7.1 設計的評價與優(yōu)化設計方案 教學設計高中技術蘇教版(2019)必修《技術與設計1》

教學設計

課程基本信息學科通用技術年級高二學期秋季課題7.1設計的評價與優(yōu)化設計方案教科書技術與設計1教材教學目標1.經歷對產品設計過程和最終產品的評價，能夠從技術的功用性、可靠性、創(chuàng)新性和文化性以及專利保護等角度進行整體評價。2.通過案例分析，結合實際需求，嘗試對設計方案進行多方面的優(yōu)化。教學內容教學重點：1.對設計過程和設計成果的評價。

2.理解功能優(yōu)化、結構優(yōu)化、材料優(yōu)化、外觀優(yōu)化。

教學難點：準確理解對設計過程的評價和結構優(yōu)化的含義。教學過程（一）新課引入【教師活動】給出山區(qū)孩子和溫州學子“跨時空對話”內容?！締栴}設置1】各位同學，根據山區(qū)同學的反饋，很顯然我們的臺燈還存在不足，作為一名“優(yōu)秀的設計師”，我們應該努力讓我們的產品更加完美。結合設計的一般過程，請同學們想一想關于臺燈的制作過程，溫州的學姐學長們是不是落了或弱化了什么重要環(huán)節(jié)？【學生活動】思考。預設答案：缺少評價過程，導致沒能及時發(fā)現并解決不足?！窘處熁顒印恳鲈u價的概念設計的評價是指依據設計的一般原則和要求，采取一定的方法和手段，對設計所涉及的過程和結果進行事實判斷和價值認定的活動。它對設計者樹立質量管理意識,強化質量管理,高質量地完成設計任務具有重要作用，同時也有助于設計中的信息交流和工作反思。從評價的定義我們可以看出，評價需要有依據、需要有方法和手段、需要有評價內容，也就是對設計過程和設計結果都需要進行評價?！驹O計意圖】承接第六章的臺燈制作，學生對該情境比較熟悉，能夠較快融入。通過“跨時空的對話”，拉近學生與課堂的距離，通過山區(qū)小孩和老師對臺燈的肯定，讓學生從中獲得成就感，激發(fā)學生學習的興趣，培養(yǎng)技術意識和工程思維。以設計的一般過程為依托，通過師生問答的形式引出評價的概念及重要性。（二）教學進程活動一：評價臺燈的設計過程【教師活動】統計資料顯示，一項設計成果質量的好壞，60％-70％是由設計過程的質量所決定的。沒有良好的設計過程，就不可能有良好的設計成果。接下來，我們進行第一個評價活動，評價臺燈的設計過程?！締栴}設置2】針對山區(qū)同學反饋的問題，請同學們想一想學姐學長們在設計并制作臺燈的過程中，可能在哪些環(huán)節(jié)出現了問題？【學生活動】思考：預設答案：構思環(huán)節(jié)、草圖設計環(huán)節(jié)、制作環(huán)節(jié)【教師活動】老師認為學姐學長們有可能在構思或草圖設計時沒有完全達到設計要求，因此導致臺燈攜帶不方便、功能不完善等問題；也有可能在制作臺燈時，由于動手能力不足，導致臺燈加工存在缺陷；當然，其它環(huán)節(jié)如在發(fā)現與明確問題時就出現了問題也是有可能的，所以設計一般過程中的任何一個環(huán)節(jié)沒做好，都可能導致產品質量出問題?！窘處熁顒印空故緦W姐學長設計臺燈的兩個片段，請同學們思考片段中的兩個問題。片段一：某組學生的時間計劃表【問題設置3】各環(huán)節(jié)時間安排是否合理？若不合理，該如何改進？【學生活動】思考，預設答案：不是很合理，第一個環(huán)節(jié)時間過長，后兩個環(huán)節(jié)時間過短，可以把資料收集環(huán)節(jié)的時間改為兩周，制作環(huán)節(jié)的時間改為5周，測試、評估及優(yōu)化的時間改為4周。片段二：學生操作過程【問題設置4】操作記錄表和圖片中的各個操作環(huán)節(jié)是否規(guī)范？請同學們做出評價?！