2.1技术设计的一般过程课件-2025-2026学年人教版高一通用技术必修一

第二章 技术设计及其表达 第1节 技术设计的一般过程 通用技术 技术与设计1 单元概述 在技术活动中，技术设计起着核心作用，它是技术活动的基础。 技术设计是一种实践活动，设计中形成的技术产品是设计者智慧的结晶。 在本章中，学习技术设计的过程、原则、分析、完善和优化等，并且学习如何通过图样、模型等技术语言来表达技术设计意图，培养或形成创新设计、图样表达、工程思维和物化能力通用技术学科核心素养。 技术设计从哪里来？ 如何进行技术设计？ 技术设计一般有哪些过程？ 技术设计有哪些基本的原则和方法？ 如何表达技术设计方案？ 学习目标 1. 熟悉技术设计的一般过程，学会如何明确问题。 2. 了解构思方案的一般过程。 3. 知道技术设计表达的一般方法。 4. 了解模型的作用和制作步骤。 5. 知道撰写技术设计说明的一般格式。 引入 技术设计是在进行技术应用与实践过程中，把意图或设想通过合理的构思形成方案，用适宜的方式表达出来的过程。 技术设计是指在具体的技术应用或实践过程中，完成某项任务或解决某个问题的过程。 任何一个技术设计过程都有其明确的步骤和方法。 技术设计一般过程包含五个步骤： 发现与明确问题 构思设计方案 表达设计意图 制作模型或原型 编写设计说明 1.1 发现与明确问题 发现与明确问题 技术从人类需求出发，它的根本目的是解决人类需求的实际问题，而设计正是产生解决需求问题方法的主要途径。 在设计的一般过程中，首要过程就是发现与明确技术产品存在的问题或对新产品的需求，从而提出改进产品设计或设计新产品，更好地满足人们的需要，其实质是发现与明确产品设计需求的问题。 思考与交流 发现问题是解决问题的起点，分组讨论分析，在生活遇到哪些问题可以解决。 问题来源参考： 学习工具与环境缺陷 校园公共设施存在问题 日常用品使用中的问题 1.1 发现与明确问题 （1）开放式需求。面对现实困难或问题，尚未有针对性的解决方法，希望由设计者来提出一个比较适合的解决方案。 （2）封闭式需求。客户已有对问题或需求的具体解决方案、产品或结果，要求设计者以一个特定的封闭式设计方案解决这个问题。 一、发现需求的问题 发现爬楼梯手拉车需求问题 1.1 发现与明确问题 思考与交流 分组讨论分析，找出生活中发现的各种问题，并列出存在的问题和解决问题的构想，并填写表格。 找出这些问题中，最值得解决问题的问题，进行详细的问题分析。 序号 存在的问题 解决问题的构想 1 2 3 4 1.1 发现与明确问题 二、明确需求的问题 将需求转化为设计前，需要明确需求的问题，即进一步细化、拆分需求。 对需要解决的问题形成明确具体的思路，并厘清方案设计中的主要方面。 运用“框架式设计结构”来明确需求的问题。框架式设计结构是从问题、方案、材料、可行性、创新性等方面给出通识性的问题框架。 框架式设计结构： （1）解决什么问题？ （2）方案的效果如何？ （3）方案如何实现？ （4）方案是否可行？ （5）是否能够获得所需要的材料？ （6）方案实现是否价廉物美？ （7）是否有充分的时间实现设计？ （8）设计是否具有创新性？ 1.1 发现与明确问题 思考与练习 以设计一辆可以爬楼梯的手拉车为例，运用“框架式设计结构”进一步明确设计需求。 序号 框架式设计结构 明确设计需求 1 解决什么问题？ 设计一辆手拉车，可以平面拖曳，也可以爬楼梯 2 方案的效果如何？ 3 方案如何实现？ 4 方案是否可行？ 5 是否能够获得所需要的材料？ 6 方案实现是否物美价廉？ 7 是否有充分的时间实现设计？ 8 设计是否具有创新性？ 1.1 发现与明确问题 三、信息收集与处理 1. 收集 根据设计需求中的关键词收集信息，可以提升信息的准确性、针对性和有效性。生产厂家、行业专家和潜在用户的意见尤其值得被关注，收集目前的行业标准和国家规定等一些相关信息也是必不可少的。 2. 处理 收集到的信息在应用前必须处理、筛选出可以用于设计的信息。 