资源简介

《通用技术》必修1第三章
第四节技术设计方案
教学设计
教学背景
党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。
通用技术是一门与科学技术息息相关的学科。回顾人类的发展历程，从石器时代、青铜时代、蒸汽机时代直到当今的信息时代，技术进步改变着人类的生活和生产方式。我们的生活、工作、生产处处都要用到技术，例如我们手中拿的圆珠笔和钢笔就是多次技术改造的结果，使我们足不出户就可以了解世界的电视机也是技术发明的成果。认识技术、善用技术，已成为现代人必须具备的素质。
教学目标：
知识与技能目标:
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。
通过技术设计的一般过程，初步进行设计方案的多因素分析，了解比较、权衡、优化等系统分析的方法。
情感、态度、价值观目标:
增强学生对技术的理解，培养学生对技术应以人为本的理念。
加深对技术的艺术美、技术美及文化性的理解，增强技术设计的道德责任观念。
通过对设计原则的理解，形成全面的、联系的、发展的技术原则观。
教学内容分析:
本书的第三章就是以问题的解决过程为线索来展开的，教材以贴近生活实际的广告宣传灯设计为例.引领同学们经历技术设计与制作的过程。
通过第三章的学习，同学们将会掌握相关的技术设计的知识和技能，了解设计中可能遇到的各种问题，综合考虑设计的条件和因素，优化设计方家，最终实现设计方案的物化，从而达到提高核心素养的目的。同时提高实践活动的成效，以知促行，学以致用。
学情分析:
学习技术设计的基础知识，我们必须通过实践去体会和感悟。李明同学善于观察和思考，发现了校庆广告宣传灯的设计问题，他逐步完成以下任务，信息的收集和整理——设计问题的明确——材料的挑选——技术试验的设计方案的初步构思——方案的比较和权衡，最后确定了他的设计方案。
这一单元我们将与李明同学一起，通过实践去体悟技术设计的一般过程，完成属于我们自己的设计方案。
教学重难点:
教学重点
学会构思设计和制定设计方案，能对方案进行比较、权衡和分析，确定最佳方案，能对方案做进一步改进优化。
教学难点
在设计分析的基础上，综合考虑各种因素，构思并制定符合设计要求的项目设计方案。
教学策略:
本节课教学主要由教师通过实物图片和多媒体手段设置学习情境，并加以引导，让学生在过程中自主探究、自主建构设计原则知识并形成能力。
教学准备:
展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。
　　教学过程:
　　情景导入:
老师：本节课我们学习《通用技术》必修1第三章第四节技术设计方案。
李明小组的校庆广告宣传灯设计，经历了提出问题、收集信息、明确问题后，进入了设计方案的制订阶段。设计方案的制订应从什么地方着手呢
李明和同学们围绕校庆广告宣传灯的设计目的、宣传对象、宣传内容、装饰和类化、使用环境、实现方式等展开了设计分析，提出了多种设计方案。
哪一个方案比较合适呢 他们从科学性、创新性、实用性、文化性和成本核算等多个方面进行了比较和权衡，认为六面形校庆广告宣传灯的设计方案比较合适，它既能较好地实现设计的目的，又比较却合本小组实际的设计水平和经济能力。最后，同学们还编写了设计说明书。
导学思考
你们小组进入方案设计阶段了吗 如何设计本小组的方案 怎样在设计出来的多种方案中选出最佳方案
一、设计的构思
根据本小组发现的设计同题，经过对设计需求分析后进行设计构思。
方法指导
设计的基本出发点是要满足使用者、使用环境的需求。因此，在设计中要重点分析产品、使用者、使用环境等因素。
产品与使用者、使用环境构成了人机关系（图3-11）。在处理人机关系时，要坚持以人为本的设计思想:要树立产品设计的整体观，话用工程思维进行系统分析、比较和权衡，努力使设计做到最优，要充分考虑产品对环境和生态的影响，体现生态优先、绿色发展的理念，要努力体现设计的文化性和艺术性，大力弘扬社会主义核心价值观和中华传统美德。
设计方案构思的方法有许多种，如前面介绍的黑箱法、列举法、移植借鉴法、筛选法等。
实践
(1)表3-11列出了校庆广告宣传灯的部分设计角度和思路，参照表中的内容举例补充你的设计角度和思路。
表3-11 校庆告宣传灯设计的角度与思路
序号 角度与思路 内容举例
1 工作时间和时效性 白天，晚上，全天候，李节性工作，临时，短时，永久，可更换（统一规格，更换版面），耐用性（材料的选择）
2 地点和环境 广场，闹市区，布告栏，屋檐下，湖中，天空，车上，街边
3 灯光工作方式 长亮，闪烁，跳跃，流动，亮暗交替和其他交替，灯光强度，供电方式
4 风格定位 古朴，现代，地方色彩，民族风情
5 控制方式 人工控制，机械控制，电子控制，单片机智能控制，遥控（以上各项包括运行控制和保护控制）
6 材料选择
7 放置及运行方式
8 种类、结构、外形
9 宣传内容
(2)参考表3-11的设计思路和角度，从产品、产品与人、产品与环境的关系出发对本小组设计的校庆广告宣传灯进行设计分析（表3-12）。
表3-12 校庆广告宣传灯设计分析
项目 内容
使用者分析
使用环境分析
产品分析
产品设计的总体构思
二、设计方案的制订
方案的制订是设计者将设计思想与设计目标按照一定的设计原则和设计规范，用文字、图表呈现出来的过程。设计方案通常是要根据设计任务制订，它由设计说明书、设计图纸及成本估算三部分组成。
（一）设计说明书
任务
了解设计说明书的主要内容和编写方法，尝试编写本小组设计项目的设计说明书。
方法指导
