第七章 模型或原型的制作第一节 模型教学设计

第七章 模型或原型的制作

第一节 模型

【教材版本】通用技术必修1《技术与设计1》（江苏教育出版社）

【设计理念】

以兴趣为入手点，以模型的学习为载体，以引起师生的探讨为落脚点，让学员在学习感受模型的过程中联系自己的实际，实现方式的迁移。

【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设想和设计图样绘制的学习后，进入模型或原型制作的过于环节，起着承上启下的作用。本章是实践性较强的章节，其内容也隐含着一定的观念方法。模型或原型的制作是科技设计的重要环节，它针对学生把握技术设计的过程，实现方案到产品的转换具备重要作用。本章在第一节中专门设定了“模型在不同阶段的作用”一小节，强调了建模方式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，它还被带给了观念方法的内涵。

本节课从模型的概念入手，使学生感受模型的功能及建模在不同设计阶段的作用，渗透制作模型的重要性，明确建模制作过程虽然是设计观念阐释的过程，还是发展构想的创造性过程。教材中实例距离学生实际生活较远，且人数较少很难引起教师的兴趣，故教材处理时补充了个别模型实例，变更了榨汁机的模型为汽车模型。

【学情分析】

学生经历了后面的一段时间的学习，从学习内容上来看，学生认识了设计的通常过程，体验了看到、明确问题跟方案设想、呈现模型制作教案下载，应当顺理成章的进入模型活原型的制作环节，但长期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下降时期，如何修复学生对通用科技的兴趣，如何使学员从模型的学习中体会出来影响自己其它学科学习的潜在成因，从而从根本上缓解学习通用科技有没有用、重不重要等弊端，因此教师的鼓励就很重要。

【教学目标】

1.知识与技能：

1）能够列出生活中模型或原型的例子，知道模型或原型以及功能。

2）理解模型制作在产品设计的不同阶段有不同的作用。

2.过程与方式：

经历了解模型的过程，理解模型是科技设计中的一个环节和一种重要手段。

3.情感、态度与价值观：

通过对模型以及功能的了解过程体会动手“做”的重要性，加强学习通用科技的兴趣，实现方式的迁移。

【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手段

2、根据设计方案制作一个简单产品的建模或原型。

难点：

如何从模型的学习中诠释到“绝知此事要躬行”的观念的延伸，让学员建立“做中学、学中做”的观念。

【教学方法】

讲授法，讨论法，实例分析法

【教学思路】

积极鼓励学生探讨在实际生活中常常见到或看到的模型的功能，结合学生跟生活实际，选择汽车的设计制作过程为载体，分析建模在构想、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通常过程中的一个重要方法，那就是模型或原型的制作。

【讲解】首先我们来了解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（prototype）通常是第一个能全面体现产品用途的形体，它广泛应用于新产品的研发中，有时原型就是最终产品。

【讲解】

新产品的研发必须考量很多方面的原因,比如:在研发一款新车辆的车型时其美学的创造性要得到安全、人机工程学、可制造性等多方面要求的阻碍，建立产品的物理原型，可以对这种方面做出很好的评判。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推动效果进行评估。

（2）有利于实现针对大规模生产的制造科技与成本的预估。

【过渡】 既然原型带有许多用处和特点，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》集中了后来世界上最先进的各类动力设施，邀请了知名的船厂专家，想制造一艘世界上最大、航速更快的远洋船只，但最终失利了。其根本因素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，虽然集中了后来造船科技的精华，但而是导致了动力设施与庞大船体的动力还要不匹配。

【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。在这些状况下，模型是很高的替代品。接下来我们就来学习有关模型的常识。

3、模型

【讲解】模型（model）是按照实物、设计图样或构想，按比率、生态或其它特性制成的与实物相同的一种物体。比如：奥运会主会场模型“鸟巢”、神州七号飞船模型、张衡天体运行的建模——浑天仪等

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

在科学技术领域中，模型是相对于原型来说的。模型是指可体现原形事物某方面特征的等价物，其体现形态可以有多种。常见的建模有：实体模型、图表建模、模拟模型和物理模型等几种。

实体建模是按照几何相同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；

实体建模在科技产品设计中的作用：

实体建模制作模型制作教案下载，是科技产品设计中非常重要的一个环节。因为实体建模在设计中有着非常重要的作用。

（1）实体建模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点。

（2）通过实体建模的制作，可以验证设计的可行性。并为产品的量产及制造设施的打算提供可用信息。

（3）通过模型的运转、试验可以为产品的进一步改进提供参考。

图表模型是以图表方式体现原事物的步骤、结构或演进趋势的一种模型。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状况来研究原平台信号运动状况的建模，比如，可以用电路图中电压信号的差异情况来代替力学系统中物体运动状况。

数学建模是一种以物理表达式来体现事物特征的一种模型。它广泛用于复杂的社会平台、经济系统、军事系统的研究中。

通过对模型的探究来研究原型，往往可以超过简单、省事的目的。特别是在原型非常复杂，甚至没有原型的之后，就很显得重要了。

【讲解】 请同学们结合生活实际列举一些模型的事例。

【讲解】 结合学生所举实例讲解。

【转折】 那么准确来说模型在设计过程中可起到哪些作用呢？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”中的模拟人有哪些特性?为什么应进行“模拟人”试验?

【过渡】 从我们所列出和预测的长期实例不难看出模型是设计的一个环节和一种重要的科技手段，而且模型在科技设计中发挥着重要的作用，接下来我们就来预测一下模型的功能。

二、模型的功能

1、模型让设计对象具体化。

2、模型帮助预测设计的可能性。

【讲解】在设计的不同阶段，需要制作不同的模型。那么模型都有什么类型呢？

三、模型的分类

【讲解】 我们以汽车模型为例来表明。首先是草模。在设计早期阶段草模可以把设计构想用立体建模简单的表示进去，供设计人员深入讨论时使用。

1、草模（汽车草模图片）

草模用于产品外形设计的早期阶段，它可以运用立体建模将设计构想简单的表示进去，供设计人员深入讨论时使用。

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，用概括的技巧表示产品的外形样式、布局安排、人机关系等，从整体上体现产品外形的整体概念。比如：我们在一些汽车杂志上发现的某某概念车，实际上对于概念车来讲有两种，一种是真正可走的汽车，另一种就是设计概念模型。

【投影】（富豪在2003年纽约车展的打造的5款概念实验模型车）。

【讲解】为了探究产品外形与构架的关系，清晰地表达产品的构架尺寸跟连接方式，并进行构架强度实验而制作的建模。

3、结构模型

【讲解】其实像化学课堂中所使用的合成塔模型、生物中的身体器官模型，当然也有生物等其它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类性能并且人机关系，同时也用作分析、检查设计对象各个别部件宽度与机体的互相配合关系，并在必定的条件下用于试验。

汽车撞击实验图片、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用途模型的基础上发展而来的展现模型。它是运用真实材料，用精确的规格，做成与实际产品几乎一致的建模，作为产品的样品进行展示，以便提供实体形象。另外通过展现模型可以直接向设计委托方征求看法，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—KOUP、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推动效果进行评估。

（2）有利于实现针对大规模生产的制造科技与成本的预估。

3、模型

二、模型的功能

1、模型让设计对象具体化。

2、模型帮助预测设计的可能性。

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

作业：