模型或原型的制作教學(xué)設(shè)計(jì)

　　第一節(jié)模型

　　【教材版本】通用技術(shù)必修1《技術(shù)與設(shè)計(jì)1》（江蘇教育出版社）

　　【設(shè)計(jì)理念】

　　以興趣為入手點(diǎn)，以模型的學(xué)習(xí)為載體，以引起學(xué)生的思考為落腳點(diǎn)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)體驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪^(guò)程中聯(lián)系自己的實(shí)際，實(shí)現(xiàn)方法的遷移。

　　【教材分析】

　　本節(jié)內(nèi)容在蘇教版教材中屬于第七章的第一節(jié)，是在學(xué)生完成了方案構(gòu)思和設(shè)計(jì)圖樣繪制的學(xué)習(xí)后，進(jìn)入模型或原型制作的過(guò)度環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用。本章是實(shí)踐性較強(qiáng)的章節(jié)，其內(nèi)容也隱含著一定的思想方法。模型或原型的制作是技術(shù)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，它對(duì)于學(xué)生掌握技術(shù)設(shè)計(jì)的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)方案到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化具有重要作用。本章在第一節(jié)中專(zhuān)門(mén)設(shè)置了“模型在不同階段的作用”一小節(jié)，強(qiáng)調(diào)了模型方法在設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)中的作用。這里，模型不再僅僅是一個(gè)具體的模型，它還被賦予了思想方法的內(nèi)涵。

　　本節(jié)課從模型的概念入手，使學(xué)生體會(huì)模型的功能及模型在不同設(shè)計(jì)階段的作用，滲透制作模型的重要性，明確模型制作過(guò)程不僅是設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)的過(guò)程，還是發(fā)展構(gòu)思的創(chuàng)造性過(guò)程。教材中案例距離學(xué)生實(shí)際生活較遠(yuǎn)，且數(shù)量較少很難引起學(xué)生的興趣，故教材處理時(shí)補(bǔ)充了部分模型案例，變更了榨汁機(jī)的模型為汽車(chē)模型。

　　【學(xué)情分析】

　　學(xué)生經(jīng)歷了前面的一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，從學(xué)習(xí)內(nèi)容上來(lái)看，學(xué)生了解了設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，體驗(yàn)了發(fā)現(xiàn)、明確問(wèn)題和方案構(gòu)思、呈現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)順理成章的進(jìn)入模型活原型的制作環(huán)節(jié)，但大量的理論消磨了學(xué)生的興趣，此時(shí)的學(xué)生對(duì)通用技術(shù)的興趣正在減弱時(shí)期，如何恢復(fù)學(xué)生對(duì)通用技術(shù)的興趣，如何讓學(xué)生從模型的學(xué)習(xí)中感悟出來(lái)影響自己其他學(xué)科學(xué)習(xí)的潛在根源，從而從根本上解決學(xué)習(xí)通用技術(shù)有沒(méi)有用、重不重要等問(wèn)題，因此教師的引導(dǎo)就很重要。

　　【教學(xué)目標(biāo)】

　　1.知識(shí)與技能：

　　1）能夠列舉生活中模型或原型的.實(shí)例，知道模型或原型及其功能。

　　2）理解模型制作在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段有不同的作用。

　　2.過(guò)程與方法：

　　經(jīng)歷認(rèn)識(shí)模型的過(guò)程，理解模型是技術(shù)設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)和一種重要方法。

　　3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀：

　　通過(guò)對(duì)模型及其功能的認(rèn)識(shí)過(guò)程體會(huì)動(dòng)手“做”的重要性，加強(qiáng)學(xué)習(xí)通用技術(shù)的興趣，實(shí)現(xiàn)方法的遷移。

　　【重點(diǎn)難點(diǎn)】

　　重點(diǎn)：

　　1、理解模型是設(shè)計(jì)的一個(gè)環(huán)節(jié)和一種重要的技術(shù)方法

　　2、根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品的模型或原型。

　　難點(diǎn)：

　　如何從模型的學(xué)習(xí)中體悟到“絕知此事要躬行”的理念的延伸，讓學(xué)生構(gòu)建“做中學(xué)、學(xué)中做”的理念。

　　【教學(xué)方法】

　　講授法，討論法，實(shí)例分析法

　　【教學(xué)思路】

　　積極引導(dǎo)學(xué)生討論在實(shí)際生活中經(jīng)�？吹交蚵�(tīng)到的模型的功能，結(jié)合學(xué)生和生活實(shí)際，選擇汽車(chē)的設(shè)計(jì)制作過(guò)程為載體，分析模型在構(gòu)思、試驗(yàn)、改進(jìn)和交流中的作用，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。

　　【教學(xué)過(guò)程】

　　【導(dǎo)入新課】今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程中的一個(gè)重要步驟，那就是模型或原型的制作。

　　【講解】首先我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下什么是模型或原型。

　　一、原型與模型

　　1、原型

　　【設(shè)問(wèn)】那什么是原型呢?

