資源簡介

專題二 設計的過程
知識框架
設計的過程 發現與明確問題 發現問題的一般方法
技術問題內容和價值的判斷
列出具體設計要求
制訂設計方案 信息收集和處理
設計分析的基本思路
產品設計分析的三要素
選擇材料和標準件
制定設計方案
比較、權衡并選擇設計方案
設計的一般原則
模型或原型的制作 工藝的含義及常見工藝的種類
常見工具設備及簡易加工方法
加工藝的選擇與操作
簡單產品的模型或原型的制作
產品外觀的潤色
復習要點
1．能在日常生活中發現問題，掌握發現問題的一般途徑與方法。
2．能明確問題的內容，并判斷該問題是否有價值。
3．能收集和處理信息，并能列出具體的設計要求。
4．理解設計的一般原則，各原則之間的相互關系，會用設計的一般原則來評價作品。
5能對設計對象進行設計分析，并能制訂出設計方案，能用草圖或文字對設計方案進行說明，能對設計方案進行比較和權衡．
6．知道標準件的作用，能選擇合適的標準件。
7．知道常用的加工具、設備和加工方法。
8．掌握金屬材料的加工工藝、加工方法、加工工具和設備、操作要領及注意事項等。
重點提示
１．設計過程是將設想轉變成最終產品的過程。設計過程以產品設計為依托．從問題的發現開始，經過設計方案的制訂、原型與模型的制作、方案的優化，直到最終方案的確定，形成了一個完整的設計過程。
2．發現與明確問題是技術設計過程的首要階段．是明確問題的前提．是設計過程的第一步。明確問題的內容，確認問題的價值，可以為分析問題解決的條件及實現的可行性、提出設計要求奠定基礎。
3．明確設計要求、標準與限制。設計標準就是根據產品或系統的關鍵元素、特征以及所要達到的目的而為設計建立的一系列參數，在功能、大小、安全、外觀、耐用性等方面要達到一定的標準。它是設計者設計的依據，設計者依據設計要求，構思各種可能解決問題的方案。限制是設計所受到的制約，如時間限制、成本限制、環境限制等。
4．制訂設計方案是技術設計過程中的重要環節。
信息收集是根據設計選題的要求，有針對性地收集與選題相關的信息與資料。常見的方式有：實地調查、訪問有關人員、借助媒體和因特網、查閱圖書資料、進行專家咨詢、調查市場現狀等。信息收集要做到全面、準確、真實、實用。
設計分析要根據設計的具體要求進行開放性思考，歸納起來，這些因素分別歸屬于產品本身、使用者、使用環境，即“物”、“人”、“環境”三個方面。設計分析時，也要根據設計要求對產品的各個組成部分進行分析。
標準件是指經優選、簡化、統一給以標準代號的零件或部件，包括緊固件、連接件、密封件、滾動軸承、螺孔型材等七大類。選擇標準件，既可以簡化制作過程，又能實現通用通換。
制定設計方案是設計者在一定的調查研究和設計分析的基礎上，把自己設計的東西，按照一定的設計原則和設計規范，用文字、圖表、模型、語言等呈現出來的過程。
通過比較和權衡．能在多個方案中選定滿足設計要求的最佳方案或集中各種方案的優點來改進原有方案。比較各個方案的外形、結構、功能等特點要求，明確各個方案對設計指標的符合程度。權衡各個方案的優點和缺點，從中選擇最佳方案。抓住設計的核心與關鍵，是權衡設計方案的必要條件。
5．制作模型(或原型)是技術設計過程中的一個重要環節，也是一種技術方法，它可以使設計對象具體化，有利于設計者把握設計的可能性。模型在不同的階段有不同的作用。
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。常見的工藝有加工工藝、表面處理工藝、裝配工藝、鑄造工藝和檢測工藝等。金屬材料的加工包括劃線、鋸割、銼削等工序。
例題解析
【例1】 1816年，法國巴黎的市郊，有一群孩子正圍著一堆木頭玩耍。一人用大鐵釘在木頭的一端敲打．其余人在另一端把耳朵貼在木頭上聽。這時，法國醫生勒內·雷奈克為一位患心臟病的貴婦看病后回來恰好路過此處，圓木的敲擊聲啟發了雷奈克．他做了一個木管子給病人聽診．后來又做出喇叭形的象牙管，上面安裝了兩根柔軟的管子，這就是世界上第一個聽診器。
