資源簡(jiǎn)介

第四章 放飛設(shè)計(jì)創(chuàng)意
一、教學(xué)目標(biāo)
1. 技術(shù)意識(shí)：能在技術(shù)活動(dòng)的過(guò)程中，恰當(dāng)處理人機(jī)關(guān)系，形成規(guī)范、安全的技術(shù)習(xí)慣。
2. 工程思維：能通過(guò)經(jīng)歷技術(shù)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，初步進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的多因素分析，了解比較、權(quán)衡、優(yōu)化等系統(tǒng)分析的方法。
3. 創(chuàng)新設(shè)計(jì)：①能根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象和現(xiàn)有條件，制定解決技術(shù)問(wèn)題的一個(gè)或多個(gè)方案；能針對(duì)某個(gè)技術(shù)問(wèn)題實(shí)例，設(shè)計(jì)一般的試驗(yàn)方案并撰寫試驗(yàn)報(bào)告；初步掌握技術(shù)設(shè)計(jì)的一般方法，形成基本的技術(shù)設(shè)計(jì)能力。②通過(guò)案例分析等活動(dòng)，理解形態(tài)分析法和聯(lián)想法等常用構(gòu)思方法及其作用，選擇并嘗試合適的構(gòu)思方法完成方案的構(gòu)思。
4. 圖樣表達(dá)：能用簡(jiǎn)單的草圖表達(dá)和交流設(shè)計(jì)構(gòu)想。
二、教學(xué)重點(diǎn)
1.深入具體的設(shè)計(jì)分析，明確產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要考慮的因素，形成基本的設(shè)計(jì)分析思路和方法。
2.合理設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，綜合考慮各個(gè)要素，優(yōu)選或優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
3.運(yùn)用形態(tài)分析法和聯(lián)想法解決技術(shù)問(wèn)題。
4.運(yùn)用仿生法和5W2H法來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題。
三、教學(xué)難點(diǎn)
1.在設(shè)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮各種因素，構(gòu)思并制訂符合設(shè)計(jì)要求的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案。
2.合理分析方案選定中的約束條件和各因素之間的相互制約關(guān)系，促進(jìn)方案細(xì)節(jié)的具體化。
3.形態(tài)分析法的實(shí)施過(guò)程。
4.選擇并應(yīng)用合適的構(gòu)思方法，完成方案的構(gòu)思。
四、教學(xué)過(guò)程
（一）產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)
1. 情境導(dǎo)入
教師：展示幾款公用垃圾桶照片，組織學(xué)生進(jìn)行思考。
（1）產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)分析
問(wèn)題引導(dǎo)：在提出新的分析點(diǎn)時(shí)，注意思考自己是如何想到的？注意發(fā)現(xiàn)是否有更普適性的規(guī)律，能夠幫助我們深入地進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。
①思考、同桌討論，將想到的因素進(jìn)行精簡(jiǎn)的表述，分條記錄在電子便簽上。
②整理、匯總電子便簽，集中展示在大屏幕上。
③由教師引導(dǎo)大家將所有因素分成幾個(gè)大類，按類別把電子標(biāo)簽歸成若干類。
④嘗試給分類好的電子便簽取類別名稱。
（2）知識(shí)講解
產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三要素是指設(shè)計(jì)分析需要綜合考慮的人、物、環(huán)境三個(gè)方面的因素。
人：指使用者。產(chǎn)品是為人類服務(wù)的，人類的需求在很大程度上決定著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
物：指產(chǎn)品本身。產(chǎn)品本身是一個(gè)整體，包括功能、材料、造型、結(jié)構(gòu)等。
環(huán)境：產(chǎn)品是在一定的環(huán)境中使用的，必然受到環(huán)境的制約，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生制約。
①繼續(xù)補(bǔ)充：針對(duì)自己所設(shè)定場(chǎng)景的垃圾盛收裝置，繼續(xù)從人、物、環(huán)境三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。
②檢查是否能夠往上歸類，往下看能否繼續(xù)分類。
