資源簡介

第 5 頁 共 5 頁
《通用技術》必修①學案二
第三章 設計過程、原則及評價
一、設計的一般過程
發現和明確問題
從本質上說，設計是一個問題求解的過程。它從問題出發，并圍繞問題展開各項活動。因此，設計必須從調查需求、分析信息、發現和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，明確設計要求。
制定設計方案
在發現和明確要求的基礎上，我們緊接著要做的就是通過各種渠道，盡可能廣泛地收集設計所需的信息，通過對各種信息的歸納和分析，挖掘影響設計的主要因素，大膽提出各種設計想法，并依據一定條件對各種想法進行篩選，確定最終的設計方案。這就是制定設計方案的過程。
在這個過程中，要大膽突破傳統觀念的束縛，始終明確。
（1）運用不同的材料、結構可以產生不同的設計方案。
（2）任何設計方案都有改進的可能性，好方案決不會僅有一個。
收集信息：可以通過用戶調查，專家咨詢，查閱圖書資料，收聽收看廣播電視，瀏覽互聯網等渠道收集有關的信息。
設計分析：面對收集到的各種信息，要根據設計要求，找出設計需要解決的主要問題，并分析其可能的解決辦法。面對設計要求和約束條件之間的相互矛盾，為了找到最好的解決辦法，應該提出盡可能多的設想，以便于權衡利弊，作出選擇。
方案構思：方案構思是設計過程中最富有挑戰性的環節，它要求我們根據設計要求，大膽構思，努力挖掘自己的創造潛力，提出解決問題的多個設想。
方案呈現：構思過程中產生的設計想法常常是模糊的，為了使其具體化，我們通常會用草圖把它們轉化為視覺形象。同時，這些想法又是零散的，從中我們并不能看到一個完整的設計方案，所以我們還要對這些想法進行綜合。
方案篩選：當多個設計方案產生以后，我們就要依據一定的原則，對這些方案進行篩選。
制作模型或原型
完成方案篩選后，我們就要開始制作模型或者原形了。一般地，模型制作包括兩個階段，既繪制圖樣和制作模型或原型。對于圖樣，我們既可以手工繪制，也可以用計算機輔助制圖。對于小型、簡單的產品可以直接制作產品原型，而對于大型、復雜的產品先制作縮小、簡化的模型。
測試、評估及優化
要明確設計方案是否可行，我們還必須進行各種測試、評估，以優化設計方案、完善產品原型。
測試：在模型或原型制作完成后，一般需要對其進行測試。測試的目的是檢驗產品在操作、使用過程中，在結構和技術性能等方面能否達到預定的設計要求。
評估：在測試的基礎上，我們還要對設計方案和產品進行較為全面的評估。這種評估，在設計過程中需要反復進行。
優化：為了優化設計方案，我們既要分析測試和評估的具體記錄，也要重視對公眾意見的調查，以明確改進的方向。一般說來，我們可以對三種典型人群，即專家、潛在客戶和用戶進行調查，征集優化的具體意見。
產品的使用和維護
在產品使用過程中，正確的使用和維護既可以使產品更好地滿足人民的需求，又能延長其使用壽命。因此，掌握正確的使用和維護方法對于產品使用者來說尤為重要。為此，我們通常要設計一份產品設計說明書。
設計實際上是一個動態的過程。在一項具體設計中，有些階段或步驟可能會發生變化，有些步驟之間則可能出現一定的循環。因此，我們不能將設計的過程簡單化、模式化，而應根據設計的需要進行靈活安排。
.
