第一節模型

　　【教材版本】通用技術必修1《技術與設計1》（江蘇教育出版社）

　　【設計理念】

　　以興趣為入手點，以模型的學習為載體，以引起學生的思考為落腳點，讓學生在學習體驗模型的過程中聯系自己的實際，實現方法的遷移。

　　【教材分析】

　　本節內容在蘇教版教材中屬于第七章的第一節，是在學生完成了方案構思和設計圖樣繪制的學習后，進入模型或原型制作的過度環節，起著承上啟下的作用。本章是實踐性較強的章節，其內容也隱含著一定的思想方法。模型或原型的制作是技術設計的重要環節，它對于學生掌握技術設計的過程，實現方案到產品的轉化具有重要作用。本章在第一節中專門設置了“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環節中的作用。這里，模型不再僅僅是一個具體的模型，它還被賦予了思想方法的內涵。

　　本節課從模型的概念入手，使學生體會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，明確模型制作過程不僅是設計思想體現的過程，還是發展構思的創造性過程。教材中案例距離學生實際生活較遠，且數量較少很難引起學生的興趣，故教材處理時補充了部分模型案例，變更了榨汁機的模型為汽車模型。

　　【學情分析】

　　學生經歷了前面的一段時間的學習，從學習內容上來看，學生了解了設計的一般過程，體驗了發現、明確問題和方案構思、呈現，應當順理成章的進入模型活原型的制作環節，但大量的理論消磨了學生的興趣，此時的學生對通用技術的興趣正在減弱時期，如何恢復學生對通用技術的興趣，如何讓學生從模型的學習中感悟出來影響自己其他學科學習的潛在根源，從而從根本上解決學習通用技術有沒有用、重不重要等問題，因此教師的引導就很重要。

　　【教學目標】

　　1.知識與技能：

　　1）能夠列舉生活中模型或原型的實例，知道模型或原型及其功能。

　　2）理解模型制作在產品設計的不同階段有不同的作用。

　　2.過程與方法：

　　經歷認識模型的過程，理解模型是技術設計中的一個環節和一種重要方法。

　　3.情感、態度與價值觀：

　　通過對模型及其功能的認識過程體會動手“做”的重要性，加強學習通用技術的興趣，實現方法的遷移。

　　【重點難點】

　　重點：

　　1、理解模型是設計的一個環節和一種重要的技術方法

　　2、根據設計方案制作一個簡單產品的模型或原型。

　　難點：

　　如何從模型的學習中體悟到“絕知此事要躬行”的理念的延伸，讓學生構建“做中學、學中做”的理念。

　　【教學方法】

　　講授法，討論法，實例分析法

　　【教學思路】

　　積極引導學生討論在實際生活中經常看到或聽到的模型的功能，結合學生和生活實際，選擇汽車的設計制作過程為載體，分析模型在構思、試驗、改進和交流中的作用，培養學習興趣。

　　【教學過程】

　　【導入新課】今天我們就來學習設計的一般過程中的一個重要步驟，那就是模型或原型的制作。

　　【講解】首先我們來認識一下什么是模型或原型。

　　一、原型與模型

　　1、原型

　　【設問】那什么是原型呢?

　　原型（prttpe）通常是第一個能全面反映產品功能的形體，它廣泛應用于新產品的開發中，有時原型就是最終產品。

　　【講解】

　　新產品的開發需要考慮諸多方面的因素,比如:在開發一款新汽車的車型時其美學的創造性要受到安全、人機工程學、可制造性等多方面要求的制約，建立產品的物理原型，可以對這些方面作出較好的評價。一般來說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現效果進行評估。

　　（2）有利于實現對于大規模生產的生產技術與成本的估算。

　　【過渡】既然原型具有許多作用和優點，那么是不是所有的產品都是直接制備原型的呢？

　　我們先來看一個案例。

　　案例分析(一): 《大東方號》事例

　　【講解】《大東方號》集中了當時世界上最先進的各種動力設備，邀請了著名的造船專家，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，雖然集中了當時造船技術的精華，但還是造成了動力設備與龐大船體的動力需要不匹配。

　　【評論】從《大東方號》事件我們不難看出有時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。接下來我們就來學習有關模型的知識。

