高中通用技术二轮复习专题二 设计的过程 2011高考 8页

专题二 设计的过程 知识框架 设计的过程 发现与明确问题 发现问题的一般方法 技术问题内容和价值的判断 列出具体设计要求 制订设计方案 信息收集和处理 设计分析的基本思路 产品设计分析的三要素 选择材料和标准件 制定设计方案 比较、权衡并选择设计方案 设计的一般原则 模型或原型的制作 工艺的含义及常见工艺的种类 常见工具设备及简易加工方法 加工艺的选择与操作 简单产品的模型或原型的制作 产品外观的润色 复习要点 ‎ 1．能在日常生活中发现问题，掌握发现问题的一般途径与方法。‎ ‎ 2．能明确问题的内容，并判断该问题是否有价值。‎ ‎ 3．能收集和处理信息，并能列出具体的设计要求。‎ ‎ 4．理解设计的一般原则，各原则之间的相互关系，会用设计的一般原则来评价作品。‎ ‎ 5能对设计对象进行设计分析，并能制订出设计方案，能用草图或文字对设计方案进行说明，能对设计方案进行比较和权衡．‎ ‎ 6．知道标准件的作用，能选择合适的标准件。‎ ‎ 7．知道常用的加工具、设备和加工方法。‎ ‎ 8．掌握金属材料的加工工艺、加工方法、加工工具和设备、操作要领及注意事项等。‎ 重点提示 ‎ １．设计过程是将设想转变成最终产品的过程。设计过程以产品设计为依托．从问题的发现开始，经过设计方案的制订、原型与模型的制作、方案的优化，直到最终方案的确定，形成了一个完整的设计过程。‎ ‎ 2．发现与明确问题是技术设计过程的首要阶段．是明确问题的前提．是设计过程的第一步。明确问题的内容，确认问题的价值，可以为分析问题解决的条件及实现的可行性、提出设计要求奠定基础。‎ ‎ 3．明确设计要求、标准与限制。设计标准就是根据产品或系统的关键元素、特征以及所要达到的目的而为设计建立的一系列参数，在功能、大小、安全、外观、耐用性等方面要达到一定的标准。它是设计者设计的依据，设计者依据设计要求，构思各种可能解决问题的方案。限制是设计所受到的制约，如时间限制、成本限制、环境限制等。‎ ‎ 4．制订设计方案是技术设计过程中的重要环节。‎ ‎ 信息收集是根据设计选题的要求，有针对性地收集与选题相关的信息与资料。常见的方 式有：实地调查、访问有关人员、借助媒体和因特网、查阅图书资料、进行专家咨询、调查市场现状等。信息收集要做到全面、准确、真实、实用。‎ ‎ 设计分析要根据设计的具体要求进行开放性思考，归纳起来，这些因素分别归属于产品本身、使用者、使用环境，即“物”、“人”、“环境”三个方面。设计分析时，也要根据设计要求对产品的各个组成部分进行分析。‎ 标准件是指经优选、简化、统一给以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、螺孔型材等七大类。选择标准件，既可以简化制作过程，又能实现通用通换。‎ 制定设计方案是设计者在一定的调查研究和设计分析的基础上，把自己设计的东西，按照一定的设计原则和设计规范，用文字、图表、模型、语言等呈现出来的过程。‎ 通过比较和权衡．能在多个方案中选定满足设计要求的最佳方案或集中各种方案的优点来改进原有方案。比较各个方案的外形、结构、功能等特点要求，明确各个方案对设计指标的符合程度。权衡各个方案的优点和缺点，从中选择最佳方案。抓住设计的核心与关键，是权衡设计方案的必要条件。‎ ‎ 5．