二、設計的一般原則
在長期的設計實踐中，人們逐漸總結出創新、實用、經濟、美觀、道德、技術規范、可持續發展等設計的一般原則。這些原則往往互相聯系，互相制約，互相滲透，并體現在設計過程的各環節中，成為指導設計過程和進行設計評價的基本準則。
創新原則
設計是人類為了追求美好生活而進行的創造性活動。
創新就是通過引入新概念、新思想、新方法、新技術等，或對已有的產品的革新來創造具有相當社會價值的事物或形式。創新是設計的核心。生活因設計而豐富多彩，設計因創新而魅力四射。
設計過程中，一般可以從原理、結構、技術、材料、工藝等方面進行考慮改進和突破，以實現創新的目標。要實現產品設計的創新，除了了要最大限度地發揮人的智慧外，還應注意利用最新的技術成果和現代的設計理論和方法。
實用原則
設計中的實用性是指設計的產品為了實現其目的而具有的基本功能。物理功能（性能、構造、效率精度和可靠性）、生理功能（方便性、安全性、宜人性）、心理功能（造型、色彩、機理和裝飾）、社會功能（個人價值、興趣、愛好和社會地位）。
產品的實用性是從設計的目的出發的，它隨時代的改變而改變，隨人群的改變而改變，具有鮮明的個性特征。
經濟原則
設計中的經濟原則是指以最低的費用最得最佳的效果。所謂最低的費用，是指產品在得到最優良的設計，實現最佳的功能的同時，所涉及到的各方面的成本和總量最小。由于產品所用的材料都有其特定的性能和加工的方法，作為設計者，如果只追求形式美而不了解生產工藝，往往就會出現無法生產或成本很高的情況。另一個方面，如果設計者只追求價廉而粗制濫造，就從根本上違背了設計的目的，可能會導致產品滯銷或虧本銷售，造成更大的浪費。
產品設計必須從消費者的利益出發，合理使用優質價廉、能優化產品質量的原材料，并在明確目標市場、控制生產成本、提高產品附加值等基礎上改進與完善產品設計，為企業的生存與發展服務。
功能成本比=功能/成本。提高功能成本比的方法：在功能不變的前提下降低成本；在價格不變的前提下，增加功能；在增加功能的同時降低成本。
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。通過各種元素組合，表現產品不同的設計特點，強調形態美，技術美，材質美，色彩美等獨特的表現元素，就會產生不同的產品風格，帶給人們各種美的享受。
產品設計中的美觀原則是多元的，受到消費者、功能、技術、文化傳統等多方面的影響。
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。
產品的設計應始終堅持為人民服務的宗旨，不能出于某種不道德的目的。產品的設計不能單純為了謀取利益而損害人類所居住的環境，更不能為了私利而設計制造低級趣味的產品，生產假冒偽劣產品，甚至用報廢、有毒材料制造食品、藥品等關系到人們身體健康的產品。此外，設計是創造性的活動，在利用有關知識產權和專利的法律法規保護自己的成果的同時，還要尊重他人的知識產權、技術成果的道德觀念。
技術規范原則
產品的設計必須符合一定的技術規范。技術規范是有關開發生產技術的知識、領域、方法和規定的綜合。
技術規范既有強制性的標準，也有推薦使用的技術規范。強制性標準是產品設計制造必須達到的要求，否則將出現各種質量和安全方面的事故。推薦性的技術規范不是產品制作必須要達到的，而是對企業形象和產品的質量有很大影響的要求。
可持續發展原則
在技術世界中，技術產品是與生態、環境、資源等緊密相連的。樹立可持續發展的理念，體現可持續發展的要求，不僅是產品設計者應當遵守的原則，而且是產品設計者應當承擔的責任。
技術設計的可持續發展原則是指產品的設計既滿足當代發展的需求，又要考慮未來發展的需要，不以犧牲后人的利益和長遠的利益為代價來滿足當代人的需求。
