資源簡介

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第二章 技術設計的基礎
通用技術 技術與設計1
學習目標
了解技術設計的一些創造性思維和工程思維
能理解和運用設計的原則進行設計分析
體悟技術設計的一般過程
能運用常用的設計構思方法進行設計構思
體悟設計的系統分析方法
能識讀簡單的機械加工圖、電路圖、效果圖、裝配圖
能手繪或用軟件繪制草圖和簡單的三視圖
第二章 教學內容
第3節技術設計的一般過程和方法
一、技術設計的一般過程
從本質上來說，設計是一個問題求解的過程。
進入高中后，同學們課桌上的書本越來越多，學習用具基本沒地方放置。于是小楊打算設計一個筆筒，用于放置文具、物品等。
課桌邊筆筒放置處
分析筆筒設計的過程
木制筆筒
一、技術設計的一般過程
技術設計的一般過程
發現問題
收集設計所需的信息、數據、資料
值得解決嗎？
有條件解決嗎？
確定設計課題
設計構思
設計多種方案
對多種方案進行分析、比較、權衡，選定方案
進行具體、詳細的設計
實施設計（產品研制）
評價，提出改進意見
是最優化設計嗎？
設計完成
不解決
暫時不解決
中間過程需要檢測、評價及改進
修改設計
否
需重新選擇方案
需重新設計
否
無
二、技術設計的方法
（一）設計草圖的繪畫
徒手繪圖
徒手繪圖方法演示
畫短直線、長直線
基本圖形繪制
圓形（先繪制正方形）
圓柱體
徒手繪圖方法演示
借助網格紙畫立體草圖
二、技術設計的方法
通過輸入和輸出探索黑箱的內部結構，抓住設計中需要解決的核心問題。
中醫的黑箱理論：
人體是一個典型的復雜黑箱，中醫正是把人體當做一個黑箱來研究的。一方面，人體黑箱輸出的信息，中醫是通過“望、聞、問、切”四診來獲得。中醫中一個很重要的特點，就是在取得輸出信息的過程中基本上沒有干擾人體本身的生理病理活動，沒有破壞原有的狀態結構。
黑箱
輸入
輸出
（二）設計方案的構思的方法
1．黑箱法
二、技術設計的方法
2．列舉法
（二）設計方案的構思的方法
P60案例：
李明同學使用目前市面上的雨傘總覺得有些不盡人意，他想對雨傘進行一些創意設計，他在設計構思中使用了以下方法：
列舉出市面上普通雨傘的優點，如：結實、不透水、能防紫外線等。
列舉出市面上普通雨傘的缺點，如：款式單一，不易識別；乘公交容易沾濕別人的衣服；單手不宜開合；傘太長不易攜帶；不適合兩人使用等。
在構思設計方案時發揚優點，改善不足，形成了創造性的設計構思。
他設計了一種傘面具有不同圖案、可自動開合、可伸縮、傘頂增加了集水器、可供雙人使用的雨傘。
與設計的參考對象作比較，列舉其優點以保留；列舉其缺點以避免。
列舉其不足（或不同）之處，以便做必要的補充。
在繼承的基礎上創新，使新方案盡可能完善。
雙人雨傘的構思，運用了列舉法：
二、技術設計的方法
3．移植借鑒法
（二）設計方案的構思的方法
P61案例：
電動平衡車“動態穩定”技術移植借鑒了人體平衡系統結構。
原理、結構、外觀、材料等方面，都可以移植借鑒。
實踐：
利用移植借鑒一些自然界生物的功能，進行一項創新設計的構思。
移植借鑒物 創新設計構思
蜂巢 材料、結構
蟻丘 建筑
荷葉 疏水疏油膜
··· ···
二、技術設計的方法
4．篩選法
（二）設計方案的構思的方法
在設計中，將功能元的解盡可能地按照層次羅列出來，然后進行排列組，對排列組合的結果逐個分析、審查，經過不斷篩選，剩余兩三種方案繼續設計。
構思方法還有很多，在實際的設計中可組合使用。
其他構思方法
組合法
聯想法
檢核表法
……
二、技術設計的方法
1．設計的需求分析
（三）設計的分析
以筆筒為例，分析對課桌功能的需求和非功能需求，分析設計中可能遇到的約束條件。
在方案設計階段，要對設計展開分析，解決“設計什么”和“如何實現設計”問題。
需求概念示意圖
需求分析
1.業務需求
2.用戶需求
系統需求
設計的必要性和可行性
功能需求
設計約束
非功能需求
必須完成，有用的功能
屬性或品質，性能、可靠性···
限制條件、補充規約
二、技術設計的方法
1．設計的需求分析
（三）設計的分析
在方案設計階段，要對設計展開分析，解決“設計什么”和“如何實現設計”問題。
設計任務
求總功能
總功能分解
求解功能元
功能元解組合
評價與決策
最佳原理方案
分析
綜合
評價決策
P65案例分析：洗衣機的設計，包括產品功能原理的分析、實現的方法和途徑、方案的評價和決策等。
二、技術設計的方法
