第三章 制订我的设计方案 课件-2024-2025学年高中通用技术粤科版(2019)必修《技术与设计1》

第三章 制订我的设计方案 一、章节体系 二、知识点 3．1 发现与明确设计问题 (一)设计问题的来源 1．设计问题的来源 （1）人类生存必然会遇到的问题：如人类基本的衣、食、住、行问题。 （2）用户指定的设计问题：如桥梁的设计、房屋的装修设计、青蒿素的发现与提取。 （3）设计者根据一定的目的， 主动发现的设计问题：如电话的发明、探月工程。 2．发现问题的途径与方法（苏教版） （1）观察日常生活：如自发电足球。 （2）收集和分析信息：文献法、问卷调查法、询问法。 （3）技术研究与技术实验：伽利略与体温计。 (二)收集和整理信息 （1）信息的收集 （2）信息的整理 实地调查、访问有关人员、借助媒体及互联网、查阅图书、咨询专家。要做到全面、真实准确。 从原始、碎片化、零散、有可能虚假、有害的信息中筛选出对设计有用的信息。 信息整理的常见方式：分类整理、去伪存真、把握重点、生成信息。 信息整理的常用方法：分类法、比较法、核对法、评估法、分析法。 (三)设计问题的明确 1．明确设计的价值：市场或用户是否需要、是否满足用户对产品功能、性能、质量和数量的要求、社会效益、生态效益、创新性、可否推广、成本、股入产出比等。（苏教版：问题是否遵循科学原理、是否已解决） 2．明确设计的技术要求：设计的技术标准、技术难点、委托人或用户要求。 3．明确设计的限制：时间、成本、环境等约束。 4．明确设计的能力和条件：个人或团队能力、材料、设备和技术水平等。 3．2 挑选合适的材料 （一）常见的材料 1．常见材料的特性： 金属材料特性：不透明、光泽良好，密度较高，表面光滑，硬度较大，有良好的导热性和导电性，延展性，化学性质活跃，易腐蚀和氧化。 用途：耐磨、耐高温、受较大冲击力的产品或零件。如：磁铁、不锈钢用品、钨丝灯等。 非金属材料特性：密度较小，硬度差，导电性、导热性差，化学性质稳定，抗氧化和还原。 用途：制作精度不高的产品或零件。如：家具、建材、装饰、日常生活、生产工具等。 复合材料特性：两种或以上材料组成。综合性能好，密度较小，强度高、硬、韧性好，抗腐蚀、抗氧化。 用途：市政建设、环保工程、汽车及飞机制造。如：钛合金、玻璃钢等。 新型材料特性：新出现或发展的材料。性能优异、特殊。 用途：信息材料、纳米材料、生物材料、超导材料、生态环保材料、军工材料等。 2．材料的选择与资源保护：生态优先、绿色环保，可持续发展，尽可能选可再生或储量丰富的资源。 （二）标准件与元器件 1．标准件：按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的、具有通用性的零件。如：USB接口、HDMI接口、螺栓、螺母、自攻螺钉、垫圈、销、轴承、装配工具等。 2．元器件：在电子或电器产品中，单独设计和大量生产和使用的零部件。如：电阻、电容、二极管、三极管、电感、电位器等。 3．3 技术试验 （一）技术试验及其作用 技术试验：从技术的角度对材料、元器件及整机进行测试和检验叫作技术试验。如：运20大飞机试飞、汽车碰撞试验。 技术试验的数据、图表、性能表现等信息，是开展技术设计和技术优化的重要依据。 技术试验是技术革新、技术发明、科学研究的重要途径，是发现问题的关键手段。 （二）技术试验的种类 1．按专业分类：力学试验、电学试验、光学试验、生物试验等。 2．按行业分类：工业试验、医药试验、武器试验、农业试验等。 3．按实验目的分类：功能、性能试验，优化、老化试验，环境适应性试验、破坏性试验。 4．按试验对象分类：材料试验、结构试验、元件试验、整机试验等。 5．按试验阶段分类：小试、中试、应用试验等。 （三）技术试验的方法、步骤和试验报告 1．技术试验的方法 实物试验法、对比试验法、模拟试验法、计算机仿真试验法等。 （苏教版：技术试验的常用方法：） 强化试验法：通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法。 优选试验法：运用数理统计的方法，选定若干次有典型意义的试验方法。如：水稻的对比试验。 模拟试验法：通过再现的形式来模拟现实发生的情况的试验方法。如：汽车碰撞试验。 