普通高中通用技术课程标准(版2020年修订)-教学与评价案例
普通高中通用技术课程标准（2017 年版2020 年修订）
90附录 2 教学与评价案例
教学与评价案例1 ：基于螺旋式上升策略的设计与实施
案例主题：机动车用三角警告牌常规技术要求的系列试验
一、教学目标
1. 经历对机动车用三角警告牌的多项常规技术要求进行技术试验的过程，能读懂相关的技术标准，学会识读技术图样，选择相应的技术试验方法开展试验，并写出技术试验报告。
2. 经历简易风洞设计和制作过程，学会运用系统、结构等原理和系统分析方法，进行简易风洞方案设计。选择材料和工具，制作风洞模型，并进行测试和优化。
3. 经历技术试验数据分析和运用的过程，确定机动车用三角警告牌的技术问题，尝试提出多种解决方案，体悟人技关系，形成规范、安全的技术意识。
二、教学准备及课时安排
1. 教学准备。
机动车用三角警告牌样品若干、量具、弹簧秤、塑料板、轴流风机、电动机等。
2. 课时安排：5 课时。见表1。
表1
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三、教学过程
一）创设项目情境。
2012 年的一天，某省的一条高速公路上曾发生过一起相当惨烈的 车祸，2 人死亡， 10 多人受伤，原因之一就是缺了这么一块小牌子。 交警说： “三角警告牌体积较小，使用频率较低，因此很容易被司机忽 视。但千万不要小看这个三角警告牌， 它对于安全的保障作用是巨大的。 三角警告牌在车辆发生故障抛锚时， 被放置于车子后方， 以提醒后面的 来车注意安全。不合格的三角警告牌对交通安全起不到多大的警示作用。 那么，合格的三角警告牌是什么样的呢？如何辨别和选购合格的三角警 告牌产品呢？
（二）确定技术试验内容。
组装三角警告牌。阅读《中华人民共和国国家标准机动车用三角 警告牌》（ GB 19151—2003）（以下简称三角警告牌国家标准），熟 悉形状和尺寸、离地间距、结构稳定性、抗风稳定性、形状的视辨性 等技术要求的国家标准。
三）选取样品进行技术试验。
1. 检测形状、尺寸及离地间距（试验 1）
问题情境 1 ：目前，市场上销售的三角警告牌外形各异， 见图 1， 但基
本上都具备了三角形的特征。它们符合标准吗？
（1）阅读三角警告牌国家标准的规定和附录 A 的图样，填写形 状、尺寸和离地间距等技术要求及国家标准数据。
图1
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92（2）以提供的机动车用三角警告牌作为测试样品，选择合适的量具，开展
技术试验。
（3）填写试验记录表，见表2，分析试验结果。
表2 试验1 ：形状和尺寸及离地间距
2. 结构稳定性检测（试验2）
问题情境2 ：据交通部门调查统计，有些交通事故是由于司机放置的三角警告牌倾倒，未能起到警示作用而引发的，这也引起我们对三角警告牌结构的注意。走访汽车用品商店发现，三角警告牌都具有支撑架结构，各种结构设计独特且别具匠心。当机动车出现故障，将三角警告牌摆放在公路上，它们能确保不会倾倒吗？
（1）阅读三角警告牌国家标准4.6 节和5.6 节的规定，填写结构稳定性技术要求和国家标准数据。
（2）依据国标技术试验方法的要求，制订技术试验方案，注意三
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角警告牌“组装”底“部固牢”施“加测试力 ”和“顶点位移测量 ”等技术环节
（3）准备试验器材，选取形状和尺寸合格的测试样品，开展技术 试验。 （4）填写试验记录表，见表 3，分析试验结果，撰写试验报告。
3 2 检测
3. 形状的视辨性检测（试验 3）
问题情境 3 ：司机在路上遇到突发故障停车检修的时候， 利用三 角警告牌的回复反射功能，可以提醒其他车辆注意避让。这就要求三 角警告牌提供的警示信号清晰可见。那么，让我们设计制作一个简易 的测试台，看看能否辨别出形状视辨性最强的三角警告牌。
（1）阅读三角警告牌国家标准 4.3 节和 5.3 节的规定，填写形状 的视辨性技术要求和国家标准数据。
（2）依据国标试验的要求，制订技术试验方案，并设计制作一种 简易的形状视辨的测试装置，要符合对测试观察角、照射角和照度等 指标的要求。
（3）选取形状和尺寸合格的测试样品，开展技术试验。
（
4）填写试验记录表，见表 4，处理试验数据，分析试验结果，撰 写试验报告。
（5）技术探究拓展：反射器单元结构与提高亮度的关系。
表 4 试验 3 ：形状的视辨性
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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）根据国标试验的要求，制订技术试验方案，并设计制作简易风洞装置，要符合“气流方向和动态压力”及“模拟路面粗糙度”等要求。
（3）选取形状和尺寸合格的测试样品，开展技术试验。
（4）填写试验记录表，见表5，处理试验数据，分析试验结果，撰写试验报告。
（5）技术设计拓展：设计一种能在高速公路上自动摆放和回收的三角警告牌装置。
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（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？能否形成全球通用的三角警告牌技术标准呢？
（1）查找伊朗、巴基斯坦、俄罗斯等国家的机动车三角警告牌技术标准。
（2）从结构、颜色、反射率、亮度以及稳定性这几方面，比较不同国家三角警告牌技术标准的差异。
（3）分析技术标准差异的原因，对修订我国机动车三角警告牌技术标准提出建议。
（4）调查各国交通状况等因素，提出对全球机动车三角警告牌技术标准的设想。
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四、学生学业评价
1. 过程性评价。
建立过程评价档案，收集技术试验过程中的文字、图样及试验过 程照片等资料。依据档案资料进行过程性评价。见表 6。
表6
2. 试验装置的评价。见表 7
表7
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案例简析：本案例蕴含了学科核心素养的五个方面，形成螺旋式上升的教学策略。问题情境1 以技术意识、图样表达为主进行试验，过程中融入了创新设计的元素；问题情境2 在问题情境1 所建立的图样表达、创新设计活动经验的基础上，引导学生运用工程思维设计并进行技术试验；问题情境3 则又在前者基础上强化了物化能力培养；问题情境4 和问题情境5 进行了综合性的、整体性的活动设置，以实施整体育人、螺旋式上升的教学策略。
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教学与评价案例2 ：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
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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
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
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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。
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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。
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