分析法和逆向工程法获得设计对象的工程特性,如设计参数、设计变 量以及制约条件等。运用质量功能配置工具将用户需求转换为关键的

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工程特性。 (4)理解工程设计过程中的安全性、可靠性、经济性等性能评 价指标。初步掌握面向 X 的设计(DFX)方法,如面向制造的设计 (DFM)、面向装配的设计(DFA)、面向环境的设计(DFE);学会 编制简易的工程设计任务书。 (5)理解工程设计建模的重要性,知道工程设计模型的类型,识 读和绘制简单的工程图样。运用实物或计算机进行简易工程的局部建 模和仿真。 (6)结合案例说明工程设计过程中评价和决策的重要性,了解决 策模型的基本要素和类型,并初步学会运用决策矩阵、层次分析法、 决策树等进行评价和决策。 (7)结合工程实践,阐述工程管理中的时间管理、质量管理和成 本评估等内容,理解全面质量管理理念,了解质量控制和改进的方 法。在工程设计过程中体验并初步学会用甘特图、关键路径法、成本 估算法等,进行简单的工程项目规划、管理和评估。 【教学提示】 教学策略提示 可通过“伟大工程巡礼”“超级工程”等系列影片让学生体验工 程的魅力,增加感性认识,加深对技术与工程文化的理解;注意融入 爱国主义教育和革命传统教育,选择一些中国共产党党员科学家或技 术人员的故事为事例,如“两弹一星”元勋、量子通信及航空航天优 秀人物等;可请学生自己选择某项工程进行专题研究,如天宫、蛟 龙、天眼、悟空、墨子、大飞机等,分析该工程的产生和影响,激发 对工程领域的兴趣,增强工程意识;可请学生分组采访身边的工程 师,并归纳工程师的工作特点和工作要求;可请学生进行角色扮演, 模拟工程设计过程,体验团队合作的重要性和必要性;可因地制宜地 组织学生参观工程项目现场,分组进行工程要素的探究;可让学生经

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历不同水平工程项目的设计分析,如房子装修工程、校园改造工程或 垃圾处理工程等;可根据情况选用一种软件,让学生体验并探究工程 设计建模过程;可结合典型的计算机、数学建模和实物模型项目,让 学生理解工程建模的作用以及不同建模方式的特点;可以桥梁、房屋 等生活中常见的工程项目为例,剖析工程估算内容,以工程上有一定 复杂程度、学生能够理解的城市公交系统、发电厂等项目为例,引导 学生分析工程估算和决策过程;可让学生进行角色扮演,体验工程决 策中工程师、政府、施工方、民众等各方的关系和立场,以发展学生 的系统与工程思维。 项目任务提示 工程设计项目的选择应贴近学生真实生活,容易实现,如“家庭 安防工程”“技术课专用教室改造工程”“学校花卉管理工程”“城市 交通工程”“农田水利灌溉工程”等,注重学生的实践体验。选用的 工程项目也要适合学生的设计水平,如垃圾处理中心、临时庇护所, 可设置具体情境,让学生循序渐进地进行工程设计分析、学习工程设 计方法等。作为案例分析的工程设计项目,应具有一定的典型性和代 表性,例如,“港珠澳大桥”“北京地铁网络”“海上巨型风机”“巴拿 马运河”“超级工程——法拉利”“磁悬浮列车”等。 教学装备提示 (1)本模块的教学可在常规教室或专用教室进行,可通过在专用 教室张贴著名工程项目和工程师图片的方式营造技术学习氛围。 (2)专用教室应配置核心技术方面的图片、图书、视频等教学资 源;配置计算机及易学易用的工程设计软件;配置教师演示用的工程 设计典型案例、教具、模型;配置学生制作工程模型或其他产品所用 的工具、设备、材料、半成品和套件。 (3)有条件的学校也可以配置不同领域或主题的工程探究室。

