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第二章 开启设计之旅
第一节 初识设计
一、教学目标与学科核心素养
技术意识：能结合具体的产品，说明技术与设计的相互关系，阐明技术设计的特征；能在运用技术原理进行技术活动的过程中，形成规范、安全的技术习惯；通过案例分析，理清技术与设计的相互关系；通过活动体验和案例分析，理解设计的丰富内涵，阐述技术设计的特征。
二、教学重点、难点：
设计的含义以及技术与设计的相互关系。
三、教学过程
1. 情境引入
小杨打算为自己家里的学习桌添置一个笔筒，用于放置文具物品等。
活动探究
活动1：探析技术与设计的关系
小杨在商场里收集到好多类型笔筒，赏析作品，思考笔筒在设计上的变化。
案例分析：金属百变笔筒的设计
产品名称：创意百变笔筒
产品材质：铝合金身，绒布垫底
制作工艺：一次成型工艺，二次高光工艺
主要特点：
（1）金属质感，线条简约，适合各种场合，不仅仅是笔筒，也是桌面生活的艺术品。
（2）创意使用，想变就变，既可中规中矩，又可随心所欲。
（3）人性化的设计，笔筒内部作弧形处理，使用者轻松且舒适地拿与放，按需收纳，主要文具常在手边，好拿好放，用完即刻归位。
（4）以纯金属打造，可旋转，结构稳定，避免侧翻，底部密织绒布防滑，且可防止刮擦桌面。
知识点拨：
（1）设计是技术发展的重要驱动力。一项技术的产生、更新、改进需要设计，设计是已有技术成果转化的桥梁和纽带，设计促进技术的更新，富有创造性的设计使产品具有新的品质，当然这种新品质的实现需要更先进的技术投入和支持，从而在实现设计方案的过程中发展技术。
（2）技术是设计的平台，没有技术作为基础，设计将难以表现和实现。技术的进步直接制约设计的发展，先进的技术可以实现创新性设计。
思考：随着技术的发展，这种常见的办公用具会有什么样新的发展？技术发展对设计产生哪些重要影响？
活动2：体验设计的丰富内涵
设计是人类基于一定的设想，有目的、有规划的创造性活动。
任务：用3D打印笔设计制作一个个性化笔筒。
工具/原料：3D打印笔1支、3D打印笔电源+电源线、PLA材料、纸膜垫板、剪刀。
讨论：结合上述活动，谈谈你是如何理解产品设计中技术因素与艺术因素的相互关系的，设计应当包含哪些因素？
一般意义上的设计指的是综合设计，技术产品的设计通常以技术设计为核心，艺术设计融入其中。
（1）从目的性来说，技术设计和艺术设计不同。
①技术设计侧重于功能、结构、材料、工艺等强调技术的不同目的，体现技术的魅力。
②艺术设计侧重于欣赏、审美、文化、色彩、图案、造型等。更强调感官的需要，体现艺术的风采。
（2）技术设计和艺术设计又不可分离。
四、教学小结
这节课选择了一些学生熟悉的产品和比较感兴趣的案例，所以学生参与课堂的程度和热情比较高，教学重点和难点掌握得也比较扎实。
五、教学反思
第二节 设计的原则
一、教学目标与核心素养
（1）通过对实例的分析、归纳，得出设计的一般原则。
（2）理解设计的一般原则。
（3）通过对典型案例的分析，理解各设计原则实现的途径和方法。
（4）通过引导学生以自主、合作、探究的学习方式学习，让学生在探究中自主建构知识。
（5）培养学生的独立思考能力和创新能力,培养学生的团队意识及学会与他人交流观点的能力。
（6）增强学生对技术设计中人文因素的理解，提高学生审美情趣和技术素养，增强面对技术世界的信心以及对个人、社会、环境的责任心。
二、教学重点
理解各设计原则实现的途径和方法。
三、教学难点
理解各设计原则实现的途径和方法。
四、教学过程
【视频展示】智能手机 iPhone创新功能介绍
【过渡语】视频中展示的这款手机了解吗？它是产自美国苹果公司功能最强、速度最快的智能手机——iPhone，这段视频就是中国联通首次引进iPhone的广告宣传。同学们想不想现在买一部？如果不合适，我还开了一个网店，大家可以从中选购一部自己合适的手机。在选购之前，先看一下要求（如下）…… 现在抢购开始。
（一）自主发现、理解设计原则：
【小组合作学习任务1】大屏幕展示
【学生展示】学生在黑板表格中填写选择理由：新颖、功能、品牌、舒适、价钱、美观、环保等。
【教师评价】各组同学争论很激烈，但同学们能够发扬团队精神最终达成共识，希望在下面的学习中继续发扬这种协作精神。
【过 渡 语】各组已选出了自己合适的手机，选择的理由很多，我们一起归纳一下，有新颖、实用、漂亮、便宜、环保等。
产品是为人服务的，人的需求决定着产品的设计，我们购买手机时的选择理由，就是它设计过程中必须考虑的设计原则。同学们总结的这些理由，这些就是设计的一般原则，你们自己就能总结出来，看来都有成为设计师的潜力。同学们选购的理由很充分，但叫法还不够规范。
