2.2 技术设计原则、分析与优化（教案）-高中通用技术必修技术与设计1人教版

null 课题 2.2 技术设计原则、分析与优化 课时 1课时 教材版本 人教版通用技术必修技术与设计1 年级 高一 教学目标 技术意识： 1.通过对三轮爬楼小车的分析，知道技术设计应遵循的一般原则，增强技术意识。 2.通过具体的案例分析，学会从人、物、环境之间的关系对设计进行分析，认识设计与人机工程学的关系，增强技术意识。 创新设计： 1.通过对爬楼梯手拉车车轮的优化过程的分析，知道爬楼梯三支架组合轮是如何优化的，激发创造性思维。 工程思维： 1.运用设计原则综合的、系统的去分析爬楼梯手拉车三支架组合轮，学会设计分析的方法，培养工程思维。 2.通过对爬楼小车组合车轮方案的比较、权衡、决策，学习设计优化的方法，培养工程思维。 教学重难点 重点：学会设计分析的方法和过程 难点：能选择最优方案和进一步优化方案 学情分析 学生在前面的学习中，已经了解了技术设计的一般过程，为本节课的学习提供了基本理论基础。本节学生将通过具体的案例，体验设计分析、设计优化的基本方法和工程，学习技术设计的原则、分析与优化。 课前准备 教学硬件环境：多媒体教室 教学资源：PPT课件、视频素材 教学环节 教学过程 一、 课堂导入 创设情境 教师活动： 说一说：在设计一个三轮爬楼小车时，需要考虑哪些内容？ 预设：能用吗？好用吗？安全吗？便宜吗？好看吗？ 由此引出设计原则的学习。 学生活动： 思考并回答。 设计意图： 通过新旧知识联系，由设计爬楼小车需要考虑的内容来引出本节内容的学习，调动学生参与。 二、 基于案例 新知讲解 （一）设计原则 1.设计的一般原则 教师活动： 由能用吗？引出科学性原则的学习；好用吗？引出实用性原则的学习；安全吗？引出安全性的学习；好看吗？引出美观性的学习。 讲授：设计的一般原则 请学生观看视频并思考，视频中的公交座椅违背了什么设计原则？ 学生活动： 认真听讲，做好笔记 观看视频并思考、回答问题。 设计意图： 通过学生熟悉的案例，引导学生认识设计的一般原则。通过学生的自主思考与分析，加深理解与认识。 （二）设计分析 教师活动： 师：设计分析是在设计的一般过程中，一项重要的环节。设计需要从不同的方面进行分析、论证等，才能找到不断完善、优化设计的思路和方法，使之成为最佳的设计方案。 接着讲授从不同方面进行设计分析的方法。 1.根据设计原则进行设计分析 讨论与交流：请同学们从设计原则的角度对爬楼梯手拉车三支架组合轮进行设计分析，并完成表格。 2.通过制作模型进行设计分析 师：在设计分析的过程中，通过制作模型来分析设计的可行性，以检验设计方案是否达到性能、结构等要求。 展示一些不同设计阶段的爬楼小车组合轮模型 3.根据技术试验进行设计分析 播放对爬楼小车组合轮模型的技术试验视频。 简单讲授技术试验及其作用。 案例分析：圆珠笔的笔芯试验 4.根据技术标准进行设计分析 讲授：技术标准类别 播放案例视频：飞机舷窗企业标准 5.通过交流、评价进行设计分析 师：针对设计方案与专家、用户和潜在用户等典型人群进行交流和评价，咨询、调查、征集具体的反馈意见，从而改进设计的不足和缺陷。 6.根据人机工程学进行设计分析 请学生观看视频，了解人机工程学及其发展历程 （1）人机工程学 讲授：人机工程学 分析：爬楼小车中涉及的人机工程学 （2）设计与人机工程学 以学习台灯、眼镜、明清时期的椅子外观设计三个例子来介绍设计与人机工程学关系的三个方面。 3.产品设计中的人机工程学 讲授：在进行产品设计时，应该考虑人机关系中高效、安全、健康、舒适的目标，以及静态和动态尺寸、普通人群和特殊人群。 案例分析：削皮刀设计中的人机工程学 提示学生从高效、舒适、健康、安全等角度进行分析 学生活动： 跟随教师的思路学习设计分析的方法。 