第三章 制訂我的設(shè)計方案 課件-2024-2025學年高中技術(shù)粵科版(2019)必修《技術(shù)與設(shè)計1》

第三章制訂我的設(shè)計方案一、章節(jié)體系二、知識點3．1發(fā)現(xiàn)與明確設(shè)計問題(一)設(shè)計問題的來源1．設(shè)計問題的來源（1）人類生存必然會遇到的問題：如人類基本的衣、食、住、行問題。（2）用戶指定的設(shè)計問題：如橋梁的設(shè)計、房屋的裝修設(shè)計、青蒿素的發(fā)現(xiàn)與提取。（3）設(shè)計者根據(jù)一定的目的，主動發(fā)現(xiàn)的設(shè)計問題：如電話的發(fā)明、探月工程。2．發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法（蘇教版）（1）觀察日常生活：如自發(fā)電足球。（2）收集和分析信息：文獻法、問卷調(diào)查法、詢問法。（3）技術(shù)研究與技術(shù)實驗：伽利略與體溫計。(二)收集和整理信息（1）信息的收集（2）信息的整理實地調(diào)查、訪問有關(guān)人員、借助媒體及互聯(lián)網(wǎng)、查閱圖書、咨詢專家。要做到全面、真實準確。從原始、碎片化、零散、有可能虛假、有害的信息中篩選出對設(shè)計有用的信息。信息整理的常見方式：分類整理、去偽存真、把握重點、生成信息。信息整理的常用方法：分類法、比較法、核對法、評估法、分析法。(三)設(shè)計問題的明確1．明確設(shè)計的價值：市場或用戶是否需要、是否滿足用戶對產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量和數(shù)量的要求、社會效益、生態(tài)效益、創(chuàng)新性、可否推廣、成本、股入產(chǎn)出比等。（蘇教版：問題是否遵循科學原理、是否已解決）2．明確設(shè)計的技術(shù)要求：設(shè)計的技術(shù)標準、技術(shù)難點、委托人或用戶要求。3．明確設(shè)計的限制：時間、成本、環(huán)境等約束。4．明確設(shè)計的能力和條件：個人或團隊能力、材料、設(shè)備和技術(shù)水平等。3．2挑選合適的材料（一）常見的材料1．常見材料的特性：金屬材料特性：不透明、光澤良好，密度較高，表面光滑，硬度較大，有良好的導熱性和導電性，延展性，化學性質(zhì)活躍，易腐蝕和氧化。用途：耐磨、耐高溫、受較大沖擊力的產(chǎn)品或零件。如：磁鐵、不銹鋼用品、鎢絲燈等。非金屬材料特性：密度較小，硬度差，導電性、導熱性差，化學性質(zhì)穩(wěn)定，抗氧化和還原。用途：制作精度不高的產(chǎn)品或零件。如：家具、建材、裝飾、日常生活、生產(chǎn)工具等。復合材料特性：兩種或以上材料組成。綜合性能好，密度較小，強度高、硬、韌性好，抗腐蝕、抗氧化。用途：市政建設(shè)、環(huán)保工程、汽車及飛機制造。如：鈦合金、玻璃鋼等。新型材料特性：新出現(xiàn)或發(fā)展的材料。性能優(yōu)異、特殊。用途：信息材料、納米材料、生物材料、超導材料、生態(tài)環(huán)保材料、軍工材料等。2．材料的選擇與資源保護：生態(tài)優(yōu)先、綠色環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展，盡可能選可再生或儲量豐富的資源。（二）標準件與元器件1．標準件：按照國家標準或行業(yè)標準的技術(shù)要求批量生產(chǎn)的、具有通用性的零件。如：USB接口、HDMI接口、螺栓、螺母、自攻螺釘、墊圈、銷、軸承、裝配工具等。2．元器件：在電子或電器產(chǎn)品中，單獨設(shè)計和大量生產(chǎn)和使用的零部件。如：電阻、電容、二極管、三極管、電感、電位器等。3．