③分析各因素的主次關(guān)系以及相互間的聯(lián)系。
④轉(zhuǎn)化為思維導(dǎo)圖。
⑤思路交流：各小組就分析的成果進(jìn)行交流，介紹自己是如何想到的。
垃圾盛放裝置的設(shè)計(jì)分析思路：
①?gòu)氖褂脠?chǎng)景角度分析，注意季節(jié)、氣候等條件，注意長(zhǎng)時(shí)間的積累效應(yīng)（圖片案例啟發(fā)）。
②從用戶需求的角度分析，調(diào)查、訪談、觀察、角色體驗(yàn)、扮演用戶真實(shí)行為等，從而清晰地把握用戶的使用過(guò)程以及使用方式。
③從產(chǎn)品的發(fā)展歷史來(lái)獲得靈感，從市場(chǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品的不足來(lái)進(jìn)行分析。
④從人機(jī)關(guān)系和設(shè)計(jì)的一般原則角度，如用戶與產(chǎn)品的交互等方面來(lái)進(jìn)行分析。
（3）組成部件設(shè)計(jì)分析
問(wèn)題：我們的設(shè)計(jì)任務(wù)是“解決垃圾盛放問(wèn)題”，不是“設(shè)計(jì)一款垃圾桶”。要考慮能滿足“盛放垃圾”的需求，根據(jù)設(shè)計(jì)分析，我們必須增加什么部件？
教師：引導(dǎo)學(xué)生思考、發(fā)言，并記錄。
學(xué)生：根據(jù)自己的設(shè)計(jì)構(gòu)想，分析自己所設(shè)計(jì)垃圾盛放裝置的組成部件，交流、完善組成部件的分析結(jié)果。
3.構(gòu)思設(shè)計(jì)方案
構(gòu)思設(shè)計(jì)方案（方案的構(gòu)思）是指人們?cè)谝欢ǖ恼{(diào)查研究和設(shè)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)思考將客觀存在的各要素按照一定的規(guī)律架構(gòu)起來(lái)，并采用圖、模型、文字、符號(hào)等方式整體呈現(xiàn)。
4.實(shí)踐應(yīng)用
教師：播放自動(dòng)打包套袋垃圾桶的相關(guān)圖片，提出任務(wù)。
學(xué)生：觀看圖片，感受設(shè)計(jì)的魅力。
指導(dǎo)：草圖可以用于設(shè)計(jì)的過(guò)程輔助構(gòu)思，也可以用于設(shè)計(jì)結(jié)果的呈現(xiàn)和交流。
學(xué)生：小組合作，完成任務(wù)。
教師：巡視，與學(xué)生持續(xù)性的對(duì)話，進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)，必要時(shí)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或借助行業(yè)專家的力量。適時(shí)選擇若干小組進(jìn)行設(shè)計(jì)分析、展評(píng)交流，集中提供反饋指導(dǎo)。
個(gè)性化指導(dǎo)備案：構(gòu)思過(guò)程和方案示例，助老爬樓梯裝置的設(shè)計(jì)三要素分析案例，用戶畫像法，用戶行為地圖法等。
5.展示總結(jié)
選擇優(yōu)秀的1～2個(gè)小組設(shè)計(jì)分析過(guò)程資料及設(shè)計(jì)方案，展示交流，師生聯(lián)系設(shè)計(jì)分析知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行評(píng)析。
學(xué)生：展示交流，發(fā)表意見(jiàn)。在展評(píng)過(guò)程中，針對(duì)分析自己構(gòu)思方案的作用，分享學(xué)習(xí)感受。
教師：適時(shí)引導(dǎo)，總結(jié)得出，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)離不開影響產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要因素的設(shè)計(jì)分析。
（二）怎樣實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)
1. 新課導(dǎo)入
問(wèn)題：同學(xué)們?cè)谶x購(gòu)臺(tái)燈時(shí)，都考慮哪些指標(biāo)？大家看屏幕上這幾款臺(tái)燈方案，如果讓你為山區(qū)的學(xué)生挑選一款便攜式臺(tái)燈，你會(huì)選擇哪件產(chǎn)品？為什么？
學(xué)生：自由回答。
教師：復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)的一般原則、人機(jī)關(guān)系等知識(shí)，并總結(jié)選購(gòu)產(chǎn)品所要考慮的因素。
2.新課學(xué)習(xí)
（1）方案比較
各小組輪流展示自己的方案。
學(xué)生：對(duì)各個(gè)方案逐一進(jìn)行評(píng)析，總結(jié)分析其特點(diǎn)。
教師：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)要求以及各個(gè)方案的特點(diǎn)，列舉評(píng)價(jià)指標(biāo)，然后歸納總結(jié)，形成具體的方案評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行重要性排序。（如果在重要性排序上存在困難或很難達(dá)成一致，可以介紹KANO模型分析法）
