資源簡介

第四章 實現方案與評價設計
——案頭書架的測試與優化
一、設計概述
“技術與設計 1”強調以“大項目”方式整合學習內容，粵科版教材“技術與設計 1”采用了“六面形校慶廣告宣傳燈”為項目載體貫穿設計的一般過程， 具體包括發現與明確問題、信息收集與整理、設計分析、方案的比較與權衡、模型或原型的制作、測試、優化、交流與評價。通過“大項目”以便學生經歷基本的技術設計全過程、形成基本的技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達、物化能力等。
在本單元中，以“六面形校慶廣告宣傳燈”的制作為主線貫穿全章，通過“六面廣告宣傳燈”的制作過程，學習各種加工工藝，工具的使用，模型或原型的制作方法、測試與優化等知識與技能。我們考慮學生實際生活情境，對教材進行重組和整合，選擇了基礎性好、綜合性強且貼近學生生活的技術設計項目——“案頭書架”為例展開項目實踐過程。
通過制作案頭書架，學生學會常用材料加工工具的使用方法，提升物化能力， 形成規范安全的技術習慣，養成負責任的態度。通過案頭書架的技術試驗，學生學會根據設計要求和評價的需要進行相關測試，從功能性、穩定性、美觀性等角度，對案頭書架的設計過程及結果進行評價，學會批判性思考，并體驗參與技術探究藝術革新活動的樂趣等。
二、學情分析
經過前面章節的學習，學生通過經歷一個完整的設計過程對設計有了一定的認識，在制作作品的過程中有測試的意識。但在實踐應用中如何具體開展技術測試，學生仍很模糊。不能及時測試自己的作品是否符合標準或設計方案，對測試在制作過程中的重要意義不甚了解。因此課上讓學生在測試、優化案頭書架的實踐中明白測試、優化在制作過程中的重要意義。
三、教材分析
本節是粵科版教材“技術與設計 1”第四章的內容，實踐性較強，集成了實現方案和評價設計的基礎知識和技能，本章包含四個小節，“測試與優化”是第
三節的內容。教材是以“六面形校慶廣告宣傳燈”為例介紹測試和優化，我們對教材進行了重組，承接上節“原型與模型的制作”課中案頭書架來進行測試與優化，更貼合教學實際情況。生活中產品進入市場之前要符合一定的標準，學生制作的案頭書架要符合老師的要求或者設計方案的要求，這就離不開測試，測試是伴隨制作的過程，在每完成一個小步驟或者工序后，都可以及時的進行測試，對測試出現問題的深化，自然會想辦法進行改進和優化，及時解決問題。
四、教學目標
知道測試的概念、測試的作用，能對案頭書架制定出簡單的測試內容和測試方法。
能運用制定的測試內容和測試方法對案頭書架進行測試，準確的觀察問題并記錄與分析。
能針對案頭測試中發現問題，選擇合適的方法對其進行改進和優化，進行更符合標準或創造性的改進。
核心素養目標
技術意識：通過測試對設計合理的評價，知道產品在設計制作過程中需要不斷改進和優化。
工程思維：根據測試發現的問題，全面考慮，整體平衡，實施改進和優化。
創新設計：根據測試結果和發現的問題，分析對原方案進行改進和優化。
物化能力：對制作好的案頭書架進行基本指標測試。
五、教學重難點
教學重點：如何確定合適的測試內容與方法測試案頭書架。
教學難點：針對案頭書架測試的發現問題，如何整體平衡，進行改進和優化。
六、教學準備
學生制作的案頭書架、測試工具（錘子、鋼卷尺等）、多媒體課件等。
七、教學過程
教學環節 教學過程 設計意圖
（一）創設情境，問題導入 在上一節課，同學們經過案頭書架的零件加工、裝配、表面涂飾等步驟，最終把案頭書架制作出來。那么制作的案頭書架是否符合設計方案的要求？在制作的過程中，我們都會不斷地思考我們的作品是否和設計方案相一致？如何判定我們的作品符合設計方案的要求，這就離不開測試。本節課，我們就對案頭書架進行測試，然后在測試的基礎上，進一步優化，使案頭書架更符合我們的要求。 由于采用的是項目式教學，回顧舊知，創設情境，承接上一節內容，引出本節主題。
