2.2 设计的一般原则 教学设计-2022-2023学年高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计1》

设计的一般原则
一、教学目标
（一）知识与技能
1.理解设计的一般原则。
2.理解设计的一般原则之间存在相互关联，相互制约，相互渗透的关系。
3.初步运用设计的一般原则来评价某个产品。允许学生从自身理解的角度展开对现有产品的交流与评价，充分调动学生的思维积极性和拓展思维空间，进而减少依据自我标准评价与遵循设计一般原则评价的差距。
（二）过程与方法
1.通过案例分析及学生举例并实践，能初步应用这些原则去看待和评价现实中的一些产品。
2.学习用权衡的思想方法去处理技术问题。
（三）情感态度与价值观
1.在学习设计的一般原则中，形成对原则的感觉和认识感情。
2.在学习中培养学生用辩证的观点去分析问题，处理问题。用开放的眼光，发展的眼光去看待问题，思考问题。
3.在学习过程中，激发学生的学习热情，激发他们的社会责任感和社会道德感。培养实事求实，敢于创新的精神。
（四）核心素养
1.技术意识
理解设计原则既是设计应遵循的标准和规范，同时又是技术评价的基本手段和尺度。
2.工程思维
会用设计的一般原则来评价某些产品
3.创新设计
学生能运用设计理论和相关信息收集等综合分析技术问题，提出符合设计原则且具有一定创造性的构思方案。
4.图样表达
学生能用设计的一般原则对某些产品做出评价后，用图示方式表达自己的构思。
5.物化能力
学生能根据设计的一般原则对身边生活中的产品进行改进或优化。
二、学习者分析
1.原有认知发展分析
学生少有的产品设计实践经历决定了其对设计过程、设计评价的依据认识不全面。通过本节课的学习，使学生从理论到实践上对设计过程和设计评价经历一次从观察已有产品设计特点到贯穿设计全程的交流和评价实践的全过程，进而对设计原则有一个全面而较深的认识和理解。
2.原有知识结构分析
在学生已有的生活经验和具备了前面知识的基础上，根据学生认知发展的需要，引导他们从生活中的设计事例出发，学习设计的一般原则，使学生走进了生活，延伸了观察、想象、思考和创造的空间。教师通过创设情境，培养学生从日常生活中发现问题、思考问题、协作解决问题和表达的能力，增强面对技术世界的信心和责任感。
3.非认知因素分析
学生没有设计的实践经验，对设计原则认识不全面，使学生对设计依据和准则的知觉及思维迟缓。要转变这些，应激发学生的学习热情，建立和培养学生学习的信心，运用各种教学手段引导学生养成依据标准评价设计的习惯。
三、教材内容分析
1.知识结构分析
本节课是有关“解开设计的面纱”中“设计的一般原则”的学习，力求以通过经典的“案例分析”、“阅读材料”、“问题思考”和师生“讨论”为课堂主线，从一个个学生感兴趣的现实生活和知识经验中的实例出发展开教学，引导学生由浅简到深繁、由易到难地参与讨论和分析，去了解和掌握相关知识和概念，在完成教与学的过程中，适时地了解有关的概念与思想，掌握相应的学习方法。
本届内容分为了七个小节：1.科学性原则；2.实用性原则；3.创新性原则；4.安全性原则；5.经济性原则；6.美观性原则；7.技术规范性原则。根据需要，在学习的过程中可以再加上道德原则。
这七个原则的出现顺序，并不是按着重要程度呈现。这里没有谁比谁更重要的问题，几条原则都是设计时应该考虑的。各个原则之间并不是孤立的，而是彼此联系，彼此制约的。在教学过程中，我们应注意引导学生以联系的观点看待各个原则的关系，引导学生运用这些原则去对一些技术产品进行评价。本节内容宜安排2个课时。第一课时学习前5个原则，第二课时学习后3个原则以及运用设计的原则去评价技术产品。
2.知识发生发展过程分析
《设计的一般原则》主要阐述了设计应当遵从的一般准则，这些准则是指导设计过程和进行设计评价的基本准则。这些准则为后期深化理解和学习设计过程的各个主要环节起到引导作用。
3.知识学习意义分析
学生通过本章节的学习，会感受到按照设计原则开展设计和评价更有助于设计活动的有效开展，养成在设计实践全过程中遵循设计的基本原则的良好的设计习惯和全面的技术素养。