　　原型（prttpe）通常是第一個(gè)能全面反映產(chǎn)品功能的形體，它廣泛應(yīng)用于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中，有時(shí)原型就是最終產(chǎn)品。

　　【講解】

　　新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)需要考慮諸多方面的因素,比如:在開(kāi)發(fā)一款新汽車(chē)的車(chē)型時(shí)其美學(xué)的創(chuàng)造性要受到安全、人機(jī)工程學(xué)、可制造性等多方面要求的制約，建立產(chǎn)品的物理原型，可以對(duì)這些方面作出較好的評(píng)價(jià)。一般來(lái)說(shuō)原型有兩方面的作用。

　　2、原型的作用

　�。�1）有利于對(duì)設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)效果進(jìn)行評(píng)估。

　�。�2）有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)技術(shù)與成本的估算。

　　【過(guò)渡】既然原型具有許多作用和優(yōu)點(diǎn)，那么是不是所有的產(chǎn)品都是直接制備原型的呢？

　　我們先來(lái)看一個(gè)案例。

　　案例分析(一): 《大東方號(hào)》事例

　　【講解】《大東方號(hào)》集中了當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的各種動(dòng)力設(shè)備，邀請(qǐng)了著名的造船專(zhuān)家，想制造一艘世界上最大、航速最快的遠(yuǎn)洋輪船，但最后失敗了。其根本原因是一次的完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)后就直接施工制造的《大東方號(hào)》輪船，雖然集中了當(dāng)時(shí)造船技術(shù)的精華，但還是造成了動(dòng)力設(shè)備與龐大船體的動(dòng)力需要不匹配。

　　【評(píng)論】從《大東方號(hào)》事件我們不難看出有時(shí)直接制作原型是不行的。在很多情況下，模型是很好的替代品。接下來(lái)我們就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)模型的知識(shí)。

　　3、模型

　　【講解】模型（del）是根據(jù)實(shí)物、設(shè)計(jì)圖樣或構(gòu)思，按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實(shí)物相似的一種物體。比如：奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)模型“鳥(niǎo)巢”、神州七號(hào)飛船模型、張衡天體運(yùn)行的模型——渾天儀等

　�。▕W運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)模型“鳥(niǎo)巢”、神州七號(hào)飛船模型、張衡天體運(yùn)行的模型——渾天儀 ）

　　在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，模型是相對(duì)于原型來(lái)說(shuō)的。模型是指能反映原形事物某方面特性的等價(jià)物，其表現(xiàn)形態(tài)可以有多種。常見(jiàn)的模型有：實(shí)體模型、圖表模型、模擬模型和數(shù)學(xué)模型等幾種。

　　實(shí)體模型是根據(jù)幾何相似原理而制作的原型物體的幾何等價(jià)物，可以放大，可以縮小，可以是原型的復(fù)制品；

　　實(shí)體模型在技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用：

　　實(shí)體模型制作，是技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。因?yàn)閷?shí)體模型在設(shè)計(jì)中有著非常重要的作用。

　　（1）實(shí)體模型可以將設(shè)計(jì)方案變?yōu)榭梢�、可摸的形象�?shí)體，可以更好地表現(xiàn)方案的特性。

　　（2）通過(guò)實(shí)體模型的制作，可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性。并為產(chǎn)品的投產(chǎn)及生產(chǎn)設(shè)備的準(zhǔn)備提供可用信息。

　�。�3）通過(guò)模型的運(yùn)轉(zhuǎn)、試驗(yàn)可以為產(chǎn)品的進(jìn)一步優(yōu)化提供參考。

　　圖表模型是以圖表形式表現(xiàn)原事物的流程、結(jié)構(gòu)或發(fā)展趨勢(shì)的一種模型。如機(jī)構(gòu)組織圖，生產(chǎn)流程圖等；

　　模擬模型是用另外一種信號(hào)的運(yùn)動(dòng)情況來(lái)研究原系統(tǒng)信號(hào)運(yùn)動(dòng)情況的模型，比如，可以用電路圖中電壓信號(hào)的變化情況來(lái)替代力學(xué)系統(tǒng)中物體運(yùn)動(dòng)情況。

　　數(shù)學(xué)模型是一種以數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)表現(xiàn)事物特性的一種模型。它廣泛用于復(fù)雜的社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、軍事系統(tǒng)的研究中。

　　通過(guò)對(duì)模型的研究來(lái)研究原型，往往可以達(dá)到簡(jiǎn)單、省事的目的。特別是在原型比較復(fù)雜，甚至沒(méi)有原型的時(shí)候，就更顯得重要了。

　　【講解】請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合生活實(shí)際列舉一些模型的例子。

　　【講解】結(jié)合學(xué)生所舉實(shí)例講解。

　　【轉(zhuǎn)折】那么具體來(lái)說(shuō)模型在設(shè)計(jì)過(guò)程中能起到什么作用呢？我們以神州號(hào)飛船模型中的模擬人為例來(lái)討論。

　　案例分析（二）：神州飛船中的模擬人

　　“神舟三號(hào)”中的模擬人有什么特征?為什么要進(jìn)行“模擬人”試驗(yàn)?

