第二章 技术世界中的设计课件-2025-2026学年苏教版高中通用技术必修一

技术与设计 1 1.技术与设计的关系 01 技术与设计的关系 思考：燕子的筑巢行为和人类的建造行为有什么区别？ ——动物的活动是一种本能，而人类的劳动则是一种有目的的自觉行为，人类从事任何活动事先都要有所谋划和构思。 这种有目的的有所谋划和构思就是设计。 设计的定义：设计是基于一定设想、有目的的规划及创造活动。 ？ 01 技术与设计的关系 观看视频“自行车的发展史”思考：设计对自行车的发展有什么重要价值？ 关系一：设计是技术发展的重要驱动力。 技术的发展离不开设计，设计是技术发展的重要内驱力。一项技术的创新离不开设计，一个技术产品的更新迭代离不开设计，一项新工艺的改进需要设计，技术成果的转化更离不开设计。 01 技术与设计的关系 设计是技术成果与人的需求之间联系的纽带，是技术成果转化成技术产品的桥梁。通过设计可以把技术的潜在价值发挥出来，使科技成果更贴近于人们的生活，更好的为人们服务。 案例分析：灯光座椅 设计师为巴西圣保罗某广场设计了一组灯光座椅，并将其命名为“不能说的秘密”。它不仅能给游人提供休息场所，还可以作为公用电话亭使用，能够记录下游客们来到这里的故事，并将这些声音资料录入木质座椅中。到了晚上，座椅变成一个个“坐”在地上的灯具，伴随着录音的播放，灯光不断变换色彩，十分有趣。座椅内部安装的LED灯，使色彩变得更加丰富，也让广场恢复了白天的活力，形成一个梦幻的空间。 LED照明技术 音频录制与播放 灯光音乐控制系统 思考：灯光座椅的设计是由哪些技术成果转化而成的？ 关系一：设计是技术发展的重要驱动力。 01 技术与设计的关系 案例分析：概念手机和概念汽车 关系一：设计是技术发展的重要驱动力。 设计促进技术的革新。富有创造性特征的设计能使产品具有新的品质，这种新品质的实现可能就要求更先进的技术投入。 01 技术与设计的关系 关系一：设计是技术发展的重要驱动力。 01 技术与设计的关系 技术的发展离不开设计。 设计是技术成果与人的需求之间的纽带，是技术成果转化为技术产品的桥梁。 设计促进技术的革新。 关系一：设计是技术发展的重要驱动力。 技术对设计有什么影响呢？ 01 技术与设计的关系 达·芬奇的飞行器 设计赖以技术得以实现。技术是设计的平台，没有技术做基础，设计将难以表现和实现。技术的发展制约着设计的实现，先进的技术可以使人们的设计的得以实现。 思考：为什么达芬奇在1492年就开始设计飞机，但是直到400年后的1903年莱特兄弟才设计成功？ 关系二：技术发展对设计产生重要影响。 当时的技术水平不够，导致飞行器难以实现。 01 技术与设计的关系 烛台 煤油灯 台灯1.0时代 台灯2.0时代 荧光管台灯 LED节能台灯 智能台灯 台灯3.0时代 小白你好 主人我在 电灯 白炽灯台灯 关系二：技术发展对设计产生重要影响。 台灯的发展 技术发展为设计提供更广的发展空间，使设计主题更加丰富，设计表达方式更加多样，设计效率更高。同时，技术更新也为产品的更新换代创造了有利条件。 用蜡烛作为光源的台灯，它的造型和灯盏、煤油灯有着明显不同。而当电灯发明之后，灯具的造型更是发生了显著变化，尽管灯泡相同，但根据不同的需求设计了各种各样的吊灯、壁灯、吸顶灯，台灯亦是如此。当电池被发明后，各种便携的灯具应运而生。 01 技术与设计的关系 关系二：技术发展对设计产生重要影响。 技术发展为设计提供更广的发展空间，使设计主题更加丰富，设计表达方式更加多样，设计效率更高。同时，技术更新也为产品的更新换代创造了有利条件。 01 技术与设计的关系 关系二：技术发展对设计产生重要影响。 技术进步促进人们设计思维和手段的发展。发展的技术不断促使人们思考如何应用新技术、新材料、新工艺来改进现有产品，开发新产品。使用的新的设计手段提高设计的效率。 16世纪，达芬奇在设计飞行器时用的鹅毛笔和羊皮纸，那现在设计会使用那些工具呢？ 计算机技术（设计软件）、三维扫描仪、3D打印机 01 技术与设计的关系 设计赖以技术得以实现。 技术发展为设计提供更广的发展空间，使设计主题更加丰富，设计表达方式更加多样，设计效率更高。 技术进步促进人们设计思维和手段的发展。 关系二：技术发展对设计产生重要影响。 