技术与设计第三章 设计过程、原则及评价第一节 设计的一般过程

第三章 设计过程、原则及评价
第一节 设计的一般过程
一、学习目标：
1.掌握设计的一般过程。
2.知道设计过程中有可能产生多个方案。
3.理解设计过程需要不断优化，启发学生的设计、创新意识。
二、技能目标：
1.能够对设计的过程使用多种策略，如问题解决、创造性思维、批判和改进、逻辑推理思维等等。
2.能运用设计的一般过程指导设计活动。
三、情感、态度目标：
（1）让学生认识到设计来源于生活，是需求推动了设计的发展，需求是设计的原动力，很多优秀的产品设计方案就是在一些偶然的机会中被开发出来，因此要培养学生注意学生观察生活，多发现问题，思考如何解决问题，做一个生活的有心人。
（2）培养学生在设计活动中遵循科学合理的工作程序的积极性。
（3）体验设计过程的完整性，熟悉从事设计工作所要经过的一般过程,提高技术素养。
四、教学策略与方法：
1、本节的教学结合具体的教学内容采用“问题情景—解决方案－解决过程—总结提升”的模式展开，以便携式小凳的设计为案例贯穿整个教学过程，鼓励学生自主探究和合作学习。
2、教学方法：探究、合作学习方式，多媒体教学
五、教学重难点:
1、重点：掌握设计应遵循的一般过程。
2、难点：能自觉地将科学合理的设计过程应用在设计活动中。
六、教学对象、内容分析：
高一的学生已经有了一定的生活经验，对于设计已经有了一定的感性认识。而且通过前面章节技术与设计的关系的学习，对于技术及设计都有了一定的认识和体验，但 是学生以前很少会有设计的意识和设计的理念。学生对于设计的过程还充满陌生感，同时也充满好奇感。因此如何通过本节的学习能从整体上给学生一个有关于设计 的一般过程的认识是值得我们思考探究的。争取让学生能从整体的角度上系统的进行后续章节的学习。
本节教学内容《设计的一般过程》是选自普通高中课程标准实验教科书《通用技术 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )- 技术与设计1》的第三章《设计过程、原则及评价》（江苏教育出版社）。本节内容与后继各章节（第四至第八章）形成总分关系，这一部分是一个整体论述，为深 入学习后续章节作铺垫。通读教材，我觉得教材的编写非常严谨，尤其是顺序安排上，前后知识的衔接很科学。学生通过本章学习，体验科学合理的设计过程有助于 设计活动的顺利开展，能理解遵循科学的设计一般过程的重要作用，从而形成良好的设计习惯，增强自身的技术素养。本节教学内容课本以便携式小凳的设计为案例 贯穿整个教学过程。
学时2课时。
七、教学策略和媒体选择
本节的教学内容采用“问题情境----提出方案----解决过程----总结提升”的模式展开。因此我们在引导学生资助观察、思考、分析、总结的同时也要注 意引导学生在与他人交流中丰富自己的思维方式，获得不同的方向和不同的发展，培养学生的发散思维。注意引导学生体会设计的过程是一个动态的过程，知道设计 的过程会产生很多不同的方案，要拓展自己的想象空间进行多维思考，同时在设计的过程中要不断的优化。我们可以大致把设计的过程分为五个阶段。但这只是一个 普通的一般过程，并非一成不变，我们在教给学生一种通常的方法的时候也要告诉学生过程的可变性，不要束缚住学生的创新思维。
八、教学方式:
采用分组探究的学习方式
九、教学过程:
新课引入:
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。那么同学们有没有想过世界上这些实用的产品是怎样设计出来的吗？是凭空想象的吗？
是的，任何一种产品的设计不是一步到位、立竿见影的，设计是一个有计划的创新活动，它有着科学合理的基本工作程序。这节课我们将通过便携式小凳的设计和制作，大家一起来学习和体验设计的一般过程，初步掌握设计的基本知识和技术实践的基本方法。
[案例]我们每天都用的笔比如u盘的功能、课桌、尺子的最新功能。
［讲解］从本质上说，设计是一个问题求解的过程。它从问题出发，并围绕问题展开各项活动。 因此，设计必须从调查需求、分析信息、发现与明确需要解决和值得解决的问题开始，并在此基础上提出设计项目，明确设计要求。
我们一起来看一下陈晨同学在平常的生活中是怎样发现便携式小凳的设计要求呢。同时大家想一想，如果你是陈晨，在这个便携式小凳的设计项目在确定之前需要做哪些事情呢？
［案例阅读］
让学生阅读书46页的案例，通过案例情境引入，引导学生积极投入到案例的活动中去，了解设计活动是从产生需求和明确要求开始的。