【教师解疑】根据学生的回答总结出设计的一般原则：
新颖：创新原则；2.漂亮：美观原则；3.能打电话：实用原则；4.便宜：经济原则；
5.全球漫游：技术规范原则；6.窃听他人电话：道德原则；7.环保：可持续发展原则。
【过 渡 语】刚才同学们找出了设计的一般原则，下面请同学们自学课本，继续讨论弄清以下问题：
【小组合作学习任务2】
思考：请以手机或其它产品为例说明各设计原则实现的途径和方法？
【学生展示】
1. 创新原则
iPhone智能手机、触摸屏、上网、GPS体现了技术创新，可降解手机体现了材料创新。
2. 实用原则
手机的打电话功能体现了它的实用性，手机质量可靠、性能稳定、信号连续、音质好体现了物理功能，触摸屏使用方便以及人体工学设计体现了生理功能，有些人拥有一部iPhone智能手机感觉很有派头、有地位体现社会功能。
3. 经济原则
仅具备打电话等基本功能的手机价格便宜体现经济原则。
4. 美观原则
外观精致、美观大方、色彩饰物搭配协调体现美观原则。
5. 道德原则
可窃听他人电话的手机违背了道德原则。
6. 技术规范原则
全球通漫游功能、手机充电器国家标准体现了技术规范原则。
【教师解疑】教师结合学生展示情况，重点解疑如下知识：
1. 创新原则
创新的方法和途径有：
①从原理、结构、技术、材料、工艺等方面改进和突破；
②使用最新的技术成果和现代设计理论与方法。
例如：创造一种新产品
采用一个新的方法和理论
采用一种新的生产组织管理方法
以新的商业形式来处理某种产品
使旧产品具有一种新的特性
2. 实用原则
产品实用性的内涵很丰富，包括：
物理功能：性能、构造、效率、精度、可靠性；
生理功能：方便性、安全性、宜人性；
心理功能：造型、色彩、机理、装饰；
社会功能：显示产品象征、个人的价值、兴趣、爱好和社会地位。
3. 经济原则
（1）降低成本的途径：
①设计、材料、加工、包装、储存、运输、销售、维护、回收、管理等成本；
②降低材料消耗和节约能源，但绝不能为降低成本而粗制滥造，产品设计必须从消费者利益出发。
（2）价值优化原理：功能成本比=功能/成本
（3）提高功能成本比的方法：
①在功能不变的前提下降低成本；
②在价格不变的前提下增加功能；
③在增加功能的同时降低成本。
4. 美观原则
（1）随着时代进步，人们对美的需求日益增高，已成为技术设计中不可或缺的部分；
（2）实现产品美的设计途径（造型、大小比例、材料、色彩搭配、装饰图案等）；
【学生思考】请同学们从图中选出你认为最美观的一个产品。
【学生回答】……
【教师点评】同学们的选择都是合理的，因为美是多元的。
（3）美是多元化的，不同的人、不同民族和文化的审美标准及对美的感受是不同的。
5. 道德原则
（1）技术产品的设计要有利于维护、完善社会伦理道德，推进人类文明的发展；
（比如可窃听他人电话的手机、ATM机密码盗取器及考试作弊笔的设计。）
（2）以人为本，利于人的身心健康和环境保护；
（参照教材案例“给瓜子美容”。）
（3）设计中要遵循知识产权相关法律，不盗用和抄袭他人的设计成果。
（盗版软件、光盘及出版物。）
6. 技术规范原则
技术设计是一个创造过程，在人类长期的技术实践活动中，人们逐步形成了一整套所要遵循的一般规律、规定、法规、制度等，这就是技术规范。技术规范是有关开发生产技术的知识、领域、方法和规定的总和。
技术规范既有强制性的标准，也有推荐使用的技术规范。“标准”是一种评价体系，对技术产品起着监督和管理作用。另一方面企业生产技术产品，需要通过国家或国际有关部门和机构依据一定标准进行的认证。所谓认证，就是生企业要通过资质审查。先由企业申报，再由相关部门或机构进行审查、现场检验等确定生产企业资质水平。例如：
（1）QS标志制度：获得食品生产许可证的企业，在产品包装上使用QS标志。
（2）中国3C强制认证。
7. 可持续发展原则
技术设计中，要考虑技术产品在生产和使用过程中给生态、环境、资源带来的不利影响。
可持续发展原则：指产品的设计既满足当代发展的需求，又考虑未来发展的需要（即不以牺牲后人的利益和长远的利益为代价来满足当代人的需求）。
【教师总结】
①尽可能选用可再生的资源和可重复使用的材料；如：环保餐具
②尽量减少原料和自然资源的使用；如：减少过渡包装
③尽量减少对环境的污染；如：电动自行车
④尽量降低产品在生产中的损耗；
⑤尽可能降低产品使用的能源消耗和材料消耗；
⑥还要考虑使用和回收问题。
五、教学反思
第三节 设计的一般过程
一、教学目标与核心素养
（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。
（4）通过具体的设计案例，让学生体验设计的一般过程。
（5）通过对便携式小凳设计需求的分析，提高对事物的分析能力。
