資源簡(jiǎn)介

第一節(jié) 方案的構(gòu)思方法
【教材版本】通用技術(shù)必修1《技術(shù)與設(shè)計(jì)1》（江蘇教育出版社）
【設(shè)計(jì)理念】
以活動(dòng)案例為載體，以探究性學(xué)習(xí)、小組合作、草圖繪制、方案評(píng)價(jià)等學(xué)習(xí)策略為依托，引導(dǎo)學(xué)生在師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、自我體驗(yàn)中進(jìn)行設(shè)計(jì)分析、方案的構(gòu)思、方案的比較與權(quán)衡等主要內(nèi)容的學(xué)習(xí)活動(dòng)。
【教材分析】
1.知識(shí)結(jié)構(gòu)分析
《方案的構(gòu)思方法》在教材中的位置是位于第四章《發(fā)現(xiàn)與明確問(wèn)題》之后，屬于設(shè)計(jì)的一般過(guò)程的具體教學(xué)，在教材中有承上啟下的作用，是第二章中人機(jī)關(guān)系、第三章設(shè)計(jì)的一般原則在設(shè)計(jì)過(guò)程中的具體運(yùn)用。本章所講的內(nèi)容都是在思維層面上的，對(duì)學(xué)生的思維提出挑戰(zhàn)，同時(shí)也為學(xué)生提供了一個(gè)展現(xiàn)創(chuàng)造力的機(jī)會(huì)。
方案的構(gòu)思是技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈魂所在，技術(shù)產(chǎn)品的多樣化及最優(yōu)化都將在方案的構(gòu)思及其比較與權(quán)衡中實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于構(gòu)思，構(gòu)思的關(guān)鍵在于科學(xué)的設(shè)計(jì)分析與恰當(dāng)構(gòu)思方法的應(yīng)用。一個(gè)完整的構(gòu)思過(guò)程既是分析、構(gòu)思、比較、權(quán)衡等思維活動(dòng)相互輝映的過(guò)程，也是批判性相像、創(chuàng)造性思考、科學(xué)決策綜合運(yùn)用的過(guò)程。方案的構(gòu)思是設(shè)計(jì)中最富有挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)。
本節(jié)內(nèi)容包括三部分：1.設(shè)計(jì)分析；2.方案的構(gòu)思方法；3.方案的比較與權(quán)衡。在邏輯上三部分內(nèi)容相關(guān)性很強(qiáng)，體現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程逐步完善的循序漸進(jìn)的思維過(guò)程。三部分內(nèi)容均為重點(diǎn)內(nèi)容，它們的關(guān)系是互為基礎(chǔ)的。
課時(shí)安排：2課時(shí)。
2.知識(shí)發(fā)生發(fā)展過(guò)程分析
三部分內(nèi)容結(jié)構(gòu)合理，系統(tǒng)性強(qiáng)，案例設(shè)計(jì)符合學(xué)生的思維發(fā)展模式。從整體上以設(shè)計(jì)的過(guò)程為基本線索來(lái)組織第三章內(nèi)容的擴(kuò)充和深化。設(shè)計(jì)分析是設(shè)計(jì)過(guò)程中必不可少的步驟，是完成設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提，合理周全的設(shè)計(jì)分析不但會(huì)使構(gòu)思的目標(biāo)更明確，使技術(shù)產(chǎn)品更經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、更好的滿足人們的需要，而且為構(gòu)思的多樣化提供了平臺(tái)。本節(jié)緊扣“物”、“人”、“環(huán)境”三者關(guān)系從三方面對(duì)臺(tái)燈設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。方案的構(gòu)思需要通過(guò)一定的手段表現(xiàn)出來(lái)，形成較為系統(tǒng)全面的設(shè)計(jì)想法，這就要借助一定的構(gòu)思方法，第一節(jié)中介紹了幾種常用的方案構(gòu)思方法，使各種構(gòu)思得以很好的呈現(xiàn)。此為，本節(jié)通過(guò)臺(tái)燈的幾種設(shè)計(jì)方案比較與權(quán)衡，教會(huì)學(xué)生對(duì)構(gòu)思方案進(jìn)行一般的比較與權(quán)衡的方法。
3.知識(shí)學(xué)習(xí)意義分析
方案的構(gòu)思是技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈魂所在，技術(shù)產(chǎn)品的多樣化及最優(yōu)化都將在方案的構(gòu)思及其比較與權(quán)衡中實(shí)現(xiàn)。本節(jié)教學(xué)以具體的設(shè)計(jì)任務(wù)——臺(tái)燈的設(shè)計(jì)為載體，通過(guò)實(shí)際的設(shè)計(jì)分析、方案構(gòu)思、方案的比較與權(quán)衡各環(huán)節(jié)逐步深入，使教學(xué)任務(wù)的完成具有可操作性，巧妙地化抽象為具體，在具體的教學(xué)情境中提高實(shí)踐能力，通過(guò)親身經(jīng)歷獲取理論知識(shí)的。
4.教學(xué)建議與學(xué)法指導(dǎo)說(shuō)明
