第二章 技術(shù)設(shè)計的基礎(chǔ) 課件-2024-2025學(xué)年高中技術(shù)粵科版(2019)必修《技術(shù)與設(shè)計1》

第二章

技術(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)二、知識點

設(shè)計是基于一定設(shè)想的、有目的的規(guī)劃及創(chuàng)造活動。2.1設(shè)計的創(chuàng)造性思維和工程思維(一)創(chuàng)造性思維1．發(fā)散思維：從多角度、多層次來探討問題的解決方法，并由此導(dǎo)致思路的轉(zhuǎn)移和思想的躍進。自行車：結(jié)構(gòu)、形態(tài)、組合、材料、功能等。2．逆向思維：又叫反向思維，它的特點是采用與正向思維完全不同的方法來思考問題，提出解決問題的方法。如：電磁感應(yīng)現(xiàn)象、司馬光砸缸。3．聯(lián)想思維：指人們在頭腦中將一種事物的形象與另一種事物的形象聯(lián)系起來，探索它們之間共同的或類似的規(guī)律，從而解決問題的思維方法。如：蒼耳子和尼龍搭扣；魯班發(fā)明鋸子。定勢思維：又叫思維定勢，是人的思想被長期既定的慣例和習(xí)慣所束縛，引導(dǎo)或迫使自已按常規(guī)的方法去思考和處理問題的思維方式。(二)工程思維三峽工程中的工程思維：（1）科學(xué)性；（2）定向性；（3）求解的非唯一性；（4）價值性；（5）集成性和綜合統(tǒng)籌性；（6）矛盾性和協(xié)調(diào)性；（7）可靠性要求和“容許誤差”的限度；（8）工程風(fēng)險。工程思維：是以系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡為核心的一種籌劃性思維。認識系統(tǒng)與工程的多樣性和復(fù)雜性；能運用系統(tǒng)分析的方法，針對某一具體技術(shù)領(lǐng)域的問題進行要素分析、整體規(guī)劃，并運用模擬和簡易建模等方法進行簡易設(shè)計；領(lǐng)悟結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等基本思想和方法的實際運用，進行簡單的風(fēng)險評估和綜合決策。2.2技術(shù)設(shè)計的原則（一）技術(shù)設(shè)計的一般原則1．科學(xué)性原則：設(shè)計必須遵從科學(xué)原理，按照大自然的規(guī)律進行設(shè)計。永動機、水變油、長生不老藥等不符合科學(xué)性原則。2．創(chuàng)新性原則：設(shè)計只有不斷進行創(chuàng)新，才能具有新的生命力。抄襲、過時、重復(fù)的設(shè)計不具創(chuàng)新性。3．安全性原則：