四、教学策略
本节课的教学采用“问题情景—案例讨论－贴近教材—总结提升”的模式展开，以各种产品的设计实例为案例贯穿整个教学过程，鼓励学生自主探究和合作学习。在教学过程中，采用案例分析、演示讲解，主动探究式学习等教学方法。在教学中把知识点的学习置于具体的情景当中，通过丰富的案例使学生从生活体验到理性分析的思维升华过程。通过富有吸引力的现实生活中的问题，使学生回想和体会技术产品的使用，激发学生的好奇心和主动学习的欲望。
五、教学准备
(一)新课导入：
同学们，通过前面的学习，我们已经知道，技术世界因设计而愈加精彩，设计是技术发展的关键。问：我们设计的最终目的是什么？
就是为了解决人们的实际需要。
不好的设计导致失败，好的设计带来成功，我们该如何评价设计的优劣？
【思考】：你知道什么是“产品召回”吗？
观看视频，思考下列问题：
1.什么是缺陷产品
2.造成产品缺陷的主要原因有哪些？
3.缺陷产品会带来哪些后果？
“不以规矩，不成方圆。” 要设计好一个产品，除了要经历一个科学合理的设计过程外，还应遵循一些基本的原则。在长期的设计实践中，人们逐渐总结出实用、创新、经济、道德、美观、技术规范、可持续发展等设计的一般原则。
这就是我们今天的学习内容，设计的一般原则。
（二）讲授新课：
【思考】：很多同学都对自己的座椅感到不满意，假设现在学校请来专家给你专门设计一把椅子，你有什么样的要求呢？
【学生回答】：舒适、有个性、时代感、可升降、外观好 … …
刚才大家提到设计的座椅要有个性、时代感、可升降，那就是要求座椅要符合现代学生的不同需求，也就是设计的作品要符合创新性原则。
1.创新性原则。
什么是创新？
　　创新就是通过引入新概念、新思想、新方法、新技术等，对已有产品进行革新或创造出具有相当社会价值的事物或形式。如创造一种新的产品，或使已有的产品具有一种新的特性，或采用一种新的生产方法，或以一种新的方式来处理某种产品。
【案例分析】
洗衣机的变迁。
创新是设计的核心。设计因创新而魅力四射。
那么设计过程中从哪些角度去创新呢？
一般可以从：
外形创新、原理创新、结构创新、材料创新等方面来考虑。
【思考】你能举例说明生活中的某一产品在哪些方面有创新吗
如手机 自行车 空调 电视
2.实用性原则
“虽有乎千金之玉卮 ，至贵而无当，漏不可盛水……”这句话出自2000多年前战国时期思想家韩非子之口。意思是说，一个酒杯价值千金，但若是它漏了不能盛酒，也就失去了基本的功能，就没有了使用价值。所以，对于产品设计而言，必须考虑到它的使用功能，它的实用性。
设计的实用性是我们设计的产品要实现其目的而具有的基本功能。包括物理功能、生理功能、心理功能、和社会功能等等。
物理功能：性能、构造、效率、精度、可靠性
生理功能：使用的方便性、安全性、宜人性。
心理功能：产品的造型、色彩、机理和修饰给人的愉悦感。
社会功能：显示个人价值、兴趣、爱好和社会地位、设计要考虑人文因素。
【小组讨论】：1从产品的实用性出发进行设计时，通过案例说明产品的功能是否越多越好？
【教师举例】：许多人在选购产品时，没有明确的使用目的，总认为功能越多越好。例如，在购买导航仪时，有的车主只需要导航功能，那就应该选择专业的GPS导航仪，功能可能显得单一，但在专业性上会做得较好。有的车主只看重防盗作用，就应当选择比较侧重于研发GPS防盗技术的产品。还有的车主较“贪心”，导航、防盗、娱乐都想要，那就需要在多功能与专业性方面作出一定的取舍，因为大部分做得“全”的产品，不如做得“专”的产品。
在费用上，购买全套GPS卫星定位防盗和电子地图产品，通常费用较昂贵，而对于只需某种功能的车主来说，连安装算上的总费用只需一半左右。所以，车主们一定要明确最基本的功能需求，如果买一个中看不中用的产品，不但花费了不必要的金钱，同时还增加了许多服务费。
【讨论】从产品的实用性角度，对下面的水壶进行评价
3．经济性原则。
【案例分析】比较卷纸的运输成本
设计中的经济原则是指以最低的费用取得最佳的效果（即降低成本，提高效益）
所谓最低的费用是指产品在得到最优良的设计、实现最佳功能的同时，所涉及到的各方面的成本的总领最小。
