导图社区 技术与设计必修1(苏教版)学考
学业水平考试复习辅导材料(个人整理),分支内容包括:走进技术世界、技术世界中的设计、设计方案构思及其方法等。
编辑于2021-02-08 15:13:19技术与设计必修1 知识框架思维导图
第二章 技术世界中的设计
*技术与设计的关系
设计是技术发展的重要驱动力
设计是技术成果转化的桥梁和纽带。
设计促进技术的革新。
技术发展对设计产生重要影响
技术是设计的平台,没有技术作基础,设计将难以实现。
技术发展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,技术发展也为产品的更新换代创造了更加便利的条件。
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。
设计的丰富内涵。技术世界中的设计,其核心是技术设计。
技术设计侧重于功能、结构、材料、程序、工艺等
艺术设计侧重于欣赏、审美,更强调感觉的需要。
在很多情况下,技术设计和艺术设计紧密地联系在一起。
*设计中的人机关系。
人机关系。当我们使用物品时,物品就与人产 生了一种相互关系,这种相互关系称为人机关系。
*人 指大部分人的情况,必要时,为特殊人群进行专门的设计。如:残疾人、携带行李人群。
*机
机器
物品。包括各种各样工具、仪器、仪表、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具。
环境。如工人在车间工作时,车间的温度,体育竞技比赛时,运动员周边的比赛环境(包括呐喊助威声等)。
*人机关系要实现的目标
高效。在设计时,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,以促进二者的协调,提高工作效率。
健康。人在长期操作或使用产品的过程中,产品对人的健康不会造成不良的影响。
舒适。是指人在使用产品过程中,人体处于自然的状态,操作或使用的姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围内,从而使人不致过早地产生疲劳。
安全。人们在操作和使用产品的过程中,产品对人的身体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,易产生危险的地方应做安全保护。
*如何实现合理的人机关系
普通人群与特殊人群。大多数产品是参照普通人群的数据标准设计,还应充分考虑特殊人群的特点和需要。
静态的人与动态的人。人们使用产品时处于静态和动态两种状态交替之中,设计产品要符合人体的静态尺寸,也要符合人体的动态尺寸。
静态尺寸:人的构造尺寸。
动态尺寸:指人的功能尺寸,包括人 的动作范围、体形变化等测量数据。
人的心理需求与生理需求
色彩、材质等都会对人的心理产生影响。如茶座、咖啡屋的设计应以暖色为主,将空间处理得小一些。
视觉、听觉、触觉、味觉等都影响人的心理感受
信息的交互。如:按键式固定电话,只有按键没有显示屏,无法显示拨号信息,只能通过听电话按键提示音判断是否按下按键,现今出现的液晶显示屏电话,可以提供给人们视、听觉双重信息传递。大大方便了用户的操作。
新西兰的专家们通过分析得出,汽车的颜色不同,遭遇车祸的概率也有区别。安全性由高到低排序为:银灰色(因为能反射灯光光,更容易让司机注意到,是浅颜色中最难避免车祸)、红色、黄色、蓝色、灰色、绿色、棕色。
技术试验及其方法
*技术试验方法
技术试验定义:我们通常将技术活动中为了某种目的 所进行的尝试、检验等探索性实践活动。
分类
根据应用范围不同分类:农业试验、 工业试验、国防试验、科学试验等。
根据目的不同分类:性能试验、优化试验、 预测试验、信息试验等。
技术试验的作用:是技术研究不可缺少的基本方法和手段,它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。
*技术试验方法
优选试验法:运用数理统计的方法,选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:水稻对比试验
模拟试验法:通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。如:汽车的碰撞试验
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。如:用计算机模拟“勇气”号火星探测器登陆火星表面的场景效果
强化试验法:通过扩大和强化试验对象的作用,以提高试验效率的方法。如:检测产品的抗压性能
移植试验法:在相互具有差异的事物之间,将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验。如:橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验。
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。
