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2019-2020年高中通用技術(shù) 3.1《設計的一般過程》（3）教案 教　　材：（鳳凰國標課本）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術(shù)（必修1） 文檔內(nèi)容：設計的一般過程 章　　節(jié)：第三章　設計過程、原則及評價 第一節(jié) 設計的一般過程 課 時：第2課時 作 者：宮恩超（山東省青島市第二中學） 一、教學目標 1. 知識與技能目標 （1）了解設計的一般過程及其各個環(huán)節(jié)，知道設計時動態(tài)而有章可循的過程。 （2）初步學會撰寫設計概述與細則、繪制設計草圖以及對設計方案的評價。 （3）能根據(jù)設計的一般過程進行具體的設計實踐活動（如對可調(diào)節(jié)式小桌的設計）。 2. 過程與方法目標 (1) 通過“可調(diào)節(jié)式小桌”案例的引導下經(jīng)歷設計的一般過程。 (2) 嘗試運用“缺點列舉法”等常用發(fā)明方法進行產(chǎn)品的改進性設計。 （3）在閱讀、思考、討論和合作實踐中，培養(yǎng)技術(shù)實踐、交流、表達、評價的能力和協(xié)作意識。 （4）初步學會有計劃、有步驟、科學地開展設計活動。 3. 情感態(tài)度和價值觀目標 （1）在設計的一般過程實踐中，初步形成和保持對技術(shù)問題的敏感性和探究欲望，關(guān)注社會的需求和技術(shù)的新發(fā)展。 　　 （2）通過對產(chǎn)品的改進設計，逐步提高創(chuàng)新思維能力。 （3）通過對設計成果科學性、實用性等方面的交流評價，提升學生對作品的鑒賞能力和個人的綜合素養(yǎng)，以及對STS理念的進一步理解。 二、教學重點 根據(jù)課本中“便攜式小板凳設計案例”的“怎樣做”，學生用自己的設計去進行測試、評估及其優(yōu)化環(huán)節(jié)，完成自己的設計。 三、教學難點 根據(jù)課本中“便攜式小板凳設計案例”的“怎樣做”，學生用自己的設計去進行測試、評估及其優(yōu)化環(huán)節(jié)，完成自己的設計；如何能讓所有學生都充分參與，并能體驗到設計的樂趣。 四、教學方法 講授、任務驅(qū)動、小組合作、多媒體教學、實物展示。 五、設計思想 1. 課本分析 “設計的一般過程”是課本第三章第一節(jié)的內(nèi)容。前面兩章的重點側(cè)重于技術(shù)和設計的基礎概念性的內(nèi)容，從本章開始接觸到實踐操作內(nèi)容，本節(jié)就是實踐操作的第一個環(huán)節(jié)，了解設計的一般過程，所以它是本章的重點也是全書的重點。 首先，知識點貫穿了整本書的內(nèi)容，從宏觀角度對書本知識進行梳理。前面所講到的技術(shù)的價值、技術(shù)的性質(zhì)和人機關(guān)系等知識點在這節(jié)有具體的應用。并且這節(jié)知識也是后面幾章知識的一個縮影，對整本課本有一個承上啟下的作用。其次，從本章開始學生接觸到了實踐操作的內(nèi)容。這一節(jié)的內(nèi)容作用是開始讓學生完成由理解到應用，由知識到能力的轉(zhuǎn)化。從總體上先給學生一個完整的關(guān)于技術(shù)設計的一般過程，設計的過程是具體的、感性的。本節(jié)內(nèi)容并不是要求學生掌握小凳的設計知識，而是希望以小凳為載體，讓學生了解掌握設計的一般過程，能站在整體的角度上系統(tǒng)地進行后面各章的學習，能夠把設計的每個環(huán)節(jié)通過“模仿”運用到自己的設計中去。所以教師要充分利用課本搭建的教學平臺，引領學生親歷設計的一般過程和不斷優(yōu)先的過程，讓他們自主地建構(gòu)一般過程的概念，初步感受設計的本質(zhì)——創(chuàng)新。 2. 設計理念 愛因斯坦說過：“對于一切來說，只有興趣，才是最好的老師。” 