資源簡介

(共30張PPT)
第一課時
技術設計的一般過程
通用技術粵教版（2019）
必修1
第二章
技術設計的基礎
第三節
技術設計的一般過程和方法
新課導入
01
學習技術設計的一般過程的重要性
03
技術設計的種類
02
技術設計的一般過程
04
新課導入
一
手表的設計開發過程：他們用了三年的時間醞釀準備，直到他們最終準備好。為什么用三年那么久的時間?
技術設計的種類
二
01
02
03
04
05
06
工業設計
機械設計
環境設計
建筑設計
室內設計
園林設計
工業設計
工業設計（Industrial
Design），簡稱ID。指以工學、美學、經濟學為基礎對工業產品進行設計。工業設計分為產品設計、環境設計、傳播設計、設計管理4類；包括造型設計、機械設計、電路設計、服裝設計、環境規劃、室內設計。
機械設計
根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。
環境設計
環境設計（environment
design）是一門復雜的交叉學科，涉及的學科包括建筑學、城市規劃學、景觀設計學、人類工程學、環境心理學、設計美學、社會學、史學、考古學、宗教學、環境生態學、環境行為學等學科。
環境設計
環境設計（environment
design）是一門復雜的交叉學科，涉及的學科包括建筑學、城市規劃學、景觀設計學、人類工程學、環境心理學、設計美學、社會學、史學、考古學、宗教學、環境生態學、環境行為學等學科。
建筑設計
建筑設計(Architectural
Design
)是指建筑物在建造之前，設計者按照建設任務，把施工過程和使用過程中所存在的或可能發生的問題，事先作好通盤的設想，擬定好解決這些問題的辦法、方案，用圖紙和文件表達出來。
室內設計
室內設計是根據建筑物的使用性質、所處環境和相應標準，運用物質技術手段和建筑設計原理，創造功能合理、舒適優美、滿足人們物質和精神生活需要的室內環境。這一空間環境既具有使用價值，滿足相應的功能要求，同時也反映了歷史文脈、建筑風格、環境氣
氛等精神因素。
服裝設計
服裝設計師（Apparel
Designer）直接設計的是產品，間接設計的是人品和社會。隨著科學與文明的進步，人類的藝術設計手段也在不斷發展。信息時代，人類的文化傳播方式與以前相比有了很大變化，嚴格的行業之間的界限正在淡化。
網站設計
網站設計，要能充分吸引訪問者的注意力，讓訪問者產生視覺上的愉悅感。因此在網頁創作的時候就必須將網站的整體設計與網頁設計的相關原理緊密結合起來。
網站設計是將策劃案中的內容、網站的主題模式，以及結合自己的認識通過藝術的手法表現出來；而網頁制作通常就是將網頁設計師所設計出來的設計稿，按照W3C規范用html（標準通用標記語言下的一個應用）將其制作成網頁格式。
網站設計
平面設計
平面設計（graphic
design），也稱為視覺傳達設計，是以“視覺”作為溝通和表現的方式，透過多種方式來創造和結合符號、圖片和文字，借此作出用來傳達想法或訊息的視覺表現。
平面設計師可能會利用字體排印、視覺藝術、版面（page
layout）、電腦軟件等方面的專業技巧，來達成創作計劃的目的。平面設計通常可指制作（設計）時的過程，以及最后完成的作品。
平面設計
影視動畫設計
影視動畫，顧名思義就是動畫電影。
影視三維動畫涉及影視特效創意、前期拍攝、影視3D動畫、特效后期合成、影視劇特效動畫等。
學習技術設計的一般過程的重要性
三
技術設計有很多種，所謂“一般過程”，就是說這個過程是適應大多數設計的過程。