所設(shè)計的產(chǎn)品或項目，在使用時或操作運行時必須是安全的，不允許發(fā)生事故，更不允許發(fā)生人身傷亡事故。4．實用性原則：要解決問題，滿足用戶的需要，不要設(shè)計用戶不歡迎甚至反對的產(chǎn)品。5．經(jīng)濟性原則：在設(shè)計中，要考慮用戶的經(jīng)濟條件、市場的競爭力，力求用最少的成本，設(shè)計出滿足用戶需要、要求的產(chǎn)品。6．可靠性和耐用性原則：設(shè)計的產(chǎn)品或項目應(yīng)在使用時間內(nèi)，能適應(yīng)規(guī)定的條件和環(huán)境而可靠地工作，不會發(fā)生故障，原規(guī)定的功能、性能指標不低于使用說明書規(guī)定的范圍。7．標準化原則：產(chǎn)品設(shè)計盡可能采用標準化技術(shù)和標準件，這樣，產(chǎn)品通用，維護方便，才會擁有更廣闊的市場。（類似于蘇教版的技術(shù)規(guī)范原則）8．工程心理學(xué)和生理學(xué)：設(shè)計的產(chǎn)品或項目必須滿足人類心理、生理的需求，要美觀、舒適、使用方便，及使用者和產(chǎn)品之間要建立最協(xié)調(diào)的關(guān)系。9．時效性原則：必須按照設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的截止日期完成設(shè)計，要避免使產(chǎn)品制造出來后成為過時的東西。10．最優(yōu)化原則：所設(shè)計的產(chǎn)品或項目在功能、技術(shù)上盡可能是目前（并能在一段時間內(nèi)）最合理的。注意最優(yōu)化不一定是最先進的，但一定是最合理的。11．法律、道德規(guī)范原則：技術(shù)設(shè)計要遵守法律、法規(guī)，不允許有違法、違規(guī)的行為。12．可持續(xù)發(fā)展原則：技術(shù)設(shè)計必須考慮可持續(xù)發(fā)展原則。13．美觀原則：產(chǎn)品的造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、裝飾圖案等符合人們的審美需要。（蘇教版，與粵教版工程心理學(xué)原則類似）蘇教版中設(shè)計的一般原則：實用原則、創(chuàng)新原則、經(jīng)濟原則、道德原則、美觀原則、技術(shù)規(guī)范原則、可持續(xù)發(fā)展原則。比粵教版少一些。設(shè)計原則的相互關(guān)系編號設(shè)計原則相互關(guān)系優(yōu)先的原則舉例分析說明1安全性與經(jīng)濟性可能矛盾安全性增加安全增加成本2創(chuàng)新性與科學(xué)性有先后科學(xué)性違反科學(xué)無法創(chuàng)新3經(jīng)濟性與法律道德可能矛盾法律道德盜竊他人專利，不合法4創(chuàng)新性與標準化有先后創(chuàng)新性先創(chuàng)新后標準化5經(jīng)濟性與最優(yōu)化可能矛盾最優(yōu)化人員或元件按需配置6經(jīng)濟性與可持續(xù)可能矛盾可持續(xù)造紙廠凈化排污要花錢7經(jīng)濟性與可靠耐用可能矛盾可靠、耐用人字形鋁梯加厚8實用與工程心生理相互依存同時符合不實用的設(shè)計談不上適合9安全性與耐用性相互依存，部分例外安全性部分設(shè)備耐用才安全10工程心生與可持續(xù)基本獨立無優(yōu)先汽車司機座椅與尾氣排放（二）各原則之間的相互關(guān)系2.3技術(shù)設(shè)計的一般過程（一）技術(shù)設(shè)計的一般過程案例：方便色覺障礙者辯認的交通燈的發(fā)明過程；山村路燈的設(shè)計?；浗贪婕夹g(shù)設(shè)計的一般過程：1．發(fā)現(xiàn)問題；2．收集設(shè)計所需要的信息、數(shù)據(jù)、資料；3．判斷問題的價值，是否值得解決；4．判斷問題有沒有條件解決；5．設(shè)計構(gòu)思，制訂方案；（收集信息→設(shè)計分析→方案構(gòu)思→方案篩選→方案呈現(xiàn)）6．對方案進行比較、權(quán)衡，選定方案；7．進行具體、詳細的設(shè)計，實施研制，產(chǎn)品檢測；8．評價，提出改進意見；9．是最優(yōu)化嗎？是，結(jié)束；不是，返回修改。蘇教版技術(shù)設(shè)計的一般過程（與通用技術(shù)課程標準一致）蘇教版制定設(shè)計方案：收集信息→方案構(gòu)思→方案篩選→方案呈現(xiàn)。（二）技術(shù)設(shè)計的方法1．設(shè)計草圖的繪畫（1）徒手繪畫：畫直線、基本圖形、畫圓及曲線、畫立體圖：要領(lǐng)①與地面垂直的線垂直畫；②與地面平行的線按網(wǎng)絡(luò)上的斜線畫；③以網(wǎng)絡(luò)上的小格來確定物體的比例有關(guān)系。（2）繪制軟件2．設(shè)計方案的構(gòu)思（1）黑箱法：把一個不清楚內(nèi)部結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)當作黑箱，通過觀測外部輸入黑箱的信息和黑箱輸出的信息的變化關(guān)系，來探索黑箱的內(nèi)部構(gòu)造和機理，這種方法稱黑箱法。設(shè)計構(gòu)思還有組合法、聯(lián)想法、檢核表法等（2）列舉法：列舉參考對象的優(yōu)點和缺點，在新方案中保留優(yōu)點，避免缺點，在繼承的基礎(chǔ)上創(chuàng)新。（3）移植借鑒法：是將某個學(xué)科、領(lǐng)域中的原理、技術(shù)、方法等，應(yīng)用或滲透到其它學(xué)科、領(lǐng)域中，為解決某一問題提供啟迪、幫助的創(chuàng)新思維方法。如將直流電路的歐姆定律移植到交流電路分析中；樹形裝飾物形態(tài)移植法；樹叉衣掛結(jié)構(gòu)移植；反光鏡用到取款機的功能移植等。（4）篩選法：把所有的方案進行粗選和精選，找出2，3個較好的方案或?qū)⒏鹘M成功能元的解羅列出來，對各種排列組合進行篩選，留下2，3個較好組合。蘇教版：形態(tài)分析法：從整體的思想出發(fā)，把整體分析為幾個功能部分，列出各功能部分的所有方法，形成多種設(shè)計方案，找出最佳方案的方法。類似于粵教版的（篩選法），如右圖所示。聯(lián)想法：由甲事物想到乙事物的思維過程。形似、相連、相對、相關(guān)或某一點相通的事物加以聯(lián)結(jié)。設(shè)問法：從多角度提出問題，從問題中尋找思路，進而做出選擇的構(gòu)思方法。如檢核表法、5W2H法、和田12法等。仿生法：模擬自然生物形態(tài)進行設(shè)計的方法，功能仿生、形態(tài)仿生、結(jié)構(gòu)仿生和肌理與質(zhì)感仿生。類似于粵教版的（移植借鑒法）。（三）設(shè)計的分析1．設(shè)計的需求分析解決“設(shè)計什么”和“如何實現(xiàn)設(shè)計”的問題。設(shè)計什么：需求分析--分析業(yè)務(wù)需求，設(shè)計的必要性和可行性。包括產(chǎn)品開發(fā)的必要性、市場調(diào)查和預(yù)測、有關(guān)產(chǎn)品的國內(nèi)外水平及發(fā)展趨勢、預(yù)期達到的技術(shù)水平、需要解決的技術(shù)問題、投資的費用及進度、現(xiàn)有條件下開發(fā)的可能性、經(jīng)濟效益、社會效益等。用戶需求，包括功能需求、非功能需求、設(shè)計約束等。如臺燈設(shè)計時，考慮功能合理、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全可靠、成本適當、易于制作等。2．設(shè)計的功能分析產(chǎn)品功能分析的目的是解決“如何實現(xiàn)設(shè)計”的問題，包括功能原理分析、實現(xiàn)方法和途徑、方案的評價和決策等。如圖2-31。（四）設(shè)計中的人機關(guān)系人機關(guān)系：人在使用物品時，物品就與人產(chǎn)生了一種相互關(guān)系，這種關(guān)系稱為人機關(guān)系。人機關(guān)系要實現(xiàn)的目標：高效：把人和機作為一個整體考慮，合理或最優(yōu)地分配人機功能，提高效率。如“鐵鍬作業(yè)試驗”。安全：人在操作和使用產(chǎn)品的過程中，產(chǎn)品對人的身體不構(gòu)成生理上的傷害。健康：人在長期操作或使用產(chǎn)品過程中，產(chǎn)品不會對人的健康造成不良影響。舒適：人在使用產(chǎn)品過程中，人體能處于自然狀態(tài)，不會過早產(chǎn)生疲勞。心理上的舒適也要考慮。3.4設(shè)計和交流中的技術(shù)語言（一）技術(shù)語言的種類及其作用技術(shù)語言：口頭語言、文本語言、技術(shù)符號、技術(shù)圖紙、圖樣、圖表、模型、網(wǎng)頁和計算機演示等。技術(shù)圖樣：三視圖、效果圖、裝配圖、機械制圖、電路圖等。（二）三視圖1．正投影及其特性投影面與投影線垂直所得的投影叫作正投影。(1)真實性：當物體上的平面（或直線）與投影面平行時，它的投影反映實形（或?qū)嶉L）,這種投影特性叫作真實性。(2)積聚性：當物體上的平面（或直線）與投影面垂直時，它的投影積聚為一直線(或一點）,這種投影特性叫作積聚性。（3）收縮性：當物體上的平面（或直線）與投影面傾斜時，它的投影縮?。ɑ蚩s短）并產(chǎn)生變形，這種投影特性叫作收縮性。2．物體的三視圖三視圖通常是指主視圖、俯視圖、左視圖。三視圖之間的關(guān)系有以下投影規(guī)律。(1)主視圖和俯視圖都反映了物體的長度，而且長對正。(2)主視圖和左視圖都反映了物體的高度，而且高平齊。(3)俯視圖和左視圖都反映了物體的寬度，而且寬相等。（四）機械制圖的識讀1．常見的圖線線型輪廓線使用粗實線；尺寸線、尺寸界線使用細實線；軸線、對稱中心線使用細點畫線；不可見輪廓線使用細虛線。畫線時，在同一張圖中，同類圖線的寬度應(yīng)一致。尺寸線必須單獨畫出，不能與其他圖線重合或在其延長線上，一般采用箭頭作為尺寸線的終端。尺寸界線可用輪廓線和軸線代替。2．尺寸標注