根據(jù)課本中“便攜式小板凳設計案例”的“怎樣做”，讓學生模仿和體驗自己“可調(diào)節(jié)式小桌”的設計，讓學生感受到設計與現(xiàn)實生活密切聯(lián)系，充分的調(diào)動學生的主動性，為課堂上師生的互動和學生間的相互合作做了準備，最終實現(xiàn)激發(fā)學生以飽滿的熱情來學習。 以探究式學習為主，采用分析、討論、歸納總結(jié)、交流等多種學習方式，充分體現(xiàn)以學生為教學主體地位。讓學生分小組來進行設計的測試、評估及優(yōu)化等環(huán)節(jié)的親身經(jīng)歷，教師在學生學習過程中起引導作用。整個學習過程層層遞進，邏輯嚴密符合學生的認知規(guī)律。有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神及提升學生的技術(shù)素養(yǎng)。 3. 教學策略設計 為提高學生學習的積極性，提高課堂教學效率，教學中進行了細致的安排： （1）利用多媒體輔助設備演示（如做成幻燈片形式），利用實物展示學生作品。 （2）通過教師和學生互動和學生自主討論實踐,達到教學的最佳效果。讓學生在參與設計“可調(diào)節(jié)式小桌”以及對產(chǎn)品改進設計的實踐活動中體驗設計的一般過程和方法，感受設計帶來的快樂和情趣。 （3）讓學生自主設計測試、評估及優(yōu)化相關(guān)的內(nèi)容，輔助表格等，讓學生自主設計說明書，充分的讓學生感受自主創(chuàng)新的學習模式。 （4）學生相互展示自己的作品，并進行評價，讓學生感受團結(jié)協(xié)作的重要作用。 （5）歸納法的運用，充分的運用學生的觀點，并將其提升，讓學生感覺自然親切、深刻。 （6）創(chuàng)設情境——問題生成——主動探究——成果交流——知識遷移（知識提升）教學模式的運用。 4. 學情分析 學生在前面兩章中通過我們大量的事例了解了部分設計的重要性和趣味性，但是沒有嘗試到親自設計的感覺，本節(jié)需學生通過動手實踐體驗設計的一般過程，這是學生第一次自己動手設計和制作作品，學生一定會很有興趣。但在實際操作過程中也可能會碰到不少的實際問題和困難。所以一定要讓學生有一定的心理準備，并鼓勵學生克服困難，應難而上。同時，為了防止在第一次動手操作就碰上過多的困難，所以這次制作內(nèi)容不宜定得太難，我們就選擇了和課本內(nèi)容相似的“可調(diào)節(jié)式小桌”，使他們能感受到把設想轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程。教學對象是高中一年級學生，他們有一定的生活閱歷。在物質(zhì)生活豐富的今天，對不少產(chǎn)品、制作則知之甚少。這節(jié)內(nèi)容的學習就讓學生從設計者角度而非消費者的角度去認知事物。 六、教學準備 1. 教學資源的準備 電腦多媒體平臺、通用技術(shù)專用教室、教學課件PPT、學生自制可調(diào)節(jié)式小桌（原型、模型或草圖）、各類工具等。 2. 教學課件的準備 教學課件比較簡潔，多以直觀的圖片來說明，抓住關(guān)鍵知識點，突出中心。 3.課前任務的準備 　　根據(jù)要求把上節(jié)課堂上“可調(diào)式小桌方案”優(yōu)化，課下各小組完成原型、模型制作或者草圖繪制，在本節(jié)課上通過制作好的PPT形式，圖文并茂，展示交流。 七、教學過程 1. 提出問題 （課件展示[圖片資料]） 1912年4月10日，泰坦尼克號從英國南安普敦出發(fā)，托馬斯安德魯斯設計的這艘“永不沉沒”的巨輪，2小時40分鐘后沉沒。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故原因之一是由于劣質(zhì)的鋼板造成的，造船工程師只考慮到要增加鋼板的硬度，而沒有想到增加其韌性。為了增加鋼板的硬度，往煉鋼爐料中加入了大量的硫化物，導致鋼材在低溫下的脆性大大增加。經(jīng)試驗，從海底打撈出來的鋼材在當時的水溫下，在受到可能強度的撞擊下，很快斷裂，而拿當今用于造船的鋼板在同樣的溫度和撞擊強度下進行對比實驗，結(jié)果鋼板只是變成V型，而不斷裂。 （老師引導學生思考）如果你是托馬斯安德魯斯，在設計泰坦尼克號的時候，應當怎樣做？ （學生回答）設計時一定要對鋼板進行測試，不要一味的增加強度還要考慮其韌性，最終應當在其硬度和韌性上選擇其性能最優(yōu)表現(xiàn)。 （教師歸納板書）測試、評估及優(yōu)化 （教師課件展示） （1）測試 測試的目的是檢驗產(chǎn)品在操作、使用過程中，在結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能等方面能否達到預定的設計要求。測試是檢驗產(chǎn)品能否正常工作、是否滿足設計要求的重要措施。測試的內(nèi)容有對產(chǎn)品的性能、穩(wěn)定性、強度、載重等方面的測試。 （2）評估 在測試的基礎上，我們還要對設計方案和產(chǎn)品進行較為全面的評估。通過評估我們可以得到較理想的設計方案和產(chǎn)品。這種評估，在設計過程中需要反復進行。 （3）優(yōu)化 設計方案的優(yōu)化是在對設計方案進行測試與評估的基礎上，對設計方案的改進和完善的重要環(huán)節(jié)。 2. 理論探究 老師：“泰坦尼克號”震驚全世界的海難，讓我們意識到測試、評估及優(yōu)化環(huán)節(jié)的重要作用，當然還有一點很重要就是在技術(shù)設計中嚴謹認真的態(tài)度。 （老師引導學生思考：）如果對泰坦尼克號船體鋼制材料進行測試的話，你認為要進行那些方面的工作？ （教師據(jù)學生回答歸納測試內(nèi)容以及測試內(nèi)容的選擇依據(jù)） （老師引導學生思考：）你怎樣實現(xiàn)對泰坦尼克號船體鋼制材料的評估？ （教師據(jù)學生回答歸納評估的方法和內(nèi)容） （老師引導學生思考：）綜合你的測試和評估，最后你怎樣實現(xiàn)泰坦尼克號船體鋼制材料的優(yōu)化？ （教師根據(jù)學生的回答歸納船體鋼制材料的優(yōu)化方案） 3. 拓展思維 （課件展示[上節(jié)課同學們進行的設計任務]） 在四川汶川大地震中，張明同學因腿部受傷無法進行正常的學習和生活，于然同學為他設計了一張適合于在床上看書，寫作業(yè)的小書桌。 請你幫助張明同學重新設計一張小書桌，設計要求： A．適合于放在長寬為2000mm1200mm的床上； B．桌腳可以調(diào)節(jié)。 老師：上一節(jié)課在同學們對設計的一般過程有了深刻的認識的基礎上，各小組完成了可調(diào)節(jié)式床頭桌的設計，并要求各小組課下完成模型制作或者草圖繪制，在本節(jié)課通過制作好的PPT向大家展示。 （教師板書）制作模型或原型 （老師引導學生思考：）在大家展示的過程中，大家彼此認真的思考一下，同學們設計的小書桌怎樣實現(xiàn)其測試、評估及優(yōu)化的？ 4. 實踐活動 老師：現(xiàn)在，我們有請每個小組，來簡單介紹一下自己的設計方案，展示一下自己的產(chǎn)品。 （學生匯報，匯報要求：設計目標明確、問題來源、信息收集、材料調(diào)查、設計分析、方案構(gòu)思、方案呈現(xiàn)、方案篩選、制作模型、初步優(yōu)化。其他同學可以就其描述和講解過程提出不同的見解。各小組限定時間，類似產(chǎn)品僅補充不同的地方，總時間控制在10分鐘左右） （作品展示：組裝好放在展示臺上。） 老師：聽了同學們的匯報，看了同學們的作品，讓我十分欣慰，首先要肯定同學們認真、塌實的工作作風，看看這些作品，件件都是如此精美，傾注了同學們的心血。不過，我們設計的產(chǎn)品能否達到用戶的要求，還要對所設計的產(chǎn)品進行一定的測試、評估及優(yōu)化等工作?，F(xiàn)在我們?nèi)喔餍〗M合并成三個大組，分別來對展示臺上的作品進行測試、評估及優(yōu)化的工作，各個組的同學準備。 （學生分組討論，分別展示各自討論的對可調(diào)節(jié)式小書桌的測試、評估及優(yōu)化的具體內(nèi)容，教師歸納總結(jié)，該環(huán)節(jié)老師要注意引導保持和激發(fā)學生的積極性，對測試評估情況表現(xiàn)很差的作品也要發(fā)掘其閃光點） （教師適時引導評價）每個組分別準備的測試、評估及優(yōu)化環(huán)節(jié)，考慮細致周密，科學規(guī)范，看來同學們團結(jié)合作的非常的好，老師真為你們高興。 (1)學生對這節(jié)課的學習情況進行自評。 (2)老師對這節(jié)課的教學過程中學生的參與與學習情況進行評價。 5. 學生反思 老師：大家協(xié)作完成了對全班各組作品的測試、評估，尤其是提出了很多對作品優(yōu)化的建議之后，我們每個小組對自己的作品反思一下：能不能再加以改進？如何改進？需要不需要對作品方案進行重新設計？ (讓學生根據(jù)情況對自己作品進行深入思考，加以改進。各組同學之間可以適當交流經(jīng)驗，取長補短。) 6. 教師指導　　 （教師引導思考并補充板書上節(jié)設計的前二個環(huán)節(jié)：）我們可以大致把設計過程分成了幾個環(huán)節(jié)。但這只是一個普通的一般過程，不是一個規(guī)定的程序，在實際的設計過程中，這種過程可能發(fā)生變化，也可能產(chǎn)生反復?？傊?，設計的一般過程應該是不斷循環(huán)和反復的過程。 老師：最后，當我們設計制作出精美的作品后，別人要使用我們的小書桌，我們就要向使用者介紹我們設計的產(chǎn)品的使用方法和特點，為此我們通常要設計一份產(chǎn)品使用說明書。 （課件展示） “本藥口服，每片含有效成份0.25克，飯后用開水送服，不可空腹服用，成人一次服500mg，每日3次，或遵醫(yī)囑服用?！? （教師引導學生思考：）首先讓我們來了解一下說明書，這是某藥品說明書上關(guān)于用法和用藥量的說明，請指出這句話存在的問題，并將其修改得更明確、易讀。 （教師歸納學生答案，板書）產(chǎn)品的使用和維護 （教師引導學生思考：）為自己設計的“可調(diào)節(jié)式小桌”附上一份說明書。 （教師歸納總結(jié)）產(chǎn)品說明書是指導用戶選擇產(chǎn)品、使用產(chǎn)品的“路標”和“向?qū)А?，突出重點、簡明扼要，清晰易讀，對幫助用戶了解產(chǎn)品特性，使用戶正確、安全地使用產(chǎn)品是非常重要的。 （教師最后總結(jié)）這兩節(jié)課我們主要通過課本“便攜式小凳的設計和制作”案例，結(jié)合我們自己模仿和體驗的“可調(diào)節(jié)式小桌”的設計制作，來闡述設計的一般過程。一般來說，我們可以大致把設計過程分成五個階段，即發(fā)現(xiàn)與明確問題、制定設計方案、制作模型或原型、測試、評估及優(yōu)化、產(chǎn)品的使用和維護。設計的一般過程是按照一定的、科學的、合理的程序過程，但設計同時是一個動態(tài)發(fā)展的過程，在一項具體設計中，有些階段或步驟可能會發(fā)生變化，有些步驟之間則可能出現(xiàn)一定的循環(huán)，因此，設計過程不是一成不變的，應根據(jù)設計的需要進行靈活安排。 八、教學反思 這節(jié)課教師注重學生的獨立性和自主性，引導學生探究、質(zhì)疑，在實踐中學習，所以學生參與程度和熱情相當高，教學重點和難點掌握得也比較扎實；同時在實際授課中，還有很多不足，自己總結(jié)主要有以下幾點： （一）成功的地方： 1. 本節(jié)課讓老師和學生積極互動起來，給學生足夠的空間，課堂氣氛比較活躍，接受率比較高，從而反映這節(jié)課還是比較成功的。 2. 體現(xiàn)了教師的角色已經(jīng)發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。 3. 時間分配達到了預期的效果。 （二）不足的地方： 1. 學生在質(zhì)疑問題上未做到全員參與，討論比較集中。 2. 問題考察具有局限性，給予學生思考的時間不充足，學生在課堂上協(xié)作討論的問題與課前充分準備，深入思考的問題質(zhì)量相差很大。 3.在有些問題引導上缺乏力度，受老師自身的技術(shù)水平所限，不可能對每個學生提出的問題做出最準確的指導。很多學生提出的問題只能依靠自身摸索。 板書展示