資源簡介

(共33張PPT)
第一課時
設計的構思及方案的制訂
通用技術粵教版（2019）
必修1
第三章
制訂我的設計方案
第四節
技術設計方案
一、新課導入
二、設計的構思
三、設計方案的制訂
目
錄
一、新課導入
二、設計的構思
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。
產品與使用者、使用環境構成了人機關系（如右圖)。
生活中，我們每個人無時不刻不與身邊的物品發生聯系。當我們使用這些物品時，物品就與人產生了一種相互的關系。這種相互的關系稱為人機關系。人機關系中所指的"機"除了人們通常所說的機器外，還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等。
人機關系
在設計中，應把人和機作為一個整體來考慮，合理或最優地分配人和機的功能，以促進二者的協調，提高人的工作效率。同時，人機所在的環境中的一些因素，如溫度、濕度、噪聲、照明、振動、污染和失重等也影響人的效率和行為。
①高效
人機關系目標
是指人在操作或使用產品的過程中，產品對人的健康不會造成不良的影響。如果產品設計不合理，就會使人處于不恰當的作業姿勢，長時間地操作或使用它，不僅使人感到疲勞，還會影響人的身體健康。
②健康
人機關系目標
是指人在使用產品的過程中，人體能處于自然的狀態，操作或使用的姿勢能夠在人們自然，正常的肢體肢體活動范圍之內，從而使人不致過早地產生疲勞。心理上的舒適感受也是人機關系應當考慮的目標。
③舒適
人機關系目標
指人們在操作和使用產品的過程中，產品對人的身體不構成生理上的傷害，產品與人接觸的部分不允許有尖角和鋒利的邊槽，易產生危險的地方應進行安全保護設計，如汽車的安全帶設計、沖床的安全保護設計、兒童座椅前的護欄設計等，其目的是避免操作者和使用者產生因作業而引起的傷害或傷亡。
④安全
人機關系目標
一個好的設計離不開對任何一個影響產品設計的主要因素的分析，即綜合考慮功能、材料、結構、安全、成本等因素，教材實踐活動緊扣產品、使用者、使用環境三者間的關系對校慶廣告宣傳燈進行設計構思，產生盡可能多的設計方案。
(1)下表列出了校慶廣告宣傳燈的部分設計角度和思路，參照已列出的內容舉例，在表格中補充你的設計角度和思路(表格空間不夠可以另紙列出）。
序號
角度與思路
內容舉例
1
工作時間和時效性
白天，晚上，全天候，季節性工作，臨時，時久，可更換(統一規格，更換版面)，耐用性(材料的選擇)
2
地點和環境
場，鬧市區，布告欄，屋檐下，湖中，天空，車上，街邊
3
燈光工作方式
閃爍，跳躍，流動，亮暗交替和其他交替，燈光強度，供電方式
4
風格定位
古樸，現代，地方色彩，民族風情
5
控制方式
人工控制，機械控制，電子控制，單片機智能控制，搖控(以上各項包括運行控制和保護控制）
6
材料選擇
木材、布、塑料、金屬、玻璃、藤條、紙
7
放置及運行方式
舉牌、懸掛、靜置旋轉、滾動、擺動、飛行、漂流
8
種類、結構、外形
平板、燈籠、燈柱六角燈、蓮花燈飛艇、龍燈
9
宣傳內容
感恩母校、感恩老師、感恩有你、東風桃李滿天下
…
…
(2)參考上表的設計思路和角度，從產品、產品與人、產品與環境的關系對本組設計的校慶廣告宣傳燈進行設計分析(下表)。
項目
內
容
使用者分析
通過校慶宣傳燈讓學生有回到母校的溫暖和感動，讓老師有穿越時空回憶歷史點滴的深厚情感，讓路人看到學校的蓬勃發展的前景。使用者比較注重是宣傳燈的結構外形，燈光和運行方式
使用環境分析
使用環境有無較大震動，空氣濕度、酸堿度，有無大風、日曬雨淋、寒冷、高溫，使用時間長短等等。這些因素都會對作品的安全、結構的穩定性、使用材料等有很大影響
產品分析
產品需要考慮：功能用途、安全性、藝術性、結構、材料、價格等因素
產品設計的總體構思
校慶宣傳燈的組成三大部件為：燈箱、燈、宣傳語，作品完成后具有欣賞價值、有美化點綴校園、宣傳校園文化歷史和展現未來的功能
三、設計方案的制訂
設計說明書
成本估算
設計圖紙
方案的制訂是設計者將設計思想與設計目標按照一定的設計原則和設計規范，用文字、圖表呈現出來的過程。方案設計通常是要根據設計任務進行編制，它由設計說明書、設計圖紙及成本估算三部分組成。
