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高中通用技术:《技术与设计1》复习提纲(苏教版必修1)






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《技术与设计 I》复习纲要 复习纲 第一章 走进技术世界 一、技术的价值: 技术的价值: 1、技术与人的关系 、 技术是人类满足自身的需求、 愿望, 更好的适应大自然, 而采取的方法和手段。 ⑴、人类需要着衣遮身避寒---------纺织、印染、缝制技术。 ⑵、人类学要进食补充能量---------食品烹饪加工、农作物栽培、家禽饲养技术。 ⑶、人类需要住所以避风挡雨------建筑技术。 ⑷、人类需要抵御野兽攻击和伤害-----武器制造技术。 ⑸、人类需要出行--------车、船制造技术。 ⑹、人类需要交往、保持联系------通讯技术。 技术的产生和发展,能更好地满足人们的需求,使人们的生活更加精彩。 技术的作用: 保护人:提供抵抗不良环境,防止被侵害的手段和工具。 解放人:解放或延长身体器官,拓展活动空间,提高劳动效率,增强各方面的 能力。 发展人:技术促进人的精神和智力的发展,使得人的创新精神和批判能力得以 提高,思维方式发生转变,自我价值得以体现。 2、技术与社会的关系 、 技术促进社会的发展。技术丰富社会文化内容。技术改变社会生活方式。是推 动社会发展和文明进步的主要动力之一。具体为: ⑴、技术是社会财富积累的一种形式,对社会生产具有直接的经济意义。它促 进了社会经济的增长,实现了产业结构的升级,并为企业的发展提供了基础。如 福特 T 型车的生产流水线。 ⑵、随着技术的发展,劳动力结构也发了较大的变化,第一第二产业从业者数 量减少,第三产业从业者数量大幅度增加。如因为农业技术的发展与劳作方式的 变革使农业从业人口减少。 ⑶、技术不仅为生产提供了先进的手段和工具,提高了生产效率和经济效益, 而且丰富了人们的社会生活,使人们衣、食、住、行、交往、娱乐、教育等方面

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都发生了改变。 ⑷、技术进步不仅带动社会生产的发展和社会活动的变化,而且渗透到军事、 政治、文化各领域。 3、技术与自然的关系 、 ⑴、利用技术,人类可以改造和利用自然。如:都江堰、荷兰的风车。 ⑵、人类利用技术和改造自然要有合理的尺度,要注意对自然的保护,不能忽 视对自然的保护,不能忽视一些技术或产品对环境可能造成的负面影响。 ⑶、技术的发展给自然环境带来了问题,但也给解决这些问题提供了可能。 “绿色”技术:主要包括绿色产品的生产技术以及清洁工艺等。 二、技术的性质 1、技术的目的性 、 技术总是从一定的目的出发,针对、具体的问题,形成解决方案,从而满足 人们的某方面的需求。如:助听器的发明。人类有目的、有计划、有步骤地技术 活动推动了技术的不断发展。 2、技术的创新性 、 创新是技术发展的核心。技术的发展需要创新。技术创新常常表现为技术革新 和技术发明。技术革新一般是在原有技术的基础上的变革和改进,技术发明则是 一项新技术的产生。技术创新是一个艰难的历程。 3、技术的综合性 、 ⑴、技术活动往往需要综合运用多种知识。 技术具有跨学科的性质,综合性是技术的内在特性。一般地,每一项技术都 需要综合运用多个学科、多方面的知识。 ⑵、技术与科学的区别与联系 科学是对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算 和实验,从而发现规律,并予以验证和公式化的知识体系。科学侧重认识自然, 力求有所发展(科学是回答“为什么”;科学通过实验验证假设,形成结论。 ) 技术则是人类为了满足自身的需要和愿望对大自然进行的改造。技术侧重改 造和利用自然(技术是解决“怎么办”,科学促进了技术的发展,技术推动了科 ) 学的进步。技术通过试验,验证方案的可行性与合理性,并实现优化。

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例如:科学活动有牛顿发现万有引力定律、爱因斯坦提出相对论、伽利略提 出自由落体定律;技术活动有瓦特发明蒸汽机、贝尔发明电话、莫尔斯发明电报。 科学研究为技术发展拓展空间,成为技术发展的重要基础,技术发展也促进 科学的应用与延伸,科学促进技术发展,技术推动科学进步。 ⑶、技术与其他科学都有联系,如技术与艺术,技术与工艺学,技术与材料学等。 4、技术的两面性 、 任何事物客观上都有两面性,技术也不例外。它既可以给人们带来福音,也可 能给人们带来危害。例如:电池可以带来光明和动力,也可以带来严重的环境污 染。 试讲述一下下列技术的正反两方面的影响: 、 网络技术 (方便人们交流沟通,但也有人利用网络犯罪) B 超技术 (可以用于医疗,但也有人进行胎儿鉴别) 、

、 克隆技术 (克隆人体器官用于医疗,但也会挑战人类伦理道德) 核技术 (发电,但也会用于战争) 、

。 空间技术 (科学实验,卫星通讯。产生太空垃圾) 转基因技术(可制造符合人类要求的动植物,但其负作用还未知) 转基因技术 5、技术的专利性 、 技术作为创造性劳动成果,是技术发明人的智慧和劳动的结晶,它包含丰富 的社会价值和经济价值。在技术实现其价值的过程中,技术发明者对此项有一定 权力,这种权利受法律保护。 知识产权:是人们基于自己的智力活动创造的成果和经营活动的标记、信誉而 依法享有的权利。狭义的知识产权包括著作权、专利权、商标权三部分。 专利权是指依法批准的发明人或其权利受让人对其发明成果在一定年限内享 有的独占权或专用权。专利权是一种专有权,一旦超过法律规定的保护期限,就 不再受法律保护。 专利的特性:独占性、时间性、地域性 专利申请步骤: 写好专利文件 利 递交专利文件并交纳申请费 专利局审查文件 批准专

领取专利证书并缴纳年费及证书费。

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三、技术的未来 对“技术的未来”的思考和憧憬,既不需要技术迷惘中的旷世悲怆,也不需要 技术崇拜中肓目乐观。理性地看待技术,以负责、更有远见、有具道德的方式使 用技术。 第二章 技术世界中的设计 一、技术与设计的关系 1、技术的发展离不开设计 、 设计的定义:设计是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动。一项技术 设计的定义 的创新需要设计,一个技术产品的更新需要设计,一项新工艺的改进也需要设计。 如:书写工具的发展、电动剃须刀的发展。 (1) 、设计是技术成果转化的桥梁和纽带。案例:白色污染和可降解餐具 (2) 、设计促进技术的革新。案例:移动通信系统的发展历程 2、技术的更新对设计产生重要影响 、 (1) 、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。如:达·芬 奇的研究和发明 (2) 、技术更新为设计提供了更为广阔的发展空间,使设计的主题更加丰富,设 计的表达方式更加多样,设计的效率更高。同时,技术更新也为产品的更新换代 创造了更加便利的条件。如:灯具的发展 (3) 、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 的设计思维,它促使人们不断考虑如何应用新技术、新材料、新工艺来改进现有 的产品,如何有机地结合各种技术来开发新产品等问题。发展的技术不断丰富着 人们的设计手段和方法。如:奥运场馆“鸟巢”中使用的新技术、新材料、新工 艺。 3、设计的丰富内涵 、 技术世界的设计,其核心是技术设计。设计主要分为:技术设计与艺术设计。 技术设计侧重:功能、结构、材料、程序、工艺;艺术设计侧重:欣赏、审美、 色彩、造型、听觉效果、情感。在很多情况下,技术设计和艺术设计紧密地联系 在一起的。 二、设计中的人机关系