尺寸標注是零件的真實大小，默認以mm為單位，不用標注，使用其他單位時，要標注。水平方向的標注寫在尺寸線的上方中間，字頭朝上；垂直方向的標注寫在尺寸線的左側(cè)，字頭朝左；一般不能有任何圖線穿過數(shù)字；圓弧在標注尺寸線時應(yīng)傾斜，不能與水平和豎直方向的點畫線重合，半徑，用“R”，直徑用“?”。尺寸標注時不重復(fù)、不閉合。如右圖所示：3．剖視圖為了清楚表達機件內(nèi)部或被蓋部分的結(jié)構(gòu)形狀，可采用“剖視”畫法。4．機械零件加工圖的識讀（1）讀標題欄；（2）分析視圖；（3）分析尺寸；（4）了解技術(shù)要求。（5）綜合考慮。（五）裝配圖的識讀表達機器或部件工作原理及裝配關(guān)系的圖樣。包括5個方面：一組視圖；尺寸；技術(shù)要求；序號及明細表；標題欄。（六）電路圖的識讀熟悉電器、電子元件符號。三、合格性測試一、單選題1．如圖所示人行道上的盲道，體現(xiàn)了人們對盲人的關(guān)懷，該設(shè)計主要考慮到了A．信息的交互 B．靜態(tài)的人與動態(tài)的人C．人的生理需求與心理需求 D．普通人群與特殊人群【答案】：D【解析】：盲道是專門幫助盲人行走的道路設(shè)施。一類是條形引導(dǎo)磚，一類是帶有圓點的提示磚，提示盲人前面有障礙，需要轉(zhuǎn)彎了。形狀特殊的磚、鮮艷的黃色，利用盲人的腳感作用和盲道磚的助感原理達成。這是為盲人專門設(shè)計的產(chǎn)品，主要考慮了特殊人群的需要。2．如圖所示臺燈，下列關(guān)于該產(chǎn)品的設(shè)計分析不恰當?shù)氖茿．臺燈底座可放筆或手機，主要考慮了“物”的因素B．臺燈底座穩(wěn)定，體積小巧，主要考慮了“環(huán)境”的因素C．臺燈外觀時尚可愛，主要考慮了“人”的因素D．臺燈照明效果好，經(jīng)久耐用，主要考慮了“物”的因素【答案】：B【解析】：B項底座穩(wěn)定，體積小巧，主要考慮了“物”的因素。3．發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法有：①觀察日常生活②收集和分析信息③技術(shù)研究與技術(shù)試驗④憑空想象。正確的選項是A．①③④ B．②③④

