2.2 技术设计的原则 课件-2024-2025学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计1

2.2 技术设计的原则 目录 壹 技术设计的一般原则 贰 各原则之间的相互关系 技术设计的一般原则 第一节 永动机的设计者试图设计一种永动机：用发电机发出的电供给电动机，使电动机运转，再由电动机带动发电机发电，这样就可以在外加力量启动发电机和电动机之后，不需补充能量而一直运行下去，实现永恒的旋转运动。 永动机的设计必定会失败，因为它违反了能量守恒定律。设计必须遵从科学原理，否则是不会成功的。 研究永动机的失败，验证了能量守恒定律（热力学第一定律）和热力学第二定律的正确 1.科学性原则 2．创新性原则 风能和太阳能互补的环保路灯应用已十分广泛。但这类环保路灯的电源经常 发生故障，需要安排维护人员不定期进行电源设备状态的巡检与维护，从而导致路灯养护成本偏高。万老师和他的学生小陈，为了解决这个问题，设计了环保路灯 远程自动报障管理系统。这项设计获得了广东省青少年科技创新大赛一等奖。 环保路灯远程自动报障管理系统体现了以下创新： 一是时效性高，系统实时监控路灯的状态，可以第一时间发现路灯故障，使路灯得到及时维护； 二是节约维护成本，人工巡查管理维护成本高，采用智能监控系统可以大幅 节约成本； 三是模式创新，采用无线传输方式，借助移动短信收发功能，充分利用移动信 息资源，促进路灯管理信息化。 习近平：创新决定未来。建设世界科技强国，不是一片坦途，唯有创新才能抢占先机。 这段话出自2019年2月20日习近平总书记在会见探月工程嫦娥四号任务参研参试人员代表时的讲话。 科技改变世界，创新决定未来。新质生产力，核心在创新。没有创新，就没有突破，就没有发展。新质生产力是充分发挥科技、人才、创新要素作用的生产力。新时代以来，党中央作出一系列重大决策部署，推动高质量发展成为全党全社会的共识和自觉行动，成为经济社会发展的主旋律。 3．安全性原则 在产品或项目的设计中，必须严格遵循安全性原则，设计出来的产品在使用时必须是 安全的。在产品设计时，常使用技术试验、试用测试等方式，检测产品的安全性。 4．实用性原则 这款水壶是格雷夫斯于1985年设计的,壶嘴设计有一只红色小鸟,看起来十分有趣,当水沸腾时壶嘴会自动发出响声,类似鸟叫的声音,非常悦耳。人们在使用的过程中会感到舒适、惬意、身心愉悦,听“鸟鸣”可享受 万能充电器又称“万能充”，是一种能给多种手机电池充电的设备。该设备于2002年被一位中学生发明，并在2003年上市销售，最终在大多数手机采用内置式电池之后逐渐退出历史舞台。因其结构简单，能为各种形状的手机电池充电，并且价格亲民等特点，万能充电器在2003年上市之后便受到消费者的青睐，并且在2007年就“占领”了中国各大手机卖场的手机配件市场。 5．经济性原则 德国柏林新克尔恩区难民定居点一角 设计中的经济原则是指以最低的费用取得最大的效益。 6．可靠性和耐用性原则 圆珠笔设计的基本要求是可靠性和耐用性，它的其中一项测试是要求圆珠笔能按一个角度顺畅书写80 m以上。为保证圆珠笔书写的可靠性和耐用性，圆珠笔的笔尖制作十分精密（图2-10）。虽然全球有80％圆珠笔由我国生产，但核心部件圆珠笔的笔尖的材料一直靠国外进口，这成为中国制笔人心中 挥之不去的痛。2017年初，我国企业终于突破了技术难关，成 功研发生产出适合生产圆珠笔的笔尖的新材料，并实现了量产。 在技术设 计中，我们要遵循可靠性和耐用性原则，要求设计的产品在规定的使用寿命内能适应规定的 条件和环境，可靠地工作，不发生故障，功能、性能指标不低于使用说明书规定的要求。 7．标准化原则 技术规范是有关使用设备工序，执行工艺过程以及产品、劳动、服务质量要求等方 面的准则和标准。当这些技术规范在法律上被确认后，就成为技术法规。 技术规范有强制性标准，也有推荐性标准。强制性标准(GB) 是保障人体健康，人身、财产安全的标 准和法律及行政法规规定强制执行的国家标准，如食 品卫生标准、工程建设标准等。推荐性标准(GB/T) 是自愿采用的国家标准。推荐性国家标准一经接受并 采用，同样具有法律上的约束性。