高中通用技术世界中的设计会考复.docx

高中通用技术世界中的设计会考复习一技术与设计的关系设计的内涵设计是基于一定设想的有目的的规划及创造活动技术与设计的关系设计是技术成果转化的桥梁和纽带设计促进技术的革新技术是设计的平台没有技术作基础设计将难以表现和实现早在世纪达芬奇就设计了飞行器但当时技术水平不够导致飞行器难以实现技术更新为设计提供更广阔的发展空间电灯发明之后人们设计出了各种各样的灯泡技术进步还促进人们设计思维和手段的发展发展的技术不断丰富着人们的设计手段和方法计算机打印机的发展改变了设计的手段技术设计侧重于功能结构材料工艺等艺术设计侧重于色彩造型审美等二设计中的人机关系人机关系的含义当我们使用物品时物品就与人产生了一种相互关系这种相互的关系就称为人机关系当人们身处某一环境的时候这时的人机关系就体现为人与环境的相互关系机是指计算机机器工具仪器仪表设备设施家具交通车辆以及劳动保护用具等等在人机关系中往往存在复杂的多方面关系不一定要有接触人机关系在设计中要实现的目标高效人机协调提供人的工作效率例健康长期使用产品对人的健康不造成不良影响舒适产品使用中人体能处于自然状体感觉舒适安全产品对人的身体不构成生理上的伤害在设计中如何合理运用人机关系如何实现合理的人机关系首先应明确设计涉及哪些人机关系其次要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标此外还就注意处理以下方面的关系普通人群和特殊人群静态的人与动态的人宾馆床位之间距离的设计人的心理需求和人的生理需求咖啡屋设计以暖色调为主信息的交互例三技术试验及其方法技术试验的重要性我们通常将技术活动中为了某种目的所进行的尝试检验优化等探索性实践活动称为技术实验重要性技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段对技术应用的实现起到了有力的保障作用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降到最低根据应用目的的不同分类技术试验可以分为性能试验优化试验预测试验信息试验等技术试验的常用方法优选试验法模拟试验法缩小比例模拟虚拟试验法强化试验法水管抗压试验移植试验法简单的技术试验技术试验的实施与报告的写作技术试验的实施步骤制定试验计划抽取样本进行试验分析数据得出结论技术试验试验报告项目包括试验目的试验准备试验步骤试验记录试验总结技术试验在设计中的作用通过试验可以发现问题深化认识推动技术设计的发展特别是在设计的后期对设计进行综合性的整体试验可以为设计的评价提供准确客观的数据第三章设计过程原则及评价一设计的一般过程设计的一般过程发现与明确问题制定设计方案制作模型或原型测试评估及优化产品的使用和维护方案优化可以对三种典型人群即专家潜在客户用户进行征求意见设计是一个动态的过程有些阶段或步骤可能会出现一定的循环不能将设计过程简单化模式化设计过程的设计要求和设计方案发现和明确问题设计是技术发展的关键从本质上说设计是一个问题求解的过程制定方案的步骤收集信息设计分析方案构思方案方案呈现方案筛选其中设计分析要根据设计要求找出设计需要解决的主要问题比如材料结构功能等方案设计中创新创新就是通过引入新概念新思想新方法新技术等或对已有的产品的革新来创造具有相当社会价值的事物或形式创新是设计的核心可以从原理结构技术材料工艺等方面进行考虑改进和突破以实现创新的目标要实现产品设计的创新除了要最大限度地发挥人的智慧外还应注意利用最新的技术成果和现代的设计理论和方法二设计的一般原则设计的一般原则创新原则实用原则经济原则美观原则道德原则技术规范原则可持续发展原则创新是技术的核心实用原则是最基本的原则包括物理功能生理功能心理功能和社会功能格雷夫斯水壶的设计经济原则是以最低的费用取得最佳的效果卷纸设计成方形来减少空间降低运输成本道德原则强调产品要考虑人社会环境的关系