模型或原型的制作教学设计

第一节模型

【教材版本】通用技术必修1《技术与设计1》（*苏教育出版社）

【设计理念】

以兴趣为入手点，以模型的学习为载体，以引起学生的思考为落脚点，让学生在学习体验模型的过程中联系自己的实际，实现方法的迁移。

【教材分析】

本节内容在苏教版教材中属于第七章的第一节，是在学生完成了方案构思和设计图样绘制的学习后，进入模型或原型制作的过度环节，起着承上启下的作用。本章是实践*较强的章节，其内容也隐含着一定的思想方法。模型或原型的制作是技术设计的重要环节，它对于学生掌握技术设计的过程，实现方案到产品的转化具有重要作用。本章在第一节中专门设置了“模型在不同阶段的作用”一小节，强调了模型方法在设计的各个环节中的作用。这里，模型不再仅仅是一个具体的模型，它还被赋予了思想方法的内涵。

本节课从模型的概念入手，使学生体会模型的功能及模型在不同设计阶段的作用，渗透制作模型的重要*，明确模型制作过程不仅是设计思想体现的过程，还是发展构思的创造*过程。教材中案例距离学生实际生活较远，且数量较少很难引起学生的兴趣，故教材处理时补充了部分模型案例，变更了榨汁机的模型为汽车模型。

【学情分析】

学生经历了前面的一段时间的学习，从学习内容上来看，学生了解了设计的一般过程，体验了发现、明确问题和方案构思、呈现，应当顺理成章的进入模型活原型的制作环节，但大量的理论消磨了学生的兴趣，此时的学生对通用技术的兴趣正在减弱时期，如何恢复学生对通用技术的兴趣，如何让学生从模型的学习中感悟出来影响自己其他学科学习的潜在根源，从而从根本上解决学习通用技术有没有用、重不重要等问题，因此教师的引导就很重要。

【教学目标】

1.知识与技能：

1）能够列举生活中模型或原型的实例，知道模型或原型及其功能。

2）理解模型制作在产品设计的不同阶段有不同的作用。

2.过程与方法：

经历认识模型的过程，理解模型是技术设计中的一个环节和一种重要方法。

3.情感、态度与价值观：

通过对模型及其功能的认识过程体会动手“做”的重要*，加强学习通用技术的兴趣，实现方法的迁移。

【重点难点】

重点：

1、理解模型是设计的一个环节和一种重要的技术方法

2、根据设计方案制作一个简单产品的模型或原型。

难点：

如何从模型的学习中体悟到“绝知此事要躬行”的理念的延伸，让学生构建“做中学、学中做”的理念。

【教学方法】

讲授法，讨论法，实例分析法

【教学思路】

积极引导学生讨论在实际生活中经常看到或听到的模型的功能，结合学生和生活实际，选择汽车的设计制作过程为载体，分析模型在构思、试验、改进和交流中的作用，培养学习兴趣。

【教学过程】

【导入新课】今天我们就来学习设计的一般过程中的一个重要步骤，那就是模型或原型的制作。

【讲解】首先我们来认识一下什么是模型或原型。

一、原型与模型

1、原型

【设问】那什么是原型呢?

原型（prttpe）通常是第一个能全面反映产品功能的形体，它广泛应用于新产品的开发中，有时原型就是最终产品。

【讲解】

新产品的开发需要考虑诸多方面的因素,比如:在开发一款新汽车的车型时其美学的创造*要受到安全、人机工程学、可制造*等多方面要求的制约，建立产品的物理原型，可以对这些方面作出较好的评价。一般来说原型有两方面的作用。

2、原型的作用

（1）有利于对设计方案的实现效果进行评估。

（2）有利于实现对于大规模生产的生产技术与成本的估算。

【过渡】既然原型具有许多作用和优点，那么是不是所有的产品都是直接制备原型的呢？

我们先来看一个案例。

案例分析(一):《大东方号》事例

【讲解】《大东方号》集中了当时世界上最先进的各种动力设备，邀请了著名的造船专家，想制造一艘世界上最大、航速最快的远洋轮船，但最后失败了。其根本原因是一次的完成图纸设计后就直接施工制造的《大东方号》轮船，虽然集中了当时造船技术的精华，但还是造成了动力设备与庞大船体的动力需要不匹配。

【评论】从《大东方号》事件我们不难看出有时直接制作原型是不行的。在很多情况下，模型是很好的替代品。接下来我们就来学习有关模型的知识。

3、模型

【讲解】模型（del）是根据实物、设计图样或构思，按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。比如：奥运会主会场模型“鸟巢”、神州七号飞船模型、张衡天体运行的模型——浑天仪等