（2）方案權(quán)衡
任務(wù)：通過(guò)比較，以描述或賦分的方式，明確各個(gè)方案與設(shè)計(jì)指標(biāo)的匹配程度。
展示小組進(jìn)行答辯，學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)原則和產(chǎn)品特點(diǎn)，指出問(wèn)題、提出疑問(wèn)或者給出合理的改進(jìn)建議。
學(xué)生：針對(duì)相互制約的問(wèn)題進(jìn)行權(quán)衡和決策，選出最優(yōu)方案，并有選擇地吸收其他方案的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化本組的方案。
教師：以宜家經(jīng)典馬克杯和嬰兒車為例，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生產(chǎn)、運(yùn)輸、后期使用和維護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行方案優(yōu)化。
備案：如果學(xué)生在權(quán)衡上存在困難，介紹雷達(dá)圖，依據(jù)面積完成方案權(quán)衡。產(chǎn)品需要符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。另外，可以根據(jù)情況探討測(cè)試方法。
（3）方案細(xì)化
問(wèn)題引導(dǎo)：能否實(shí)現(xiàn)預(yù)想的功能？總體及部件的形狀、尺寸是什么？使用材料及加工方式是什么？組成部件的連接方式是什么樣的？
教師：指導(dǎo)學(xué)生盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件，采購(gòu)方便，可以簡(jiǎn)化制作過(guò)程，降低成本，實(shí)現(xiàn)通用易換，易維護(hù)。
（4）完善方案
任務(wù)：根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際，利用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)，制定適合自己項(xiàng)目的方案評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行方案的比較、權(quán)衡，選擇最優(yōu)方案或集中各方案的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，然后細(xì)化和完善。各小組之間可以進(jìn)行交流。
（三）收集創(chuàng)意的方法
1. 新課導(dǎo)入
教師：用六根火柴可以拼出幾個(gè)三角形？
學(xué)生：思考并回答。
2.新知學(xué)習(xí)
（1）發(fā)現(xiàn)用戶的需求，明確真實(shí)的設(shè)計(jì)問(wèn)題
教師：技術(shù)設(shè)計(jì)要從用戶的需求出發(fā)。首先，要明確真正的問(wèn)題是什么；然后，要避免思維定勢(shì)。
教師：展示垃圾問(wèn)題解決裝置案例圖。
①支撐架+垃圾袋。
②地下垃圾容器。
③芬蘭的垃圾真空管道收集系統(tǒng)。
學(xué)生：檢查自己對(duì)于問(wèn)題的界定是否有問(wèn)題。
（2）從學(xué)科知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)中，搜尋解決問(wèn)題的原理
①數(shù)學(xué)： Smart Helix（機(jī)巧螺旋）——掛畫輔助器。
②物理：Bevel Cup（40度瀝水馬克杯） 、容易擰開的瓶蓋、自動(dòng)開蓋油壺、多用扳手。
（3）聯(lián)想法
教師：聯(lián)想法就是由甲事物想到乙事物的思維過(guò)程。
任務(wù)：在手機(jī)耳機(jī)和拉鏈之間建立關(guān)聯(lián)，你能想到什么？
任務(wù)：你能否利用現(xiàn)有技術(shù)，檢測(cè)人類的坐姿，并對(duì)不良坐姿發(fā)出提醒？
學(xué)生：思考，提出方法。（拉鏈耳機(jī)、多個(gè)壓力傳感器數(shù)值比較……）
教師：通過(guò)以上兩個(gè)任務(wù)，你能形成什么有指導(dǎo)價(jià)值的觀念？
學(xué)生：分享自己的觀點(diǎn)和想法。
（4）從不同的角度尋找解決問(wèn)題的方法
問(wèn)題：在使用美工刀切割紙張時(shí)，如何避免劃傷手部？
學(xué)生：先個(gè)人思考，再小組討論。
教師：引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考。（從手的防護(hù)、尺子的改變、紙的設(shè)計(jì)和美工刀的設(shè)計(jì)等角度）
3.形態(tài)分析法
除了應(yīng)用原理、移植技術(shù)，多項(xiàng)技術(shù)的組合也可以產(chǎn)生新方案。組合型技法是指按照一定的技術(shù)原理或功能目的，將現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)原理或方法、現(xiàn)象、物品作適當(dāng)?shù)慕M合或重新安排，從而獲得具有統(tǒng)一整體功能的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新形象的創(chuàng)造技法。通過(guò)圖片中這幾種勺頭、勺柄和可能的附加件，你能運(yùn)用組合法產(chǎn)生什么樣的設(shè)計(jì)？
