2.2 技术设计原则、分析与优化第1课时课件-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2节 技术设计原则、分析与优化 （第1课时） 通用技术 技术与设计1 学习目标 1. 知道技术设计的一般原则。 2. 学会设计分析的方法和过程。 3. 熟悉设计方案优化的方法，理解方案优化贯穿于产品设计、生产、使用全过程。 引入 技术设计是技术活动的基础，它在技术活动中起着核心作用。 以设计爬楼梯手拉车为例，在设计过程中，可以遵循设计的一般过程或步骤。 设计爬楼梯手拉车，如何确定设计方向，设计的标准如何把握，设计方案冲突时如何选择。 在构思设计方案时，需要明确以下问题： 设计人员设计人员在设计过程中要遵守哪些设计原则？ 如何进行设计分析？ 如何进行设计优化？ 2.1 设计原则 设计的原则 设计的技术产品用于满足人的需求或愿望，技术设计作为一种实践活动，必然要遵循自然规律。 在长期的设计实践中，人们逐渐总结出技术设计的一般原则，这些原则成为指导技术设计过程的基本准则。 2.1 设计原则 设计的原则举例 序号 设计的原则 设计案例 1 科学性原则 降噪耳机捕捉环境噪音，利用声波的原理减少噪音。 2 实用性原则 二维码的广泛应用，提供了大量实用的功能。 3 安全性原则 药瓶的安全盖设计，汽车的车身设计。 4 美观性原则 日常生活用品设计中的造型、色彩与装饰设计。 5 经济性原则 标准化零件的使用，简化产品包装，实现了制造和物流成本的降低。 6 …… 2.1 设计原则 思考与交流 分组讨论分析，寻找身边的技术产品，分析这些产品设计中，体现了设计的哪些原则。 科学性原则：技术设计必须遵守自然科学规律。 实用性原则：产品设计的目的就是要满足人的需求。 安全性原则：使用产品时必须保证人员的安全。 美观性原则：产品的设计要考虑美观性。 经济性原则：物美价廉是产品的市场竞争优势。 …… 产品名称 设计的原则 2.2 设计分析 要从不同的方面对设计进行分析、论证等，才能找到不断完善、优化设计的思路和方法，使之成为最佳的设计方案。 以爬楼梯手拉车的设计为例，可以对选择三支架组合轮方案进行设计分析的应用与体验。 设计分析 设计分析的思维过程是：把复杂的事物，分解成更小、更简单的部分，然后研究这些部分，各部分之间的关系，各部分与真题的关系。 完成各部分的设计，还要组合成整体，而且是不断循环交替的分析与组合。 2.2 设计分析 思考与交流 爬楼梯手拉车的设计过程中，要考虑很多因素。 可以从设计原则的角度对其进行设计分析，设计的哪些方面体现了这些原则。 重点对支架组合轮进行设计分析，说明其遵循的主要设计原则是什么。 一、根据设计原则进行设计分析 设计原则 设计分析 科学性 实用性 安全性 美观性 经济性 2.2 设计分析 二、通过制作模型进行设计分析 通过制作模型来分析设计的可行性，以检验设计方案是否达到性能、结构等要求。 在设计构思分析阶段，只需要制作草模进行设计分析，供设计人员深入研讨使用，表达设计者的构思意图。 对设计的产品进行整体分析时，需要在草模的基础上制作概念模型，以表现产品的造型、布局等。 对设计的产品进行结构、功能分析时，需要制作结构模型、功能模型，它们可被用于研究产品造型与结构的关系和连接方法，以及研究产品的各种性能和分析、检查各部分组件的相互匹配关系等。 2.2 设计分析 飞机、高铁等设计的风洞试验 三、根据技术试验进行设计分析 技术试验就是从技术的角度对材料、零部件、技术产品进行测试和检验。 技术试验是技术活动中的一项重要内容。 技术试验所获得的曲线、数据、图表等是技术设计分析的重要依据。不仅是对技术设计成功与否的直接验证，更是发现问题、分析设计缺陷等的关键。 2.2 设计分析 设计与操作 讨论爬楼梯手拉车三支架组合轮爬楼梯时的受力情况，在不考虑材料影响的条件下，定性分析其结构的强度和稳定性。 如何增强这个三支架组合轮的强度？ 如何增强这个三支架组合轮的稳定性？ 绘制出其改进方案草图。 增强强度的设计： 增强稳定性的设计： 草图： 2.2 设计分析 四、根据技术标准进行设计分析 技术产品的设计，国内外制定了相关技术标准或规范。 常见的标准有：国际标准、国家标准、行业标准、团体标准和企业标准等。 技术标准是根据科技水平和实践经验，针对具有普遍性和重复出现的技术问题提出的最佳解决方案。 根据技术标准进行设计分析，保证设计的产品满足技术标准。 在设计产品时，各行各业都有一些技术标准或规范， 必须严格遵守。 椭圆形的飞机舷窗 2.2 设计分析 思考与交流 分组讨论分析，爬楼梯手拉车的设计，还有哪些可以改进的地方。 分组展示各小组的设计成果，并开展小组自评，小组间评价。 分组根据交流、评价成果，对小组设计进行修改。 五、通过交流、评价进行设计分析 设计分析的另外一个重要方面就是交流、评价。 针对设计方案与专家、用户和潜在用户等典型人群进行交流和评价，咨询、调查、征集具体的反馈意见，从而改进设计的不足和缺陷。 改进产品设计，使设计的产品更适合市场和发展趋势。 总结 技术设计原则、分析与优化 2.1 设计原则 科学性原则 实用性原则 安全性原则 美观性原则 经济性原则 …… 2.2 设计分析 一、根据设计原则进行设计分析 二、通过制作模型进行设计分析 三、根据技术试验进行设计分析 四、根据技术标准进行设计分析 五、通过交流、评价进行设计分析 六、根据人机工程学进行设计分析 综合实践活动 举例具体的产品，说明产品设计中遵循的原则有哪些，除了本节课所讲的5种原则，还有哪些原则。 利用各种设计分析的方法，对爬楼梯手拉车的设计进行分析，特别是对三支架组合轮的设计分析。 分小组完成部分设计分析，并记录构思设计成果。 $