第三章　设计过程、原则及评价第一节 设计的一般过程 教学设计

第三章设计过程、原则及评价第一节 设计的一般过程一、教学目标1. 知识与技能目标（1）了解设计的一般过程及其各个环节，知道设计时动态而有章可循的过程。（2）初步学会撰写设计概述与细则、绘制设计草图以及对设计方案的评价。（3）能根据设计的一般过程进行具体的设计实践活动（如对便携式小板凳的设计）。2. 过程与方法目标（1）通过“便携式小板凳”案例的引导下经历设计的一般过程。（2）尝试运用“缺点列举法”等常用发明方法进行产品的改进性设计。（3）在阅读、思考、讨论和合作实践中，培养技术实践、交流、表达、评价的能力和协作意识。（4）初步学会有计划、有步骤、科学地开展设计活动。3. 情感态度和价值观目标（1）在设计的一般过程实践中，初步形成和保持对技术问题的敏感性和探究欲望，关注社会的需求和技术的新发展。（2）通过对产品的改进设计，逐步提高创新思维能力。（3）通过对设计成果科学性、实用性等方面的交流评价，提升学生对作品的鉴赏能力和个人的综合素养，以及对STS理念的进一步理解。二、教学重点根据课本中“便携式小板凳设计案例”的“怎样做”，学生完成自己的设计，体验设计的一般过程中的发现与明确问题、制定设计方案、以及方案的交流、评价。三、教学难点根据课本中“便携式小板凳设计案例”的“怎样做”，学生完成自己的设计，如何能让所有学生都充分参与，并能体验到设计的乐趣。激发学生积极构思，制定设计方案；从交流、评价中获取有效信息。四、教学方法讲授、任务驱动、小组合作、自主阅读、多媒体教学。五、教学过程课件展示新颖设计作品图片思考这些作品基于什么目的而设计的，它解决了什么问题？教师归纳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。那么设计一件物品需要哪些过程呢？课件展示设计的一般过程：1发现与明确问题；2制定设计方案；3制作模型或原型；4测试、评估及优化；5产品的使用和维护（1）发现与明确问题思考从本质上说，设计就是一个问题的求解过程，它从问题出发，并围绕问题展开各项活动。研读课本案例，思考怎样才能发现设计问题？在发现问题之后我们要解决这个问题，还要完成什么工作？经过环节具体工作调查需求问卷调查、访谈、查找文献分析信息整理归类、制成图表明确问题小组讨论、全班讨论确定项目设计便携式小凳教师：从上面可以看出，设计来自于生活，来自于生活的方方面面，我们在日常生活中发现了问题，又明确了问题的价值及设计要求。其实这就是设计的一般过程的第一步“发现与明确问题”。在我们知道了要设计什么，及设计的要求后，下面我们就要来“制定设计方案”了。（2）制定设计方案思考问题明确了，现在我们应该着手制定具体的设计方案了。那么在制定设计方案这个过程中我们又需要做哪些工作呢？归纳收集信息；设计分析。思考面对收集到的各种信息，还要根据设计要求，找出设计需要解决的主要问题，并分析其可能的解决办法。我们来分析设计的要求，思考有哪些问题？可以怎样解决？归纳通过对设计要求和所收集到的各种信息的分析，我们可以看到，小凳自重减轻了，却带来了材料、结构方面的问题；结构稳固了，自重、携带又有问题；小凳便携了，结构和制作又出现了问题。面对设计要求和约束条件之间的矛盾，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。总之，想要设计好一个便携式小凳，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。方案构思教师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。为解决设计要求和约束条件之间的矛盾，解决好小凳子的材料选择、结构设计、携带方式等主要问题，同学们要认真阅读书中列举和前期收集到的关于材料、结构、连接方式的资料，寻求解决的最佳方案。但是注意自己的设计方案可以充分想象，自由发挥，大胆突破，不要受到书中设计方案的束缚和局限，更不要“拿来主义”。方案呈现教师构思过程中产生的设计想法常常是模糊的，为了使其具体化，我们通常会用草图把它们转化为视觉形象。同时，这些想法又是零散的，从中我们并不能看到一个完整的设计方案，所以我们还要对这些想法进行综合。要求：同学们先要画出自己设计的方案草图，要求别人能够看懂，并能理解里面的设计要点，必要时可以附带文字说明。方案筛选教师当多个设计方案产生以后，我们就要依据一定的原则，对这些方案进行筛选，确定最终的方案并加以实现。