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设计的一般过程


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设计的一般过程
教 材: (凤凰国标课本)普通高中课程标准实验教科书 通用技术(必修 1) 文档内容:设计的一般过程 章 节:第三章 设计过程、原则及评价 第一节 设计的一般过程 课 时:第 1 课时 作 者:宫恩超(山东省青岛市第二中学) 一、教学目标 1. 知识与技能目标 (1)了解设计的一般过

程及其各个环节,知道设计时动态而有章可循的过程。 (2)初步学会撰写设计概述与细则、绘制设计草图以及对设计方案的评价。 (3)能根据设计的一般过程进行具体的设计实践活动(如对可调节式小桌的设计) 。 2. 过程与方法目标 (1)通过“可调节式小桌”案例的引导下经历设计的一般过程。 (2)尝试运用“缺点列举法”等常用发明方法进行产品的改进性设计。 (3)在阅读、思考、讨论和合作实践中,培养技术实践、交流、表达、评价的能力和协作意识。 (4)初步学会有计划、有步骤、科学地开展设计活动。 3. 情感态度和价值观目标 (1)在设计的一般过程实践中,初步形成和保持对技术问题的敏感性和探究欲望,关注社会的需求 和技术的新发展。 (2)通过对产品的改进设计,逐步提高创新思维能力。 (3)通过对设计成果科学性、实用性等方面的交流评价,提升学生对作品的鉴赏能力和个人的综合 素养,以及对 STS 理念的进一步理解。 二、教学重点 根据课本中“便携式小板凳设计案例”的“怎样做” ,学生完成自己的设计,体验设计的一般过程中 的发现与明确问题、制定设计方案、以及方案的交流、评价。 三、教学难点 根据课本中“便携式小板凳设计案例”的“怎样做” ,学生完成自己的设计,如何能让所有学生都充 分参与,并能体验到设计的乐趣。激发学生积极构思,制定设计方案;从交流、评价中获取有效信息。 四、教学方法 讲授、任务驱动、小组合作、自主阅读、多媒体教学。 五、设计思想 1. 课本分析 “设计的一般过程”是课本第三章第一节的内容。前面两章的重点侧重于技术和设计的基础概念性的 内容,从本章开始接触到实践操作内容,本节就是实践操作的第一个环节,了解设计的一般过程。所以它 是本章的重点也是全书的重点。 首先,知识点贯穿了整本书的内容,从宏观角度对书本知识进行梳理。前面所讲到的技术的价值、技 术的性质和人机关系等知识点在这节有具体的应用。并且这节知识也是后面几章知识的一个缩影,对整本 课本有一个承上启下的作用。其次,从本章开始学生接触到了实践操作的内容。这一节的内容作用是开始 让学生完成由理解到应用, 由知识到能力的转化。 从总体上先给学生一个完整的关于技术设计的一般过程, 设计的过程是具体的、感性的。本节内容并不是要求学生掌握小凳的设计知识,而是希望以小凳为载体,