緦W生活動】思考，預設答案：在操作記錄表中，銼削環(huán)節(jié)是正確的，但是劃線時應該傾斜，不能垂直于鋼板，鋸割需要留有銼削的余量，鉆孔需要佩戴眼鏡且不能用手直接夾持。而在兩幅圖展示的操作中都將鋸割線夾持在臺虎鉗的左側，這是合理的，而且下圖考慮到鋁板太薄，使用木塊進行夾持，考慮很周到，但是也有操作不當的地方，比如上圖單手進行鋸割是不規(guī)范的，右圖的鋸割線離臺虎鉗太近了，可能會破壞臺虎鉗，也不是很合理。【教師追問】如果滿分5分，你給兩幅圖的鋸割操作打幾分呢？【學生活動】思考，預設答案：左圖打2-3分，右圖打3-4分?！窘處熁顒印恳鰧υO計過程的評價。同學們，剛剛我們對前面兩個片段的評價其實就是對設計過程的評價，評價的內容分別是時間分配合理性和操作規(guī)范性。任務一：請同學們閱讀課本174-175頁，思考對設計過程的評價還包括哪些內容?！緦W生活動】閱讀并思考，預設答案：對設計過程的評價還包括設計過程是否完備、分工是合理、采用的方法是否正確、各個環(huán)節(jié)或階段的任務是否完成，形成的中間成果是否符合要求，是否及時地對專利進行保護，全過程是否有質量控制和相應地監(jiān)督、改進措施等?！窘處熁顒印拷o出一份對設計過程的評價表。以下是一份對設計過程進行評價的表格，在線段上標注打分是一種重要的評價方法。任務二：請同學們根據評價程度（紅點位置），用好、較好、一般、較差和差對表格中各個評價角度進行評價說明?！緦W生活動】思考，預設答案：計劃安排的科學性、組織的協調性較好，資源利用的合理性好，專業(yè)保護的意識差?！窘處熁顒印繌娬{除了表格中的評價角度外，還可從中間成果是否符合要求、操作是否規(guī)范等角度進行評價。此外，設計過程的評價不能停留在回顧層面，以后的活動中，更應該即時進行，及時改進?！驹O計意圖】先通過設計的一般過程讓學生認識到評價及優(yōu)化環(huán)節(jié)被忽視或弱化，一則體現知識的整體性，二則通過評價意識的提高，培養(yǎng)學生的工程思維。通過設計過程的階段性回顧，如計劃表的設計、操作的規(guī)范性等等，引導學生重回情境，落實評價的環(huán)節(jié)，重在培養(yǎng)學生的工程思維和物化能力。最后通過評價表的理解和對評級即時性的強調，培養(yǎng)學生的圖樣表達能力和技術意識。活動二：評價臺燈的設計過程【教師活動】評價設計過程是為了讓產品更加符合設計要求，評價設計作品則可以實現精益求精。對作品（臺燈）的評價，一般有兩個常用的評價依據：一是設計的一般原則、二是事先制定的設計要求，也可以兩者相結合。以下是學長學姐設計制作的3款臺燈作品，如要對其進行評價，可以是學長學姐們先對其進行產品介紹，然后再由老師或同學們展開評價，這就是我們評價的兩種類型，即自評和他評。任務三：請同學們選擇其中一款臺燈進行評價，從如下評價表中的5個評價內容進行評價并打分?！緦W生活動】思考，預設答案：以作品A為例。從穩(wěn)定性來看，底座支撐面不是很大，穩(wěn)定性一般，因此打了3分；從成本角度分析，采用廢舊的木材作為主材料，成本低，因此打了5分；從臺燈的尖棱凸角方面分析，臺燈燈罩邊緣圓角設計，不那么容易傷人，因此打了4分；從燈頭的活動空間來看，由于燈頭固定，因此打了3分；從照明效果來看，照明范圍較廣、亮度較大，因此打了4分。【教師活動】同學們在評價時，除了通過評價表進行評價，我們最常用的一種評價方法是雷達圖，即將評價結果繪制成雷達圖。在雷達圖中，同學們要理清楚評價內容與分值之間的關系，評價分值越高代表對此項評價內容越滿意。也就是說分值表示滿意度，分數越高，代表對此項評價越高。比如成本5分，說明評價者對成本這一評價內容很滿意，成本很低；再比如尖棱凸角4分，說明此臺燈基本無尖棱凸角，從人機關系的角度，此臺燈較為安全。【問題設置5】雷達圖中的圖形面積越大表明產品越好嗎？