我們作為設計的初學者，要先學會“一般過程”，并養成習慣，為將來進一步學習和進行各種各樣的設計做好準備，在進入具體專業后再學習該專業的設計過程。
理解和體悟該過程的每一個環節的內涵及步驟十分重要!下面，我們通過一個真實案例來說明。
1976年，一個技術人員在三峽長江邊上一個縣城對面的高山上建了一個電視塔，運行良好。后來，這個技術人員調回了老家廣東，在后面的幾年里，縣里先后建了八個電視塔，但奇怪的是，每一個電視塔都受道了雷擊，有的電視塔還造全了多次雷擊，而縣成對面的高山上的電視塔卻安銀恙。該山比其他電視塔還高，而且是雷擊區，建電視塔前，被雷擊后殘存的大樹樁至今都還在。
技術設計的一般過程
四
1.發現問題:包括現在要解決的問題和有待實現的愿望。
2.收集設計所需的信息數據、資料：包括用戶需求、環境條件、元器件部件參數。有時開展技術試驗，檢測產品的功能、獲得性能參數等，有些技術試驗要在設計方案形成的前后或在設計過程中進行。
3.值得解決嗎：從技術價值、經濟效益、社會效益，國家安全等角度進行考慮。
上圖技術設計的一般過程中各環節的內涵如下。
4.有條件解決嗎：包括人力、物力、財力、技術能力、社會和自然環境是否許可等。
5.確定設計課題：包括項目的名稱，級別(一般、省級、國家級項目，應用或基礎理論研究課題等)。
6.設計構思：包括想法、草圖等。
7.設計多種方案：初步的設計方案，應該有設計圖紙或模型。
上圖技術設計的一般過程中各環節的內涵如下。
8.對方分，比，權，定方：的比多方天，對各種方家的可行性，或本、效益、是否符合設計原則、承擔的風險等進行詳細分析、論證、比較，選定方案。
9.進行具體、詳細的設計：包精說明任務來源、工作原理、鐵細功能指標、結構圖級、完成時間、成本預算、設計負責人簽字等。
10.實施設計：制作或工程施工等，大型項目應有監理和驗收等過程。
上圖技術設計的一般過程中各環節的內涵如下。
11.產品(或方案實施結果)檢測：可包括自我檢測、第三方檢測、用戶試用檢測等。
12.評價，提出改進意見：對產品(項目)有無達到設計目標，是否達到最優等得出結論，提出存在問題和改進意見，可形成工程(項目)驗收意見書、鑒定意見書等。
上圖技術設計的一般過程中各環節的內涵如下。
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第二章
技術設計的基礎
第三節
技術設計的一般過程和方法
第一課時
技術設計的一般過程
◎教材分析
本節由“技術設計的一般過程”“技術設計的方法”兩部分內容構成。通過對新型交通信號燈設計的實現過程，分析該設計過程經歷了哪些步驟，在設計中繪制了哪些圖樣。本節分別討論設計的過程和方法，在技術設計的方法中，分四部分講解設計的方，“設計草圖的繪畫”“設計方案的構思”“設計的分析”“設計中的人機關系”。設計草圖的繪畫包括手動畫草圖和用繪圖軟件繪制草圖。設計方案的構思說明設計過程中常用的構思方法。設計的分析包括設計中需求的分析和功能分析。設計中的人機關系就是設計中要充分考慮人與物的關系。
◎學情分析
本節是第二章第三節，主要讓學生開始經歷設計的基本過程，通過前面的學習，學生對于技術設計有了基本的認識，本節讓學生正式開始做一個設計。設計的過程步驟很多，涉及的因素也很多，所以讓學生在具體的產品設計中，體驗設計的基本過程，理解設計的基本過程和方法。
◎教學建議
本節主要講解的是設計的一般過程和方法，所以最好選擇一個小項目作為教學情境，比如小臺燈課桌、小書架、筆筒等，然后讓學生通過小組合作完成項目，在項目實施過程中體驗設計的一般過程體驗草圖的繪制，方案的構思等。