假冒伪劣产品有毒有害食品窃取别人设计成果都是不符合道德原则技术规范是指产品需要统一的标准和规范数码产品的接口飞机统一的圆形窗户和其他行业标准等设计一般原则的相互关系各种原则并不是各自独立的它们之间往往相互联系相互制约相互促进相互影响相互渗透具有一定的开放性三设计的评价设计过程中的评价设计的评价是指依据一定的原则采取一定方法和手段对设计所涉及的过程及结果进行事实判断和价值认定的活动按评价对象来看分为对设计过程的评价和对设计成果的评价按评价者来看分为设计者自我评价和他人评价加强对设计过程的评价是树立质量管理意识加强质量管理实现设计目标的关键产品的评价最终产品是设计过程的结晶是设计质量设计水平的集中体现对最终产品评价的依据一是参照设计的一般原则二是事先制定的设计要求进行评价在实际评价中这两个方面也可以结合起来日常用品评价功能形态效率创新性安全性易操作性性能价格比美学因素对社会环境资源的影响以及市场应用前景等评价报告的撰写和分析采用坐标图和列表分析第四章发现与明确问题一发现问题发现问题的重要性从技术角度看人类进步与发展的过程就是不断地发现问题不断地进行设计从而解决问题的过程问题是如何产生的第一种人类生存活动中必然会遇到的问题来源于生活第二种由别人给出问题设计者必须针对问题寻求解决方案来源于需要第三种基于一定的目的由设计者自己主动发现并试图解决来源于你的主动积极发现发现问题的重要性第一第二种问题的提出往往比较明确主要是针对一般的和已有的问题提出的而第三种问题却是全新的它需要我们积极主动的思考需要我们细致入微的工作需要我们独具慧眼的发现这类问题的发展一方面可以挑战和拓展我们的能力另一方面也有可能更好地满足人们的需要推进技术的发展和创新发现问题的一般方法观察日常生活包括有意识观察和无意注意收集和分析信息文献法问卷调查法询问法技术研究与技术试验设计产品相关信息的收集与处理我们通过对信息的收集检索和分析往往可以发现有些有价值的问题通过问卷调查询问访谈等方式进行信息的收集也会有惊人的发现我们把对已有文献信息进行收集分析的方法称为文献法把问卷的方式进行实际调查获取信息发现问题的方法称为问卷调查法把以询问的方式收集和获取信息发现问题的方法称为询问法其中询问法包括直接询问法间接询问法集体询问法家庭走访询问法个别询问法采用询问法不仅可以发现问题而且可以了解问题产生的原因二明确问题明确问题的重要性问题表述本身是否明确问题产生的原因是否明确提出问题的目的是否明确等判断问题价值的方法判断一个问题是否有价值必须从以下问题着手所提出的问题是否遵循了基本的科学原理迄今为止能否确认该问题尚未得到充分解决在调查的范围内该问题是否有普遍意义在更广的范围内该问题是否有意义在多个问题同时发生时该问题是否是主要问题现有的技术条件能否解决这个问题技术发展以后呢解决该问题所需要的投入是多少投入与产出的比是否理想设计要求标准和限制制定一般的设计计划表制定周密的设计计划对确保设计有目的有计划地进行也有着重要的意义参照能制定一般的设计计划表第五章方案的构思及其方法方案的构思方法产品设计分析的三个要素产品设计的三要素物人环境一般设计需要考虑的主要因素功能结构稳定安全可靠成本适当易于制作等设计方案的常用构思方法方案的构思是指人们在一定的调查研究和设计分析的基础上通过思考将客观存在的各要素按照一定的规律架构起来形成一个完成的抽象物并采用图模型语言文字等方式呈现思维过程方案构思的主要方法草图法模仿法例仿生技术联想法奇特性构思法设计方案的制定根据设计要求选择合适的材料和标准件选用标准件的作用简化制作过程实现通用通换常见的标准件小辞典对设计方案进行比较和权衡对方案进行评判和比较要从设计的目的出发针对一些相互制约的问题进行权衡和决策选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进首先要满足对基本功能的要求其次保证安全性在此基础上考虑稳定性和耐久性最后综合