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(共30張PPT)
第二章　技術世界中的設計
《技術與設計1》
（一）技術與設計的關系
1.技術與設計的相互關系
(1)設計是技術發展的重要驅動力：設計是技術成果與人的需求之間的聯系紐帶，是技術成果轉化為技術產品的橋梁。設計促進技術的革新。
(2)技術發展對設計產生重要影響：設計依賴技術得以實現，技術進步促進人們設計思維和手段的發展。
2.設計的豐富內涵
設計是基于一定設想的、有目的的規劃及創造活動。
一般意義上的設計指的是綜合設計，涵蓋技術設計和藝術設計等，技術設計側重功能、結構、材料、工藝等；藝術設計突出審美、欣賞、文化等。
練習
例1　聚丙烯材料被研制出來后，設計師充分
利用了該材料較好的可塑性，設計出如圖所示
造型獨特的椅子。該案例說明(　　)
A．該設計使聚丙烯具有可塑性
B．新材料為設計提供了更廣的發展空間
C．該設計促進了聚丙烯技術的革新
D．新的造型設計一定要采用新材料
B
練習
例2　網絡技術的發展催生了多媒體工具的出現，而手機電視等多媒體工具的出現，對信號傳輸提出了更高的要求，促進了網絡技術的進一步發展。該案例說明(　　)
A．設計創新與技術發展有緊密聯系
B．設計創新與技術發展無關
C．設計創新阻礙了技術發展
D．技術發展阻礙了設計創新
A
（二）設計的一般原則
(1)實用原則：設計的產品為實現其目的而具有的基本功能，包括物理功能、生理功能、心理功能和社會功能等。
(2)創新原則：創新就是通過引人新概念、新思想、新方法、新技術等，或對已有產品的革新來創造具有一定社會價值的事物或形式。設計過程中，一般可從原理，結構，技術制料、工藝等方面考慮改進和突破，以實現創新的目標。因此，創新是設計的核心。
(3)經濟原則：設計中的經濟原則是指以最低的費用取得最大的效益。最低的費用是指產品在得到最優良的設計、實現最佳功能的同時，所涉及的各方面的成本總量最小。
（二）設計的一般原則
(4)道德原則：產品設計者必須具有寬廣的眼界和高度的社會責任感，并力求用設計完美的產品奉獻社會，維護、完善社會倫理道德，推進人類文明的發展。
(5)美觀原則：產品外觀的美是通過對產品造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、裝飾圖案等的設計組合來表達的。產品設計中的美觀原則是多元的，它受到消費者、功能、技術、文化傳統等多方面的影響。
(6)技術規范原則：技術規范是有關使用設備工序、執行工藝過程以及產品、勞動、服務質量要求等方面的準則和標準。
(7)可持續發展原則：可持續發展原則是指產品的設計既滿足當代發展的需求，又考慮未來發展的需要，不以犧性后人的利益為代價來滿足當代人的需求。
設計原則之間的關系
設計過程中，各種原則并不是各自獨立的，它們之間有著相互聯系、相互制約、相互影響的關系。
一般地，產品首先必須滿足使用者的功能需求，所以實用原則是最基本的。在設計原則中，有些是相互促進的，有些則是相互制約的。產品的設計原則具有一定的開放性。
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例3．作為個人防護新型冠狀病毒的“第一道防線”，佩戴符合防疫標準的口罩顯得尤為重要。在日常生活中，疫情期間日常出行可以選擇符合GB2626-2006、GB/T32610-2016、GB19083-2010、YY/T0969-2013任一個標準要求的口罩即可；若某段時間頻繁出人醫院等場所并需要防護的，則需盡量選擇符合GB2626-2006、CB19083-2010、YY/T0969-2013標準要求的口罩。由此，為保證質量和安全的要求，防疫口罩的設計，要遵循（ ）。
A．創新性原則 B．經濟性原則 C．技術規范原則 D．可持續發展原則
C
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例4如圖所示是一款區別于傳統加熱模式的即熱式飲水機，熱水無需等待即按即出，快捷省電。下列說法中，不恰當的是(　　)
A．該款飲水機已獲得了專利，體現了技術的專利性