A
設計依據及設計要求
B
設計主要闡述的內容
設計說明書是預先對設計項目進行全面構思、統籌規劃之后編制的。設計說明書由封面（內容有單位名稱、產品名稱、設計人簽字、設計日期、單位負責人簽字）、產品外觀總圖（效果圖）目求、設計說明書正文等幾部分構成。其中設計說明書正文一般包以下內容。
01
設計說明書
A
設計依據及設計要求
01
設計依據的規范、規程及規定。
02
設計的要求。
03
所設計產品的類別。
B
設計主要闡述的內容
6
產品功能及其指標
產品安全信息
新技術、新工藝、新材料采用情況
條件許可時，闡述產品選型及產品制作方式
1
2
3
4
5
標準化情況
其他需要闡述的問題
設計說明書格式不是一成不變的，要根據具體設計的產品而選用不同的格式。
(1)設計作品的基本信息，如作品名稱、作品所用材料、造價、用途等。
(2)講解設計作品的初衷，如為什么設計這個作品，設計作品的動力和背景。
(3)作品完成會產生的作用和效果。
(4)作品設計簡單過程或者流程圖。
(5)簡單總結。
A
設計圖紙內容
B
總圖和詳圖
了解設計圖紙包含的主要內容和繪制要求，繪制本小組設計項目的設計圖。
02
設計圖紙
C
對設計圖紙的要求
A
設計圖紙內容
包括封面、目錄、圖紙和說明等。
A
設計圖紙內容
設計圖紙一般需要設計產品總圖和詳圖。產品總圖是制作詳圖的依據，詳圖則是產品總圖的細化和補充。如果是結構復雜的產品，可以有多個總或分圖，分別對應各個主要部件產品詳圖一般為零件的三視圖、結構圖，構件的平立面布置圖、斷面圖，產品安裝圖等。
C
對設計圖紙的要求
1
應滿足編制生產施工預算和生產施工招標要求
3
完成生產施工詳圖的要求
2
應滿足進行備料的要求
4
進行工程或者產品驗收的要求
李明小組繪制的六面形校廣告宣傳燈的草圖
李明小組繪制的六面形校廣告宣傳燈的三視圖
10
170
六面形校慶廣告宣傳燈底部零件三視圖
李明小組繪制的六面形校廣告宣傳燈的三視圖
150
300
六面形校慶廣告宣傳燈中部零件三視圖
李明小組繪制的六面形校廣告宣傳燈的三視圖
六面形校慶廣告宣傳燈頂部零件三視圖
170
20
130
成本估算：由材料+加工費+損耗成本。
03
成本估算
方案設計的成本估算文件包括成本估算編制說明、成本估算表及用材量估算表。成本估算編制說明應包括編制依據及其他必須說明的問題等內容。成本估算表編制內容可參國家和本地區有關產品設計概算、預算文件。用材量估算是指產品生產過程中主要材料的消耗總量。
產品成本估算，是項目各活動所需資源成本的定量估算，可用簡略或詳細形式表示。包括勞動力、材料和其他內容（如考慮通貨膨脹或成本余地）。
李明同學設計的六面形校慶廣告宣傳燈的用材量估算
名
稱
規
格
數
量
骨架(木方）
橫截面邊長30mm,長500mm
2組
有機玻璃板
長×寬×厚為1000m×500mm×3mm
1塊
實木木板
長×寬×厚為1000m×250mm×10mm
1塊
燈座、電線
螺口燈座、花膠線
1組
掛鉤
?4m、長250mm的鐵絲
1個
燈泡
螺口，220V
25W
1個
開關
扳動開關
1組
木螺釘
?3mm
40個
李明同學設計的六面形校慶廣告宣傳燈的成本估算
名
稱
購買原材料/元
加工費/元
裝配（手工）/元
總計/元
骨架(木方）
5
1
0.5
6.5
面板
8
1.5
0.5
10
頂板、底板
3
1
0.5
4.5
燈座、電線
5
1
6
掛鉤
1
0.5
1.5
燈泡、開關等
6.5
6.5
其他
5
5
總成本
33.5
3.5
3
40
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第四節
技術設計方案
第一課時
設計的構思及方案的制訂
◎教材分析
通用技術必修模塊《技術與設計1》”第三章第四節技術設計方案。
本節內容緊扣產品、使用者和環境三者之間的關系對校慶廣告宣傳燈進行設計構思，從三方面對產品進行設計分析，結合相應的構思方法，根據設計要求制訂設計方案，教會學生對方案進行比較、權衡和決策，最終選擇最佳方案。并讓學生知道，技術設計是動態過程，在設計制造過程中可以對方案作進一步的改進優化與拓展。