（6）经历技术方案的呈现的过程，体验意念具体化和方案物化过程中的复杂性和创造性，发展动手实践能力。
（7）让学生知道在技术设计中发现问题的重要性，形成平时注意观察身边事物的生活习惯。
（8）体验解决问题过程的艰辛和获得成功的喜悦。
（9）培养学生的实践能力和创新合作精神。
二、教学重点
掌握设计应遵循的一般过程。
三、教学难点
如何制定设计方案，体现出方案的创新性和多种不同的方案。
四、教学过程
1. 引入新课
多媒体投影展示几个新颖的设计，这些作品基于什么目的而设计的，它解决了什么问题？
师：这些作品是怎么来的呢？
生：设计出来的。
师：我们要知道完成任何一件事情都有一个过程，须遵循一定的步骤，设计也不例外。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。我们设计的最终目的是什么？就是为了解决人们的实际需要。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？是凭空想象的还是遵循一定的规律呢？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。那么设计一件物品需要哪些过程呢？这节课就让我们一起来体会技术产品的设计过程。
2．创设情境，引出问题
[情境问题]大家在户外玩累了，想休息一会，却不能马上找到一个合适的小凳？（详细资料参照教材）
师：大家在日常生活中是不是也遇到过类似的问题，你有没有想过要去设计一个适合便携式小凳呢
我们又应该如何去设计呢？首先让我们来熟悉一下，设计应该遵循的一般设计过程，至于为什么要按照这个过程来完成设计，在后面的教学中我们将逐步解释。
设计的一般过程：
1. 发现与明确问题
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。下面让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问题的？在发现问题之后我们想要解决这个问题，还要完成什么工作？
生：看看自己能否解决这个问题
师：对，首先我们要明确这个问题是否值得我们去解决，凭我们现有的能力能否解决这个问题，在明确这些问题之后，我们再来进行下一步的工作——明确设计要求，现在大家想一想，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？
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
问题明确了，设计便携式小凳这个项目确定了，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？
（1）收集信息
师：同学们思考一下在自己设计之前，我们还需要做哪些工作呢？
生：收集信息/收集同类或相似产品的信息。（教师引导）
师：对。大家思考一下，你可以通过哪些渠道收集呢？就我们今天要做的设计项目应该收集哪些信息呢？ [分组讨论]
生：渠道（调查、专家咨询、查阅图书资料、浏览互联网）收集有关凳子的资料，调查市场上现有，折叠（伸缩）凳子的资料，查阅人机工程学的有关资料，访问专业人士，了解有关材料的特性及加工经验，
调查市场等等。
（2）设计分析
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，这就要我们进行“设计分析”。
[总结] 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。
　　万事俱备，只欠东风，接下来我们将做设计过程中最有挑战的一个环节——方案构思
（3）方案构思
　　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”。
（4）方案呈现
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。
（5）方案筛选
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。
　　小结：制定设计方案包括：收集信息→设计分析→方案构思→方案呈现→方案筛选
　　在制定设计方案的过程中，始终明确：
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，好方案绝不会仅有一个。
3. 制作模型或原型
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。
五、教学反思

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