3技術(shù)試驗（一）技術(shù)試驗及其作用技術(shù)試驗：從技術(shù)的角度對材料、元器件及整機進行測試和檢驗叫作技術(shù)試驗。如：運20大飛機試飛、汽車碰撞試驗。技術(shù)試驗的數(shù)據(jù)、圖表、性能表現(xiàn)等信息，是開展技術(shù)設(shè)計和技術(shù)優(yōu)化的重要依據(jù)。技術(shù)試驗是技術(shù)革新、技術(shù)發(fā)明、科學研究的重要途徑，是發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵手段。（二）技術(shù)試驗的種類1．按專業(yè)分類：力學試驗、電學試驗、光學試驗、生物試驗等。2．按行業(yè)分類：工業(yè)試驗、醫(yī)藥試驗、武器試驗、農(nóng)業(yè)試驗等。3．按實驗目的分類：功能、性能試驗，優(yōu)化、老化試驗，環(huán)境適應性試驗、破壞性試驗。4．按試驗對象分類：材料試驗、結(jié)構(gòu)試驗、元件試驗、整機試驗等。5．按試驗階段分類：小試、中試、應用試驗等。（三）技術(shù)試驗的方法、步驟和試驗報告1．技術(shù)試驗的方法實物試驗法、對比試驗法、模擬試驗法、計算機仿真試驗法等。（蘇教版：技術(shù)試驗的常用方法：）強化試驗法：通過擴大和強化試驗對象的作用，以提高試驗效率的方法。優(yōu)選試驗法：運用數(shù)理統(tǒng)計的方法，選定若干次有典型意義的試驗方法。如：水稻的對比試驗。模擬試驗法：通過再現(xiàn)的形式來模擬現(xiàn)實發(fā)生的情況的試驗方法。如：汽車碰撞試驗。虛擬試驗法：利用計算機技術(shù)虛擬現(xiàn)實中的技術(shù)設(shè)計原型進行試驗的方法。如：計算機模擬火星探測器登陸火星表面。移植試驗法：在具有差異的事物之間，將某些共同的或相關(guān)的因素從一物移到另一物上的試驗方法。如：在小白鼠身上進行藥物試驗、器官移植試驗。2．技術(shù)試驗的步驟（1）準備階段：確定技術(shù)試驗的目的和對象、確定試驗方法、手段和環(huán)境條件，選定工具、儀表和器件，確定參加人員、分工、負責人。（2）實施階段：進行試驗，獲得效果和數(shù)據(jù)。（3）結(jié)果處理階段：分析結(jié)果、數(shù)據(jù)，寫試驗報告3．技術(shù)試驗報告的撰寫（1）試驗名稱。（2）試驗目的。（3）試驗原理。（4）試驗設(shè)備和材料。試驗材料與試樣（試驗樣品），測試工具、儀器、設(shè)備。（5）試驗方法和步驟。（6）試驗結(jié)果和分析。原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的處理，誤差分析。（7）試驗總結(jié)。3．4技術(shù)設(shè)計方案（一）設(shè)計的構(gòu)思產(chǎn)品設(shè)計的因素：產(chǎn)品、使用者、環(huán)境構(gòu)成人機關(guān)系。如右圖所示：以人為本，產(chǎn)品設(shè)計的整體觀，運用工程思維找出最優(yōu)設(shè)計，充分考慮環(huán)境和生態(tài)。人機關(guān)系目標：高效、健康、安全、舒適。構(gòu)思方法：黑箱法、列舉法、移植借鑒法、篩選法等。（二）設(shè)計方案的制訂1．設(shè)計說明書設(shè)計說明書：封面（單位名稱、產(chǎn)品名稱、設(shè)計人簽字、設(shè)計日期、單位負責人簽字）、產(chǎn)品外觀總圖、目錄、設(shè)計說明書正文。設(shè)計說明書正文：（1）設(shè)計依據(jù)及設(shè)計要求：規(guī)范、規(guī)定、要求、產(chǎn)品類別。（2）設(shè)計主要闡述的內(nèi)容：產(chǎn)品功能及指標，安全信息，新技術(shù)、工藝、材料情況，標準化情況，產(chǎn)品造型及制作方式，其他問題。2．設(shè)計圖紙3．