01 技术与设计的关系 建筑设计 室内设计 游戏设计 服装设计 分析以下的设计在设计时侧重了哪些设计？ 01 技术与设计的关系 技术产品的设计通常以技术设计为核心，艺术设计融入其中。 技术设计 艺术设计 侧重于功能、结构、材料、程序、工艺等，围绕技术的目的而展开 侧重于欣赏、审美、更强调感觉的需要 面向真实世界问题的解决，注重真实的社会需求，通过真实的实践过程来实现实用功能，体现技术的魅力 通过色彩、图案、造型等达到审美和心理的要求，体现艺术风采 01 技术与设计的关系 设计 人的创造力 新技术 已有技术 （桥梁和纽带） 发展设计思维和手段 提供发展空间，创造条件 制约 技术创新 相互依赖，相互促进。 2.设计的一般原则 “不以规矩，不成方圆。” 设计好一个产品，除了要经历一个科学合理的设计过程外，还应遵循一些基本的原则。 02 设计的一般原则 思考：你认为人们在选购手机时的需求有什么不同？ 不同的人群在选购商品时的侧重点是不一样的，研发公司在设计一项产品时为满足不同群体的需求也会依据一定的原则，进行有侧重点的设计。 本节课我们一起来学习在设计实践中应遵循的基本原则。 02 设计的一般原则 2000年，诺基亚每秒卖出7部手机，全球市场份额超70%，市值突破3030亿欧元，相当于芬兰全国GDP的4倍。其经典机型如3310以“砸核桃”的耐用性成为文化符号，N95则集GPS、500万像素摄像头于一身，定义了功能机时代的“智能”上限。员工骄傲宣称：“手机只有两种，诺基亚和其他。” 2004年，诺基亚实验室秘密研发出一款触屏原型机，配备大屏幕与摄像头，与后来的iPhone高度相似。但管理层以“可能冲击利润丰厚的按键机市场”为由将其雪藏。这一决策折射出巨头的“创新悖论”：既得利益者往往成为颠覆者的掘墓人。 当iOS与安卓以“应用生态”重构手机价值时，诺基亚仍死守塞班系统。这一系统以通话功能为核心，代码臃肿且开发难度极高。2010年安卓应用突破10万，而塞班商店仅3000款。2011年，面对市场份额连续下滑的困境，诺基亚被迫放弃了塞班系统，没有选择谷歌的安卓系统，却选择了微软的Windows Phone系统。然而，WP系统生态孱弱：2013年其应用仅1万款，不及安卓的1/100，且缺乏主流应用。 2013年，微软以72亿美元(约等于62亿欧元)收购诺基亚手机业务，仅为巅峰市值的2.3%。 诺基亚“跌落神坛” 在上一页幻灯片中我们看到了很多耳熟能详的手机品牌，我想问一下大家有没有听过诺基亚这个品牌。 诺基亚“跌落神坛”的故事告诉我们，一个产品要想不被市场所淘汰，作为设计者，首先要考虑的是什么呢？ ——不断创新，而不是停留在原地被对手所超越。即设计的“创新原则” 02 设计的一般原则 创新原则 创新即是通过引入新概念、新思想、新方法、新技术等，或对已有产品的革新来创造具有一定社会价值的事物或形式。 产品设计创新的方法，可以是组合法，结合其他的技术来给产品添加新的活力。比如，以前的功能机+相机=有照相功能的手机，再加上电脑的功能就能得到现在的智能手机。 也可以是改进法，比如有线耳机到蓝牙耳机。 我们要注意利用最新的技术成果和现代设计理论和方法来进行创新设计。 再回到我们的手机，可以发现无论手机的功能怎么改进，都拥有拨打电话的基本功能，这体现了设计的另一个原则，即实用原则。 设计中的实用性原则是指设计的产品为实现其目的而具有的基本功能。 02 设计的一般原则 实用原则 “虽有千金之玉卮,至贵而无当,漏不可盛水”——韩非子《韩非子》 基本功能 物理功能 生理功能 心理功能 社会功能 性能、构造、可靠度 安全、舒适、宜人 色彩、造型、装饰 个人价值、社会地位 02 设计的一般原则 实用原则 1985年，美国设计师迈克尔·格雷夫斯为意大利某厨卫公司设计的一款阿莱西水壶。这款水壶具有一个最突出的特征--在壶嘴处站着一只塑胶小鸟，水烧开时它会发出欢快的鸟鸣声。 请仔细观察，结合水壶造型特点分析其功能，完成连线。 当出现了一款有优秀的产品时，我们会发现市场上很快就出现类似的仿品。比如“来自华强北的××、莆田鞋”。生活中消费者为什么会明知是“水货”还购买呢？ ——正品比较贵，不够经济。消费者都希望获得物美价廉的商品。 02 设计的一般原则 设计中的经济原则是指以最低的费用取得最大的效益。 