制作模型(或原型)是技术设计过程中的一个重要环节，也是一种技术方法，它可以使设计对象具体化，有利于设计者把握设计的可能性。模型在不同的阶段有不同的作用。‎ ‎ 工艺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。常见的工艺有加工工艺、表面处理工艺、装配工艺、铸造工艺和检测工艺等。金属材料的加工包括划线、锯割、锉削等工序。‎ 例题解析 ‎ 【例1】 1816年，法国巴黎的市郊，有一群孩子正围着一堆木头玩耍。一人用大铁钉在木头的一端敲打．其余人在另一端把耳朵贴在木头上听。这时，法国医生勒内·雷奈克为一位患心脏病的贵妇看病后回来恰好路过此处，圆木的敲击声启发了雷奈克．他做了一个木管子给病人听诊．后来又做出喇叭形的象牙管，上面安装了两根柔软的管子，这就是世界上第一个听诊器。‎ ‎ 上述材料中。法国医生勒内·雷奈克发现问题的途径和方法是( )‎ ‎ ①调查问卷；②观察日常生活；③技术试验；④技术研究。‎ ‎ A．①②③④ B②③④ c．①②③ D③④‎ ‎ 答案：B ‎ (分析) 本题考查发现问题的一般方法。我们不仅应有主动发现问题的意识，而且应掌握一些发现问题的途径和方法，其中观察日常生活是最容易发现问题的途径和方法，因为日常生活是我们赖以生活的基础，它往往蕴藏着丰富的问题资源，是我们最熟悉和最容易找到问题特别是有价值问题的地方。‎ ‎ 【例2】下列产品不可能是标准件的是( )‎ A．螺钉 B．垫圈 C．螺母 D．锁 答案：D （分析）‎ 本题考查选择合适的标准件。在进行材料和部件的选择时，要尽可能地选择合适的材料或标准件。标准件是指经优选、简化、统一给以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、螺孔型材等七大类。使用标准件可以简化制作过程，节约设计力量，实现通用互换。标准件的集中生产，不仅有利于先进工艺技术的使用，还可有效地提高产品质量．降低生产成本。‎ ‎ 【例3】右图中操作方法正确的是( )‎ ‎ 答案：C ‎ （分析）本题考查金属材料的加工工艺。锯割前应把材料夹持在台虎钳上．通常情况下。锯割线应在台虎钳钳口左侧10～‎20mm处．锯割线不能太靠近台虎钳(易对台虎钳造成破坏)，也不能离台虎钳太远(操作时不稳)。右手握紧锯弓的手把，左手轻轻扶在锯弓的前端，锯割时，右手推进施力，推据加压。回拉不加压，锯程要长，推拉要有节奏。‎ ‎ 【例4】分析题 “大头贴”一直深受青少年的喜爱。如果再给它配一个精美的、有个性的相架那就能更好地展现学生自己的风采。如果有学生要给自己的大头贴照片设计一个相架，请从“人”、“物”、“环境”三个方面做出设计分析。‎ ‎ [提示]设计分析要考虑三要素：“人”、“物”、“环境”。“人”主要考虑设计所涉及的对象是学生，学生的特点是生动、活泼，追求时尚、有个性、简单的基础上追求精致等，色彩大方、明亮、欢快等；“物”是产品本身．要求结构简洁、合理，大小适中，取材容易，成本不高，又要配合大头贴照片使用，两者要能合为一体等；“环境”指设计时既要考虑该相架是放置在书桌上还是挂在墙上，又要考虑该相架的设计和制作不能对周围的环境造成不良影响。‎ ‎ （分析）本题主要考查学生对技术设计分析的理解和应用。合理的设计分析是成功进行技术设计的第一步，分析得当可以指引以后的技术设计少走或不走弯路。