［学生讨论］
1.便携式小凳的设计要求是什么？
2.是怎样确定设计要求是什么的？
[学生回答]
便携式小凳的设计要求：
１、结构简单、稳固，易于制作；
２、自重轻，体积小，携带方便；
３、成本不高于５元。
［马上行动］
填写书上第47页的马上行动。
主要环节 具体工作内容
调查需求 设计访谈提纲和调查问卷
统计分析 统计分析,汇制图表
讨论 确定便携式小凳作为设计项目
列出设计要求 结构简单、稳固，易制作；自重轻、体积小，携带方便；成本不高于5元。
二、制定设计方案
强调：
1.运用不同的材料、结构可以产生不同的设计方案。
2.任何设计方案都有改进的可能性，好方案决不会仅有一个。
方案：
1、收集信息
2、设计分析（材料、结构、携带- - -）
3、方案构思（材料、结构、连接方式- - -）
4、方案呈现（画出草图）
5、方案筛选
收集信息：
可以通过用户调查、专家咨询、查阅图书资料、收听收看广播电视、浏览互联网等收集信息。
［提出问题］
(1) 我们平时收集信息的途径有哪些？
可以通过用户调查、专家咨询、查阅图书资料、收听收看广播电视、浏览互联网等收集信息。
(2) 陈晨等同学是通过什么途径收集信息的？
(3)归纳他们收集到了哪些资料？
［思考］
请同学们思考除上述资料外，还需要收集小凳子的什么资料？还可以通过哪些途径收
集？

小凳的折叠方式、色彩、造型等。设计调查问卷等。
设计分析：
面对收集到的各种信息，要根据设计要求，找出设计需要解决的主要问题，并分析其可能的解决方法。
让学生归纳通过对所收集到的各种信息分析，要设计好一个便携式小凳子，必须解决好小凳子的材料选择、结构设计、携带方式等主要问题。
［马上行动］
面对设计要求和约束条件之间的相互矛盾，为了找到最好的解决办法，应该提出尽可能多的设想，以便于权衡利弊，做出选择。根据设计要求，同学们把自己认为设计便携式小凳还需解决哪些问题及解决办法并填入书49页表中。
方案构思：
［阅读］
　　学生阅读书49页提供的多种材料、结构和连接方式，分析利弊。
［讨论与思考］
　　方案构思是设计过程中最富有挑战性的环节，它要求学生根据设计要求，大胆构思，努力挖掘自己的创造潜力，提出解决问题的多个设想。
［思考］
为解决设计分析阶段提出的三个关键问题，请同学积极思考，根据书中列举的材料、结构、连接方式的资料提出符合设计要求的多种材料、结构和连接方式。（你还能提出符合设计要求的其他材料、结构和连接方式？）
如：塑料、橡胶、大理石、版材等。实验室圆凳。粘连、密度板连接等。
方案呈现
［阅读］
同学们阅读书中提供的四种方案草图。
［讨论与交流］
根据书中给出的四种方案草图，将全班同学分成四组，每组同学选择上述设计方案草图中的一组进行讨论，先在小组内对所选组中的各个方案的利弊进行讨论形成自己的方案，并再在全班进行交流。（注意启发学生在参考原在方案的基础上，形成自己组的设计方案）
第一组学生： 讨论A方案; 第二组学生：讨论B方案
第三组学生： 讨论C方案; 第四组学生：讨论D方案
（以小组为单位进行交流，学生回答不全面的，老师再进行补充。）
方案筛选
［讨论与交流］
　　组织学生对众多方案进行初步筛选，淘汰明显不符合设计要求或有明显缺陷的方案。允许保留自己的设计方案。
［学生互评］
　　全班同学对筛选出来的方案进行互评，使同学们对选定的设计方案有更明确的认识。
　　（在筛选和互评过程中老师要注意引导保持和激发学生的积极性，对被淘汰的方案也要发掘其闪光点）
［教师小结］
　　在发现问题与明确要求的基础上，我们要做的就是通过各种渠道，尽可能广泛地收集设计所需的信息，通过对各种信息的归纳与分析，挖掘影响设计的主要因素，大胆提出各种设计想法，并依据一定条件对各种想法进行筛选，确定最终的设计方案，这就是我们上面要学习的主要内容。
3.制作模型或原型
完成方案筛选以后 ，就要开始制作模型或原型了。一般地，模型制作包括两个阶段，即绘制图样和制作模型或原型。
对于图样，我们既可以手工绘制，也可以用计算机辅助绘制。
陈晨等同学手工绘制出了三个设计方案的三视图。左图是方案C3的三视图。关于如何绘制三视图 , 请参阅本书第 120 页。对于小型、简单的产品可以直接制作产品原型，而对于大型、复杂的产品先制作缩小、 简化的模型。
陈晨等同学根据绘制的加工图样进行了产品原型的制作。在经过锯、削、刨、磨和装配等几道工序之后，他们制作出三个方案的产品原型。
4.测试、评估及优化
要明确设计方案是否可行，我们还必须进行各种测试、评估，以优化设计方案、完善产品原型。