可持續發展原則是隨著人類社會的發展和人類認識的深入而不斷發展變化的。
總之，產品的設計要考慮到人類長遠的發展，資源與能源的合理利用、生態的平衡等可持續發展的因素。
設計是一項綜合活動，其一般原則對設計的成功具有重要影響。但是在實際運用中，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。最基本的原則是實用原則，創新是核心。
三、設計的評價
設計的評價是指依據一定的原則，采取一定方法和手段，對設計所涉及的過程及結果進行事實判斷和價值認定的活動。它對設計者樹立質量管理意識、強化質量管理、高質量完成設計任務有重要作用，同時也有助于設計中的信息交流和工作反思。
評價涉及到評價對象和評價者。從評價對象來看，設計的評價可以分為兩類：一是對設計過程的評價，二是對設計成果的評價。從評價者來看，也有兩類：一是設計者自我評價，二是他人的評價。
無論是對設計過程的評價還是對設計成果的評價，都應建立在事實判斷的基礎上。也就是說，評價者首先應對設計過程和設計方案的各個細節進行準確的判斷、說明、闡述。只有在事實確定的前提下，評價才會有效，才不至于失真。
進行評價必須制定相應的標準。由于設計的目標和內容不同，設計評價的標準也就不同，有時可以有所側重。評價標準的制定應當客觀、明確，體現科學性和可操作性。
對設計過程的評價
加強對設計過程的評價是樹立質量管理意識、加強質量管理、實現設計目標的關鍵。
對設計過程的評價要注意把握各個環節或階段的主要任務和目標，要注意把握設計過程中各個環節或階段之間的銜接和協調，要注意階段性成果的質量。對設計過程的評價應服務于完善設計方案、促進個人發展的根本目標，不僅僅是設計過程終結時的回顧性、反思性評價，而且也包括設計過程之中的即時性、階段性評價。因此，對設計過程的評價應寓于設計的全過程。
對最終產品的評價
最終產品是設計過程的結晶，是設計質量、設計水平的集中體現。對最終產品的評價，有兩個基本的依據：一是參照設計的一般原則進行評價，二是依據事先制定的設計要求進行評價。在實際評價中，這兩個方面也可以結合起來。
由于對最終產品的評價是對設計成果的總評價，因此，應從多方面把握評價內容。對于不同的產品，評價的內容及標準可能有所不同。
設計的評價和設計的交流
很多情況下，設計的評價目的往往不是為了甄別，而是為了相互交流信息、征求意見、共同研討，進而完善設計方案。即使是從參與設計成果的評價出發而進行的評價，也離不開設計的交流。因此，設計的交流貫穿于設計的全過程，是設計評價的基礎。
設計的交流可以通過多種方式進行。其方式有口頭語言、文本、技術圖樣、圖表、模型、計算機演示、網頁等。
序號 交流方式 特點 適用場合
1 口頭語言 簡潔、方便 適用于面對面、規范要求不嚴格的場合。
2 文本、圖表 較規范，可反復查閱、核對 適用于相對比較正式，具有一定技術要求的交流。
3 技術圖樣、模型 感性、直觀 具有較高技術要求的交流。
4 計算機演示、網頁 生動、形象、靈活交流 具有較高技術要求的交流。
在設計的交流過程中，應當注意提煉關鍵的技術信息。對他人所提出的理念、信息、意見要做客觀的、有意義的、實事求是的分析，要能敏捷地抓住他人的意見、建議中的創新點或對自己設計活動有啟發意義的部分，用以改進自己的設計，從而師交流的過程成為改進自己設計、開闊自己視野的過程。
第四章 發現與明確問題
一、問題：
在生活中，有很多為我們所不知而需要解答的話題，這就是問題。
問題的產生：
1、來源于生活
人類在生存活動中必然會遇到的問題。如中國人為進食而發明了筷子。
2、來源于需要
由于別人給出問題，設計者必須針對問題尋求解決方案。如把汽車幫成流線型來解決速度大時的阻力問題。