成本估算（1）設(shè)計圖紙內(nèi)容：封面、目錄、圖紙和說明。（2）總圖和詳圖：三視圖、結(jié)構(gòu)圖，布置圖、斷面圖，產(chǎn)品安裝圖等。（3）設(shè)計圖紙要求：滿足預算、生產(chǎn)施工招標要求，滿足備料要求，完成施工詳圖要求，工程或產(chǎn)品驗收要求。成本估算編制說明、成本估算表、用材量估算表。（三）方案的比較、權(quán)衡和決策（四）方案的改進與拓展1．方案的比較2．方案的權(quán)衡3．方案的決策1．設(shè)計方案的改進：方案在制作、試用、使用階段均可改進。2．設(shè)計方案的拓展：功能發(fā)展、跨越式發(fā)展、其他重大變革。三、合格性測試一、單選題1．下列材料中，屬于復合材料的是A．納米材料 B．高溫超導材料C．玻璃鋼纖維 D．有機玻璃【答案】：C【解析】：A項，納米材料是指材料三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍的材料，不屬于復合材料；B項，高溫超導材料是指具有高臨界轉(zhuǎn)變溫度能在液氮溫度條件下工作的超導材料，不屬于復合材料；C項，玻璃鋼纖維是以樹脂和玻璃纖維為原料加工而成的產(chǎn)品，屬于復合材料；D項，有機玻璃是的化學材料是聚甲基丙烯酸甲酯，不屬于復合材料。2．設(shè)計問題的來源有多種情況，以下選項中說法不對的是A．人類生存必然會遇到的問題B．用戶指定的問題C．設(shè)計者根據(jù)一定的目的，主動發(fā)現(xiàn)的問題D．天上掉下來的問題【答案】：D【解析】：從教材相關(guān)內(nèi)容可知，ABC三項均正確，D項說法錯誤。3．信息收集是完成方案設(shè)計的前期工作，對設(shè)計方案的制定和創(chuàng)新都非常重要，以下信息收集方式錯誤的是A．使用調(diào)查問卷收集

B．實地調(diào)查，訪問有關(guān)人員C．借助媒體及互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)內(nèi)容 D．每日三省吾身4．以下設(shè)計，哪一項是設(shè)計者根據(jù)一定的目的，主動發(fā)現(xiàn)的A．雙肩包書包的設(shè)計 B．房屋的設(shè)計C．個性化蛋糕的設(shè)計 D．橋梁的設(shè)計【答案】：D【解析】：ABC三項均屬于正確的信息收集方式，D項對每天自身行為的思考，不是收集信息的方式?！敬鸢浮浚篊【解析】：ABD三項均是由別人指定的設(shè)計，C項是設(shè)計者主動創(chuàng)造的。5．手機的屏幕尺寸應該多大才合理，設(shè)計師在設(shè)計前進行廣泛的調(diào)查，這種活動屬于A．信息收集 B．信息運用C．心理測試 D．成本核算6．在對虎門大橋的車流量狀況進行了實地調(diào)研后，決定啟動廣東深中大橋的建設(shè)項目。調(diào)研活動屬于A．明確設(shè)計的價值 B．明確設(shè)計的技術(shù)要求C．明確設(shè)計的限制 D．明確設(shè)計的能力和條件【答案】：A【解析】：調(diào)查屬于信息收集的一種方式?！敬鸢浮浚篈【解析】：實地調(diào)研后，明確了深中大橋的建設(shè)是很有價值的項目，選A項。7．圓珠筆零件中，屬于標準件的是A．塑料外殼 B．圓珠筆芯C．掛鉤

D．按壓鍵8．以下產(chǎn)品的材料遵循可持續(xù)發(fā)展的原則A．超市購物使用的塑料袋 B．可降解的一次性飯盒C．石油、天燃氣