教師對(duì)于知識(shí)的整理，素材的補(bǔ)充、知識(shí)結(jié)構(gòu)的建構(gòu)與分析是必要的，選擇學(xué)生的設(shè)計(jì)構(gòu)思為案例，引導(dǎo)教學(xué)與學(xué)生體驗(yàn)環(huán)節(jié)可以增加教學(xué)過(guò)程的針對(duì)性，激發(fā)學(xué)生的思維，提高參與程度。在這節(jié)課如果能夠結(jié)合往屆學(xué)生的作品與本屆學(xué)生的創(chuàng)意進(jìn)行教學(xué)，能起到拋磚引玉的教學(xué)效果。
【學(xué)情分析】
1.原有認(rèn)知發(fā)展分析
設(shè)計(jì)分析、方案構(gòu)思、方案的比較與權(quán)衡三部分內(nèi)容很抽象，概括性強(qiáng)，知識(shí)的掌握需要很強(qiáng)的理論概括能力，這節(jié)課通過(guò)學(xué)生的實(shí)踐與親身經(jīng)歷，提升對(duì)于設(shè)計(jì)分析、方案的構(gòu)思方法、方案的比較與權(quán)衡的理論認(rèn)知水平。
2.原有知識(shí)結(jié)構(gòu)分析
對(duì)設(shè)計(jì)的基本原則有了一定理解；知道人機(jī)關(guān)系在設(shè)計(jì)中的重要的作用，熟悉人機(jī)關(guān)系在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)；對(duì)構(gòu)思方案有一定畏難情緒，對(duì)方案的構(gòu)思方法還不是很清楚；在設(shè)計(jì)分析階段對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象有了一些想法，有一定創(chuàng)造沖動(dòng)和較大創(chuàng)造潛能。
3.非認(rèn)知因素分析
利用學(xué)生自己或小組討論的設(shè)計(jì)方案、草圖為案例；教師的理論為指導(dǎo)能夠增加學(xué)習(xí)情趣，非智力因素轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的有效資源，對(duì)于提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)有深遠(yuǎn)的教學(xué)意義。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識(shí)與技能
(1)能就具體的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)分析。
(2)能根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的材料或標(biāo)準(zhǔn)件。
(3)能制定符合一般設(shè)計(jì)原則及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的完整設(shè)計(jì)方案。
(4)通過(guò)比較權(quán)衡，能在多個(gè)方案中選定滿足設(shè)計(jì)要求的最佳方案或集中各種方案的優(yōu)點(diǎn)來(lái)改進(jìn)原有方案。
(5)從對(duì)臺(tái)燈的分析、構(gòu)思、比較與權(quán)衡中，抽象出一般技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)分析、方案構(gòu)思、比較和權(quán)衡的方法。
2.過(guò)程與方法
教學(xué)過(guò)程：設(shè)計(jì)作品賞析——構(gòu)思方法學(xué)習(xí)——方案構(gòu)思實(shí)踐。
教學(xué)方法：親身體驗(yàn)法、圖表解說(shuō)法、情景設(shè)置法、實(shí)物演示法、內(nèi)容補(bǔ)充法——指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)“協(xié)作學(xué)習(xí)”、“做中學(xué)”等學(xué)習(xí)方法。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)親身感受設(shè)計(jì)的快感，體會(huì)設(shè)計(jì)分析的過(guò)程。
(2)增強(qiáng)學(xué)生設(shè)計(jì)信心，養(yǎng)成細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)，考慮問(wèn)題全面的情感態(tài)度。
(3)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維、發(fā)散性思維和批判性思維。
(4)培養(yǎng)對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)的激情和責(zé)任心、安全意識(shí)等。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1.教學(xué)重點(diǎn)
對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行深入分析，尋找產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素, 明確設(shè)計(jì)分析概念、方法及要求。
2.教學(xué)難點(diǎn)
(1)“物、人、環(huán)境”三方面關(guān)系的理解和具體的設(shè)計(jì)分析思路，以及如何實(shí)現(xiàn)方案的構(gòu)思，形成滿意的方案。
(2)處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析中各因素的關(guān)系，即權(quán)衡與選擇。
【教學(xué)環(huán)境】
本節(jié)課的教學(xué)在通用技術(shù)專用教室完成。媒體運(yùn)用教學(xué)課件、視屏資料、實(shí)物展示。
【教學(xué)方法】
案例教學(xué)法、親身體驗(yàn)法、圖表法、情景設(shè)置法、實(shí)物演示法。
【教學(xué)過(guò)程】
