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高三通用技术 《技术与设计》1.3技术的未来教学设计


第一章:走进技术世界
三、技术的未来 (一)教材内容分析 本节课以一个个“案例分析”、 “阅读材料”和“讨论”为主线, 从学生感兴趣的现实生活 中的实例出发展开教学,引导学生由简到繁、由易到难地参与讨论和分析,还要对第一章进 行小结,认识技术的过去、现在和未来,认识技术与人,技术与科学、艺术等的关系。 (二)学生情况分析 学生能通过各种渠道获得多种信息,但差异较大,有些

学生可能对科技动态比较关注,但更 多的学生的关注点并不在此。 好在学生对技术未来的憧憬不难接受, 但技术所带来的负面影 响也可能会非常悲观。 (三)教学目标 1. 知识与技能 领略技术世界的奥秘和神奇,了解技术的未来发展趋势。 2.方法与过程 通过对技术的未来的案例分析, 并就技术对未来的发展进行辩论, 形成与技术相联系的经济 意识、环保意识、伦理意识等,形成和提高理解技术、评价技术以及逻辑思考、批判性思考 等方面的能力。 3.情感态度价值观 形成和保持对技术问题的敏感性、 探究欲望和对技术的积极情感, 培养学生辩证地看待技术 的发展,形成选择技术的理性态度 (四)重点、难点 技术的未来发展趋势。 (五)教学策略和手段 通过对技术的未来的展望和憧憬, 形成对技术的积极情感和理性态度。 利用课本的内容以案 例阅读分析和师生互动交流为主, 如果单纯的口头语言讲授很难让学生理解和接受, 而直观 图片和教具、 详实的技术资料的使用可以辅助教师激发学生的学习兴趣, 充分调动学生学习 的积极性和主动性,降低知识难度,加快节奏,增大课容量,以达到提高教学质量和效率的 目的本课的教学自始至终都是先通过案例分析或“创设情境”,采用启发式、讲述式、讨论 等多种教学方式,以课程目标为依据,努力提高教学的生动性和逻辑性,激发学生的学习兴 趣,提高学生的注意力,力求学生能够自己建构出本课的知识点。 (六)教学准备 PPT 课件 (七)教学流程图

创设情景引入 新课讲解 1 月球城市 2 太空电梯 3 畅想未来 4 超越人类极限技术
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5 爱因斯坦《告后人书》

(八)教学过程 教学环节 创 设 情 境 教师活动 人类的需求推动了技术的发展,技术的发展推动了社会 的进步。未来的技术将走向何方? 视频 1 智能电视 (时下马上可做到的) 视频 2 未来 (科 幻)汽车 学生活动 设置意图 引导学生 思考技术 的未来。

思考

新 课 讲 解

1.人类想要在月球上兴建实验工厂,农场等,形成月 球的“地球村”,那到那个时候你会到月球上去吗?那 你要怎么登上月球呢?还是坐宇宙飞船吗? 思考:想想有没有什么好的方法可以上去?

阅读“月球 城市”,思 考教师提 出的问题

理解技术 的未来发 展趋势。

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2.案例:太空天梯的设想 如果有个像电梯一样的天梯该多好啊,通往太空,连接 空间站和地球的铁路、缆绳,将航天器和旅游者带到太 空去。 近年来,科学家提出的有关天梯的设想,以其诱人的前 景和较现实的可行性,吸引了整个航天界。因为,天梯 一旦建成,它就像高速公路一样可以 24 小时运转,将 航天器和旅游者带到太空去。由于天梯的运输费用将比 火箭小两个量级,目前航天飞机运送每千克物品需要 2 万美元的成本,而天梯一旦建成,可将运送每千克物品 的成本降到 10 美元。可以相信,由于天梯的出现,天 地往返运输费用将会大大降低,太空探索也变得简单很 多,从而,能够把人类对太空的探索,跨越式地向前推 进,人类将进入真正的“太空时代”。 爱德华兹博士在过去数年里一直都在潜心研究 “天梯 计划”。他介绍说,第一步,把一个携带天梯半成品的 飞船发射到地球静止轨道的卫星上,使其和地球同步飞 行;第二步,把这个半成品的天梯从飞船上放下来,落 到位于赤道海面的一个平台上,这个平台类似一般的海 上发射卫星的平台;第三步,把半成品的天梯锚定在平 台上;第四步,用一个由激光束提供能量的爬升器在这 个天梯的半成品上上下移动,并把更多碳纳米合成纤维 缆绳拧在天梯半成品上,进一步完成天梯。整个制造过 程大约要用两年半的时间。另外,根据专家设想,天梯 也可由电磁能驱动。电磁能驱动技术目前已在日本和欧 洲的高速列车上得到应用。建成后这个爬升器就可以沿 着天梯把物资和成吨重的卫星甚至人,缓缓运送到离地 面约 36000 千米的地球静止轨道上,时间大约需要 7 天 半左右,回来也大约需要这么长的时间。 对爱德华兹来说,建造天梯最大的技术挑战,就是找到 制造缆绳的材料。它必须异常坚硬又要异常轻巧,还要 能抵抗任何腐蚀。为了这个曾被称为“无法得到”的材 料,科学家们足足等待了几十年。 1991 年,日本科学 家发明了碳纳米管,这种材料比钢轻 6 倍,而韧度要比 钢高出几百倍。但这种材料的生产成本太高。美国休斯 敦赖斯大学的史密斯和他的同事们正在研究一种专利 ——碳纳米钢索材料,据说,他们可以将碳纳米钢索的 生产成本降到每克 1 美元以下。 3.畅想未来生活 展示 PPT ①水上住宅、②城市巨轮 展示 PPT 一组畅想未来生活的动漫

观看 PPT, 倾听,思考

拓宽学生 视野, 了解 新技术成 为现实的 可能性。

讨论:你设 想中的未 来生活是 怎样的?