◎學習目標
①能理解和運用設計的原則進行設計分析
②體悟技術設計的一般過程
◎教學目標
1、知識與技能
①了解設計的一般過程及其各個環節，知道設計是動態而有章可循的過程；
②知道設計過程中有可能產生多個方案；
③理解設計過程需要不斷優化。
2、過程與方法
①通過對課前具體的設計任務分析，總結歸納出設計的一般過程；
②初步學會有計劃、有步驟、科學地開展設計活動。
3、情感態度與價值觀
①在設計的一般過程的實踐中，形成對技術問題的敏感性和探究欲望；
②體驗技術問題解決過程的艱辛與曲折，培養創新的、批判的、開放的思維和意識。
4、核心素養
技術意識：了解技術活動的一般過程，形成規范、安全的技術習慣。
工程思維：通過了解技術的一般過程，初步感知系統工程現象，形成初步的工程意識與思維
創新設計：通過案例和實踐活動，學習設計方案構思的方法，并對設計進行分析。
圖樣表達：學習徒手繪制或軟件繪制草圖，掌握技術交流的具，用簡單的草圖交流設計構想物化能力：設計方案時需要綜合考慮材料、工具、本、加工難易程度等影響方案實現的因素。
◎教學方法
案例分析法、合作探究法、小組討論法
◎教學重點
掌握設計應遵循的一般過程
◎教學難點
如何制定設計方案，體現方案的創新性和多樣性。
◎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、新課導入
播放蘋果手表的小視頻
蘋果手表的設計開發過程:他們用了三年的時間醞釀準備，直到他們最終準備好。為什么用三年那么久的時間??
圖片展示學生制作的多功能筆筒，我們設計制作筆筒沒有用三年那么久，我們兩個周用了三節課，很多同學還利用了自己課余的時間。
由此可見，設計是一個有計劃的活動，它有著科學合理的基本工作程序。
設計的基本工作程序是怎樣的？這就是我們今天要學習的內容——《設計的一般過程》。
二、技術設計的種類
技術設計有很多種類，如工業設計、機械設計、環境設計、建筑設計、室內設計、園林設計等。
它們的設計過程大致類似，但所用到的專業術語、用到的數據不同，其構思和設計過程和要求有區別、還可派生出許多分支和細節。
1.工業設計
工業設計（Industrial
Design），簡稱ID。指以工學、美學、經濟學為基礎對工業產品進行設計。工業設計分為產品設計、環境設計、傳播設計、設計管理4類；包括造型設計、機械設計、電路設計、服裝設計、環境規劃、室內設計。
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2.機械設計（machine
design），
根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。
3.環境設計
環境設計（environment
design）是一門復雜的交叉學科，涉及的學科包括建筑學、城市規劃學、景觀設計學、人類工程學、環境心理學、設計美學、社會學、史學、考古學、宗教學、環境生態學、環境行為學等學科。
環境設計是指對于建筑室內外的空間環境，通過藝術設計的方式進行設計和整合的一門實用藝術。
4.建筑設計
建筑設計(Architectural
Design
)是指建筑物在建造之前，設計者按照建設任務，把施工過程和使用過程中所存在的或可能發生的問題，事先作好通盤的設想，擬定好解決這些問題的辦法、方案，用圖紙和文件表達出來。
5.室內設計
