資源簡介

第三章 設計過程、原則及評價
第一節 設計的一般過程
一、學習目標：
1.掌握設計的一般過程。
2.知道設計過程中有可能產生多個方案。
3.理解設計過程需要不斷優化，啟發學生的設計、創新意識。
二、技能目標：
1.能夠對設計的過程使用多種策略，如問題解決、創造性思維、批判和改進、邏輯推理思維等等。
2.能運用設計的一般過程指導設計活動。
三、情感、態度目標：
（1）讓學生認識到設計來源于生活，是需求推動了設計的發展，需求是設計的原動力，很多優秀的產品設計方案就是在一些偶然的機會中被開發出來，因此要培養學生注意學生觀察生活，多發現問題，思考如何解決問題，做一個生活的有心人。
（2）培養學生在設計活動中遵循科學合理的工作程序的積極性。
（3）體驗設計過程的完整性，熟悉從事設計工作所要經過的一般過程,提高技術素養。
四、教學策略與方法：
1、本節的教學結合具體的教學內容采用“問題情景—解決方案－解決過程—總結提升”的模式展開，以便攜式小凳的設計為案例貫穿整個教學過程，鼓勵學生自主探究和合作學習。
2、教學方法：探究、合作學習方式，多媒體教學
五、教學重難點:
1、重點：掌握設計應遵循的一般過程。
2、難點：能自覺地將科學合理的設計過程應用在設計活動中。
六、教學對象、內容分析：
高一的學生已經有了一定的生活經驗，對于設計已經有了一定的感性認識。而且通過前面章節技術與設計的關系的學習，對于技術及設計都有了一定的認識和體驗，但 是學生以前很少會有設計的意識和設計的理念。學生對于設計的過程還充滿陌生感，同時也充滿好奇感。因此如何通過本節的學習能從整體上給學生一個有關于設計 的一般過程的認識是值得我們思考探究的。爭取讓學生能從整體的角度上系統的進行后續章節的學習。
本節教學內容《設計的一般過程》是選自普通高中課程標準實驗教科書《通用技術 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "歡迎登陸21世紀教育網 )- 技術與設計1》的第三章《設計過程、原則及評價》（江蘇教育出版社）。本節內容與后繼各章節（第四至第八章）形成總分關系，這一部分是一個整體論述，為深 入學習后續章節作鋪墊。通讀教材，我覺得教材的編寫非常嚴謹，尤其是順序安排上，前后知識的銜接很科學。學生通過本章學習，體驗科學合理的設計過程有助于 設計活動的順利開展，能理解遵循科學的設計一般過程的重要作用，從而形成良好的設計習慣，增強自身的技術素養。本節教學內容課本以便攜式小凳的設計為案例 貫穿整個教學過程。
學時2課時。
七、教學策略和媒體選擇
本節的教學內容采用“問題情境----提出方案----解決過程----總結提升”的模式展開。因此我們在引導學生資助觀察、思考、分析、總結的同時也要注 意引導學生在與他人交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的方向和不同的發展，培養學生的發散思維。注意引導學生體會設計的過程是一個動態的過程，知道設計 的過程會產生很多不同的方案，要拓展自己的想象空間進行多維思考，同時在設計的過程中要不斷的優化。我們可以大致把設計的過程分為五個階段。但這只是一個 普通的一般過程，并非一成不變，我們在教給學生一種通常的方法的時候也要告訴學生過程的可變性，不要束縛住學生的創新思維。
八、教學方式:
采用分組探究的學習方式
九、教學過程:
新課引入:
同學們！通過前面的學習，我們已經知道，技術世界因設計而愈加精彩，設計是技術發展的關鍵。那么同學們有沒有想過世界上這些實用的產品是怎樣設計出來的嗎？是憑空想象的嗎？
是的，任何一種產品的設計不是一步到位、立竿見影的，設計是一個有計劃的創新活動，它有著科學合理的基本工作程序。這節課我們將通過便攜式小凳的設計和制作，大家一起來學習和體驗設計的一般過程，初步掌握設計的基本知識和技術實踐的基本方法。
[案例]我們每天都用的筆比如u盤的功能、課桌、尺子的最新功能。
［講解］從本質上說，設計是一個問題求解的過程。它從問題出發，并圍繞問題展開各項活動。 因此，設計必須從調查需求、分析信息、發現與明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎上提出設計項目，明確設計要求。
我們一起來看一下陳晨同學在平常的生活中是怎樣發現便攜式小凳的設計要求呢。同時大家想一想，如果你是陳晨，在這個便攜式小凳的設計項目在確定之前需要做哪些事情呢？
［案例閱讀］
讓學生閱讀書46頁的案例，通過案例情境引入，引導學生積極投入到案例的活動中去，了解設計活動是從產生需求和明確要求開始的。
