2.3 技术设计的一般过程和方法 教学设计-2024-2025学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计1 教学设计

分课时教学设计 《第三节 技术设计的一般过程和方法》教学设计 课题 第三节 技术设计的一般过程和方法 1.教学内容分析 本节课主要分析完成技术设计要经历的基本过程，在设计的过程中如何绘制草图，并分析技术设计的几种方法。技术设计具有复杂的过程，其中设计构思、分析和交流的过程都离不开草图，徒手绘制草图和利用计算机软件绘制草图都是技术设计基本的设计方法。设计过程中应用的各种方法，可以根据设计的实际需求选择，在需求分析和功能分析的基础上，还要充分考虑人与物的关系，综合应用各种方法完成设计的目标。 2.学习者分析 学生已经了解了设计过程中应该遵循的基本设计原则，知道设计过程中可以应用的思维方法，本节课学习设计的一般过程和方法，为完成完整的技术设计做准备。在技术设计过程中，需要考虑很多因素，可以使用的方法也非常多，所以本节课让学生体验技术设计的过程，根据设计的实际需求选择适合的设计分析方法，按照设计的一般过程完成设计，同时让学生了解在设计的多个环节中利用草图进行设计的方法。 3.学习目标确定 · 知道技术设计的一般过程，能根据这个过程进行简单的技术设计，并在设计过程中应用工程思维，遵循设计的基本原则。 · 能徒手绘制草图，能使用计算机软件绘制草图，并使用草图进行设计构思交流。 · 知道设计方案构思的主要方法，能在具体的设计案例中综合应用这些方法。 · 知道设计的需求分析和功能分析，知道设计中如何实现良好的人机关系。 4.学习重点和难点 重点：知道技术设计的一般过程，能根据这个过程进行简单的技术设计，并在设计过程中应用工程思维，遵循设计的基本原则。 能徒手绘制草图，能使用计算机软件绘制草图，并使用草图进行设计构思交流。 难点：知道技术设计的一般过程，能根据这个过程进行简单的技术设计，并在设计过程中应用工程思维，遵循设计的基本原则。 5.学习评价设计 · 以小组为单位进行学习评价。 · 对课堂教学过程中的提问和问题探讨，进行过程性评价。 · 对小组完成的草图，技术设计的分析成果，进行任务完成情况评价。 6.学习活动设计 第1课时 教师活动 学生活动 环节一：引入 教师活动1 情境导入：交通信号灯通过不同的颜色表示不同的含义，那么对于色觉障碍者，如何辨别交通信号灯。三种信号灯除了颜色，是否还有其他方式可以区分。 讲解：通过增加简单图案区分信号灯，只要控制个别位置LED灯即可实现，成本增加不多。在这个设计案例中，经历了设计的基本过程，使用多种设计图样。 学生活动1 学生思考并回答。 活动意图说明 通过分析特殊交通灯的技术设计过程，让学生理解并发现在设计过程中，工程思维和创新思维是最基本的思维方法，同时要遵循设计的基本原则，设计过程中还使用草图呈现多种设计方案。 环节二：技术设计的一般过程 教师活动2 实践：分析山村路灯的设计案例，总结设计经历哪些基本过程，如何构思得到三种设计方案，选择并优化最终的方案设计，并将主要的设计环节填入表格，分析过程中遵循的基本设计原则。 讲解：设计要经历复杂的设计过程，根据设计的基本流程图，可以发现设计过程的主要环节，包括发现问题、确定设计主题、设计构思与制订设计方案、选定设计方案、测试与改进、设计优化等。 讲解：技术设计具有综合性的特征，所以在技术设计过程中，可以使用多种技术设计的方法，主要包括。 学生活动2 学生分组讨论，对三种方案进行分析比较，选出最终方案并说明原因，记录设计的过程和设计的原则。 