设计过程教学项目 体会设计过程学习目标 通过本单元的学习，你应该能够： 1. 通过调查发现值得和能够解决的技术问题； 2. 根据设计对象和现有工作条件确定具体的设计要求； 3. 选择合适的信息渠道收集所需的专业信息； 4. 制定符合要求的设计方案并进行优化； 5. 根据设计要求选择合适的材料和相应的工具； 6. 比较两个常用制作工艺的特点 7. 选择合适的工艺进行简单的模型制作； 8. 编写简单的产品说明书； 9. 对自己的两项设计能力做出自我评价； 10.说出项目工作的 4 个阶段3设计过程本单元设计项目任务 为你所在的社区或村庄设计一个生活垃圾箱并制作出模型。

学时数：9人类是地球上最大的垃圾制造群体。

由于科技、生产和生活水平的提高，人类 对资源的消耗也在飞速增长，同时产生的各种垃圾越来越多。

全球每年产生 450 亿 吨垃圾，其中有 100 亿吨生活垃圾！而产生 1 吨生活垃圾意味着已经在工业生产中 产生了 5 吨工业垃圾和 30 吨矿冶废料！垃圾已经成为我们不可回避的问题。

一 背景材料——垃圾与垃圾处理目前我国城市每年产生 1.2 亿吨垃圾，而且正以每年 8%左右的速度增长，其中 大约有一半未经处理，农村及农业垃圾还未统计在内。

典型学习情境：垃圾有哪些危害？日本水俁湾汞污染事件由于汞中 毒而病患的孩子2设计过程垃圾的危害 一般城市每人每天产生垃圾 1-2 公斤，其多寡及成分与居民 的生活水平、习惯、废旧物资回收利用和市政建设情况有关。

我 国的生活垃圾主要是厨余垃圾，有的城市生活垃圾中炉灰占到了 70%，以厨余垃圾为主的有机物约 20%，其余为玻璃、塑料和废 纸等。

那么这些生活垃圾都有什么危害呢？ 一、污染水体。

垃圾未经无害化处理或随意堆放，将随天然 降水或地表径流进入江河湖泊，其有害成分会造成水体污染，如 果将垃圾直接倾倒入水体中，造成的危害更大。

垃圾的有害成分 能随渗沥液进入土壤，从而污染地下水。

我国个别城市的垃圾填 埋场周围发现，地下水的浓度、色度、总细菌数、重金属含量等 污染指标严重超标。

二、污染大气。

目前，焚烧法处理垃圾是一种较为流行的方 式，但焚烧产生大量的有害气体和粉尘；一些长期堆放的垃圾在 适宜的温度和湿度下也会被微生物分解释放出有害气体。

三、污染土壤。

土壤是许多细菌、真菌等微生物的聚居场所， 这些微生物在土壤功能的体现中起着重要的作用，与土壤构成了 一个平衡的生态系统。

而不经处理的有害垃圾，经过风化、雨淋 和地表径流等作用，其有毒液体渗入土壤，能杀死土壤中的微生 物，破坏土壤的功能，污染严重的地方甚至寸草不生。

四、侵占土地。

不断增加的垃圾如不加利用就要占用大量的 土地来堆放。

许多城市利用大片城郊边缘的农田来堆放垃圾，有 人形容我们的城市已经被垃圾所包围。

学习任务1. 小调查：检查一下你们家的垃圾筒，看有那些物品？其中哪些可能 是对环境或人畜有海的？3设计过程废电池的危害 废旧电池主要含汞、铅、镍、镉等重金属，都是对自然界危害最大的几种 物质。

包括含汞电池在内的废电池因还有有害重金属而被列入危险废物控制的 名录。

有关资料显示，如果一节一号电池随生活垃圾一起填埋或随手丢弃，能 使 1 平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使 600 吨水受到污染， 相当于一个人一生的饮水量。

