4.3 常用的构思方法 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》

常用的构思方法
【学科核心素养】
工程思维：能从整体的思维出发，对构成手机支架的各个功能部分进行设计分析，寻找实现每部分功能的所有方法，对这些方法进行重新组合，根据评价标准筛选出合理的设计方案。
创新设计：通过案例分析等活动，理解形态分析法和联想法等常用构思方法及其作用，选择并尝试用合适的构思方法完成手机支架的构思。
图样表达：能用简单的草图表达与交流手机支架的设计构想。
【课标内容要求】
通过案例分析等活动，理解形态分析法、联想法、设问法、仿生法等常用构思方法及作用，并加以简单运用。
【学业要求】
能通过技术活动体验常用的构思方法，针对具体的技术设计案例，选择并尝试应用合适的构思方法，初步构思出同一技术产品的多种设计方案，根据设计原则、设计要求、加工条件、个人能力等进行权衡比较，最终呈现出符合设计要求的完整设计方案。
【学情分析】
学生已具备一定的方案构思经验，这会让他们在学习本节课的内容时有一定的优势，但大部分学生构思阶段的设计想法仍较为模糊、零散，对一个完整的设计过程缺乏体验，希望本节课通过设计分析之后的方案构思过程，体会方案构思方法，让学生将前面所学的知识形成一个完整的脉络。
【教材分析】
本节为必修《技术与设计1》第四章《方案的构思及方法》第三节《常用的构思方法》。本节内容作为方案构思之后的内容，通过构思方法的学习，让学生将前面所学的基础知识在这里形成一个完整的脉络，将构思阶段较为模糊的、零散的、不具体的设计想法变为我们能够看到的、比较完整的具体方案。形态分析法提供了一种逻辑结构，能够帮助学生综合筛选出满意的设计方案；联想法也是帮助学生在问题和方法之间建立联系从而形成方案的一种常用方法。通过学习这两种构思方法可以培养学生的创新意识和解决问题的能力。
【教学目标】
1.通过手机支架的方案构思过程，体验形态分析法和联想法两种常用的方案构思方法。
2. 通过案例分析等活动，理解设问法和仿生法两种构思方法及其作用，选择并尝试合适的构思方法完成方案的构思。
【教学重点和难点】
教学重点：体验形态分析法、联想法等在方案构思中的综合应用;
教学难点：帮助学生克服对“方案构思”的畏难情绪，合理安排好课堂实践活动，激发学生的创造潜力，使学生感受到创造的快乐。
【课时安排】1课时。
【教学准备】
1.教具：飞镖、简易台灯、可折叠台灯、挖掘机玩具模型、相框和三脚架。
2.技术体验准备：
（1）材料：绘图纸、A4纸。
（2）工具：铅笔、橡皮、直尺、三角板。
【教学实施】
任务一：体验形态分析法和联想法
走进情境（视频）：
随着科技高速发展，智能手机与我们生活的联系愈加密切。不管是工作还是娱乐，基本都离不开手机。比如学生在日常的学习中，需要使用手机查阅资料、听网课等，手持手机一是不方便，二是长时间低头容易造成颈椎、腰椎问题；比如司机使用手机导航，可以避免拥堵，规划最短路线，但开车过程中手持手机查看导航很危险，容易造成交通事故。
问题引导：视频观看结束，请同学们思考，视频中的内容反映了什么问题？同学们想到了什么样的解决方案？
1．体验形态分析法。
本节课将以手机支架的方案构思为案例，带同学们一起体验形态分析法和联想法两种常用的方案构思方法。掌握了这些方法，同学们也能像设计师一样，设计出好看又实用的手机支架。
问题引导：怎样才能设计出一款好看、实用的手机支架呢？
学生分析老师提供的6种不同的实物产品，比如分析可折叠台灯的构成，迁移思考手机支架有哪些组成要素。
想一想：手机支架具有哪些设计要素？
生：思考回答：底座、支撑结构、夹持结构等（尊重学生意见，初步确定设计要素）
找一找：围绕手机支架的组成要素，结合老师准备的6种实物产品，按照课前的分组，以小组形式共同分析他们的结构特点，一起找一找手机支架这3个要素都有哪些具体形态。
列一列：收集小组同学找到的各要素的具体形态，整理汇总后填写在任务单的表格里。
小组 底座 支撑方式 夹持机构
算一算：能产生多少种组合方案
问题引导：这些多方案我们肯定需要选一选，如何选呢？
选一选：从设计要求、加工条件、个人能力、使用环境等方面对构思方案进行筛选。
马上行动1：请同学们行动起来，按照分组进行构思，用草图呈现筛选出的设计方案，时间是6分钟。
学生活动：成果分享。请三组同学分享一下他们的设计成果，时间是100秒。分享完毕，小组互评/教师总结评价（建议评价角度：创意、绘图、可行性、表达等）。
方法归纳：像我们这样通过想一想、找一找、列一列、算一算、选一选、画一画等一列活动呈现出一个具体方案的方法，有一个具体的名称叫作形态分析法。
形态分析法是以指从整体的思想出发，把事物看成是几个功能部分的集合，分别找出实现每部分功能的所有方法，最后再将这些方法进行重新组合，根据评价标准筛选出多种设计方案。
特点：内容广泛而全面。
实施步骤和注意事项：
1．选择和确定设计对象，这个设计对象可以是自己想到的，也可以是别人给出的。
2．要素分析，组成要素尽可能全面。选取关键要素，组成要素在功能上或逻辑上应相互独立，数量不宜太。
