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第二節 技術設計的原則
高一年級—粵教版—通用技術—必修一第二章
一、技術設計的一般原則
二、各原則之間的相互關系
第二節 技術設計的原則
高一年級—粵教版—通用技術—必修一第二章
一、技術設計的一般原則
二、各原則之間的相互關系
第二節 技術設計的原則
高一年級—粵教版—通用技術—必修一第二章
第二節 技術設計的原則
（一）科學性原則
設計必須遵從科學的原理（如能量守恒定律，流體力學原理等）按照大自然的規律進行設計，否則設計是不會成功的。
第二節 技術設計的原則
（一）科學性原則
以下哪一臺機器，在觸發以后能夠不需要消耗其他能量就能一直持續做功呢？
第二節 技術設計的原則
（一）科學性原則
設計必須遵從科學的原理（如能量守恒定律，流體力學原理等）按照大自然的規律進行設計，否則設計是不會成功的。
第二節 技術設計的原則
（二）創新性原則
只有不斷進行創新，才能讓設計具有新的生命力。
第二節 技術設計的原則
（二）創新性原則
過去的十多年中,這兩組產品在市場占有率的對決,誰是最后的贏家 它們又為什么能贏？
按鍵手機 VS 觸屏手機
CRT顯示器 VS LED顯示器
第二節 技術設計的原則
（二）創新性原則
只有不斷進行創新，才能讓設計具有新的生命力。
按鍵手機 VS 觸屏手機
CRT顯示器 VS LED顯示器
第二節 技術設計的原則
（三）安全性原則
所有設計的產品和項目在使用或操作運行時必須是安全的，不允許發生事故,更不允許發生人身傷亡事故。
第二節 技術設計的原則
（三）安全性原則
2016年，某知名品牌手機在發布的一個多月時間內，在全球范圍共發生三十多起因電池缺陷造成的爆炸和起火事故。我國多家航空公司及時應對，明令禁止旅客攜帶該型號手機登機。該品牌手機曾在2013年的中國市場份額中占比18%，到了2021年第一季度只剩0.6%。
所有設計的產品和項目在使用或操作運行時必須是安全的，不允許發生事故,更不允許發生人身傷亡事故。
第二節 技術設計的原則
（四）實用性原則
要把解決存在的問題、滿足用戶的需要作為設計的一個原則，不要設計用戶不歡迎甚至反對的產品。
第二節 技術設計的原則
（四）實用性原則
以下設計作品是否符合你對實用的理解呢？
第二節 技術設計的原則
（四）實用性原則
要把解決存在的問題、滿足用戶的需要作為設計的一個原則，不要設計用戶不歡迎甚至反對的產品。
第二節 技術設計的原則
（五）經濟性原則
在設計中要考慮用戶的經濟條件，產品的市場競爭力，力求用最少成本，設計出滿足用戶需求的產品。
第二節 技術設計的原則
（五）經濟性原則
SR-71黑鳥是冷戰時期美國研制的超音速高空偵察機，最大航速3.35馬赫,最大飛行高度35000米，其最大航程5920公里。
第二節 技術設計的原則
（五）經濟性原則
SR-71黑鳥是冷戰時期美國研制的超音速高空偵察機，最大航速3.35馬赫,最大飛行高度35000米，其最大航程5920公里。
米格-25是冷戰時期蘇聯研制的超音速高空多用途戰斗機,最大航速3.2馬赫，最大飛行高度37650米，最大航程2575公里。
第二節 技術設計的原則
（五）經濟性原則
SR-71通體使用鈦合金制造，生產和維護成本極高，只生產了不到40架。
米格-25使用鎳鉻合金鋼制造，生產了約1200架，不僅能用于偵察，也能搭載武器。
第二節 技術設計的原則
（六）可靠性和耐用性原則
所有設計的產品和項目在規定的使用壽命內能適應規定的條件和環境而可靠地工作，不會發生故障，原規定的功能、性能指標也不會低于使用說明書規定的范圍。
第二節 技術設計的原則
（六）可靠性和耐用性原則
央視紀錄片
《超級工程——海上巨型風機》片段
海上風力發電機長期處于嚴酷的工作環境中，為了保證葉片在使用壽命內保持良好的性能，需要進行一系列高強度測試。
第二節 技術設計的原則
（七）標準化原則
產品設計盡可能采用標準化技術和標準件，使產品通用，維護更方便，擁有更廣闊的市場。
第二節 技術設計的原則
（七）標準化原則
18650鋰電池
便攜風扇
遙控玩具
鋰電池組
純電動汽車
第二節 技術設計的原則
（八）工程心理學和生理學原則
工程心理學和生理學是以使用者——產品——使用環境系統為對象，研究系統中人的行為，以及人與產品和環境相互作用。
第二節 技術設計的原則
（八）工程心理學和生理學原則
三色交通燈的設計原理：
