模型或原型的制作教學(xué)設計
第一節模型
【教材版本】通用技術(shù)必修1《技術(shù)與設計1》（江蘇教育出版社）
【設計理念】
以興趣為入手點(diǎn)，以模型的學(xué)習為載體，以引起學(xué)生的思考為落腳點(diǎn)，讓學(xué)生在學(xué)習體驗模型的過(guò)程中聯(lián)系自己的實(shí)際，實(shí)現方法的遷移。
【教材分析】
本節內容在蘇教版教材中屬于第七章的第一節，是在學(xué)生完成了方案構思和設計圖樣繪制的學(xué)習后，進(jìn)入模型或原型制作的過(guò)度環(huán)節，起著(zhù)承上啟下的作用。本章是實(shí)踐性較強的章節，其內容也隱含著(zhù)一定的思想方法。模型或原型的制作是技術(shù)設計的重要環(huán)節，它對于學(xué)生掌握技術(shù)設計的過(guò)程，實(shí)現方案到產(chǎn)品的轉化具有重要作用。本章在第一節中專(zhuān)門(mén)設置了“模型在不同階段的作用”一小節，強調了模型方法在設計的各個(gè)環(huán)節中的作用。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涵。
本節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計階段的作用，滲透制作模型的重要性，明確模型制作過(guò)程不僅是設計思想體現的過(guò)程，還是發(fā)展構思的創(chuàng )造性過(guò)程。教材中案例距離學(xué)生實(shí)際生活較遠，且數量較少很難引起學(xué)生的興趣，故教材處理時(shí)補充了部分模型案例，變更了榨汁機的模型為汽車(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，從學(xué)習內容上來(lái)看，學(xué)生了解了設計的一般過(guò)程，體驗了發(fā)現、明確問(wèn)題和方案構思、呈現，應當順理成章的進(jìn)入模型活原型的制作環(huán)節，但大量的理論消磨了學(xué)生的興趣，此時(shí)的學(xué)生對通用技術(shù)的興趣正在減弱時(shí)期，如何恢復學(xué)生對通用技術(shù)的興趣，如何讓學(xué)生從模型的學(xué)習中感悟出來(lái)影響自己其他學(xué)科學(xué)習的潛在根源，從而從根本上解決學(xué)習通用技術(shù)有沒(méi)有用、重不重要等問(wèn)題，因此教師的引導就很重要。
【教學(xué)目標】
1.知識與技能：
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)品設計的不同階段有不同的作用。
2.過(guò)程與方法：
經(jīng)歷認識模型的過(guò)程，理解模型是技術(shù)設計中的一個(gè)環(huán)節和一種重要方法。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：
通過(guò)對模型及其功能的認識過(guò)程體會(huì )動(dòng)手“做”的重要性，加強學(xué)習通用技術(shù)的興趣，實(shí)現方法的遷移。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn)：
1、理解模型是設計的一個(gè)環(huán)節和一種重要的技術(shù)方法
2、根據設計方案制作一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品的模型或原型。
難點(diǎn)：
如何從模型的學(xué)習中體悟到“絕知此事要躬行”的理念的延伸，讓學(xué)生構建“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，結合學(xué)生和生活實(shí)際，選擇汽車(chē)的設計制作過(guò)程為載體，分析模型在構思、試驗、改進(jìn)和交流中的作用，培養學(xué)習興趣。
【教學(xué)過(guò)程】
【導入新課】今天我們就來(lái)學(xué)習設計的一般過(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)認識一下什么是模型或原型。
一、原型與模型
1、原型
【設問(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，可以對這些方面作出較好的評價(jià)。一般來(lái)說(shuō)原型有兩方面的作用。
2、原型的作用
�。�1）有利于對設計方案的實(shí)現效果進(jìn)行評估。
�。�2）有利于實(shí)現對于大規模生產(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》事例
【講解】《大東方號》集中了當時(shí)世界上最先進(jìn)的各種動(dòng)力設備，邀請了著(zhù)名的造船專(zhuān)家，想制造一艘世界上最大、航速最快的遠洋輪船，但最后失敗了。其根本原因是一次的完成圖紙設計后就直接施工制造的《大東方號》輪船，雖然集中了當時(shí)造船技術(shù)的精華，但還是造成了動(dòng)力設備與龐大船體的動(dòng)力需要不匹配。
【評論】從《大東方號》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)習有關(guān)模型的知識。
3、模型
【講解】模型（del）是根據實(shí)物、設計圖樣或構思，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：奧運會(huì )主會(huì )場(chǎng)模型“鳥(niǎo)巢”、神州七號飛船模型、張衡天體運行的模型——渾天儀等
�。▕W運會(huì )主會(huì )場(chǎng)模型“鳥(niǎo)巢”、神州七號飛船模型、張衡天體運行的模型——渾天儀 ）