　　3、模型

　　【講解】模型（del）是根據實物、設計圖樣或構思，按比例、生態或其他特征制成的與實物相似的一種物體。比如：奧運會主會場模型“鳥巢”、神州七號飛船模型、張衡天體運行的模型——渾天儀等

　　（奧運會主會場模型“鳥巢”、神州七號飛船模型、張衡天體運行的模型——渾天儀 ）

　　在科學技術領域中，模型是相對于原型來說的。模型是指能反映原形事物某方面特性的等價物，其表現形態可以有多種。常見的模型有：實體模型、圖表模型、模擬模型和數學模型等幾種。

　　實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物，可以放大，可以縮小，可以是原型的復制品；

　　實體模型在技術產品設計中的作用：

　　實體模型制作，是技術產品設計中十分重要的一個環節。因為實體模型在設計中有著非常重要的作用。

　　（1）實體模型可以將設計方案變為可視、可摸的形象實體，可以更好地表現方案的特性。

　　（2）通過實體模型的制作，可以驗證設計的可行性。并為產品的投產及生產設備的準備提供可用信息。

　　（3）通過模型的運轉、試驗可以為產品的進一步優化提供參考。

　　圖表模型是以圖表形式表現原事物的流程、結構或發展趨勢的一種模型。如機構組織圖，生產流程圖等；

　　模擬模型是用另外一種信號的運動情況來研究原系統信號運動情況的模型，比如，可以用電路圖中電壓信號的變化情況來替代力學系統中物體運動情況。

　　數學模型是一種以數學表達式來表現事物特性的一種模型。它廣泛用于復雜的社會系統、經濟系統、軍事系統的研究中。

　　通過對模型的研究來研究原型，往往可以達到簡單、省事的目的。特別是在原型比較復雜，甚至沒有原型的時候，就更顯得重要了。

　　【講解】請同學們結合生活實際列舉一些模型的例子。

　　【講解】結合學生所舉實例講解。

　　【轉折】那么具體來說模型在設計過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?為什么要進行“模擬人”試驗?

　　【過渡】從我們所列舉和分析的大量實例不難看出模型是設計的一個環節和一種重要的技術方法，而且模型在技術設計中發揮著重要的作用，接下來我們就來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呢？

　　三、模型的分類

　　【講解】我們以汽車模型為例來說明。首先是草模。在設計初期階段草模可以把設計構思用立體模型簡單的表示出來，供設計人員深入探討時使用。

　　1、草模（汽車草模圖片）

　　草模用于產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單的表示出來，供設計人員深入探討時使用。

　　德國學生的1：1汽車模型制作（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品的造型風格、布局安排、人機關系等，從整體上表現產品造型的整體概念。比如：我們在一些汽車雜志上看到的某某概念車，實際上對于概念車來講有兩種，一種是真正能跑的汽車，另一種就是設計概念模型。

　　【投影】（富豪在2003年紐約車展的推出的5款概念實驗模型車）。

　　【講解】為了研究產品造型與結構的關系，清晰地表達產品的結構尺寸和連接方法，并進行結構強度試驗而制作的模型。

　　3、結構模型

　　【講解】其實像化學教學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科中的教學模型等等。

　　圖為雷克薩斯混合動力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品的各種性能以及人機關系，同時也用作分析、檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系，并在一定的條件下用于試驗。

　　汽車撞擊試驗圖片、利用NF-3全機低速風洞對“運-8”模型進行吹風試驗和上海東方明珠塔模型在風洞試驗室中作抗強風試驗圖片。

　　【講解】最后就是在結構模型和功能模型的基礎上發展而來的展示模型。它是采用真實材料，用準確的尺寸，做成與實際產品幾乎一致的模型，作為產品的樣品進行展示，以便提供實體形象。另外通過展示模型可以直接向設計委托方征求意見，為審核方案提供實物依據。

　　5、展示模型

　　日產PIVO2概念車展示模型、起亞運動概念車—OUP、紅旗頂級SUV概念車型、本田CR-Z概念跑車、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現效果進行評估。

　　（2）有利于實現對于大規模生產的生產技術與成本的估算。

　　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

　　1、草模

　　2、概念模型

　　3、結構模型

　　4、 功能模型

　　5、展示模型