高中通用技术新苏教版必修《技术与设计1》 4.3 任务二 尝试应用设问法和仿生法 教案

任务二尝试应用设问法和仿生法

一、教学内容

运用恰当的构思方法是构思的关键之一。前一节课的内容是形态分析法和联想法，本节课主要学习设问法和仿生法。仿生法是是模拟自然界生物的某些功能、原理、结构和形态的一种启发性的创造技法，旨在支持学生的设计再创新意。设问法是通过多角度提出问题，从问题中寻找思路，进而作出选择，并深入开发创造性设想的一种构思方法，旨在引导学生从总体上检查设计的合理性。这两种技法对学生产生创意、制订完整可行的方案具有重要的指导意义。

二、学科核心素养要求

1. 创新设计：通过案例分析等活动，理解设问法和仿生法等常用构思方法及其作用，选择并尝试合适的构思方法完成方案的构思。

2. 图样表达：能用简单的草图表达与交流设计构想。

三、教学重点、难点

1. 重点：运用仿生法和5W2H法来解决技术问题。

2. 难点：选择并应用合适的构思方法，完成方案的构思。

四、教学准备

教学课件、学习手册、A4纸等。

五、教学过程

1. 新课导入

教师：播放盾构机原理图片，分析盾构机仿生案例。

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构施工法是掘进机在掘进的同时构建隧道之“盾”（指支撑性管片）。盾构机的圆柱体组件的壳体，即护盾，对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力。有时还起到承受地下水压，以及将地下水挡在外面的作用。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

18世纪末，英国在开挖伦敦泰晤士河隧道时遇阻，法国工程师布鲁诺尔（Marc Isambard Brunel）发现，船蛆会从体内分泌一种液体并涂在孔壁上形成保护壳，以抵抗木板潮湿后发生的膨胀。他从船蛆的这种行为中获得了灵感，发明了第一代盾构机。

学生：听讲，理解其中的仿生法。

2.新知探究：仿生法

活动：折纸飞机，然后放飞，比较两种飞机的飞行路径和效果。

学生：与教师提供的带翘起小翼的仿生纸飞机对比，然后增加翘起小翼，分析差异原因。

教师：结合案例，讲解仿生法概念。

技术并不一定是根据科学原理发明的。比如：飞机为什么能飞起来？至今没有得出一致认同的原理。飞机更多地是在自然事物地启发下，不断试验演进的结果。技术也有可能直接来源于自然现象的启发。仿生法就是模拟自然生物形态来进行设计的一种方法。

问题探究：图片中的产品有什么特点？你能猜到其设计的灵感来源吗？

案例：尼龙搭扣、蜂巢轮胎、猫爪杯、果汁包装盒。

学生：回答问题，了解仿生的四种类型。

案例探析：西汉青铜雁鱼灯。

教师：仿形时，应注意形式与功能相结合。西汉青铜雁鱼灯，灯罩可自由转动，能调节灯光照射方向和抵御来风，雁腹内可盛清水，用以吸收经过雁颈而来的灯燃烧时产生的烟油，将外观的形象美感（装饰）与作为灯具的整体实用性结合得天衣无缝。

学生：听讲，理解。

活动交流：你还知道哪些仿生法的应用？请尝试用仿生法设计灯具。

学生：举例并加以分析，简要介绍台灯仿生设计思路。

教师：结合正例和反例，说明仿生法要运用恰当。

任务：分析设计对象的结构，探讨可以实施仿生设计的主要构成部件以及仿生方式。

针对自己的设计草案，尝试进行形态的仿生设计，选择1～2组展示和评析。

3.新知探究：设问法

教师：介绍设问法的概念与主要类型。

设问法是通过多角度提出问题，从问题中寻找思路，进而作出选择并深入开发创造性设想的一种构思方法。它的主要类型有检核表法、5W2H法以及和田十二法等。

设问法借助各种思维技巧，抓住事物具有普遍意义的方面进行提问。

教师：讲解5W2H法的概念以及各个问题的具体含义。

任务：针对自己的设计方案，运用5W2H法，检查设计方案的合理性，然后展开交流，完善自己的设计方案。

选择1～2个小组的设计项目，交流评析。

教师：从各组项目中选择一个合适的项目，展示该小组运用5W2H法的构思成果，引导学生应用5W2H法提出更多的设想。

学生：参与任务活动。

4.项目实践

从形态分析法、联想法、仿生法或设问法等方法中选择合适的构思方法，综合应用于自己的设计中，并形成或完善自己的设计方案。

教师：巡视，个性化指导，选择部分有交流价值的方案展示分享

学生：创意想象？，完善方案。

5.课堂小结

问题思考：这两节课，我们学习了哪几种构思方法？哪一种被有效地用在了自己的方案构思中？这几种构思方法各有什么特点，分别适合什么情况下使用？还有什么别的构思方法吗？

学生：回顾总结，分享学习收获。

六、教学总结

通过选择丰富而适当的案例，启发学生理解仿生法的含义。课堂教学中，有意识的选择了西汉雁鱼铜灯、盾构机等与我国优秀传统文化和现代科技成就有关的案例，增强了学生的

民族自豪感。

七、教学反思

本节课教学内容不多，教师准备了丰富的案例，在使用时需要根据学生的实际情况来有针对性的选择适合的案例，把更多的时间留给学生。