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让学生了解掌握设计的一般过程,能站在整体的角度上系统地进行后面各章的学习,能够把设计的每个环 节通过“模仿”运用到自己的设计中去。所以教师要充分利用课本搭建的教学平台,引领学生亲历设计的 一般过程和不断优化的过程,让他们自主地建构一般过程的概念,初步感受设计的本质——创新。 本节内容有三方面要求:一是掌握设计的一般过程;二是知道设计过程中有可能产生多个方案;三是 理解设计过程需要不断优化。设计的一般过程包括发现与明确问题、制定设计方案、制作模型或原型、测 试评估及优化、产品的使用和维护五个环节。教学时间 2 课时,本节课为第一课时,主要学习设计一般过 程的前两部分发现与明确问题、制定设计方案、制作模型或原型部分内容,后面内容在第 2 课时完成。 2. 设计理念 爱因斯坦说过:“对于一切来说,只有兴趣,才是最好的老师。” 根据课本中“便携式小板凳设计案例”的“怎样做” ,让学生模仿和体验自己“可调节式小桌”的设 计,让学生感受到设计与现实生活密切联系,充分的调动学生的主动性,为课堂上师生的互动和学生间的 相互合作做了准备,最终实现激发学生以饱满的热情来学习。 学生通过自主阅读课本,能初步了解设计的一般过程包含哪些步骤,但仅停留在理论方面的了解是不 充分的,因此本节课在教学设计上力求应用设计一般过程的理论知识,来解决实际问题,达到学以致用。 以探究式学习为主,采用分析、讨论、归纳总结、交流等多种学习方式,充分体现以学生为教学主体 地位。让学生分小组来进行设计的测试、评估及优化等环节的亲身经历,教师在学生学习过程中起引导作 用。整个学习过程层层递进,逻辑严密符合学生的认知规律。有利于培养学生的创新精神及提升学生的技 术素养。通用技术以提高学生的技术素养为主旨,注重拓展学生技术能力的同时,促进学生共通能力的发 展。 在此指导思想下,结合教学内容,适时创设任务情境。 (1)在具体情境设置方面,考虑到“可调节式小桌”与便携式小板凳比较相似,便于学生迁移运用, 因此选择该任务情境。 (2)针对情境任务问题,请学生自己给出解决方案,给自己设计一款满足需求、独具魅力、富有个 性的“可调节式小桌”,把设计方案画成草图,画出草图。 (3)选典型设计方案,请学生到讲台通过实物展台与投影机进行展示,向同伴讲述设计方案的特色。 组织学生进行评价,可以提出建设性意见,也可以质疑。 (4)请交流设计方案的学生谈谈听取同伴评价后,下一步计划怎样进一步优化设计方案。交流设计 方案给学生提供相互倾听、相互学习的平台,培养了学生的共通能力,学生在会话中倾听同伴的思想,体 验设计方案的多样性,学生在会话中产生思维的碰撞,从中得到启示,捕捉进一步优化设计方案的思路。 学生在交流技术,更是在交流思想,交流让学生更加自信,更加尊重同伴。 本节课因时间局限,只能选择典型设计方案进行交流与评价,可布置作业:自评设计方案,并进行优 化。学习完本章后,组织整个班级设计方案的交流与评价,这时学生学习了设计的一般原则,交流与评价 会更有效。 3. 教学策略设计 为提高学生学习的积极性,提高课堂教学效率,教学中进行了细致的安排: (1)用课件展示设计的一般过程的五个步骤,使学生对设计的一般过程有整体认识。明确本节课的主 要学习内容为:发现与明确问题、制定设计方案。 (2)请学生自主阅读课本 P46-51,详细了解发现与明确问题、制定设计方案的相关理论知识。 (3)创设任务情境,让学生应用发现与明确问题、制定设计方案的理论知识,参与设计“可调节式小 桌”以及对产品改进设计的实践活动中体验设计的一般过程和方法,感受设计带来的快乐和情趣。通过教 师和学生互动和学生自主讨论实践,达到教学的最佳效果。 (4)选择典型学生设计方案,利用展台、投影机进行设计的展示、交流、评价,引导学生学会倾听, 提炼同伴信息,捕捉优化原有设计方案的灵感,为方案优化做好准备。 (5)归纳法的运用,充分的运用学生的观点,并将其提升,让学生感觉自然亲切、深刻。 (6)创设情境——问题生成——主动探究——成果交流——知识迁移(知识提升)教学模式的运用。 4. 学情分析