技术试验报告:是技术试验工作完成之后应当形成的成果,其项目包括试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结等。
技术试验在设计中的作用: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,此时,技术试验更是必要。通过实验可以发现问题、深化认识、推动技术设计的发展。
第三章 设计过程、原则及评价
*设计的一般过程
1、发现与明确问题:设计必须从调查需求、分析信息、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。
2、制定设计方案
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信息。
设计分析。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。
方案构思。根据设计要求,大胆努力挖掘自己的创造潜力,提出解决问题的多个设想(提出了符合要求的多种材料、结构及连接方式)。
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。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。完成方案筛选以后,我们就要开始制作模型或原型了,一般地,模型制作包括两个阶段,即绘制图样和制作模型或原型。
4、测试评估及优化
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的后期需要反复进行。
优化。分析测试和评估的具体记录,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(销售者、制造者)、潜在客户(可能会用的人)和用户(正在使用的人)进行调查,征集优化的具体意见。
5、编写产品说明书。在产品使用过程中,正确的使用和维护,既可以使产品更好的满足人们的需求,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。为此我们通常要编写一份产品说明书。
*设计的一般原则
创新原则
创新:就是通过引入新概念、新思想、新方法、新技术等,或对已有产品的革新来创造具有相当社会价值的事物或形式。
设计过程中一般可从原理,结构,技术,材料,工艺等方面考虑改进和突破,以实现创新的目标。
实用原则。从设计目 的出发,随时代的改 变而改变,随人群的 改变而改变。
物理功能(产品的性能、构造、效率精度和可靠性等)
生理功能(产品使用的方便性、安全性、宜人性等)
心理功能(产品的造型、色彩、肌理和装饰诸要素给人以愉悦感等)
社会功能(产品象征或显示个人的价值、兴趣、爱好或社会地位等)
经济原则
是以最低的费用取得最大的效益。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的总量最小。如:方形西瓜、方形卷纸等的设计。
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。
道德原则
产品设计不能只将产品考虑为 一个孤立的物的实体,还必须 考虑它与人、社会、环境的关系。
不能单纯为了谋取利益而损害人类所居住的环境。
不能为了私利而设计制造低级趣味的产品。
不能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。
如:某些厂家为了使瓜子不易受潮变软,保持好的口感,在煮制瓜子时放入明矾,经过美容的瓜子中铝的含量超标,高出日常饮用水标准的13倍。超量的铝对人体机能造成伤害,早期症状表现为身体虚弱、抑郁、焦躁、记忆力衰退,严重的会造成肾功能衰竭、尿毒症,如果在脑内沉积过多会造成痴呆和帕金森综合症。而瓜子“美容”过程中使用的工业石蜡,则含有非常强的致癌物。
技术规范原则
技术规范:是有关开发生产技术知识、领域、方法和规定的总和。
如:日本原装的电子产品不能正常使用,是因为标准电压不一样。手机可以全球漫游,是因为接受和发射技术规范一样。
可持续发展原则
在技术世界里,技术产品是与生态、环境、资源等紧密相连的。
定义:是指产品的设计既能满足当代发展的需求,又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。如:木盒礼品月饼,精美的包装很快就变成了无用的垃圾。造成了木材浪费。由此造成的浪费每年要毁掉一片相当规模的树林。
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。
设计的评价
是指依据一定原则,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,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具有重要作用,同时也有助于设计中的信息交流和工作反思。
对设计过程的评价