◎學情分析
學生在前面通過大量的事例了解了部分設計的重要性和趣味性，但是沒有嘗試到親自設計的感覺，本節需學生通過動手實踐體驗技術設計方案。在實際操作過程中也可能會碰到不少實際問題和困難。所以一定要讓學生有一定的心理準備，并鼓勵學生克服困難，迎難而上。
◎學習目標
1.能從多角度進行設計的構思
2.能根據構思制訂出可行性的設計方案
◎教學目標
1.知識目標：
通過多角度的構思制訂出可行性設計方案。
2.能力目標：
通過不同設計方案和實例的分析過程，體現設計的一般原則和方法，學生培養多角度思考問題的能力；
3.態度和情感：
學生提高合作意識，提高審美情趣，增加對設計的興趣，增強進行設計的自信心。養成良好的設計習慣和技術素養。
4.核心素養
技術意識：在設計時堅持以人為本的設計思想，恰當處理產品與使用者、使用環境的關系，能從產品、產品與人、產品與環境的關系對設計進行分析。
工程思維：嘗試對設計方案進行多因素分析，并對方案進行比較、權衡和決策。
創新設計：嘗試制訂解決技術問題的方案，并知道在制作、試用、使用的過程中可以對方案進行改圖樣表達：通過較為簡單的技術設計實踐，嘗試繪制規范的設計圖紙，養成良好的設計習慣。
◎教學方法
啟發式教學、小組協作學習、學生自主探索學習
◎教學重點
學會構思設計和制訂設計方案。
◎教學難點
制訂多個設計方案。
◎教學準備
收集輔助教學的相關案例、教學圖片素材，設計好教學課件以及多媒體教學設備。
◎教學過程
一、新課引入
自從人類學會鉆木取火以來，照明經歷了從火、油到電的發展歷程。為了防止風把火吹滅，人們給油燈加上了罩。從19世紀末愛迪生發明了電燈到新型照明光源LED應用，現在人類的不再滿足于照明，還需要哪些效果或功能呢？
如何做才能實現呢？接下來我們選擇一款燈具來進步研究體驗學習設計方案的制訂。
展示李明小組制訂的校慶廣告宣傳燈設計方案各階段的情境，激發學生的學習興趣，引導學生積極投入到活動中。
你們小組進入方案設計階段了嗎？如何設計本小組的方案？怎樣在設計出來的多種方案中選出最佳的方案？
根據本小組發現的設計問題，經過設計需求分析后進行設計構思。
二、設計的構思
1.設計因素
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。
產品與使用者、使用環境構成了人機關系(如右圖)。在處理人機關系時，要堅持以人為本的設計思想；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；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，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。
2.人機關系定義
生活中，我們每個人無時不刻不與身邊的物品發生聯系。當我們使用這些物品時，物品就與人產生了一種相互的關系。這種相互的關系稱為人機關系。人機關系中所指的"機"除了人們通常所說的機器外，還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等。
3.人機關系目標
①高效
在設計中，應把人和機作為一個整體來考慮，合理或最優地分配人和機的功能，以促進二者的協調，提高人的工作效率。同時，人機所在的環境中的一些因素，如溫度、濕度、噪聲、照明、振動、污染和失重等也影響人的效率和行為。
②健康
是指人在操作或使用產品的過程中，產品對人的健康不會造成不良的影響。如果產品設計不合理，就會使人處于不恰當的作業姿勢，長時間地操作或使用它，不僅使人感到疲勞，還會影響人的身體健康。
③舒適
是指人在使用產品的過程中，人體能處于自然的狀態，操作或使用的姿勢能夠在人們自然，正常的肢體肢體活動范圍之內，從而使人不致過早地產生疲勞。心理上的舒適感受也是人機關系應當考慮的目標。
④安全
指人們在操作和使用產品的過程中，產品對人的身體不構成生理上的傷害，產品與人接觸的部分不允許有尖角和鋒利的邊槽，易產生危險的地方應進行安全保護設計，如汽車的安全帶設計、沖床的安全保護設計、兒童座椅前的護欄設計等，其目的是避免操作者和使用者產生因作業而引起的傷害或傷亡。