（奥运会主会场模型“鸟巢”、神州七号飞船模型、张衡天体运行的模型——浑天仪）

在科学技术领域中，模型是相对于原型来说的。模型是指能反映原形事物某方面特*的等价物，其表现形态可以有多种。常见的模型有：实体模型、图表模型、模拟模型和数学模型等几种。

实体模型是根据几何相似原理而制作的原型物体的几何等价物，可以放大，可以缩小，可以是原型的复制品；

实体模型在技术产品设计中的作用：

实体模型制作，是技术产品设计中十分重要的一个环节。因为实体模型在设计中有着非常重要的作用。

（1）实体模型可以将设计方案变为可视、可摸的形象实体，可以更好地表现方案的特*。

（2）通过实体模型的制作，可以验*设计的可行*。并为产品的投产及生产设备的准备提供可用信息。

（3）通过模型的运转、试验可以为产品的进一步优化提供参考。

图表模型是以图表形式表现原事物的流程、结构或发展趋势的一种模型。如机构组织图，生产流程图等；

模拟模型是用另外一种信号的运动情况来研究原系统信号运动情况的模型，比如，可以用电路图中电压信号的变化情况来替代力学系统中物体运动情况。

数学模型是一种以数学表达式来表现事物特*的一种模型。它广泛用于复杂的社会系统、经济系统、*事系统的研究中。

通过对模型的研究来研究原型，往往可以达到简单、省事的目的。特别是在原型比较复杂，甚至没有原型的时候，就更显得重要了。

【讲解】请同学们结合生活实际列举一些模型的例子。

【讲解】结合学生所举实例讲解。

【转折】那么具体来说模型在设计过程中能起到什么作用呢？我们以神州号飞船模型中的模拟人为例来讨论。

案例分析（二）：神州飞船中的模拟人

“神舟三号”中的模拟人有什么特征?为什么要进行“模拟人”试验?

【过渡】从我们所列举和分析的大量实例不难看出模型是设计的一个环节和一种重要的技术方法，而且模型在技术设计中发挥着重要的作用，接下来我们就来分析一下模型的功能。

二、模型的功能

1、模型使设计对象具体化。

2、模型帮助分析设计的可能*。

【讲解】在设计的不同阶段，需要制作不同的模型。那么模型都有哪些种类呢？

三、模型的分类

【讲解】我们以汽车模型为例来说明。首先是草模。在设计初期阶段草模可以把设计构思用立体模型简单的表示出来，供设计人员深入探讨时使用。

1、草模（汽车草模图片）

草模用于产品造型设计的初期阶段，它可以采用立体模型将设计构思简单的表示出来，供设计人员深入探讨时使用。

德国学生的1：1汽车模型制作（1）

【讲解】第二种就是概念模型。

2、概念模型

【讲解】概念模型就是在草模的基础上，用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排、人机关系等，从整体上表现产品造型的整体概念。比如：我们在一些汽车杂志上看到的某某概念车，实际上对于概念车来讲有两种，一种是真正能跑的汽车，另一种就是设计概念模型。

【投影】（富豪在2003年纽约车展的推出的5款概念实验模型车）。

【讲解】为了研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法，并进行结构强度试验而制作的模型。

3、结构模型

【讲解】其实像化学教学中所使用的合成塔模型、生物中的人体器官模型，当然还有物理等其他学科中的教学模型等等。

图为雷克萨斯混合动力rx400h结构模型

第四种就是功能模型。

4、功能模型

【讲解】功能模型，顾名思义主要用于研究产品的各种*能以及人机关系，同时也用作分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系，并在一定的条件下用于试验。

汽车撞击试验图片、利用nf-3全机低速风洞对“运-8”模型进行吹风试验和上海东方明珠塔模型在风洞试验室中作抗强风试验图片。

【讲解】最后就是在结构模型和功能模型的基础上发展而来的展示模型。它是采用真实材料，用准确的尺寸，做成与实际产品几乎一致的模型，作为产品的样品进行展示，以便提供实体形象。另外通过展示模型可以直接向设计委托方征求意见，为审核方案提供实物依据。

5、展示模型

日产pivo2概念车展示模型、起亚运动概念车—oup、红旗顶级suv概念车型、本田cr-z概念跑车、劳斯莱斯

小结：

一、原型与模型

1、原型

2、原型的作用

（1）有利于对设计方案的实现效果进行评估。

（2）有利于实现对于大规模生产的生产技术与成本的估算。

3、模型

二、模型的功能

1、模型使设计对象具体化。

2、模型帮助分析设计的可能*。

三、模型的分类

1、草模

2、概念模型

3、结构模型

4、功能模型

5、展示模型

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