资源简介

《模块化家具》教学设计
一、教学背景
《普通高中通用技术课程标准》（2017年版2020年修订）中提到要注重基于学科特征和高中学生特点的学习方式的变革，从技术学科的综合性特征出发，采用主题学习、项目学习等整合学习方式，通过学科大概念引导大项目、大过程的方式组织学习活动，可整合结构及其设计、流程及其设计、系统及其设计、控制及其设计等课程内容。采用“参与式模拟”策略来实施教学，如让学生分别扮演设计师、生产厂家、用户等不同角色。情境的设计还应考虑层次性，包括明确、简单、结构良好的学科化情境，整合的学科化情境及复杂的、结构不良的现实情境等。
现在大多数刚创业的现代青年人经济能力有限，一般选择租房或者购买房屋居住，房屋使用面积较小，如何在有限的空间内成功营造麻雀虽小但五脏俱全的布局，家具的选择也就变得尤为重要，轻便易携带易拆装家具的市场迅速扩大，可在现代家具市场中大多数家具的设计仍保持单一功能性，且传统家具设计思想是基于单一品种有大规模产量基础上的根本无法满足消费者迅速膨胀的不同需求。模块化家具产品设计不仅可以使人们根据自己所需的不同室内需求灵活应变，完美贴合室内的空间格局，同时，也为经常有搬家困扰的使用者和空间相对局促狭窄的公租房用户者提供了一个具有巨大优势的解决办法。而且模块化家具在功能上也是百变的，使用者可以根据个人的兴趣爱好，将其作为书架、床、沙发等任意功能区来使用，节约室内空间和资源。
二、项目设计内容
本项目教学内容主要是针对高中通用技术教材《技术与设计2》（地质版）第一章结构及其设计中“结构设计与制作”和第二章流程及其设计中“流程设计及其评价”对《模块化家具》项目进行设计与制作。
三、素养目标
1.技术意识：学生通过参与家具模块化项目学习与实践了解模块化家具设计要注重安全性、易用性、灵活性和经济性设计原则，根据自己的需要，可拆分、可组合，创造出多种形式的使用空间。
2.工程思维：针对模块化家具设计问题进行要素分析、整体规划，并运用模拟和数字化建模等方法进行设计。
3.创新设计：采用“小组模拟公司”教学方法，学生通过扮演各种公司不同的角色，参与本项目的设计与运营。
4.图样表达：使用计算机辅助设计（CAD）、设计软件进行图样设计。
5.物化能力：一是使用计算机辅助制造（CAM）进行制造；二是根据设计要求选择合适的木材和合理的连接方式；三是计算机辅助试验（CAT）类软件对材料进行性能测试，确定方案实现的时序和工序；能严谨细致地完成模型或产品的成型制作和装配，并对模型或产品进行基本的技术指标测量。
四、教学活动过程
环节一：聚焦情景，分析需求
【生活情境】
刚毕业工作的小李在搬家的过程中遇到了很多麻烦，如在搬运组合书架的时候，书架体积大，不能拆装，占用面积也大，且表面没有抓握的地方，很难将其搬运上车，极不便于运输，到了新楼下，如何将这些费力的大型家具运到五楼呢？用老办法背在身上可楼道窄小无法几个人同时施力，一个人不可能从一楼背到五楼，且较大的家具体积大本身就无法通过空间狭窄范围狭小的楼道，能不能将这些家具全部拆分成零件，根据不同的空间重新组装不同的家具？
【分组讨论交流、分析需求】
1.首先根据“模拟公司运营”进行分组，一个组分为8人左右，经理1名，市场调研部2人，设计部2名，生产部2名，运营部1人。
2.经过小组查阅资料、研究、讨论，确定设计制作一款模块化家具或模块家具设计系统，以满足节约室内空间和资源使用的需求。
2.1功能需求：
（1）利用木材的自然属性创造出坚固耐用的巧妙地连接接口设计，不使用配件、免胶水、无需工具、易于组装、可收。
（2）可拼装成为桌椅、书架、床等任意功能区来使用，提高家具的灵活性，节约资源。
2.2材料要求：使用天然木材或者环保复合板材。
2.3技术指标：
（1）家具要实现模块化设计，最大限度地减少切割废料设计，一次性木工雕刻机切割完成，而且不使用五金、塑料连接件和胶水，要降低生产成本。
（2）家具可以方便拆卸，可以在不使用时方便存放，板件标准化的设计可以实现共享使用。
环节二：发现与明确问题
【分组讨论】
针对上一环节，大家讨论提出的问题进一步细化、深入讨论。
连接方式 草图设计 材料准备 选择工具 作品制作
环节三：收集信息，创意构思
将收集到的信息以小组合作的方式进行交流和展示，小组“市场调研部”成员根据收到的相关资料，分析各个产品的优缺点。
产品名称 材质 工艺 造型 艺术性 成本 优点 缺点 整体感觉
家具1
家具2
家具3
.