C．①②③ D．①②④4．當我們在生活中發(fā)現(xiàn)了一個設(shè)計問題之后，需要明確問題，明確問題主要包括：①問題是否明確②問題是否有價值③設(shè)計者及其團隊是否具有解決該問題的能力④解決問題受到的限制。正確的選項是A．①②③④ B．①②④ C．②③④ D．①②③【答案】：C【解析】：發(fā)現(xiàn)問題的途徑有①②③所說的方法，沒有第④項。【答案】：A【解析】：見蘇教版教材P67頁，四種情況都要明確。5．如圖所示為一款由塑料制成的可折疊頭盔，它與傳統(tǒng)同類產(chǎn)品一樣堅固（符合國家標準），但足夠輕盈靈活，幾乎可以完全折疊，便于攜帶。設(shè)計者希望該頭盔能夠幫助自行車愛好者養(yǎng)成戴頭盔的好習(xí)慣。以下說法不恰當?shù)氖茿．該頭盔符合國家質(zhì)量安全標準，符合設(shè)計的技術(shù)規(guī)范原則B．該頭盔可折疊，攜帶方便，符合設(shè)計的創(chuàng)新原則C．該頭盔堅固、輕盈靈活，符合設(shè)計的實用原則D．該產(chǎn)品價格較高，符合設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展原則【答案】：D【解析】：可持續(xù)發(fā)展是指設(shè)計既滿足當前，又考慮未來；或選用可再生資源和可重復(fù)使用的材料；降低產(chǎn)品的損耗等。D項不符合要求。6．李明同學(xué)準備設(shè)計一個多功能筆筒，他可以采用的收集并處理信息的方式有：①實地調(diào)查②訪問有關(guān)人員、向?qū)＜易稍儮劢柚襟w及互聯(lián)網(wǎng)④查閱圖書資料。正確的選項是A．①③④ B．①②③④ C．①②④ D．②③④7．如圖所示為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)-打鐵的傳統(tǒng)技藝，該工藝屬于A．切削