在设计过程中所涉及的人是一个具体而又明确的对象，这个案例指的是高中生．这就要分析高中生的学习、生活特点及生理、心理特点。“物”就是产品本身，包括功能、造型、材料等．但人的需求在很大程度上决定着产品的设计。另外．产品又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，任何产品的设计不是孤立的，而应该综合考虑“人”、“物”、“环境”三要素。‎ ‎【例5】设计题 现代人离不开自行车，自行车无噪声、无污染、质量小、结构简单、造价低廉、使用和维修方便，既能作为代步和运载货物的工具，又能用于锻炼身体。自行车自问世以来，人们 一直在不断地改进和完善它。请你从辅助功能方面(即在自行车上合理增加新的功能）对如图所示的自行车作进一步的完善，列举四点 ‎[提示]能针对辅助功能方面有所列举即可。‎ ‎①改善车座结构，增强柔软性、抗震性；‎ ‎②使车座便于空气流通，减少臀部积汗；‎ ‎③车体安装消解震动力装置；‎ ‎④安装防滑、防倒装置；‎ ‎⑤增加健身装置……‎ ‎ （分析）这是一道综合题，目的是使学生能从平时熟悉的事物中主动地去发现问题，寻找固有事物的不足，发现希望。发现问题与明确问题是设计过程的起点，而发现问题又是明确问题的前提，因此，能不能发现问题，特别是主动地发现有意义、有价值的课题，培养问题意识。对学生掌握设计的一般过程，迈好设计的第一步非常关键。‎ ‎ 在设计过程中，学生要考虑设计时所受到的主、客观限制因素，力求简单、可靠、可行。在构思过程中。学生肯定会提出很多设计方案，要进行方案的筛选。而绘制草图是一种基本的设计能力。是一种容易交流的技术语言。在草图中还要作一些必要的文字说明。‎ 自主练习 ‎ 一、基本题 ‎1．钻头(即麻花钻)是机械行业中用途最广泛和最常用的消耗性工具。小张在工厂修磨钻头的实践中发现手工修磨钻头无依靠及参照物，影响到工作的精度和质量，于是开发研制了 “‎ 钻头刃磨器”。成功地解决了磨钻头困难的问题。“钻头刃磨器”课题的发现来源于( )‎ A．观察日常生活 　　　 B．技术试验和技术研究　　 C．收集信息和分析信息 D．专家的指点 小木块 ‎2．当肥皂被用到最后一点时，为了充分利用肥皂，有人在肥皂中央加了一块小方木块，这样洗到最后，肥皂都得到了充分利用。设想虽好，但带木块的肥皂始终没有得到推广和应用，这可能是因为( )‎ ‎ A．不符合基本的科学原理 　　B．弊大于利 ‎ C．生产时质量不好 　　　　　 D．应用范围狭窄 ‎3．制作模型时，从学生的角度出发，一般要考虑的因素包括( )‎ ‎ ①尽可能废物利用；②尽可能使用标准件；③加工时要减少对复杂设备的依赖：④尽可能美观精致。‎ ‎ A．①②④ 　 B．②③④ 　 Ｃ．①②③④ 　　 D．①③④‎ ‎4．在学生设计简易手电筒的过程中，需要对简易手电筒的各个部件进行设计分析，下列分析不合理的是( )‎ ‎ A．手电筒的主要功能在于照明，一般要选择质量好的小灯泡 ‎ B．在设计的时候要考虑使用何种型号的电池 ‎ Ｃ．开关起通断电源的作用，选择时要注意是否符合学生的需要 ‎ D．手电筒筒身部分主要起美观作用 ‎ 5．一天中午，小明的妈妈把刚洗好的衣服挂在阳台的晒衣杆上，突然一阵大风刮来、刚晒好的衣服和衣架一起被风吹到楼下，当时小明就想，如果用一种方法把衣架固定在晒衣杆上，那就能避免发生此类事件。