資源簡介

高三通用技術第2課時 學案
第三章 設計過程、原則及評價
[知識要點]：
一、設計的一般過程
1、 問題；2、制定設計方案；3、制作 ；4、測試、評估及 ；5、產品的 。
二、設計的評價
設計的評價是依據 ，采取 和手段，對設計所設計的 進行事實判斷和價值認定的活動。
1、對設計過程的評價設計：過程是否完備，分工是否合理，采用的方法是否正確，各個環節或階段的任務是否完成，形成的中間成果（方案）是否符合要求，全過程是否有相應的監督、改進措施等方面進行評價。
2、對最終產品的評價，如對一個日常用品，可以從其功能、形態、效率、創新性、安全性、易操作性、性能價格比、美學因素，對社會、環境、資源的影響及市場應用前景等方面進行評價。對不同的產品，評價的 可能有所不同。
4、（2009山東高考，2）“神舟七號”伴飛小衛星攜帶的寬視場相機，每3秒自動拍攝一幅飛船的靜態圖像。該過程屬于（ ）
A．信息采集 B．信息處理
C．信息儲存 D．信息加工
解析：通過收集和整理信息，我們獲得了與設計問題相關的各種信息資料。一方面為制定方案提供了素材，為設計者提供了設計源泉；另一方面直接為選擇材料做了準備。
答案：A
第四章 發現與明確問題
一、發現問題
1、問題的來源
問題的種類： 。
2、技術問題的來源
(1) 人類生存活動 的問題，例如：為了解決人們如何進食的問題，中國人設計出了筷子，而西方人設計出了刀叉。
(2) 需要設計者解決的問題，例如：當汽車速度超過200km/h時，空氣阻力的問題越來越明顯，為了解決這個問題，人們設計出了外觀呈流線型的汽車。
(3) 設計者 的問題，例如：電話的發明。
3、發現問題的途徑和方法：
(1)觀察日常生活，例如：鉛筆盒的進步。
(2)收集和分析信息，
① ：對文獻信息進行收集整理。
② ：用問卷的方式進行實際調查，獲取信息的方法。
③ ：以詢問的方式收集獲取信息的方法。詢問法包括：集體詢問、家庭走訪詢問、電話詢問、個別詢問
(3)技術研究與技術試驗，例如：伽利略發明體溫表。
二、明確問題
1、明確問題的內容和價值
①問題是否明確？
分析問題表述是否明確？ ——要抓住核心概念；
分析問題產生的原因是否明確？ ——要抓住問題所涉及的環境；
分析提出問題的目的是否明確？ ——要抓住提出問題的情境和解決問題的基礎與條件。
②問題是否有價值？
是否符合 ？能否確定問題 解決？ 問題是否有 ？該問題是否是主要問題？現有技術能否解決這個問題？投入多少？ 是否合理？
2、明確解決問題受到的限制及具體的設計要求
限制主要由兩方面決定：設計對象的特點和問題解決的標準；設計者的技術能力與條件。
【典型例題】山東省2010年高考模擬綜合練習（二）12．某科學家發明了一種高性能自動釣魚機,可是未能被廣泛地應用,最有可能的原因是 （ ）
A.成本高 B.效率太高 C.使用不方便 D.釣魚活動的主體是人
解析：主要是這項發明不值得投入，沒有價值
答案：D
第五章 方案的構思及其方法
方案的構思是指人們在一定的 的基礎上，通過思考將客觀存在的各要素按照一定的規律架構起來，形成一個完整的抽象物，并采用
等 方式呈現的思維過程。
方案的構思方法：
(1) :　用一幅草圖把想法明確地表達出來。該方法的優點：學生可以捕捉靈感，自由發揮，不受約束。
(2) : 模仿他物(結構. 形態.功能.原理.聲音等) 進行方案構思. （優點:少走彎路）。例如：仿生技術：袋鼠式母子雨衣，自動調焦的攝像頭就是通過研究鷹眼的成像原理仿制出來的。
(3) : 聯想別類進行方案構思。例如：古人的飛天夢：人類探索宇宙奧秘的夢想很早就有，明朝有一個人名叫萬戶，他看到爆竹點燃爆炸后能升空，就聯想到如果自己能乘坐爆竹不就能升到高空了嗎？于是他就找了把椅子，在椅子的四條腿上分別綁上了大爆竹．當然，當他坐上椅子讓別人點燃爆炸后，未能升上天空．而是讓爆炸后的爆竹摔了一個大跟頭．但后來的人們聯想到這個原理，終于造出了能夠飛上太空的火箭。
