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第四节
技术设计方案
第二课时
方案的比较、权衡和决策及优化
◎教材分析
通用技术必修模块《技术与设计1》”第三章第四节技术设计方案。
本节内容紧扣产品、使用者和环境三者之间的关系对校庆广告宣传灯进行设计构思，从三方面对产品进行设计分析，结合相应的构思方法，根据设计要求制订设计方案，教会学生对方案进行比较、权衡和决策，最终选择最佳方案。并让学生知道，技术设计是动态过程，在设计制造过程中可以对方案作进一步的改进优化与拓展。
◎学习目标
1.能对多个设计方案进行分析、比较、权衡和决策
2.能对方案进行改进与拓展
◎教学目标
1.知识目标：
通过比较和权衡，能在多个方案中选择最佳的设计方案；能对自己的方案进行改进、优化；了解常见的几种方案改进和拓展的思路；
2.能力目标：
通过不同设计方案和实例的分析过程，体现设计的一般原则和方法，学生培养多角度思考问题的能力；
3.态度和情感：
学生提高合作意识，提高审美情趣，增加对设计的兴趣，增强进行设计的自信心。
4.核心素养
技术意识：在设计时坚持以人为本的设计思想，恰当处理产品与使用者、使用环境的关系，能从产品、产品与人、产品与环境的关系对设计进行分析。
工程思维：尝试对设计方案进行多因素分析，并对方案进行比较、权衡和决策。
创新设计：尝试制订解决技术问题的方案，并知道在制作、试用、使用的过程中可以对方案进行改图样表达：通过较为简单的技术设计实践，尝试绘制规范的设计图纸，养成良好的设计习惯。
◎教学方法
启发式教学、小组协作学习、学生自主探索学习
◎教学重点
能对方案进行比较，权衡和分析，确定最佳方案，能对方案作进一步改进优化。
◎教学难点
制订多个设计方案，通过比较、权衡，选出最佳方案。
◎教学准备
收集辅助教学的相关案例、教学图片素材，设计好教学课件以及多媒体教学设备。
◎教学过程
一、新课引入
上节课我们学习了技术设计方案的设计构思设计方案的制订相关内容，我们先来复习一下。
请根据列举的光源产品的相关特点，请用线将二者连起来。
通过刚才的练习其实就是让同学们通过分析、比较、权衡、决策方式考虑和解决问题。在接下来我们继续以任务驱动来学习方案的比较、权衡和决策及方案的改进与拓展。
二、方案的比较、权衡和决策
从本小组项目所设计的几种方案中，通过分析、比较和权衡，选出最佳方案。
解决同一个设计的技术问题，通常存在着多个设计方案，通过比较、权衡和决策，可以选出最佳方案。
1.方案的比较：将各方案的产品性能、技术指标、特点、外形尺寸、造价等要素逐一分析、比较。
2.方案的权衡：在比较的基础上，从整体上衡量各方案的优劣。
3.方案的决策：根据时间、成本、环境影响、实现的难易等要素综合考虑，经过比较和权衡，选出一个最佳方案。确定设计方案后，还需要对该方案进行优化，吸收其他方案的优点。方案的比较、权衡和决策，通常是由专家学者、同行和设计委托人共同进行和评判来完成的。
决策是根据信息和评价准则，用数量方法寻找或选取最优方案。在实际生活与生产中对同一个问题所面临的几种自然情况或状态，又具有几种可选方案，就构成一个决策，而决策者为对付这些情况所取的对策方案就组成决策方案或策略。
李明小组除了设计六面形校庆广告宣传灯外，还设计了冬瓜形和超薄方形的广告宣传灯，它们的尺寸、功能、优点、缺点，造价如下表所示。
校庆广告宣传灯设计方案的对比
类
型
冬瓜形
六面形
超薄方形
尺寸
高320mm,底边长150mm
高440mm,底边长170mm
长×宽×厚为350mm×350mm×15mm
功能
简单文字、图案宣传
6幅文字宣传或者图案宣传
可以滚动更换文字宣传或者图案宣传
优点
选材容易，造价低，安装方便
选材容易，造价较低，安装方便，可以六面，显示，信息量大
超薄匀光，可以滚动画面，占用空间小
缺点
显示文字、图案信息量少