于是小明决定设计制作一款防风衣架。‎ ‎ (1)要制作防风衣架，在设计和制作过程中需要收集的信息有( )‎ ‎ ①调查有关信息，了解衣架脱落的原因； ②了解已有的防风衣架的结构特点： ③用何种材料进行制作； ④如何对防风衣架进行评价，‎ ‎ A．①③④ B．①②④ Ｃ．①②③ D．②③④‎ ‎ (2)防风衣架的设计重点应该在( )‎ ‎ A．是否美观 B．挂钩的结构 Ｃ．所用材料 D 尺寸 ‎ (3)设计防风衣架要考虑的因素有( )‎ ‎ ①具有防风功能；②制作方便；③结构简单；④拿取方便。‎ ‎ A①②③ B．②③④ Ｃ．①③④ D．①②③④‎ ‎6．我们在设计制作的过程中，为了降低制作成本和制作难度，常希望使用一些“标准件”，下列对于“标准件”的理解，正确的是( )‎ ‎ A．国家给予统一标准代号的零部件 　　B．经国家检验合格或免检的零部件 ‎ Ｃ．全国统一价格的零部件 　　　　　 　D．已经获得专利并得到保护的零部件 ‎7．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线的过程，在金属材料的加工的划线工艺中，不需要用到的工具为( )‎ ‎ A．划规 　　 B．划针 　　C．手锯 　　 D．钢直尺 ‎8．加工小木凳一般不需要用到的工具是( )‎ ‎ A．锉 B．尺 C．刨 D．锯 ‎9．分析题　下列是用方钢加工锤子的一些基本操作，请按正确的顺序排列加工步骤：‎ ‎ A．划线 　 B．选料 　 C．钻孔 　 D．锯割 E．锉削 F．攻丝 ‎10．分析题 吕静同学发现公园里跷跷板的设计存在缺陷，使用时两边必须有体重基本相同的参与者．并且是你上我下的单调的机械运动，于是她设计制作了一种软着陆单人安全跷跷板(如图Z－2－3)‎ ‎。该新型跷跷板下方装有弹簧，杆的高低可调节，结构简单美观，性能安全可靠，娱乐性强。‎ ‎ (１)根据案例，说一说吕静同学发现问题的途径，并再列举其他发现问题的途径。‎ ‎ (2)指出该作品在安全方面的优点。‎ ‎11．评价题　针对热水瓶的缺陷，提出两种改进方案。‎ 热 水 热水瓶因为重心偏高容易倾翻．会烫伤人。‎ ‎12．设计题　下雨天，大人需一手抱小孩子，一手撑雨伞，再也腾不出手来拿东西了，请你为此设计一把雨伞，方便地解决这个问题。用草图表达出来，并进行必要的说明。‎ l3．操作题　高二(2)班的通用技术操作课上，同学们学习锯割的方法，结果一节课下来，锯条断了近20根。锯条是锯割操作中比较易损坏的消耗品，请你分析造成锯条折断的三种可能的原因。‎ ‎ 二、拓展题 ‎14．小张要设计一款多用梯子，他收集信息时不必考虑的是( )‎ ‎ A．前人研究多功能梯子的案例 　　　　 B．连接部分的结构设计 ‎ C．是否申请专利 　　　　　　　　　　 D．梯子的材料 ‎15．张红同学制作的便携式小凳，凳面采用中空的盒式结构，在评估的过程中又听取了大家的意见，将凳脚板由原来的形状(如图Z-2-4甲)增开了缺口得了一个“肩”(如图Z-2-4乙)。这是考虑到( )‎ 便携式小凳 甲 乙 ‎ ‎ ‎ ‎ A．使外观更加美观 　　　 　 B．使结构强度得到增强 ‎ 　Ｃ．使质量进一步减小 　　　 D．使成本进一步降低 ‎16．从明确问题的价值角度分析，你认为以现有的技术水平，下列想法或设计合理的是( )‎ ‎ A．