3．确定形态，通过各种途径收集同类产品、列举所有形态，同时完善设计对象要素。
4．形态组合，按照创造对象的总体功能要求，对各要素的各种形态进行排列组合，获得所有可能的方案。
5．方案筛选，以设计原则、设计要求、加工条件等为评价标准，分析比较，最终选出最优方案。
2．体验联想法。
问题引导：这些设计是什么？最吸引你的地方是什么？
案例1 躺椅 案例2 旧电视 案例3 不规则石头
案例展示：案例1设计师把躺椅和手机支架联系在一起，给人一种舒适惬意的感觉；案例2是对我们熟悉的旧电视作了一个现代诠释，怀旧的设计和手机支架功能相结合，独具创意；案例3看似一块有着不规则表面的石头，实则采用超强附着力的硅胶使其在不同角度的表面也能固定手机。
想一想：这些设计都有哪些共同的特点？
引导得出：都有一个参考物，而且两者之间有一定的关系。
方法归纳：类似于这样的构思方法，有一个名字叫作联想法 联想法是由甲事物想到乙事物的思维过程。通常我们把甲事物叫作触发物，乙事物叫作联想物。甲乙事物之间在结构、形式、意义等要素方面往往有相似、相近，或者相反的关系。
特点：简单易行，可能会失败。
马上行动2：请同学们动起来，以木制小板凳为触发物进行相似联想，设计一款手机支架？
活动小结：两者在功能上存在相似的地方，都具有支撑功能，一个是支撑人，一个是支撑手机。通过相似联想，我们只需要把小板凳整体尺寸缩小，在凳面加工凹槽，就快速完成了手机支架的方案构思。
【课堂小结】
形态分析法：内容全面，工作量大。
联想法：简单易行，可能会失败。
【课后练习】
1.各小组结合课堂所学的形态分析法和联想法，优化手机支架的设计，形成一种更稳固、性价比更高的设计方案。
2.预习《任务二 尝试应用设问法和仿生法》内容。
任务二：尝试应用设问法和仿生法
1.尝试应用仿生法
走进情境（视频）：播放盾构机原理图片，分析盾构机仿生案例。18世纪末，英国在开挖伦敦泰晤士河隧道时遇阻，法国工程师布鲁诺尔（Marc Isambard Brunel）发现，船蛆会从体内分泌一种液体并涂在孔壁上形成保护壳，以抵抗木板潮湿后发生的膨胀。他从船蛆的这种行为中获得了灵感，发明了第一代盾构机。
学生活动：折纸飞机，然后放飞，比较两种飞机的飞行路径和效果。
学生活动：与教师提供的带翘起小翼的仿生纸飞机对比，然后增加翘起小翼，分析差异原因。
教师活动：结合案例，讲解仿生法概念。
方法归纳：技术并不一定是根据科学原理发明的。比如：飞机为什么能飞起来？至今没有得出一致认同的原理。飞机更多地是在自然事物地启发下，不断试验演进的结果。技术也有可能直接来源于自然现象的启发。仿生法就是模拟自然生物形态来进行设计的一种方法。
问题引导：图片中的产品有什么特点？你能猜到其设计的灵感来源吗？
案例分析：尼龙搭扣、蜂巢轮胎、猫爪杯、果汁包装盒。
学生活动那个：回答问题，了解仿生的四种类型。
案例探析：西汉青铜雁鱼灯。
教师活动：仿形时，应注意形式与功能相结合。西汉青铜雁鱼灯，灯罩可自由转动，能调节灯光照射方向和抵御来风，雁腹内可盛清水，用以吸收经过雁颈而来的灯燃烧时产生的烟油，将外观的形象美感（装饰）与作为灯具的整体实用性结合得天衣无缝。
学生活动：听讲，理解。
问题引导：你还知道哪些仿生法的应用？请尝试用仿生法设计灯具。
学生活动：举例并加以分析，简要介绍台灯仿生设计思路。
教师活动：结合正例和反例，说明仿生法要运用恰当。
马上行动1：分析设计对象的结构，探讨可以实施仿生设计的主要构成部件以及仿生方式。针对自己的设计草案，尝试进行形态的仿生设计，选择1～2组展示和评析。
2.尝试应用设问法
教师活动：介绍设问法的概念与主要类型。
方法归纳：设问法是通过多角度提出问题，从问题中寻找思路，进而作出选择并深入开发创造性设想的一种构思方法。它的主要类型有检核表法、5W2H法以及和田十二法等。
设问法借助各种思维技巧，抓住事物具有普遍意义的方面进行提问。
教师活动：讲解5W2H法的概念以及各个问题的具体含义。
马上行动2：请同学们针对自己的设计方案，运用5W2H法，检查设计方案的合理性，然后展开交流，完善自己的设计方案。
选择1～2个小组的设计项目，交流评析。
What 问 题
构 想
Why 问 题
构 想
Who 问 题
构 想
When 问 题
构 想
Where 问 题
构 想
How to 问 题
构 想
How much 问 题
构 想
教师活动：从各组项目中选择一个合适的项目，展示该小组运用5W2H法的构思成果，引导学生应用5W2H法提出更多的设想。
学生活动：参与任务活动。
【课堂小结】
问题引导：这两节课，我们学习了哪几种构思方法？ 哪一种被有效地用在了自己的方案构思中？这几种构思方法各有什么特点，分别适合什么情况下使用？还有什么别的构思方法吗？
学生活动：回顾总结，分享学习收获。
【教学反思】
教材中关于构思方法的内容一共包含四种方法，且分为两个课时，意在让学生充分学习这四种构思方法，并将其运用在实践中。本次课遵循教材的设置，同时根据学生在开放性项目设计构思中遇到的问题，适当增加了解决问题的方法，从而为学生创造性解决问题和提出多个方案提供了有力支撑。