设计评价内容:1、设计过程是否完备;2、分工是否合理;3、采用的方法是否正确;4、各个环节或阶段的任务是否完成;5、形成的中间成果(方案)是否符合要求;6、全过程是否有质量控制和相应的监督、改进措施等。
设计评价注意事项:1、把握各个环节或阶段的主要任务和目标;2、把握设计过程中各个环节或阶段之间的衔接和协调;3、阶段性成果的质量;4、应服务于完善设计方案、促进个人发展的根本目标。
对最终产品的评价(两个依据)
参照设计的一般原则进行评价
依据事先制定的设计要求进行评价
第六章 设计图样的绘制
设计表现图
技术语言的种类与应用
技术语言
按照专业类型分:计算机程序语言、工程图学语言等
依据人的感觉类型不同分:视觉语言、听觉语言、触觉语言等。
依据人的形式的不同分:图形符号语言、文字符号语言等。
常见的技术语言有:口头语言、文本语言、技术图样、图表(表格、草图、效果图)、技术符号、计算机演示、网络语言。
草图的绘制
设计表现的基础
徒手绘图
网格法徒手画
基本图形的画法
草图的分类
草图也叫方案草图或设计速写
根据所处的设计阶段的不同分类
构思草图
设计草图
草图绘制的步骤
1、选用合适的笔来画图,通常选用2H铅笔,也可用钢笔、水笔或记号笔。
2、在方格纸上按照构思好的设计方案,画出产品的外观比例关系。
3、在准备好的透视网格画纸上,画出产品的透视线稿。画图时应先画得淡一些,等完成图形后,再描深轮廓。
正等轴测图
平面结构形体的正等轴测图的绘制
圆的正等轴测图的绘制
常见的技术图样
*正投影与三视图
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。
三视图
主视图:物体由前向后投影,反应物体的长和高。
俯视图:物体由上向下投影,反应物体的长和宽。
左视图:物体由左向右投影,反应物体的高和宽。
正面投影面V、水平投影面H、侧面投影面W
三等对应关系: 主俯视图长对正,主左视图高平齐,俯左视图宽相等
*形体的尺寸标注
尺寸标注的基本要求
正确:尺寸注写必须符合国家标准
完整:尺寸必须注写齐全,不遗漏,不重复
清晰:尺寸注写布局整齐、清晰,便于读图
合理:尺寸注写方式符合加工要求
尺寸要素
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 线引出。也可利用轮廓线、轴线 或对称中心线作尺寸界线。
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。 一般采用剪头作为尺寸线的终端。
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准确度无 关。图样上的尺寸,以毫(mm) 为单位时,不注写单位,否则必 须注明。线性尺寸的数字一般注 写在尺寸线的上方或其中断处, 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。
尺寸标注
标注直径尺寸:表示直径的符号是 φ 。 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,选用任何方 式通常由圆的大小和位置确定。如图
标注半径尺寸:表示半径的符号是R, 半圆或不足半圆的圆弧需要标注半径。 标注半径的方式同样也是多种,采用 方式也应根据圆弧的尺寸与半径位置 来确定。如图
标注形体尺寸:应注意同一个尺寸一 般只标注一次。如图
机械加工图:它是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。
剖视图
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。
剖切平面具有以下两个特征
包含内部结构如孔、槽的轴线, 或物体的对称面
平行于相应的投影面
电子电路图: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、接线图和逻辑图等。
第八章 技术产品的使用和保养
产品说明书及其作用 产品说明书也称用户手册,它是一种指导用户消费的文书,它必须向消费者介绍产品的性能、结构、使用方法、操作方法和保养、维修等方面的知识,以及产品部件的名称、数量、材料成分等,以帮助消费者正确使用、保养产品、有效地发挥产品的使用价值。产品说明书一般由生产单位编写、印成册子、单页或印在包装、标签上,随产品发出。
产品说明书的写作
产品说明书的一般结构:标题、正文和产品标记组成。
产品说明书的形式
条款直达式
自问自答式
*产品说明书的写作要求
充分考虑用户的阅读需要
体现产品的设计特点
不应平均用力,而应有所侧重
语言准确、通俗、简洁,内容条理清楚
技术产品的使用、维护和保养
技术产品的使用
技术产品的维护和保养
技术产品的服务路径
*补充知识
元器件:在电子和电气产品中,因某一功能部件被广泛、大量使用,人们处于使用方便、简化制作过程和节约成本的需求,单独设计和生产了这种零部件。例如电阻 电容、电感、晶体管和集成块等电子元器件。随着制造技术的不断发展,现在人们已经把具有若干功能的单一产品部件集合在一起构成一个新部件,如集成电路芯片。现在的收音机、电视机、音响等电器几乎全部由电子元器件组成。