事实上，我国目前只处理了垃圾总量的一小部分，其余大部分垃圾未经任何处 理就被弃置在自然环境中，严重污染着环境。

典型学习情境一：垃圾是怎样收集处理的？垃圾所填埋焚烧和堆肥白色污染指由塑料废弃物造成的环境污染，包括塑料购物袋、塑料包装袋、聚乙烯 一次性发泡餐具和农用地膜等。

这些不可降解塑料在自然界的分解过程需要数 百年。

如果将其填埋，将影响植物吸收养分和水分，如耕地中农用地膜碎片残 留量达到 3 公斤/亩时，农作物将减产 10%！如果焚烧塑料将会释放出多种有害 气体，其中有一种叫二恶英的化合物毒性极大，即使在很小摄入量的情况下， 也能使鸟类和鱼类出现畸形和死亡，它也是最重要致癌物之一。

2设计过程2. 举例说明你所在社区或村庄的生活垃圾是如何收集和处理的。

小 学习任务组讨论：这样处理的优缺点。

3. 讨论：针对白色污染，我们可以采取什么措施？在一星期后，根 据自己的经验，再次讨论这些措施的可行性并提出改进方案。

生活垃圾无害化处理 北京每天产生生活垃圾 8700 吨，如按 4 吨的卡车计算，每天都要运出 2175 卡车城市垃圾。

这么多垃圾都运到哪儿去了， 是如何处理的，记者到北京目前技术设备最先进的北神树垃圾填 埋场看了个究竟。

北神树垃圾填埋场日处理垃圾 1000 吨，填埋高度为 54 米， 总填埋量为 514 万吨，封场后相当于两个多景山。

填埋场最底层 由防漏层构成，防漏层上设有导流管，收集垃圾在腐烂后渗出的 液体并进行回灌处理，保护地下水不受污染。

在填埋垃圾的同时 铺设置收集沼气的管道，将产生的沼气收集起来利用或燃烧，不 仅防止垃圾中易燃、易爆的甲烷气体发生爆炸，还可防止垃圾经 长时间发酵产生对人嗅觉有刺激作用的混合气体污染空气。

城市生活垃圾先运到转运站分检，然后把垃圾分成 5 类，60 毫米-15 毫米的垃圾被转运到垃圾场填埋。

现场采用人工和机械 结合喷洒药物进行消毒灭蝇。

垃圾在压实达到一定密度和高度后， 覆盖细粒垃圾或黄土，达到设计高度要求后，最上层覆盖高科技 绿色复合防水新型材料，对垃圾填埋进行防渗、密封和隔离处理。

这既利于沼气收集，又可防止沼气无序排放和垃圾渗沥液外污染 及雨水进入垃圾内。

填埋场封场后，表面实行绿化植树。

垃圾填 埋场从开始到建成，一般需 30 年垃圾的化学反应才能停止。

使 用四五年后，被填埋的垃圾进入化学反映高峰期，科学监控是实 现现代化管理的重要手段。

3设计过程4. 下面是目前常用的垃圾处理方法，方法名称 焚烧法回收法方法简介 焚烧有利方面不利因素用于发电，可利 造价昂贵，易造成 用垃圾能量 更严重的二次污染再生利用添深埋地下堆肥法用水泥石膏等 固化剂包封安全可靠容易污染空气和地 下水适应面较窄易造成 水源和空气污染根据这些信息，请你设想一些新的垃圾处理方法。

二 发现与明确问题——收集有关垃圾收集的信息从前面的的介绍中，我们已经知道了垃圾的危害，知道每个人不但是物质消费 者，也是垃圾的制造者。

我们应该从身边垃圾的收集开始，正视垃圾问题，努力做 一个负责任的公民。

从现在开始，我们就开始设计制作自己的生活垃圾箱吧！典型学习情境二：需求和愿望调查要想设计制作一个被广大居民所 乐意使用的垃圾箱，首先必须了解这些 居民的生活习惯、需求愿望以及当地关 于生活垃圾收集的规定。

2让我们的调查从身边的人开始。

设计过程观察法和访谈法是实证性调查的重要方法。

观察法：在自然条件下，有目的、有计划地观察被调查人的行为或事物的 状态，并做观察记录，记录的内容包括观察目的、对象、时间和观察项目等。

访谈法：通过和被调查者的交谈，了解其对事物的看法与态度。

5. 针对你自己的家庭和若干邻居家的垃圾收集情况做一个调查，将 调查所获得的信息填入下表。

学习任务表一：垃圾的种类及处理观察记录表观察目的观察对象观垃圾察种类内处置容方法自己家邻居家表二：访谈记录表访谈对象访谈内容１ 家庭里产生什么 垃圾？如何处置这些垃圾？ 访谈内容２ 被访者对目前垃 圾收集和处置的 意见与想法。