導(dǎo)入：
“我們?cè)诿鞔_問(wèn)題后，在信息收集與處理的基礎(chǔ)上，根據(jù)整個(gè)技術(shù)設(shè)計(jì)的要求，可以開(kāi)始方案的構(gòu)思。
某公司創(chuàng)業(yè)之初，為了選拔真正有效能的人才，要求每位應(yīng)聘者以比賽的方式推銷100把梳子賣給和尚。如果你是應(yīng)聘者，你會(huì)怎么來(lái)推銷梳子賣給和尚？
如果你是應(yīng)聘者，你會(huì)怎么來(lái)推銷梳子賣給和尚？
一個(gè)星期的期限到了.三位應(yīng)聘者的成績(jī):
甲先生僅僅只賣出一把;
乙先生賣出10把;
丙先生居然賣出了1000把。
甲先生說(shuō)，他跑了三座寺院，受到了無(wú)數(shù)次和尚的臭罵和追打，但仍然不屈不撓，終于感動(dòng)了一個(gè)小和尚，買了一把梳子。
乙先生去了一座名山古寺，由于山高風(fēng)大，把前來(lái)進(jìn)香的善男信女的頭發(fā)都吹亂了
乙先生找到住持，說(shuō)：“蓬頭垢面對(duì)佛是不敬的，應(yīng)在每座香案前放把木梳，供善男信女梳頭。”住持認(rèn)為有理。那廟共有10座香案，于是買下10把梳子。
丙先生來(lái)到一座頗富盛名、香火極旺的深山寶剎，對(duì)方丈說(shuō)：“凡來(lái)進(jìn)香者，多有一顆虔誠(chéng)之心，寶剎應(yīng)有回贈(zèng)，保佑平安吉祥，鼓勵(lì)多行善事。我有一批梳子，您的書法超群，可刻上‘積善梳’三字，然后作為贈(zèng)品。”方丈聽(tīng)罷大喜，立刻買下1000把梳子。
第五章 方案的構(gòu)思及其方法
第一節(jié) 方案的構(gòu)思方法
新課講授：
為了使設(shè)計(jì)少走彎路或不走彎路，設(shè)計(jì)分析是關(guān)鍵。設(shè)計(jì)分析這個(gè)過(guò)程是設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提，合理周全的設(shè)計(jì)分析不但使構(gòu)思目標(biāo)明確，構(gòu)思方案更加具有說(shuō)服力，而且會(huì)使技術(shù)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中少走彎路或不走彎路。現(xiàn)在，我們以臺(tái)燈為例，來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)分析的基本思路。”
一、設(shè)計(jì)分析：
1.明確臺(tái)燈設(shè)計(jì)的主要因素：
設(shè)計(jì)分析是一個(gè)思維發(fā)散的過(guò)程，其特點(diǎn)在一個(gè) “分”字。“在臺(tái)燈的設(shè)計(jì)中，我們常要考慮一些主要因素，如考慮功能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全可靠、成本適當(dāng)?shù)龋@些之外，你還能想到應(yīng)該考慮的問(wèn)題有哪些？”
思考：填寫課本思考的內(nèi)容：
美觀、實(shí)用、新穎、環(huán)保、造型、質(zhì)量、符合人的心理、生理特點(diǎn)。
生：“我考慮了設(shè)計(jì)要美觀。。。。。。”
師：“你的這些因素主要是從哪些方面來(lái)考慮呢？”
生：“我考慮的主要是設(shè)計(jì)的一般原則出發(fā)的。”
這一段是考慮主要因素的教學(xué)，運(yùn)用的教學(xué)方式是師生合作。對(duì)于考慮的主體因素方面，學(xué)生有自己的經(jīng)驗(yàn)。由教師啟個(gè)頭，通過(guò)學(xué)生與教師之間的問(wèn)答，學(xué)生的思維受到啟發(fā)，了解了設(shè)計(jì)的基本思路。
師：“臺(tái)燈設(shè)計(jì)要考慮的因素很多，這些因素可歸屬于‘人’、‘物’、‘環(huán)境’三個(gè)方面。
“現(xiàn)在我們就從‘人’這一角度來(lái)分析一下我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。
產(chǎn)品必須滿足使用者，也就是高中生—你們的需求，正如課本95頁(yè)圖中所示，設(shè)計(jì)中的‘人’是高中生，他們處于生長(zhǎng)發(fā)育期，學(xué)習(xí)任務(wù)重，安全意識(shí)弱等特點(diǎn)，‘學(xué)習(xí)任務(wù)重’因素使設(shè)計(jì)中要考慮到臺(tái)燈要‘經(jīng)久耐用’、‘照明效果好’，而出于對(duì)生理和心理上的要求，則在設(shè)計(jì)中應(yīng)做到高度適中，追求個(gè)性，時(shí)尚前衛(wèi)等”。
“我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，始終要注意使用者需求和產(chǎn)品之間聯(lián)系”。
對(duì)于臺(tái)燈這個(gè)“物-------產(chǎn)品”本身，我們可以考慮的因素主要有：（展示幻燈片）結(jié)構(gòu)造型（形狀、色彩、質(zhì)地）、功能（基本功能、附加功能）、材料（金屬、陶瓷、塑料）等。

展示不同造型的幻燈片（一個(gè)是夾式，另一個(gè)是臺(tái)式）
提問(wèn)：大家看這兩盞臺(tái)燈有什么不同？
學(xué)生：底座不同
老師：為什么要設(shè)計(jì)不同的底座？它們分別有什么作用？
學(xué)生：臺(tái)式的放在桌面上，夾式的可以?shī)A在床頭。
老師：對(duì)，這是為了提高臺(tái)燈不同使用環(huán)境下的適應(yīng)性。所以，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，除了要充分考慮物和人兩個(gè)要素之外，我們還要考慮環(huán)境這方面的要素（展示幻燈片）。