材料及其特性 材料种类繁多,按材料 的成分分类,有金属材料、化学材料等; 按外形分,有板材、管材、墙体砖、墙 面砖等;按材料来源来分,又可分为天 然材料和人工合成材料等。
天然材料:指竹、木、石、宝石等,其特点是安全、一般无害,人们普遍喜爱,天然材料生长或加工周期长,大量使用会对生态环境造成破坏。对于某些必须大量使用的天然材料,人们也可以通过改造大自然来获取,例如栽种速生林(桉树林)来获取造纸的木材(纸浆),不破坏或者减少破坏天然森林。
金属材料:指铁,铜、铝等。其特点是机械特性好,容易加工,可大量生产。但冶炼时需消耗大量能源,且产生废水、废渣和废气污染。“节能减排”是冶炼行业技术进步的重要标志,也是我国的一项长期的基本国策。
化学材料:指塑料、涂料、油漆等,其特点是耐用性好,可大量生产。但在生产的过程中会产生有毒物质,而且塑料不易降解,对土壤和水源可形成长时间的污染。
复合材料:指各类合金、玻璃纤维等,其特点是可克服单一材料的某些缺陷,集合多种材料的优良性能,但制造困难,例如,不生锈钢的钢铁—不锈钢,不易破碎的玻璃—玻璃钢纤维。
PVC:全名为polyvinyl chlorid,主要成分为聚氯乙烯,另外加入其他成分来增强其耐热性、韧性、延展性等。这种表面膜的最上层是漆,中间的主要成分是聚氯乙烯,最下层是背涂黏合剂。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行,并且也被广泛应用的一种合成材料,它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。
有机玻璃:PMMA,全名为polymethyl methacrylate,化学名叫聚甲基丙烯酸甲酯,是由甲基丙烯酸酯聚合成的高分子化合物。表面光滑、色彩艳丽,比重小,强度较大,耐腐蚀,耐潮,耐晒,绝缘性能好,隔声性好。可分管型材、棒型材、板型材3种。有机玻璃分为无色透明、有色透明、珠光、压花4种。
新材料:通常是指人们运用新技术,最新制备的具有特殊性质或性能的材料。例如,纳米材料、高温超导材料等。其特点是具有新性能,但是生产难度大、成本高。
第七章 模型或原型的制作
模型
模型及其功能
*原型:是指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
*定义: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。
模型功能
是设计对象具体化
帮助分析设计的可能性
模型在不同阶段的作用
草模 用于产品造型设计的初级阶段,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、与环境的关系等,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,清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法,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 是在结构模型与功能模型的基础上,采用真实材料,按照准确的尺寸,选择恰当的比例,做成的与实际产品形态高度相似的模型。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。
工艺
认识工艺
定义:是指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。
因目的和功能不同,常见的有加工工艺、装配工艺、检测工艺和表面处理工艺等。
金属材料的加工工艺
金属材料的种类繁多,常见的金属材料可分为黑色金属、有色金属、特殊金属材料。
*金属材料 的加工包 括划线、 锯割、锉 削、钻孔、 连接、表 面处理、 攻内螺纹 和套外螺 纹等加工 过程。
划线
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和基准线。
常用的划线工具
划针:用于划出直线线痕(操作要领:划针的头保持锋利,划线时划针要紧贴钢直尺等导向工具,划线要尽量一次划成。)
划规:用于划出圆的线痕;用于划出弧的线痕(划规的脚尖保持尖锐。划线时保持中心不发生滑移)。
钢直尺:用作划直线的导向工具,用于量取材料的尺寸、测量工件等(划线时要压紧直尺,防止发生移动)。
角尺:用作划出平行线或垂直线的导向工具,用于检查锉削平面的垂直度(使用时角尺要紧贴工件的一个基准面。)
样冲:用于在钻孔中心处冲出冲眼,防止钻孔中心滑移(应斜看靠近冲眼部位,冲眼时冲尖对准划线的交点或划线,敲击前要扶直样冲。)
*划线的步骤:(1)划基准线;(2)划加工尺寸线;(3)划轮廓线;(4)冲眼。
*锯割
对于金属材料,通常以锯割的方式进行割断。手锯是人工锯割常用的工具,利用它可以分割金属材料、木料和硬塑料等。
手锯锯条的安装:锯齿斜向前方(斜向离把手远的一侧)