1.相比于文字和圖形，大腦對顏色的反應更為敏感迅捷，因此用顏色來區分交通指令。
2.在可見光中，紅光的波長最長，當空氣中有顆粒物時，其穿透能力相較于其他色光更強，適合用于警示與拒止。
3.在可見光中，黃光的波長也相對較長，而且能與紅光明顯區分，適合用于次一級的警示。
4.綠色作為紅色的對比色，很容易讓人聯想到與紅色相反的意義，適合作為允許通行的標志。
5.紅色是鮮血的顏色，能引起人們的緊張感，在傳統表達中帶有危險的意味。綠色是多數植被的顏色，給人松弛平和的感覺，很適合用來表示安全。
第二節 技術設計的原則
（九）時效性原則
必須按照設計任務書規定的截止日期完成設計，要避免制造出過時的東西。
第二節 技術設計的原則
（九）時效性原則
必須按照設計任務書規定的截止日期完成設計，要避免制造出過時的東西。
1965年，經過對計算機集成電路發展歷程的研究，戈登·摩爾發現，集成電路上可容納的晶體管數目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。而且他認為上述規律在未來依然成立。該論斷被稱為摩爾定律，并得到了時間的驗證，在信息技術領域有多個衍生版本。
第二節 技術設計的原則
（十）最優化原則
所設計的產品或項目在功能、技術上盡可能是目前最合理的。
第二節 技術設計的原則
（十）最優化原則
所設計的產品或項目在功能、技術上盡可能是目前最合理的。
在大約20年前，鐵道網絡的升級方式有兩套不同的技術路線：磁懸浮和高鐵。技術路線的選擇，在政界、業界和民間引發了廣泛的關注。
第二節 技術設計的原則
（十）最優化原則
磁懸浮列車：行駛速度快且未來提速空間大；需要大量鋪設專用軌道，造價較高，國內技術積累較少。
高鐵列車：行駛速度快，軌道鋪設費用較低，且兼容現有普通列車，國內技術相對成熟；未來提速空間小。
第二節 技術設計的原則
（十一）道德、法律規范原則
技術設計要遵守有關的法律、制度和倫理道德規范，如技術專利法、環境保護法、公民權益保護法等，不允許有違法、違規的行為。
第二節 技術設計的原則
（十一）道德、法律規范原則
技術設計要遵守有關的法律、制度和倫理道德規范，如技術專利法、環境保護法、公民權益保護法等，不允許有違法、違規的行為。
2020年8月31日，中國工信部向社會通報了101家存在侵害用戶權益行為APP企業的名單。隨后工信部依據《網絡安全法》等法律和規范性文件要求，對23款未按要求完成整改的APP，進行下架處理。
第二節 技術設計的原則
（十二）可持續發展原則
以經濟社會全面協調可持續發展為基本要求，實現經濟發展與人口、環境相協調，堅持走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路，保證一代接一代地永續發展進步。
第二節 技術設計的原則
（十二）可持續發展原則
光伏發電
新能源車
風力發電
水力發電
技術設計的12項原則
第二節 技術設計的原則
（一）科學性原則
（二）創新性原則
（三）安全性原則
（四）實用性原則
（五）經濟性原則
（六）可靠性和耐用性原則
（七）標準化原則
（八）工程心理學和生理學原則
（九）時效性原則
（十）最優化原則
（十一）法律道德規范原則
（十二）可持續發展原則
全長55千米，分別由三座通航橋、一條海底隧道、四座人工島及連接橋隧、深淺水區非通航孔連續梁式橋和港珠澳三地陸路聯絡線組成。因其超大的建筑規模、空前的施工難度和頂尖的建造技術而聞名世界。
工程難點：
大型輪船的通航
環境與生態影響
地質災害的影響
央視紀錄片《超級工程——港珠澳大橋》片段
案例：港珠澳大橋
案例：港珠澳大橋
問題1：港珠澳大橋使用橋隧結構，主要是考慮輪船通航的需要，但如果只是為了避讓航道，用一座橋面約80米高的橋梁也可以替代結構復雜、造價高昂的隧道。工程團隊是考慮到哪些因素才用隧道代替橋梁呢？
1. 飛機航線限制建筑高度
2. 高空行車體驗并不舒適
3. 高空建筑受惡劣天氣的影響更大
問題2：工程團隊的選擇體現了技術設計中的哪些原則？
1.安全性原則 2.實用性原則 3.可靠性和耐用性原則 4.工程心理學和生理學原則
第二節 技術設計的原則
技術設計的12項原則
第二節 技術設計的原則
（一）科學性原則
（二）創新性原則
（三）安全性原則
（四）實用性原則
（五）經濟性原則
（六）可靠性和耐用性原則
（七）標準化原則
（八）工程心理學和生理學原則
（九）時效性原則
（十）最優化原則
