7.1 设计的评价与优化设计方案 教学设计高中技术苏教版(2019)必修《技术与设计1》

教学设计

课程基本信息学科通用技术年级高二学期秋季课题7.1设计的评价与优化设计方案教科书技术与设计1教材教学目标1.经历对产品设计过程和最终产品的评价，能够从技术的功用性、可靠性、创新性和文化性以及专利保护等角度进行整体评价。2.通过案例分析，结合实际需求，尝试对设计方案进行多方面的优化。教学内容教学重点：1.对设计过程和设计成果的评价。

2.理解功能优化、结构优化、材料优化、外观优化。

教学难点：准确理解对设计过程的评价和结构优化的含义。教学过程（一）新课引入【教师活动】给出山区孩子和温州学子“跨时空对话”内容。【问题设置1】各位同学，根据山区同学的反馈，很显然我们的台灯还存在不足，作为一名“优秀的设计师”，我们应该努力让我们的产品更加完美。结合设计的一般过程，请同学们想一想关于台灯的制作过程，温州的学姐学长们是不是落了或弱化了什么重要环节？【学生活动】思考。预设答案：缺少评价过程，导致没能及时发现并解决不足。【教师活动】引出评价的概念设计的评价是指依据设计的一般原则和要求，采取一定的方法和手段，对设计所涉及的过程和结果进行事实判断和价值认定的活动。它对设计者树立质量管理意识,强化质量管理,高质量地完成设计任务具有重要作用，同时也有助于设计中的信息交流和工作反思。从评价的定义我们可以看出，评价需要有依据、需要有方法和手段、需要有评价内容，也就是对设计过程和设计结果都需要进行评价。【设计意图】承接第六章的台灯制作，学生对该情境比较熟悉，能够较快融入。通过“跨时空的对话”，拉近学生与课堂的距离，通过山区小孩和老师对台灯的肯定，让学生从中获得成就感，激发学生学习的兴趣，培养技术意识和工程思维。以设计的一般过程为依托，通过师生问答的形式引出评价的概念及重要性。（二）教学进程活动一：评价台灯的设计过程【教师活动】统计资料显示，一项设计成果质量的好坏，60％-70％是由设计过程的质量所决定的。没有良好的设计过程，就不可能有良好的设计成果。接下来，我们进行第一个评价活动，评价台灯的设计过程。【问题设置2】针对山区同学反馈的问题，请同学们想一想学姐学长们在设计并制作台灯的过程中，可能在哪些环节出现了问题？【学生活动】思考：预设答案：构思环节、草图设计环节、制作环节【教师活动】老师认为学姐学长们有可能在构思或草图设计时没有完全达到设计要求，因此导致台灯携带不方便、功能不完善等问题；也有可能在制作台灯时，由于动手能力不足，导致台灯加工存在缺陷；当然，其它环节如在发现与明确问题时就出现了问题也是有可能的，所以设计一般过程中的任何一个环节没做好，都可能导致产品质量出问题。【教师活动】展示学姐学长设计台灯的两个片段，请同学们思考片段中的两个问题。片段一：某组学生的时间计划表【问题设置3】各环节时间安排是否合理？若不合理，该如何改进？【学生活动】思考，预设答案：不是很合理，第一个环节时间过长，后两个环节时间过短，可以把资料收集环节的时间改为两周，制作环节的时间改为5周，测试、评估及优化的时间改为4周。片段二：学生操作过程【问题设置4】操作记录表和图片中的各个操作环节是否规范？请同学们做出评价。【学生活动】思考，预设答案：在操作记录表中，锉削环节是正确的，但是划线时应该倾斜，不能垂直于钢板，锯割需要留有锉削的余量，钻孔需要佩戴眼镜且不能用手直接夹持。而在两幅图展示的操作中都将锯割线夹持在台虎钳的左侧，这是合理的，而且下图考虑到铝板太薄，使用木块进行夹持，考虑很周到，但是也有操作不当的地方，比如上图单手进行锯割是不规范的，右图的锯割线离台虎钳太近了，可能会破坏台虎钳，也不是很合理。【教师追问】如果满分5分，你给两幅图的锯割操作打几分呢？【学生活动】思考，预设答案：左图打2-3分，右图打3-4分。【教师活动】引出对设计过程的评价。同学们，刚刚我们对前面两个片段的评价其实就是对设计过程的评价，评价的内容分别是时间分配合理性和操作规范性。任务一：请同学们阅读课本174-175页，思考对设计过程的评价还包括哪些内容。【学生活动】阅读并思考，预设答案：对设计过程的评价还包括设计过程是否完备、分工是合理、采用的方法是否正确、各个环节或阶段的任务是否完成，形成的中间成果是否符合要求，是否及时地对专利进行保护，全过程是否有质量控制和相应地监督、改进措施等。【教师活动】给出一份对设计过程的评价表。以下是一份对设计过程进行评价的表格，在线段上标注打分是一种重要的评价方法。任务二：请同学们根据评价程度（红点位置），用好、较好、一般、较差和差对表格中各个评价角度进行评价说明。【学生活动】思考，预设答案：计划安排的科学性、组织的协调性较好，资源利用的合理性好，专业保护的意识差。【教师活动】强调除了表格中的评价角度外，还可从中间成果是否符合要求、操作是否规范等角度进行评价。此外，设计过程的评价不能停留在回顾层面，以后的活动中，更应该即时进行，及时改进。【设计意图】先通过设计的一般过程让学生认识到评价及优化环节被忽视或弱化，一则体现知识的整体性，二则通过评价意识的提高，培养学生的工程思维。