2、简单系统的设计实现优秀公开课教案

§3.3.2 简单系统的设计实现

——防渗保湿透气花盆的设计实现

福建省南安国光中学

朱仕成

一、教材分析

系统设计是研究和认识系统的目的，“系统的设计”教学内容围绕系统设计展开，在“系统及其特性”和“系统的分析”

学习之后。使学生加深对系统设计的理解，学会简单系统的设计。本小节“简单系统的设计实现”通过系统设计案例的分析和实践，让学生体验运用理论和方法解决实际问题的过程。这里的案例分析是一个学***台、一种问题的情景，关键是通过案例分析去感悟、运用和总结系统的思想和设计方法，重点在于方法的总结上。

案例分析是达成通用技术课堂教学任务的重要教学手段。“防渗保湿透气花盆”系统设计案例，是基于农村学生的生活体验和初中劳动技术教学相衔接的原创案例，也是本人科研发明成果之一的改造案例。花盆设计不需要太多的知识，其系统结构简单，仅有屈指可数的几个要素，可以进行较深入的系统设计分析；材料易得、价格便宜、工艺简单、易于实现，是难得的经典案例。通过该案例引导学生“学中做，做中学”，培养学生运用已有的知识解决实际问题的能力，形成系统的技术与设计基本能力素养。

二.学情分析：

我校地处农村，学生绝大部分来自农村。通过前面系统基本概念和基本知识的学习，对于系统设计仍处于初步认识阶段，还没有充分的相关知识储备，也没有多少系统设计的实践经验。需要通过设计实践活动，积累亲历体验的经验，以之丰富系统分析的思想方法，提高应用系统设计方法解决问题的能力。

伴随着移动终端的丰富，微博、微信等社交媒体的广为使用，“微时代”的到来为学生提供了有效的学习支架，能更好地满足学生对不同学科知识点的个性化学习、按需选择学习，既可查缺补漏又能强化巩固知识，是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。

三.教学目标：

1.知识与技能目标：

通过“防渗保湿透气花盆”简单系统的设计案例分析，引领学生从应用角度理解系统的涵义，理解系统的基本特性，初步学会系统设计的基本方法。

2.过程与方法目标：

通过简单的“防渗保湿透气花盆”简单系统设计体验活动，让学生亲历系统设计过程，能尝试运用系统分析方法对所设计对象进行分析，以小组合作学习方式开展设计交流、试验验证等体验活动。从而明确系统设计主要考虑的问题，熟悉系统设计的一般步骤，促进学生工程思维能力的发展和物化能力的提高。

3.情感、态度与价值观目标：

提高学生的实践操作能力，培养学生初步的系统分析思想方法和合作精神。

四.重点难点：

1.重点：通过“防渗保湿透气花盆”系统设计案例分析，学会简单系统设计的基本方法。

2.难点：完成“防渗保湿透气花盆”系统设计，体会用系统分析的思想方法。

五、教学策略：

采用“问题教学”任务驱动模式，分组实践体验教学方式；以学习任务单引导学生完成学习过程。

尝试基于“微课”翻转通用技术课堂。将“微信”引入课堂，借助微信交流平台革新传统的教学手段，

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促进学生探究性自主学习。以“微信”互动方式突破传统课堂交流模式，创设真实的、具体的、典型的教与学情景；通过“问题”引领，让学生体验系统设计的全过程，体验进行系统设计要分析、考虑的各种因素，体验系统设计实现的喜悦；再让学生自己归纳总结，进一步掌握系统设计的基本方法。

六、教学准备：

1、软件：课件、微视频、智能手机（学生自备）

2、材料：无孔塑料花盆、花盆托盘、吸水棉绳、海棉、一次性塑料杯、矿泉水瓶、热熔胶棒。

3、工具：美工刀（或剪刀）、热熔胶枪、电烙铁

为了促进学模型制作的顺利开展,避免安全事故隐患,花盆底部扩孔由课前教师操作。

七.教学过程：

(一).引入新课

养花可以怡情, 通过古诗词相关花语激发学生学习兴趣。

通过家庭养花可以营造空气清新的景观和意境，满足了人们亲近自然的需求，但家庭盆花栽培管理过程中，也有一些苦恼的事情，请看微视频（发到班级微信群上，组织学生学习、讨论）：

微视频1：花儿为什么凋零？

微视频2：盆栽为什么“穿鞋”？ 思考：如何让上述窘境不再出现？请同学们运用所学的技术与设计知识，设计一款“防渗保湿透气花盆”。

【提醒】注意各小组及时通过“微信”分享讨论成果或信息。（下同）

【设计意图】通过微视频1让学生发现水对植物生长的重要性；通过讨论知道不同植物对水分的不同需求情况。并与人们的快节奏生活相联系，分析给盆花浇水不及时的原因。

通过微视频2让学生发现给盆花浇水时产生的滴、漏及其解决方法的不足问题，诱导学生产生设计解决的想法。

(二).新课教学

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1.案例分析

引导学生进行普通花盆和懒人花盆的结构分析，了解花盆系统的结构与功能，突出透气性问题与自动浇水问题的解决方案评价。普通花盆底部的排水孔的功能是将盆中多余的水排出，防止底部积水，同时可以改善底部土壤的透气性，这样有利于盆花的生长。加集水托盘防滴、漏方法影响美观。引导学生用系统分析的方法对懒人花盆进行结构分析，明确懒人花盆的优点和缺点。