憧憬技术 给人类带 来美好的 未来

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4.超越人类极限的未来技术 我们都知道,我们展望得越远,预测便越不确定,但有 一件事是非常肯定的:如果一项技术在物理上说是可能 的,看上去也确实有用的话,人类的创造性会将它视为 最终可以获得的技术。 ①人工智能 人工智能(Artificial Intelligence)是指由计算机实 现的人造智能。人工智能就是用人工的方法在机器(计 算机)上实现的智能。 作为一门学科,人工智能可定义为:人工智能是一门研 究如何构造智能机器(智能计算机)或智能系统,使它 能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。

听讲,观看 PPT

拓宽学生 视野、思 路, 了解未 来技术发 展的趋势。

目前人工智能主要研究内容是:分布式人工智能与多智 能主体系统、 人工思维模型、 知识系统 (包括专家系统、 知识库系统和智能决策系统) 知识发现与数据挖掘 、 (从 大量的、不完全的、模糊的、有噪声的数据中挖掘出对 我们有用的知识)、遗传与演化计算(通过对生物遗传 与进化理论的模拟,揭示出人的智能进化规律)、人工 生命(通过构造简单的人工生命系统(如:机器虫)并 观察其行为, 探讨初级智能的奥秘) 人工智能应用 、 (如: 模糊控制、智能大厦、智能人机接口、智能机器人等) 等等。

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②太空城市 在环绕地球或其它行星的轨道上可以建立巨大的空间 站作为太空城市。利用太空城市的自转可以产生人工重 力, 消除失重感觉。 国外设想的一种太空城市直径为 6~ 7 公里,长度 30 公里,呈圆筒状,利用太阳能实现能源 的自给自足。太空城市有自己的太空港和对接舱,便于 货运飞船的往来。由于有发达的通信和交通运输手段, 未来相距遥远的太空城市也可以进行贸易,并互相派遣 留学生。 ③数字记忆备份人生 在人的记忆力有限的情况下,新一代数字技术将为 我们解决记忆难题,留住人生的所有过往。近年来,微 软研究部的开发团队着手用数字手段,按时间顺序逐一 记录个人生活的方方面面。这项研究课题名为“My LifeBits”(我人生的每一刻),它为打造终生数字档案 提供了必要工具。在图像和声音的配合下,数字记忆能 让往事浮现在人们的脑海中,加深人们对事件的感受。 更为方便的是,电脑还能分析数字记忆,帮助人们 合理安排时间。如果我们为重要事项安排的时间不足, 电脑就会无情地给予提醒。电脑还可以每隔一段时间就 记下我们当时的位置,制作一幅记录行程的活动地图。 数字记忆的另一功能还是我们健康的卫士。其中, 便携式传感器可以测量各种人体状况指标和环境参数, 例如血氧浓度、大气二氧化碳含量等。电脑通过检视测 量数据找出规律,比如确定什么样的环境状况会导致儿 童的哮喘病恶化。 传感器还可以记下每一次心跳(普通人一辈子的心跳次 数大约为 30 亿次),电脑再结合其他生理指标,判断我 们的心脏功能是否正常。这些信息为医生准备了一份详 细的个人健康状况手册。 ④分子制造技术、人体冷冻技术、自我复制机器人、太 空移民。 (过渡)问题讨论:人为什么要移民太空?

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5.阅读《告后人书》 爱因斯坦曾写下一篇“写给五千年后人民”的《告 后人书》,文中写道:“我们这个时代产生了许多天才 人物,他们的发明可以使我们生活舒适得多??纵然有 这一切??人人都生活在恐惧的阴影里,生怕失业?? 而且不同国家的人民还不时互相残杀。因此一想到未 来,大家都忧心忡忡。” 两种观点: 有人认为,技术的进一步发展可以解决当前技术自 身引发的一系列问题,我们要相信技术,依赖技术。 有人则认为,技术的进一步发展固然可以消除它所 带来的一切已知的危害,但是谁能保证,它不会给我们 带来新的更为严重的灾难呢 ?

听讲,思考

了解爱因 斯坦伟大 的科学预 言和对现 代人的忠 告, 明白知 识技术就 是力量! 通过辩论 让学生能 够理性的、 积极地看 待技术的 未来。 加强学生 对技术的 积极情感 和理性态 度。

分享交流

就两种观 点展开辩 论。

效果评价

互联网、克隆技术、转基因食品的发展将给我们的生活 带来怎样的影响?

三个技术 中各写出 一个积极 作用,你想 到的负面 作用是什 么?

归纳总结

积极的未来技术观(小结): 对“技术的未来”的追思和憧憬,既不需要技术迷惘中 的旷世悲怆,也不需要技术崇拜中的盲目乐观。应当从 人类的根本利益出发,从人类的共同利益出发,从人类 的长远利益出发,更加理性地看待技术, 以更为负责、 阅读归纳 更有远见、更具道德的方式使用技术,以亲近技术的情 感、积极探究的姿态参与技术活动,并共同建构个人与 社会、人类与自然、经济与文化相协调的未来的技术世 界。 请你展开想象,就“无线家庭一天的无线生活”,根据 自已所知道的技术,大胆设想,续编文莉一家晚上的生 活。

加强学生 对技术的 积极情感 和理性态 度。

拓展提高

谈自己的 设想

畅想技术 给人们带 来的便捷、 舒适和快 乐。

(九)作业 请你展开想象,就“无线家庭一天的无线生活”,根据自已所知道的技术,大胆设想,续编 文莉一家晚上的生活。(200 字左右

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