［學生討論］
1.便攜式小凳的設計要求是什么？
2.是怎樣確定設計要求是什么的？
[學生回答]
便攜式小凳的設計要求：
１、結構簡單、穩固，易于制作；
２、自重輕，體積小，攜帶方便；
３、成本不高于５元。
［馬上行動］
填寫書上第47頁的馬上行動。
主要環節 具體工作內容
調查需求 設計訪談提綱和調查問卷
統計分析 統計分析,匯制圖表
討論 確定便攜式小凳作為設計項目
列出設計要求 結構簡單、穩固，易制作；自重輕、體積小，攜帶方便；成本不高于5元。
二、制定設計方案
強調：
1.運用不同的材料、結構可以產生不同的設計方案。
2.任何設計方案都有改進的可能性，好方案決不會僅有一個。
方案：
1、收集信息
2、設計分析（材料、結構、攜帶- - -）
3、方案構思（材料、結構、連接方式- - -）
4、方案呈現（畫出草圖）
5、方案篩選
收集信息：
可以通過用戶調查、專家咨詢、查閱圖書資料、收聽收看廣播電視、瀏覽互聯網等收集信息。
［提出問題］
(1) 我們平時收集信息的途徑有哪些？
可以通過用戶調查、專家咨詢、查閱圖書資料、收聽收看廣播電視、瀏覽互聯網等收集信息。
(2) 陳晨等同學是通過什么途徑收集信息的？
(3)歸納他們收集到了哪些資料？
［思考］
請同學們思考除上述資料外，還需要收集小凳子的什么資料？還可以通過哪些途徑收
集？

小凳的折疊方式、色彩、造型等。設計調查問卷等。
設計分析：
面對收集到的各種信息，要根據設計要求，找出設計需要解決的主要問題，并分析其可能的解決方法。
讓學生歸納通過對所收集到的各種信息分析，要設計好一個便攜式小凳子，必須解決好小凳子的材料選擇、結構設計、攜帶方式等主要問題。
［馬上行動］
面對設計要求和約束條件之間的相互矛盾，為了找到最好的解決辦法，應該提出盡可能多的設想，以便于權衡利弊，做出選擇。根據設計要求，同學們把自己認為設計便攜式小凳還需解決哪些問題及解決辦法并填入書49頁表中。
方案構思：
［閱讀］
　　學生閱讀書49頁提供的多種材料、結構和連接方式，分析利弊。
［討論與思考］
　　方案構思是設計過程中最富有挑戰性的環節，它要求學生根據設計要求，大膽構思，努力挖掘自己的創造潛力，提出解決問題的多個設想。
［思考］
為解決設計分析階段提出的三個關鍵問題，請同學積極思考，根據書中列舉的材料、結構、連接方式的資料提出符合設計要求的多種材料、結構和連接方式。（你還能提出符合設計要求的其他材料、結構和連接方式？）
如：塑料、橡膠、大理石、版材等。實驗室圓凳。粘連、密度板連接等。
方案呈現
［閱讀］
同學們閱讀書中提供的四種方案草圖。
［討論與交流］
根據書中給出的四種方案草圖，將全班同學分成四組，每組同學選擇上述設計方案草圖中的一組進行討論，先在小組內對所選組中的各個方案的利弊進行討論形成自己的方案，并再在全班進行交流。（注意啟發學生在參考原在方案的基礎上，形成自己組的設計方案）
第一組學生： 討論A方案; 第二組學生：討論B方案
第三組學生： 討論C方案; 第四組學生：討論D方案
（以小組為單位進行交流，學生回答不全面的，老師再進行補充。）
方案篩選
［討論與交流］
　　組織學生對眾多方案進行初步篩選，淘汰明顯不符合設計要求或有明顯缺陷的方案。允許保留自己的設計方案。
［學生互評］
　　全班同學對篩選出來的方案進行互評，使同學們對選定的設計方案有更明確的認識。
　　（在篩選和互評過程中老師要注意引導保持和激發學生的積極性，對被淘汰的方案也要發掘其閃光點）
［教師小結］
　　在發現問題與明確要求的基礎上，我們要做的就是通過各種渠道，盡可能廣泛地收集設計所需的信息，通過對各種信息的歸納與分析，挖掘影響設計的主要因素，大膽提出各種設計想法，并依據一定條件對各種想法進行篩選，確定最終的設計方案，這就是我們上面要學習的主要內容。
3.制作模型或原型
完成方案篩選以后 ，就要開始制作模型或原型了。一般地，模型制作包括兩個階段，即繪制圖樣和制作模型或原型。
對于圖樣，我們既可以手工繪制，也可以用計算機輔助繪制。
陳晨等同學手工繪制出了三個設計方案的三視圖。左圖是方案C3的三視圖。關于如何繪制三視圖 , 請參閱本書第 120 頁。對于小型、簡單的產品可以直接制作產品原型，而對于大型、復雜的產品先制作縮小、 簡化的模型。
陳晨等同學根據繪制的加工圖樣進行了產品原型的制作。在經過鋸、削、刨、磨和裝配等幾道工序之后，他們制作出三個方案的產品原型。
4.測試、評估及優化
要明確設計方案是否可行，我們還必須進行各種測試、評估，以優化設計方案、完善產品原型。
