第五章 方案的构思及其方法 第一节 方案的构思方法

方案的构思方法
教　　材：普通高中课程标准实验教科书 通用技术（必修1）
文档内容：方案的构思方法
章　　节：第五章　方案的构思及其方法 第一节 方案的构思方法
课时安排：第1课时
一、教学目标
1. 知识与技能目标
（1）理解设计分析的基本思路。
（2）掌握产品设计分析的三要素及各要素间的关系。
2. 过程与方法目标
（1） 能对某个具体产品进行设计分析。
（2）能掌握设计要求选择合适的材料或标准件。
3. 情感态度和价值观目标
（1）通过积极参与课堂中台灯设计分析实践活动，感受设计分析的快乐，培养富于想象、敢于表现、勇于创新的个性品质良好的合作交流态度。
（2） 形成设计方案前对产品进行周详的设计分析的良好习惯与创新思维与批判性思维。
二、教学重点
对设计对象进行深入分析，寻找产品设计时要考虑的因素。
三、教学难点
“物、人、环境”三方面关系的理解和具体的设计分析思路，处理产品设计分析中各因素的关系。
四、教学方法
教授、任务驱动、讨论法。
五、设计思想
1. 课本分析
“方案的构思方法”（第五章第一节）在课本中的位置是位于第四章“发现与明确问题”之后，属于设计的一般过程的具体教学，在课本中有承上启下的作用，是第二章中人机关系、第三章设计的一般原则在设计过程中的具体运用。
方案的构思及其方法是整个技术产品设计过程中的关键部分，它与“发现问题、明确问题”、“设计图样的绘制”、“模型或原型的制作”、“技术产品的使用和维护”等组成设计过程的整体。本章所讲的内容都是在思维层面上的，对学生的思维提出挑战，同时也为学生提供一个展现创造力的机会。
2. 设计理念
“方案的构思方法”一节包括三部分内容即设计分析、方案的构思方法和方案的比较和权衡。分为三个课时，设计分析为第一课时，对设计分析的教学着重以引导学生能从多方面考虑产品设计所设计的因素为主，并抓住主要因素进行设计分析。也就是紧扣“物”、“人”、“环境”三者关系，从这三方面对台灯进行设计分析。要让学生了解设计的一般过程中的设计分析，并以台灯为例，说明设计分析的基本思路，在台灯的各个部件的设计分析中使学生熟悉设计分析的基本思路。希望以设计分析为载体，在通用技术课堂实施新课程理念。
3. 教学策略设计
（1）利用自己设计的简陋台灯和精美台灯各一盏，组织学生参与对产品设计结果的评价。
（2）以台灯为载体，来自实际生活，由感性到理性，激发学生的学习兴趣和创造欲望；引导学生分析归纳、理解设计分析的三要素。
（3）分化台灯的零部件（包括灯泡、支撑架、灯罩、开关、底座）的实物或图片，供学生选择，使繁琐的分析过程具体化，直观化，增加学生的参与度。
4. 学情分析
优势：
（1）对设计的基本原则有了一定的理解；
（2）熟悉人机关系在设计中的重要作用，熟悉人机关系在设计中实现的目标；
（3）设计分析阶段对设计对象有了一些想法，有一定创造冲动和较大创造潜能。
弱势：
对设计方案的选择和最终形成，多依赖于生活的直观感受，很少有对作品进行系统的设计分析，缺少个性化的创意。
六、教学准备
自制奶茶杯台灯、PVC管台灯
教学课件比较简洁，多以直观的图片来说明，抓住关键知识点，突出中心。
七、教学过程
1. 提出问题
[图片或实物]给出两个自制台灯，引入新课。
奶茶杯台灯 PVC管台灯评价图
老师提问：对这两款台灯从设计的一般原则、或其它方面对两个台灯进行评价，并画出雷达图。
学生：以4人为一小组，派一个代表收集评价意见，画出评价雷达图
评价学生画的雷达图
奶茶杯台灯评价图 PVC管台灯评价图
（培养学生良好的评价习惯，同时复习第三章的内容）
老师：从同学们的评价图可以看出，这两款设计有很多好的方面，也有不足之处。如何才能让你的设计作品减少和避免不足，使作品更完善呢？
学生思考
2. 理论探究
老师：在制定设计方案之前，对产品进行合理的设计分析是成功地进行技术设计的关键一步。产品改进设计时，进行设计分析，也有助于设计少走弯路。
老师：那什么是设计分析呢？我们拿简单的奶茶杯小台灯来探究一下
要设计台灯，需要考虑哪些主要因素？
学生：功能、结构稳定、安全可靠、成本适当……
老师：像刚才同学们指出的对产品的方案设计中应考虑的因素及其关联进行分析，就是设计分析。
3. 实践探究
老师：怎么样进行设计分析？
从整体分析产品设计时需要考虑的因素。
对设计对象组成部分的分析。
老师：我们在对台灯进行设计之前，也来一次设计分析，同桌讨论出设计台灯要考虑的因素，并写在草稿上。
每组派一个代表，老师针对学生提出的因素，在板书上刻意地将这些因素按人、物、环境三个方面划分。
学生：功能、造型时台灯要考虑的因素
老师追问：一款台灯可以由哪些功能呢？
学生：照明功能、计时功能、笔筒功能、收音机功能……
老师追问：台灯设计出来时孤立存在的吗？不！是为人服务的。人的需求很大程度上决定产品的设计
学生：适合中学生使用，符合心理和生理的需要……
3. 拓展思维
在学生的回答和老师的追问下，勾画出如下图所示的板书。
老师：任何产品都不是孤立存在的，它是为人服务的，人的需求在很大程度上决定着产品的设计