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1、什么是人机关系 、 在现实生活中,我们每时每刻都会与身边的物品发生联系。当我们使用这些 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。 当然“人机关系”中的机并不仅仅是指计算机或机器。还包括各种各样的工 具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具等,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。案例:乘电 梯、进门中存在的人机关系。 在人与某个产品构成的人机关系中,往往存在复杂的多方面关系。 在人与某个产品构成的人机关系中, 往往存在复杂的多方面关系。 2、人机关系要实现的目标 、 (1) 高效 、高效 在设计中,应该把人和机作为一个整体来考虑,合理或最优地分配人和机的功 能,促进二者的协调,提高人的工作效率。 也可通过改变环境因素来提高工作效率,环境因素包括温度、湿度、噪声、照 明、振动、污染和失重等。如: “科学管理之父”美国人泰勒“铁锹作业试验” 。 (2) 健康 、健康 人机关系所追求的健康 , 是指在长期操作或使用的情况下 , 产品对人的健 康不会造成不良的影响。案例:高跟靴、烟 (3) 舒适 、舒适 人机关系中的舒适是指人在使用产品的过程中,人体能处于自然的状态, 操作 或使用的姿势能够在人们自然、 正常的肢体活动范围之内, 而使人不致过早地产生 疲劳。心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标。案例:培土小工具 (4) 安全 、安全 安全是指在人们的操作使用中,产品对人不构成生理上的伤害,产品与人接触 的部分不允许有尖角和锋利的边槽。如:安全帽、安全带、安全气囊等 3、如何实现合理的人机关系 、 (1)、考虑到普通人群和特殊人群 )、考虑到普通人群和特殊人群 现在大多数产品是为了普通人群设计的,设计参照的标准是依据普通人群的 数据确定的。但是特殊人群也是社会的重要组成部分,他们往往有着独特的需要。 所以在设计时,还应充分地考虑特殊人数的特点和需要。如:要考虑到残疾人的

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需求。 (2)、考虑静态的人与动态的人的关系 )、考虑静态的人与动态的人的关系 人们使用产品时时常处于动态和静态两种状态之中,因此,设计的产品不但 要符合人体静态的尺寸,也要符合人体的动态尺寸。要让人在使用它时,能够方 便施力、有足够的空间等。这样的设计有利于减少人体疲劳,提高效率,满足健 康、舒适的要求。 (3)、满足人的心理需求和生理需求 )、满足人的心理需求和生理需求 设计中的人机关系,不仅要满足人的生理需求,而且要满足人的心理需求。 产品的色彩、材质等都会对人的心理产生影响。视觉、听觉、触觉、味觉等都影 响人的心理感受,如果能在设计中注意满足人在这些方面的心理需求,就可以将 人机关系处理得更好。 案例:茶座、咖啡屋的设计应以暖色调为主,将空间处理得小一些,以营造温 馨、宁静的效果;而办公空间一般应以冷色调为主,空间处理要简洁明快,以求 产生严谨、高效的工作氛围。这样的设计都是为了满足人的心理需求。 (4)、信息的交互 )、信息的交互 人与产品的互动过程就是人与产品之间信息传递的过程.即人机之间运用信 息语言交流的过程。改善信息传递的途径能够获得更好的人机关系。 如:电话机的无液晶屏显示、有液晶屏显示、可以视屏通话。案例:汽车的 颜色 三、技术试验及其方法 1、什么是技术试验 、 (1)定义;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。如:技术试验卫星 要注意技术试验与科学实验并不一样。 (2)作用: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。通过技术试验,可以使设计得以改进和完善,将设计 的风险和失误降到最低。如:阿什塔比拉河桥的垮塌、青梅素皮试试验 (3)分类:对技术实验,我们可以根据应用的范围不同进行分类,如农业试验、 工业试验、国防试验、科学技术试验等;还可以根据目的的不同进行分类,如性

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能试验、优化试验、预测试验、信息试验等。 2、技术试验方法 、 (1)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,逻辑地推 出全部试验所达到的最佳效果。如不同品种水稻的对比试验等。 (2)模拟试验法:是通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。如汽车碰撞 试验。还可以通过缩小(放大)比例来模拟所设计的现场效果。大坝水利试验等。 (3)虚拟试验法: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 方法称为虚拟试验法。如:计算机虚拟火星探测器模拟登陆动画等。 (4)强化试验法:是在技术试验中通过扩大和强化试验对象的作用,提高试验效 率的方法。 (5)移植试验法: : 在相互有差异的事物之间,将某些共同相关的因素从一物

移植到另一物进行试验的方法。如橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验。 这就是一种非常典型的移植试验。如:小白鼠等。 3、技术试验的实施与报告的写作 、 技术试验的实施包括:制定试验计划、抽取样本、进行试验、分析数据、得出 结论 技术试验是一种探索性的实践活动, 需要试验者具有科学的精神、 严谨的态度; 技术实验往往要经历一个曲折的过程。因此,科学的精神、严谨的态度、顽强的 毅力等良好品质对于技术试验的实施具有重要作用,实际书试验者必须具备的基 本品质。 技术试验试验报告的写作顺序 写作顺序:试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、 写作顺序 试验总结 4、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 设计过程、 一、设计的一般过程 1、 发现和明确问题 、 从本质上说,设计是一个问题求解的过程。它从问题出发,并围绕问题展开各
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项活动。因此,设计必须从调查需求、分析信息、发现和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。 2、 制定设计方案 、 在发现和明确要求的基础上,我们紧接着要做的就是通过各种渠道,尽可能广 泛地收集设计所需的信息,通过对各种信息的归纳和分析,挖掘影响设计的主要 因素,大胆提出各种设计想法,并依据一定条件对各种想法进行筛选,确定最终 的设计方案。这就是制定设计方案的过程。 在这个过程中,要大胆突破传统观念的束缚,始终明确。 (1)运用不同的材料、结构可以产生不同的设计方案。 (2)任何设计方案都有改进的可能性,好方案决不会仅有一个。 收集信息: 收集信息:可以通过用户调查,专家咨询,查阅图书资料,收听收看广播电视, 浏览互联网等渠道收集有关的信息。 设计分析: 设计分析:面对收集到的各种信息,要根据设计要求,找出设计需要解决的主 要问题,并分析其可能的解决办法。面对设计要求和约束条件之间的相互矛盾, 为了找到最好的解决办法,应该提出尽可能多的设想,以便于权衡利弊,作出选 择。 方案构思: 方案构思:方案构思是设计过程中最富有挑战性的环节,它要求我们根据设计 要求,大胆构思,努力挖掘自己的创造潜力,提出解决问题的多个设想。 方案呈现:构思过程中产生的设计想法常常是模糊的,为了使其具体化,我们 案呈现: 通常会用草图把它们转化为视觉形象。同时,这些想法又是零散的,从中我们并 不能看到一个完整的设计方案,所以我们还要对这些想法进行综合。 方案筛选: 方案筛选:当多个设计方案产生以后,我们就要依据一定的原则,对这些方案 进行筛选。 3、 制作模型或原型 、 完成方案筛选后,我们就要开始制作模型或者原形了。一般地,模型制作包括 两个阶段,既绘制图样和制作模型或原型。对于图样,我们既可以手工绘制,也 可以用计算机辅助制图。对于小型、简单的产品可以直接制作产品原型,而对于 大型、复杂的产品先制作缩小、简化的模型。 4、 测试、评估及优化 、 测试、