【學生活動】思考，預設答案：對比兩幅雷達圖，從面積上來看，很顯然，右圖的面積遠大于左圖，但是右圖中對道德原則的評價分值只有1分，道德原則是設計一般原則中的一票否決原則。因此產品面積越大不能表明產品越好，圖形面積大小僅代表作品的總體水平的完善程度，不能說產品面積越大就越好。【設計意圖】學生通過對設計成果的評價，理解評價在產品設計中的意義，通過雷達圖評價分析培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力、工程思維及技術意識，最后突出“成本”等評價內容，教會學生使用評價的眼觀看待評價及評價內容有主次，當矛盾生成時，需突出主要評價要點?；顒尤簝?yōu)化臺燈設計方案【教師活動】同學們同學們，基于評價，我們需要對臺燈中的不足進行優(yōu)化，接下來，我們進行第三個活動：優(yōu)化臺燈設計方案。山區(qū)同學使用臺燈后的評價：“三合板制作的臺燈雖然輕便，但不是很好攜帶；聲控的臺燈不容易控制……”結合山區(qū)同學的評價，我們還需要在材料上、結構上、功能上進行優(yōu)化，除了以上優(yōu)化內容外，產品優(yōu)化還包括外觀優(yōu)化。1.功能優(yōu)化【教師活動】給出功能優(yōu)化的概念。它是指根據特定的用戶定位，或者強化其特有的主要功能，或增加功能，或取出不必要的附加功能，從而更好地、更恰當地滿足消費者需求的一種設計方法。針對聲控臺燈不易的問題，我們可以優(yōu)化聲控系統，如添加喚醒電路；或摒棄聲控功能，改用觸摸開關。我們還可以添加USB接口；安裝定時和計時裝置；實現手機APP連接。由于能力的限制，很多好的優(yōu)化方案當前是無法實現，還需要同學們努力學習，日后將想法照進現實。2.結構優(yōu)化【教師活動】結構是關系到產品造型和功能的重要因素，其設計優(yōu)良與否，在很大程度上影響產品的質量和生產制造工藝，所以對結構進行巧妙、合理的優(yōu)化可以給產品帶來使用和制造的方便。針對臺燈不便攜帶的問題，我們需要在結構上進行優(yōu)化，可參考的結構有可折疊結構、可拆卸結構、可伸縮結構等。比如：可折疊晾衣架結構、可伸縮自拍桿結構等。我們再來看看學長學姐為山區(qū)同學設計的這一款臺燈其實是可以折疊的，這是立起時的狀態(tài)，這是折疊后的狀態(tài)，那么為什么這個可折疊結構攜帶不方面呢？哪里還可以進行優(yōu)化呢？我們可以關注底座結構，如果將底座結構優(yōu)化，將底座改用兩個可折疊的桿件，如圖所示，那么便可以更方便地攜帶這款臺燈了。3.材料優(yōu)化【教師活動】隨著全球工業(yè)化進程的推進，自然資源尤其是非再生性資源的濫用與破壞，嚴重制約著經濟的可持續(xù)發(fā)展。在產品設計中對材料進行合理使用和優(yōu)化，在滿足產品的基本性能要求下，可以大大降低產品的生產成本，減少資源浪費。關于材料，雖然山區(qū)的同學認為三合板材料很輕便，沒有反饋出具體的問題。但是在選擇材料時，我們應該盡可能選擇綠色材料。比如以下左圖是利用可回收材料---塑料瓶制作的臺燈；右圖是使用廢棄的PVC管材制作的臺燈，這充分體現了綠色設計的理念。4.外觀優(yōu)化【教師活動】任何一個產品除了具備基本功能，還需追求其內含的精神、文化、藝術，不僅需要使用價值，還需觀賞價值。因此還需要在外觀上進行優(yōu)化，可從形狀、色彩、質感等方面對外觀進行優(yōu)化。【設計意圖】從評價到優(yōu)化，讓學生明白評價的意義即是及時優(yōu)化，通過四個方面優(yōu)化內容的介紹，培養(yǎng)學生的技術意識與工程思維，通過簡單的結構設計優(yōu)化，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力。（三）課堂總結同學們，針對山區(qū)孩子們的反饋，我們才意識到評價這個環(huán)節(jié)的重要性。通過這節(jié)課的學習，我們了解到