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学生在前面两章中通过我们大量的事例了解了部分设计的重要性和趣味性,但是没有尝试到亲自设计 的感觉,本节需学生通过动手实践体验设计的一般过程,这是学生第一次自己动手设计和制作作品,学生 一定会很有兴趣。但在实际操作过程中也可能会碰到不少的实际问题和困难。所以一定要让学生有一定的 心理准备,并鼓励学生克服困难,应难而上。同时,为了防止在第一次动手操作就碰上过多的困难,所以 这次制作内容不宜定得太难,我们就选择了和课本内容相似的“可调节式小桌” ,使他们能感受到把设想 转变为产品的过程。教学对象是高中一年级学生,他们有一定的生活阅历。在物质生活丰富的今天,对不 少产品、制作则知之甚少。这节内容的学习就让学生从设计者角度而非消费者的角度去认知事物。 六、教学准备 1. 教学资源的准备 多媒体教学设备、教学课件 PPT。 2. 教学课件的准备 教学课件揭示本节课的线索,包括自主阅读要求、创设任务情境要求等。 七、教学过程 1.提出问题 (课件展示[新颖设计作品图片]) (老师引导学生思考: )课件展示的几个新颖的设计,这些作品基于什么目的而设计的,它解决了什 么问题? (教师归纳学生回答: )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? 本节课我们就来学习、实践设计一般过程中的前三个步骤:发现与明确问题、制定设计方案、制作模 型或原型。 2. 理论探究 (老师引导学生思考: )怎样发现问题,发现问题后,怎样解决问题,制定设计方案?请大家自主阅 读课本 P46-51,学习发现与明确问题、制定设计方案的理论知识。 (教师归纳总结,课件展示) 设计的一般过程: 一、发现与明确问题

二、制定设计方案

三、制作模型或原型

四、测试、评估及优化

五、编写产品说明书 (1)发现与明确问题

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(教师引导学生进一步思考: )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。研读课本案例,思考怎样才能发现设计问题?在发现问题之后我们要解决这个问题, 还要完成什么工作? (教师归纳学生回答) 经过环节 调查需求 分析信息 明确问题 确定项目 具体工作 问卷调查、访谈、查找文献 整理归类、制成图表 小组讨论、全班讨论 设计便携式小凳

(教师小结: )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 (教师引导学生思考: )问题明确了,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? (教师归纳总结) ①收集信息 ②设计分析 (教师引导学生思考: )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。我们来分析设计的要求,思考有哪些问题?可以怎样解决? (教师归纳总结)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。 ③方案构思 (教师引导思考归纳)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。 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 (教师提出方案呈现的要求和思路,为后面学生自主探究活动做好铺垫。 ) 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 (教师提出方案筛选的要求和思路,为后面学生自主探究活动做好铺垫。 ) 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。 在制定设计方案的过程中,始终明确:

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A.运用不同的材料,结构可以产生不同的设计方案 B.任何设计方案都有改进的可能性,好方案决不会仅有一个。 (3)制作模型或原型 (教师说明制作模型或原型主要部分我们通过作业的方式课下完成,其余设计的一般过程环节下节课 来完成。 ) 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。 3. 拓展思维 (课件展示[设计任务]) 在四川汶川大地震中,张明同学因腿部受伤无法进行正常的学习和生活,于然同学为他设计了一张适 合于在床上看书,写作业的小书桌。 请你帮助张明同学重新设计一张小书桌,设计要求: A.适合于放在长×宽为 2000mm×1200mm 的床上; B.桌脚可以调节。 老师:我们对设计的一般过程已经有了初步的认识,同时大家对老师提供的设计任务也有一定的感性 认识,虽然自主进行困难不少,但是通过我们大家的协作与努力,一定会出色完成任务的。大家可以分小 组来讨论:如何去完成设计任务?如何遵循和实现设计一般过程的每个环节? 4.实践活动 学生自主设计“可调节式小桌”,制定设计方案,绘制草图。 下面是部分学生绘制的草图(原型的参考图片)