　　【過(guò)渡】從我們所列舉和分析的大量實(shí)例不難看出模型是設(shè)計(jì)的一個(gè)環(huán)節(jié)和一種重要的技術(shù)方法，而且模型在技術(shù)設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要的作用，接下來(lái)我們就來(lái)分析一下模型的功能。

　　二、模型的功能

　　1、模型使設(shè)計(jì)對(duì)象具體化。

　　2、模型幫助分析設(shè)計(jì)的可能性。

　　【講解】在設(shè)計(jì)的不同階段，需要制作不同的模型。那么模型都有哪些種類(lèi)呢？

　　三、模型的分類(lèi)

　　【講解】我們以汽車(chē)模型為例來(lái)說(shuō)明。首先是草模。在設(shè)計(jì)初期階段草�？梢园言O(shè)計(jì)構(gòu)思用立體模型簡(jiǎn)單的表示出來(lái)，供設(shè)計(jì)人員深入探討時(shí)使用。

　　1、草模（汽車(chē)草模圖片）

　　草模用于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的初期階段，它可以采用立體模型將設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單的表示出來(lái)，供設(shè)計(jì)人員深入探討時(shí)使用。

　　德國(guó)學(xué)生的1：1汽車(chē)模型制作（1）

　　【講解】第二種就是概念模型。

　　2、概念模型

　　【講解】概念模型就是在草模的基礎(chǔ)上，用概括的手法表示產(chǎn)品的造型風(fēng)格、布局安排、人機(jī)關(guān)系等，從整體上表現(xiàn)產(chǎn)品造型的整體概念。比如：我們?cè)谝恍┢��?chē)雜志上看到的某某概念車(chē)，實(shí)際上對(duì)于概念車(chē)來(lái)講有兩種，一種是真正能跑的汽車(chē)，另一種就是設(shè)計(jì)概念模型。

　　【投影】（富豪在2003年紐約車(chē)展的推出的5款概念實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛙?chē)）。

　　【講解】為了研究產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，清晰地表達(dá)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸和連接方法，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)而制作的模型。

　　3、結(jié)構(gòu)模型

　　【講解】其實(shí)像化學(xué)教學(xué)中所使用的合成塔模型、生物中的人體器官模型，當(dāng)然還有物理等其他學(xué)科中的教學(xué)模型等等。

　　圖為雷克薩斯混合動(dòng)力RX400h結(jié)構(gòu)模型

　　第四種就是功能模型。

　　4、功能模型

　　【講解】功能模型，顧名思義主要用于研究產(chǎn)品的各種性能以及人機(jī)關(guān)系，同時(shí)也用作分析、檢查設(shè)計(jì)對(duì)象各部分組件尺寸與機(jī)體的相互配合關(guān)系，并在一定的條件下用于試驗(yàn)。

　　汽車(chē)撞擊試驗(yàn)圖片、利用NF-3全機(jī)低速風(fēng)洞對(duì)“運(yùn)-8”模型進(jìn)行吹風(fēng)試驗(yàn)和上海東方明珠塔模型在風(fēng)洞試驗(yàn)室中作抗強(qiáng)風(fēng)試驗(yàn)圖片。

　　【講解】最后就是在結(jié)構(gòu)模型和功能模型的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的展示模型。它是采用真實(shí)材料，用準(zhǔn)確的尺寸，做成與實(shí)際產(chǎn)品幾乎一致的模型，作為產(chǎn)品的樣品進(jìn)行展示，以便提供實(shí)體形象。另外通過(guò)展示模型可以直接向設(shè)計(jì)委托方征求意見(jiàn)，為審核方案提供實(shí)物依據(jù)。

　　5、展示模型

　　日產(chǎn)PIVO2概念車(chē)展示模型、起亞運(yùn)動(dòng)概念車(chē)—OUP、紅旗頂級(jí)SUV概念車(chē)型、本田CR-Z概念跑車(chē)、勞斯萊斯

　　小結(jié)：

　　一、原型與模型

　　1、原型

　　2、原型的作用

　�。�1）有利于對(duì)設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)效果進(jìn)行評(píng)估。

　�。�2）有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)技術(shù)與成本的估算。

　　3、模型

　　二、模型的功能

　　1、模型使設(shè)計(jì)對(duì)象具體化。

　　2、模型幫助分析設(shè)計(jì)的可能性。

　　三、模型的分類(lèi)

　　1、草模

　　2、概念模型

　　3、結(jié)構(gòu)模型

　　4、 功能模型

　　5、展示模型

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