环节四：头脑风暴，构思方案
【头脑风暴】针对上一环节，项目经理进行合理分工，由“设计部”进行整体方案设计，其他成员辅助完成。
方案设计任务单
公司名称
公司成员
明确拟要解决的问题
材料的选择
模块化家具设计分析 主要考虑的因素（板材、连接方式、形状、固定方式等）
使用设计软件
制作工艺及工具
模块化家具整体设计方案
环节五：物化方案，制作模型（原型）
本环节由“生产部”进行组织加工制作。
【实践活动】模块化家具的设计与制作
1.“公司1”模块化橱柜设计与模型制作：
（1）选择材料：18mm松木拼接板材；
设计工具：Coreldraw
加工工具：1.2米*2.4米木工数控加工中心。
设计方案及图纸：
本小组使用CorelDRAW软件设计三角凸接头连接件结构，连接件上面设计有两个“凸接头”和“凹槽”，在竖板中设计了与连接件“凹槽”拼插的“凹槽”，在横版设计了让竖板穿过的凹槽和连接件两个“凸接头”对应拼插的凹槽，这些板件拼插组合成为展示橱柜。
制作模型
2.“公司2”模块化桌椅设计与模型制作：
（1）选择材料：18mm奥松材；
（2）设计工具：Coreldraw
（3）加工工具：1.2米*2.4米木工数控加工中心。
（4）设计方案及图纸：
本小组设计采用简洁、易用的风格，突出板件之间相互凹槽拼插和凸凹槽拼插的设计。一是设计一把简易板凳，凳子腿中间位置相互设计凹槽，实现拼插组装，上面设计凸接头，板凳面上设计与凳子腿“凸接头”相应拼插的凹槽。二是设计了一张桌子，采用的连接结构与板凳的板凳相同。
板凳设计
操作桌设计
（5）制作模型
数控机床切割
板凳
操作桌
3.“公司3”openwood模块化家具设计与模型制作：
（1）选择材料：18mm桦木胶合板；
设计工具：solidworks
加工工具：1.2米*2.4米木工数控加工中心。
设计方案及图纸：
本小组设计的Openwood是一种板式家具张力锁定模块化设计系统，它利用木材的自然属性创造出坚固耐用的张力锁设计，张力锁结构由凸接头和凹槽组成，直接集成到每个板件中以创建各种标准化接口，接口之间相互咬合，使得板件间自锁连接。该技术具有没有配件、免胶水、无需工具、易于组装、可收纳等优点，在功能上也是百变的，使用者可根据自己的喜好，将其作拼装成为桌椅、书架、床等任意功能区来使用，提高家具的灵活性，节约资源。
张力锁设计
椅子设计
两张椅子侧板结合组装的展橱
桌子的设计
桌椅套装
家具模块组合设计
（5）制作模型
数控机床加工
椅子组装
组装后椅子
椅子性能测试
环节六：撰写报告，表达交流
以小组“企业”为单位进行撰写《作品设计与制作报告书》，报告由“经理”负责分工完成。完成后进行交流展示，展示要求使用PTT展示，体现制作过程，重点展示成品测试效果。
作品设计与制作报告书
公司名称
公司成员及分工
设计目的
设计方案 （选材、结构、连接、功能、设计原则等方面）
设 计 图 样
制作步骤
实物模型测试及优化设计
使用说明书
作品实物 展示图

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