虚拟试验法：利用计算机技术虚拟现实中的技术设计原型进行试验的方法。如：计算机模拟火星探测器登陆火星表面。 移植试验法：在具有差异的事物之间，将某些共同的或相关的因素从一物移到另一物上的试验方法。如：在小白鼠身上进行药物试验、器官移植试验。 2．技术试验的步骤 （1）准备阶段：确定技术试验的目的和对象、确定试验方法、手段和环境条件，选定工具、仪表和器件，确定参加人员、分工、负责人。 （2）实施阶段：进行试验，获得效果和数据。 （3）结果处理阶段：分析结果、数据，写试验报告 3．技术试验报告的撰写 （1）试验名称。 （2）试验目的。 （3）试验原理。 （4）试验设备和材料。试验材料与试样（试验样品），测试工具、仪器、设备。 （5）试验方法和步骤。 （6）试验结果和分析。原始数据，数据的处理，误差分析。 （7）试验总结。 3．4 技术设计方案 （一）设计的构思 产品设计的因素：产品、使用者、环境构成人机关系。如右图所示： 以人为本，产品设计的整体观，运用工程思维找出最优设计，充分考 虑环境和生态。 人机关系目标：高效、健康、安全、舒适。 构思方法：黑箱法、列举法、移植借鉴法、筛选法等。 （二）设计方案的制订 1．设计说明书 设计说明书：封面（单位名称、产品名称、设计人签字、设计日期、单位负责人签字）、产品外观总图、目录、设计说明书正文。 设计说明书正文： （1）设计依据及设计要求：规范、规定、要求、产品类别。 （2）设计主要阐述的内容：产品功能及指标，安全信息，新技术、工艺、材料情况，标准化情况，产品造型及制作方式，其他问题。 2．设计图纸 3．成本估算 （1）设计图纸内容：封面、目录、图纸和说明。 （2）总图和详图：三视图、结构图，布置图、断面图，产品安装图等。 （3）设计图纸要求：满足预算、生产施工招标要求，满足备料要求，完成施工详图要求，工程或产品验收要求。 成本估算编制说明、成本估算表、用材量估算表。 （三）方案的比较、权衡和决策 （四）方案的改进与拓展 1．方案的比较 2．方案的权衡 3．方案的决策 1．设计方案的改进：方案在制作、试用、使用阶段均可改进。 2．设计方案的拓展：功能发展、跨越式发展、其他重大变革。 三、合格性测试 一、单选题 1．下列材料中，属于复合材料的是 A．纳米材料 B．高温超导材料 C．玻璃钢纤维 D．有机玻璃 【答案】：C 【解析】：A项，纳米材料是指材料三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围的材料，不属于复合材料；B项，高温超导材料是指具有高临界转变温度能在液氮温度条件下工作的超导材料，不属于复合材料；C项，玻璃钢纤维是以树脂和玻璃纤维为原料加工而成的产品，属于复合材料；D项，有机玻璃是的化学材料是聚甲基丙烯酸甲酯，不属于复合材料。 2．设计问题的来源有多种情况，以下选项中说法不对的是 A．人类生存必然会遇到的问题 B．用户指定的问题 C．设计者根据一定的目的，主动发现的问题 D．天上掉下来的问题 【答案】：D 【解析】：从教材相关内容可知，ABC三项均正确，D项说法错误。 3．信息收集是完成方案设计的前期工作，对设计方案的制定和创新都非常重要，以下信息收集方式错误的是 A．使用调查问卷收集 B．实地调查，访问有关人员 C．借助媒体及互联网查阅相关内容 D．每日三省吾身 4．以下设计，哪一项是设计者根据一定的目的，主动发现的 A．双肩包书包的设计 B．房屋的设计 C．个性化蛋糕的设计 D．桥梁的设计 【答案】：D 【解析】：ABC三项均属于正确的信息收集方式，D项对每天自身行为的思考，不是收集信息的方式。 【答案】：C 【解析】：ABD三项均是由别人指定的设计，C项是设计者主动创造的。 5．手机的屏幕尺寸应该多大才合理，设计师在设计前进行广泛的调查，这种活动属于 A．信息收集 B．信息运用 C．心理测试 D．成本核算 6．在对虎门大桥的车流量状况进行了实地调研后，决定启动广东深中大桥的建设项目。调研活动属于 A．明确设计的价值 B．明确设计的技术要求 C．明确设计的限制 D．明确设计的能力和条件 【答案】：A 【解析】：调查属于信息收集的一种方式。 【答案】：A 【解析】：实地调研后，明确了深中大桥的建设是很有价值的项目，选A项。 7．