考虑加工难易程度成本及环保性考虑的方面实用美观创新稳定性安全性环保性加工难易程度经济成本等第六章设计图样的绘制一设计表现图技术语言的种类及其应用技术语言是一种在技术活动中进行信息交流的特有的语言形式常见有图样图表模型等按照专业类型来分计算机程序语言工程图学语言等依照人的感觉类型的不同来分视觉语言听觉语言和触觉语言等据人的视觉形式的不同来分有图形符号语言文字符号语言等技术语言的特征言简意赅通俗直观口头语言较多适用于面对面的规范要求并不过于严格的场合其特点是简洁方便技术图样采用某种规范形式将设计用图样的形式表达出来特点易于把握技术特征最具技术特征呈现较复杂产品的设计方案及对设计进行详细说明陈述时比较合适克服了语言障碍直接明了地进行表达与交流模型具有感性直观的特点特点容易吸引观众或读者的注意图表方式相对比较正式具有一定技术要求的交流其特点较为规范可以反复查阅核对是表达设计思想的一种十分有效的手段图表包括表格草图效果图等计算机演示网页逐渐重要使各组成部分具体情况结构和运作方式一目了然网络语言帮助人们实现了远程的设计交流的需要简单的草图草图也叫方案草图或设计速写它能迅速捕捉和记录设计者转瞬即逝的创作灵感表达设计创意是把设计构思转化为现实图形的有效手段之一可分为构思草图和设计草图网格徒手画要领与地面垂直的线垂直画与地面平行的线按网格上的斜线画同时以网格上的小格来确定物体的比例关系草图的绘制步骤详细参看简单的效果图在识图时要注意从整体上把握产品的形态功能和特征要注意从中了解产品外观上的实际比例关系和色彩搭配及材质感了解产品内部结构和色彩装饰效果基本几何体的正等轴测图的画法轴间角轴向变形系数切割法要领先画轴线再画出整体的轴测图然后再切割可见轮廓线加粗二常见的技术图样一般技术图样所采用的投影方法正投影法就是假设投影光线与投影平面垂直在投影平面上求取物体的投影的方法为了确定物体的结构形状需要采用多面正投影简单形体的三视图三视图物体的正面投影即物体由前向后投影所得的图形通常反映物体的主要形状特征称为主视图物体的水平投影即物体由上向下投影所得的图形称为俯视图物体的侧面投影即物体由左向右投影所得的图形称为左视图三视图投影规律主视图反映物体的长和高俯视图反映物体的长和宽左视图反映物体的高和宽长对正高平齐宽相等三视图的绘制步骤见一般的机械加工图尺寸三要素尺寸界线尺寸线尺寸数字以三视图的形式来表达机械加工方法的一种技术图样是完成产品机械加工的主要依据它通常由三视图及其尺寸标注必要的其他视图标题栏和文字说明几部分组成假想用一剖切面剖开物体将处在观察者和剖切面之间的部分移去而将其余部分向投影面上投射这样得到的图形称为剖视图电子线路图一般是指用图形符号和线段组成的电子工程用的略图包括电路原理图接线图和逻辑图第七章模型或原型的制作一模型模型及其功能模型是根据实物设计图样或构思按比例生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体模型在设计的过程中具有以下两个功能使设计对象具体化帮助分析设计的可能性设计复杂的产品例大东方号模型制作在产品设计的不同阶段的作用草模产品造型设计的初期阶段可以采用立体模型将设计构思简单地表示出来供设计人员深入探讨时使用概念模型用于设计构思初步完成之后在草模的基础上用概括的手法表示产品的造型风格布局安排以及产品与人环境的关系等从整体上表现产品造型的整体概念结构模型用于研究产品造型与结构的关系清晰地表达产品的机构尺寸和连接方法并用于进行结构强度试验等功能模型主要用于研究产品的各种性能以及人机关系同时也用于分析检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系并在一定条件下用于试验展示模型展示模型是在结构模型和功能模型的基础上采用真实材料按照准确的尺寸做成的与实际产品几乎一致的模型样品二工艺工艺的含义和常用工艺的种类工艺是利用工具和设备对原材