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要明确设计方案是否可行,我们还必须进行各种测试、评估,以优化设计方案、 完善产品原型。 测试:在模型或原型制作完成后,一般需要对其进行测试。测试的目的是检验 产品在操作、使用过程中,在结构和技术性能等方面能否达到预定的设计要求。 评估:在测试的基础上,我们还要对设计方案和产品进行较为全面的评估。这 种评估,在设计过程中需要反复进行。 优化:为了优化设计方案,我们既要分析测试和评估的具体记录,也要重视对 公众意见的调查,以明确改进的方向。一般说来,我们可以对三种典型人群,即 专家、潜在客户和用户进行调查,征集优化的具体意见。 5、 产品的使用和维护 、 在产品使用过程中,正确的使用和维护既可以使产品更好地满足人民的需求, 又能延长其使用寿命。因此,掌握正确的使用和维护方法对于产品使用者来说尤 为重要。为此,我们通常要设计一份产品设计说明书。 设计实际上是一个动态的过程。在一项具体设计中,有些阶段或步骤可能会发 生变化,有些步骤之间则可能出现一定的循环。因此,我们不能将设计的过程简 单化、模式化,而应根据设计的需要进行灵活安排。
需求分析 设计分析 方案构思 模型制作 测试和评估

二、设计的一般原则 在长期的设计实践中,人们逐渐总结出创新、实用、经济、美观、道德、技术 规范、可持续发展等设计的一般原则。这些原则往往互相联系,互相制约,互 相渗透,并体现在设计过程的各环节中,成为指导设计过程和进行设计评价的 基本准则。 1、 创新原则 、 设计是人类为了追求美好生活而进行的创造性活动。 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。生活因设计而丰 富多彩,设计因创新而魅力四射。 设计过程中,一般可以从原理、结构、技术、材料、工艺等方面进行考虑改进

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和突破,以实现创新的目标。要实现产品设计的创新,除了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。 2、 实用原则 、 设计中的实用性是指设计的产品为了实现其目的而具有的基本功能。物理功能 (性能、构造、效率精度和可靠性) 、生理功能(方便性、安全性、宜人性) 、心 理功能(造型、色彩、机理和装饰) 、社会功能(个人价值、兴趣、爱好和社会地 位) 。 产品的实用性是从设计的目的出发的,它随时代的改变而改变,随人群的改变 而改变,具有鲜明的个性特征。 3、 经济原则 、 设计中的经济原则是指以最低的费用最得最佳的效果。所谓最低的费用,是指 产品在得到最优良的设计,实现最佳的功能的同时,所涉及到的各方面的成本和 总量最小。由于产品所用的材料都有其特定的性能和加工的方法,作为设计者, 如果只追求形式美而不了解生产工艺,往往就会出现无法生产或成本很高的情况。 另一个方面,如果设计者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。 产品设计必须从消费者的利益出发,合理使用优质价廉、能优化产品质量的原 材料,并在明确目标市场、控制生产成本、提高产品附加值等基础上改进与完善 产品设计,为企业的生存与发展服务。 功能成本比=功能/成本。提高功能成本比的方法:在功能不变的前提下降低成 本;在价格不变的前提下,增加功能;在增加功能的同时降低成本。 4、 美观原则 、 产品外观的美是通过对产品造型,大小比例,使用材料,色彩搭配,装饰图案 等的设计组合来表达的。通过各种元素组合,表现产品不同的设计特点,强调形 态美,技术美,材质美,色彩美等独特的表现元素,就会产生不同的产品风格, 带给人们各种美的享受。 产品设计中的美观原则是多元的,受到消费者、功能、技术、文化传统等多方 面的影响。 5、 道德原则 、

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产品设计者必须具有宽广的眼界和高度的社会责任感,并力求用设计完美的产 品奉献社会,维护、完善社会伦理道德,推进人类文明的发展。 产品的设计应始终坚持为人民服务的宗旨,不能出于某种不道德的目的。产品 的设计不能单纯为了谋取利益而损害人类所居住的环境,更不能为了私利而设计 制造低级趣味的产品,生产假冒伪劣产品,甚至用报废、有毒材料制造食品、药 品等关系到人们身体健康的产品。此外,设计是创造性的活动,在利用有关知识 产权和专利的法律法规保护自己的成果的同时,还要尊重他人的知识产权、技术 成果的道德观念。 6、 技术规范原则 、 产品的设计必须符合一定的技术规范。技术规范是有关开发生产技术的知识、 领域、方法和规定的综合。 技术规范既有强制性的标准,也有推荐使用的技术规范。强制性标准是产品设 计制造必须达到的要求,否则将出现各种质量和安全方面的事故。推荐性的技术 规范不是产品制作必须要达到的,而是对企业形象和产品的质量有很大影响的要 求。 7、 可持续发展原则 、 在技术世界中,技术产品是与生态、环境、资源等紧密相连的。树立可持续发 展的理念,体现可持续发展的要求,不仅是产品设计者应当遵守的原则,而且是 产品设计者应当承担的责任。技术设计的可持续发展原则是指产品的设计既满足 当代发展的需求,又要考虑未来发展的需要,不以牺牲后人的利益和长远的利益 为代价来满足当代人的需求。 可持续发展原则是随着人类社会的发展和人类认识的深入而不断发展变化的。 总之,产品的设计要考虑到人类长远的发展,资源与能源的合理利用、生态的 平衡等可持续发展的因素。 设计是一项综合活动,其一般原则对设计的成功具有重要影响。但是在实际运 用中,各种原则并不是各自独立的,它们之间有着相互联系、相互制约、相互影 响的关系。最基本的原则是使用原则,创新是核心。 三、设计的评价 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