老師歸納：任何產(chǎn)品都不是孤立存在的。一方面它是為人服務(wù)的；人的需求在 很大程度上決定著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)；另一方面，它是在一定的環(huán)境中使用的，必然會(huì)受到環(huán)境的制約，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。因此，設(shè)計(jì)任何產(chǎn)品都應(yīng)綜合考慮物、人、環(huán)境三個(gè)方面。（展示幻燈片）在考慮“物”“人”“環(huán)境”三個(gè)因素時(shí)，我們還要考慮它們之間相互牽連制約。
2.明確臺(tái)燈的使用對(duì)象而進(jìn)行具體設(shè)計(jì)分析:
今天我們的設(shè)計(jì)對(duì)象是高中生，也就是你們自己了，那你們高中生臺(tái)燈與其他臺(tái)燈相比，又有什么獨(dú)特性呢？大家圍繞三個(gè)主要因素開(kāi)動(dòng)腦筋，大膽地構(gòu)思與分析。
討論：從教材的因素示意圖進(jìn)行分析，并在空余的地方寫下你認(rèn)為還要考慮的因素。當(dāng)然，這里體現(xiàn)你的思想和個(gè)性。
學(xué)生開(kāi)始看書和填寫95頁(yè)因素示意圖。
師：“同學(xué)們的閱讀和填寫已經(jīng)完成，我看到每位同學(xué)都寫出了不少有獨(dú)立知識(shí)主權(quán)的內(nèi)容，有思想有頭腦，不錯(cuò)。我們這么多優(yōu)秀的思考結(jié)果，是不是應(yīng)該與朋友分享？”
生：略。
師：“那好，請(qǐng)你將課本與同桌的同學(xué)交換，看看別人有什么優(yōu)秀成果，對(duì)于優(yōu)秀的思考要虛心請(qǐng)教，有什么自己認(rèn)為不錯(cuò)的創(chuàng)意，給同桌說(shuō)說(shuō)。”
學(xué)生之間開(kāi)始活動(dòng)，教師走到學(xué)生中去，與學(xué)生一起活動(dòng)，聽(tīng)學(xué)生的交流，感受學(xué)生的交流，對(duì)某些問(wèn)題答疑，給予學(xué)生適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化，師生共愉悅。
色彩：?jiǎn)紊{(diào)、流行色、綜合、冷色調(diào)、暗色、柔和色等
形狀：個(gè)性化、傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合等
質(zhì)地：細(xì)膩、不易損壞、粗糙、結(jié)實(shí)、防滑、磨砂
功能中附加功能：MP3、日歷、收音機(jī)、溫度計(jì)、自動(dòng)報(bào)警器、定時(shí)開(kāi)關(guān)、播放器、錄音機(jī)、照片架、小風(fēng)扇
材料：木材、合金、玻璃、人工合成材料、復(fù)合材料、橡膠、花崗巖、大理石、石膏
環(huán)境保護(hù)：節(jié)能、可回收利用、生態(tài)因素
適應(yīng)性：支撐架可調(diào)節(jié)、高度可調(diào)、可折疊、可變化角度、能旋轉(zhuǎn)
安全意識(shí)：防潮、防水、防靜電隔離、自動(dòng)斷電
心理：裝飾美觀、方便、符合心理特征
生理：大小適合、光感好、可調(diào)光
學(xué)習(xí)任務(wù)重：音樂(lè)提醒、能預(yù)設(shè)時(shí)間、可消除疲勞、根據(jù)明暗程度變換光度
3.對(duì)臺(tái)燈的各個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)符合心理特征分析：
師：剛才我們討論了產(chǎn)品設(shè)計(jì)要綜合考慮的三要素。對(duì)于設(shè)計(jì)對(duì)象本身，除了要充分考慮這些要素之外，我們還必須了解它的各個(gè)組成部分的作用，以及他們之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。現(xiàn)在，我們就來(lái)對(duì)臺(tái)燈的各個(gè)部件作用進(jìn)行具體的分析。
從臺(tái)燈這一系列的作品中可以知道臺(tái)燈的組成結(jié)構(gòu)（展示老師的作品圖片并注明部件名稱）它是由燈泡、燈頭、燈罩、支撐架、開(kāi)關(guān)、底座與電線組成。
燈泡：臺(tái)燈的主要功能是照明，燈泡是它的主要部件，有白熾燈泡、日光燈管、節(jié)能燈管等。如何選擇？（展示各類型燈泡的特點(diǎn)，進(jìn)行比較）具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)不同的使用者對(duì)燈泡的具體需求來(lái)選擇。如高中生對(duì)燈泡的需求，一般選擇沒(méi)有頻閃或頻閃度較底、耐用且光線柔和的燈泡或燈管。
開(kāi)關(guān)：手控或遙控。常見(jiàn)的臺(tái)燈開(kāi)關(guān)有撥動(dòng)式、旋鈕式、觸摸式等。對(duì)于開(kāi)關(guān)的選擇，主要是根據(jù)使用者的需要，能安全有效地控制臺(tái)燈的亮度即可。
電線：花線類
說(shuō)明：由于標(biāo)準(zhǔn)件可以規(guī)模化生產(chǎn)，具有通用性及成本低等優(yōu)勢(shì)，還能保證安全，故建議大家選用。
底座：起支撐和穩(wěn)定作用。應(yīng)選擇堅(jiān)固、不易碎的材料。其形狀應(yīng)在追求臺(tái)燈穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，體現(xiàn)個(gè)性化風(fēng)格，我們還可以在底座上做文章，給它安裝上日歷、筆筒、自動(dòng)報(bào)警器、定時(shí)開(kāi)關(guān)、溫度計(jì)、播放器、錄音機(jī)等功能。應(yīng)選擇與燈泡能配套。
支撐架：臺(tái)燈的高度主要由支撐架決定，它主要起到支撐作用。（展示各樣式的支撐架圖案）選擇時(shí)，在保證臺(tái)燈高度適中的前提下，還需考慮它的活動(dòng)范圍、選用材料、成本、制作復(fù)雜程度等。