起锯方法
一般从工件的远离自己一端起锯,锯条与工件的倾角约为15℃
用拇指挡住锯条,使它正确地锯在所需的位置上。起锯时用力要轻一些,不能过猛。当锯条陷入工件2~3mm时,才能逐渐锯割。
*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
为使工件符合设计所要求的形状、尺寸和粗糙程度,往往需要进行锉削、铣削和磨削等切削加工。
*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,左手的施力要由大变小,右手的施压由小变大,使锉刀平稳而不上下摆动。
方法
直锉法
推锉法
钻孔
用钻头在实体材料上打孔的方法。
常用的钻孔设备是台钻,常用的钻头是麻花钻。
*操作步骤和操作要求
划线定位 用样冲在工件上冲中心点
装夹工件 用平口钳或手钳夹紧工件
装夹钻头 选择合适的钻头,将其正直地装夹在钻夹头上,并装紧钻头
钻孔 扳动手柄,对准冲眼,启动台钻,加压进给。
*安全操作
*二要:操作要集中注意力;钻孔要戴防护眼镜,以免钻屑飞出伤害眼睛。
*二不:不准带手套操作,以防钻头卷住手套而伤害手指;不能用手直接扶持小工件、薄工件,以免造成伤害事故。
螺纹的手工加工方法( 螺纹有内 螺纹和外螺纹之分,利用内外螺 纹的配合,可将两个零件紧密的 连接在一起。)
在工件上制作内螺纹称为攻内螺纹,它使用的工具是 丝锥和丝锥扳手。 攻内螺纹工作流程:底孔倒角—选择 丝锥—装夹工件—攻内螺纹。
在工件上制作外螺纹称为套外螺纹,它使用的工具是 圆板牙和圆板牙扳手。 套外螺纹工作流程:倒角—选择 板牙—装夹工件—套外螺纹。
*金属材料常用的加工工具
划线工具:划针、划规、钢直尺、角尺、样冲
夹持工具:台虎钳
锯割工具:手锯
锉削工具:钢锉/锉刀
钻孔:台钻
*金属材料连接方式:铆接、螺栓连接、黏接(金属材料和其他材料的连接)、焊接等。如右图:
*木工材料常用的加工工艺
常用划线工具:卷尺、钢直尺、角尺、墨斗、铅笔等。
锯割工具:木工锯、钢丝锯(锯割曲线和开孔)等。
常用凿孔工具:凿子、羊角锤、手电锯等。
表面处理工具:木工刨(较大的木料)、木锉(小木料)、砂纸等。
连接方式:螺栓连接(可拆卸)、钉接、榫接、合页连接、胶接等。
第五章 方案的构思及其方法
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设计少走弯路
方案的构思方法 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,必然受到环境的制约,并对环境产生影响。
设计任何产品都应综合考虑物、人、环境三个方面。
标准件
定义:是指经优选、简化、统一标准代号的零件或部件。包括紧固件、连接件、密封件、滚动轴承、滚针轴承、螺孔和型材等七大类。如按照国家标准生产的螺钉、垫圈、键和销等。
标准件具有互换性,能用在各种机器、仪器、设备和建筑上。采用标准件,可以节约设计力量,标准件的集中生产,有利于先进工艺技术的使用,还可以有效地提高生产质量,降低生产成本。
进行产品设计时,使用标准件,既可以节约成本,又可以加快工程的进度,但是,过多使用标准件,有时会使产品缺乏个性。
方案的构思方法
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较明确地表达出来,而且可以随意修改。
模仿法 用模仿法进行方案的构思,在日常生活中是比较常见的,如古代的许多工艺,工匠学习模仿法的方案构思,在现代科学技术中有很多丰富的内容,如仿生技术,微型照相机,摄像机,自动调焦的针孔摄像头,就是通过研究鹰眼的成像原理后仿制出来的产品。
联想法 要用联想的方法进行方案构思,人们就必须具备丰富的实践经验,较广的见识、较好的知识基础及较丰富的想象力。利用联想法进行方案构思,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者一条形成方案的路径。运用联想法进行构思后,我们不能盲目的实践,而应该首先对方案进行科学论证,而后再进行制作和实施。
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。
方案的比较与权衡:在多个方案经构思形成之后,我们往往要对这些方案进行权衡和决策,最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
方案的比较
方案的权衡
第四章 发现与明确问题
发现问题
问题的来源
人类生存活动中必然会遇到的问题。如:为了解决进食的问题,中国人设计出了筷子,西方人则设计出了刀叉。
由别人给出问题,设计者必须针对问题寻求解决方案。如:当汽车的速度超过某一数值时,空气的阻力问题越来越明显,为了解决这个问题,人们设计了外观呈流水线型的汽车。
基于一定的目的由设计者自己主动地发现问题,并试图解决它。
发现问题的途径与方法
1、观察日常生活。包括有意识的主动观察和无意识的发现。
2、收集和分析信息。
文献法:对已有文献信息进行收集、分析的方法。