測試：在模型或原型制作完成后，一般需要對其進行測試。測試的目的是檢驗產品在操作、使用過程中，在結構和技術性能等方面能否達到預定的設計要求。
陳晨等同學為了比較三個方案的優劣，對所制作的原型進行了承重力測試和穩定性測試，并對測試結果進行了匯總。
思考：你認為應如何具體實施承重力測試和穩定性測試 還可以通過哪些測試來檢驗設計方案的可行性
評估：在測試的基礎上，我們還要對設計方案和產品進行較為全面的評估。這種評估，在設計過程中需要反復進行。
陳晨等同學綜合考慮了各方面的因素，對三個方案進行了評估。
根據測試和評估結果，對照設計要求，陳晨等同學認為，五夾板方案 C3是較理想的設計方案。
優化：為了優化設計方案，我們既要分析測試和評估的具體記錄，也要重視對公眾意見的調查，以明確改進的方向。一般說來，我們可以對三種典型人群，即專家 (銷售者、制造者)、潛在客戶(可能會用的人) 和用戶 (正在使用的人)進行調查，征集優化的具體意見。
陳晨等同學在廣泛聽取意見的基礎上，對凳腳板和小凳外觀作了改進和優化。
增加結構強度
五夾板方案C3的凳面是中空的盒式結構，為了使凳面受壓后不發生大的形變，他們在凳腳板上部“造” 出一個“肩”，這樣在凳面受到壓力的時候，它的上板和下板都能得到“肩”形結構的支撐。
美化外觀
1)在凳腳板的左右兩側及下方，各挖去一個弧形板。這樣，既美化了外觀，減輕了凳子的自重，又不影響它的結構強度。
2)將小凳的凳面用紙進行包裝，紙面可根據自己的愛好而設計。經美化的小凳拆卸后，將凳腳板放回中空的盒式凳面內，再將它放在書架上，真使人難以分辨書和小凳哩。
5.產品的使用和維護
在產品使用過程中，正確的使用和維護既可以使產品更好地滿足人們的需求，又能延長其使用壽命。因此，掌握正確的使用和維護方法對于產品使用者來說尤為重要。為此，我們通常要設計一份產品使用說明書。
為了使小凳使用者學會正確使用和維護小凳的方法，陳晨等同學又就五夾板方案C3編寫了一份產品使用說明書。
便攜式小板凳使用說明書：
產品簡介：本產品是一款專門為小朋友外出活動設計的便攜式小 凳。它自重輕，體積小，攜帶方便，拆卸、組裝的方法簡單。
產品構成：中空式凳面，凳腳板 ( 兩塊 ) 。
技術指標：凳子高度：16.5cm。
凳子質量：350g。
凳面面積：432cm2。
使用方法：先將兩塊凳腳板從凳面中取出 ，然后對準插縫 , 將它們插接起來，再將插接好的凳腳板插入凳面的槽縫中，并用手或其他物體使凳腳板與凳面完全貼緊。
注意事項：
(1) 使用完畢后 , 要及時拆卸，將凳腳板放回中空的盒式凳面內。
(2) 勿將過重的物體 (大于42kg) 放置在小凳上，以免凳面彎曲變形。
(3) 避免小凳長時間日曬雨淋 , 以防材料爆裂或受潮。
適用范圍：5~9 歲的兒童。
為了反思設計過程、總結設計經驗，陳晨等同學在王老師的指導下組織了一次形式活潑、內容豐富的“便攜式小凳設計過程展”，向全班同學展示了他們的“成果”——調查問卷、訪談記錄、資料分析圖、設計草圖、模型、測試和評估結果以及優化方案，并作了口頭匯報。通過這次活動，陳晨等同學對設計過程有了切身的體會，全班同學在分享他們的成功和喜悅的同時，也加深了對設計過程的認識。
馬上行動：
根據課文中的案例，請采用圖示方式展示陳晨等同學設計便攜式小凳的過程。設計實際上是一個動態發展的過程。在一項具體設計中，有些階段或步驟可能會發生變化，有些步驟之間則可能出現一定的循環。因此，我們不能將設計的過程簡單化、模式化，而應根據設計的需要進行靈活安排。
討論：
下圖是一幅描述產品設計過程的示意圖，請就此圖談談你的看法，并與同學交流。
［交流與討論］
　　學生交流各自所的設計方案的成功做法和不足之處。
［遷移應用］
　　經調查，同學們對我們現在使用的桌椅不盡滿意，根據這節課所學的內容和對使用桌椅的想象和要求，為我們設計一款適合高中學生使用的桌椅。
［歸納小結］
1.設計來源于生活，當今很少有產品是偶然被開發出來的，希望學生注意觀察身邊的事物，做一個生活的有心人。
2.設計是一個有計劃的創新活動，它有著科學合理的基本的工作程序和流程。
［評價］
　　1.學生對這節課的學習情況進行自評。
　　2.老師對這節課的教學過程中學生的參與與學習情況進行評價。
表達與交流
［布置作業］
　　最后還是以這段話結束我們今天的這節課：大千世界，萬千事物，一切自有其生長的過程，一切自有其生成的機理。人類的設計也是如此。動態而有章可循的過程、開放而有規可矩的原則，是人類設計生生息息、不絕江河的重要保證。

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