水变油(把乳化剂加到水中后，水就能像油一样燃烧，并带动汽车前行)‎ ‎ B．永动机(只需一个初始的力量，之后不再需要任何动力和燃料，却能自动不停地做功)‎ ‎ Ｃ．雷电利用机(利用雷电为人类造福)‎ ‎ D．手语翻译器(将手的运动转化成电脉冲，通过电脑软件再将脉冲翻译成文本)‎ ‎17．下列说法错误的是( )‎ ‎ A．起锯时要求起锯角要小，行程要长，压力要小，当陷入工件2～‎3mm时，才能正常锯割 ‎ B．锯割时．推锯加压，回拉不加压，推拉要有节奏 ‎ C．在锉刀操作的过程中，要使锉刀平稳而不上下摆动 ‎ D．锉削时．推出时稍慢．回程时稍快．动作要自然协调 ‎18．分析题　(1)如果你是消费者(作为一个高中生)，你对台灯的设计有什么要求？(列出四点)(2)如果你是生产者，你对台灯的设计有什么要求?(列出四点)‎ 对台灯的设计要求 消费者 生产者 ‎19．技术操作题　小明要加工一个简易小铁锤．铁锤锤头准备用圆钢制作，需要达到的加工要求为：长‎50mm、两端表面光洁、垂直度高等。‎ ‎ (1)请用方框图表示出铁锤锤头的加工过程。‎ ‎ (2)这一加工过程需要用到哪些工具?(举出四种)‎ ‎(3)锯割有哪些安全操作要求?(举出两点)‎ ‎20．技术操作题 这是同学们在锉削操作时常使用到的几种工件固定和操作方法。你认为它们合理吗?简单说明理由；‎ 专题二 设计的过程 ‎1 B 2 B 3．C 4．D 5．(1)C (2)B (3)D ‎6 A ‎7 C ‎‎8 A ‎9 B A D E C F 第12题 (1)肩伞：可以套在肩上使用，方便实用 ‎(2)伞帽：可以戴在头上，简单方便。‎ ‎10．(1)吕静同学发现问题的途径是：观察日常生活。其他发现问题的途径：收集和分析信息，技术试验和技术研究等。 (2)安全性能好。改变了原来跷跷板着地时产生的震动力，现在落下时为“软着陆”，震动感较小，有效地解决了使用者的脊椎骨和后脑的防震问题。‎ ‎11. 改进方案：①设计一种椭圆形的热水瓶．降低重心。②在热水瓶上装上一个支架，老人、小孩倒水能防止烫伤或摔坏热水瓶。倒水时．只需手扶把手将瓶体倾斜，活动支架自动垂下支承整个瓶体重量，瓶体即可倒出热水。‎ ‎13．(1)锯条安装不当；(2)工件夹装不正确；‎ ‎18.‎ ‎(3)锯割压力过大或突然加压；(4)强行纠正歪斜的锯缝；(5)调换新锯条后，仍在原锯缝过猛地锯下，受卡后被拉断；(6)锯条中间成局部磨损或中途停止使用后，手锯未从工件中取出而碰断。 14．C 1 5．B 16 D 17．A ‎ 对台灯的设计要求 消费者 台灯光线好，能保护视力，没有频闪或频闪度较低；造型美观；有个性设计的台灯；价格适中；安全系数好；等等 ‎ 生产者 价廉物美，造型时尚，美观大方；照明效果好；成本低，功能多；安全系数要好；等等 取料 划线 锯割 锉削 ‎19．(1)请用方框图表示出铁锤锤头的加工过程。‎ ‎ (2)钢角尺、划针、锯弓、台虎钳、锉刀 (3)①起锯时要规范，锯割时姿势正确、方法得当；‎ ‎ ②为安全起见，工件接近锯断时，应用左手扶持被锯下的部分，防止其跌落；③避免锯条断裂弄伤人……‎ ‎20．A：不合理，操作姿势不当，操作方向要垂直于钳口，这样工件夹住后就不会移动，而如图所示的操作方向，容易使工件发生移动。B：不合理，工件锉削口离台虎钳口太近，操作时易损坏台虎钳；‎