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通用技术
必修1技术与设计1
第二章技术设计的基础
一、章节体系
二、知识点
设计是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动。
1.1设计的创造性思维和工程思维
(一)创造性思维
1.发散思维:
从多角度、多层次来探讨问题的解决方法,并由此导致思路的转移和思想的跃进。自行车:结构、形态、组合、材料、功能等。
2.逆向思维:
又叫反向思维,它的特点是采用与正向思维完全不同的方法来思考问题,提出解决问题的方法。如:电磁感应现象、司马光砸缸。
3.联想思维:
指人们在头脑中将一种事物的形象与另一种事物的形象联系起来,探索它们之间共同的或类似的规律,从而解决问题的思维方法。如:苍耳子和尼龙搭扣;鲁班发明锯子。
4.定势思维:
又叫思维定势,是人的思想被长期既定的惯例和习惯所束缚,引导或迫使自已按常规的方法去思考和处理问题的思维方式。
(二)工程思维
三峡工程中的工程思维:
(1)科学性;(2)定向性;(3)求解的非唯一性;(4)价值性;(5)集成性和综合统筹性;
(6)矛盾性和协调性;(7)可靠性要求和“容许误差”的限度;(8)工程风险。
工程思维:是以系统分析和比较权衡为核心的一种筹划性思维。认识系统与工程的多样性和复杂性;能运用系统分析的方法,针对某一具体技术领域的问题进行要素分析、整体规划,并运用模拟和简易建模等方法进行简易设计;领悟结构、流程、系统、控制等基本思想和方法的实际运用,进行简单的风险评估和综合决策。
1.2技术设计的原则
(一)技术设计的一般原则
1.科学性原则:设计必须遵从科学原理,按照大自然的规律进行设计。永动机、水变油、长生不老药等不符合科学性原则。
2.创新性原则:设计只有不断进行创新,才能具有新的生命力。抄袭、过时、重复的设计不具创新性。
3.安全性原则:所设计的产品或项目,在使用时或操作运行时必须是安全的,不允许发生事故,更不允许发生人身伤亡事故。4.实用性原则:要解决问题,满足用户的需要,不要设计用户不欢迎甚至反对的产品。
5.经济性原则:在设计中,要考虑用户的经济条件、市场的竞争力,力求用最少的成本,设计出满足用户需要、要求的产品。
6.可靠性和耐用性原则:设计的产品或项目应在使用时间内,能适应规定的条件和环境而可靠地工作,不会发生故障,原规定的功能、性能指标不低于使用说明书规定的范围。
7.标准化原则:产品设计尽可能采用标准化技术和标准件,这样,产品通用,维护方便,才会拥有更广阔的市场。(类似于苏教版的技术规范原则)
8.工程心理学和生理学:设计的产品或项目必须满足人类心理、生理的需求,要美观、舒适、使用方便,及使用者和产品之间要建立最协调的关系。
9.时效性原则:必须按照设计任务书规定的截止日期完成设计,要避免使产品制造出来后成为过时的东西。
10.最优化原则:所设计的产品或项目在功能、技术上尽可能是目前(并能在一段时间内)最合理的。注意量优化不一定是最先进的,但一定是最合理的。
11.法律、道德规范原则:技术设计要遵守法律、法规,不允许有违法、违规的行为。
12.可持续发展原则:技术设计必须考虑可持续发展原则。
13.美观原则:产品的造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、装饰图案等符合人们的审美需要。(苏教版,与粤教版工程心理学原则类似)
苏教版中设计的一般原则:实用原则、创新原则、经济原则、道德原则、美观原则、技术规范原则、可持续发展原则。比粤教版少一些。
(二)各原则之间的相互关系
设计原则的相互关系
编号
设计原则
相互关系
优先的原则
举例分析说明
1
安全性与经济性
可能矛盾
安全性
增加安全增加成本
2
创新性与科学性
有先后
科学性
违反科学无法创新
3
经济性与法律道德
可能矛盾
法律道德
盗窃他人专利,不合法
4
创新性与标准化
有先后
创新性
先创新后标准化
5
经济性与最优化
可能矛盾
最优化
人员或元件按需配置
6
经济性与可持续
可能矛盾
可持续
造纸厂净化排污要花钱
7
经济性与可靠耐用
可能矛盾
可靠、耐用
人字形铝梯加厚
8
实用与工程心生理
相互依存
同时符合
不实用的设计谈不上适合
9
安全性与耐用性
相互依存,部分例外
安全性
部分设备耐用才安全
10
工程心生与可持续
基本独立
无优先
汽车司机座椅与尾气排放
1.3技术设计的一般过程
(一)技术设计的一般过程
案例:方便色觉障碍者辩认的交通灯的发明过程;山村路灯的设计。
粤教版技术设计的一般过程:
1.发现问题;
2.收集设计所需要的信息、数据、资料;
3.判断问题的价值,是否值得解决;
4.判断问题有没有条件解决;
5.设计构思,制订方案;(收集信息→设计分析→方案构思→方案呈现→方案筛选)
6.对方案进行比较、权衡,选定方案;
7.进行具体、详细的设计,实施研制,产品检测;
8.评价
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