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【学业要求】 通过本模块的学习,学生能理解工程对人类发展的重要价值和丰 富的文化内涵;认识工程师的工作特点和工程伦理等职业要求,树立 责任和工程意识;能初步分析具体工程设计项目中所涉及的要素,经 历工程设计的一般过程和基础实践,在实践中形成系统与工程思维; 初步学会利用计算机建模和仿真,提高图样和技术表达能力;能举例 说出工程项目中所涉及的材料,初步选择合适的材料,提高物化实现 能力;能认识到工程决策和管理的重要性,在工程设计过程中运用趋 势分析、风险评估、甘特图、关键路径法等进行工程项目决策、规划 和管理。 5.电子控制技术 电子控制技术是以控制系统的思想和方法为基础,运用电子电路 实现信号采集、处理和驱动执行的技术。本模块为学生提供了学习设 计和制作电子控制系统的知识与技能,以及接触和尝试解决更为有 趣、更为丰富的技术与工程问题的机会,为其适应未来生活和高校专 业学习奠定基础。 本模块由“电子控制概述”“模拟电路与数字电路”“传感器与继 电器”“电子控制系统”四个单元组成。内容结构如图: 电子控制技术 电子控制系统 传感器与继电器 模拟电路与数字电路 电子控制概述 【内容要求】 (1)感知生产和生活中电子控制产品应用的广泛性,形成对电子 控制技术应用价值的认识,理解电子控制技术对人类和社会生活的 影响。

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(2)安装简单的电子控制装置。掌握识读电子电路图的基本方 法。辨别和检测常用电子元器件。说明电子电路焊接技术的发展趋 势,熟悉常见焊接工具及辅助材料的特点,掌握一种焊接方法。 (3)尝试测量电子控制装置中的信号。了解模拟信号和数字信号 的特性,知道数字信号中“1”和“0”的含义。阐述模拟信号和数 字信号各自的优点和局限性,了解模拟信号和数字信号相互转换的 原理。 (4)知道晶体二极管和晶体三极管的结构和类型,分析晶体二极 管基本应用电路。知道简单的晶体三极管共发射极放大电路的组成和 工作原理,识读晶体三极管的特性曲线,掌握晶体三极管在模拟电路 中的运用。 (5)举例说明晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的应用; 了解常见的数字集成电路的类型,用数字集成电路组装简单的实用 电路。 (6)阐述与门、或门、非门、与非门和或非门等基本逻辑门的逻 辑关系。分析简单的组合逻辑电路,会填写真值表,画出波形图,并 使用软件对电路进行仿真试验。 (7)举例说明传感器的发展趋势,知道传感器的作用及其应用; 认识常见的传感器,并用万用表检测。 (8)知道继电器的作用和分类,了解常见的直流电磁继电器的构 造、规格和工作原理,学会直流电磁继电器的使用方法。 (9)描述电子控制系统的基本组成,用方框图分析常见的电子控 制系统的工作过程。 (10)应用功能电路设计开环电子控制系统和简单的闭环电子控 制系统,并进行安装、调试和改进。

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【教学提示】 教学策略提示 可通过实地观察、调查、咨询、查阅产品说明书或有关技术资料 等多种形式,了解电子控制技术在生活、生产、国防等方面的应用; 可通过电子控制装置的制作与调试,理解电子控制系统的工作过程, 感受电子电路中信号的变化,加深对电子元器件的认识,提高工艺水 平和工程意识;可借助“功能电路示教板”探讨晶体三极管电流放大 作用和开关特性,强化运用技术图样交流设计构想的能力;以 2—3 人组成一个学习小组,在教师指导下利用电子试验板或电路试验箱搭 建简单的电子控制电路,通过组内协作和组间交流,排除电路搭建过 程中出现的故障,强化系统分析的能力和交流合作的意识;可使用电 子电路计算机辅助分析和设计软件,对简单的三极管放大电路、组合 逻辑电路等进行试验,加深对电子电路工作原理的理解,体会硬件设 计软件化的发展趋势。 项目任务提示 可选择安装“延时灯”“无线话筒”“光控变调音响器”“稳压电 源”等简单的电子控制装置;可在电子试验板上搭建“电子门铃电 路”“旋转彩灯电路”“定时电路”“密码锁电路”等简易、有趣的电 路;可分组开展“家用电器自动控制功能解密”“教室的安全报警 器”“水族箱自动投食装置”“住宅公用走道路灯控制”等与家庭生 活、校园生活密切相关的电子控制技术调查任务;可根据城市、乡镇 不同的特点,选择“农村恒温大棚”“病虫害声光报警系统”“超温报 警系统”“水位自动控制系统”等电子控制系统的设计项目。 教学装备提示 (1)本模块的教学应在专用教室开展,通过配置挂图、电子产品 演示模型、电子示教板等方式营造专用教室技术学习氛围。 (2)专用教室应配备符合安全规范的电子操作台、焊接工作台和 必要的电子元器件等材料,配置常见继电器认知与应用套件、晶体三