B．加熱快但出水口流量小，體現了技術的復雜性
C．熱水無需等待即按即出的設計，符合創新原則
D．頂部水箱采用透明設計便于觀察水量，符合實用原則
B
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例5　如圖所示是一款可折疊的嬰兒床。下列對嬰兒床的評價中，不正確的是(　　)
A．無尖棱凸角，實現了人機關系的安全目標
B．可快速地展開和收攏，實現了人機關系的高效目標
C．可折疊，便于攜帶，符合設計的實用原則
D．整體采用圓形結構，符合設計的技術規范原則
D
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例6　如圖所示的節能燈外包裝，采用回收材料
制造，具有獨特的三角造型。燈泡的接口裸露在
外，可方便測試燈泡是否能正常發光。以下說法
不恰當的是(　　)
A．接口裸露在外，體現了技術規范原則
B．具有獨特的三角造型，體現了創新原則
C．用回收材料制造，體現了可持續發展原則
D．不需拆包裝就可方便測試燈泡，體現了實用原則
A
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例7　如圖所示為一款竹制折疊水果籃，采用天然竹料制作而成。下列對該水果籃的評價不恰當的是(　　)
A．能放置水果食品等，體現了設計的實用原則
B．可折疊設計與眾不同結構新穎，體現了設計的創新原則
C．采用天然竹料為材料，符合設計的技術規范原則
D．兩種狀態均有一定的藝術觀賞性，體現了設計的美觀原則
C
（三）設計的一般過程
1.發現與明確問題
設計必須從調查需求、分析信息、發現與明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎上提出設計項目。
發現與明確問題→制訂設計方案→制作模型或原型→優化設計方案→編寫產品說明書
（三）設計的一般過程
2.制訂設計方案
此過程分為以下環節：收集信息、設計分析、方案構思、方案呈現、方案篩選。
①收集信息：通過用戶調查、專家咨詢、查閱圖書資料、收聽廣播、收看電視、瀏覽互聯等渠道收集有關信息。
②設計分析：面對收集到的各種信息，要找出設計需要解決的主要向題，并分析其可能的解決辦法，提出具體的設計要求。
③方案構思：根據設計要求，大膽構思，努力挖據自己的創造潛力，提出解決問題的多個設想。
④方案呈現：用草圖將構思過程中產生的設計想法轉化為視覺形象，使其具體化，并對這些想法進行綜合。
⑤方案篩選：依據一定的原則，對多個設計方案進行篩選。
（三）設計的一般過程
4.優化設計方案 主要包含以下三部分：
(1)測試：測試的目的是檢驗產品在操作、使用過程中，其結構和技術性能等方面能否達到預定的設計要求。
(2)評價：在測試的基礎上，還要對設計方案和產品進行較為全面的評價。這種評價在設計過程的后期需要反復進行。
(3)優化：為了優化設計方案，既要分析測試和評價的具體記錄，又要重視對公眾意見的調查，以明確改進的方向。公眾可分為三類：專業人員(設計者，制造者、銷售者)，潛在客戶（可能會使用的人）和用戶（正在使用的人）。
5.編寫產品說明書
3.制作模型或原型
模型制作一般分兩個階段，即繪制圖樣和制作模型或原型。
練習
例8　小王打算自己設計一款針對小學生使用的多功能筆筒，以下是小王在設計中的一部分工作步驟，請你按設計的一般過程進行合理的排序(　　)
①到商店、工廠等處收集有關筆筒的各種資料
②通過問卷調查對目標用戶進行需求調查，確定研究方向
③進行設計分析，畫出草圖，在多種方案中選定幾種方案，畫出筆筒的技術加工圖
④制作筆筒的模型并進行相關技術試驗
A．①②③④ B．②①④③
C．①②④③ D．②①③④
D
練習
例9 現在有些老人喜歡養鳥。某公司準備針對老人市場生產一款既便宜又實用的鳥籠。由于鳥籠售價不能高于50元，所以設計師決定不使用木質材料，而使用相對便宜的竹子材料。由鳥籠材料的選擇過程可判斷設計師進行的設計步驟是(　　)
A．發現問題 B．收集信息
C．設計分析 D．方案構思
C
練習
例10　以下是王明同學提出的有關中學生臺燈的設計要求，你覺得以下說法合理的是(　　)