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及结果进行事实判断和价值认定的活动。它对设计者树立质量管理意识、强化质 量管理、高质量完成设计任务有重要作用,同时也有助于设计中的信息交流和工 作反思。 评价涉及到评价对象和评价者。从评价对象来看,设计的评价可以分为两类: 一是对设计过程的评价,二是对设计成果的评价。从评价者来看,也有两类:一 是设计者自我评价,二是他人的评价。 无论是对设计过程的评价还是对设计成果的评价, 都应建立在事实判断的基础 上。也就是说,评价者首先应对设计过程和设计方案的各个细节进行准确的判断、 说明、阐述。只有在事实确定的前提下,评价才会有效,才不至于失真。 进行评价必须制定相应的标准。由于设计的目标和内容不同,设计评价的标准 也就不同,有时可以有所侧重。评价标准的制定应当客观、明确,体现科学性和 可操作性。 1、 对设计过程的评价 、 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。 对设计过程的评价要注意把握各个环节或阶段的主要任务和目标,要注意把握 设计过程中各个环节或阶段之间的衔接和协调,要注意阶段性成果的质量。对设 计过程的评价应服务于完善设计方案、促进个人发展的根本目标,不仅仅是设计 过程终结时的回顾性、反思性评价,而且也包括设计过程之中的即时性、阶段性 评价。因此,对设计过程的评价应寓于设计的全过程。 2、 对最终产品的评价 、 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 的评价,有两个基本的依据:一是参照设计的一般原则进行评价,二是依据事先 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。 由于对最终产品的评价是对设计成果的总评价,因此,应从多方面把握评价内 容。对于不同的产品,评价的内容及标准可能有所不同。 3、 设计的评价和设计的交流 、 很多情况下,设计的评价目的往往不是为了甄别,而是为了相互交流信息、征 求意见、共同研讨,进而完善设计方案。即使是从参与设计成果的评价出发而进

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行的评价,也离不开设计的交流。因此,设计的交流贯穿于设计的全过程,是设 计评价的基础。 设计的交流可以通过多种方式进行。其方式有口头语言、文本、技术图样、图 表、模型、计算机演示、网页等。具体方式的选用可根据不同的场合、不同的目 的、不同的要求,不同的对象等因素进行选择。 在设计的交流过程中,应当注意提炼关键的技术信息。对他人所提出的理念、 信息、意见要做客观的、有意义的、实事求是的分析,要能敏捷地抓住他人的意 见、建议中的创新点或对自己设计活动有启发意义的部分,用以改进自己的设计, 从而师交流的过程成为改进自己设计、开阔自己视野的过程。

第四章 发现与明确问题 一、发现问题 1、 问题的来源 、 生活中,有许多形形色色我们所不知道的需要解答的问题,这就是问题。在技 术课程中,我们讨论的主要是技术方面的问题。 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。 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。 第三种:基于一定的目的由设计者自己主动发现问题,并试图解决它。 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。 2、 发现问题的途径和方法 、 a、观察日常生活 日常生活是我们寻在的背景和基础,它往往蕴藏着丰富的问题资源,同时也离 我们最近。对于日常生活中的问题,我们还可以通过有目的、有计划的观察来加 以发现。这样的观察,往往需要根据一定的目的,先制定一个观察提纲或观察表,

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然后用自己的感官和辅助工具观察日常生活的某一个方面,最后在一定的总结与 分析的基础上提出问题。 b、 收集和分析信息 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。 c、 技术研究与技术试验 技术研究、技术试验是重要的技术活动,也是发现问题的途径和方法。通过技 术研究、技术试验,我们有可能从对已有技术问题的研究中发现与之相联系的问 题,从已有的研究结论中发现新的问题,也有可能在技术研究、技术试验中获得 灵感、体悟,进而发现新的问题。 二、明确问题 1、 明确问题的内容和价值 、 a、问题是否明确 采用各种方法可以发现很多问题,但这些问题有时可能是模糊不清的,需要我 们进一步加以明确。明确问题需从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方面进行考虑。 b、 问题的价值 明确了问题的内容以后,还需要确定问题是否有价值。 (1)所提出的问题是否尊循了基本的科学原理。 (2)迄今为止,能否确认该问题尚未得到充分解决。 (3)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? (4)在多个问题同时发生时,该问题是否是主要问题? (5)现有的技术条件能否解决这个问题?技术发展以后呢? (6)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?

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明确问题的内容和价值,除了需要一些主观的分析外,还可以借助于一些研究 手段来进行。这样,既可以深化对问题的认识,进一步明确问题的内容和价值, 又可以为分析问题解决的条件及实现的可行性、提出设计要求奠定的基础。 2、 明确解决问受到的限制及具体的设计任务 、 在明确问题的内容与价值后,还应该明确解决这一问题所受到的主观条件的限 制,明确设计所应受到的限制和所应达到的标准,进而提出设计任务。 无论是一个问题的解决, 还是一项设计的进行, 它的限制主要是由两方面决定, 一是设计对象的特点和问题解决的标准,二是设计者的技术能力和条件。 当我们对解决问题所受到的限制作了全面的梳理和分析后,就可以将该问题明 确地视为一个设计对象,并依据已有的调查、研究和分析,提出具体的具有一定 可行性的设计要求了。 3、 设计计划 、 为了保证设计的顺利实现,我们需要制定设计计划。设计计划可以更好地保证 设计有目的、有计划地进行,它可以通过工作程序的排列来表示。 为了统筹安排设计进度,合理利用设计资源,并根据时间要求以及设计各个阶 段的工作量和设计的难易程度,科学、合理地分配时间,在完成设计计划的基础 上,还需要制定一份时间进度计划表。设计各阶段工作的展开有的可以同时进行, 有的需要依次推进。 根据需要,时间进度计划表还可以用设计计划书的形式来表达。

第五章 方案的构思方法 一、方案的构思方法 方案的构思方法 1、 设计分析 合理的设计分析是成功地进行技术设计的关键一步,分析得当可以指引以后的 技术上可以少走或不走弯路。 产品本身是一个整体,包括功能、造型、材料等,但任何产品都不是孤立存在 的,一方面,它是为人服务的,人的需求在很大程度上决定着产品的设计;另一 方面,它是在一定的环境中使用的,必然受到环境的制约,并对环境产生影响。 因此,设计任何产品都应综合考虑物、人、环境三个方面。详见书本 P95 台灯分