问卷调查法:问卷的方式进行实际调查,获取信息、发现问题的方法
询问法:以询问的方式收集和获取信息、发现问题。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、个别询问法等。
3、技术研究与技术试验
明确问题
明确问题的内容与价值
问题是否明确:1、问题表达本身是否明确;2、问题产生的原因是否明确;3、提出问题的目的是否明确等。
问题的价值: 1、所提出的问题是否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、在你调查的范围里,该问题是否具有普遍意义在更广的范围内,这个问题是否有意义;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、解决该问题所需的投入是多少?投入与产出比是否理想
明确解决问题受到的限制及具体的设计任务
在明确问题的内容与价值之后,还应明确解决这一问题所受到的主客观条件的限制,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,他的限制主要是由两方面决定的。一是涉及对象的特点和问题解决的标准,二是设计者的技术能力与条件。
就涉及对象而言,一方面,不同的设计对象往往具有不同的特点,其产品的功能、大小、安全、外观、耐用性等方面的设计标准也有所不同,另一方面,设计对象还将可能会受到诸如成本、环境等的限制。
设计计划
第一章 走进技术世界
*技术的价值
*技术与人
保护人:为人提供了抵御不良环境,防止野兽、病菌等侵害的手段和工具。如:疫苗技术的发展让人类在面对天花、疟疾、肺结核等疾病不再恐慌。
解放人:人依靠技术解放或延长了自己的手、脚、眼、耳、脑等身体器官,拓展了活动空间,提高了劳动效率,增强了利用自然、保护自然、合理地改造自然的能力。如:交通技术的发展,把人的两条腿解放了出来,使人出行便捷、舒适。
发展人:技术促进人的精神和智力的发展。如:袁隆平通过杂交水稻的科研成果让自己的人生价值得到了实现。
技术与社会
促进社会生产发展
丰富文化内容
改变社会生活方式
*技术与自然
依靠技术,人类得以利用自然和改造自然,并与自然保持和谐共处的友好关系。
人类在利用技术开发、改造自然时,应把握合理的尺度,注意对自然的保护,不能忽视一些技术或产品对环境可能造成的负面影响。
技术的性质
1、目的性:从具体目的出发,针对具体问题,形成解决的方法,从而满足人们的具体需求。如:水龙头技术发展的目的是为了控制水流。
2、创新性:技术发展的核心。
技术发明。如莱特兄弟和他们的第一驾私人飞机。
技术革新。如:电视机显示器经历了从球面显示管、柱面显示管、平面直角显示管到纯平显示管等革新过程。
*3、综合性
技术活动往往需要综合运用多种知识 具有跨学科的性质,是技术的内在属性。
技术与科学
区别
1、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;2、科学侧重认识自然,力求有所发现;3、科学回答“是什么,为什么”的问题;4、科学通过实验验证假设,形成结论。
1、技术则是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行合理开发与利用的手段和工具;2、技术则侧重开发利用自然,力求有所发明;3、技术则更多地回答“怎么办”的问题;4、技术则通过实验验证方案的可行性和合理性,并实现优化。
联系 古代,技术推动了当时实用科学的发展,而当时的科学对技术的影响甚微,往往只有依靠长期的经验积累而形成的技能和手艺。到了现代,科学研究为技术发展拓展空间,成为技术发展的重要基础。同时,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。
举例:小板凳的制作涉及到数学(尺寸)、物理(结构的稳定性)、化学(粘合、油漆)、材料学(材料)、美学(纹理、款式)、工程心理学和生理学(舒适)
4、技术的两 面性。任何事 物客观上都具 有两面性,技 术也不例外。 例如:
1、网络技术 正:方便人们交流沟通;反:有人利用网络犯罪。
2、B超技术 正:用于医疗;反:有人进行胎儿性别鉴定。
3、克隆技术 正:克隆人体器官用于医疗;反:挑战人类伦理道德。
4、核技术 正:发电;反:核战争。
5、空间技术 正:科学实验,卫星通讯;反:产生太空垃圾。
5、专利性
*知识产权
定义
定义:是人们基于自己的智力活动创造的成果和经营 管理活动的标记、信誉而依法享有的权利。
内容
*狭义:著作权、专利权、商标权。
广义:著作权、邻接权、商标权、 商号权、商业秘密权、产地标记权、 专利权、集成电路布图设计权等。
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(自申请之日起算)、地域性。
专利保护期限:发明专利保护期限20年,实用新型专利和外观设计专利保护期限为10年。
*专利申请步骤:提交申请阶段—受理阶段—初审阶段—公布阶段—实质审查阶段—授权阶段。