专题02 技术设计及表达（讲义，全国通用）通用技术学业水平考试合格考总复习

专题02 技术设计及表达 目 录 第一部分 明晰学考要求·精准复习 第二部分 基础知识梳理·全面提升 第三部分 考点精讲精练·对点突破 考点01 创造性思维 考点02 技术设计的原则 考点03 技术设计的构思 第四部分 实战能力训练·满分必刷 学习目标 内容考察要求 核心素养 1.了解技术发明与技术革新的关系 2.了解设计与技术的关系 3.了解技术设计的一些创造性思维和工程思维 4.能理解和运用设计的原则进行设计分析 5.体悟技术设计的一般过程 6.能运用常用的设计构思方法进行设计构思 7.体悟设计的系统分析方法 熟悉技术设计的一般过程，经历发现与明确问题、制订设计方案、制作模型或原型、优化设计方案、编写技术作品说明书等技术设计环节的实践。 技术意识 工程思维 创新设计 1.设计与技术的关系 （1） 是指创造自然界原来没有的事物。 （2）设计是技术的关键，在技术发明和技术创新中起着重要的作用。 推动着技术不断进步和发展。 （3）设计需要用到 ：技术发明和技术活动往往需要多种知识和技术的综合运用，是在不同情况、不同条件下对已有的技术和知识进行有机的综合运用。 （4）设计是指基于预定的设想和目标，遵从相关的原则和规范进行构思，并将其用某种形式（模型、图纸、图表、文字文本等）表达出来的活动。 （5）技术的根本目的是解决实际问题，而设计正是产生解决问题方法的主要途径。 （6）设计是技术的关键，主要体现在设计过程中的科学性、完整性、严谨性，以及设计完成后该技术的先进性、创新性和所起的巨大作用。 2.设计的创造性思维和工程思维 （1）创造性思维： ① 思维：大脑在思维时呈现发散状态的思维模式。 ② 思维：摆脱常规思维羁绊的一种创造性思维方式。 ③ 思维：人的表象记忆系统中由于某种诱因使不同表象发生联系的一种思维活动。 （2） ：以系统分析，比较权衡为核心的筹划性思维。 3.技术设计的原则 （1）技术设计的一般原则： · 原则：设计必须遵从科学原理，否则是不会成功的。 · 原则：在技术设计中我们需要遵循创新性的原则。 · 原则：必须严格遵循安全性的原则，设计出来的产品在使用时必须是安全的。 ·实用性原则。 · 原则：经济性原则通常可用“性能价格比”（简称性价比）来描述。 · 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。 · 原则：提高产品性能的有效手段、提高设计效率。 · 原则：在考虑美观、舒适、使用方便的同时，考虑使用者和产品之间的协调关系，突出了以人为本的设计理念。 · 原则：产品的设计必须遵循时效性原则，按照设计任务书，在规定的时间内完成，要避免出现产品设计出来便过时的情况发生。 · 原则：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。 · 原则：开展技术设计，一定要遵守国家的法律、法规，不违背伦理道德。 · 原则：在技术设计中，必须坚持可持续发展原则，多从节约能源、生态优先、绿色环保的角度去考虑设计问题。 （2）各原则之间的相互关系 在设计原则冲突时，我们应该将 和 置于优先的地位。 4.技术设计的一般过程和方法 （1）技术设计的一般过程 （2）技术设计的方法 ·设计草图的绘画 ①徒手绘画草图要求：画线要稳，图线要清晰；目测尺寸要准，各部分比例匀称；绘图速度要快；标注尺寸无误，字体工整。 ②用绘图软件绘制草图。 ·设计方案的构思 ① 法：把一个不清楚内部结构的系统当作黑箱，通过观测外部输入黑箱的信息和黑箱输出的信息的变化关系，来探索黑箱的内部构造和机理。 ② 法：与设计的参考对象作比较，列举其优点，在新方案中保留；列举其缺点，以便避免；列举其不足（或不同）之处，以便做必要的补充。 ③ 法。 ④ 法：将功能元的解尽可能地按层次罗列出来，然后进行排列组合，对排列组合的结果逐个分析、审查，淘汰不适合的，经过不断筛选，剩下两三种方案再按方案设计的步骤继续设计。 ·设计的分析 ①设计的需求分析：功能需求、非功能需求、设计约束。 ②设计的功能分析：括产品功能原理的分析、实现的方法和途径、方案的评价和决策等。 ·设计中的人机关系 人与机器设备及所使用的一切物品之间，包括使用时与所在的环境之间的关系称为人机关系。 【考点1】创造性思维 例1．（2021·山东）下列哪个产品的设计灵感来源于茅草叶片（ ） A．普通木工锯 B．潜挺 C．飞机 D．雷达 【考点2】技术设计的原则 例2．（2023·安徽）防呆设计是指能够避免人为出错的设计。如图所示为手机中的SIM卡片和卡槽的缺角设计，让卡片只有一种放置方式，避免放错位置。这主要体现了设计的（ ） A．可持续发展原则 B．美观原则 C．经济原则 D．实用原则 【考点3】技术设计的构思 例3.（2024·四川）5G网络比4G网络的传输速度快。目前各行业以5G技术作为基础，实现各种智能化的设计，这说明（ ） A．有了好的设计就必然产生好的技术 B．技术的发展与设计没有关系 C．设计其实是不需要技术参与的 D．技术与设计是相互促进、相互制约的关系 1．（2023·吉林）下面草图是15世纪达。芬奇设计的载人飞行装置，由于当时不具备载人飞行的底层技术，他的设计只能停留在纸面上。这说明（ ） A．技术与设计无关 B．技术就是设计 C．技术发展对设计产生重要影响 D．设计阻碍了技术发展 2．（2023·上海）科幻片中的悬浮式汽车为什么在现实中没有，最有可能的原因是 的限制。（ ） A．设计能力 B．资金 C．材料 D．科技水平 3．司马光砸缸的故事，运用的思维方法是（ ） A．逆向思维 B．发散思维 C．定势思维 D．联想思维 4．设计方案构思的方法有许多，下列选项中不属于方案构思常用的方法是（ ） A．黑箱法 B．列举法 C．筛选法 D．探究实践法 5．（2023·云南）如图所示的压纹款订书机，它通过在纸面上压出纹路来装订纸张，无需像传统订书机那样使用订书钉。这遵循了设计一般原则中的（ ） A．时效性原则、道德原则 B．科学性原则、技术规范原则 C．经济原则、可持续发展原则 D．最优化原则、法律原则 6．（2021·陕西）创客社团要设计一款智能洗头机器人，在查阅资料、调查研究、分析讨论后制定出了设计方案。依据设计的一般过程，该社团下一步应进行（ ） A．发现与明确问题 B．制作模型或原型 C．测试、评估及优化 D．编写产品说明书 7．（2024·江苏）某同学设计了一款桌面升降式的阅读支架。他经历了以下环节：①制作阅读支架；②调查需求、发现与明确需要解决的问题；③进行稳定性、强度、功能等方面的技术试验；④通过问卷调查、查询图书资料等，收集信息，进行设计分析；⑤方案构思与呈现，并筛选出最佳设计方案。正确的顺序是（ ） A．④②⑤①③ B．②⑤④①③ C．②④⑤①③ D．④②①⑤③ 8．（2021·山东）3D打印机可以使用粉末状原材料直接打印出实物，最适合应用于设计一般过程的哪个环节（ ） A．制作原型或模型 B．优化设计方案 C．制定设计方案 D．发现与明确问题 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 技术设计及表达 目 录 第一部分 明晰学考要求·精准复习 第二部分 基础知识梳理·全面提升 第三部分 考点精讲精练·对点突破 考点01 创造性思维 考点02 技术设计的原则 考点03 技术设计的构思 第四部分 实战能力训练·满分必刷 学习目标 内容考察要求 核心素养 1.了解技术发明与技术革新的关系 2.了解设计与技术的关系 3.了解技术设计的一些创造性思维和工程思维 4.能理解和运用设计的原则进行设计分析 5.体悟技术设计的一般过程 6.能运用常用的设计构思方法进行设计构思 7.体悟设计的系统分析方法 熟悉技术设计的一般过程，经历发现与明确问题、制订设计方案、制作模型或原型、优化设计方案、编写技术作品说明书等技术设计环节的实践。 技术意识 工程思维 创新设计 1.设计与技术的关系 （1） 技术发明 是指创造自然界原来没有的事物。 （2）设计是技术的关键，在技术发明和技术创新中起着重要的作用。 设计 推动着技术不断进步和发展。 （3）设计需要用到 已有的技术 ：技术发明和技术活动往往需要多种知识和技术的综合运用，是在不同情况、不同条件下对已有的技术和知识进行有机的综合运用。 （4）设计是指基于预定的设想和目标，遵从相关的原则和规范进行构思，并将其用某种形式（模型、图纸、图表、文字文本等）表达出来的活动。 （5）技术的根本目的是解决实际问题，而设计正是产生解决问题方法的主要途径。 （6）设计是技术的关键，主要体现在设计过程中的科学性、完整性、严谨性，以及设计完成后该技术的先进性、创新性和所起的巨大作用。 2.设计的创造性思维和工程思维 （1）创造性思维： ① 发散 思维：大脑在思维时呈现发散状态的思维模式。 ② 逆向 思维：摆脱常规思维羁绊的一种创造性思维方式。 ③ 联想 思维：人的表象记忆系统中由于某种诱因使不同表象发生联系的一种思维活动。 （2） 工程思维 ：以系统分析，比较权衡为核心的筹划性思维。 3.技术设计的原则 （1）技术设计的一般原则： · 科学性 原则：设计必须遵从科学原理，否则是不会成功的。 · 创新性 原则：在技术设计中我们需要遵循创新性的原则。 · 安全性 原则：必须严格遵循安全性的原则，设计出来的产品在使用时必须是安全的。 · 实用性 原则。 · 经济性 原则：经济性原则通常可用“性能价格比”（简称性价比）来描述。 · 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。 · 标准化 原则：提高产品性能的有效手段、提高设计效率。 · 工程心理学和生理学 原则：在考虑美观、舒适、使用方便的同时，考虑使用者和产品之间的协调关系，突出了以人为本的设计理念。 · 时效性 原则：产品的设计必须遵循时效性原则，按照设计任务书，在规定的时间内完成，要避免出现产品设计出来便过时的情况发生。 · 最优化 原则：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。 · 法律、道徳规范 原则：开展技术设计，一定要遵守国家的法律、法规，不违背伦理道德。 · 可持续发展 原则：在技术设计中，必须坚持可持续发展原则，多从节约能源、生态优先、绿色环保的角度去考虑设计问题。 （2）各原则之间的相互关系 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。 4.技术设计的一般过程和方法 （1）技术设计的一般过程 （2）技术设计的方法 ·设计草图的绘画 ①徒手绘画草图要求：画线要稳，图线要清晰；目测尺寸要准，各部分比例匀称；绘图速度要快；标注尺寸无误，字体工整。 ②用绘图软件绘制草图。 ·设计方案的构思 ① 黑箱 法：把一个不清楚内部结构的系统当作黑箱，通过观测外部输入黑箱的信息和黑箱输出的信息的变化关系，来探索黑箱的内部构造和机理。 ② 列举 法：与设计的参考对象作比较，列举其优点，在新方案中保留；列举其缺点，以便避免；列举其不足（或不同）之处，以便做必要的补充。 ③ 移植借鉴 法。 ④ 筛选 法：将功能元的解尽可能地按层次罗列出来，然后进行排列组合，对排列组合的结果逐个分析、审查，淘汰不适合的，经过不断筛选，剩下两三种方案再按方案设计的步骤继续设计。 ·设计的分析 ①设计的需求分析：功能需求、非功能需求、设计约束。 ②设计的功能分析：括产品功能原理的分析、实现的方法和途径、方案的评价和决策等。 ·设计中的人机关系 人与机器设备及所使用的一切物品之间，包括使用时与所在的环境之间的关系称为人机关系。 【考点1】创造性思维 例1．（2021·山东）下列哪个产品的设计灵感来源于茅草叶片（ ） A．普通木工锯 B．潜挺 C．飞机 D．雷达 【答案】A 【知识点】常用的构思方法 【详解】茅草叶片边缘呈锯齿状，有名的故事鲁班造锯就是因为茅草叶片割破了手指受到启发发明了木工锯。 【考点2】技术设计的原则 例2．（2023·安徽）防呆设计是指能够避免人为出错的设计。如图所示为手机中的SIM卡片和卡槽的缺角设计，让卡片只有一种放置方式，避免放错位置。这主要体现了设计的（ ） A．可持续发展原则 B．美观原则 C．经济原则 D．