卷纸是一种既便宜又轻便的产品，但其运输成本在价格中所占比重较高。圆形卷纸在捆扎包装时会留有缝隙，造成空间的浪费，于是方形卷纸在设计中便应运而生。方形卷纸的设计体现了经济性原则。
【学生思考】：应从哪些方面着手降低成本，体现经济原则？
　 材料（合理使用质优价廉、能优化产品品质的原材料）、技术、管理、工艺（加工方法）、包装、运输、仓储。。。。。。。。
如：
从材料角度：木桶与塑料桶比较
从技术角度：塑料椅的生产流水线是从什么角度来体现经济原则的？
实际中很多的时候要考虑性价比，也就是性价比=性能/成本
产品设计必须从消费者的利益出发，合理地使用质优价廉，能优化产品品质的原材料，并在明确目标市场，控制生产成本，提高产品附加值等基础上改进与完善产品设计。
真正好的产品应该是在实现某种功能的同时，也能让人们从产品的外观和造型上得到美的体验，享受精神上的愉悦，所以产品设计时，还要遵循美观的原则。
4.美观原则：
学生阅读该点内容
讨论：1.相同功能的手机、MP3你会不会宁愿多花点钱也买外形漂亮一些的款式？
2.有一款TCL手机镶嵌有宝石，它对通话功能没有任何作用，但是它却非常畅销，为什么？
“爱美之心，人皆有之”设计美观的产品可以满足人追求美的心理，促进产品的销量。
问：产品的外观美是怎样来表达的？
通过对产品造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、装饰图案等的设计组合来表达的。
思考：试用适当的形容词来描述这些产品外观的美学特征
强调：产品设计中的美观原则是多元的，它受到消费者、功能、技术、文化传统等多方面的影响。
讨论：学生谈谈对美观原则的认识。
总结要点：美观的产品是可以满足人们求美的心理的同时也能增加产品的销量。好的产品设计不仅能满足人们的物质需求，而且也能让人们从产品的外观和造型上得到美的体验，享受精神上的愉悦。产品的美观原则是多元化的，他受到消费者、功能、技术、文化传统等多方面的影响。
【课堂活动】
选择自己喜欢的手表样式。
思考：P062描绘产品的外观美学特征。
5.道德原则：
【案例分析】
“中央电视台的每周质量报告”有关的毒瓜子，毒大米，有毒豆芽、 黑心汤圆、毒火腿、劣质瓜子、用工业染料染黄的腐竹、死鸡做成的扒鸡黑心棉、假酒、假烟、大头娃娃劣质奶粉事件。。。。。。。。。。。…… 等内容。
问：为什么会有这些情况出现？
由于制造这些产品的人为了自己的私利不惜损害他人身体健康造成成的，是由于缺乏道德感，所以设计中还要遵循道德原则。
在设计过程中应如何遵循道德原则？
（1）产品设计应始终坚持为人服务的宗旨，不能出于某种不道德目的，不能危害人体健康。
（2）产品的设计不能损害环境。
（3）不能为了私利而设计制造低级趣味的产品，不能生产假冒伪劣产品。
（4）尊重他人的知识产权、技术成果。
【讨论】道德原则对于产品设计的意义？
要点：
维护社会治安、完善社会伦理道德、推进人类文明。不道德的产品设计将被一票否决！
产品的设计应始终坚持为人服务的宗旨，既要满足当代发展的需求，又考虑未来发展的需要，不要牺牲后人的利益和长远的利益为代价来满足当代人的需求。产品设计必须考虑它与人、社会、环境的关系，必须遵循道德原则。
如何辨别假冒伪劣产品呢？同学们知道那些防伪的方法？
【补充案例：】
① 一次性筷子的使用。 ② 月饼盒的包装。③ 大量抽取地下水。 ④ 草屋下的“五粮液”。
⑤ “大头奶粉”、 ⑥“爆炸电视” ⑦“爆炸手机”⑧ “爆炸电池”等。
6.技术规范原则：
【案例】观看中国标准动车组“复兴号”成功案例，分析其生产线上有上万名工人，安装五十五个零部件，为什么他们能做到零差错？
提出：具有全球漫游功能的移动电话可以在全世界上百个国家自由地漫游通话，为什么？
因为这么多的国家都使用相同的移动电话技术规范来建设它们的电话信号收发设备，所以手机就可以在世界各地畅通无阻地使用。自然而然地引出技术规范原则的话题。
问：什么是技术规范
案例：飞机上的圆形窗户以及课件展示关于技术规范的有关知识后归纳总结出技术规范的概念：是有关开发产生技术的知识、领域、方法和规定的总和。技术规范的有强制性的，也有推荐性的；技术规范是有发展的。