产品通过了标准的 认证，是对其设计、生产、管理高质量的一种认可。 一是标准化是提高产品性能的有效手段： 标准能引导产品设计不断向高水平 发展；产品设计最大限度地采用标准化，可以充分保证新产品性能可靠、质量优良；标准 化是科学管理的重要组成部分，大力推行设计管理和方法的标准化，能大大提高设计水平 和产品质量。 二是标准化能提高设计效率：产品设计术语符号、图幅样式、尺寸公差标准 化，材料标准规格化，零件部件标准化、通用化，可以有效提高产品设计效率；标准化使 技术储备得以活用，能更高效率地创造出新的产品。 8．工程心理学和生理学原则 上海市司法局：洗面奶分男女，差价达67元？ 据报道，去年1月14日，张同学在网店以149元购买了女性专用的“欧莱雅复颜洗面奶”。付完款后，她在店铺推荐页面看到“欧莱雅男士水能保湿氨基酸洗面奶”，价格为82元，净含量为180毫升 9．时效性原则 某研究所接受一家空调机生产厂的委托，研究开发一种可变频空调的电机控制 板。委托书规定6个月内交货，每块价格不超过200元。A研究所在8个月后才完成设 计任务，该电机控制板各功能指标符合设计任务书的要求，每块价格为190元。但该 空调机厂家不能接受该项目研究成果，因为当时已有另一家研究所开发出了功能相 同的电机控制板，而且每块价格仅为150元。 毛主席曾经说过一句深具预见性的名言：“中国人民有志气有能力，一定能在不远的将来赶上和超过世界先进水平！”这句话凝聚了毛主席对中国未来发展的信心和预见，也激励着亿万中国人民为之奋斗。这句话出现在1958年的《中国人民一定能够实现祖国的四个现代化》的讲话中，当时正值中国经济和科技发展初具规模，毛主席以超前的眼光预见了中国未来赶超世界先进水平的可能性。 10．最优化原则 《美丽心灵》 纳什均衡就是指，在一个非合作博弈里，找出一组策略，取得对立双方认同，让一方的最适反应恰好是另一方的最适反应，这时，即使双方立场对立，也还是能找出交集，实现均衡。 技术设计需要运用工程思维，对各种设计因素进行分析、比较和权衡，努力做到最合理。 11．法律、道德规范原则 新华社广州1月21日电（记者肖思思 李雄鹰）记者从广东省“基因编辑婴儿事件”调查组获悉，现已初步查明，该事件系南方科技大学副教授贺建奎为追逐个人名利，自筹资金，蓄意逃避监管，私自组织有关人员，实施国家明令禁止的以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动 案情回顾 山西省晋城市城区的一男子蒋某长期吸食毒品咖啡因成瘾，2022年5月，蒋某萌生了自己炼制毒品供自己吸食的想法。随后就通过网络自学制毒方法，并从多个购物平台购买制造毒品的原材料以及制毒工具，开始实施制造毒品咖啡因的勾当。因原材料以及方法等问题，蒋某一直无法制造出毒品，但蒋某“坚持不懈”，经过上千次试验后终于成功制取毒品咖啡因，此后又陆续制取了大量的毒品 12.可持续发展原则 技术设计的可持续发展原则是指产品的设计既满足当代发展的需求，又考虑未来发 展的需要，不以牺牲后人的利益和长远的利益为代价来满足当代人的需求。设计产品 时，应充分考虑产品对环境可能造成的影响，并尽量采取措施减少其负面影响。在产品 设计过程中，应尽可能选用可再生资源和可重复使用的材料，尽量减少原料和自然资源 的使用，降低产品在生产中的损耗。对于一些产品的设计，还要考虑与之相关的使用和 回收问题。 面对新一轮科技革命和产业变革浪潮，我们要着眼长远、把握机遇、乘势而上，推进数字化、智能化、绿色化转型发展，共同强化科技创新和成果转化，推进数字经济和实体经济深度融合。要携手完善全球科技治理，强化科技创新对绿色化数字化转型和可持续发展的支撑，营造开放、公平、公正、非歧视的科技发展环境。 ——习近平2023年11月16日在亚太经合组织工商领导人峰会上的书面演讲 各原则之间的相互关系 第二节 在技术设计中，通常要考虑多方面的原则，有些原则是共存的，有些可能相互冲 突，这就需要我们运用综合的、系统的思维方法去分析处理，取得最优的方案。 例如， 工厂污水处理的设计，简单处理的设计可能节约成本，按国家排污标准设计可能成本较 高，在设计原则冲突时，我们应该将法律、道德规范原则和可持续发展原则置于优先的地位。 $$