经济原则 思考：可以从哪些方面下手降低成本，体现经济原则？ 材料 工艺 技术 管理 仓储 运输 包装 …… 塑胶登子可以大量堆叠运输 盒装的CPU和散片 02 设计的一般原则 设计中的经济原则是指以最低的费用取得最大的效益。 经济原则 思考：青藏铁路在修建时为了保护当地的生态环境和野生动物多投资了十五亿四千万， 符合经济原则吗？ 经济效益 社会效益 实现经济原则时不能一味的降低成本，而是在得到最优良的设计、实现最佳功能的同时，所涉及的各方面的成本总量最小。只追求价廉而粗制滥造，就从根本上违背了设计的目的，可能会导致产品滞销或亏本销售，造成更大的浪费。 不能一味追求形式美而不了解生产工艺，往往就会出现无法生产或生产成本很高的情况。 但是追求形式美是人类普遍且客观存在的需求，毕竟“爱美之心，人皆有之”，所以在进行产品设计时，我们还需要遵循美观原则。 02 设计的一般原则 美通过对产品造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、装饰图案等设计组合来表达。 美观原则 好的产品不仅能满足人的物质需求，也能让人从产品外观上获得美的体验，享受精神上的愉悦。 你有没有发现？明明都是保护手机，几十元的基础款能满足需求，可很多人却愿意花上百元买一款 “好看” 的手机壳。这背后，正是设计中 “美观原则” 的吸引力 —— 它让产品不止有实用价值，更有让人愿意为 “颜值” 买单的魅力。 02 设计的一般原则 美是多元化的，它受到消费者、功能、技术、文化传统等方面的影响。 美观原则 好的产品不仅能满足人的物质需求，也能让人从产品外观上获得美的体验，享受精神上的愉悦。 虽然人们会挑选好看的手机壳，但是有一部分人并愿意在手机壳上花费太多金钱。相信很多人应该都在购物平台上看到过9.9元三个或者是五个的手机壳链接，甚至还有的手机壳只需花费2块钱就能到手，这还是包含了运费的。很多人遇到这种情况的时候，都会觉得自己是捞到宝了，买到了又便宜又好看的手机壳，但是很多人不知道的是，这些看起来物美价廉的手机壳，其实内里藏着大大的安全隐患。 02 设计的一般原则 道德原则 产品设计不能只将产品视为一个孤立的实体，还必须考虑它与人、社会、环境的关系。产品的设计应始终坚持为人服务的宗旨，不能处于某种不道德的目的。不能单纯为了谋取利益而损害人类，以及居住环境。 有一些无良的商家，想要去赚更多的钱，而手机壳这种东西，没有人会愿意买贵的，在提高价格这条路上走不通，就只能在成本上“下功夫”了。 手机壳本身就是用塑料制作的，它的成本已经很低了，他们想要在这样的基础之上在去压缩成本，就会选择使用回收塑料以及工业级染料。这些原料就可以让他们的成本，在原来的基础上再下降三分之二。更过分的是，一些无良的商家会选择，直接回收医疗废料以及电子垃圾等。 这很明显违背了产品设计的“道德原则” 02 设计的一般原则 假五粮液的生产 阜阳大头娃娃劣制奶粉事件 现实版的红与黑 道德原则 产品设计不能只将产品视为一个孤立的实体，还必须考虑它与人、社会、环境的关系。产品的设计应始终坚持为人服务的宗旨，不能处于某种不道德的目的。不能单纯为了谋取利益而损害人类，以及居住环境。 我们应该如何选择合格的产品呢，我们可以优先选择标有3C认证的产品。那什么是3C认证呢？ 02 设计的一般原则 技术规范原则 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。 China (中国) Compulsory (强制性) Certification (认证) 02 设计的一般原则 技术规范原则 具有全球漫游功能的移动电话可以在全世界上百个国家自由地漫游通话。这是由于这些国家都使用相同的移动电话技术规范来设计建设它们的移动电话信号收发设备。 有些产品的设计，在不同的国家和地区使用不同的技术规范，如插座，有中国标准、美国标准、欧洲标准等。 02 设计的一般原则 技术规范原则 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。 我国对部分高耗能产品实施强制性能效标识制度，相关产品必须粘贴统一格式的能效标识（其中包含能耗数据或能耗图），否则不得生产、销售和进口。 