料半成品进行技术处理使之成为产品的方法工艺的种类有加工工艺装配工艺检测工艺铸造工艺表面处理工艺等工艺的作用保证产品质量提高生产效率影响产品的功能强度外观金工常用的工具和设备金工工艺包括划线锯割锉削钻孔连接和表面处理等划线就是在待加工的材料上用相应的工具划出加工部件的轮廓线或基准点或基准线一般步骤为划出基准划尺寸线划轮廓线冲眼工具一般有划针钢直尺角尺划规和样冲各类工具的操作要领详见钻孔常用的钻孔设备室台钻常用的钻头是麻花钻钻孔的操作步骤划线定位装夹工件装夹钻头钻孔安全操作警示二要操作时要集中注意力要戴防护眼睛二不不准带手套操作不能用手直接扶持小工件薄工件以免造成伤害事故连接通过固定连接和半固定连接的方法可以实现金属件之间的连接详见表面处理为防止金属制品表面生锈腐蚀提高产品的美观程度通常需要对金属表面进行处理觉的金属表面处理方法有表面刷光喷涂油漆镀层等表面刷光工序准备清除毛刺和铁屑粗处理用细锉锉平金属表面细处理用精细级金刚砂纸打磨喷涂油漆一般先检验所选用的油漆对金属表面的适用性然后涂防锈漆再油漆喷涂镀层可以在金属表面涂上一层塑料也可以采用电镀的方面金属材料的锯割锉削种加工方法锯割操作要领站位和握锯姿势要正确推锯加压回拉不加压锯程要长推拉要有节奏锉削操作要领锉削时要注意身体和手臂动作的协调在推锉过程中左手的施压要由大变小右手的施压要由小变大使锉刀平衡而不上下摆动三制作模型加工工艺的的选择简单产品的模型或原型的制作模型制作的一般步骤选择合适的材料准备适当的工具和加工设备按设计图样划线对材料进行加工装配进行表面处理对产品进行评价对设计方案进行修改做成展示模型在模型或原型制作完成之后根据审美的需要一般要对产品的外观加以一定的润色以使产品更美观更符合人们的心理需求第一单元结构与设计一常见结构的认识结构的概念结构是指事物的各个组成部分之间的结构决定着事物存在的性质结构的五种受力形式拉力压力剪切力弯曲力扭转力结构的分类根据物体的结构形态结构分为三种基本类型实体结构是指结构体本身是实心的结构其受力特点是如实心墙大坝等框架结构是指结构体由细长的构件组成的结构其受力特点是如铁架塔建筑用脚手架厂房的框架等壳体结构是指层状的结构其受力特点是如摩托车手的头盔飞机的外壳贝壳等生活中很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成称为组合结构如埃菲尔铁塔等二稳固结构的探析结构的稳定性结构的稳定性是指结构在的作用下维持其原有的能力影响结构稳定性的主要因素结构与地面接触所形成的支撑面积的大小影响结构强度的主要因素结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力结构构件的连接通常有两类和铰连接被连接的构件在连接外不能相对移动但可相对转动如门与门框的连接刚连接被连接的构件在连接处既不能相对移动也不能相对转动如榫接胶接焊接结构与功能的关系结构决定着事物的性质也直接影响事物的功能三结构的设计结构设计应考虑的主要因素符合使用者对设计对象的和要求因素公众和使用者的使用者的对设计对象的控制要求和一定的等简单结构的设计设计项目设计要求设计分析设计方案呈现草图如设计相框雨伞架垃圾桶鞋柜衣架笔桶等四结构的欣赏结构的实用性优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上也表现在形式上特别是功能与形式的统一上经典结构设计的欣赏与评价与两个角度进行技术角度使用功能稳固耐用造型设计的创意和表现力材料合理性工艺精湛程度等文化角度文化寓意与传达美学原则反映时代民族习俗方面特征个性特征等第二单元流程与设计一生活和生产中的流程流程的含义流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序包含环节与时序流程对生活工作生产的意义对生活工作提高工作和学习的效率使我们生活变得有序