没有动感
造价高，只能单面显示
造价/元
35
50
800
通过分析、比较和权衡，李明小组选择了六面形校庆广告宣传灯的设计方案。
即行动庆广告宣传灯的光源有多种选择，根据你调查的光源情况，填写下表。
庆广告宣传灯可选择的光源
项目
光源1
光源2
光源3
光源名称（灯）
白炽灯
荧光灯(光管）
LED灯
规格/W
15,25,40,60,100
8,13,18,20，36
3.5，7…100
功能
照明
照明
照明、观赏
优点
显色性好，开灯即亮，结构简单
光效高，寿命长，光色好
光亮度高，更稳定，耐用，省电
缺点
产热太多浪费，电不耐用
含有害金属汞，开灯有延时
工艺比较复杂
价格
便宜
成本适中
比较昂贵
我的决策
选择LED灯，环保耐用，也适应技术发展的需求
对本小组设计项目的设计方案进行比较、权衡和决策，选出最佳方案。体悟设计过程的工程思维。
三、方案的改进与拓展
对本小组的设计方案进行优化和改进，并考虑对功能做进一步拓展。
1.设计方案的改进
选定设计方案后就进入产品制作、试用和使用阶段，在此过程中仍然可以对方案进行改进。
在制作阶段，备料、加工、安装和调试等环节，如果发现原方案存在缺陷或者不足，应加以改进。
在试用期间，产品的功能发挥、技术指标的稳定性、环境的适应性等都将受到考验，某些潜在问题会显露出来，需要通过改进方案来解决。
在产品使用的期间，由于条件、环境发生改变，也需要对原方案进行改进。如有些城市提出广告灯箱要使用LED灯，严禁使用耗能大的广告灯箱等。
2.设计方案的拓展
产品的设计，通常都是从低级到高级，从单一功能拓展到多功能逐步发展起来的。设计方案的拓展，通常有下列几种形式。
(1)设计方案的功能拓展：功能拓展是指在原设计方案的主要功能不变的前提下增加新的功能。这种新功能与原方案的主功能无论在类别上，还是在原理上都有着很大的区别。例如，一个简单的抽水马桶，原来只有用于大小便的功能。在此基础上，设计人员拓展了按摩功能、自动清洗功能、坐垫加热功能、坐垫纸自动更换功能等。
(2)设计方案的跨越式发展：跨越式发展是指设计产品升级换代式的发展。这种发展，无论形式还是内容都发生了根本的变化。例如手工控制变换为电子控制、计算机控制等。
(3)设计方案的其他重大变革：设计方案在执行过程中，遇到重大社会变革、重大灾难等情况，要求对原方案进行重大的改革。例如，第二次世界大战令苏联的拖拉机厂变为坦克厂。
李明同学在校庆广告宣传灯原有设计方案的基础上，认为可以增加一个“音乐盒子”的功能，来增强广告宣传的效果。
对你们小组的设计方案，看看有哪些方面还需要进一步改进？还可以拓展些什么功能？
四、成果展示
请同学上台展示并分享校庆广告宣传灯设计方案。
校庆广告宣传灯具体设计方案
1.产品设计的总体构架。
灯箱造型：
材料：
灯源：
宣传语：
成本：
环境：
2.草图绘制：
3.作品的制作流程。
4.作品完成的作用和效果:
5.作品的改进和拓展：
LED灯
寿命短，发光效能低，最低15W
低气压汞蒸气弧光放电最低8W
白炽灯
荧光灯
工艺复杂，寿命长，环保最低8W
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精品试卷·第
2
页
（共
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第二课时
方案的比较、权衡和决策及优化
通用技术粤教版（2019）
必修1
第三章
制订我的设计方案
第四节
技术设计方案
一、新课引入
二、方案的比较、权衡和决策
三、方案的改进与拓展
四、成果展示
目
录
一、新课引入
荧光灯
LED灯
白炽灯
低气压汞蒸气弧光放电最低8W
寿命短，发光效能低，最低15W
工艺复杂，寿命长，环保最低8W
二、方案的比较、权衡和决策
01
02
03
方案的权衡
方案的比较
方案的决策