(老师准备好实物投影仪: )经过紧张的构思,每位同学都设计出了自己别具一格、独具魅力的方案, 哪位同学愿与大家分享你的设计成果?其他同学注意倾听,随后我们将进行评价与交流。 学生代表到讲台,通过实物展台和投影机,展示草图,并进行相应解说。 (教师组织学生评价,同伴对交流的设计方案进行评价,可以提出质疑,或建设性意见。做陈述的同 学给予解答。 ) (教师请交流设计方案的学生谈谈听取同伴评价后,谈谈自己对设计方案的评价,及进一步优化设计 方案的主要思路。学生自评,谈进一步优化设计方案的主要思路。 ) 5. 学生反思 老师:大家协作完成了“可调节式小桌”设计,尤其是提出了很多对作品优化的建议之后,我们每个 小组对自己的作品反思一下:能不能再加以改进?如何改进?需要不需要对作品方案进行重新设计? 同学们课下自我反思节选: 这次活动锻炼了我的责任意识,让我懂得了担负责任的重要性。 在今后的活动中,我还会继续努力。

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我感受到了快乐,感受到了阳光。 ——高一(七)班 学生 1 这的确是个有意义的活动。观察事物,使我更加细心;寻找问题,使我更加认真;动手制作,使我增 加新的经历。 其实,设计的过程就好比一个人生的过程。你想走过美好的人生,定然需要广泛的阅历,途中虽会遇 到阻碍,但只要意志坚定,勇敢面对,就会成功! ——高一(七)班 学生 2 课业的繁重使得我们无暇去答理其他事情,这一点本不应该,但是事实确实如此。组织这样的活动, 使我们在新奇之中, 更有一种理性的冲动, 用尽自己的青春来感叹茫茫中的一点快乐, 这是很实在的感受。 交流之后,同学们会提出比较多的好建议。我想这一点很重要,反思让我们理性地回顾前面的历程, 在新的起点整装待发…… 我想这样的活动多组织、多实践,那样于我、于我们、于高中生活都是一件益事…… ——高一(七)班 学生 3 6. 教师指导 (课件展示[成功的“可调节式小桌”设计作品图片]) 教师引导学生思考,归纳总结:欣赏完优秀的设计作品后,我们不难发现不同设计产品在功能与美观 方面各有侧重,它们在材料、工艺、成本等方面也存在很大差异。在你的设计方案中,你将如何权衡这些 因素?希望从成功设计产品欣赏中得到灵感,进一步完善自己的设计方案。 7. 课后小结及课后作业 教师总结本课:这节课我们学习并实践了设计一般过程中的发现与明确问题、制定设计方案、制作模 型或原型部分共三个步骤。通过交流与评价,我们体验到设计方案不是一蹴而就的,方案的优化过程是一 个螺旋式上升、精益求精的过程。 (课件展示[课后作业]) 根据要求把本节课“可调式小桌方案”优化,课下各小组完成原型、模型制作或者绘制完善的草图, 在本节课上通过制作好的 PPT 形式,图文并茂,展示交流。 八、教学反思 这节课教师注重学生的独立性和自主性,引导学生探究、质疑,在实践中学习,所以学生参与程度和 热情相当高,教学重点和难点掌握得也比较扎实;同时在实际授课中,还有很多不足,自己总结主要有以 下几点: (一)成功的地方 1. 本节课让老师和学生积极互动起来,给学生足够的空间,课堂气氛比较活跃,接受率比较高, 从而反映这节课还是比较成功的。 2. 体现了教师的角色已经发生了根本的转变。 3. 时间分配达到了预期的效果。 (二)不足的地方: 1. 学生在质疑问题上未做到全员参与,讨论比较集中。 2. 问题考察具有局限性,给予学生思考的时间不充足,学生在课堂上协作讨论的问题与课前充分 准备,深入思考的问题质量相差很大。 3.在有些问题引导上缺乏力度,受老师自身的技术水平所限,不可能对每个学生提出的问题做出 最准确的指导。很多学生提出的问题只能依靠自身摸索。 九、教学设计思路

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