室內設計是根據建筑物的使用性質、所處環境和相應標準，運用物質技術手段和建筑設計原理，創造功能合理、舒適優美、滿足人們物質和精神生活需要的室內環境。這一空間環境既具有使用價值，滿足相應的功能要求，同時也反映了歷史文脈、建筑風格、環境氣
氛等精神因素。
6.服裝設計
服裝設計師（Apparel
Designer）直接設計的是產品，間接設計的是人品和社會。隨著科學與文明的進步，人類的藝術設計手段也在不斷發展。信息時代，人類的文化傳播方式與以前相比有了很大變化，嚴格的行業之間的界限正在淡化。
服裝設計屬于工藝美術范疇，是實用性和藝術性相結合的一種藝術形式。設計（Design）意指計劃、構思、設立方案，也含有意象、作圖、造型之意，而服裝設計的定義就是解決人們穿著生活體系中諸問題的富有創造性的計劃及創作行為。
7.網站設計
網站設計，要能充分吸引訪問者的注意力，讓訪問者產生視覺上的愉悅感。因此在網頁創作的時候就必須將網站的整體設計與網頁設計的相關原理緊密結合起來。
網站設計是將策劃案中的內容、網站的主題模式，以及結合自己的認識通過藝術的手法表現出來；而網頁制作通常就是將網頁設計師所設計出來的設計稿，按照W3C規范用html（標準通用標記語言下的一個應用）將其制作成網頁格式。
8.平面設計
平面設計（graphic
design），也稱為視覺傳達設計，是以“視覺”作為溝通和表現的方式，透過多種方式來創造和結合符號、圖片和文字，借此作出用來傳達想法或訊息的視覺表現。
平面設計師可能會利用字體排印、視覺藝術、版面（page
layout）、電腦軟件等方面的專業技巧，來達成創作計劃的目的。平面設計通常可指制作（設計）時的過程，以及最后完成的作品。
9.影視動畫設計
影視動畫，顧名思義就是動畫電影。
影視三維動畫涉及影視特效創意、前期拍攝、影視3D動畫、特效后期合成、影視劇特效動畫等。
三、學習技術設計的一般過程的重要性
1.技術設計有很多種，所謂“一般過程”，就是說這個過程是適應大多數設計的過程。
我們作為設計的初學者，要先學會“一般過程”，并養成習慣，為將來進一步學習和進行各種各樣的設計做好準備，在進入具體專業后再學習該專業的設計過程。
2.理解和體悟該過程的每一個環節的內涵及步驟十分重要!下面，我們通過一個真實案例來說明。
1976年，一個技術人員在三峽長江邊上一個縣城對面的高山上建了一個電視臺，運行良好。后來，這個技術人員調回了老家廣東，在后面的幾年里，縣里先后建了八個電視臺，但奇怪的是，每一個電視臺都道受了霄擊，有的電視臺還造全了多次雷擊，而縣成對面的高山上的電視臺卻安銀恙。該山比其他電視臺還高，而且是雷擊區，建電視臺前，被雷擊后殘存的大樹樁至今都還在。
在無法弄清原因的情況下，該縣有關領導和技術人員，親自到廣州，拜訪了那個設計、建設該具第一個電視臺的技術人員。原來，設計該電視臺時，他到重慶電視臺和本縣電信局進行了詳細調研，學習了防雷的方法。在設計建設電視臺時，在地基下挖了六米深的大坑，在底部分幾層埋下木炭、鹽、泥土、厚銅板，接出地線，將防雷地線和工作地線分開，將電視臺小屋整個用鋼條屏蔽(連接地線)，留出門、窗和進出線口后，再用磚砌起來。新接手的技術人員不重視防雷，沒有調查、收集有關的信息，建電視臺時，只做了一般的防雷措施，就出現了前面所說的后果。
四、技術設計的一般過程
上圖技術設計的一般過程中各環節的內涵如下。
1.發現問題:包括現在要解決的問題和有待實現的愿望。
2.收集設計所需的信息數據、資料：包括用戶需求、環境條件、元器件部件參數。有時開展技術試驗，檢測產品的功能、獲得性能參數等，有些技術試驗要在設計方案形成的前后或在設計過程中進行。