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极管开关特性试验套件等,配置典型电子控制技术案例演示模型,配 置一定数量的电子电路搭接实验箱,配置符合安全规范的电源和电子 电工工具箱,配置展示不同信号处理功能的挂图和模型示教板。 (3)专用教室可配备导电胶带、导电橡胶、导电黏合剂、导电墨 水笔等新型导电材料,让学生进行体验和探究。 (4)配置常用医护急救箱,注意操作实践安全,加强学生安全与 健康的防护。 【学业要求】 通过本模块的学习,学生对电子控制系统有初步的理解,能说明 电子控制系统中输入环节、控制环节、输出执行环节的作用与联系, 能用方框图描述系统的组成和工作过程;能识读简单的电路原理图, 选择和检测电路所需的电子元器件,并安装和调试电子电路;能判断 晶体二极管和晶体三极管简单工作电路的类型,根据电路图或模型说 明电路实现的功能,并分析其工作特点;能举例说明传感器的作用, 并根据外界物理信号的特点选择合适的传感器;能用万用表检测常见 的传感器和直流继电器;能用真值表和波形图解释简单组合逻辑门电 路的功能;能用数字集成电路搭建和调试简单的实用电路装置;能根 据设计要求,应用功能电路设计、安装和调试电子控制系统。 6. 机器人设计与制作 机器人是当今发展迅速、应用广泛且技术高度综合的现代技术产 品。本模块旨在帮助学生深化对人机关系的认识,体会机器人设计与 制作中软硬件协调、系统控制及路径规划的思想及方法,增强机械技 术、电子技术、控制技术、计算机技术等的综合运用能力。 本模块由“机器人结构与传动机械”“机器人感知与传感器”“机 器人控制器”“机器人控制策略”四个单元组成。内容结构如图:

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机器人设计与制作 机器人结构 与传动机械 机器人控制器 机器人控制策略 机器人感知与 传感器 【内容要求】 (1)阐述机器人的产生过程、应用现状与发展历史,理解机器人 三定律的内容和含义,并结合实例分析机器人与人类及环境的关系。 (2)理解机器人的基本构成、典型结构和应用背景,说明自由度 的内涵,区分机器人的感知、控制、驱动等环节,学会拆卸、组装机 器人的基本方法。 (3)正确分析常见连杆传动装置的结构及其应用,并根据需求设 计和制作简单的连杆装置。计算简单的齿轮传动比,按照装配图样安 装和调试简单的齿轮装置。学会机器人机械结构的初步设计方法。 (4)理解机器人的基本感知功能,掌握传感器感知外部环境信息 的基本原理和方法,通过比较和分析了解机器人常用传感器的种类和 特点。 (5)根据机器人的功能要求选择、安装与调试传感器。 (6)结合实际案例说明机器人路径规划与运动控制开发的常用控 制器种类,了解控制器软硬件开发过程,理解一种控制器的基本组成 及工作过程。 (7)设计一种机器人控制器的最小系统硬件,掌握控制器与传感 器接口电路、执行装置驱动电路的设计方法。 (8)理解机器人路径规划和运动控制的概念和功能,掌握机器人 常用路径规划和运动控制的设计方法。 (9)熟悉一种用于机器人路径规划和运动控制的计算机编程语言 及其调试环境,掌握编制计算机程序实现机器人路径规划和运动控制

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的方法,并完成程序调试和程序下载。 【教学提示】 教学策略提示 可采取组织学生实地参观或观看视频等方式,了解机器人的工作 过程,体会机器人与人、机器的关系;可提供几种不同类型的机器人 平台,指导学生进行拆卸和组装,在拆装过程中,让学生分析机器人 的机械结构特点和动作协调性要求,理解机器人机械结构的设计方 法;可采用观察日常生活中常见的传感器,分析其工作原理,借助认 识人类自身的感觉器官获取外部环境信息的方法,加深学生对传感器 在机器人设计中重要性的认识;可通过为机器人设置不同的功能要 求,指导学生选择合适的传感器;可通过机器人运动实例说明机器人 路径规划和运动控制的含义、必要性和实用性;从简单到复杂地讲解 机器人实例,说明路径规划和运动控制的程序设计方法,通过机器人 运动程序例程,指导学生从简单模仿例程、修改例程到编制新的例 程,强化学生理解路径规划和运动控制的计算机程序的编制、调试和 下载等基本技能;可借助控制芯片及外围电路设计最小控制系统,利 用控制器的 A/D(模拟 / 数字信号转换模块)、D/A(数字 / 模拟信号 转换模块)、DIO(开关量输入、输出模块)等接口通道,完成传感 器信息采集、处理和执行装置的驱动设计;学会采用仿真软件对控制 系统进行仿真;可借助硬件设计案例和软件例程分析,指导学生从简 单到复杂、从模仿设计到自主设计,完成机器人控制系统硬件和软件 设计。 项目任务提示 可对轮式、双足、多足等不同类型机器人进行拆卸、组装、改进 设计和运行,也可以开展灭火、取球、竞速、搬运等不同功能机器人 的设计和调试项目。