上述材料中。法國醫生勒內·雷奈克發現問題的途徑和方法是( )
①調查問卷；②觀察日常生活；③技術試驗；④技術研究。
A．①②③④ B②③④ c．①②③ D③④
答案：B
(分析) 本題考查發現問題的一般方法。我們不僅應有主動發現問題的意識，而且應掌握一些發現問題的途徑和方法，其中觀察日常生活是最容易發現問題的途徑和方法，因為日常生活是我們賴以生活的基礎，它往往蘊藏著豐富的問題資源，是我們最熟悉和最容易找到問題特別是有價值問題的地方。
【例2】下列產品不可能是標準件的是( )
A．螺釘 B．墊圈 C．螺母 D．鎖
答案：D （分析）本題考查選擇合適的標準件。在進行材料和部件的選擇時，要盡可能地選擇合適的材料或標準件。標準件是指經優選、簡化、統一給以標準代號的零件或部件，包括緊固件、連接件、密封件、滾動軸承、螺孔型材等七大類。使用標準件可以簡化制作過程，節約設計力量，實現通用互換。標準件的集中生產，不僅有利于先進工藝技術的使用，還可有效地提高產品質量．降低生產成本。
【例3】右圖中操作方法正確的是( )
答案：C
（分析）本題考查金屬材料的加工工藝。鋸割前應把材料夾持在臺虎鉗上．通常情況下。鋸割線應在臺虎鉗鉗口左側10～20mm處．鋸割線不能太靠近臺虎鉗(易對臺虎鉗造成破壞)，也不能離臺虎鉗太遠(操作時不穩)。右手握緊鋸弓的手把，左手輕輕扶在鋸弓的前端，鋸割時，右手推進施力，推據加壓。回拉不加壓，鋸程要長，推拉要有節奏。
【例4】分析題 “大頭貼”一直深受青少年的喜愛。如果再給它配一個精美的、有個性的相架那就能更好地展現學生自己的風采。如果有學生要給自己的大頭貼照片設計一個相架，請從“人”、“物”、“環境”三個方面做出設計分析。
[提示]設計分析要考慮三要素：“人”、“物”、“環境”。“人”主要考慮設計所涉及的對象是學生，學生的特點是生動、活潑，追求時尚、有個性、簡單的基礎上追求精致等，色彩大方、明亮、歡快等；“物”是產品本身．要求結構簡潔、合理，大小適中，取材容易，成本不高，又要配合大頭貼照片使用，兩者要能合為一體等；“環境”指設計時既要考慮該相架是放置在書桌上還是掛在墻上，又要考慮該相架的設計和制作不能對周圍的環境造成不良影響。
（分析）本題主要考查學生對技術設計分析的理解和應用。合理的設計分析是成功進行技術設計的第一步，分析得當可以指引以后的技術設計少走或不走彎路。在設計過程中所涉及的人是一個具體而又明確的對象，這個案例指的是高中生．這就要分析高中生的學習、生活特點及生理、心理特點。“物”就是產品本身，包括功能、造型、材料等．但人的需求在很大程度上決定著產品的設計。另外．產品又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，任何產品的設計不是孤立的，而應該綜合考慮“人”、“物”、“環境”三要素。
【例5】設計題 現代人離不開自行車，自行車無噪聲、無污染、質量小、結構簡單、造價低廉、使用和維修方便，既能作為代步和運載貨物的工具，又能用于鍛煉身體。自行車自問世以來，人們 一直在不斷地改進和完善它。請你從輔助功能方面(即在自行車上合理增加新的功能）對如圖所示的自行車作進一步的完善，列舉四點
[提示]能針對輔助功能方面有所列舉即可。
①改善車座結構，增強柔軟性、抗震性；
②使車座便于空氣流通，減少臀部積汗；
③車體安裝消解震動力裝置；
④安裝防滑、防倒裝置；
⑤增加健身裝置……
（分析）這是一道綜合題，目的是使學生能從平時熟悉的事物中主動地去發現問題，尋找固有事物的不足，發現希望。發現問題與明確問題是設計過程的起點，而發現問題又是明確問題的前提，因此，能不能發現問題，特別是主動地發現有意義、有價值的課題，培養問題意識。對學生掌握設計的一般過程，邁好設計的第一步非常關鍵。
在設計過程中，學生要考慮設計時所受到的主、客觀限制因素，力求簡單、可靠、可行。在構思過程中。學生肯定會提出很多設計方案，要進行方案的篩選。而繪制草圖是一種基本的設計能力。是一種容易交流的技術語言。在草圖中還要作一些必要的文字說明。