設計方案構思的方法有許多種，如前面介紹的黑箱法、列舉法、移植借鑒法、篩選法等。
一個好的設計離不開對任何一個影響產品設計的主要因素的分析，即綜合考慮功能、材料、結構、安全、成本等因素，教材實踐活動緊扣產品、使用者、使用環境三者間的關系對校慶廣告宣傳燈進行設計構思，產生盡可能多的設計方案。
(1)下表列出了校慶廣告宣傳燈的部分設計角度和思路，參照已列出的內容舉例，在表格中補充你的設計角度和思路(表格空間不夠可以另紙列出）。
校慶廣告宣傳燈設計的角度與思路
序號
角度與思路
內容舉例
1
工作時間和時效性
白天，晚上，全天候，季節性工作，臨時，時久，可更換(統一規格，更換版面)，耐用性(材料的選擇)
2
地點和環境
場，鬧市區，布告欄，屋檐下，湖中，天空，車上，街邊
3
燈光工作方式
閃爍，跳躍，流動，亮暗交替和其他交替，燈光強度，供電方式
4
風格定位
古樸，現代，地方色彩，民族風情
5
控制方式
人工控制，機械控制，電子控制，單片機智能控制，搖控(以上各項包括運行控制和保護控制）
6
材料選擇
木材、布、塑料、金屬、玻璃、藤條、紙
7
放置及運行方式
舉牌、懸掛、靜置旋轉、滾動、擺動、飛行、漂流
8
種類、結構、外形
平板、燈籠、燈柱六角燈、蓮花燈飛艇、龍燈
9
宣傳內容
感恩母校、感恩老師、感恩有你、東風桃李滿天下
…
…
(2)參考上表的設計思路和角度，從產品、產品與人、產品與環境的關系對本組設計的校慶廣告宣傳燈進行設計分析(下表)。
校慶廣告宣傳燈設計分析
項目
內容
使用者分析
通過校慶宣傳燈讓學生有回到母校的溫暖和感動，讓老師有穿越時空回憶歷史點滴的深厚情感，讓路人看到學校的蓬勃發展的前景。使用者比較注重是宣傳燈的結構外形，燈光和運行方式
使用環境分析
使用環境有無較大震動，空氣濕度、酸堿度，有無大風、日曬雨淋、寒冷、高溫，使用時間長短等等。這些因素都會對作品的安全、結構的穩定性、使用材料等有很大影響
產品分析
產品需要考慮：功能用途、安全性、藝術性、結構、材料、價格等因素
產品設計的總體構思
校慶宣傳燈的組成三大部件為：燈箱、燈、宣傳語，作品完成后具有欣賞價值、有美化點綴校園、宣傳校園文化歷史和展現未來的功能
構思的成敗可以決定設計的成敗，因為這是解決問題的第一步，以后的設計工作都要圍繞這個構思進行，這一步走的方向不正確，以后的設計方向要糾正過來就會造成時間、人力、物力的較大損失。
三、設計方案的制訂
方案的制訂是設計者將設計思想與設計目標按照一定的設計原則和設計規范，用文字、圖表呈現出來的過程。方案設計通常是要根據設計任務進行編制，它由設計說明書、設計圖紙及成本估算三部分組成。
1.設計說明書
了解設計說明書的主要內容和編寫方法，嘗試編寫本小組設計項目的設計說明書。
設計說明書是預先對設計項目進行全面構思、統籌規劃之后編制的。設計說明書由封面(內容有單位名稱、產品名稱、設計人簽字、設計日期、單位負責人簽字)、產品外觀總圖(效果圖)目求、設計說明書正文等幾部分構成。其中設計說明書正文一般包以下內容。
（1）設計依據及設計要求
①設計依據的規范、規程及規定。
②設計的要求。
③所設計產品的類別。
（2）設計主要闡述的內容
①產品功能及其指標。
②產品安全信息
③新技術、新工藝、新材料采用情況。
④標準化情況
⑤條件許可時，闡述產品選型及產品制作方式
⑥其他需要闡述的問題。
設計說明書要真實、準確、可靠、有科學性，它必須符合規范。
教材中出示的設計說明書是其中一種標準格式，設計說明書格式不是一成不變的，要根據具體設計的產品而選用不同的格式。下面提供另一種設計說明書格式：
(1)設計作品的基本信息，如作品名稱、作品所用材料、造價、用途等。
(2)講解設計作品的初衷，如為什么設計這個作品，設計作品的動力和背景。
(3)作品完成會產生的作用和效果。
(4)作品設計簡單過程或者流程圖。
(5)簡單總結。
李明同學編寫的校慶廣告宣傳燈設計說明書(節選)。
1.設計依據與設計要求
(1)設計依據國家有關的廣告設計和發布的規范及規定。
(2)設計遵循當地相關部門對廣告宣傳燈設置的規定。