测试：在模型或原型制作完成后，一般需要对其进行测试。测试的目的是检验产品在操作、使用过程中，在结构和技术性能等方面能否达到预定的设计要求。
陈晨等同学为了比较三个方案的优劣，对所制作的原型进行了承重力测试和稳定性测试，并对测试结果进行了汇总。
思考：你认为应如何具体实施承重力测试和稳定性测试 还可以通过哪些测试来检验设计方案的可行性
评估：在测试的基础上，我们还要对设计方案和产品进行较为全面的评估。这种评估，在设计过程中需要反复进行。
陈晨等同学综合考虑了各方面的因素，对三个方案进行了评估。
根据测试和评估结果，对照设计要求，陈晨等同学认为，五夹板方案 C3是较理想的设计方案。
优化：为了优化设计方案，我们既要分析测试和评估的具体记录，也要重视对公众意见的调查，以明确改进的方向。一般说来，我们可以对三种典型人群，即专家 (销售者、制造者)、潜在客户(可能会用的人) 和用户 (正在使用的人)进行调查，征集优化的具体意见。
陈晨等同学在广泛听取意见的基础上，对凳脚板和小凳外观作了改进和优化。
增加结构强度
五夹板方案C3的凳面是中空的盒式结构，为了使凳面受压后不发生大的形变，他们在凳脚板上部“造” 出一个“肩”，这样在凳面受到压力的时候，它的上板和下板都能得到“肩”形结构的支撑。
美化外观
1)在凳脚板的左右两侧及下方，各挖去一个弧形板。这样，既美化了外观，减轻了凳子的自重，又不影响它的结构强度。
2)将小凳的凳面用纸进行包装，纸面可根据自己的爱好而设计。经美化的小凳拆卸后，将凳脚板放回中空的盒式凳面内，再将它放在书架上，真使人难以分辨书和小凳哩。
5.产品的使用和维护
在产品使用过程中，正确的使用和维护既可以使产品更好地满足人们的需求，又能延长其使用寿命。因此，掌握正确的使用和维护方法对于产品使用者来说尤为重要。为此，我们通常要设计一份产品使用说明书。
为了使小凳使用者学会正确使用和维护小凳的方法，陈晨等同学又就五夹板方案C3编写了一份产品使用说明书。
便携式小板凳使用说明书：
产品简介：本产品是一款专门为小朋友外出活动设计的便携式小 凳。它自重轻，体积小，携带方便，拆卸、组装的方法简单。
产品构成：中空式凳面，凳脚板 ( 两块 ) 。
技术指标：凳子高度：16.5cm。
凳子质量：350g。
凳面面积：432cm2。
使用方法：先将两块凳脚板从凳面中取出 ，然后对准插缝 , 将它们插接起来，再将插接好的凳脚板插入凳面的槽缝中，并用手或其他物体使凳脚板与凳面完全贴紧。
注意事项：
(1) 使用完毕后 , 要及时拆卸，将凳脚板放回中空的盒式凳面内。
(2) 勿将过重的物体 (大于42kg) 放置在小凳上，以免凳面弯曲变形。
(3) 避免小凳长时间日晒雨淋 , 以防材料爆裂或受潮。
适用范围：5~9 岁的儿童。
为了反思设计过程、总结设计经验，陈晨等同学在王老师的指导下组织了一次形式活泼、内容丰富的“便携式小凳设计过程展”，向全班同学展示了他们的“成果”——调查问卷、访谈记录、资料分析图、设计草图、模型、测试和评估结果以及优化方案，并作了口头汇报。通过这次活动，陈晨等同学对设计过程有了切身的体会，全班同学在分享他们的成功和喜悦的同时，也加深了对设计过程的认识。
马上行动：
根据课文中的案例，请采用图示方式展示陈晨等同学设计便携式小凳的过程。设计实际上是一个动态发展的过程。在一项具体设计中，有些阶段或步骤可能会发生变化，有些步骤之间则可能出现一定的循环。因此，我们不能将设计的过程简单化、模式化，而应根据设计的需要进行灵活安排。
讨论：
下图是一幅描述产品设计过程的示意图，请就此图谈谈你的看法，并与同学交流。
［交流与讨论］
　　学生交流各自所的设计方案的成功做法和不足之处。
［迁移应用］
　　经调查，同学们对我们现在使用的桌椅不尽满意，根据这节课所学的内容和对使用桌椅的想象和要求，为我们设计一款适合高中学生使用的桌椅。
［归纳小结］
1.设计来源于生活，当今很少有产品是偶然被开发出来的，希望学生注意观察身边的事物，做一个生活的有心人。
2.设计是一个有计划的创新活动，它有着科学合理的基本的工作程序和流程。
［评价］
　　1.学生对这节课的学习情况进行自评。
　　2.老师对这节课的教学过程中学生的参与与学习情况进行评价。
表达与交流
［布置作业］
　　最后还是以这段话结束我们今天的这节课：大千世界，万千事物，一切自有其生长的过程，一切自有其生成的机理。人类的设计也是如此。动态而有章可循的过程、开放而有规可矩的原则，是人类设计生生息息、不绝江河的重要保证。