通过设计过程的阶段性回顾，如计划表的设计、操作的规范性等等，引导学生重回情境，落实评价的环节，重在培养学生的工程思维和物化能力。最后通过评价表的理解和对评级即时性的强调，培养学生的图样表达能力和技术意识。活动二：评价台灯的设计过程【教师活动】评价设计过程是为了让产品更加符合设计要求，评价设计作品则可以实现精益求精。对作品（台灯）的评价，一般有两个常用的评价依据：一是设计的一般原则、二是事先制定的设计要求，也可以两者相结合。以下是学长学姐设计制作的3款台灯作品，如要对其进行评价，可以是学长学姐们先对其进行产品介绍，然后再由老师或同学们展开评价，这就是我们评价的两种类型，即自评和他评。任务三：请同学们选择其中一款台灯进行评价，从如下评价表中的5个评价内容进行评价并打分。【学生活动】思考，预设答案：以作品A为例。从稳定性来看，底座支撑面不是很大，稳定性一般，因此打了3分；从成本角度分析，采用废旧的木材作为主材料，成本低，因此打了5分；从台灯的尖棱凸角方面分析，台灯灯罩边缘圆角设计，不那么容易伤人，因此打了4分；从灯头的活动空间来看，由于灯头固定，因此打了3分；从照明效果来看，照明范围较广、亮度较大，因此打了4分。【教师活动】同学们在评价时，除了通过评价表进行评价，我们最常用的一种评价方法是雷达图，即将评价结果绘制成雷达图。在雷达图中，同学们要理清楚评价内容与分值之间的关系，评价分值越高代表对此项评价内容越满意。也就是说分值表示满意度，分数越高，代表对此项评价越高。比如成本5分，说明评价者对成本这一评价内容很满意，成本很低；再比如尖棱凸角4分，说明此台灯基本无尖棱凸角，从人机关系的角度，此台灯较为安全。【问题设置5】雷达图中的图形面积越大表明产品越好吗？【学生活动】思考，预设答案：对比两幅雷达图，从面积上来看，很显然，右图的面积远大于左图，但是右图中对道德原则的评价分值只有1分，道德原则是设计一般原则中的一票否决原则。因此产品面积越大不能表明产品越好，图形面积大小仅代表作品的总体水平的完善程度，不能说产品面积越大就越好。【设计意图】学生通过对设计成果的评价，理解评价在产品设计中的意义，通过雷达图评价分析培养学生的创新设计能力、工程思维及技术意识，最后突出“成本”等评价内容，教会学生使用评价的眼观看待评价及评价内容有主次，当矛盾生成时，需突出主要评价要点。活动三：优化台灯设计方案【教师活动】同学们同学们，基于评价，我们需要对台灯中的不足进行优化，接下来，我们进行第三个活动：优化台灯设计方案。山区同学使用台灯后的评价：“三合板制作的台灯虽然轻便，但不是很好携带；声控的台灯不容易控制……”结合山区同学的评价，我们还需要在材料上、结构上、功能上进行优化，除了以上优化内容外，产品优化还包括外观优化。1.功能优化【教师活动】给出功能优化的概念。它是指根据特定的用户定位，或者强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，从而更好地、更恰当地满足消费者需求的一种设计方法。针对声控台灯不易的问题，我们可以优化声控系统，如添加唤醒电路；或摒弃声控功能，改用触摸开关。我们还可以添加USB接口；安装定时和计时装置；实现手机APP连接。由于能力的限制，很多好的优化方案当前是无法实现，还需要同学们努力学习，日后将想法照进现实。2.结构优化【教师活动】结构是关系到产品造型和功能的重要因素，其设计优良与否，在很大程度上影响产品的质量和生产制造工艺，所以对结构进行巧妙、合理的优化可以给产品带来使用和制造的方便。针对台灯不便携带的问题，我们需要在结构上进行优化，可参考的结构有可折叠结构、可拆卸结构、可伸缩结构等。比如：可折叠晾衣架结构、可伸缩自拍杆结构等。我们再来看看学长学姐为山区同学设计的这一款台灯其实是可以折叠的，这是立起时的状态，这是折叠后的状态，那么为什么这个可折叠结构携带不方面呢？哪里还可以进行优化呢？我们可以关注底座结构，如果将底座结构优化，将底座改用两个可折叠的杆件，如图所示，那么便可以更方便地携带这款台灯了。3.材料优化【教师活动】随着全球工业化进程的推进，自然资源尤其是非再生性资源的滥用与破坏，严重制约着经济的可持续发展。在产品设计中对材料进行合理使用和优化，在满足产品的基本性能要求下，可以大大降低产品的生产成本，减少资源浪费。关于材料，虽然山区的同学认为三合板材料很轻便，没有反馈出具体的问题。但是在选择材料时，我们应该尽可能选择绿色材料。比如以下左图是利用可回收材料---塑料瓶制作的台灯；右图是使用废弃的PVC管材制作的台灯，这充分体现了绿色设计的理念。4.外观优化【教师活动】任何一个产品除了具备基本功能，还需追求其内含的精神、文化、艺术，不仅需要使用价值，还需观赏价值。因此还需要在外观上进行优化，可从形状、色彩、质感等方面对外观进行优化。【设计意图】从评价到优化，让学生明白评价的意义即是及时优化，通过四个方面优化内容的介绍，培养学生的技术意识与工程思维，通过简单的结构设计优化，培养学生的创新设计能力。（三）课堂总结同学们，针对山区孩子们的反馈，我们才意识到评价这个环节的重要性。通过这节课的学习，我们了解到