(4) ：用奇特思想進行方案構思，這些構思在歷史上很少發生，或從來沒有發生過。例如：夜視鏡：在古今許多戰爭中，偵察員是個重要的角色。偵察員在戰斗前，憑借夜色保護，到敵方前沿陣地偵察。夜色里，敵方看不見偵察員，但同時偵察員也很難看清敵方的情況。許多偵察員想，能有一雙夜視眼就好了。這個想法在人的生理功能前提下不能實現。然而人們在對這個方案構思進行二次開發的時候，采用紅外熱敏材料造出了能在夜晚看清敵人的夜視鏡 。
山東省2010年高考模擬綜合練習（九）29．主會場形似“鳥巢”(如圖)，設計人員在構思此方案時用了什么構思方法（ ）
A．模仿法 B．聯想法
C．奇特性構思法 D．以上沒有正確答案
解析：設計者模仿了鳥巢的結構。
第七章模型或原型的制作
一、模型與原型
1、原型：是在產品生產之前制作的與產品大小相同、使用功能一致的物體?？梢允钱a品本身。
2、模型：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。
模型的功能：①使設計對象具體化。 ②幫助分析設計的可能性
二、設計過程的不同階段需要制作不同的模型
1、草模
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地表示出來，供設計人員作深人探討時使用。
2、概念模型
概念模型是在草模的基礎上，用概括的手法表示產品的造型風格、布局安排，以及產品與人、與環境的關系等，從整體上表現產品造型的整體概念。
3、結構模型
結構模型用于研究產品造型與結構的關系，表達產品的結構尺寸和連接方式，并用于進行結構強度試驗等。
4、功能模型
功能模型主要用于研究產品的各種性能以及人機關系，同時也用于分析、檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系，并在一定條件下用于試驗。
5、展示模型
展示模型是在結構模型與功能模型的基礎上，采用真材實料，按照準確的尺寸，做成與實際產品幾乎一致的模型，常常作為產品的樣品。
二、工藝
一）藝的含義和常用工藝的種類
1、工藝：是利用 對原材料、半成品進行技術處理，使之成為產品的方法。
2、工藝的種類：有 等。
3、工藝的作用：保證產品質量，提高生產效率；影響產品的功能、強度、外觀
臺虎鉗 :用來夾持工件 刨子
羊角錘 釘沖 鑿子
二）金屬材料的加工工藝常用的工具和設備：
金工工藝：包括劃線、鋸割、銼削、鉆孔、連接和表面處理等等。
1、劃線：就是在待加工的材料上用相應的工具劃出加工部件的輪廓線或基準點或基準線。
一般步驟：①劃出基準②劃尺寸線③劃輪廓線④沖眼。
劃線工具一般有：劃針、鋼直尺、角尺、劃規和樣沖等。
2、鋸割
鋸條的選擇與安裝：軟、厚材料選用粗齒鋸條；硬、厚材料選用細齒鋸條；安裝時鋸齒朝前。
起鋸方法：起鋸時用左手大拇指貼住鋸條，起鋸角要小，防止鋸齒崩裂。行程要短，壓力要小，當陷入工件2—3毫米時，才能逐漸正常鋸割。
操作要領：1、站位和握鋸姿勢要正確，2、推鋸加壓，回拉不加壓，3、鋸程要長，4、推拉要有節奏 ）
3、銼削
操作要領：1、銼削時要注意身體和手臂動作的協調，2、在推銼過程中，左手的施壓要由大變小，右手的施壓要由小變大，使銼刀平衡而不上下擺動。
4、鉆孔：
鉆孔的操作步驟：①劃線定位 ②裝夾工件③裝夾鉆頭④鉆孔。
安全操作警示：二要（操作時要集中注意力；要戴防護眼睛；）二不（不準帶手套操作；不能用手直接扶持小工件、薄工件，以免造成傷害事故。）
5、連接：通過固定連接和半固定連接的方法可以實現金屬件之間的連接。
常用的連接方法有：----鉚接、黏結、焊接（包括錫焊、電焊、氣焊）、螺栓和螺母、平頭螺絲、元寶螺帽、墊圈、彈簧墊圈