思考：設(shè)計(jì)支撐架時(shí)還應(yīng)考慮那些方面的問(wèn)題？這些問(wèn)題可以通過(guò)什么樣的支撐架來(lái)解決？
答案：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、材料的強(qiáng)度、高度可調(diào)接、支撐架的活動(dòng)范圍、成本等。鉸鏈接、輕金屬慣性材料、PVC彎折軟管、金屬?gòu)澱圮浌堋?br/>探究：適合學(xué)生學(xué)習(xí)使用的臺(tái)燈，其高度為多少最合理？
答案：只考慮臺(tái)燈高度不可取，還應(yīng)考慮臺(tái)燈的照度、學(xué)生身高、使用環(huán)境和使用要求相匹配。一般臺(tái)燈高度為40-50CM之間，人在燈下學(xué)習(xí)燈光的照度應(yīng)為300lux最為合適。
燈罩：為了給使用者創(chuàng)造一個(gè)照度合適且光線柔和的環(huán)境，我們往往需要給它設(shè)計(jì)個(gè)燈罩，同時(shí)也起到安全保護(hù)作用。選擇燈罩時(shí)，主要考慮它的材料和外形。不同的材料會(huì)直接影響到光線的照射形式，同時(shí)它的導(dǎo)熱性也很重要，導(dǎo)熱性好的材料，短時(shí)間內(nèi)受熱容易引起發(fā)熱發(fā)燙，容易給使用者造成燙傷。而外形設(shè)計(jì)直接影響到光線照射的角度。
燈泡、燈頭、開(kāi)關(guān)、電線這四種部件是標(biāo)準(zhǔn)件，是我們無(wú)法制作的，只好在市場(chǎng)上根據(jù)使用者的具體特性進(jìn)行具體的分析選擇。
標(biāo)準(zhǔn)件：指經(jīng)優(yōu)選、簡(jiǎn)化、統(tǒng)一并給以標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)的零件或部件。
說(shuō)明：
由于標(biāo)準(zhǔn)件可以規(guī)模化生產(chǎn)，具有通用性及成本低等優(yōu)勢(shì)，還能保證安全，故建議大家選用。
思考：同學(xué)們想一想，眼鏡中包括哪些標(biāo)準(zhǔn)件？
思考：如果考慮環(huán)境因素，你將如何分析你的產(chǎn)品設(shè)計(jì)？
馬上行動(dòng)：P099從人、物、環(huán)境三個(gè)方面判斷右圖各個(gè)臺(tái)燈是否符合學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)使用，為什么？
第一個(gè)：高度低、燈管直射人眼，不適合。
第二個(gè)：高度合適、燈罩可轉(zhuǎn)動(dòng)、整體較合理
第三個(gè)：燈罩透光對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)有影響，高度低、照度低
二、方案的構(gòu)思方法：
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)，形成一個(gè)完整的抽象物，并采用圖、模型、語(yǔ)言、文字等方式呈現(xiàn)的思維過(guò)程。
方案的構(gòu)思，把我們?cè)谠O(shè)計(jì)分析過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的模糊的、零散的、不系統(tǒng)的想法，建構(gòu)成完整、具體的方案，其特點(diǎn)在一個(gè)“構(gòu)”字。
馬上行動(dòng)
一個(gè)球形的燈泡，如何讓它很好地站穩(wěn)呢？
1.草圖法
草圖法的特點(diǎn)和作用
在運(yùn)用草圖法進(jìn)行構(gòu)思的過(guò)程中，可以捕捉靈感、自由發(fā)揮、不受約束。
能將自己的想法較明確地表達(dá)出來(lái)，也可以隨意修改。
2.模仿法
模仿法的核心在于通過(guò)別人的想法、構(gòu)思，激發(fā)自己的靈感。
模仿法在仿生學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用：模仿鷹眼的成像原理仿制出來(lái)的微型照相機(jī)、攝像機(jī)自動(dòng)調(diào)焦的攝像頭等；人造衛(wèi)星的拍攝系統(tǒng)；模仿飛鳥的翅膀結(jié)構(gòu)原理制造出的飛機(jī)機(jī)翼等。
教師：總結(jié)一下，我們?cè)谶\(yùn)用模仿法構(gòu)思設(shè)計(jì)方案時(shí)，可以大致分為哪幾類？
a.外形模仿
b.仿生模仿：形態(tài)仿生、結(jié)構(gòu)仿生、原理仿生
c. 結(jié)構(gòu)模仿
d.功能模仿
馬上行動(dòng)：
①你能舉出兩三個(gè)日常生活中用模仿法構(gòu)思出來(lái)的方案和作品嗎？
②請(qǐng)大家運(yùn)用模仿法將自己設(shè)計(jì)的臺(tái)燈進(jìn)一步改進(jìn)。
鼠式母子雨衣：
一位年輕的媽媽，下雨天騎自行車去接孩子，把孩子裹在雨衣里，孩子又熱又悶，哭著鬧著要出來(lái)。這位媽媽一直想解決這個(gè)問(wèn)題。一次在動(dòng)物園，她看到袋鼠媽媽將小袋鼠放在胸前的袋里的情形，受到很大啟發(fā)，她馬上回家把雨衣前面開(kāi)了一個(gè)洞，裝上一個(gè)帽沿，這樣，一個(gè)“袋鼠式母子雨衣”就出來(lái)了。這種雨衣，很快由廠家開(kāi)發(fā)出來(lái)，頓時(shí)成為上海市場(chǎng)上的熱門貨。
3.聯(lián)想法
要用聯(lián)想法進(jìn)行方案構(gòu)思，人們就必須具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、較廣的見(jiàn)識(shí)、較好的知識(shí)基礎(chǔ)及較豐富的想像力。
l 加一加
l 減一減
l 擴(kuò)一擴(kuò)
l 縮一縮
l 變一變