B．鍛打C．澆鑄

D．沖壓【答案】：B【解析】：收集信息的方式4種均可，選B項?！敬鸢浮浚築【解析】：圖示是工人在鍛打鐵制產(chǎn)品，選B項。8．為了用鋸加工出如圖所示的木頭拉花，最合適的是A．框鋸 B．鋼絲鋸C．板鋸

D．手鋸

【答案】：B【解析】：拉花有很多的弧形需要加工，用鋼絲鋸最合適。為了防止水杯從課桌上跌落，小明同學(xué)設(shè)計了一個可拆卸杯托，可夾持在課桌面板的邊沿使用，下圖是他繪制的構(gòu)思草圖，請回答第9－10題。9.下列關(guān)于杯托的說法合理的是A．杯托底部的凹陷設(shè)計是為了節(jié)省材料B．杯托高度以水杯高度的1/2到2/3為宜

C．杯托網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的材料不可以選擇塑料D．杯托的直徑尺寸與水杯相同【答案】：B【解析】：B項說法合理，A項材料會增加，C項可以用塑料，D項杯托直徑應(yīng)稍大于水杯直徑。10.從圖中可以看出左邊的元寶螺絲的作用是：實現(xiàn)杯托的A．固定 B．移動 C．升降 D．滑動【答案】：C【解析】：元寶螺絲主要實現(xiàn)杯托架的升降功能，選C項。11．以下結(jié)構(gòu)中，包含右圖所示構(gòu)件的是