3.值得解決嗎：從技術價值、經濟效益、社會效益，國家安全等角度進行考慮。
4.有條件解決嗎：包括人力、物力、財力、技術能力、社會和自然環境是否許可等。
5.確定設計課題：包括項目的名稱，級別(一般、省級、國家級項目，應用或基礎理論研究課題等)。
6.設計構思：包括想法、草圖等。
7.設計多種方案：初步的設計方案，應該有設計圖紙或模型。
8.對方分，比，權，定方：的比多方天，對各種方家的可行性，或
本、效益、是否符合設計原則、承擔的風險等進行詳細分析、論證、比較，選定方案。
9.進行具體、詳細的設計：包精說明任務來源、工作原理、鐵細功能指標、結構圖級、完成時間、成本預算、設計負責人簽字等。
10.實施設計：制作或工程施工等，大型項目應有監理和驗收等過程。
11.產品(或方案實施結果)檢測：可包括自我檢測、第三方檢測、用戶試用檢測等。
12.評價，提出改進意見：對產品(項目)有無達到設計目標，是否達到最優等得出結論，提出存在問題和改進意見，可形成工程(項目)驗收意見書、鑒定意見書等。
山村路燈的設計
劉輝住在一個離小鎮約25km的山村里。村子通往鎮里的山路上有一座沒有略燈的簡易木橋，近期發生幾起夜里到鎮醫院急診的病人及趕集夜歸的路人掉進河里的事故，村民們急切希望能在小橋邊裝上照明燈。劉輝在學習了通用技術課程后，決定為鄉親們設計路燈。
劉輝與同學們就路燈的設計到實地進行了調查，并收集了與路燈設計有關的資料。
(1)夜晚急診病人及趕集夜歸的路人都要經過小橋，解決橋邊的路燈照明很有價值。
(2)小鎮靠本地小水電站供電照明，枯水季節經常發生停電。
(3)小橋位于山路中段，離山村和小鎮都約12km；小橋位置地處河谷，睛天時陽光充足，常年風都比較大。
(4)全路段安裝路燈投入太大，小橋不長，安裝1盞路燈即可。其他路段相對平坦，可以暫不安裝。
(5)路燈的供電方式有市電、蓄電池、風能和太陽能。
經過實地調查和收集有關資料，劉輝和同學們對該路燈設計的價值、技術的問題和設計的條件及能力得到了進一步明確。
劉輝向通用技術老師提出了自己的設想。老師向學校領導做了匯報，學校同意在設備、技術、資金上給予幫助。劉輝和同學們受到鼓勵，他們成立了項目小組，決定把設計工作落到實處。
項目小組為設計路燈制訂了3個初步方案，并分別繪畫了草圖。方案1：從鎮里架設交流供電線路，用220V交流電作路燈電源，用水泥注作燈柱，人工開關路燈。方案2：用蓄電池供電，用直流12V
LED(發光二極管)作光源，用光敏二極管控制，自動開關路燈，用水泥柱作燈柱。蓄電池道到小鎮充電，多塊蓄電池交替使用。方案3：用LED作光源，用光敏二極管控制自動開關路燈，用水泥柱作燈柱，采用風光互補供電裝置提供路燈電源。
項目小組對3個方案進行分析、權衡和比較。
(1)采用方案1要架設一條交流電供電線，電線、燈柱投入要幾萬元，成本非常高。在枯水季節大多數時間水電站發電會受影響，存在經常停電的可能。
(2)采用方案2少了架設交流電線的投資，但因經常要將蓄電池送到小鎮充電，比較麻煩，需要多塊蓄電池，投資也不少。
(3)采用方案3風光互補供電裝置，省去人工充電的麻煩，加上采用光敏二極管在晚上和白天自動開關路燈，安裝調試好后不用人工管理。風光互補供電裝置全套不到2000元，從建設成本和管理成本考慮比方案1和方2好。
項目小組決定選用方案3。
項目小組對方案3進行了詳細的設計、制作、安裝和調試。試用了1個月村民們反映了一些意見。
(1)路燈在天完全黑時才開啟，仍不安全，能否天未全黑就開啟。