实用原则 【答案】D 【知识点】设计的一般原则 【详解】实用原则强调设计应满足产品的实际使用需求，提高产品的功能和效率。题目中的防呆设计正是为了提高SIM卡片放置的准确性和效率，避免人为出错，完全符合实用原则的定义。因此，答案是D。 【考点3】技术设计的构思 例3.（2024·四川）5G网络比4G网络的传输速度快。目前各行业以5G技术作为基础，实现各种智能化的设计，这说明（ ） A．有了好的设计就必然产生好的技术 B．技术的发展与设计没有关系 C．设计其实是不需要技术参与的 D．技术与设计是相互促进、相互制约的关系 【答案】D 【知识点】技术与设计的关系 【解析】设计是技术的关键，在技术发明和技术创新中起着重要的作用。设计推动着技术不断进步和发展。 1．（2023·吉林）下面草图是15世纪达。芬奇设计的载人飞行装置，由于当时不具备载人飞行的底层技术，他的设计只能停留在纸面上。这说明（ ） A．技术与设计无关 B．技术就是设计 C．技术发展对设计产生重要影响 D．设计阻碍了技术发展 【答案】C 【知识点】技术与设计的关系 【解析】设计是技术的关键，在技术发明和技术创新中起着重要的作用。设计推动着技术不断进步和发展。 2．（2023·上海）科幻片中的悬浮式汽车为什么在现实中没有，最有可能的原因是 的限制。（ ） A．设计能力 B．资金 C．材料 D．科技水平 【答案】D 【知识点】技术与设计的关系、技术的发展 【解析】设计需要用到已有的技术：技术发明和技术活动往往需要多种知识和技术的综合运用，是在不同情况、不同条件下对已有的技术和知识进行有机的综合运用。 3．司马光砸缸的故事，运用的思维方法是（ ） A．逆向思维 B．发散思维 C．定势思维 D．联想思维 【答案】A 【知识点】常用的构思方法 【解析】逆向思维：摆脱常规思维羁绊的一种创造性思维方式。 4．设计方案构思的方法有许多，下列选项中不属于方案构思常用的方法是（ ） A．黑箱法 B．列举法 C．筛选法 D．探究实践法 【答案】D 【知识点】常用的构思方法 【解析】黑箱法、列举法、移植借鉴法、筛选法。 5．（2023·云南）如图所示的压纹款订书机，它通过在纸面上压出纹路来装订纸张，无需像传统订书机那样使用订书钉。这遵循了设计一般原则中的（ ） A．时效性原则、道德原则 B．科学性原则、技术规范原则 C．经济原则、可持续发展原则 D．最优化原则、法律原则 【答案】C 【知识点】设计的一般原则 【解析】经济性原则：经济性原则通常可用“性能价格比”（简称性价比）来描述。 可持续发展原则：在技术设计中，必须坚持可持续发展原则，多从节约能源、生态优先、绿色环保的角度去考虑设计问题。 6．（2021·陕西）创客社团要设计一款智能洗头机器人，在查阅资料、调查研究、分析讨论后制定出了设计方案。依据设计的一般过程，该社团下一步应进行（ ） A．发现与明确问题 B．制作模型或原型 C．测试、评估及优化 D．编写产品说明书 【答案】B 【知识点】设计的一般过程 【解析】参考技术设计的一般过程流程图。 7．（2024·江苏）某同学设计了一款桌面升降式的阅读支架。他经历了以下环节：①制作阅读支架；②调查需求、发现与明确需要解决的问题；③进行稳定性、强度、功能等方面的技术试验；④通过问卷调查、查询图书资料等，收集信息，进行设计分析；⑤方案构思与呈现，并筛选出最佳设计方案。正确的顺序是（ ） A．④②⑤①③ B．②⑤④①③ C．②④⑤①③ D．④②①⑤③ 【答案】C 【知识点】设计的一般过程 【解析】参考技术设计的一般过程流程图。 8．（2021·山东）3D打印机可以使用粉末状原材料直接打印出实物，最适合应用于设计一般过程的哪个环节（ ） A．制作原型或模型 B．优化设计方案 C．制定设计方案 D．发现与明确问题 【答案】A 【知识点】设计的一般过程 【详解】本题考查的知识点是“设计的实现"中“原型与模型”。3D打印出实物是一种快速建立模型或实物的技术。发现与明确问题、制定设计方案和优化设计方案是属于“怎样进行设计”中的知识点。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$