（四）設計中的人機關系
生活中，我們每個人時刻都與身邊的物品發生聯系，當人使用這些物品時，物品就與人就產生了一種相互關系，這種關系稱為人機關系。
二、技術設計的方法
（四）設計中的人機關系
機的內涵
“ 機”是人設計制作的，自然產生的東西不屬于“機”。
設備
儀器
儀表
設施
交通車輛
環境
勞動保護用具……
思考：
1.是否直接接觸 “機”，才存在人機關系？
2.人呼吸空氣的過程中，是否存在人機關系？
二、技術設計的方法
（四）設計中的人機關系
高效 合理或最優地分配人和機的功能，提高人工作的效率
健康 長期操作或使用產品的過程中，不能對人的健康造成不良影響或者損壞
舒適 身心都感到舒適和自然
安全 產品對人的身體不構成生理上的傷害，短期快速的傷害
1．人機關系要實現的目標
以汽車的設計分析
二、技術設計的方法
（四）設計中的人機關系
2．如何實現合理的人機關系
普通人群與特殊人群 如電梯按鍵設計
靜態的人與動態的人 與人相關的尺寸，靜態尺寸和動態尺寸，如課桌之間距離適當，考慮學生的進出動態尺寸
生理需求和心理需求 如兒童表上面畫可愛的造型
信息的交互 如紅綠燈、來電顯示
二、技術設計的方法
（四）設計中的人機關系
產品與使用者、使用環境構成了人機關系。
處理人機關系:
1.要堅持以人為本的設計思想；
2.要樹立產品設計的整體觀，運用工程思維進行系統分析、比較和權衡，努力使設計做到最優；
3.要充分考慮產品對環境和生態的影響，體現生態優先、綠色發展的理念，
5.要努力體現設計的文化性和藝術性，大力弘揚社會主義核心價值觀和中華傳統美德。
補充
設計的根本出發點是要滿足使用者、使用環境的需求。因此，產品、使用者、使用環境成為設計中要重點分析的因素。
產品分析三要素：
產品設計的因素分析
人—人機關系
物—結構、材料···
環境—使用環境
小結
練一練
1．如圖所示的手持式吸塵器，集塵倉透明，配有多種長度和形狀的吸塵頭，適用于不同場合，手柄頂部的LED屏可顯示電量、擋位等。下列關于該吸塵器的評價中，不正確的是（ ）
A．手柄的外形設計使人不易疲勞，考慮了人的生理需求
B．工作噪音較小，考慮了人的心理需求
C．配有多種吸塵頭，考慮了特殊人群的需要
D．透明集塵倉和LED屏的設計，考慮了信息交互的需要
C
練一練
2.如圖所示是一款巴洛克天使機械鍵盤，下列說法不是從人機關系角度考慮的是（ ）。
A．鍵盤本體內置了約9度的傾角，使打字時舒服很多
B．鍵盤頂部的右側集成了一個滾輪，快速地通過滾輪來實現系統音量調節和靜音切換功能
C．外殼漆面采用出色的鋼琴漆工藝
D．藍牙版本接上手機或平板電腦后，連接指示燈會亮
C
練一練
3.電動牙刷通過電動機芯的快速旋轉或震動，使刷頭產生高頻震動，可將牙膏快速分解成細微泡沫，深入清潔牙縫。與此同時，刷毛的顫動能促進口腔的血液循環，對牙齦組織有按摩效果。下列說法合理的是（ )
A．與普通牙刷相比，電動牙刷能更快地清潔牙齒，體現了技術的目的性
B．長時間不更換牙刷頭會滋生細菌，體現了技術的兩面性
C．刷牙時需要刷夠2分鐘，才能起到防護作用，體現了人機關系的健康目標
D．握柄的粗細需要考慮人手的靜態尺寸和動態尺寸
A
練一練
4.在抗擊新冠肺炎疫情中，除了不舍晝夜的醫護工作者外，人工智能技術也在這場戰役中起到了不可小覷的作用，快速體溫檢測、接診問診、機器人接待……毫無疑問，人工智能技術正逐漸成為人類的新一代守護者。人工智能具有與人腦類似的邏輯判斷功能，這是（ ）方法的一種具體應用。
A．功能模擬法
B．黑箱方法
C．反饋方法
D．控制方法
A
練一練
5.下列行為 不屬于黑箱方法的是（　　）
D
練一練
6.如圖是一款全自動跟隨行駛的Smartbe嬰兒推車，父母可以通過手機完成多種功能設置，設置奶瓶加熱，嬰兒籃的內部溫度，防曬防雨棚，嬰兒籃位置可以多角度調節。下列對該嬰兒車的的評價中不正確的是（ ）
A．盲道、水泥路、大理石、斜坡，Smartbe嬰兒推車都能行走，主要考慮了
“環境”的因素
B．遇到障礙物，Smartbe嬰兒推車會自動減速停止，也不用擔心在陡坡上一
路滑行，實現了人機關系的健康目標
C．Smartbe嬰兒推車嬰兒籃可以自動調節溫度并實時顯示，體現了良好的信息交互
D．電動輔助模式下，用戶只需要輕輕控制方向，嬰兒車會自己提供動力，實現了人機關系的高效目標
B
謝謝觀看

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