常见的信息处理方法：归纳比较法、去伪存真核对法、文献分析法、其他方法（例如，逻辑分析法、信息评估法、调查研究法等）。 1.1 发现与明确问题 案例分析：爬楼梯手拉车信息收集与处理 （1）楼梯 ① 楼梯坡度范围是20°～45°，也就是高宽比范围是1︰2.75～1︰1。 ② 住宅楼梯台阶踏步的高度和宽度应按楼梯的坡度和人脚的大小来设计。台阶踏步宽度不应小于260 mm，台阶踏步高度不宜大于175 mm，也不宜小于140 mm，各级踏步高度均应相同。 ③ 住宅楼梯台阶的宽度不应小于1100 mm，6层及以下一边设栏杆的台阶宽度可为1000 mm。 （2）手拉车 ① 应有车轮2个或者2组以上。 ② 拉动方便，小车高度应该在1000 mm左右。 （3）爬 1.2 构思设计方案 构思（制订）设计方案 根据框架式设计结构中明确的问题，应用各种设计方法整合，将需求问题转换为具体的设计解决方案。 构思设计方案，是后续表达设计意图和制作模型或原型的基础。 发现与明确问题 构思设计方案 表达设计意图 制作模型或原型 编写设计说明 1.2 构思设计方案 一、构思设计的方法 序号 构思方法 方法说明 1 组合法 把两种及两种以上物品进行重新组合，产生一种新物品或具有新功能 2 列举法 是把某一物品、领域或集合中的要素一一列举出来，并从这些要素中找到改进和创新 3 头脑风暴法 通过讨论获取各种想法，通过汇聚这些方法激发创新灵感 4 设问法 多角度提出问题，寻找思路，进而获得创新性设想 5 仿生法 观察、研究自然界的生物，仿制它们的形状、结构、功能等 6 …… 1.2 构思设计方案 1. 组合法 把两种及两种以上物品进行重新组合，产生一种新物品或具有新功能的方法 如：多功能刀具、房车 名称 目的 举例 功能结构组合 一物多用 带橡皮头的铅笔，多功能微波炉，多功能刀具，房车等 材料组合 不同材料组合，聚集优点 羊毛与涤纶组合，铝塑窗户，防弹玻璃，磁性橡胶等 原理组合 不同技术原理结合实现某一种功能 电吉他运用了电磁学原理与弦线机械振动 物与物组合 物体、部件等之间的组合 保温杯、音乐贺卡 技术与技术组合 把几种技术组合起来 豆浆机 重组组合 新的组合方式组合起来 三轮车，电动自行车 1.2 构思设计方案 2. 列举法 把某一物品、领域或集合中的要素一一列举出来，并从这些要素中找到改进和创新的方法。 如：修枝剪、望远镜、杯子 名称 目的 举例 缺点列举法 以现有物体为研究对象，逐一把缺点列出，进行改造和创新的方法 修枝剪，带挂线的耳机等 希望点列举法 把某物体和未来的希望一一列举出来，并以这些希望为发明创新的技法。 望远镜、电话、盲人电话机等 特性列举法 对研究对象的特性进行分析，并一一列举出来，然后探讨能否进行改进及怎样改进的方法 杯子 1.2 构思设计方案 二、构思过程 阶段 构思内容 准备期 发现需求，收集充分的资料，初步分析问题，明确目标 酝酿期 继续收集资料，通过思考和试验，寻求满足设计目的要求的技术原理以及各种方案，并使用变换、分解、组合等创新技法，对需要解决的问题进行探究 明朗期 经过酝酿，通过某种启发，发挥灵感，使问题的解决方向明朗，呈现出清晰的设计方案，这时候可以用草图的形式表达设计方案 验证期 对具有创意的构思进行验证和证明 案例分析：爬楼梯手拉车的设计方案构思 1. 准备期 重点是爬楼功能，创新关键在车轮的设计上。 2. 酝酿期 单个车轮可以由 2个轮子、3个轮子或更多轮子组合成一个大的车轮。 3. 明朗期 经过初步权衡与比较，选择三支架组合轮作为车轮设计方向。 4. 验证期 制作爬楼梯手拉车车轮简易模型，验证设计可行性。 总结 技术设计的一般过程 1.1 发现与明确问题 一、发现需求的问题 二、明确需求的问题 三、信息收集与处理 1.2 构思设计方案 一、构思设计的方法 二、构思过程 综合实践活动 选择生活中的一个产品，对其进行重新设计。 发现和明确产品的需求问题。 开展设计方案构思，确定构思的方法，记录构思的过程。 重新设计的产品： 发现的需求： 明确的需求： 收集与整理的信息： 构思的方法： 构思的过程： $