12．下列哪個發(fā)現(xiàn)問題的能力是發(fā)明家的潛質(zhì)，更具有挑戰(zhàn)性，更利于技術(shù)的發(fā)展A．人類生存活動必然遇到的問題 B．別人提出需要設(shè)計者解決的問題C．設(shè)計者自主發(fā)現(xiàn)并解決的問題 D．以上都是【答案】：C【解析】：AD項形狀對不上，B項寬度明顯大于右圖構(gòu)件，C項符合題意?！敬鸢浮浚篊【解析】：發(fā)明家都會主動發(fā)現(xiàn)問題并想法解決問題，只有這樣才會出更多的成果，有更多的問題。選C項。13．汽車行駛在山路的轉(zhuǎn)彎處時，經(jīng)常無法看到對方是否來車，此時公路邊通常會安裝一張凸面鏡，用于司機觀察轉(zhuǎn)彎處的來車情況。從人機關(guān)系角度分析，主要考慮了A.普通人群與特殊人群B.信息的交互C.人的心理需求D.人體的靜態(tài)尺寸與動態(tài)尺寸【答案】：B【解析】：凸面鏡主要是方便司機觀察對向來車，實現(xiàn)信息交互。14．榫卯結(jié)構(gòu)堪稱中國國粹，不僅外形精致唯美，而且遵循力學(xué)原理，它不但可以承受較大的荷載，而且允許產(chǎn)生一定的變形，在地震來臨時通過變形抵消一定的地震能量，減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。如圖所示的穿斗式建筑就是典型的榫卯結(jié)構(gòu)建筑。以下關(guān)于榫卯結(jié)構(gòu)說法不正確的是A.榫卯結(jié)構(gòu)是木制器件的一種連接方式，是在兩個構(gòu)件上采用凹凸部位相結(jié)合的一種連接，構(gòu)件中凸出部分叫榫，凹進部分叫卯B.穿斗式構(gòu)架是中國古代建筑木構(gòu)架的一種常見形式，這種構(gòu)架以柱直接承檁，沒有梁，具有用料少、省工、省料、便于施工和比較經(jīng)濟的優(yōu)點C.據(jù)專家考證發(fā)現(xiàn)，榫卯結(jié)構(gòu)起源于河姆渡時代，距今已有七千多年D.榫卯結(jié)構(gòu)多用于金屬材料之間的連接，具有外形美觀、結(jié)構(gòu)牢固的特點?！敬鸢浮浚篋【解析】：榫卯結(jié)構(gòu)多用于木材之間的連接，選D項。15．如右圖所示是小明同學(xué)設(shè)計的室外垃圾分類桶，以下設(shè)計中主要從使用環(huán)境角度考慮的是A．外桶上明確標識垃圾分類的文字B．內(nèi)桶使用塑料桶C．采用內(nèi)、外桶分體結(jié)構(gòu)D．垃圾桶上方設(shè)計檔雨板【答案】：D【解析】：垃圾桶上方設(shè)計檔雨板能夠檔雨，保證垃圾桶內(nèi)容干燥，是從環(huán)境角度考慮的。檔雨板內(nèi)桶外桶底座16．如圖所示為小華繪制的主視圖，圖中尺寸標注不正確的是A．高度尺寸72的標注B．圓弧尺寸Φ36的標注C．長度尺寸80的標注D．長度尺寸105的標注【答案】：B【解析】：36所對的弧度為半圓，應(yīng)標半徑，用字母R。18．如圖所示的尺寸標注中，不正確的是A.9的標注B.18的標注C.R14的標注D.R13的標注【答案】：D【解析】：R13所對的為圓，應(yīng)標直徑，用字母Ф。19.如圖所示的工件，其俯視圖正確的是【答案】：A【解析】：從立體圖看，中下部有一定的臺階，內(nèi)圓直徑變小，所以選A項。20．下圖中文字和圖片描述不一致的是【答案】：D【解析】：ABC項描述與圖片一致，D項畫拆線，描述為畫圓，所以選D項。21．繪制三視圖時必須遵循正投影的基本特性，即：“真實性”、“積聚性”、“收縮性”，同時遵循三視圖的投影規(guī)律，即“長對正”、“寬相等”、“高平齊”。下列說法不正確的是A．“長對正”是指主視圖與左視圖的長對正B．“寬相等”是指俯視圖與左視圖的寬相等C．“高平齊”是指主視圖與左視