3、來源于積極主動的思考
基于一定的目的，由設計者自己主動地發現問題，并試圖解決。如貝爾發明了第一部電話。
二、發現問題的途徑與方法
1、觀察日常生活，如詹姆斯.哈格里沃斯發明新式紡紗機
2、收集和分析信息（主動出擊尋找問題）
收集信息的方法有：問卷調查法、集體詢問法、文獻法、家庭走訪詢問法、電話詢問法、個別詢問法。
3、技術研究與技術試驗
技術研究，技術試驗是重要的技術活動，也是發現問題的途徑與方法。
三、明確問題的內容與價值
1、問題是否明確
發現問題很多，有些模糊不清，需要加以明確目的。
2、問題的價值
判斷問題是否有價值的依據：
①所提出的問題是否遵循基本的科學原理？
②迄今為止，能否確認該問題尚未得到充分解決？
③在你調查的范圍里，該問題是否具有普遍意義？
在更廣的范圍內，這個問題是否有意義？
④在多個問題同時發生時，該問題是否是主要問題？
⑤現有技術條件能否解決這個問題？技術發展以后呢？
⑥解決該問題所需的投入是多少？投入與產出的比是否理想？
3、明確解決問題受到的限制及具體的設計任務
無論是一個問題的解決，還是一項設計的進行，它的限制主要有兩方面決定：
①設計對象的特點和問題解決的標準
②設計者的技術能力與條件
4、設計計劃
設計計劃可以更好地保證設計有目的、有計劃地進行。它可以通過工作程序的排列來表示
。
第五章 方案的構思方法
一、方案的構思方法
設計分析
合理的設計分析是成功地進行技術設計的關鍵一步，分析得當可以指引以后的技術上可以少走或不走彎路。
產品本身是一個整體，包括功能、造型、材料等，但任何產品都不是孤立存在的，一方面，它是為人服務的，人的需求在很大程度上決定著產品的設計；另一方面，它是在一定的環境中使用的，必然受到環境的制約，并對環境產生影響。因此，設計任何產品都應綜合考慮物、人、環境三個方面。詳見書本P95臺燈分析的例子。
方案的構思方法
方案的構思是指人們在一定的調查研究和設計分析的基礎上，通過思考將客觀存在的各要素按照一定的規律架構起來，形成一個完成的抽象物，并采用圖、模型、語言、文字等方式呈現思維過程。
方案的構思過程中，考慮到的許多問題是模糊的、零散的、不系統的，而且也是不具體的，怎樣把這些模糊的、零散的、不系統的設計想法變成我們能看到的、比較完整的具體方案呢？這就需要一定的方法
（1）草圖法（畫）
設計時，我們可以運用草圖法進行構思。草圖不僅能將一些想法明確地表達出來，而且可以隨意修改。在運用草圖法進行構思的過程中，學生可以捕捉靈感、自由發揮、不受約束。
（2）模仿法（仿）
模仿現實生活中存在的一些事物進行方案的構思。如仿生技術
（3）聯想法（移）
要用聯想的方法進行方案的構思，人們就必須具備豐富的實踐經驗、較廣的見識、較好的知識基礎及豐富的想象力。
利用聯想法進行方案的構思，不一定能使技術設計一次性成功，但它有可能為構思找到一種方法或一條形成方案的路徑。運用聯想法進行構思后，我們不能盲目地實踐，而應該首先對方案進行科學論證，而后再進行制作和實施。
（4）奇特性構思法（破）
奇特性構思法所形成的方案一般具有原創性。這些構思在歷史上很少發生，或從來沒有發生過，甚至有些構思在當前的科學、技術、經濟條件下無法實現。
方案的比較和權衡
在多個方案經構思形成后，我們往往要對這些方案進行評判和比較，同時要從設計的目的出發，針對一些相互制約的問題進行權衡和決策，最后選出較為滿意的方案或集中各方案的優點進行改進。
對方案進行比較和權衡的過程是一個綜合考慮的過程，各個指標并不是獨立的，它們相互關聯、相互制約。抓住設計的核心與關鍵是權衡設計方案的必要條件。
考慮的方面：實用、美觀、創新、穩定性、安全性、環保性、加工難易程度、經濟成本。
第六章 設計圖樣的繪制
一、技術語言的種類與應用
1、 技術語言是一種在技術活動中進行信息交流的特有的語言形式。
常見的有：圖樣、圖表、模型、符號
2、 分類：
按專業類型分：計算機程序語言、工程圖學語言等
按人的感覺分：視覺語言主、聽覺語言、觸覺語言等
按人的視覺形式分：圖形符號語言、文字符號語言等
3、 技術語言的特點
①言簡意賅（簡明扼要）②通俗直觀 ③規范統一
二、草圖的繪制
1、 徒手繪圖：握筆姿勢等。
2、 網格徒手圖
要領：與地面垂直的線垂直畫，與地面平行的線按網格的斜線畫，同時以網格的小格來確定物體的比例。
3、 基本圖形的畫法
圓、圓柱體、立方體、錐體的畫法。
4、草圖的分類
構思草圖是以具體圖形把想法表現出來，不用借助繪圖工具。
設計草圖是經過整理、選擇、修改和完善的草圖，一般需要借助繪圖工具。
6、草圖繪制的步驟：
①選用合適的筆來畫圖（2H鉛筆）
②在方格紙上按照構思好的設計方案，畫出產品的外觀比例關系。
③在準備好的透視網格紙上，畫出產品的透視線，先畫淡一些，等畫完圖形后，再描深輪廓。
④畫產品的中間調子，注意色彩過渡自然。
⑤細致描畫產品的亮部及高光部位。
⑥繪產品放置的陰影，突出形體的體積感和質量感 。
三、透視效果圖的識讀
效果圖能真實地表現產品的式樣、材質和空間效果。從效果上注意把握產品的形態、功能和特征，了解產品的外觀上的實際比例關系和色彩搭配及材質感。
四、正等軸測圖
1、 正等軸測圖是一種可以表現物體三維結構特征的圖形。軸間角都是120。
2、 平面結構形體的正等軸測圖的繪制
① 根據形體特征，確定長（X）、寬（Y）、高（Z）等三軸在圖紙上的位置
② 平面結構形體正等軸測圖的繪制
③ 沿著上述三軸分別量出物體的長、寬、高的尺寸畫出左上角斜切面
④ 據長度方向、寬度方向的尺寸，畫出左有方斜切面，完成全圖。
五、正投影與三視圖
1、 投影：在光的照射下，形體在地面上產生的影子。
2、 正投影法：投影光線與投影平面垂直時，在投影平面上得到物體視圖的方法。
3、 三視圖：主視圖、俯視圖、左視圖
主視圖：物體的正面投影，即物體由前向后投影所得到的圖形，通常反映物體的主要形狀特征
俯視圖：物體的水平投影，即物體由上向下投影所得到的圖形
左視圖：物體的側面投影，即物體由左向右投影所得到的圖形。
4、主視圖與俯視圖長對正；主視圖與俯視圖高平齊；俯視圖與左視圖寬相等。
5、一定要注意投影方向，特別是正投影方向。
六、形體的尺寸標柱
1、尺寸標注的基本要求：正確、完整、清晰、合理。
2、尺寸要素：
①尺寸界線：尺寸界線用細實線繪制，并應由圖形的輪廓線、軸線或對稱中心線處引出。也可利用輪廓線、軸線或對稱中心線作尺寸界線。
②尺寸線：尺寸線用細實線繪制，不能用其它圖線代替，一般也不得與其它圖線重合或畫在其延長線上。
③尺寸數字：圖樣上所注尺寸表示形體的真實大小與圖樣的大小及繪圖的準確度無關。
3、尺寸標柱：直徑、半徑、形體尺寸標注方法。
七、機械加工圖
1、定義：是以三視圖的形式來表達機械加工方法的一種技術圖樣。
2、組成：三視圖及其尺寸標注：必要的其他視圖；標題和文字說明
八、剖視圖
1、定義：假想采用剖切平面的方法剖開物體，將觀察者與剖切面之間的部分移去，將其余部分向投影面投影所得的圖形稱為剖視圖。
2、剖切面的特征：
①包含內部結構如孔、槽的軸線，或物體的對稱面
②平行于相應的投影面
九、線路圖
電子線路圖是指用圖形符號和線段組成的電子工程用的略圖。包括電路原理圖、接線圖和邏輯圖等。
第七章 模型或原型的制作
一、原型：
原型是第一個能全面反映產品功能的形體，它廣泛應用于新產品的開發中，有時原型就是最終產品。
二、模型：
模型是根據實物、設計圖樣或構思，按比例、形態或其他特征制成的與實物相似的一種物體。