合理为我们的安全提供保障例洗衣煮饭与烧菜的流程安排碘盐和味精佐料的加放流程青霉素注射流程等对生产运用科学合理的流程可以有效地组织生产提高生产效率保证产品质量保证安全生产保护环境等例自动流水生产线的发明农业庄稼的种植流程流程中工序的作业方式串行和并行上一道工序完成之后才能进入下一道工序串行几项工作同时进行并行时序与环节时序过程的经历中各环节按照一定的时间顺序先后出现完成这种时间顺序关系称为时序例买票候车检票上车环节活动或事件在其发展的过程中依据某种特征或方式可将该过程分解为若干个小过程称这些小过程为环节常见的流程表达方式流程图流程图有文字表达表格表达图示表达模型表达动画演示等流程图的识读和分析识读流程图的要点找流程的环节明确每个环节的功能和作用弄清流程中时序的体现与特征流程是技术的核心概念之一不同的流程产生的效益往往不同理解流程就是质量流程就是效益等二流程的设计流程设计应考虑的基本因素总体上流程设计应该要研究内在属性与规律具体的流程设计的基本因素主要有材料工艺设备人员和资金环境等材料不同的材料有不同的加工处理方法工艺不同产品的工艺要求各异流程设计也不同设备生产设备的水平往往决定了流程的自动化水平人员和资金不同的技术水平和必要的资金影响生产的过程质量和周期环境关注生产过程对环境的污染以及环境对生产的反作用流程设计的基本步骤见右图注流程设计的基本要素是环节和时序对于有严格时间的时序要标注时间简单流程的表达画流程设计框图的一般方法根据对事物的内在属性和规律的分析以及有关的考虑将流程的全过程按每个阶段的功能作用的不同分解为若干小过程环节并用方框表示环节按照每个小过程应该经历的时间顺序将各环节依次排开并用箭头线连接起来例小铁锤的锤头加工流程图下料划线锯削锉削划螺孔中心线钻孔攻丝倒角淬火电镀小铁锤的锤柄加工流程图下料磨削圆头板牙套丝电镀三流程的优化流程的优化及目的在设计和实施流程的过程中经常需要进行不断的修改和完善这种对流程修改的过程叫做流程的优化目的提高工作效率降低成本降低劳动强度节约能耗减少环境污染保证安全生产等流程优化的内容工期优化例书本制作台灯的工期优化工艺优化例书本法兰加工工艺优化成本优化例书本配送路线安排的成本优化技术优化例书本银行自动取款机的发明质量优化例书本洗衣流程的优化注工期优化目的是为了缩短加工时间主要手段是在不改变工艺的条件下将某些环节的串行改为并行流程优化的条件内部条件对流程内在机理的深入了解例对洗涤原理的了解就会在流程中安排两次漂洗外部条件流程优化要建立在设备材料工艺水平提高的基础上例只有在具备锻压设备时才可能将法兰盘的加工改为少量切削加工人员技术水平的提高流程优化过程所应考虑的主要问题对一个流程的优化可以是整体的全面优化也可以是对某一个指标进行优化经常会有这样的情况发生某一个指标得到了优化而使另外的指标下降了比如技术优化可能使成本提高成本优化了也可能使质量下降因此在进行流程优化时要综合平衡以取得整体优化的成效第三单元系统与设计一系统的结构系统的含义概念系统是由相互联系相互作用相互以来和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体构成系统必须具备的三个条件至少要有两个或两个以上的要素部分要素部分之间互相联系互相作用按照一定方式形成一个整体整体具有的功能是各个要素部分的功能中所没有的例自行车的结构系统的分类自然系统和人造系统例生态系统属于自然系统飞船房舍等属于人造系统实体系统和抽象系统例计算机硬件属于实体系统软件属于抽象系统系统的基本特性整体性全局集合侧重于部分影响整体是系统的最基本的特性也是观察和分析系统最基本的思想和方法系统是一个整体它不是各个要素部分的简单相加系统的整体功能是各要素部分在孤立状态下所没有的系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和例巴尔扎克的塑像木桶理论一招不慎全盘皆输弃卒保车阿