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教学装备提示 (1)本模块的教学活动应在专用教室开展,专用教室可规划为若 干个技术实践工作区域,例如,拆卸组装区、硬件设计调试区、软件 设计调试区、竞赛区、讨论交流区等。 (2)专用教室应配备网络学习环境、计算机以及机器人设计软 件、机器人平台、简单机械结构零件、常用传感器、控制器开发装 置、常用电子元器件、电源、手工工具箱等。 【学业要求】 通过本模块的学习,学生能理解机器人三定律的内涵,了解机器 人对人类生活的影响,体会机器人与人、机器的关系;能理解机器人 基本组成和典型结构,掌握轮式机器人、足型机器人基本工作原理; 能拆卸、组装机器人;能根据机器人的感知需求合理选择传感器,至 少能实现机器人的避障、寻迹、光控、声控、加速、减速、匀速等功 能中的任意四项;能结合案例分析,理解机器人路径规划和运动控制 的典型任务,掌握机器人路径规划和运动控制的计算机程序设计、调 试、下载方法,实现至少一种机器人的路径规划和运动控制任务;能 结合案例分析,完成最小控制系统的软硬件设计,利用控制器的A/D、 D/A、DIO 设计完整的机器人的传感器信息采集、处理和执行驱动; 能撰写机器人设计书。 技术与职业系列 7. 技术与职业探索 普通高中阶段是学生进行生涯规划、职业探索的重要阶段。本模 块旨在帮助学生对技术与职业世界进行探索性了解,理解技术、职业 与社会三者的互动关系,培养正确的职业观、创业观以及成才观,形 成一定的职业认识和生涯规划的能力,为适应未来职业生活和高校专 业学习奠定基础。

數據

表 5 水平 素养 5 :物化能力 水平 1 能根据设计要求选择合适的材料与工具,了解常用材料的属性及加工 方法;在材料及其加工过程中,具有基本的安全、环保和质量意识。 水平 2 能根据设计要求进行简单的技术试验,对材料进行性能测试,根据材料性能列出用料表;在实施设计方案的过程中,能从环境、经济、社 会、质量、美学等方面考虑材料的使用,掌握基本的工具使用方法。 水平 3 能结合某一技术领域,掌握一些特殊材料的属性及加工方法,根据方案设计要求选择材料和工具,确定方案实现的时序和工序;能严谨细 致地完成模型或产
表 4  试验 3 :形状的视辨性 测试条件 技术要求 国家标准 检测数据 样品 1 样品 2 样品 3 样品 4 4.  抗风稳定性检测(试验 4)。 问题情境 4 :恶劣的天气会增加交通事故发生的概率。这也对三 角警告牌的性能提出更高的要求。当遇到大风时,摆放在公路路面上 的三角警告牌会矗立不倒吗?我们能否设计一个简易的风洞,模拟真 实的气流运动环境,检测三角警告牌的抗风稳定性能呢? (1)阅读三角警告牌国家标准 4.10 节和 5.10 节的规定,填写形状 的抗风稳定性要求和国家标准数据。 (2)根据
表 5  试验 4 :抗风稳定性 测试条件 技术要求 国家标准 检测数据 样品 1 样品 2 样品 3 样品 4 (四)汇总三角警告牌系列技术试验报告,整理试验数据,综合 分析试验结果。 (五)依据试验结果,从设计者、生产者和使用者等不同角度 提出合理建议。 (六)项目拓展:不同国家的三角警告牌技术标准差异比较。 问题情境 5 :随着“一带一路”倡议的深入实施,沿着“丝绸之 路经济带”自驾游览观光将更加便捷。那么,我们所携带的三角警告 牌能够在不同国家使用吗?不同国家的三角警告牌技术标准有差异 吗?能否形成

參考文獻

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