（二）新課講授 活動 1：認識測試 播放《聯想筆記本電腦》測試視頻。 問題 1：視頻中筆記本電腦的測試內容有哪些？采用了什么樣的測試方法？ 測試結果如何？ 小組討論，分享記錄和思考內容，師生共同總結歸納聯想筆記本測試的內容、測試方法和測試結果。 聯想筆記本測試 序號測試內容測試方法測試結果1垂直跌落測試從最高 1.2 米的高度跌落數千次不怕跌落2極端低溫測試零下 20 攝氏度工作 4 小時工作正常3液晶屏開合測試反復開合 30000 次開合順暢4極端高溫測試溫度 60 攝氏度工作 4 小時工作正常
問題 2：什么是測試，測試的作用？ 測試是對產品質量的檢驗和評價，通過測試數據評價產品的質量，指導設計方案的優化和定型。 測試的作用 可以檢查產品存在的質量問題，對產品進行客觀評價。 檢驗設計方案的實現效果，找出設計缺陷，在產品交給用戶之前發現問題并改正，確保最終交給用戶的產品的功能與性能能夠符合用戶的要求。 播放視頻，初步感受測試，分析視頻案例筆記本測試的內容和方法， 為下一步制定案頭書架的測試與方法提供經驗 明確測試的概念和作用，體會測試在產品設計過程的意義
活動二：制定案頭書架測試方案 問題 1：如何形成案頭測試內容和方法 對制作的案頭書架進行測試，測試就要有相應的測試內容和測式方法，小組 討論，案頭書架應該進行哪些測試，采取什么樣的方法，把討論的結果記錄在學案上。 根據案頭書架設計需求，制定案頭書架測試內容和測試方法。同時引導學生參照課本上六面形校慶宣傳燈的測試內容和測試方法。 案頭書架設計需求 功能需求能放置課本、筆、膠帶、……尺寸需求占用空間體積小，適合辦公桌、寫字臺或床頭柜尺寸要求外形需求外形美觀，有一定的裝飾效果技術指標有一定的強度，能承受 5kg 以上的質量，有較好的穩定性其它材料綠色環保
師生共同總結歸納，案頭書架的測試內容和方法 測試內容測試方法測試結果評價功能要求放置書籍等結構強度用力搖晃，觀察是否發生變形或者松動穩定性放置書籍，用力搖晃，觀察其穩定性外觀觀察外觀是否光滑，有沒有尖銳物等尺寸用直尺進行測量，對比設計圖的尺寸適用性用尺子測量，對比辦公桌、寫字臺、床頭柜的通用尺寸……
承接活動 1 中筆記本測試，知道案頭書架測試需要相應的測試內容和方法，并且會選擇或制定簡單的測試方法
活動三： 案頭書架的測試 【行動】請各小組對照案頭書架的測試內容和方法，對案頭書架實施測試教師巡視，及時發現存在的問題，進行糾正。 小組展示測試結果，交流評價各小組的測試過程及結果（部分示例） 組 1：主要強調外觀有問題，外觀比較粗糙，看起來不美觀，問題原因應該受制于加工工藝。功能還可以了，可以放課本等，安全性不太好，表面有毛刺， 容易刺傷手。 組 2：這個書架結構不穩固，用力晃，發現有種松散的感覺，問題原因是連接不牢固。 組 3：這個書架的部件尺寸有點出入，造成書架結構不穩定。 組 4：這個書架的適應性不全面，經我們組看資料，這個在桌頭柜放不了， 因為案頭書架尺寸不能調節。 組 5：這個書架功能不能完全達到設計要求，小的物件沒有辦法收納，問題的原因在于沒有封閉的小抽屜。 …… 教師總結：通過案頭書架的測試，同學們發現案頭書架存在諸多問題，這說明產品的設計不可能是絕對完美的，所以，即要在在設計的過程中對設計不斷優化，也要在制作過程中提倡新的發現、新的創意和新的改動。尤其是對測試過程中發現的問題進行及時改進。