下面要講的形態(tài)分析法是組合型技法的一種。形態(tài)分析法是以系統(tǒng)分析和綜合為基礎(chǔ)，用集合理論對(duì)研究對(duì)象相關(guān)的形態(tài)要素，分解排列和重新組合，得出所有可能的總體方案，最后通過(guò)評(píng)價(jià)進(jìn)行選擇。也就是說(shuō)，每一個(gè)事物（技術(shù)裝置）都可以分解成若干子系統(tǒng)，直至分解成不能再分的要素。將這些要素重新排列組合，就會(huì)產(chǎn)生很多的新的功能、方法或裝置。
4.項(xiàng)目實(shí)踐
任務(wù)：針對(duì)自己的設(shè)計(jì)問(wèn)題，繪制形態(tài)分析表或者三維形態(tài)分析矩陣；嘗試運(yùn)用形態(tài)分析法，提出小組項(xiàng)目的形態(tài)設(shè)計(jì)方案；結(jié)合聯(lián)想法，提出多個(gè)設(shè)計(jì)方案，并繼續(xù)完善方案。
學(xué)生：思考、討論，完成小組設(shè)計(jì)項(xiàng)目形態(tài)分析表，提出新的方案或完善方案。
教師：巡視，個(gè)性化指導(dǎo)；共性問(wèn)題，集中指導(dǎo)。
5.教師：播放盾構(gòu)機(jī)原理圖片，分析盾構(gòu)機(jī)仿生案例。
盾構(gòu)機(jī)是一種使用盾構(gòu)法的隧道掘進(jìn)機(jī)。盾構(gòu)施工法是掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)的同時(shí)構(gòu)建隧道之“盾”（指支撐性管片）。盾構(gòu)機(jī)的圓柱體組件的殼體，即護(hù)盾，對(duì)挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時(shí)支撐的作用，承受周圍土層的壓力。有時(shí)還起到承受地下水壓，以及將地下水擋在外面的作用。挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護(hù)盾的掩護(hù)下進(jìn)行。
18世紀(jì)末，英國(guó)在開挖倫敦泰晤士河隧道時(shí)遇阻，法國(guó)工程師布魯諾爾發(fā)現(xiàn)，船蛆會(huì)從體內(nèi)分泌一種液體并涂在孔壁上形成保護(hù)殼，以抵抗木板潮濕后發(fā)生的膨脹。他從船蛆的這種行為中獲得了靈感，發(fā)明了第一代盾構(gòu)機(jī)。
6.新知探究：仿生法
活動(dòng)：折紙飛機(jī)，然后放飛，比較兩種飛機(jī)的飛行路徑和效果。
學(xué)生：與教師提供的帶翹起小翼的仿生紙飛機(jī)對(duì)比，然后增加翹起小翼，分析差異原因。
技術(shù)并不一定是根據(jù)科學(xué)原理發(fā)明的。比如：飛機(jī)為什么能飛起來(lái)？至今沒(méi)有得出一致認(rèn)同的原理。飛機(jī)更多的是在自然事物的啟發(fā)下，不斷試驗(yàn)演進(jìn)的結(jié)果。技術(shù)也有可能直接來(lái)源于自然現(xiàn)象的啟發(fā)。仿生法就是模擬自然生物形態(tài)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的一種方法。
7.新知探究：設(shè)問(wèn)法
教師：介紹設(shè)問(wèn)法的概念與主要類型。
設(shè)問(wèn)法是通過(guò)多角度提出問(wèn)題，從問(wèn)題中尋找思路，進(jìn)而做出選擇并深入開發(fā)創(chuàng)造性設(shè)想的一種構(gòu)思方法。它的主要類型有檢核表法、5W2H法以及和田十二法等。
設(shè)問(wèn)法借助各種思維技巧，抓住事物具有普遍意義的方面進(jìn)行提問(wèn)。
教師：講解5W2H法的概念以及各個(gè)問(wèn)題的具體含義。
任務(wù)：針對(duì)自己的設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用5W2H法，檢查設(shè)計(jì)方案的合理性，然后展開交流，完善自己的設(shè)計(jì)方案。
選擇1～2個(gè)小組的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，交流評(píng)析。
教師：從各組項(xiàng)目中選擇一個(gè)合適的項(xiàng)目，展示該小組運(yùn)用5W2H法的構(gòu)思成果，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用5W2H法提出更多的設(shè)想。
8.項(xiàng)目實(shí)踐
從形態(tài)分析法、聯(lián)想法、仿生法或設(shè)問(wèn)法等方法中選擇合適的構(gòu)思方法，綜合應(yīng)用于自己的設(shè)計(jì)中，并形成或完善自己的設(shè)計(jì)方案。
教師：巡視，個(gè)性化指導(dǎo)，選擇部分有交流價(jià)值的方案展示分享
學(xué)生：創(chuàng)意想象？完善方案。
五、教學(xué)反思

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