(3)所設計的產品為木材、塑料和金屬混合型燈具。
2.設計主要闡述的內容
(1)產品選型概述：本設計產品為校慶廣告宣傳燈，屬綜合(組合)性設計。
(2)產品安全信息：本產品設計有漏電保護裝置，能抗5級陣風，防火，防雨雪。
(3)關鍵材料選取情況：面板采用有機玻璃，骨架采用木材，美觀耐用，防腐蝕，符合設計的工藝及材料要求。
(4)螺釘、燈泡、電線等采用標準件，燈泡功率為25W220V,市電供電(5)產品的制作方式：手工制作
(6)安裝方式：懸掛。
各設計小組編寫本小組設計項目的設計說明書。
2.設計圖紙
了解設計圖紙包含的主要內容和繪制要求，繪制本小組設計項目的設計圖。
（1）設計圖紙內容
包括封面、目錄、圖紙和說明等。
（2）總圖和詳圖
設計圖紙一般需要設計產品總圖和詳圖。產品總圖是制作詳圖的依據，詳圖則是產品總圖的細化和補充。如果是結構復雜的產品，可以有多個總或分圖，分別對應各個主要部件產品詳圖一般為零件的三視圖、結構圖，構件的平立面布置圖、斷面圖，產品安裝圖等。
（3）對設計圖紙的要求
①應滿足編制生產施工預算和生產施工招標要求。
②應滿足進行備料的要求。
③完成生產施工詳圖的要求。
④進行工程或者產品驗收的要求。
李明小組繪制的六面形校廣告宣傳燈的草圖(圖1)和三視圖(圖2-4）
圖1
六面形校慶廣告宣傳燈草圖
圖2
六面形校慶廣告宣傳燈底部零件三視圖
圖3
六面形校慶廣告宣傳燈中部零件三視圖
圖4
六面形校慶廣告宣傳燈頂部零件三視圖
案例解析
本案例主要目的幫助學生了解設計說明書的格式規范，因此結合學生的學習進度，提供簡單的三視圖和草圖作為示例，實際應用的設說明書對圖紙有更高的要求。
通過手繪或繪圖軟件畫出本小組設計項目的設計圖
3.成本估算
了解成本估算所要編寫的文件及編寫方法，估算本小組設計項目的成本。
成本估算：由材料+加工費+損耗成本。
方案設計的成本估算文件包括成本估算編制說明、成本估算表及用材量估算表。成本估算編制說明應包括編制依據及其他必須說明的問題等內容。成本估算表編制內容可參國家和本地區有關產品設計概算、預算文件。用材量估算是指產品生產過程中主要材料的消耗總量。
產品成本估算，是項目各活動所需資源成本的定量估算，可用簡略或詳細形式表示。包括勞動力、材料和其他內容（如考慮通貨膨脹或成本余地）。
李明同學設計的六面形校慶廣告宣傳燈的用材量估算(如下表1)和成本估算（如下表2）
。
表1六面形校慶廣告宣傳燈用材量估算
名
稱
規
格
數
量
骨架(木方）
橫截面邊長30mm,長500mm
2組
有機玻璃板
長×寬×厚為1000m×500mm×3mm
1塊
實木木板
長×寬×厚為1000m×250mm×10mm
1塊
燈座、電線
螺口燈座、花膠線
1組
掛鉤
?4m、長250mm的鐵絲
1個
燈泡
螺口，220V
25W
1個
開關
扳動開關
1組
木螺釘
?3mm
40個
表2六面形校慶廣告宣傳燈成本估算
名
稱
購買原材料/元
加工費/元
裝配（手工）/元
總計/元
骨架(木方）
5
1
0.5
6.5
面板
8
1.5
0.5
10
頂板、底板
3
1
0.5
4.5
燈座、電線
5
1
6
掛鉤
1
0.5
1.5
燈泡、開關等
6.5
6.5
其他
5
5
總成本
33.5
3.5
3
40
在選擇材料時，可能有的學生會提出使用鋼化玻璃。雖然鋼化玻璃相比有機玻璃強度好、透明度高，但鋼化玻璃有以下缺點：
①鋼化后的玻璃不能再進行切割和加工，只能在鋼化前就對玻璃進行加工至需要的形狀，再進行鋼化處理。
②鋼化玻璃強度雖然比有機玻璃強，但是鋼化玻璃在溫差變化大時有自爆(自己破裂)的可能性。
③鋼化玻璃的表面會存在凹凸不平現象，有輕微的厚度變薄。變薄的原因是因為玻璃在熱熔軟化后，在經過強風力使其快速冷卻，使其玻璃內部晶體間隙變小，壓力變大，所以玻璃在鋼化后要比在鋼化前要薄。這也是鋼化玻璃不能做鏡面的原因。
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精品試卷·第
2
頁
（共
2
頁）
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