l 反一反
l 加一加
l 鉛筆為主體：
+橡皮=帶橡皮頭的鉛筆
+香味=香味筆
+照明=照明筆
+翻譯=翻譯筆
+驗(yàn)鈔=驗(yàn)鈔筆
+錄音=錄音筆
l 減一減
隱形眼鏡就讓鏡片減薄，減小，再減去鏡架
褲子減去一段
帽子減去一塊
耳機(jī)減去連線
U盤減去蓋子，旋轉(zhuǎn)式/伸縮式usb接口
l 擴(kuò)一擴(kuò)
尺——加長(zhǎng)——卷尺
獨(dú)木舟
電視機(jī)
望遠(yuǎn)鏡擴(kuò)成又長(zhǎng)又大的天文望遠(yuǎn)鏡
l 縮一縮
杯子、毛巾
l 反一反
凸面鏡
汽車的反光鏡
電動(dòng)機(jī)反過(guò)來(lái)用就成了發(fā)電機(jī)
正反可穿的衣服
帽子反一反
椅子反一反
變一變
燈泡—— 變玻璃顏色—— 彩色燈泡
燈泡—— 氣體顏色—— 彩色燈泡
下面請(qǐng)同學(xué)們閱讀“案例分析——古人的飛天夢(mèng)”。
思考：根據(jù)所學(xué)知識(shí)和自身經(jīng)驗(yàn)列舉利用聯(lián)想法進(jìn)行方案構(gòu)思的實(shí)例。
（1）故事：魯班發(fā)明鋸子的故事（引出聯(lián)想法）
一次，魯班上山去砍樹(shù)，突然，他的胳膊被一片茅草葉子劃了一條細(xì)長(zhǎng)的傷口，鮮血直流。魯班感到很奇怪：“這么柔嫩的青草葉怎么能劃破皮膚呢？”魯班扯下草葉，認(rèn)真、仔細(xì)地觀察起來(lái)，他發(fā)現(xiàn)草葉的邊緣有許多鋒利的細(xì)齒。是這些細(xì)齒劃破了皮膚嗎？他嘗試地把茅草握在手中，用另一只手使勁一抽，果然，手上又出現(xiàn)了流血的傷口。一轉(zhuǎn)身，他又看見(jiàn)一只大蝗蟲正張著兩顆大板牙，很快地吃著草葉，魯班捉住這只蝗蟲，經(jīng)過(guò)觀察，他發(fā)現(xiàn)蝗蟲的板牙上也有利齒，這使魯班豁然開(kāi)朗。回家后，他請(qǐng)鐵匠在鐵條的邊緣打出細(xì)齒，并把細(xì)齒磨成鋒利的形狀，用這把鋸來(lái)鋸木材，被鋸過(guò)的木材的切口平整，而且鋸時(shí)省時(shí)又省力。這樣，經(jīng)魯班創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，世界上第一把鋸就誕生了。
（2）展示聯(lián)想法構(gòu)思案例：
a.充氣雨衣 （外形結(jié)構(gòu)聯(lián)想）、
b.音樂(lè)防盜拉鏈 （功能聯(lián)想）、
c.拔棉器 （原理聯(lián)想）
利用聯(lián)想法進(jìn)行方案構(gòu)思，不一定能使技術(shù)設(shè)計(jì)一次性成功，但它有可能為構(gòu)思找到一種方法或一條形成方案的途徑。運(yùn)用聯(lián)想法構(gòu)思后，我們不能盲目地實(shí)踐，而應(yīng)該首先對(duì)方案進(jìn)行科學(xué)論證，而后再進(jìn)行制作和實(shí)施。
馬上行動(dòng)：
請(qǐng)利用聯(lián)想構(gòu)思的方法對(duì)臺(tái)燈的設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)新構(gòu)思，并賦予臺(tái)燈新功能。
4.奇特性構(gòu)思法
運(yùn)用這種方法形成的方案一般具有原創(chuàng)性。這些構(gòu)思在歷史上很少發(fā)生，或從來(lái)沒(méi)能發(fā)生過(guò)，甚至有些構(gòu)思在當(dāng)前的科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
例如：我們可以設(shè)想一種臺(tái)燈，只要人坐在燈旁，依靠人體的熱量就能使臺(tái)燈發(fā)光，并使人看清東西，這樣既節(jié)省電能，又能照明。可以自由清洗的手機(jī)；手機(jī)經(jīng)過(guò)變形可以成為一個(gè)筆記本電腦；你能想像可以天天做美夢(mèng)嗎？（奇思妙想”產(chǎn)品：“可以自由清洗的手機(jī)” 、“筆記本電腦手機(jī)”、“美夢(mèng)機(jī)”）
下面請(qǐng)同學(xué)們閱讀“案例分析——夜視鏡”。
歸納：方案的構(gòu)思方法有很多，這里我們只談到其中的一部分。在構(gòu)思時(shí)，應(yīng)該開(kāi)闊視野，利用和創(chuàng)造更多的方法為構(gòu)思服務(wù)，最后形成豐富的，既體現(xiàn)創(chuàng)造特征，又遵循一般設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)規(guī)范的多個(gè)方案，從而為方案的比較和權(quán)衡奠定基礎(chǔ)。
草圖法 結(jié)構(gòu)草圖、原理草圖、流程草圖
模仿法 結(jié)構(gòu)仿生、外形仿生、原理仿生
聯(lián)想法 結(jié)構(gòu)遷移、原理遷移、功能遷移
奇特性構(gòu)思方法 外形奇特、結(jié)構(gòu)奇特、功能奇特、材料奇特。


三、方案的比較與權(quán)衡:
1.概念：在多個(gè)方案經(jīng)構(gòu)思形成之后，我們往往要對(duì)這些方案進(jìn)行評(píng)判和比較，同時(shí)要從設(shè)計(jì)的目的出發(fā)，針對(duì)一些相互制約的問(wèn)題進(jìn)行權(quán)衡和決策，最后選出較為滿意的方案或集中各方案的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。
2.方案的比較：
通過(guò)比較，明確了各個(gè)方案對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的符合程度。但，要制定出最佳方案，還必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)原則對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行權(quán)衡。