活动意图说明 山村路灯的设计案例包括完整的设计过程，从发现问题到收集设计所需资料，通过设计构思完成三种方案设计，并完成三种设计方案的分析与选定，技术设计具有复杂的过程，学生通过这个案例能了解设计的一般过程。 环节三：技术设计的方法：手绘草图 教师活动3 讲解：草图最大的特点是，可以在技术设计初期，快速记录设计灵感及初始方案构思的意念，方便进行设计呈现。徒手绘画草图要求，画线要稳，图线要清晰；目测尺寸要准，各部分比例匀称；绘图速度要快；标注尺寸无误，字体工整。 实践：根据绘图方法指导，徒手绘制各种直线、基本多边形、三棱柱、圆与椭圆等形状。 讲解：立体草图可以直观的呈现设计方案，但在画立体草图时，需要注意由于角度造成的形状变化，对于不规则的形状，可以先画出物体整体外轮廓的规则形状，再逐步细化每部分的形状，擦除多余的线条。 实践：徒手绘制立体圆柱体和小汽车的草图，并使用三角形网格纸，徒手绘制工件的立体图。 学生活动3 学生使用铅笔绘制各种形状的草图。 学生先绘制规则的长方体，再逐步细化立体草图，擦去多余的线条。使用网格纸绘制工件的立体草图。 活动意图说明 学生学习徒手绘制草图，关键是能够亲手绘图，从简单图形到复杂图形，从平面草图到立体草图。利用网格纸可以有效提高学生的绘图质量和绘图效率，特别是利用网格可以呈现物体尺寸的关系。 环节四：技术设计的方法：绘图软件绘制草图 教师活动4 讲解：使用计算机绘图软件绘制草图，可以更便捷地进行草图的绘制、展示、修改。演示使用画线工具和矩形工具，在平面绘制房屋的墙壁轮廓，然后使用拉伸工具完成墙壁的构建，绘制门窗轮廓后用拉伸工具推出，最后绘制屋顶。 实践：根据教师的演示，并参考教材中的方法指导，使用绘图软件绘制简单的房屋的立体草图，也可完成课桌或书架的草图绘制。 学生活动4 学生使用计算机绘图软件绘制房屋的立体草图。 活动意图说明 利用计算机绘图软件可以快速的完成草图绘制，通过简单的绘图任务可以让学生体会利用计算机绘图的优势，便于对个人的设计构思进行呈现和修改，建议使用国产计算机绘图软件。 环节五：总结 教师活动5 讲解：总结本节课的知识点和知识框架。 学生活动5 完成各种绘图任务，并进行草图绘制作品的交流与评价。 第2课时 教师活动 学生活动 环节一：引入 教师活动1 情境导入：设计一个课桌，除了草图还有哪些设计的方法和手段，还可以将课桌设计的复杂的问题分解成更易解决的小问题。 讲解：在技术设计过程中可以应用多种技术设计方法，除了绘制草图，还有方案的构思方法、设计分析的方法、实现人机关系的方法等。 学生活动1 学生思考课桌设计如何进行问题分解，可以利用哪些设计方法。 活动意图说明 本课时所讲技术设计的方法，和设计中的思维方法以及设计的原则一样，都是进行技术设计的基础，综合应用这些方法是利用技术设计解决实际问题的基础条件，所以使用生活中各种设计问题引导学生知道技术设计的方法。 环节二：技术设计的方法：方案的构思 教师活动2 讲解：设计方案构思的方法有许多，黑箱法、列举法、移植借鉴法、筛选法是几种常用的方法。 讲解：1．黑箱法，以自行车案例分析黑箱法，分析其输入与输出关系。通过输入和输出探索黑箱的内部结构，抓住设计中需要解决的核心问题。 实践：以电饭煲为设计对象，画出其设计构思的黑箱图。 讲解：2．列举法，与设计的参考对象作比较，列举其优点，在新方案中保留；列举其缺点，以便避免，如双人雨伞，列举其缺点，以便减少问题影响；列举其不足（或不同）之处，以便做必要的补充。 实践：运用列举法对日常生活中的一件物品进行创新设计构思，并按要求填写到表2-11中。 