【设计意图】通过普通花盆和懒人花盆结构与功能的分析，复习巩固明确系统设计主要考虑的问题，熟悉系统设计的一般步骤。为学生对“防渗保湿透气花盆”创新设计作技术知识与技术思想方法铺垫。自然引出本节课的设计主题——“防渗保湿透气花盆”简单系统的设计。

2.防渗保湿透气花盆的设计

【设计要求】既要具有自动供水的功能，又要保持透气性的基本功能。

【关 键】可储水、透气好、容积大。

【设计分析】该系统主要有哪些要素组成？怎样做才能达到设计的要求？

……

【材料及工具】 （1）方案构思及评价 通过给定条件下，组织学生进生分组设计活动，并通过微信平台进行相互间的交流。当学生的设计方案构思到一定阶段，教师给出初步的参考设计方案，引导学生对该设计方案先进行技术设计评价，再要求学生对其进行系统设计方案的优化。

【设计意图】启发学生运用系统分析的基本思想和方法尝试进行设计解决。学生在课堂有限的时间内独立解决该问题有一定有难度。教师先给一定的思考、讨论的时间是为了激发学生的创新思维，再抛出初步的参考设计方案及手工制作流程图，引导学生完成系统设计过程，从而掌握系统分析的基本方法。

（2）系统优化（方案优化）

师生共同分析与评价

“防渗保湿透气花盆”系统设计方案:方案能较好地解决了人们在盆栽养花中遇到的浇水苦恼，但仍存在一些缺憾：无法观察盆内的水位，不便控制浇水量和掌握浇水时间，易造成浇水量过多了，又出现滴、漏问题。

组织学生对该系统设计方案进行优化活动，彻底解决上新问题（即：水位显示问题）。要求学生在微信平台上进行充分交流、研讨，等学生方案呈现之后，教师对学生的方案进行简要的点评。点评之后，给

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出下述优化方案，引导学生制作模型体验。

【设计意图】激发学生的创新思维，理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素；初步学会简单系统分析的基本方法。

3.实践体验

工具：剪刀、美工刀、热熔胶枪、电烙铁、扩孔器。

材料：托盘、一次性塑料杯（68ml）、矿泉水瓶、胶棒、棉绳、大吸管和小吸管。

组织：将学生共分成6组，要求根据设计图，各组分别完成模型的制作，强调成员之间注意分工合作。要求及时通过“微信”记录分享过程或信息。

简要讲解操作注意事项，将制作流程图发到学习微信群里，指导学生的实践，适时通过微信与学生进行交流沟通。在巡视指导过程中，有意将见到的学生正确操作通过“微信平台”进行直播，用以指导其他学生的操作。

【场地卫生】要求各组同学制作完成后，将工具或用材放回原来的地方，并安排值日生课后打扫卫生。

【设计意图】通过模型制作，丰富学生的亲历体验，让学生在“做中学，学中做”。进一步理解系统的涵义，理解系统基本特性，掌握系统分析的基本方法。从而提高学生的实践操作能力，培养学生初步的系统分析思想方法和合作精神。

4.课堂小结

【归纳总结】引导学生归纳：①什么是系统设计？②系统设计应考虑的主要问题？③系统设计的一般步骤？

【教师评价】对学生的课堂表现进行简要的评价，先肯定好的方面，再提出需要提高或改进的地方。

【作业布置】设计评价及创意设计新方案。请同学们根据“防渗保湿透花盆”的设计要求，在不受材料与工艺限制的条件下，进行系统设计，完善你们的设计方案，下节课进行交流。

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《防渗保湿透气花盆的设计实现》学习任务单

班级：

组别：

项目

学习目标

内 容

1、通过“防渗保湿透气花盆”简单系统的设计案例分析，学会从应用角度理解系统的涵义，理解系统的基本特性，初步学会系统设计的基本方法。

2、根据“防渗保湿透气花盆”设计要求完成系统的方案设计。

发现问题

微视频1：花儿为什么调零？

微视频2：盆栽为什么要加托盘？

你们从中发现了什么问题，有被彻底或很好地解决了吗？

明确问题

【设计要求】既要具有自动供水的功能，又要保持透气性的基本功能；并具有较好的观赏价值。

【关 键】可储水、透气好、栽培容积大。

【材料与工具】

设计过程中你可能受到的限制条件有哪些？

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设计分析

该系统主要有哪些要素组成？怎样做才能达到设计的要求？

……

设计方案

参考设计方案：

方案设计草图及评价

你对该系统优化的设计方案：

评价：

亮点：

你的创意设计方案：（可适当增加些你的创意设计方案有什么亮点？

容易获得的材料）

模型方法与体会

备注：注意小组成员之间的分工合作，希望能及时通过“微信”记录分享成果或信息。

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八、教学反思：

本节课教师选择案例要立足于“简单”，即要立足于学生已有基础、接近生产或生活，又要富有创新内涵、能突出技术“以人为本”的理念，易于发挥学生主体作用等。首先，本节课的案例能从教学实际出发，案例是由本人科研发明成果的一部分自主开发而来。“普通花盆——懒人花盆——创意花盆”是一个逐级递进的过程，通过系列问题引导下，学生逐级跟进，最终爬到梯子的顶端，从而实现教学目标。其次，微信，是一个生活方式，也是一种教学手段，它支持发送语音短信、视频、图片和文字，可以群聊，仅耗少量流量。本节课基于微课翻转课堂教学理念，将微信引入到课堂教学中，为教学活动打开一扇更广阔的沟通大门，让学生在多样化学习过程中，主动参与到微课的创生过程，让课堂教学更具有效性，实现“做中学、学中做”，更好地发展学生的实践能力和创造潜能。

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