如果没有技术规范将会怎样？
不方便交流，而且会出现各种质量和安全方面的事故。
【教师举例说明：】
道路交通标志的规范，电视频率信号的规定，手机号码的规定，电视的技术标准，电脑的环保标准，“绿色标准”等等。
认识一些重要的产品标准认证标志（课件展示）
7.可持续发展原则：
产品的设计要考虑到人类长远的发展，要考虑到资源与能源的合理利用，生态的平衡等可持续发展的因素。技术产品是与生态、环境、资源等紧密相连的，所以设计中要遵循可持续发展原则。
阅读：“月饼的包装”
【案例分析】
“环保餐具”、“生态农业”
问：设计中该如何做才能实现可持续发展目标？
（1）设计时，应充分考虑产品对环境可能造成的影响，并尽量采取措施减少其负面影响。
（2）尽可能选用可再生资源和可重复使用的材料，尽量减少原料和自然资源的使用。
（3）降低产品在生产过程中的损耗，以及考虑使用回收问题。
（4）对有很大危害的产品，及时设计出更加先进，负面影响更小的替代产品。
　
（三）小结归纳技术设计的一般原则
问：这些原则之间是怎样的一种关系？这些原则是独立存在的吗？这些原则能同时遵守吗？
　　阅读教材内容
　　这在实际运用中，各个原则并不是独立的，它们之间有着相互联系，相互制约、相互影响的关系。这些原则可以同时遵守，但侧重点会有所不同。在运用中既要综合考虑，又要分清主次。
强调：产品设计的原则具有一定的开放性
对设计应遵循的一般原则的引伸：
设计的一般原则要求我们在设计中要考虑到人文因素和人机关系，要树立创新意识，同时要具有对人、社会、环境的责任感。
研讨活动：展示一些生活中的设计例，让学生根据设计的一般原则来进行评价。
【练习】
让学生举出生活中类似的正面或者反面的例子。
活动：
1、通过大屏幕投影播放“水壶设计”课件，并作简要使用说明。
根据水壶配件的多种因素作出自己的选择并计算价格。
2、请二至三位同学根据对设计的一般原则的理解，从课件中选择不同材料、形状、价格的多种水壶配件（壶身、壶嘴、壶盖、壶把、蜂鸣器等）进行组合形成一个水壶。水壶的整体效果图及价格将显示在大屏幕上。
对比同学的不同选择并思考。
3、提出问题：为什么不同的同学有不同的选择？面对诸多因素，除了综合考虑外，你有无侧重点？能否让所有的设计原则都达到最佳？设计的一般原则之间是一种什么关系？
思考教师提出的问题，结合自身的体验自主发现设计的一般原则之间相互联系、制约的关系以及在运用中既要综合考虑又要分清主次。
通过这种开放的、活泼的活动形式，将设计的一般原则之间抽象的关系具体化，使学生在设计的体验活动中自主发现，加深理解。
六、教学过程设计
总体教学流程为：“情境导入——合作探究——强化理解——能力展现——总结提升”
七、教学反思
单就本节课内容而言，学生自学也能够了解初步知识。但要让学生灵活掌握设计原则运用于实践，以提高本节课课堂层次，确是一个难点。
从教学内容上看，设计的一般原则里，一节课的容量无法面面俱到，因而采取了详略结合、实例分析的方式进行学习。结合我校学生的特点，学生对“创新”的理解无法一步到位，而“实用”“经济”学生较容易理解，并且“实用”是产品设计的根本出发点，因此将“实用”“经济”作为对原则理解的切入点。“美观”原则易于理解，但“审美”是一个多元的问题，只要稍微提点，并且让学生懂得思辨即可。因而在实际授课操作层面上，重点就放在了“实用”“经济”“创新”三个原则上，难点为“创新”。
在课型上看，这是一节理论课，如何把握理论课例将“技术内在的神秘感、创造性和独特力量吸引学生的参与”，如何在理论课做到“激发学生的创造欲望”一直萦绕着脑海。反思本节课，虽然运用了大量实例进行分析，学生收获不小，但仍觉得学生参与不足。我们应让学生在课堂上真正地思考起来，活动起来。即教师单纯的教授时间一定要控制，学生的活动要巧妙安排，形成“导入新知”——“知识探究”——“知识运用”的教学思路。基于这一思路，如能寻找一个源自学生身边，能够让学生在不知不觉中进入情景的例子将课堂活动串起来，并以此案例问题贯穿课堂的始终，效果应该更好。总之，今后还应该给学生多点技术含量的操作指导，在技术操作上多努力！