（自拟问题）访谈时间访谈地点3设计过程采用访谈法时，既可以在访谈前设计好提问提纲，也可以围 绕主题与被访者进行交谈获得所需要的信息。

学习任务6. 将你的观察和访谈的结果整理后，将有用的信息填入一个新的表 格中。

表格的样式完全由你自己来设计确定，表格中的内容将是 你做后面垃圾箱设计的基本信息。

北京、上海等大中城市，已经开始在居民社区设置分类垃圾箱。

居民将生 活垃圾分类装袋以后放入分类垃圾箱，从源头上保证垃圾的资源化利用和无害 化处理。

上海将生活垃圾分为 3 类收集，清理后分为焚烧垃圾和非焚烧垃圾。

在焚烧厂服务区，按有害垃圾、废玻璃和焚烧垃圾分类，红色容器收集有害垃 圾，绿色容器收集废玻璃，黑色容器收集焚烧垃圾；在非焚烧厂服务区，则按 湿垃圾、干垃圾和有害垃圾分类，红色容器收集有害垃圾，绿色容器收集干垃 圾，黑色容器收集湿垃圾。

随着人们对资源与环境问题认识的加深和对文明生活的更高要求，垃圾的 分类收集和处理未来将在我国城镇社区和村庄普及。

7. 针对你的社区或村庄垃圾的收集与处置情况做一个调查，将调查 所获得的信息填入下表。

2设计过程观察目的观垃圾察种类内处置容方法8. 针对社区或村庄垃圾的收集与处置情况，与清洁工、社区或村的 卫生管理人员做一次访谈，将调查所获得的信息填入下表。

访谈对象访谈内容 1 社区目前 主要有哪 些垃圾？ 这些垃圾 是如何处 置的？ 访谈内容 ２被访者 对目前垃 圾收集和 处置的意 见与建议。

访谈时间访谈地点（自拟问 题）社区或村庄里的清洁工或卫生管理人员是你进行本次访 谈的对象，也许你们不认识，对他们的友善和尊重是得到信息的基础。

9. 参照学习任务 8，将调查所获得的信息制成一个能够全面反映情况的表格。

3设计过程10. 通过调查，我们获得了一些有关人们在垃圾收集和处置问题上的 意见和建议，现在让我们对这次调查的本身做一个总结。

请将对 这次调查的评价填入下表。

项目调查中的情况对结果可能的影响调查对象选择问题的提出调查环境可信度数据整理三 制定设计方案下面，我们应该讨论垃圾箱本身的问题了。

典型学习情境：了解垃圾箱——收集信息要想设计制作一个在功能、大 小、安全、外观和耐用性等方面达 到一定要求的垃圾箱，除用户需求 外，还要了解有关材料、制作设备、 工艺以及市场现状等方面的知识。

2材料、用途、成本和公众接受程度等指标进行归类。

12.你不同的获取信息的渠道做一评价。

典型学习情境：自己设计一个垃圾箱垃圾箱与所处的环境相协调。

湿垃圾：主要指厨房产生的厨余、果皮等含水率较高的食物性垃圾，包括剩饭菜、动物内脏骨头、蔬菜梗叶、果皮核籽、废弃茶叶渣等。

干垃圾：可以被直接回收利用或再生后循环使用的含水率较低的垃圾。

有害垃圾：对自然环境或人体健康造成现实危害或潜在危害的废弃物，包括废电池、废荧光灯管、废油漆（桶）、过期药品以及有机类杀虫剂等。

大件垃圾：重量超过5公斤或体积超过0.2立方米和长度超过1米的废旧家具、电器以及包装箱等大型的、耐久性的固体废弃物，这些都是混入一般生活垃圾中同时清运有困难的特殊的生活垃圾。

13. 依据全部收集信息和调查的结果，提出你对垃圾箱的基本设计构思。

14.采用第一单元所学的“头脑风暴”法，交流大家的设计思想。

由设想接近的同学组成设计小组，每小组制定一个共同的设计计划，记录和展示小组成员讨论统一后的设计思路。