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析的例子。 2、 方案的构思方法 、 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。 方案的构思过程中,考虑到的许多问题是模糊的、零散的、不系统的,而且也 是不具体的,怎样把这些模糊的、零散的、不系统的设计想法变成我们能看到的、 比较完整的具体方案呢?这就需要一定的方法 (1)草图法 设计时,我们可以运用草图法进行构思。草图不仅能将一些想法明确地表达出 来,而且可以随意修改。在运用草图法进行构思的过程中,学生可以捕捉灵感、 自由发挥、不受约束。 (2)模仿法 模仿现实生活中存在的一些事物进行方案的构思。如仿生技术 (3)联想法 要用联想的方法进行方案的构思,人们就必须具备丰富的实践经验、较广的见 识、较好的知识基础及丰富的想象力。 利用联想法进行方案的构思,不一定能使技术设计一次性成功,但它有可能为 构思找到一种方法或一条形成方案的路径。运用联想法进行构思后,我们不能盲 目地实践,而应该首先对方案进行科学论证,而后再进行制作和实施。 (4)奇特性构思法 奇特性构思法所形成的方案一般具有原创性。这些构思在历史上很少发生,或 从来没有发生过,甚至有些构思在当前的科学、技术、经济条件下无法实现。 3、 方案的比较和权衡 、 在多个方案经构思形成后,我们往往要对这些方案进行评判和比较,同时要从 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,最后选出较为满意 的方案或集中各方案的优点进行改进。 对方案进行比较和权衡的过程是一个综合考虑的过程,各个指标并不是独立 的,它们相互关联、相互制约。抓住设计的核心与关键是权衡设计方案的必要条

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件。 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。 第六章 设计图样的绘制 一、设计表现图 1、技术语言的种类与应用 、 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。 技术活动的丰 富性使得技术语言具有多样性。比如图样、图表、模型、符号等。 技术语言可以有不同的分类方法。按照专业类型来分, 有计算机程序语言、 工程图学语言等;依照人的感觉类型的不同来分,有视觉语言、听觉语言和触觉 语言等;依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。 技术语言的两大特征:言简意赅、通俗直观。 不同的技术语言往往适用于不同的应用范围,具有不同的功能。 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: 是采用某种规范形式将设计用图样的形式表达出来的一种设计交流 的语言。具有直观性、高效性、准确性和永久性。说明和陈述比较详细。 模型:具有感性、直观的特点,容易吸引观众或读者的注意,并使人更容易把 握技术的特征,是最具有技术特征的一种表达方式 图表包括相关的表格、草图、效果图等。图表是表达设计思想的一种十分有效 的手段。文本、图表之类的交流方式相对比较正式,适用于具体有一定技术要求 的交流,其特点是较为规范,可以反复查阅、核对。 计算机演示、网页:是各组成部分和运作一目了然,比较生动、形象,其中网 页的方式还具有交流时间灵活、开放性强等特点。 网络语言:帮助人们实现了远程的设计交流的需要。 除了上述技术语言外,在技术活动中,我们还需要借助另外的技术语言如技术 符号、精度要求、必要的文字说明等。各种技术语言的灵活应用构成了对设计的 完美表达。 2、草图的绘制 、

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徒手绘图:掌握正确的握笔姿势,徒手自由画线练习,提高对笔的控制能力。 网格徒手画:作图的要领是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。作图时,先按照作图的 要领,用铅笔画出物体的结构线,使物体的各部分结构关系能清楚地表达出来, 然后用墨线描出物体的轮廓线,注意外轮廓的实线要略为粗一点。 基本图形的绘制请参看书本 P113 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。 构思草图是设计者在设计过程中产生的设计想法的记录,它以具体图形的形式 记录和描绘设计者头脑中的诸多想法。设计的主体构思基本上是在绘制构思草图 阶段完成的。 设计草图是经过设计者整理、选择,修改和完善的草图,它是一种正式的草图 方案。设计草图是构思草图中挑选出来的,可以继续深入的,可行的实际方案, 是通过对细节的完善得到的。 草图的绘制步骤,详细参看 P115 3、 透视效果图的识读 、 学会识读效果图,可以通过画面所表现的形式获取需要的设计信息。与草图相 比,效果图更能真实地表现产品的式样、材质和空间效果等。因此在识图时要注 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。 4、 正等轴测图 、 正等轴测图是一种可以表现物体三维结构特征的图形。采用这种投影图可以表 示最初的设计思想。 建立坐标轴的时候,各轴的夹角是 120 度。具体绘制过程参看 P117-118。 二、常见的技术图样 1、正投影和三视图 、 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。

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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。 为了在同一张纸上画三视图,三个投影面必须展开,在同一个平面上。俯视图 在主视图的正下方,左视图在主视图的正右方。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 P122-123。 2、形体的尺寸标注 、 四个基本的要求:正确(符合国家标准) 、完整(不重复、不遗漏) 、清晰、合 理 尺寸三要素: (1)尺寸界线 尺寸界线用细实线绘制,并由图形的轮廓线、轴线或对称中心处引出,也可利 用轮廓线、轴线或对称中心作尺寸线。 (2)尺寸线 尺寸线用细实线绘制。尺寸线必须单独画出,不能与其他图线重合或在其延长 线上。一般采用箭头作为尺寸线终端。 (3)尺寸数字 图样上所注尺寸表示形体的真实大小, 形体的真实大小与图样的大小及绘图的 准确度无关。图样上的尺寸,以毫米 mm 为单位时,不注写单位,否则必须注明。 线性尺寸的尺寸数字一般注写在尺寸线上方或其中断处,水平方向尺寸字头向上, 垂直方向尺寸数字写在尺寸线的左侧且字头向左。 标注举例: 尺寸界线超过箭头 2mm,尺寸线与尺寸线,尺寸线与轮廓线相距 5-7mm。如 P124 直径:符号为 ?,整圆或大于半圆的圆弧需要标注直径。标注直径的方式有多 种,选用何种方式通常由圆的大小和位置来决定。如 P125。 半径:符号为 R,半圆或者不足半圆的圆弧需要标注半径。标注半径的方式也 有多种,采用方式也应根据圆弧的尺寸与位置来确定。如 P125

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3、机械加工图 、 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。必要的其他视图如局部放大图、剖视图等可以用来将三视图不能完 全表示的物体形状表现清楚。详见 P126 4、剖视图 、 假想采用剖切平面的方法剖开物体,将处于观察者与剖切面之间的部分移去, 将其余部分向投影面投影所得的图形称为剖视图。剖切平面一般具有以下两个特 征: (1)包含内部结构如孔、槽的轴线,或物体的对称面(2)平行于相应的投影 面。 画图时应注意: (1)物体被剖开后,用粗实线画出物体的剖面轮廓及剖切平面后的可见轮廓。 (2)采用剖视图后,应省略不必要的虚线,只有对尚未表达清楚的物体结构才画 出虚线。 (3)由于剖切平面是假想的,因此在一个视图上取剖视,并不影响其他 视图的投影(4)剖面需按规定画出与物体材料相应的剖面符号,金属材料的剖面 符号为与水平线成 45 度的一组平行细实线,同一物体的各剖视图的剖面线应间隔 相等、方向一致。 5、线路图 、 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。 在识读线路图的过程中,首先要认识线路图中的元器件符号,知道它所代表的 元器件;其次要弄清楚元器件符号相互之间的连接方式;最后确定信号如何流通。

第七章 模型或原型的制作 一、模型 原型:是在产品生产之前制作的与产品大小相同、使用功能一致的物体。可以 是产品本身。 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。由于模型有制作成本低、便于修改等优点,设计者一般通过模