6、表面處理：為防止金屬制品表面生銹腐蝕，提高產品的美觀程度，通常需要對金屬表面進行處理。
常見的金屬表面處理方法有：表面刷光、噴涂油漆、鍍層等。
[表面刷光工序]：準備（清除毛刺和鐵屑）→粗處理（用細銼銼平金屬表面）→細處理（用精細級金剛砂紙打磨）
[噴涂油漆]：一般先檢驗所選用的油漆對金屬表面的適用性，然后涂防銹漆，再油漆噴涂。
[鍍層]：可以在金屬表面涂上一層塑料，也可以采用電鍍的方面
三、制作模型
制作模型時，需要根據設計方案和已有條件選擇加工工藝，并能正確、安全操作設備。好的設計方案，還需要有好的工藝和正確、安全實施工藝作為保證。
模型制作的一般步驟：
①選擇合適的材料 ②準備適當的工具和加工設備。 ③按設計圖樣劃線 ④對材料進行加工 ⑤裝配 ⑥進行表面處理 ⑦對產品進行評價 ⑧對設計方案進行修改，做成展示模型。
怎樣挑選材料
1、材料及其標準件
（一）材料的分類
*天然材料：竹、木、石、寶石等。
優點：安全、一般無害，人們普遍喜歡。
缺點：生長或加工周期長，大量使用對環境、生態破壞大。
* 金屬材料：鐵、銅、鋁等。
優點：機械特性好，容易加工，可大量生產。
缺點：冶煉時需要大量能量，產生廢水、廢渣和廢氣污染。
*化學材料:塑料、涂料、油漆等。
優點：耐用性好、可大量生產。
缺點：生產過程中會產生有毒物質，塑料不易降解可形成白色污染。
（二）材料的特性
材料的特性按不同的分類有許多形式，但最基本的特性如下：
*塑性：固態材料的基本特性，是其保持形狀的特性。常見的塑性大的材料有塑性、銅、鋁等。
*彈性:：固態材料恢復形狀的特點。彈性大的材料有橡膠、鋼材等。
*耐腐蝕性：材料化學性能穩定的特性。如塑料耐酸堿等。
*其他特性：材料的光學特性、放射性、硬度特性等。
（三）材料的性能試驗
材料的性能通過技術試驗來測定。例如，材料的強度、硬度、形變等可以通過相應的試驗來測定。
一件產品，或產品中復雜的部件（構件）的性能，特別是造價較高的產品，通常要通過建立模型來進行可行性試驗，試驗其是否達到性能要求。計算機仿真技術在這個領域發揮著重要的作用。
2、材料的加工
改變形狀（木頭加工為桌腳、桌面等），改變特性（鐵經過鍛打、淬火等可以變成既堅硬又鋒利的刀具。）
加工常用方式：
*鋸：鋸斷，切斷。
*刨或磨：用于材料平面加工。
*鉆：鉆孔。
*鍛壓：成型（熱壓、冷壓）
*拼接：組成部件（焊接、粘接）
鑄造：直接成型復雜部件
山東省2010年高考模擬綜合練習（八）19、小明制作臺燈支架需要一節細鋼管，下面工具中適合截取、加工這段鋼管的工具是（ ）。
A．①③⑥ B.②⑤⑥ C. ①③④ D.③④⑥
解析：①⑤不是加工金屬材料的工具。用排除法可找到正確的答案。
19、D
材料選擇與資源保護
1、元器件與標準件
（1）.元器件：出于使用方便、簡化制作過程和節約成本的需求單獨設計和生產的各種部件。
（2）.標準件：有一定的規格與參量標準的零部件。
進行產品設計時，多使用標準件，既可以節約成本，又可加快工程的進度。但是，過多使用標準件，有時、會使產品缺乏個性。
2、材料選擇與資源保護
（1）.材料選擇的原則：
　　材料的選擇應該堅持合理、合適的原則。標準太高回造成浪費；標準低了，又會達不到設計的要求，而返工會造成更大的浪費。
（2）.資源保護
盡量使用元器件和標準件，有利于資源保護。
【特別提醒】選取材料時，應盡可能地選取再生資源、可再生周期短的資源和其他豐富的資源，盡可能不選取或少選取那些不可再生資源、再生周期長的資源和稀有資源。
【典型例題】山東省威海市08-09學年高一下學期期末考試(基本能力）75．我們在設計制作的過程中，常使用一些“標準件”。你對“標準件”的理解是 （ ）
A．國家給予統一標準代號的零部件 B．經國家檢驗合格或免檢的零部件