三、模型在設計中必須具備的二個功能：
1、使設計對象具體化。
2、幫助分析設計的可能性。
四、模型在不同階段的作用
1、 草模
供設計人員深入探討時使用：
2、概念模型
用概括的手法表示產品的造型風格、布局安排、人機關系等，從整體上表現產品造型的整體概念。
3、結構模型
研究產品造型與結構的關系，清晰地表達產品的結構尺寸和連接方式并進行結構強度試驗而制作的模型。
4、功能模型
用于研究產品的各種性能以及人機關系，同時也用作分析、檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系等。
5、展示模型
作為產品的樣品進行展示，以便提供實體形象。另外通過展示模型可以直接向設計委托方征求意見，為審核方案提供實物依據。
五、工藝：
工藝是指利用工具和設備對原材料、半成品進行技術處理，使之成為產品的方法。
常見工藝：加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、鑄造、表面加工工藝等。
六、金屬材料的加工工藝
金屬材料的加工工藝包括劃線、鋸割、銼削、鉆孔、連接、表面處理等工序。
1、劃線：劃出輪廓線或基準點和基準線
步驟：（1）基準 （2）劃尺寸線 （3）劃輪廓線 （4）沖眼
工具：劃針、角尺、剛直尺、劃規、樣沖（操作要領見書本P144）
2、鋸割：金屬材料通常以鋸割的方式進行割斷，手鋸是人工鋸割常用的工具。
工具：臺虎鉗、手鋸（或叫鋼鋸）
操作要領：
（1）站位和握鋸姿勢要正確
（2）推鋸加壓，回拉不加壓力
（3）鋸程要長
（4）推拉要有節奏
3、銼削
工具：銼刀、臺虎鉗。
銼削操作要領：銼削時要注意身體和手臂動作的協調：在推挫削過程中，左手施力要由大到小，右手施力要由小到大，使銼刀平穩而不上下擺動。
鉆孔：用鉆頭在實體材料上打孔的方法。
工具：臺式鉆床、劃針、角尺、鋼直尺、樣沖、麻花鉆。
步驟：（1）劃線定位 （2）裝夾工作 （3）裝夾鉆頭 （4）鉆孔
5、連接：
通過固定和半固定連接方法可以使金屬件之間連接起來。有：鉚接、黏結、焊接、螺栓和螺母、平頭螺絲、元寶螺帽、墊圈、彈簧墊圈等（注意它們各自的應用實例）
6、表面處理
目的：防止金屬品表面生銹腐蝕，提高美觀程度
方法有：表面刷光（工序：準備->粗處理->細處理）、噴油漆、鍍層
七、制作模型的一般步驟：
1、選擇合適材料。
2、 準備適當的工具和加工設備。
3、按設計圖樣劃線。
4、對材料進行鋸割、切削等加工。
5、裝配。
6、對模型進行表面處理。
7、對產品的外觀造型和色彩進行評價；對產品的結構、功能進行檢測和試驗。
8、對設計方案進行修改，做成展示模型（樣品）。
第八章 技術產品的使用和保養
一、產品說明書及其編寫
1、產品說明書：是一種指導用戶消費的文書。
2、產品說明書的作用
幫助消費者正確了解產品特性以及正確、安全使用和保養產品。
3、說明書不準確或不詳會怎樣？
不會用、用不好、弄壞產品、發生意外等
4、產品說明書的一般結構：標題、正文、標記
5、產品說明書的形式：
條款直述式特點：條理清楚；
醒目自問自答式特點：相關內容歸納成問題再逐一回答
6、產品說明書的寫作要求：
①充分考慮用戶的閱讀需要
②體現產品的設計特點
③不必平均用力，而應有所側重
④語言準確、通俗、簡潔，內容條理清楚
二、技術產品的使用、維護和保養
1、技術產品的維護和保養是指維護產品完好技術狀況或工作能力而進行的作業。
2、怎樣獲取服務途徑？
①查閱說明書獲取廠家服務電話、服務網絡點等信息
②打電話咨詢或上網查找，獲取服務信息
③靖教其他用戶獲取服務信息
測試和評估
模型制作
方案構思
設計分析
需求分析

展開更多......

收起↑