另一方面，它是在一定的环境中使用的，必然受到环境的制约，并对环境产生影响。
归结起来，这些因素分别属于产品本身、使用者、使用环境，即“物”、“人”、“环境”三个方面。
老师：要实现产品人、物、环境三个因素的协调，要着手从各个组成部分进行分析。一个完整的台灯有哪些零部件组成？
学生：灯泡、开关、电线、灯罩、灯罩……
老师：灯泡、开关、电线等零部件可以在五金店买到标准的配件，大大简化我们的制作过程，又能实现通用通换。
标准件：指经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件。
包括紧固件、连接件、密封件、滚动轴承、滚针轴承、螺孔和型材等七大类。
一般来说，供学生学习使用的台灯的灯罩在灯泡的上方，起着调节光线、安全保护的作用。支撑架连接灯泡与底座，底座则支撑并稳定整个台灯。电路的电源线经过支撑架从底座引出，接入电源插座。有时为了安全起见，我们可以加入变压器，使灯在低压情况下也能正常工作，支撑架直接起电源线的作用。在作设计分析时，应考虑台灯各部分之间的关系，使之成为一个协调的整体。
（1）灯泡：应选择耐用且光线柔和的灯泡或灯管
灯座：应选择与灯泡能配套
开关：手控或遥控
电线：花线类
说明：由于标准件可以规模化生产，具有通用性及成本低等优势，还能保证安全，故建议大家选用。
开关：开关起通断电源或调节光线亮度的作用。常见的台灯开关有拨动式开关、旋钮式开关、触摸式开关等。
选择开关时，要注意它能否根据学生的需要，安全有效地控制台灯的亮度。触摸式感应开关会因为无意的触碰而导致灯亮和灯灭，而声控式开关也会因为外界环境发出的声音而引起灯的自动开和关，这无疑会对学生的学习造成影响。
（2） 底座：起支撑和稳定作用。应选择坚固、不易碎的材料
图片展示不同的底座：
底座位于台灯的底部，起支撑和稳定作用。因此，它的设计主要是通过对材料和形状的设计来保证台灯的稳定性。
根据高中生的特点，底座的材料应选择坚固的、不易碎的，其形状则应在追求台灯稳定的基础上，体现个性化的风格。
可以是吸盘式的、壁挂式的、装夹式的，还可以是……
（3）支撑架：主要起支撑作用，并决定台灯的高度，还会影响到光线的利用率。应选择耐用、安全、低成本、美观等方面的材料。
图片展示不同的台灯支撑架：
可以是水管、书、木条、铁丝，还可以是……
学生思考，并提出可利用的材料，老师对学生提出的想法简单的点评和鼓励。
（4）灯罩：灯罩可以由不同材料做成，而且它的形状也丰富多样。灯罩不仅起安全保护作用，而且影响台灯光线的强弱及照射形式。
图片展示不同的台灯灯罩：
可以是帽子、塑料材质的、不料的，还可以是……
选择灯罩时，主要考虑的是通过灯罩给学生提供一个照度合适并且光线柔和的环境。这与灯罩的材料和外形有着密切的关系。灯罩的材料会影响光线的照射形式。透明灯罩将光线透射出去，这会使台灯照度达不到要求；不透明的灯罩反射灯光，使台灯照度很高却不能营造一个柔和的环境。选择灯罩材料时还应注意材料的导热效果。由于学生的安全防范意识不强，导热性强的材料容易造成烫伤。灯罩的外形设计主要应考虑光线照射的角度，通过选择合适的灯罩坡度使台灯的光线更符合要求。当然，对灯罩的设计分析还要考虑它对台灯稳定性的影响。
马上行动：
你还见过哪些形状和材料的灯罩？分析它们是否符合供学生使用的台灯对灯罩的要求。
（5）开关：
对台灯进行设计分析时，可以考虑如何实现台灯的多功能，如在台灯底座上安装日历、笔筒等附件。还可以考虑对台灯功能进行拓展，如实现台灯的定时开关功能，到了学习时间它就会自动打开；实现台灯的自动报警功能，当眼睛离书本太近时，台灯能自动提醒使用者纠正坐姿。
分析台灯材料的选择时，要注意在现有条件下有哪些材料可供使用，尽量就地取材；并且要尽量使用可再生资源，实现能源的可持续发展。台灯的材料选择需要用到很多标准件，这样既可以简化制作过程，又能实现通用通换。
综合考虑功能、结构、安全、成本等因素是设计分析的基本内容，一个好的设计分析离不开对任何一个影响产品设计的主要因素的分析。
4. 讨论探究
老师：在设计分析中，只要把自己认为合适的、喜欢的零部件拿来组装起来就能设计出一个好的作品吗？
学生：不是，还要考虑各个部件时间、各个因素之间是否协调。
老师：设计分析个因素的关系也是设计分析的一部分。如功能完善与成本、造型的关系；造型与稳定、材料的关系……
5. 小结
在进行产品设计分析时可以从设计的三要素着手进行具体分析也可以从组成该产品的各个部件所起的作用着手进行分析和选材。总之，一个好的设计分析离不开对任何一个影响产品设计的主要因素的分析。　　
6. 作业布置
设计一个中小学生随身携带的水壶，该如何进行设计分析？写出影响设计的主要因素。
八、教学反思
通过教学实践，较好的达到了所制定的教学目标。课堂上学生的参与程度也较高，通过尝试学生对设计分析的必要性有了新的认识。同时也感到自己对课堂的驾驭能力还有待提高，课堂上应多鼓励学生进行思考和参与。
环境因素
形态新颖
可持续发展
技术规范
人机因素
创新
操作性好
美观
实用
道德
易维护
牢固可靠
经济