自主練習
一、基本題
1．鉆頭(即麻花鉆)是機械行業中用途最廣泛和最常用的消耗性工具。小張在工廠修磨鉆頭的實踐中發現手工修磨鉆頭無依靠及參照物，影響到工作的精度和質量，于是開發研制了 “鉆頭刃磨器”。成功地解決了磨鉆頭困難的問題。“鉆頭刃磨器”課題的發現來源于( )
A．觀察日常生活 　　　 B．技術試驗和技術研究　　 C．收集信息和分析信息 D．專家的指點
2．當肥皂被用到最后一點時，為了充分利用肥皂，有人在肥皂中央加了一塊小方木塊，這樣洗到最后，肥皂都得到了充分利用。設想雖好，但帶木塊的肥皂始終沒有得到推廣和應用，這可能是因為( )
A．不符合基本的科學原理 　　B．弊大于利
C．生產時質量不好 　　　　　 D．應用范圍狹窄
3．制作模型時，從學生的角度出發，一般要考慮的因素包括( )
①盡可能廢物利用；②盡可能使用標準件；③加工時要減少對復雜設備的依賴：④盡可能美觀精致。
A．①②④ 　 B．②③④ 　 Ｃ．①②③④ 　　 D．①③④
4．在學生設計簡易手電筒的過程中，需要對簡易手電筒的各個部件進行設計分析，下列分析不合理的是( )
A．手電筒的主要功能在于照明，一般要選擇質量好的小燈泡
B．在設計的時候要考慮使用何種型號的電池
Ｃ．開關起通斷電源的作用，選擇時要注意是否符合學生的需要
D．手電筒筒身部分主要起美觀作用
5．一天中午，小明的媽媽把剛洗好的衣服掛在陽臺的曬衣桿上，突然一陣大風刮來、剛曬好的衣服和衣架一起被風吹到樓下，當時小明就想，如果用一種方法把衣架固定在曬衣桿上，那就能避免發生此類事件。于是小明決定設計制作一款防風衣架。
(1)要制作防風衣架，在設計和制作過程中需要收集的信息有( )
①調查有關信息，了解衣架脫落的原因； ②了解已有的防風衣架的結構特點： ③用何種材料進行制作； ④如何對防風衣架進行評價，
A．①③④ B．①②④ Ｃ．①②③ D．②③④
(2)防風衣架的設計重點應該在( )
A．是否美觀 B．掛鉤的結構 Ｃ．所用材料 D 尺寸
(3)設計防風衣架要考慮的因素有( )
①具有防風功能；②制作方便；③結構簡單；④拿取方便。
A①②③ B．②③④ Ｃ．①③④ D．①②③④
6．我們在設計制作的過程中，為了降低制作成本和制作難度，常希望使用一些“標準件”，下列對于“標準件”的理解，正確的是( )
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
7．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線的過程，在金屬材料的加工的劃線工藝中，不需要用到的工具為( )
A．劃規 　　 B．劃針 　　C．手鋸 　　 D．鋼直尺
8．加工小木凳一般不需要用到的工具是( )
A．銼 B．尺 C．刨 D．鋸
9．分析題　下列是用方鋼加工錘子的一些基本操作，請按正確的順序排列加工步驟：
A．劃線 　 B．選料 　 C．鉆孔 　 D．鋸割 E．銼削 F．攻絲
10．分析題 呂靜同學發現公園里蹺蹺板的設計存在缺陷，使用時兩邊必須有體重基本相同的參與者．并且是你上我下的單調的機械運動，于是她設計制作了一種軟著陸單人安全蹺蹺板(如圖Z－2－3)。該新型蹺蹺板下方裝有彈簧，桿的高低可調節，結構簡單美觀，性能安全可靠，娛樂性強。
(１)根據案例，說一說呂靜同學發現問題的途徑，并再列舉其他發現問題的途徑。
(2)指出該作品在安全方面的優點。
11．評價題　針對熱水瓶的缺陷，提出兩種改進方案。
熱水 熱水瓶因為重心偏高容易傾翻．會燙傷人。
12．設計題　下雨天，大人需一手抱小孩子，一手撐雨傘，再也騰不出手來拿東西了，請你為此設計一把雨傘，方便地解決這個問題。用草圖表達出來，并進行必要的說明。
l3．操作題　高二(2)班的通用技術操作課上，同學們學習鋸割的方法，結果一節課下來，鋸條斷了近20根。鋸條是鋸割操作中比較易損壞的消耗品，請你分析造成鋸條折斷的三種可能的原因。
二、拓展題