D．鉛酸電池【答案】：B【解析】：在圓珠筆的零件中，ACD均會個性化設(shè)計制作，B屬于統(tǒng)一生產(chǎn)的產(chǎn)品?！敬鸢浮浚築【解析】：AD項會對環(huán)境造成不好的影響，C項屬不可再生能源，均不屬于可持續(xù)發(fā)展理念。B項解決了對環(huán)境造成的不良影響，選B項。9．“瓦薩”號沉沒事件提醒人們A．技術(shù)的發(fā)展離不開設(shè)計B．設(shè)計是技術(shù)活動的核心C．技術(shù)試驗可使設(shè)計得以改進和完善，使風險和失誤降到最低D．人機關(guān)系是在技術(shù)設(shè)計中必須考慮的因素10．對“安全帽”進行超載試驗是一種A．實體試驗 B．優(yōu)選試驗C．模擬試驗 D．計算機仿真試驗【答案】：C【解析】：“瓦薩”號在第一次航行就發(fā)生沉沒，是因為未經(jīng)過嚴格的技術(shù)試驗，發(fā)現(xiàn)問題未及時處理造成，選C項。【答案】：C【解析】：安全帽超載試驗是創(chuàng)設(shè)帽子受較大外力時能承受力的情況，屬于模擬試驗。11．在超市挑選水果，最常使用的試驗方法是A．實體試驗 B．優(yōu)選試驗C．模擬試驗 D．計算機仿真試驗

12．水利大壩，從設(shè)計到建成要經(jīng)歷多次試驗，一般會采用下列哪種試驗方法A．實體試驗 B．優(yōu)選試驗C．模擬試驗 D．計算機仿真試驗【答案】：B【解析】：在超市挑選水果，是通過對比選出多個水果中更好的水果，符合優(yōu)選試驗定義?！敬鸢浮浚篊【解析】：對大壩的建設(shè)，一般我們會模擬大壩受力，控制的各種情況進行模擬試驗。13．制訂設(shè)計方案的過程包括：①設(shè)計方案的制訂、②方案的改進與拓展、③設(shè)計的構(gòu)思、④方案的比較、權(quán)衡和決策。其正確的順序是A．①②③④ B．③①④②C．④③②① D．②③①④【答案】：B【解析】：根據(jù)制訂設(shè)計方案的邏輯順序，應為構(gòu)思->制訂->比較、權(quán)衡->改進。14．根據(jù)如圖所示的組合體，在下列選項中選出正確的左視圖【答案】：B【解析】：B符合組合體左視圖畫法，A為不完整的主視圖，C為俯視圖，D為不完整的左視圖。某企業(yè)設(shè)計并生產(chǎn)了一款時尚自行車頭盔，如圖所示。頭盔除了擁有帥氣的外觀之外，還配備了一盞頭燈和一盞位于后部的警示燈。既能方便地照亮前方道路，又能給后方車輛提示，減少事故發(fā)生的可能。閱讀上述材料，回答15-16題。15．根據(jù)你所學的設(shè)計過程，你認為該企業(yè)首先要做的是A．繪制三視圖B．提出解決問題的多個設(shè)想C．提出設(shè)計項目，明確設(shè)計要求D．了解人們的腦袋尺寸【答案】：C【解析】：根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計過程可知，發(fā)現(xiàn)問題后就是明確問題，所以選C項。16．該企業(yè)在制定設(shè)計方案過程中不需要做的是A．查閱自行車頭盔的相關(guān)資料 B．做一個頭盔模型進行性能試驗C．選擇頭盔的制作材料 D．考慮頭盔的制作成本【答案】：B【解析】：設(shè)計方案是構(gòu)思產(chǎn)品的功能，人機關(guān)系，結(jié)構(gòu)，各組分之間的相互聯(lián)系，材料選擇、制作成本等方面的內(nèi)容，方案制訂后進入實施環(huán)節(jié)，才會做模型進行性能試驗。17．研究表明，發(fā)生火災時，大多數(shù)人是吸入了有毒氣體導致死亡。有人設(shè)計了一款消防組合產(chǎn)品，有滅火器、防毒面具、滅火毯、手電筒等，深受用戶喜愛。該設(shè)計師發(fā)現(xiàn)問題的途徑是A．觀察日常生活 B．收集和分析信息C．技術(shù)試驗 D．技術(shù)研究18．瓦特在生火燒水的過程中，發(fā)現(xiàn)水燒開后，會使壺蓋不停地往上跳動，根據(jù)這一現(xiàn)象和前人的經(jīng)驗，他創(chuàng)造性地發(fā)明了高效率蒸汽機。這一事例說明瓦特發(fā)現(xiàn)問題的途徑是A．他人安排的任務(wù) B．技術(shù)研究C．撰寫方案

D．收集和分析信息【答案】：B【解析】：從題