讨论与交流，接着填写表格。 观看视频，了解技术试验对设计分析的作用。 观看视频，了解技术标准、人机工程学的发展历程。 根据教师给出的提示分析案例，回答问题。 设计意图： 通过具体的案例说明和分析，让学生学习设计分析的多种方法，加深学生的理解，并学会运用。 （三）设计优化 教师活动： 1.方案比较、权衡和决策 思考：同学们收集到了爬楼梯手拉车车轮的三个方案，那么应该选择哪个方案呢？ 提示：通过比较、权衡和决策，从中选出最优方案。 给出具体的用于比较、权衡的表格，请学生收集相关信息后尝试填写。 2.设计优化的方法 师：技术设计方案决策完成后，还需要进行优化，使其成为最佳方案。 讲授：设计优化的一般方法 3.产品的改进和拓展 想一想：方案优化只在设计阶段进行吗？ 由此引出方案优化贯穿于设计与制作的全过程，并用自行车优化的案例辅助学生理解。 4.爬楼梯手拉车车轮的设计优化实践 案例：爬楼梯手拉车车轮的优化过程 强调：设计过程的每一个步骤不是简单的线性过程，而是复杂交织、循环往复、相互促进的演化历程。 学生活动： 认真听讲，做好笔记。 思考问题并回答。 讨论与交流，通过比较、权衡，确定爬楼小车的最优方案，填写表格 跟随教师思路，了解爬楼梯手拉车车轮的优化过程。 设计意图： 通过对爬楼小车组合轮方案的比较、权衡、决策，培养学生的工程思维；通过了解爬楼梯手拉车车轮的优化过程，让学生学习设计优化的方法与过程。 三、 任务驱动 探究交流 任务一：完善循迹小车底板的设计 教师活动： 请同学们利用本节学习的设计原则、设计分析与优化方法，完善你在第1节中设计的循迹小车底板，并完成表格中的评价 学生活动： 完善、优化循迹小车底板的设计，填写评价表。 设计意图： 通过实践体验，加深对知识的理解，并学会运用。 教师和学生对于任务驱动的结果进行讨论评价。 设计意图： 在对作品评价交流的过程中，发现操作的不足之处并获取后续优化建议，进一步巩固新知，同时锻炼学生的表达能力。 四、 课堂小结 设计意图：以思维导图的形式总结本节课的内容，能帮助学生理顺本节课的知识点。 五、 练习提升 1.如图为一款折叠电动车，可轻松、快速地收折与展开，方便携带与存放。该产品主要体现设计的( ） A.经济原则 B.规范原则 C.美观原则 D.实用原则 答案：D 2.小明在设计凳子时，从网上收集了如下四款塑料凳。下列分析中不正确的是( ) A.甲款凳子在一提一放间就能实现折叠，实现了人机关系的高效目标 B.乙款凳子方便叠放，节省了不用时的存储空间，主要考虑了“环境”的因素 C.丙款利用了塑料易塑形的特点，设计了树状的靠背，体现了设计的创新原则、美观原则 D.丁款设计了可爱的卡通图案，深受小朋友们喜欢，主要考虑了信息的交互 答案：D 3.如图所示的购物车需选装万向轮。为了方便购物车转向，小明构思了以下四种方案，其中转向能力最差的方案是( ) A.前轮选择甲轮，后轮选择乙轮 B.前轮选择甲轮，后轮选择甲轮 C.前轮选择乙轮，后轮选择甲轮 D.前轮选择乙轮，后轮选择乙轮 答案：D 板书设计 技术设计原则、分析与优化 1.设计原则 科学性、实用性、安全性、美观性 2.设计分析 设计原则 技术标准 制作模型 交流与评价 技术试验 人机工程学 3.设计优化 方案的比较、权衡、决策 教学反思 本节课主要学习技术设计的原则、分析和优化，由于理论的内容较多，在讲解时，为避免教学活动单一，采用了播放视频、学生分组讨论、案例分析等多种形式提高学生的学习兴趣，加深学生对于本节内容的理解。 在新授环节中暂时未加入动手实践活动，所以可以思考如何融入实践活动，或是提供一些实物模型，以便学生进行分析。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$nullnull