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型来呈现产品的设计方案。模型制作是产品设计过程中不可缺少的环节。模型制 作的过程不仅是设计思想体现的过程,也是发展构思的创造性过程。 模型具有以下两个功能: (1)使设计对象具体化。 模型可视、可触、可控制,可以形象地表达所设计的产品的比例、尺度、线型、 色彩、材质以及每一个构成面。它是一种实体设计语言,为设计的表达和交流提 供了一条有效途径,使设计委托者、生产单位和设计人员之间能够直接沟通,全 面认识设计方案。 (2)帮助分析设计的可能性 由于现代工业产品大部分是在大规模、自动化和巨额资金投入下生产出来的, 因此,仅凭图纸提供设计意图,很难把握设计的可靠性。如果设计一旦失败,损 失将十分巨大,所以,设计一件复杂的产品,必须通过模型制作,才能投入生产。 模型制作是技术设计中的一个环节,也是一种技术方法。通过模型可以研究技 术活动的规律和特征。在设计过程的不同阶段,根据不同的要求往往需要制作不 同的模型。 草模:用于产品造型设计的初期阶段,它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。作为产品的样品,展示模型 为研究人机关系、结构、制造工艺、外观、市场宣传等提供实体形象,并可以直 接向设计委托方征求意见,为审核方案提供实物依据。 二、工艺

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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。她体现了生产活动中的知识和经验,并随着人们认识的深入和经验的积累而 不断地改进和发展。因目的和功能不同,工艺有很多种,常见的有加工工艺、装 配工艺、检测工艺、铸造、表面处理工艺等。 不同的行业、不同的工种、不同的工序,往往有其特定的工艺要求和严格的工 艺规范。 工艺对保证产品质量, 提高生产效率具有非常重要的作用。 它影响产品的功能、 强度以及外观等方面。 金属材料的加工工艺 金属材料;黑色金属、有色金属和特殊金属材料。不同的金属材料用不同的性 能。 金属的加工工艺包括划线、锯割、锉削、钻孔、连接和表面处理。 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: (1)划出基准(2)划尺寸线(3)划轮廓线(4)冲眼。工 具一般有:划针、钢直尺、角尺、划规和样冲。详见 P144 锯割:手锯的安装和握法,起锯方法和操作要领。详见 P145。 锉削: 为了使工件符合设计所要求的形状、 尺寸和粗糙度, 往往需要进行锉削, 铣削和磨削。其中锉削加工操作方便,使用广泛。有扁平锉、半圆锉、圆锉、三 角锉。操作要领和方法详见 P146 钻孔:用钻头在实体材料上打孔的方法,称为钻孔。常用的设备是台钻,钻头 是麻花钻。钻孔的操作步骤: (1)划线定位(2)装夹工件(3)装夹钻头(4)钻 孔。 二要二不:操作时要集中注意力;要戴防护眼睛;不准带手套操作;不能直接 用手扶持小工件,薄工件。 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。连接方 法见 P148 表面处理:表面刷光,喷涂油漆、镀层。详见 P150 三、模型制作 模型制作的一般步骤:

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(1)选择合适的材料 (2)根据本地的条件,准备适当的工具和加工设备。 (3)按设计图样划线 (4)对材料进行割据、切削等加工 (5)装配 (6)对模型进行表面处理 (7)对产品的外观造型和色彩进行评价,对产品结构、功能进行检测和试验,检 验是否符合设计要求 (8)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。

第八章 技术产品的使用和保养

一、产品说明书及其编写 1、定义:是指导用户选择产品、使用产品的“路标”和“向导” 。 2、作用:介绍产品特性,确保用户正确、安全地使用产品,帮助用户解决问 题 3、结构:标题、正文、标记 4、形式:条款直述式、自问自答式 5、写作要求: (1)充分考虑用户的阅读需要(2)体现产品的设计特点(3) 不必平均用力,而应有所侧重(4)语言准确、通俗、简洁,内容条理清楚 二、技术产品的使用、维护和保养 技术产品的使用、 1、 用户应认真阅读说明书 2、 明确产品维护和保养的要点,熟悉产品维护的途径和方法 3、 明确产品常用的服务途径

技术与设计 2 复习纲要
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第一章:结构与设计 第一章: 、常见的结构的认识: ( 一) 、 : 一、结构 结构(structure)是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。 结构 1、自然界:天体结构、植物的结构、动物的结构例:生产生活中还有哪些产品的 结构是受到自然界事物结构的启发而产生的?如: (植物的叶) 锯子 潜水艇 (鱼) 雷达(蝙蝠)等 2、技术领域:汽车的结构、微机的结构、数字控床的结构 (案例: 魁北克大桥 的坍塌 P4) 3、社会领域:教育管理系统的结构、通用技术的学科结构、课堂教学结构 二、结构与力 1、内力:当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力,称为内力。应力:是构件的单位横截面上所产生的内力。 用公式表示应力为:σ= F/s , 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力。 2、构件的基本受力形式: ①拉力 拉力:物体所承受的拉拽力 拉力 ②压力 压力:挤压物体的力 压力 ③剪切力 剪切力:两个距离很近,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平 剪切力 行的力 ④扭转力 扭转力:反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转形变的力 扭转力 ⑤弯曲力 弯曲力:作用于物体,使它产生弯曲的力 弯曲力 三、结构的分类 物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别分为:实体结构,框架结 构 ,壳体结构 1、实体结构 实体结构-----通常是指结构体本身是实心的结构。 实体结构 受力特点:外力分布在整个体积中。主要承受压力如墙壁、柱子、实心球 等等 2、框架结构 框架结构-----通常是指结构体本身由细长的构件组成,支撑空间却不充满空 框架结构 间。如窗户、画框、房子的架构等等 框架结构受力特点:实体结构是通过条状物的连接来承受荷载,可以承受

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压力和拉力 3、壳体结构 壳体结构-----通常是指层状的结构。如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等等 壳体结构 壳形结构受力特点:外力作用在结构体的表面上(壳形结构是通过壳形来 传递力和承受荷载,特别是当顶部受到压力时,它能将力均匀扩散) 。 、稳定结构的探析 ( 二) 、 一、结构的稳定性 结构的稳定性—结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。它是结构 结构的稳定性 的重要性质之一。 影响结构稳定性的因素有多种,主要有重心位置的高低、结构与地面接触所 重心位置的高低、 重心位置的高低 形成的支撑面的大小和结构的形状等。 形成的支撑面的大小和结构的形状 1、结构的重心(独脚茶几为重心降低,以提高稳定性) 。 2、 结构的底座 (建筑、 桥梁这类大型的固定结构, 底座越大越坚实, 稳定性越好) 。 3、结构的形状(照相机的支撑架常使用三角架而不用其他形状) 二、结构的强度 结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 结构的强度 1、影响结构强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切 结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式 结构的形状 的关系。 2、三角形是框架结构中最基本的形状之一,它结实、稳定,所有材料最少。 结构构件的连接通常有以下两类: a、铰连接 铰连接:被连接的构件在连接处不能相对移动,但可相对转动,具体有松 铰连接 螺栓、松铆等,如折叠伞伞骨间的连接、门与门框的连接等。 b、刚连接 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,具体 刚连接 有榫接、胶接、焊接等,如固定铁床架的连接、不可移动的桌腿与桌面的连接等。 不同的材料有不同的连接方式。构件的连接方式不同,结构的强度也不同。 3、结构与功能(案例:自行车的结构与功能 P21) 三、简单结构的设计 1、结构设计应考虑的主要因素有:符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求 稳定性和强度要求, 稳定性和强度要求 安全因素,公众和使用者的审美需求 安全因素 审美需求,使用者的个性化需要 个性化需要,对设计对象的成本 成本 审美需求 个性化需要 控制要求和一定的使用寿命 (教材 P25) 使用寿命等。 使用寿命