活動四：案頭書架的優化 根據測試結果對本組的案頭書架進行改進和優化（由于時間關系，改進方案可以在設計草圖上體現。 優優方向：如性能、功用、經濟、實用、環保、節能、安全、美觀、環境適應等。 優化措施：從材料，工藝，結構，色彩，涂飾，造型等入手優化。小組代表優化展示，交流評價各小組優化方案（部分示例）。 針對測試發現的問題，例如適用性，可以調整為可伸縮的書架。 針對測試中的功能缺陷，例如，如果收納小物透明膠等有小東西，可以加上小抽屜。 針對測試中的功能缺陷，例加，放置筆筒和卷紙，可以添加卷紙盒和筆筒。針對測試中存在外觀問題，例如木紋紙進行粘貼。 針對測試中…… 教師總結歸納： 1、改進和優化要強調系統思想，必須全面考慮，統籌兼顧，整體平衡，多個目標，成本和效益，各種限制條件的和諧統一。 2、設計是不斷循環的過程，優化也是永無止境的。但是優化是相對的，如老人用不了太高級的功能強大的智能機，反而只愛老人機；所以沒有最好，只有更好，是以優化目標及要求為評價標準的。
（三）課堂小結 1、產品測試作用、內容、步驟以及產品的改進優化。 2、測試與優化盡量在制作過程中進行，方便及時調整和改進，如果等到最后產品成型了再進行測試，很難進行比較大的修改。 3、設計是不斷循環的過程，優化也是永無止境的。但是優化是相對的
（四）教學反思 基于通用技術核心素養的教學必須在具體的真實情境下，使學生面對近乎現實的情境，通過不斷的技術實踐，形成解決問題的內在品質。因此，本節的教學承接本章項目“案頭書架制作“的后繼內容，對制作好的案頭書架進行測試，讓學生在對案頭書架的測試中，知道簡單產品的測試方法和優化改進設計的意義。在教學過程主要體現以下優點： 1、運用了項目學習理念，提倡學生在教師指導下探究學習。在教學中，通過“聯想筆記本測試”視頻的分析，讓學生建構測試的概念和作用，讓學生知道要對產品測試，就應該有測試內容和測試方法。從而為制定案頭書架的測試內容和測試方法提供支撐，形成遷移。在學生探究案頭書架測試內容和測試方法時， 由于先前經驗積累，學生能主動去經歷知識發現、發展的過程，知識成為學生能夠觀察、思考、探索和操作的對象，有效地避免了機械地傳授。 2、課堂氣氛活躍，充滿著互動交流。由于案頭書架是學生親自備料、下料、組裝制作出來的，所以每個學生在知識形成過程中與生活經驗和認知經驗建立聯系，學生的認知和具身體驗聯結起來，在做中學，在學中思，從而達到深度學習。以測試與優化案頭書架為主線，每個學生具身體驗都有話可說，課堂中師生互動活躍，小組代表分享，都能有很好的思路和想法，分享很成功。 不足：個別小組代表分享時間過長，對于案頭書架的優化并不是功能越多越好，要有系統思想，要統籌兼顧，要及時傳遞給學生一種辯證的觀點，在這方面把控不太好，有進一步改進的空間。
本節教學活動記錄單（附后）
“案頭書架測試”活動記錄單
班級： 姓名：
一、活動要求
注意正確使用工具;
注意勞動保護及操作安全;
注意分工與協作，及團隊精神
二、測試準備
鋼卷尺、課本、錘子、砂紙三、測試過過程
1.看視頻，討論視頻中聯想筆記本測試測試內容、測試方法和測試結果。
聯想筆記本測試
序號 測試內容 測試方法 測試結果
2、形成案頭書架測試內容和測試方法
“案頭書架測試”任務單
測試內容 測試方法 測試結果 評價 存在問題的原因 解決辦法
資料窗：
辦公桌、寫字臺、床頭柜的通用尺寸
辦公桌通用尺寸：長：1200-160mm，寬：500-650mm，高：700-800mm。寫字臺的桌面寬度一般為 900-1200mm，深度為 450-600mm
床頭柜尺寸大小：寬在 400 到 600mm，而深度則為 300 到 450mm，高度則為 500
到 700mm，

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