C．全國統一價格的零部件 D．已經獲得專利并得到保護的零部件
解析：標準件有統一的規格和參量標準，任何生產商都參照這一標準
答案A
鞏固練習
1．微型照相機、攝像機自動調焦的針孔攝像頭是用（ ）進行方案的構思。
A．草圖法； B.聯想法； C.奇特性構思法； D. 模仿法。
2．在古今許多戰爭中，偵察員是個重要的角色。許多偵察員想 要是有一雙夜視眼就好了。這個設想在人的生理功能前提下很難實現。然而人們在對這個方案構思進行二次開發的時候，采用紅外熱敏材料造出了能在夜晚看清敵人的夜視鏡。這種方案構思方法屬于哪一種？（ ）。
A．草圖法； B.聯想法； C.奇特性構思法； D.模仿法。
3．人類探索宇宙奧秘的夢想其實很早就有，而且有一些人還為此付出了沉重的代價。后人由“萬戶飛天”的壯舉聯想到制造能夠飛上太空的火箭，這種方案構思的方法屬于哪一種？( )
A．草圖法 B.聯想法 C.奇特性構思法 D.模仿法
4．詹姆斯 哈格里沃斯有一次無意中將家中的紡紗車碰翻，發現紡車錘豎立時仍能轉動，從這一偶然事件中得到啟示，從而誕生了新式紡紗機。這個案例說明( )
A．問題可以來源于觀察生活 B．問題來源于收集和分析信息
C．問題來源于技術研究與技術試驗 D．問題來源于夢境
5：下面四個題共用四個選項，請把正確選項選出。
(1)王勇設計了一個學生用臺燈，現想對臺燈的性能以及人機關系進行研究，他應制做出( )
(2)張曉紅構思了一個嬰兒搖籃，現想進一步分析產品的結構和連接方法，他應制作出（ ）。
(3)能清晰地表達產品的結構尺寸和連接方法，并用于進行結構強度試驗的模型屬于（ ）。
（4）在造型設計的初期階段，采用（ ）模型將設計構思簡單的表達出來，供設計人員深入探討時使用。
A、草模 B、概念模型 C、結構模型 D、功能模型
6、關于鋸割的操作不正確的是（ ）
A B C D
7、鋼鋸在推拉鋸中，正確的操作是（ ）。
A.推鋸加壓，回拉也加壓 B.推鋸加壓，回拉不加壓
C.推鋸不加壓，回拉加壓 D.推鋸不加壓，回拉不加壓
8、王強家里的木質靠背椅的靠背出現了無法修復的損壞，詳見示意圖圓圈部分?，F要對這張椅子進行簡單的木工處理，使它變成一張小茶幾。他完成這個任務最適合的工具是（ ）。
A．鋸子和木銼 B．刨子和手鉆
C．鑿子和手鉆 D．刨子和鑿子
9、小明制作臺燈支架需要一節細鋼管，下面工具中適合截取、加工這段鋼管的工具是（ ）。
A.①③⑥ B.②⑤⑥ C.①③④ D.③④⑥
①斧頭 ②錘頭 ③臺虎鉗 ④銼刀 ⑤刨子 ⑥鋼鋸
10、欲在厚鐵板上指定位置打一個孔，需要用到的工具有( )
①劃規 ②角尺 ③劃針 ④樣沖 ⑤手鋸 ⑥臺鉆 ⑦鋼銼 ⑧鐵錘
A．①②③④⑥⑧ B．②③④⑥⑧ C．①④⑥⑦⑧ D．②③④⑤⑥⑦
11、下列關于在金屬材料上鉆孔的操作要求中，說法錯誤的是( )
A．操作要集中注意力并帶好防護手套 B．操作時要戴防護眼鏡
C．要用臺虎鉗或手鉗夾緊工件 D．不用用手直接扶持小工件和薄工件
1—4 DCBA 5 DCCA 6—11 ABADAA
發現和明確 模型或原型 優化 使用和維護
一定的原則 一定的方法 過程及結果 內容及標準
科學問題，社會問題，技術問題
必然會遇到 別人提出 自主發現并要解決
文獻法 問卷調查法 詢問法
科學原理 尚未得到充分 普遍的意義 投入與產出比
調查研究和設計分析 圖、模型、語言、文字
草圖法 模仿法 聯想法 奇特性構思法
工具和設備 加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、 鑄造工藝、表面處理工藝
①斧頭
③臺虎鉗
⑤刨子
②錘頭
⑥鋼鋸
④銼刀
①斧頭

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