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2、设计简单的案例要求(参考:如:设计相框 P26) : ①设计项目 ②设计要求 ③设计分析 ④设计方案 ⑤呈现草图

四、精典结构欣赏 赏析结构设计作品,可从技术 文化 技术与文化 技术 文化两个角度进行。 技术的角度主要有:结构的使用功能的实现,结构的稳固耐用,结构造型设 计的创意和表现力,材料使用的合理性,工艺制造的精湛程度等。 文化的角度主要有:结构的文化寓意与传达,公众认可的美学原则,反映的 时代、民族、习俗方面的特征,结构的个性特征等。 第二单元: 第二单元:流程与设计 一、流程的涵义: 流程的涵义: 1、流程的概念: 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。任何流程都 流程 反映了一定的时序 时序,体现出一定的环节 环节。 时序 环节 ⑴环节 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 环节 分解为若干个小过程,称这些小过程为环节。如:切种、布种、掩种环节,冲片 和印片环节等。 ⑴时序 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 时序 时间顺序关系,称为时序。时序体现了具体活动内容的先后关系,在这种先后关 系中,有些步骤之间的时序是可以颠倒的,不些不可颠倒。 2、流程的表达(流程图) : 依据流程的性质及人们的表达习惯,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。 二、流程的分析: 流程的分析: 1、生活与流程: 科学合理的流程,可以指导我们正确地做事,提高工作和学习的效率,是我 们的生活变得有序、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) 。 2、生产与流程: 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、

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保证安全生产、保护环境等。 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。 3、简单流程图的识读: 识读流程图的要点: ⑴找流程的环节,明确每个环节的功能和作用; ⑵弄 清流程中时序的体现与特征; ⑶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。 三、流程的设计: 流程的设计: 1、流程设计的基本要求: ⑴提高效率。⑵提高质量。⑶节省资源。⑷安全生产。⑸提高经济效益。⑹ 提高管理水平。 2、流程设计中的基本因素: 生产活动中的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、资金和 环境等。 不同行业的流程设计中考虑的基本因素各有差异。 流程设计要依据事物内在属性和客观的变化规律,科学地设计时序和环节, 以达到设计目标。 3、流程设计的步骤: 第一步:首先要明确设计的目的和任务 设计的目的和任务,明确流程所应遵循的内在变化规律。 设计的目的和任务 第二步:要分析 分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素 因素。第三步:列 分析 因素 出流程涉及的主要事项 主要事项,并进行初步的排列。第四步:分析各事项(步骤)之间 主要事项 的先后顺序,合理地安排流程的时序和环节 时序和环节。第五步:选择一个合适的表达方式 时序和环节 画出流程图,对于有严格时间的时序,要标注时间。注意:流程设计的基本要素 画出流程图 是环节 时序 环节和时序 环节 时序。 4、学画流程设计的框图: 画流程设计框图的一般方法:⑴根据对事物的内在属性和规律 事物的内在属性和规律的分析,以及有 事物的内在属性和规律 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。⑵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。

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四、流程的优化: 流程的优化: 1、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 流程的优化。 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。 2、流程优化的内容: 一般流程优化的主要内容有:工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、 质量优化等。 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。 3、流程优化的条件: 流程的改进和优化需要一定的条件,它建立在设备和工艺水平提高的基础上, 建立在对流程内在机理进一步研究的基础上。例如,零件加工中材料的改变,会 导致设备的改变和工艺方法的改变,从而加工流程就要改变;若材料不变,加工 工艺改变了,设备也要改变,这样,流程也会改变。因此,流程与材料、设备、 工艺有着密切的关系,在优化流程时,需要充分考虑到这些条件。 第三单元: 第三单元:系统与设计 一、系统的涵义: 系统的涵义: 1、系统的概念: 由相互联系、相互作用、相互依赖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,称为系统 系统。 系统 构成系统,必须具备三个条件:第一,至少要有两个或者两个以上的要素(部 第一,至少要有两个或者两个以上的要素( 第一 才能组成系统;第二,要素(部分)之间相互联系、相互作用, 分)才能组成系统;第二,要素(部分)之间相互联系、相互作用,按照一定方 式形成一个整体; 这个整体具有的功能是各个要素(部分) 式形成一个整体;第三,这个整体具有的功能是各个要素(部分)的功能中所没 有的。 有的 2、系统的类型:

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系统是普遍存在的,也是多种多样的。根据需要,可以对系统进行不同的分 类。如,可把系统分为自然系统 人造系统 自然系统和人造系统 自然系统 人造系统,自然系统是自然形成的系统(如生 态系统) ,人造系统是由人工制造加工而成的系统(如计算机系统和机械传动系 统) ;也可把系统分为实体系统 抽象系统 实体系统是实物形态的(如生物系统、 实体系统和抽象系统 实体系统 抽象系统, 机械系统) ,抽象系统是非实物形态的(如哲学系统) 。 3、系统的基本特性: 系统的基本特性主要有整体行 整体行(全局、集合) 相关性 、相关性 相关性(匹配、关联) 目的性 、目的性 整体行 (功能) 动态性(更新)和环境适应性 、动态性 环境适应性(自适应)等,这些特性都体现了一定的 动态 环境适应性 思想与方法。 (结合课本相关案例,学会运用系统的基本特性,分析身边的系统特 别是 P69 页五个案例) 二、系统的分析: 系统的分析: 1、系统分析及其目的: 系统分析是指为了发挥系统的功能,实现系统的目标,运用科学的方法对系 统加以周详的考察、分析、比较、试验,并在此基础上拟订一套有效的处理步骤 和程序,或对原有的系统提出改进方案的过程。 目的:寻求解决问题的最佳决策。 2、系统分析的一般步骤: 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。 (结合田忌赛马案例) 3、系统分析的主要原则: 系统分析应遵循整体性原则 整体性原则(丁谓修复皇宫) 科学性原则 、科学性原则 科学性原则(三三进九不如二五 整体性原则 一十)和综合性原则 综合性原则(孝襄高速公路) 。 综合性原则 三、系统的优化: 系统的优化: 1、系统优化的目的: 系统的优化是指在给定的条件(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) 最大化(或最小化) 。 最大化 最小的成本——最大的利润;最短的工期——更多的工程量;最少的能耗—— 更多的产品;单位面积土地——更高的农业产量。 (案例:农业间作套种,家具利
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润问题等) 几个关键字:优化目标;目标函数;约束条件;影响因素。 2、系统优化的方法: 数学模型——最优解 最优解; 最优解 四、系统的设计: 系统的设计: 1、系统设计的目的、方法与过程: 系统设计是对各种各样的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善 系统设计 等,直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。 系统设计要考虑其目的与要求(以系统的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、对系统设计方案进行优化(整体优化,统筹兼顾) 等问题。 2、系统设计的一般步骤: 系统设计的步骤包括:将系统分解为若干子系统 子系统,确定各子系统的目标、功能 子系统 及其相互关系,对子系统进行技术设计和评价,对系统进行总体技术设计和评价 等。 3、简单系统的设计: 了解系统设计应解决的主要问题和基本的设计过程,写出系统设计或系统优化 设计的书面方案,包括必要的设计草图以及量化数据。 (案例:手电筒照明供电部 分的设计) 第四单元 控制与设计 一、控制手段与应用 1、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。 控制 理解任何控制现象,都要明确控制的对象是什么,控制要达到什么目的和采 取什么控制手段。例如,人力三轮车转弯过程中的方向控制问题,其控制的对象 就是人力三轮车,控制的目的是为了改变三轮车行驶的方向,控制的手段是骑车 人通过双手转动车把,改变前轮的方向并带动后轮。 从控制过程中人工干预的情形来分,控制有人工控制 自动控制(有无人直 人工控制和自动控制 人工控制 自动控制 接参与) 。 科学估算、试验——满意解 满意解。 满意解

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按照执行部件的不同,控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、电子控 机械控制、气动控制、 液压控制、 机械控制 制等。当然,在很多控制事例中,控制的手段又可以是综合的。 二、控制系统的工作过程与方式 任何一种控制的实现,都要通过若干个环节,这些环节就构成了一个系统, 称为控制系统 控制系统。控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系 对应关系。 控制系统 对应关系 控制系统通常又分为开环控制系统和闭环控制系统 开环控制系统 闭环控制系统 开环控制系统 闭环控制系统。 1、控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响,这种控制系统称为开环控制 系统。 对于开环控制系统,通常可以用下面的方框图来描述: 控制量 输入量——→控制器——→执行器——→被控对象——→输出量 2、控制系统可以把输出量返回到输入端与给定值进行比较,构成一条闭合回路。 我们把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控 制系统。 三、闭环控制系统的干扰与反馈 1、干扰因素 在控制系统中,除输入量(给定值)以外,引起被控量变化的各种因素称为干扰 干扰 因素。有的干扰因素是由于环境造成的,有的干扰因素是人为原因所致,如影响 因素 飞机导航信号的手机信号等。 在控制系统中,干扰因素可能有一个,也可能有若干个。 控制系统在工作过程中必须克服干扰,使被控量稳定。 2、反馈:控制系统中,将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进 行比较的过程,就是反馈 反馈。 反馈 利用反馈来分析和处理被控对象,通过系统的输出来调整系统的行为,使系 统沿着预期的目标运行的方法,称为反馈方法。 闭环控制系统的工作过程 从反馈来看,闭环控制系统就是指在系统的输出与输入端之间存在反馈回路, 输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统的核心是通过反馈来减少 被控量(输出量)的偏差。
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由于某种干扰因素的存在,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,从而使系统的被控量接近给定值,达 到精确控制的目的。所以,一个闭环控制系统,能够克服外界干扰,使被控量控 制在给定值附近。 闭环控制系统与开环控制系统的比较 开环控制系统本身不能对被控量的偏差进行调整和补偿。也就是说,由于某 种干扰信号的作用使输出信号出现非正常状态时,系统本身没有自动纠正的能力, 要进行纠正,必须借助于人工。所以,开环控制系统的控制精确度(或称控制精 度)相对比较低。但如果控制系统中各组成元件的特性比较稳定,而且外界的干 扰相对较小,则开环控制系统也可以保证一定的精度。开环控制系统一般结构简 单,适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。 闭环控制系统的优点是控制精度高,不论何种原因造成系统的输出量偏离给 定量,闭环控制系统都会产生控制作用来减小这一偏差。与开环控制系统相比, 闭环控制系统的设计比较麻烦,结构也相对复杂,构成控制系统的成本较高。闭 环控制系统是自动控制中广泛采用的一种控制方式,用于要求高精度和高可靠性 的场合。 3、功能模拟方法 以功能和行为的相似性为基础,用“模型”模拟“原形”的功能和行为的方法, 就是功能模拟法。 4、黑箱方法 通过对系统输入与输出关系的研究,进而推断出系统内部结构及其功能的方 法,就是黑箱方法。 四、控制系统的设计与实施 要设计好一个控制系统,应该明确这个系统要达到的目的是什么,所要控制 的对象是什么,被控对象有哪些重要的特性,被控量和控制量分别是什么,外界 的主要干扰因素有哪些,选择怎样的设计方案既能达到目的,又经济、易于实现, 如何选择设备和元件,等等。 设计一个控制系统,是选择开环控制还是闭环控制,应根据对控制精度的要

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求以及条件的可行性而定。在控制系统设计过程中,被控对象的特性往往难以直 接得到,通常是通过了解被控对象的输入与输出之间的关系来分析它的基本特性, 从而确定控制器的运算方式;一个控制系统中可能存在若干个干扰因素,需要分 析主次,找出对系统影响最大的干扰因素;被控量和控制量的确定是控制方案的 关键,对于简单控制系统,需要控制的量往往被确定为被控量,控制量应选择可 控制的、对抑制干扰因素和保持系统稳定有明显作用的量;执行器、检测器的选 择一是要根据被控量和控制量的需求,二是要根据控制的条件进行。总之,能达 到控制的目的,采用易于实现的控制方式,降低控制成本、减少对环境的负面影 响等,是我们进行控制系统设计必须考虑的基本问题。 控制系统的设计方案,还包括画出必要的设计图纸(控制电路设计或系统结 构设计)和实施图纸、撰写设计说明书等。 开环控制系统的设计 开环控制系统的设计相对比较简单,在明确设计要求,明确被控对象、被控 量和控制量后,即可考虑具体控制系统的方案。 闭环控制系统的设计 第一,一个闭环控制系统要正常工作,首先必须是稳定的。 第二,控制系统的控制精度必须符合要求,即系统的输出量与给定值之差应 控制在允许的范围之内。 第三,闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。 在进行闭环控制系统的设计时,几项控制要求之间往往会产生矛盾,需要结 合具体问题全面解决或有所侧重地解决。

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