设计说明书是预先对设计项目进行全面构思，统筹规划之后编制的。设计说明书由封面（内容有单位名称、产品名称、设计人签字、设计日期、单位负责人鉴字）、产品外观总图（效果图）、目录、正文等几部分构成。设计说明书的正文一般包含以下内容。
1.设计依据及设计要求
(1)设计依据的规范，规程及规定。
(2)设计要求。
(3)设计产品的类别。
2.设计主要阐述的内客
(1)产品功能及其指标。
(2)产品安全信息。
(3)新技术、新工艺，新材料采用情况。
(4)标准化情况。
(5)条件许可时，阐述产品选型及产品制作方式。
(6)其他需要阐述的问题。
案例
李明同学撰写的校庆广告宣传灯设计说明书（节选）
1.设计依据与设计要求
(1)依据国家有关的广告设计和发布的规范及规定设计。
(2)遵循当地相关部门对广告宣传灯设置的规定。
(3)设计的产品为木材、型材和金属混合型灯具。
设计主要阐述的内容
(1)产品这型阐述:本设计产品为投庆广告宣传灯，属综合（组合）性设计。
(2)产品安全信息:本产品设计有漏电保护装置，能抗5级阵风、防火、防雨雪。
(3)关键材料选取情况:面板采用有机玻璃，骨架采用木材，美观耐用，防腐蚀，符合设计的工艺及材料要求。
(4)螺钉、灯泡、电线等采用标准件，灯泡功率为25W，额定电压为220V，市电供电。
(5)产品的制作方式:手工制作。
(6)安装方式:悬挂。
实践
各小组编写项目设计说明书。
（二）设计图纸
了解设计图纸包含的主要内容和绘制要求，绘制本小组设计项目的设计图。
方法指导
1.设计图纸内容
包括封面、目录、图纸和说明书。
2.总图和详图
设计图纸一般需要设计产品总图和详图。产品总图是制作详图的依据，详图则是产品总图的细化和补充。如果是结构复杂的产品，可以有多个总图或分图，分别对应各个主要部件。产品详图一般为零件的三视图、结构图，构件的平立面布置图、断面图，产品安装图等。
3.对设计围纸的要求
(1)应满足编制生产施工预算和生产施工招标要求。
(2)应满足备料的要求。
(3) 完成生产施工详图的要求。
(4)进行工程或者产品验收的要求。
实践
通过手绘或绘图软件画出本小组设计项目的设计图。
（三）成本估算
任务
了解成本估算所要编写的文件及编写方法，估算本小组设计项目的成本。
方法指导
方案设计的成本估算文件包括成本估算编制说明、成本估算表及用材量估算表。成本估算编制说明应包括编制依据及其他必须说明的问题等内容。成本估算表编制内容可参照国家和本地区有关产品设计概算、预算文件。用材量估算是指产品生产过程中主要材料的消耗总量。
三、方案的比较、权衡和决策
任务
从本小组设计的几种方案中，通过分析、比较和权衡，选出最佳方案。
方法指导
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，可以远出最佳方案。
(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、造价等要素列表，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，综合考虑时间、成本、环境影响、实现的难易等要素。经过比较和权衡，选出一个最住方案。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论证和评判来完成的。
立即行动
校庆广告宣传灯的光源有多种选择，根据你调查的光源情况，填写表3-16。
表3-16 校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
规格
功能
优点
缺点
价格
实践
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。
四、方案的改进与拓展
对本小组的设计方案进行优化和改进，并考虑对其功能做进一步拓展。
方法指导
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。
在制作阶段的备料、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。
在试用期同，产品的功能发挥、技术指标的稳定性、环境的适应性等部将受到考验，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要功能无论在类别上，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，通到重大社会变革、重大灾难等，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。
立即行动
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。
你们小组的设计方案有哪些方面还需要进一步改进 还可以拓展什么功能
讨论、思考、形成小论文。
每位同学组织一篇小作文，可以从不同的方面进行展开。
完成后，与同学们进行讨论、分享。
课后作业
请结合目前你在学校所使用课桌的缺陷和不足，根据设计的创新性、实用性、经济性等原则，设计一张更适合高中生使用的课桌。
(1)简述设计的一般过程。
(2)根据你发现和明确的间题，提出具有一定可行性的设计要求。
(3)综合人、物、环境三个力面，提出设计应主要考虑的因素。
(4) 请你构思两个方案，并用草图及必要的文字说明你的方案。
(5)对你构思的两个方案，通过分析，比较和权衡确定一个最佳方案，并通过修改，完善后画出设计图。

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