14．小張要設計一款多用梯子，他收集信息時不必考慮的是( )
A．前人研究多功能梯子的案例 　　　　 B．連接部分的結構設計
C．是否申請專利 　　　　　　　　　　 D．梯子的材料
15．張紅同學制作的便攜式小凳，凳面采用中空的盒式結構，在評估的過程中又聽取了大家的意見，將凳腳板由原來的形狀(如圖Z-2-4甲)增開了缺口得了一個“肩”(如圖Z-2-4乙)。這是考慮到( )
A．使外觀更加美觀 　　　 　 B．使結構強度得到增強
　Ｃ．使質量進一步減小 　　　 D．使成本進一步降低
16．從明確問題的價值角度分析，你認為以現有的技術水平，下列想法或設計合理的是( )
A．水變油(把乳化劑加到水中后，水就能像油一樣燃燒，并帶動汽車前行)
B．永動機(只需一個初始的力量，之后不再需要任何動力和燃料，卻能自動不停地做功)
Ｃ．雷電利用機(利用雷電為人類造福)
D．手語翻譯器(將手的運動轉化成電脈沖，通過電腦軟件再將脈沖翻譯成文本)
17．下列說法錯誤的是( )
A．起鋸時要求起鋸角要小，行程要長，壓力要小，當陷入工件2～3mm時，才能正常鋸割
B．鋸割時．推鋸加壓，回拉不加壓，推拉要有節奏
C．在銼刀操作的過程中，要使銼刀平穩而不上下擺動
D．銼削時．推出時稍慢．回程時稍快．動作要自然協調
18．分析題　(1)如果你是消費者(作為一個高中生)，你對臺燈的設計有什么要求？(列出四點)(2)如果你是生產者，你對臺燈的設計有什么要求 (列出四點)
對臺燈的設計要求
消費者
生產者
19．技術操作題　小明要加工一個簡易小鐵錘．鐵錘錘頭準備用圓鋼制作，需要達到的加工要求為：長50mm、兩端表面光潔、垂直度高等。
(1)請用方框圖表示出鐵錘錘頭的加工過程。
(2)這一加工過程需要用到哪些工具 (舉出四種)
(3)鋸割有哪些安全操作要求 (舉出兩點)
20．技術操作題 這是同學們在銼削操作時常使用到的幾種工件固定和操作方法。你認為它們合理嗎 簡單說明理由；
專題二 設計的過程
1 B 2 B 3．C 4．D 5．(1)C (2)B (3)D 6 A 7 C 8 A
9 B A D E C F
10．(1)呂靜同學發現問題的途徑是：觀察日常生活。其他發現問題的途徑：收集和分析信息，技術試驗和技術研究等。 (2)安全性能好。改變了原來蹺蹺板著地時產生的震動力，現在落下時為“軟著陸”，震動感較小，有效地解決了使用者的脊椎骨和后腦的防震問題。
11. 改進方案：①設計一種橢圓形的熱水瓶．降低重心。②在熱水瓶上裝上一個支架，老人、小孩倒水能防止燙傷或摔壞熱水瓶。倒水時．只需手扶把手將瓶體傾斜，活動支架自動垂下支承整個瓶體重量，瓶體即可倒出熱水。
13．(1)鋸條安裝不當；(2)工件夾裝不正確；
(3)鋸割壓力過大或突然加壓；(4)強行糾正歪斜的鋸縫；(5)調換新鋸條后，仍在原鋸縫過猛地鋸下，受卡后被拉斷；(6)鋸條中間成局部磨損或中途停止使用后，手鋸未從工件中取出而碰斷。 14．C 1 5．B 16 D 17．A
對臺燈的設計要求
消費者 臺燈光線好，能保護視力，沒有頻閃或頻閃度較低；造型美觀；有個性設計的臺燈；價格適中；安全系數好；等等
生產者 價廉物美，造型時尚，美觀大方；照明效果好；成本低，功能多；安全系數要好；等等
19．(1)請用方框圖表示出鐵錘錘頭的加工過程。
(2)鋼角尺、劃針、鋸弓、臺虎鉗、銼刀 (3)①起鋸時要規范，鋸割時姿勢正確、方法得當；
②為安全起見，工件接近鋸斷時，應用左手扶持被鋸下的部分，防止其跌落；③避免鋸條斷裂弄傷人……
20．A：不合理，操作姿勢不當，操作方向要垂直于鉗口，這樣工件夾住后就不會移動，而如圖所示的操作方向，容易使工件發生移動。B：不合理，工件銼削口離臺虎鉗口太近，操作時易損壞臺虎鉗；
小木塊
便攜式小凳
甲
乙
第12題 (1)肩傘：可以套在肩上使用，方便實用
(2)傘帽：可以戴在頭上，簡單方便。
18.
取料
劃線
鋸割
銼削

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