解决同一个设计的技术问题，通常存在着多个设计方案，通过比较、权衡和决策，可以选出最佳方案。
01
方案的比较
方案的比较：将各方案的产品性能、技术指标、特点、外形尺寸、造价等要素逐一分析、比较。
02
方案的比较
方案的权衡：在比较的基础上，从整体上衡量各方案的优劣。
03
方案的比较
方案的决策：根据时间、成本、环境影响、实现的难易等要素综合考虑，经过比较和权衡，选出一个最佳方案。确定设计方案后，还需要对该方案进行优化，吸收其他方案的优点。
决策是根据信息和评价准则，用数量方法寻找或选取最优方案。在实际生活与生产中对同一个问题所面临的几种自然情况或状态，又具有几种可选方案，就构成一个决策，而决策者为对付这些情况所取的对策方案就组成决策方案或策略。
李明小组除了设计六面形校庆广告宣传灯外，还设计了冬瓜形和超薄方形的广告宣传灯，它们的尺寸、功能、优点、缺点，造价如下表所示。
类
型
冬瓜形
六面形
超薄方形
尺寸
高320mm,底边长150mm
高440mm,底边长170mm
长×宽×厚为350mm×350mm×15mm
功能
简单文字、图案宣传
6幅文字宣传或者图案宣传
可以滚动更换文字宣传或者图案宣传
优点
选材容易，造价低，安装方便
选材容易，造价较低，安装方便，可以六面，显示，信息量大
超薄匀光，可以滚动画面，占用空间小
缺点
显示文字、图案信息量少
没有动感
造价高，只能单面显示
造价/元
35
50
800
校庆广告宣传灯设计方案的对比
项目
光源1
光源2
光源3
光源名称（灯）
白炽灯
荧光灯(光管）
LED灯
规格/W
15,25,40,60,100
8,13,18,20，36
3.5，7…100
功能
照明
照明
照明、观赏
优点
显色性好，开灯即亮，结构简单
光效高，寿命长，光色好
光亮度高，更稳定，耐用，省电
缺点
产热太多浪费，电不耐用
含有害金属汞，开灯有延时
工艺比较复杂
价格
便宜
成本适中
比较昂贵
我的决策
选择LED灯，环保耐用，也适应技术发展的需求
庆广告宣传灯可选择的光源
三、方案的改进与拓展
1.设计方案的改进
2.设计方案的拓展
使用的期间
试用期间
制作阶段
设计方案的其他重大变革
设计方案的跨越式发展
设计方案的功能拓展
1.设计方案的改进
制作阶段
在制作阶段，备料、加工、安装和调试等环节，如果发现原方案存在缺陷或者不足，应加以改进。
1.设计方案的改进
试用期间
在试用期间，产品的功能发挥、技术指标的稳定性、环境的适应性等都将受到考验，某些潜在问题会显露出来，需要通过改进方案来解决。
1.设计方案的改进
使用的期间
在产品使用的期间，由于条件、环境发生改变，也需要对原方案进行改进。如有些城市提出广告灯箱要使用LED灯，严禁使用耗能大的广告灯箱等。
2.设计方案的拓展
设计方案的功能拓展
功能拓展是指在原设计方案的主要功能不变的前提下增加新的功能。这种新功能与原方案的主功能无论在类别上，还是在原理上都有着很大的区别。例如，一个简单的抽水马桶，原来只有用于大小便的功能。在此基础上，设计人员拓展了按摩功能、自动清洗功能、坐垫加热功能、坐垫纸自动更换功能等。
2.设计方案的拓展
设计方案的跨越式发展
跨越式发展是指设计产品升级换代式的发展。这种发展，无论形式还是内容都发生了根本的变化。例如手工控制变换为电子控制、计算机控制等。
2.设计方案的拓展
设计方案的其他重大变革
设计方案在执行过程中，遇到重大社会变革、重大灾难等情况，要求对原方案进行重大的改革。例如，第二次世界大战令苏联的拖拉机厂变为坦克厂。
四、成果展示
校庆广告宣传灯具体设计方案
1.产品设计的总体构架。
灯箱造型：
材料：
灯源：
宣传语：
成本：
环境：
1
2
草图绘制
3
作品的制作流程
作品完成的作用和效果
4
作品的改进和拓展
谢谢
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