（十一）法律道德規范原則
（十二）可持續發展原則
（一）科學性原則
（二）創新性原則
（三）安全性原則
（四）實用性原則
（五）經濟性原則
（六）可靠性和耐用性原則
（七）標準化原則
（八）工程心理學和生理學原則
（九）時效性原則
（十）最優化原則
（十一）法律道德規范原則
（十二）可持續發展原則
這些原則之間有聯系嗎？
他們是否存在矛盾？
若矛盾出現,如何抉擇？
第二節 技術設計的原則
一、技術設計的一般原則
二、各原則之間的相互關系
第二節 技術設計的原則
高一年級—粵教版—通用技術—必修一第二章
一、技術設計的一般原則
二、各原則之間的相互關系
第二節 技術設計的原則
高一年級—粵教版—通用技術—必修一第二章
問題2：當安全性原則與經濟性原則沖突時，誰應該優先？
安全性原則優先
問題3：我們能否得到對以下原則之間可能存在關系的推論？
設計原則 相互關系 優先的原則 舉例分析說明
安全性與經濟性
經濟性與法律道德規范
經濟性與最優化
經濟性與可持續發展
經濟性與可靠性，耐用性
增加安全措施會增加成本
盜竊他人專利可賺錢，但不合法
人員或元件按需要配置，未必省錢
工廠凈化排污要花錢
人字形鋁梯材料加厚要增加成本
可能矛盾
可能矛盾
可能矛盾
可能矛盾
可能矛盾
安全性
道德法律規范
最優化
可持續發展
可靠性、耐用性
思考與練習
問題1：在技術設計中，考慮安全性原則的時候，很可能與哪項原則沖突？
經濟性原則
第二節 技術設計的原則
問題4：港珠澳大橋的橋隧結構，使用隧道不僅更安全，還讓用戶避免了顛簸和可能出現的高空恐懼感，符合工程生理學和心理學原則。提升了使用者的舒適感，從而滿足用戶舒適出行的需要，產品的使用率也會提升。由此可見，實用性原則與工程心理學和生理學原則可能存在怎樣的關系？
相互依存，優先等級相同。
問題5：創新性與科學性、創新性與標準化存在怎樣的可能的關系呢？
原則應用有先后。違反科學規律則無法實現技術創新，因而科學性的優先級高于創新性。從技術進步的角度，創新性的優先級高于標準化。
第二節 技術設計的原則
思考與練習
課堂實踐：設計桌面書架的原則優先等級
根據某一位或某一類用戶設計一個桌面書架，請列出在該項設計中，各原則的優先級。其中，等級從A開始，越往后優先級越低。
設計主題: 桌面書架 目標用戶: 　 設計要求: 　 技術設計的原則 在本設計中的優先等級 定性或定量的技術指標
科學性原則
創新性原則
安全性原則
實用性原則
經濟性原則
可靠性和耐用性原則
標準化原則
工程心理學和生理學原則
時效性原則
最優化原則
法律、道德規范原則
可持續發展原則
技術設計原則優先等級評估表
第二節 技術設計的原則
一位同學的評估表填寫如下，他的設置是否合理？
第二節 技術設計的原則
第二節 技術設計的原則
（一）科學性原則
（二）創新性原則
（三）安全性原則
（四）實用性原則
（五）經濟性原則
（六）可靠性和耐用性原則
（七）標準化原則
（八）工程心理學和生理學原則
（九）時效性原則
（十）最優化原則
（十一）法律道德規范原則
（十二）可持續發展原則
總結：技術設計的12項原則
總結：各原則之間的關系
1. 原則之間可能存在矛盾，應用時有優先順序。
編號 設計原則 相互關系 優先的原則 舉例分析說明
1 安全性與經濟性 可能矛盾 安全性 增加安全措施會增加成本
2 創新性與科學性 兩原則應用有先后 科學性 違反科學規律無法創新
3 經濟性與法律道德規范 可能矛盾 道德法律規范 盜竊他人專利可賺錢，但不合法
4 創新性與標準化 兩原則應用有先后 創新性 先創新，后標準化
5 經濟性與最優化 可能矛盾 最優化 人員或元件按需要配置，不一定用最高級的
6 經濟性與可持續發展 可能矛盾 可持續發展 工廠凈化排污要花錢
7 經濟性與可靠性，耐用性 可能矛盾 可靠性、耐用性 人字形鋁梯材料加厚要增加成本
8 實用性與工程心理學和生理學 相互依存 需要同時符合 不實用的設計談不上適合心理生理特征
9 安全性與耐用性 可能矛盾 安全性 部分設備耐用才安全（如鋁梯）；把塑料玩具改為鐵質后耐用但不安全
10 工程心理學和生理學與可持續 發展原則 基本相互獨立 無優先關系 如設計汽車司機的座椅與設計尾氣排放結構
2. 原則之間的關系并非絕對，應針對特定的設計，仔細分析，以得到正確的設計方向。
第二節 技術設計的原則

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