波罗登月飞船上的零件相关性匹配关联侧重于部分与部分之间的关联构成系统的各元素之间是相互联系相互作用相互依赖相互影响的关系是彼此相关的例古代建筑的梁柱结构合金钢材料各种性能的相互影响家庭装修工程目的性功能任何系统都具有某种目的都要实现一定的功能这是区别不同系统的主要标志动态性更新物质都是不断变化因此系统是一个动态的系统处在运动变化和发展之中环境适应性自适应系统都存在于一定的环境之中并不断的与外界环境进行物质的能量的和信息的交换系统必须适应外部环境的变化例春捂秋冻电冰箱不能紧贴墙放置二系统的分析系统分析及其一般步骤什么是系统分析系统分析一般是从系统的整体功能出发全面地思考与解决问题系统分析的目标发挥系统的功能实现系统的目标系统分析采用的方法运用科学的方法对系统加以周详的考察分析比较试验系统分析产生的结果拟订一套有效的处理步骤和程序或对原系统提出改进方案例王选汉字激光照排系统系统分析的一般步骤系统分析的主要原则整体性原则明确问题设立目标收集资料制定方案分析计算评价比较检验核实作出决策系统分析首先要着眼于子系统整体要先分析整体再分析部分先看全局后看局部先看全过程再看某一阶段先看长远再看当前例田忌赛马丁谓修复皇宫街道各部门施工科学性原则系统分析一方面要有严格的工作步骤另一方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析使决策的过程和结果更具用说服力例种稻三三进九不如二五一十综合性原则系统分析时还要注重综合性原则要综合分析统筹兼顾不可顾此失彼因小失大例孝襄高速公路都江堰水利工程埃及阿斯旺水坝系统的优化在给定的条件或约束条件下根据系统的优化目标采取一定的手段和方法使系统的目标值达到最大化或最小化约束条件对系统起限制作用的并且是不可人为调节的影响因素是指对系统的目标产生显著影响并且可以人为调节的因素例农作物种植系统的优化农业间作套种利润问题三系统的设计系统设计是在系统分析的基础上设计出满足预定目标的系统的过程它包含对某个系统进行技术设计同时需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析设计一系统设计应考虑的主要问题系统设计的目的与要求要从整体出发以系统整体功能的最优为目的系统各部分之间的相互联系与相互作用运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联冲突问题注重各部分的横向纵向联系系统设计方案的优化先从整体考虑优化统筹兼顾再在此基础上完善各部分的设计二简单系统的设计举例手电筒照明供电部分的设计第四单元控制与设计一控制的手段与应用控制的含义人们按照自己的意愿或目的通过一定的手段使事物向期望的目标发展这就是控制控制的手段控制的应用生活控制应用到生活中提高了人们的生活质量人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境使之满足人们的需要生产生产中往往需要对温度湿度压力速度及加工动作等进行控制控制在生产中得到了极为广泛的应用军事国防控制在军事国防等领域也有着广泛的应用二控制系统的工作过程与方式简单开环控制系统的基本组成和工作过程概念的例红外线自动门控等方框图闭环控制系统的基本组成概念等闭环控制系统的方框图控制器和执行器的作用控制器偏差值运算执行器根据指令对被控对象直接控制三闭环控制系统的干扰与反馈干扰因素反馈的含义反馈环节的作用闭环控制系统的工作过程工作过程由于干扰因素的存在系统的被控量偏离给定值时闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值并迅速反馈到输入端与给定值进行比较控制器根据比较得到的偏差信号进行调节从而是系统的被控量接近给定值达到精确控制的目的功能模拟方法就是功能模拟方法黑箱方法四控制系统的设计与实施案例分析抽水马桶水箱的自动控制系统的设计