3.方案的權(quán)衡：
通過(guò)比較，明確了各個(gè)方案對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的符合程度。但，要制定出最佳方案，還必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)原則對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行權(quán)衡。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)原則對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行權(quán)衡。
方案A：照明效果較差，造型美觀，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，穩(wěn)定，耐久性較好，安全性不高，環(huán)保性不好，制作稍難，價(jià)格適中。
方案B：照明效果較好，穩(wěn)定，耐久性好，安全性高，環(huán)保性不好，制作簡(jiǎn)單，價(jià)格稍高。
方案C：照明效果好，材料創(chuàng)新，穩(wěn)定，耐久性好，安全性高，環(huán)保性較好，制作難，價(jià)格適中。
方案D：照明效果好，造型美觀，穩(wěn)定性不高，耐久性較差，安全性較高，環(huán)保性較好，制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。
設(shè)計(jì)臺(tái)燈首先要滿足基本功能——照明，其次安全性，再考慮結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和臺(tái)燈的耐久性，最后綜合考慮臺(tái)燈的加工難易等。抓住設(shè)計(jì)的核心與關(guān)鍵是權(quán)衡設(shè)計(jì)方案的必要條件。
注意:
(1)比較與權(quán)衡必須有依據(jù)（設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)原則）。
(2)比較與權(quán)衡是技術(shù)的思想方法的重要內(nèi)容，比較是為了權(quán)衡，沒(méi)有比較就沒(méi)有權(quán)衡。
思考：假如讓你選擇設(shè)計(jì)方案，你選擇哪一個(gè)？試說(shuō)明理由。如果你認(rèn)為這些方案都不符合要求，你會(huì)做什么樣的改進(jìn)？
【小結(jié)】
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們能就具體的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)分析，并且要綜合考慮物、人、環(huán)境三個(gè)方面，在設(shè)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，能夠使用適當(dāng)?shù)臉?gòu)思方法，形成比較滿意的設(shè)計(jì)方案。
實(shí)踐方案構(gòu)思“四法”：
“畫”——畫草圖
“仿”——模仿
“聯(lián)”——聯(lián)想
“破”——奇特性構(gòu)思法
【作業(yè)布置】
請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)課堂上設(shè)計(jì)的中學(xué)生用臺(tái)燈的方案進(jìn)行修改,并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較和權(quán)衡。
【教學(xué)反思】
通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，較好的達(dá)到了所制定的教學(xué)目標(biāo)。課堂上學(xué)生的參與程度也較高，通過(guò)嘗試學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)分析的必要性有了新的認(rèn)識(shí)。同時(shí)也感到自己對(duì)課堂的駕馭能力還有待提高，課堂上應(yīng)多鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行思考和參與。
閱讀：
人類的發(fā)明——來(lái)自動(dòng)物的靈感
船和潛艇來(lái)自人們對(duì)魚類和海豚的模仿。
科學(xué)家根據(jù)火野豬的鼻子測(cè)毒的奇特本領(lǐng)制成了世界上第一批防毒面具。
火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。
科研人員通過(guò)研究變色龍的變色本領(lǐng)，為部隊(duì)研制出了不少軍事偽裝裝備。
科學(xué)家研究青蛙的眼睛，發(fā)明了電子蛙眼。
美國(guó)空軍通過(guò)毒蛇的“熱眼”功能，研究開(kāi)發(fā)出了微型熱傳感器。
人類還利用蛙跳的原理設(shè)計(jì)了蛤蟆夯(hang)。
人類模仿警犬的高靈敏嗅覺(jué)制成了用于偵緝的“電子警犬”。
仿生與高科技
現(xiàn)代的雷達(dá)，一種無(wú)線電定位和測(cè)距裝置:科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)蝙蝠魔不是靠眼睛，而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統(tǒng)。因?yàn)轵鹉г陲w行時(shí)發(fā)出超聲波，又能覺(jué)察出障礙物反射回來(lái)的超聲波。科學(xué)家據(jù)此設(shè)計(jì)出了現(xiàn)代的雷達(dá)——一種無(wú)線電定位和測(cè)距裝置
科學(xué)家通過(guò)對(duì)海豚游泳阻力小的研究發(fā)明了能提高魚雷航速的人工海豚皮；