讲解：3．移植借鉴法，分析电动平衡车“动态稳定”技术，发现其移植借鉴了人体平衡系统结构。原理、结构、外观、材料等方面，都可以移植，特别是自然界的一些生物结构，如蜂巢、蚁丘、荷叶，都值得人们研究借鉴。 实践：利用移植借鉴一些自然界生物的功能，进行一项创新设计的构思，按要求填写表2-12。 讲解：4．筛选法，对挖掘机取物、运物方式的可能组合进行逐个分析，经过不断筛选，剩余两三种方案继续设计。在本节的导学主题中，山村路灯的设计，就用了筛选法进行功能设计的构思。 讲解：构思方法还有很多，在实际的设计中可搭配使用。还有其他一些构思方法，如组合法、联想法、检核表法等，在设计中经常需要综合、灵活地运用多种构思方法。 学生活动2 学生分组讨论，参考自行车的设计黑箱图，绘制电饭煲的设计黑箱图。 学生分组讨论，并将分析结果填入表格。 学生分组讨论，用仿生学的方法进行创新设计。 学生思考如何灵活应用各种构思方法。 活动意图说明 方案构思的方法有很多，为了更好的制订设计方案，可以尝试各种构思方法进行功能或部分功能的设计，发挥小组合作的优势，开展小组内各种设计构思的收集整理，为接下来的设计过程提供更多选择。 环节三：技术设计的方法：设计的分析 教师活动3 讲解：进入方案设计阶段要对设计展开分析，解决“设计什么”和“如何实现设计”问题。解决“设计什么”问题，需要对设计进行需求分析。以课桌的设计为例，分析对课桌功能的需求和非功能需求，并分析设计中可能遇到的约束条件。 实践：尝试为课桌或其他物品进行改进设计，分析用户需求，把分析的情况填写到表2-14中。 讲解：产品功能分析目的是要解决“如何实现设计”的问题，主要包括产品功能原理的分析、实现的方法和途径、方案的评价和决策等。以洗衣机的设计为例，需要完成产品功能原理的分析、实现的方法和途径、方案的评价和决策等。 实践：以盲人拐杖或其他物品作为设计的对象，进行简单功能设计分析。 学生活动3 学生分组讨论，根据方法指导的步骤，进行用户需求分析，并填写表格。 学生分组完成功能分析，也可进行课桌的功能设计分析。 活动意图说明 在技术设计的基本过程中，要构思具体的方案，离不开设计分析，不管什么设计主题，都可以进行设计的需求分析和功能分析，学生熟悉这些设计分析的方法，再遇到其他技术问题就可以进行设计。 环节四：技术设计的方法：设计中的人机关系 教师活动4 讲解：平时在教室使用的课桌设计，功能主要有哪些，需要实现哪些设计目标，再设计过程中，需要重点考虑学生的使用要求。这种人与机器设备及所使用的一切物品之间，包括使用时与所在的环境之间的关系称为人机关系。在具体的设计中，“人”往往是指大多数人的情况，同时，我们也尽可能地考虑到特殊人群的需要。在人处于运动状态或环境有可能变迁时，我们的设计还要从“动态”的角度来展开，以实现最合理、最长久的优良效果。 实践：在表2-17中，绘制简单的适合老年人使用的手机草图，分析有哪些特殊的需求，并在草图中注明。 学生活动4 学生分组讨论，分析老年人的特殊需求，并对这些问题进行人机关系设计。 活动意图说明 课桌作为学生每天使用的物品，对其使用过程中存在的问题非常最熟悉，所以分析课桌设计的人机关系，有助于学生加深对人、物品和环境之间相互关系的理解，并在设计中能考虑特殊人群的需求和人在运动状态下的需求。 环节五：总结 教师活动5 讲解：总结本节课的知识点和知识框架。 学生活动5 完成课后习题，完善本节课完成的实践活动。 技术设计的方法 设计草图的绘画 设计方案的构思 设计的分析 徒手绘图 绘图软件绘图 设计中的人机关系 1 学科网（北京）股份有限公司 $$