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2019-2020年高中通用技術(shù) 3.1《設(shè)計的一般過程》（3）教案 教　　材：（鳳凰國標(biāo)課本）普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書 通用技術(shù)（必修1） 文檔內(nèi)容：設(shè)計的一般過程 章　　節(jié)：第三章　設(shè)計過程、原則及評價 第一節(jié) 設(shè)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(xué)） 一、教學(xué)目標(biāo) 1. 知識與技能目標(biāo) （1）了解設(shè)計的一般過程及其各個環(huán)節(jié)，知道設(shè)計時動態(tài)而有章可循的過程。 （2）初步學(xué)會撰寫設(shè)計概述與細(xì)則、繪制設(shè)計草圖以及對設(shè)計方案的評價。 （3）能根據(jù)設(shè)計的一般過程進(jìn)行具體的設(shè)計實踐活動（如對可調(diào)節(jié)式小桌的設(shè)計）。 2. 過程與方法目標(biāo) (1) 通過“可調(diào)節(jié)式小桌”案例的引導(dǎo)下經(jīng)歷設(shè)計的一般過程。 (2) 嘗試運(yùn)用“缺點列舉法”等常用發(fā)明方法進(jìn)行產(chǎn)品的改進(jìn)性設(shè)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(dá)、評價的能力和協(xié)作意識。 （4）初步學(xué)會有計劃、有步驟、科學(xué)地開展設(shè)計活動。 3. 情感態(tài)度和價值觀目標(biāo) （1）在設(shè)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(jìn)設(shè)計，逐步提高創(chuàng)新思維能力。 （3）通過對設(shè)計成果科學(xué)性、實用性等方面的交流評價，提升學(xué)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(jìn)一步理解。 二、教學(xué)重點 根據(jù)課本中“便攜式小板凳設(shè)計案例”的“怎樣做”，學(xué)生用自己的設(shè)計去進(jìn)行測試、評估及其優(yōu)化環(huán)節(jié)，完成自己的設(shè)計。 三、教學(xué)難點 根據(jù)課本中“便攜式小板凳設(shè)計案例”的“怎樣做”，學(xué)生用自己的設(shè)計去進(jìn)行測試、評估及其優(yōu)化環(huán)節(jié)，完成自己的設(shè)計；如何能讓所有學(xué)生都充分參與，并能體驗到設(shè)計的樂趣。 四、教學(xué)方法 講授、任務(wù)驅(qū)動、小組合作、多媒體教學(xué)、實物展示。 五、設(shè)計思想 1. 課本分析 “設(shè)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(shè)計的基礎(chǔ)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(shè)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(jìn)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(jī)關(guān)系等知識點在這節(jié)有具體的應(yīng)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(xué)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(xué)生完成由理解到應(yīng)用，由知識到能力的轉(zhuǎn)化。從總體上先給學(xué)生一個完整的關(guān)于技術(shù)設(shè)計的一般過程，設(shè)計的過程是具體的、感性的。本節(jié)內(nèi)容并不是要求學(xué)生掌握小凳的設(shè)計知識，而是希望以小凳為載體，讓學(xué)生了解掌握設(shè)計的一般過程，能站在整體的角度上系統(tǒng)地進(jìn)行后面各章的學(xué)習(xí)，能夠把設(shè)計的每個環(huán)節(jié)通過“模仿”運(yùn)用到自己的設(shè)計中去。所以教師要充分利用課本搭建的教學(xué)平臺，引領(lǐng)學(xué)生親歷設(shè)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(shè)計的本質(zhì)——創(chuàng)新。 2. 設(shè)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(shè)計案例”的“怎樣做”，讓學(xué)生模仿和體驗自己“可調(diào)節(jié)式小桌”的設(shè)計，讓學(xué)生感受到設(shè)計與現(xiàn)實生活密切聯(lián)系，充分的調(diào)動學(xué)生的主動性，為課堂上師生的互動和學(xué)生間的相互合作做了準(zhǔn)備，最終實現(xiàn)激發(fā)學(xué)生以飽滿的熱情來學(xué)習(xí)。 以探究式學(xué)習(xí)為主，采用分析、討論、歸納總結(jié)、交流等多種學(xué)習(xí)方式，充分體現(xiàn)以學(xué)生為教學(xué)主體地位。讓學(xué)生分小組來進(jìn)行設(shè)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(xué)生學(xué)習(xí)過程中起引導(dǎo)作用。整個學(xué)習(xí)過程層層遞進(jìn)，邏輯嚴(yán)密符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神及提升學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)。 3. 教學(xué)策略設(shè)計 為提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高課堂教學(xué)效率，教學(xué)中進(jìn)行了細(xì)致的安排： （1）利用多媒體輔助設(shè)備演示（如做成幻燈片形式），利用實物展示學(xué)生作品。 （2）通過教師和學(xué)生互動和學(xué)生自主討論實踐,達(dá)到教學(xué)的最佳效果。讓學(xué)生在參與設(shè)計“可調(diào)節(jié)式小桌”以及對產(chǎn)品改進(jìn)設(shè)計的實踐活動中體驗設(shè)計的一般過程和方法，感受設(shè)計帶來的快樂和情趣。 （3）讓學(xué)生自主設(shè)計測試、評估及優(yōu)化相關(guān)的內(nèi)容，輔助表格等，讓學(xué)生自主設(shè)計說明書，充分的讓學(xué)生感受自主創(chuàng)新的學(xué)習(xí)模式。 （4）學(xué)生相互展示自己的作品，并進(jìn)行評價，讓學(xué)生感受團(tuán)結(jié)協(xié)作的重要作用。 （5）歸納法的運(yùn)用，充分的運(yùn)用學(xué)生的觀點，并將其提升，讓學(xué)生感覺自然親切、深刻。 （6）創(chuàng)設(shè)情境——問題生成——主動探究——成果交流——知識遷移（知識提升）教學(xué)模式的運(yùn)用。 4. 學(xué)情分析 學(xué)生在前面兩章中通過我們大量的事例了解了部分設(shè)計的重要性和趣味性，但是沒有嘗試到親自設(shè)計的感覺，本節(jié)需學(xué)生通過動手實踐體驗設(shè)計的一般過程，這是學(xué)生第一次自己動手設(shè)計和制作作品，學(xué)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(xué)生有一定的心理準(zhǔn)備，并鼓勵學(xué)生克服困難，應(yīng)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(shè)想轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程。教學(xué)對象是高中一年級學(xué)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(xué)習(xí)就讓學(xué)生從設(shè)計者角度而非消費(fèi)者的角度去認(rèn)知事物。 六、教學(xué)準(zhǔn)備 1. 教學(xué)資源的準(zhǔn)備 電腦多媒體平臺、通用技術(shù)專用教室、教學(xué)課件PPT、學(xué)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(xué)課件的準(zhǔn)備 教學(xué)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(wù)的準(zhǔn)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(xué)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(shè)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(dǎo)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(dāng)時的水溫下，在受到可能強(qiáng)度的撞擊下，很快斷裂，而拿當(dāng)今用于造船的鋼板在同樣的溫度和撞擊強(qiáng)度下進(jìn)行對比實驗，結(jié)果鋼板只是變成V型，而不斷裂。 （老師引導(dǎo)學(xué)生思考）如果你是托馬斯安德魯斯，在設(shè)計泰坦尼克號的時候，應(yīng)當(dāng)怎樣做？ （學(xué)生回答）設(shè)計時一定要對鋼板進(jìn)行測試，不要一味的增加強(qiáng)度還要考慮其韌性，最終應(yīng)當(dāng)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(dá)到預(yù)定的設(shè)計要求。測試是檢驗產(chǎn)品能否正常工作、是否滿足設(shè)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(qiáng)度、載重等方面的測試。 （2）評估 在測試的基礎(chǔ)上，我們還要對設(shè)計方案和產(chǎn)品進(jìn)行較為全面的評估。通過評估我們可以得到較理想的設(shè)計方案和產(chǎn)品。這種評估，在設(shè)計過程中需要反復(fù)進(jìn)行。 （3）優(yōu)化 設(shè)計方案的優(yōu)化是在對設(shè)計方案進(jìn)行測試與評估的基礎(chǔ)上，對設(shè)計方案的改進(jìn)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(dāng)然還有一點很重要就是在技術(shù)設(shè)計中嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度。 （老師引導(dǎo)學(xué)生思考：）如果對泰坦尼克號船體鋼制材料進(jìn)行測試的話，你認(rèn)為要進(jìn)行那些方面的工作？ （教師據(jù)學(xué)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(dǎo)學(xué)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(xué)生回答歸納評估的方法和內(nèi)容） （老師引導(dǎo)學(xué)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(xué)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(xué)們進(jìn)行的設(shè)計任務(wù)]） 在四川汶川大地震中，張明同學(xué)因腿部受傷無法進(jìn)行正常的學(xué)習(xí)和生活，于然同學(xué)為他設(shè)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(xué)重新設(shè)計一張小書桌，設(shè)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(xué)們對設(shè)計的一般過程有了深刻的認(rèn)識的基礎(chǔ)上，各小組完成了可調(diào)節(jié)式床頭桌的設(shè)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(dǎo)學(xué)生思考：）在大家展示的過程中，大家彼此認(rèn)真的思考一下，同學(xué)們設(shè)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(shè)計方案，展示一下自己的產(chǎn)品。 （學(xué)生匯報，匯報要求：設(shè)計目標(biāo)明確、問題來源、信息收集、材料調(diào)查、設(shè)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(xué)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(bǔ)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(xué)們的匯報，看了同學(xué)們的作品，讓我十分欣慰，首先要肯定同學(xué)們認(rèn)真、塌實的工作作風(fēng)，看看這些作品，件件都是如此精美，傾注了同學(xué)們的心血。不過，我們設(shè)計的產(chǎn)品能否達(dá)到用戶的要求，還要對所設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)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(jìn)行測試、評估及優(yōu)化的工作，各個組的同學(xué)準(zhǔn)備。 （學(xué)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(dǎo)保持和激發(fā)學(xué)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(dǎo)評價）每個組分別準(zhǔn)備的測試、評估及優(yōu)化環(huán)節(jié)，考慮細(xì)致周密，科學(xué)規(guī)范，看來同學(xué)們團(tuán)結(jié)合作的非常的好，老師真為你們高興。 (1)學(xué)生對這節(jié)課的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行自評。 (2)老師對這節(jié)課的教學(xué)過程中學(xué)生的參與與學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評價。 5. 學(xué)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(jìn)？如何改進(jìn)？需要不需要對作品方案進(jìn)行重新設(shè)計？ (讓學(xué)生根據(jù)情況對自己作品進(jìn)行深入思考，加以改進(jìn)。各組同學(xué)之間可以適當(dāng)交流經(jīng)驗，取長補(bǔ)短。) 6. 教師指導(dǎo)　　 （教師引導(dǎo)思考并補(bǔ)充板書上節(jié)設(shè)計的前二個環(huán)節(jié)：）我們可以大致把設(shè)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(shè)計過程中，這種過程可能發(fā)生變化，也可能產(chǎn)生反復(fù)?？傊?，設(shè)計的一般過程應(yīng)該是不斷循環(huán)和反復(fù)的過程。 老師：最后，當(dāng)我們設(shè)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(shè)計的產(chǎn)品的使用方法和特點，為此我們通常要設(shè)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(dǎo)學(xué)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(xué)生答案，板書）產(chǎn)品的使用和維護(hù) （教師引導(dǎo)學(xué)生思考：）為自己設(shè)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(dǎo)用戶選擇產(chǎn)品、使用產(chǎn)品的“路標(biāo)”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(shè)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(shè)計制作，來闡述設(shè)計的一般過程。一般來說，我們可以大致把設(shè)計過程分成五個階段，即發(fā)現(xiàn)與明確問題、制定設(shè)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(hù)。設(shè)計的一般過程是按照一定的、科學(xué)的、合理的程序過程，但設(shè)計同時是一個動態(tài)發(fā)展的過程，在一項具體設(shè)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(shè)計過程不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)設(shè)計的需要進(jìn)行靈活安排。 八、教學(xué)反思 這節(jié)課教師注重學(xué)生的獨(dú)立性和自主性，引導(dǎo)學(xué)生探究、質(zhì)疑，在實踐中學(xué)習(xí)，所以學(xué)生參與程度和熱情相當(dāng)高，教學(xué)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(xué)生積極互動起來，給學(xué)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(dá)到了預(yù)期的效果。 （二）不足的地方： 1. 學(xué)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(xué)生思考的時間不充足，學(xué)生在課堂上協(xié)作討論的問題與課前充分準(zhǔn)備，深入思考的問題質(zhì)量相差很大。 3.在有些問題引導(dǎo)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(xué)生提出的問題做出最準(zhǔn)確的指導(dǎo)。很多學(xué)生提出的問題只能依靠自身摸索。 板書展示