①功能要求：基本的照明功能，適當的輔助功能；
②技術指標：亮度≥300lx，不反光，不眩目，絕緣度≥1MΩ；
③外觀要求：美觀，具有一定的裝飾效果；
④材料要求：塑料；
⑤成本要求：5元人民幣；
⑥使用性能：結構穩固，經久耐用。
A．①②③④⑤⑥ B．①②③⑥
C．①③④⑤ D．①④⑤⑥
B
（四）技術試驗及其意義
技術試驗：通常將技術活動中為了達到某種目的所進行的嘗試，檢驗等探索性實踐活動，稱為技術試驗。
技術試驗的意義：通過技術試驗，可以使設計得以改進和完善，將設計的風險和失誤概率降到最低。
技術試驗的分類：按應用領域不同，可分為：農業試驗、工業試驗、國防試驗等；
按試驗目的不同，可分為：性能試驗、優化試驗、預測試驗等。
技術試驗的常用方法①強化試驗法：②優選試驗法③模擬試驗法：④虛擬試驗法⑤移植試驗法
（四）技術試驗及其意義
強化試
驗法
　　通過擴大和強化試驗對象的作用，以提高試驗效率的方法。
　　案例：磚塊等施工材料的抗壓試驗、耐火試驗。
優選試
驗法
　　運用數理統計的方法，選定若干次典型意義的試驗，邏輯地推出全部試驗所達到的最佳效果。
　　案例：不同品種水稻的對比試驗等。
（四）技術試驗及其意義
模擬試
驗法
　　通過再現的形式來模擬現實發生情況的方法。
還可以通過縮小(放大)比例來模擬所設計的現場效果
(減小風險，提高效率)。
　　案例：汽車碰撞試驗、大壩水利試驗、飛機研發過程中進行風洞試驗、宇航員利用水的浮力進行失重試驗等。
虛擬試
驗法
　　利用計算機技術來虛擬現實中的技術設計原型并進行試驗的方法(縮短周期，節省試驗費用)。
　　案例：利用計算機模擬“勇氣”號火星探測器登陸火星表面的計算機模擬試驗、利用計算機模擬小浪底工程的工作等。
（四）技術試驗及其意義
移植試
驗法
　　在相互具有差異的事物之間，將某些共同相關的因素從一物移植到另一物進行試驗。
　　案例：將人體病毒株在小白鼠體內試驗、植物嫁接、器官移植。
撰寫試驗報告
技術試驗報告的寫作
一般地，技術試驗的實施包括制訂試驗方案、抽取樣本、進行試驗、記錄數據、分析數據、得出結論等幾個步驟。
技術試驗報告是技術試驗工作完成后形成的成果，包括試驗目的、試驗準備、試驗過程、試驗記錄、試驗結論等。
技術試驗在設計中的作用
通過試驗可以發現問題，優化設計，推動技術設計的發展。在技術試驗后期，進行綜合性的整體試驗可為設計的評價提供準確、客觀的數據。
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例11　如圖所示是小明在互聯網上看到的用手槍射擊來檢驗防彈玻璃性能的試驗。該試驗的方法屬于(　　)
A．虛擬試驗法
B．模擬試驗法
C．優選試驗法
D．移植試驗法
B
練習
例12　某公司生產了一款用于體育場露天看臺的塑料椅子，想通過較短時間的試驗了解該款椅子的使用壽命。下列試驗方法較合理的是(　　)
A．采用模擬試驗法模擬太陽光穿過窗玻璃照射進行光照老化試驗
B．采用虛擬試驗法模擬產品在潮濕、超高溫的環境中進行耐腐蝕試驗
C．采用強化試驗法模擬遠高于實際光照強度的太陽光直接照射進行光照老化試驗
D．采用強化試驗法進行自由跌落試驗
C
練習
例13　工業上，常用一些儀器對某些產品進行破壞性的試驗，以檢驗其非正常狀態下極限性能，如圖所示。這種試驗方法屬于(　　)
A．模擬試驗法
B．優選試驗法
C．強化試驗法
D．虛擬試驗法
C
練習
例14　如圖所示是一款兒童玩具，為了檢測其質量，以下試驗中不需要做的是(　　)
A．機構安全性試驗
B．使用過程中的穩定性試驗
C．操控靈活性試驗
D．干電池的使用壽命試驗
D
練習
例15　圖示為某人設計的落地式可折疊晾衣架，采用鋁合金材質制作，具有質量輕、移動方便等特點。現要對其進行技術試驗，下列試驗中不需要的是(　　)
A．在不同位置懸掛衣服，掛梁是否出現彎曲
B．懸掛大小不一的衣服，觀察晾衣架是否穩定
C．用重錘敲擊晾衣架，觀察衣架是否具有足夠的強度
D．掛梁上逐漸增加衣服質量，觀察立柱與連接片處是否具有足夠的強度
C
小結
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