02 设计的一般原则 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要满足当代发展的需求，又要考虑未来发展的需要，不以牺牲后人的长远的利益为代价来满足当代人的需求。 02 设计的一般原则 相互关联、相互渗透、相互制约、相互促进 设计的一般原则间的相互关系： 3.设计的一般过程 我们今天从最简单的便携式小凳的设计开始，来了解设计过程的基本环节。 03 设计的一般过程 走进情境 公园里有很多大人带着小朋友玩。孙宇发现很多小朋友在草地、山坡等地玩累了需要休息时，很难在附近找到适合他们坐的椅子，小朋友直接坐在地上或者石头上，既不卫生也不健康。由此，孙宇想为小朋友们设计一款在户外活动时携带方便的小凳。 讨论：孙宇发现了什么问题？产生了什么需求？ 讨论：孙宇发现了什么问题？产生了什么需求？ 公园里有很多大人带着小朋友玩。孙宇发现很多小朋友在草地、山坡等地玩累了需要休息时，很难在附近找到适合他们坐的椅子，小朋友直接坐在地上或者石头上，既不卫生也不健康。由此，孙宇想为小朋友们设计一款在户外活动时携带方便的小凳。 从本质上讲，设计是一个问题求解的过程。 设计就是从调查和发现人的需求，分析信息，发现问题开始，发现与明确需要解决和值得解决的问题开始，并在此基础上提出设计项目，明确设计要求。 03 设计的一般过程 走进情境 发现与明确问题 ——便携式小凳的设计要求是什么？ 功能 外形、材料、结构等要求 完成时间、成本等 反映的 文化内涵 1.结构简单、稳固，易于制作 2.自重轻、体积小，便于携带 3.制作成本不高于5元 4.承重不低于25kg 03 设计的一般过程 制定设计方案 应明确:a.运用不同的材料、结构可以产生不同的设计方案。 b.任何设计方案都有改进的可能性，好方案决不会仅有一个。 03 设计的一般过程 查阅图书 专家咨询 浏览互联网 用户调查 （1）收集有关各类凳子的资料 （2）收集各类便携、折叠等凳子的资料 （3）查阅人机工程学的有关资料 （4）在幼儿园和小学收集凳子的尺寸资料 （5）访问木工师傅，了解制作凳子的经验 （6）观看有关手工生产和机械化生产的音像资料 收集信息 制定设计方案 03 设计的一般过程 根据设计要求，找出设计需要解决的主要问题，并分析其可能的解决办法。 如： 对于小凳子要解决材料选择、结构设计、便于携带等问题，以及提出解决方法。 收集信息 设计分析 制定设计方案 材料 结构 连接方式 03 设计的一般过程 最具挑战性环节，根据设计要求，大胆构思，挖掘创造潜力，提出多个设想。 为了使设计想法具体化，一般会用草图来表示。 收集信息 设计分析 方案构思 方案呈现 制定设计方案 03 设计的一般过程 孙宇等同学为了对不同方案进行比较，根据设计要求分别对C1,C2，C3三个小板凳进行测试。 对提出的几个设计方案,对照设计要求并依据一定的原则,对方案进行筛选 1.考虑到小凳要批量生产,选择了以五夹板为材料的五方案 2.再次筛选,选中了以下三方案。 3.最后,选中了方案C3.适合批量生产,加工简便,成本较低 重量合适,稳定性好。 适合批量生产 加工简便 成本较低 重量合适 足够牢固 收集信息 设计分析 方案构思 方案呈现 方案筛选 制定设计方案 03 设计的一般过程 绘制图样（三视图） 制作模型或原型（缩小/简化） 制作模型或原型 03 设计的一般过程 （1）测试： 检验产品在操作、使用过程中，在结构和技术性等方面能否达到预定的设计要求。（承重、稳定性） （2）评估： 对结构稳固、造型、制作难度、自重、体积、携带、成本等方面进行评估。 测试、评估及优化 03 设计的一般过程 （3）优化： 分析测试和评估的具体记录，同时听取用户、专家等的意见进行改正。 （增加结构强度、美化外观） 测试、评估及优化 03 设计的一般过程 正确使用和维护可以使产品更好地满足人们的需求，并能延长其使用寿命。 便携式小凳产品说明书 产品简介 本产品是一款专门为小朋友外出活动设计的便携式小凳。它自重轻，体积小，携带方便，拆卸、组装的方法简单。 产品构成 中空式凳面，凳脚板（两块）。 技术指标 凳子高度：16.5cm 凳子质量：380g 凳子面积：432cm2 使用方法 先将两块凳脚板从凳面中取出，然后对准插缝，将它们插接起来，再将插接好的凳脚板插入凳面的槽缝中，并用手或其他物体使凳脚板与凳面完全贴紧。 