圆珠笔零件中，属于标准件的是 A．塑料外壳 B．圆珠笔芯 C．挂钩 D．按压键 8．以下产品的材料遵循可持续发展的原则 A．超市购物使用的塑料袋 B．可降解的一次性饭盒 C．石油、天燃气 D．铅酸电池 【答案】：B 【解析】：在圆珠笔的零件中，ACD均会个性化设计制作，B属于统一生产的产品。 【答案】：B 【解析】：AD项会对环境造成不好的影响，C项属不可再生能源，均不属于可持续发展理念。B项解决了对环境造成的不良影响，选B项。 9．“瓦萨”号沉没事件提醒人们 A．技术的发展离不开设计 B．设计是技术活动的核心 C．技术试验可使设计得以改进和完善，使风险和失误降到最低 D．人机关系是在技术设计中必须考虑的因素 10．对“安全帽”进行超载试验是一种 A．实体试验 B．优选试验 C．模拟试验 D．计算机仿真试验 【答案】：C 【解析】：“瓦萨”号在第一次航行就发生沉没，是因为未经过严格的技术试验，发现问题未及时处理造成，选C项。 【答案】：C 【解析】：安全帽超载试验是创设帽子受较大外力时能承受力的情况，属于模拟试验。 11．在超市挑选水果，最常使用的试验方法是 A．实体试验 B．优选试验 C．模拟试验 D．计算机仿真试验 12．水利大坝，从设计到建成要经历多次试验，一般会采用下列哪种试验方法 A．实体试验 B．优选试验 C．模拟试验 D．计算机仿真试验 【答案】：B 【解析】：在超市挑选水果，是通过对比选出多个水果中更好的水果，符合优选试验定义。 【答案】：C 【解析】：对大坝的建设，一般我们会模拟大坝受力，控制的各种情况进行模拟试验。 13．制订设计方案的过程包括：①设计方案的制订、②方案的改进与拓展、③设计的构思、④方案的比较、权衡和决策。其正确的顺序是 A．①②③④ B．③①④② C．④③②① D．②③①④ 【答案】：B 【解析】：根据制订设计方案的逻辑顺序，应为构思->制订->比较、权衡->改进。 14．根据如图所示的组合体，在下列选项中选出正确的左视图 【答案】：B 【解析】：B符合组合体左视图画法，A为不完整的主视图，C为俯视图，D为不完整的左视图。 某企业设计并生产了一款时尚自行车头盔，如图所示。头盔除了拥有帅气的外观之外，还配备了一盏头灯和一盏位于后部的警示灯。既能方便地照亮前方道路，又能给后方车辆提示，减少事故发生的可能。阅读上述材料，回答15-16题。 15．根据你所学的设计过程，你认为该企业首先要做的是 A．绘制三视图 B．提出解决问题的多个设想 C．提出设计项目，明确设计要求 D．了解人们的脑袋尺寸 【答案】：C 【解析】：根据产品设计过程可知，发现问题后就是明确问题，所以选C项。 16．该企业在制定设计方案过程中不需要做的是 A．查阅自行车头盔的相关资料 B．做一个头盔模型进行性能试验 C．选择头盔的制作材料 D．考虑头盔的制作成本 【答案】：B 【解析】：设计方案是构思产品的功能，人机关系，结构，各组分之间的相互联系，材料选择、制作成本等方面的内容，方案制订后进入实施环节，才会做模型进行性能试验。 17．研究表明，发生火灾时，大多数人是吸入了有毒气体导致死亡。有人设计了一款消防组合产品，有灭火器、防毒面具、灭火毯、手电筒等，深受用户喜爱。该设计师发现问题的途径是 A．观察日常生活 B．收集和分析信息 C．技术试验 D．技术研究 18．瓦特在生火烧水的过程中，发现水烧开后，会使壶盖不停地往上跳动，根据这一现象和前人的经验，他创造性地发明了高效率蒸汽机。这一事例说明瓦特发现问题的途径是 A．他人安排的任务 B．技术研究 C．撰写方案 D．收集和分析信息 【答案】：B 【解析】：从题干描述可知，是对数据的分析后得出的结论，所以选B项。 【答案】：B 【解析】：从题干可知，瓦特通过观察生活得到启发，然后通过技术研究，发明了高效率蒸汽机，所以选B项。 19．下图所示的轴侧图的主视图是 【答案】：A 【解析】：根据三视图的投影规律，A项为轴侧图的主视图。 20．如图所示为一款折叠式沙发的侧视图，沙发靠背向后翻倒即可变成床，图中黑色圆圈表示金属插销，插销与坐垫、靠背固定在一起。如下扶手上的圆孔和滑槽设计最合理的是 【答案】：C 【解析】：由于靠背要上面滑行，只有CD满足要求，而坐垫有两个插销，需要左右滑行，所以C方案最合理。 $$