以及模仿袋鼠在沙漠運(yùn)動(dòng)形式的無(wú)輪汽車(跳躍機(jī))。
前蘇聯(lián)科學(xué)院動(dòng)物研究所的科學(xué)家在企鵝王的啟示下，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型汽車－－“企鵝王”牌極地越野汽車。這種汽車的寬闊的底部，直接貼在雪面上，用輪勺撐動(dòng)著前進(jìn)，行駛速度可達(dá)50公里／小時(shí)。這種汽車用寬闊的底部貼在雪面上，用輪勺推動(dòng)前進(jìn)，這樣不僅解決了極地運(yùn)輸問(wèn)題，而且也可以在泥濘地帶行駛。
科學(xué)家模仿昆蟲制造了太空機(jī)器人。
澳大利亞國(guó)立大學(xué)的一個(gè)科研小組通過(guò)對(duì)幾種昆蟲的研究，已經(jīng)研制出一個(gè)小型的導(dǎo)航和飛行控制裝置。這種裝置可以用來(lái)裝備用于火星考察的小型飛行器。
人們根據(jù)蛙眼的視覺(jué)原理，已研制成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣，準(zhǔn)確無(wú)誤地識(shí)別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達(dá)系統(tǒng)后，雷達(dá)抗干擾能力大大提高。這種雷達(dá)系統(tǒng)能快速而準(zhǔn)確地識(shí)別出特定形狀的飛機(jī)、艦船和導(dǎo)彈等。特別是能夠區(qū)別真假導(dǎo)彈，防止以假亂真。
電子蛙眼還廣泛應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)及交通要道上。在機(jī)場(chǎng)，它能監(jiān)視飛機(jī)的起飛與降落，若發(fā)現(xiàn)飛機(jī)將要發(fā)生碰撞，能及時(shí)發(fā)出警報(bào)。在交通要道，它能指揮車輛的行駛，防止車輛碰撞事故的發(fā)生。
人們模擬海蟄感受次聲波的器官，設(shè)計(jì)成功精確的“水母耳”儀器。它由喇叭、接受次聲波的共振器和把這種振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖的轉(zhuǎn)換器以及指示器組成。將這種儀器安裝在船的前甲板上，喇叭做360°旋轉(zhuǎn)。當(dāng)它接收到8赫茲－13赫茲的次聲波時(shí)，旋轉(zhuǎn)自動(dòng)停止，喇叭所指示的方向，就是風(fēng)暴將要來(lái)臨的方向。指示器還可以告訴人們風(fēng)暴的強(qiáng)度。這種儀器，可提前15小時(shí)左右預(yù)報(bào)風(fēng)暴。
對(duì)鱟行為影響最大的是兩側(cè)的復(fù)眼。受光束照射后，復(fù)眼產(chǎn)生脈沖。一只眼受光束照射，一只眼產(chǎn)主脈沖；兩只眼同時(shí)受光束照射，兩只眼同時(shí)產(chǎn)生脈沖，但比光束照射一只眼時(shí)產(chǎn)生的脈沖的頻率略低些。人類受其啟示，研制成功一種電子模擬裝置，能解10個(gè)元素構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)方程，應(yīng)用這個(gè)原理制成的電視攝影機(jī)，能在激光下提供清晰度較高的電視影象。
魚兒在水中有自由來(lái)去的本領(lǐng)，人們就模仿魚類的形體造船，以木槳仿鰭。相傳早在大禹時(shí)期，我國(guó)古代勞動(dòng)人民觀察魚在水中用尾巴的搖擺而游動(dòng)、轉(zhuǎn)彎，他們就在船尾上架置木槳。通過(guò)反復(fù)的觀察、模仿和實(shí)踐，逐漸改成櫓和舵，增加了船的動(dòng)力，掌握了使船轉(zhuǎn)彎的手段。這樣，即使在波濤滾滾的江河中，人們也能讓船只航行自如。
蒼蠅的楫翅（又叫平衡棒）是“天然導(dǎo)航儀”，人們模仿它制成了“振動(dòng)陀螺儀”。這種儀器目前已經(jīng)應(yīng)用在火箭和高速飛機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛。
蒼蠅的眼睛是一種“復(fù)眼”，由30O0多只小眼組成，人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”。“蠅眼透鏡”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的，用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機(jī)”，一次就能照出千百?gòu)埾嗤南嗥＿@種照相機(jī)已經(jīng)用于印刷制版和大量復(fù)制電子計(jì)算機(jī)的微小電路，大大提高了工效和質(zhì)量。“蠅眼透鏡”是一種新型光學(xué)元件，它的用途很多。
鳥類的翅膀具有許多特殊功能和結(jié)構(gòu)，使得它們不僅善于飛行，而且會(huì)表演許多“特技”，這些特技還是目前人類的技術(shù)難以達(dá)到的。
小小的蜂鳥是鳥中的“直升機(jī)”，它既可以垂直起落，又可以退著飛。在吮吸花蜜時(shí)，它不像蜜蜂那樣停落在花上，而是懸停于空中。這是多么巧妙的飛行啊。制造具有蜂鳥飛行特性的垂直起落飛機(jī)，已經(jīng)成為許多飛機(jī)設(shè)計(jì)師夢(mèng)寐以求的愿望。
蒼蠅的眼睛，發(fā)明了蠅眼攝象機(jī)。 蒼蠅的靈敏感知，發(fā)明了危險(xiǎn)探測(cè)儀，用在危險(xiǎn)工作場(chǎng)所。
鷹的滑翔技巧，發(fā)明了滑翔機(jī)。
鳥類的留線造型，改變了飛機(jī)的外型，更符合空氣動(dòng)力學(xué)。
鳥類的骨頭，改進(jìn)了飛行器的骨架結(jié)構(gòu)，更輕，強(qiáng)度更高。
蝙蝠和海豚的聲波探測(cè)，發(fā)明了超聲波雷達(dá)。
飛機(jī)靠雷達(dá)在夜間飛行是人們從蝙蝠身上受到的啟示
PAGE
6

展開(kāi)更多......

收起↑