(2)對智能控制器和蓄電池的防水不夠完善，雨水會飄灑到設備內，容易引起設備的損壞。
(3)該山區常有雷電，擔心設備受到雷擊。
(4)8m高的燈柱有被大風吹倒和被牛羊撞倒的可能。
(5)擔心燈柱下面的智能控制器和蓄電池被盜竊
同學們針對路燈存在的問題進行了檢查、分析，并派人到縣城向專家請學習，然后對自動開關路燈的設計進行了修改。
(1)重新調試了光敏二極管的工作點，使天還未全黑時，路燈就開啟(2)改進了路燈的防水設備，使其不但能從上方防水，而且側面也能防(3)將燈柱下面的智能控制器和蓄電池改為安裝在通風良好、防水完善的鍍鋅鐵盒中并鎖上
(4)加裝了避雷針。
(5)燈柱加裝了高50cm、直徑40cm的水泥墩，予以加固。路燈經過6個月試用，效果良好，晚上過小橋時再也不用擔心掉到河里了，村民們十分滿意。
設計成果還由通用技術老師請學校領導、鎮上技術服務站的張技術員、村主任及班里各小組代表等一起進行了評價，大家認為劉輝等同學的路燈設計不但具有技術價值、經濟價值、社會價值，而且還體現了生態優先、綠色環保的意識。
設計體現的工程思維:
(1)科學性：設計沒有違反科學原理。
(2)定向性：地點是某村與小鎮間的小橋旁邊，要求盡快建成。
(3)求解的非唯一性：有三個可用的設計方案供選擇。
(4)價值性：解決了危及村民生命安全的問題。
(5)集成性和綜合統籌性：由學校領導、鎮上技術人員、村主任、班組學生代表共同設計、施工試用、評價和改進。
(6)矛盾和協調性：功率較大的元部件耐用些，光照面積也大些，但價格較貴。選用元器件時既要滿足設計需求又要控制在成本預其中，無須用遠超設計需求的元器件，夠用即可。
(7)可靠性和“容許誤差限度”：由項目小組估算決定，試用后修改。
(8)工程風險：項目小組在設計時考慮到路燈有遭雷擊、山體滑坡和水流沖擊的風險。
2.山村路燈設計遵循的原則：
(1)科學性原則：設計遵從科學原理。
(2)創新性原則：創新設計了路燈自動開關裝置。
(3)安全性原則：系統分析了設計潛在的風險，進行了防雷擊、防風、防水、防盜、防撞擊的設計。
(4)實用性原則：設計的路燈能在夜間為路人提供照明。
(5)經濟性原則：從質量和價格的角度對方案進行比較權衡，讓設計既滿足設計需求又在設計和使用的過程中最節省成本，如在設計中考慮成本，舍棄了需要花費幾萬元架設交流電供電設備的方案1和需要購入多塊蓄電池的方案2，而選擇更經濟的風光互補供電方案。
(6)可靠性和耐用性原則：使用了水泥柱、LED等部件，使路燈適應使用的環境，減少故障發生概率，可靠地工作，滿足使用要求。
(7)標準化原則：在設計中選用標準化部件，如光伏板、風力發電機等
(8)工程心理學和生理學原則：有多處基于用戶考慮的設計，如為了方便用戶的使用和管理，舍棄了需要定時為蓄電池充電的方案;如將路燈設計為自動開關無須人工操作;如經過試用后按照村民的需求將設計改進為天未全黑就開啟。
(9)時效性原則：及時設計和建成路燈，解決了村民摸黑過橋的問題。
(10)最優化原則：燈柱高度、照明燈功率、光伏電池組功率和風力發電機組功率搭配合理，既滿足設計需求又不浪費資源。
(11)法律、道德規范原則：沒有仿冒他人的設計，沒有未經許可使用他人的專利。
(12)可持續發展原則：將風能和光能轉化為電能，體現了設計者生態優先、綠色環保的意識。
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精品試卷·第
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