要求：以小组为单位，对小组内的设计方案进行初步的筛选，淘汰明显不符合设计要求或有明显缺陷的方案，然后再对现有的方案进行整合，并最终呈现出1-2个你们小组认为最合适的便携式小凳设计草图。在制定设计方案的过程中，始终明确：A运用不同的材料，结构可以产生不同的设计方案；B任何设计方案都有改进的可能性，好方案决不会仅有一个。（3）制作模型或原型教师设计的方案已经确定下来，接下来我们就要开始动手制作模型或原型了。一般来说，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；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。课件展示1912年4月10日，泰坦尼克号从英国南安普敦出发，托马斯安德鲁斯设计的这艘“永不沉没”的巨轮，2小时40分钟后沉没。事后调查发现，事故原因之一是由于劣质的钢板造成的，造船工程师只考虑到要增加钢板的硬度，而没有想到增加其韧性。为了增加钢板的硬度，往炼钢炉料中加入了大量的硫化物，导致钢材在低温下的脆性大大增加。经试验，从海底打捞出来的钢材在当时的水温下，在受到可能强度的撞击下，很快断裂，而拿当今用于造船的钢板在同样的温度和撞击强度下进行对比实验，结果钢板只是变成V型，而不断裂。思考如果你是托马斯安德鲁斯，在设计泰坦尼克号的时候，应当怎样做？学生：设计时一定要对钢板进行测试，不要一味的增加强度还要考虑其韧性，最终应当在其硬度和韧性上选择其性能最优表现。（4）测试、评估及优化测试：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。测试是检验产品能否正常工作、是否满足设计要求的重要措施。测试的内容有对产品的性能、稳定性、强度、载重等方面的测试。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。通过评估我们可以得到较理想的设计方案和产品。这种评估，在设计过程中需要反复进行。优化：设计方案的优化是在对设计方案进行测试与评估的基础上，对设计方案的改进和完善的重要环节。教师“泰坦尼克号”震惊全世界的海难，让我们意识到测试、评估及优化环节的重要作用，当然还有一点很重要就是在技术设计中严谨认真的态度。思考如果对泰坦尼克号船体钢制材料进行测试的话，你认为要进行那些方面的工作？（教师据学生回答归纳测试内容以及测试内容的选择依据）思考你怎样实现对泰坦尼克号船体钢制材料的评估？（教师据学生回答归纳评估的方法和内容）思考综合你的测试和评估，最后你怎样实现泰坦尼克号船体钢制材料的优化？（教师根据学生的回答归纳船体钢制材料的优化方案）教师我们可以大致把设计过程分成了几个环节。但这只是一个普通的一般过程，不是一个规定的程序，在实际的设计过程中，这种过程可能发生变化，也可能产生反复。总之，设计的一般过程应该是不断循环和反复的过程。教师当我们设计制作出精美的作品后，别人要使用我们的便携式小凳，我们就要向使用者介绍我们设计的产品的使用方法和特点，为此我们通常要设计一份产品使用说明书。课件展示“本药口服，每片含有效成份0.25克，饭后用开水送服，不可空腹服用，成人一次服500mg，每日3次，或遵医嘱服用。”思考首先让我们来了解一下说明书，这是某药品说明书上关于用法和用药量的说明，请指出这句话存在的问题，并将其修改得更明确、易读。（5）产品的使用和维护教师产品说明书是指导用户选择产品、使用产品的“路标”和“向导”，突出重点、简明扼要，清晰易读，对帮助用户了解产品特性，使用户正确、安全地使用产品是非常重要的。总结这节课我们主要通过课本“便携式小凳的设计和制作”案例，来阐述设计的一般过程。一般来说，我们可以大致把设计过程分成五个阶段，即发现与明确问题、制定设计方案、制作模型或原型、测试、评估及优化、产品的使用和维护。设计的一般过程是按照一定的、科学的、合理的程序过程，但设计同时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，设计过程不是一成不变的，应根据设计的需要进行灵活安排。六、教学反思这节课教师注重学生的独立性和自主性，引导学生探究、质疑，在实践中学习，所以学生参与程度和热情相当高，教学重点和难点掌握得也比较扎实；同时在实际授课中，还有很多不足，自己总结主要有以下几点：（一）成功的地方1. 本节课让老师和学生积极互动起来，给学生足够的空间，课堂气氛比较活跃，接受率比较高，从而反映这节课还是比较成功的。2. 体现