在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，模型是相對于原型來(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、模擬模型和數學(xué)模型等幾種。
實(shí)體模型是根據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，可以是原型的復制品；
實(shí)體模型在技術(shù)產(chǎn)品設計中的作用：
實(shí)體模型制作，是技術(shù)產(chǎn)品設計中十分重要的一個(gè)環(huán)節。因為實(shí)體模型在設計中有著(zhù)非常重要的作用。
�。�1）實(shí)體模型可以將設計方案變?yōu)榭梢�、可摸的形象�?shí)體，可以更好地表現方案的特性。
�。�2）通過(guò)實(shí)體模型的制作，可以驗證設計的可行性。并為產(chǎn)品的投產(chǎn)及生產(chǎn)設備的準備提供可用信息。
�。�3）通過(guò)模型的運轉、試驗可以為產(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原事物的流程、結構或發(fā)展趨勢的一種模型。如機構組織圖，生產(chǎn)流程圖等；
模擬模型是用另外一種信號的運動(dòng)情況來(lái)研究原系統信號運動(dòng)情況的模型，比如，可以用電路圖中電壓信號的變化情況來(lái)替代力學(xué)系統中物體運動(dòng)情況。
數學(xué)模型是一種以數學(xué)表達式來(lái)表現事物特性的一種模型。它廣泛用于復雜的社會(huì )系統、經(jīng)濟系統、軍事系統的研究中。
通過(guò)對模型的研究來(lái)研究原型，往往可以達到簡(jiǎn)單、省事的目的。特別是在原型比較復雜，甚至沒(méi)有原型的時(shí)候，就更顯得重要了。
【講解】請同學(xué)們結合生活實(shí)際列舉一些模型的例子。
【講解】結合學(xué)生所舉實(shí)例講解。
【轉折】那么具體來(lái)說(shuō)模型在設計過(guò)程中能起到什么作用呢？我們以神州號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”中的模擬人有什么特征?為什么要進(jìn)行“模擬人”試驗?
【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計的一個(gè)環(huán)節和一種重要的技術(shù)方法，而且模型在技術(shù)設計中發(fā)揮著(zhù)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、模型使設計對象具體化。
2、模型幫助分析設計的可能性。
【講解】在設計的不同階段，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。在設計初期階段草�？梢园言O計構思用立體模型簡(jiǎn)單的表示出來(lái)，供設計人員深入探討時(shí)使用。
1、草模（汽車(chē)草模圖片）
草模用于產(chǎn)品造型設計的初期階段，它可以采用立體模型將設計構思簡(jiǎn)單的表示出來(lái)，供設計人員深入探討時(shí)使用。
德國學(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上，用概括的手法表示產(chǎn)品的造型風(fēng)格、布局安排、人機關(guān)系等，從整體上表現產(chǎn)品造型的整體概念。比如：我們在一些汽車(chē)雜志上看到的某某概念車(chē)，實(shí)際上對于概念車(chē)來(lái)講有兩種，一種是真正能跑的汽車(chē)，另一種就是設計概念模型。
【投影】（富豪在2003年紐約車(chē)展的推出的5款概念實(shí)驗模型車(chē)）。
【講解】為了研究產(chǎn)品造型與結構的關(guān)系，清晰地表達產(chǎn)品的結構尺寸和連接方法，并進(jìn)行結構強度試驗而制作的模型。
3、結構模型
【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結構模型
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關(guān)系，同時(shí)也用作分析、檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關(guān)系，并在一定的條件下用于試驗。
汽車(chē)撞擊試驗圖片、利用NF-3全機低速風(fēng)洞對“運-8”模型進(jìn)行吹風(fēng)試驗和上海東方明珠塔模型在風(fēng)洞試驗室中作抗強風(fēng)試驗圖片。
【講解】最后就是在結構模型和功能模型的基礎上發(fā)展而來(lái)的展示模型。它是采用真實(shí)材料，用準確的尺寸，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計委托方征求意見(jiàn)，為審核方案提供實(shí)物依據。
5、展示模型
日產(chǎn)PIVO2概念車(chē)展示模型、起亞運動(dòng)概念車(chē)—OUP、紅旗頂級SUV概念車(chē)型、本田CR-Z概念跑車(chē)、勞斯萊斯
小結：
一、原型與模型
1、原型
2、原型的作用
�。�1）有利于對設計方案的實(shí)現效果進(jìn)行評估。
�。�2）有利于實(shí)現對于大規模生產(chǎn)的生產(chǎn)技術(shù)與成本的估算。
3、模型
二、模型的功能
1、模型使設計對象具體化。
2、模型幫助分析設計的可能性。
三、模型的分類(lèi)
1、草模
2、概念模型
3、結構模型
4、 功能模型
5、展示模型
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