注意事项 (1)使用完毕后，要及时拆卸，将凳脚板放回中空的盒式凳面内。 (2)勿将过重的物体(大于42kg)放置在小凳上，以免将凳面弯曲变形。 (3)避免小凳长时间日晒雨淋，以防材料暴裂或受潮。 适用范围 5～9岁的儿童 编写产品说明书 03 设计的一般过程 二、制订设计方案 三、制作模型或原型 四、优化设计方案 五、编写产品说明书 收集信息 设计分析 方案构思 方案呈现 方案筛选 测试 评价 优化 做方案 制作作品 一、发现与明确问题 设计实际上是一个动态发展的过程。在具体设计中，有些阶段或步骤可能会发生变化，有些步骤之间可能出现一定的循环。因此，设计的过程不能模式化，应根据设计需要灵活安排。 4.技术试验及其方法 技术试验 在技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验等探索性实践活动。 04 技术试验及其方法 48 作用：对技术应用的实现起到了有力的保障作用。通过技术试验，可以使设计得以改进和完善，将设计的风险和失误率降到最低。 启示： 这是由于轻视技术试验而造成的事故，若在建桥前采用“模拟试验”，也许不会发生事故。 ——技术试验的重要性 04 技术试验及其方法 技术试验 49 根据应用领域分类: 农业试验 工业试验 国防试验…… 分类 根据目的不同分类： 性能试验 优化试验 预测试验…… 性能试验—高温试验 优化试验—水稻种子对比试验 预测试验—零件老化试验 04 技术试验及其方法 技术试验 通过扩大和强化对试验对象的作用，以提高试验效率的方法。 安全帽的强化试验 汽车盐水搓板路 汽车强化坏路行驶 ——强化试验法 如：安全帽的超载试验 04 技术试验及其方法 技术试验方法 ——优选试验法 运用数理统计的方法，选定若干次典型意义的试验，按一定的逻辑推出全部试验所达到的最佳效果。 “杂交水稻之父”袁隆平：让杂交稻造福全人类 如：不同品种的水稻的对比试验 04 技术试验及其方法 技术试验方法 ——模拟试验法 模拟撞击 模拟淋雨 如：汽车模拟试验 模拟侧翻 通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。 04 技术试验及其方法 技术试验方法 ——虚拟试验法 如：计算机模拟“勇气”号火星探测器登陆火星表面的场景 利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法。 04 技术试验及其方法 技术试验方法 ——移植试验法 在相互有差异的事物之间，将某些共同的或相关的因素从一物移植到另一物进行试验。 农作物嫁接移植 器官移植试验 04 技术试验及其方法 技术试验方法 在技术设计活动中，技术试验是必不可少的。 通过技术试验可以发现问题，优化设计，推动技术设计的发展。 在技术设计后期，进行综合性的整体试验可为设计的评价提供准确、客观的数据。 根据技术产品的某些参数的重要性来进行技术试验，保障技术产品的安全可靠性和广泛适应性。 04 技术试验及其方法 技术试验在设计中的作用 本章小结 57 1.小明设计的可折叠台灯，制作的模型如图甲所示，经过考虑后，改为如图乙所示的模型。他现在处于（ ） C 明确问题阶段 方案筛选阶段 评价优化阶段 维护保养阶段 甲 乙 对设计方案的改进属于测试、评价及优化阶段 58 2.在设计台灯的过程中，小明需要对台灯的各个部分进行设计分析，下列分析不合理的是（ ） B A.台灯的主要功能是照明，需要选择质量好的灯泡 B.台灯灯罩部分主要起美观作用 C.电源开关方式的选择要注意是否符合学生的需要 D.设计时要考虑各部分使用何种材料 台灯灯罩主要起到聚集灯光，遮挡灯泡灰尘等作用，美观是次要作用。 59 3.在设计的过程中，孙宇等同学用草图的形式将多个设计想法表达出来，根据设计的一般过程，可判断孙宇等同学进行的设计步骤是（ ） D A.制作模型 B.设计分析 C.方案构思 D.方案呈现 将设计方案具体化的过程属于方案的呈现。 60 Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS $