通用技術《技術與設計》知識點梳理.doc

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⑷、技術進步不僅帶動社會生產的發(fā)展和社會活動的變化，而且滲透到軍事、政治、文化各領域。 3、技術與自然的關系 ⑴、利用技術，人類可以改造和利用自然。如：都江堰、荷蘭的風車。 ⑵、人類利用技術和改造自然要有合理的尺度，要注意對自然的保護，不能忽視對自然的保護，不能忽視一些技術或產品對環(huán)境可能造成的負面影響。 ⑶、技術的發(fā)展給自然環(huán)境帶來了問題，但也給解決這些問題提供了可能。 “綠色”技術：主要包括綠色產品的生產技術以及清潔工藝等。 二、技術的性質 1、技術的目的性 技術總是從一定的目的出發(fā)，針對、具體的問題，形成解決方案，從而滿足人們的某方面的需求。如：助聽器的發(fā)明。人類有目的、有計劃、有步驟地技術活動推動了技術的不斷發(fā)展。 2、技術的創(chuàng)新性 創(chuàng)新是技術發(fā)展的核心。技術的發(fā)展需要創(chuàng)新。技術創(chuàng)新常常表現(xiàn)為技術革新和技術發(fā)明。技術革新一般是在原有技術的基礎上的變革和改進，技術發(fā)明則是一項新技術的產生。技術創(chuàng)新是一個艱難的歷程。 3、技術的綜合性 ⑴、技術活動往往需要綜合運用多種知識。 技術具有跨學科的性質，綜合性是技術的內在特性。一般地，每一項技術都需要綜合運用多個學科、多方面的知識。 ⑵、技術與科學的區(qū)別與聯(lián)系 科學是對各種事實和現(xiàn)象進行觀察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計算和實驗，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并予以驗證和公式化的知識體系?？茖W側重認識自然，力求有所發(fā)展（科學是回答“為什么”）；科學通過實驗驗證假設，形成結論。 技術則是人類為了滿足自身的需要和愿望對大自然進行的改造。技術側重改造和利用自然（技術是解決“怎么辦”），科學促進了技術的發(fā)展，技術推動了科學的進步。技術通過試驗，驗證方案的可行性與合理性，并實現(xiàn)優(yōu)化。 例如：科學活動有牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律、愛因斯坦提出相對論、伽利略提出自由落體定律；技術活動有瓦特發(fā)明蒸汽機、貝爾發(fā)明電話、莫爾斯發(fā)明電報。 科學研究為技術發(fā)展拓展空間，成為技術發(fā)展的重要基礎，技術發(fā)展也促進科學的應用與延伸，科學促進技術發(fā)展，技術推動科學進步。 ⑶、技術與其他科學都有聯(lián)系，如技術與藝術，技術與工藝學，技術與材料學等。 4、技術的兩面性 任何事物客觀上都有兩面性，技術也不例外。它既可以給人們帶來福音，也可能給人們帶來危害。例如：電池可以帶來光明和動力，也可以帶來嚴重的環(huán)境污染。 試講述一下下列技術的正反兩方面的影響： 網(wǎng)絡技術 （方便人們交流溝通，但也有人利用網(wǎng)絡犯罪）、 B超技術 （可以用于醫(yī)療，但也有人進行胎兒鑒別）、 克隆技術 （克隆人體器官用于醫(yī)療，但也會挑戰(zhàn)人類倫理道德）、 核技術 （發(fā)電，但也會用于戰(zhàn)爭）、 空間技術 （科學實驗，衛(wèi)星通訊。產生太空垃圾）。 轉基因技術（可制造符合人類要求的動植物，但其負作用還未知） 5、技術的專利性 技術作為創(chuàng)造性勞動成果，是技術發(fā)明人的智慧和勞動的結晶，它包含豐富的社會價值和經濟價值。在技術實現(xiàn)其價值的過程中，技術發(fā)明者對此項有一定權力，這種權利受法律保護。 知識產權：是人們基于自己的智力活動創(chuàng)造的成果和經營活動的標記、信譽而依法享有的權利。狹義的知識產權包括著作權、專利權、商標權三部分。 專利權是指依法批準的發(fā)明人或其權利受讓人對其發(fā)明成果在一定年限內享有的獨占權或專用權。專利權是一種專有權，一旦超過法律規(guī)定的保護期限，就不再受法律保護。 專利的特性：獨占性、時間性、地域性? 專利申請步驟： 寫好專利文件à遞交專利文件并交納申請費à專利局審查文件à批準專利à領取專利證書并繳納年費及證書費。 三、技術的未來 對“技術的未來”的思考和憧憬，既不需要技術迷惘中的曠世悲愴，也不需要技術崇拜中肓目樂觀。理性地看待技術，以負責、更有遠見、有具道德的方式使用技術。 第二章 技術世界中的設計 一、技術與設計的關系 1、技術的發(fā)展離不開設計 設計的定義：設計是基于一定設想的、有目的的規(guī)劃及創(chuàng)造活動。一項技術的創(chuàng)新需要設計，一個技術產品的更新需要設計，一項新工藝的改進也需要設計。如：書寫工具的發(fā)展、電動剃須刀的發(fā)展。 （1）、設計是技術成果轉化的橋梁和紐帶。案例：白色污染和可降解餐具 （2）、設計促進技術的革新。案例：移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 2、技術的更新對設計產生重要影響 （1）、技術是設計的平臺，沒有技術作基礎，設計將難以表現(xiàn)和實現(xiàn)。如：達·芬奇的研究和發(fā)明 （2）、技術更新為設計提供了更為廣闊的發(fā)展空間，使設計的主題更加豐富，設計的表達方式更加多樣，設計的效率更高。同時，技術更新也為產品的更新?lián)Q代創(chuàng)造了更加便利的條件。如：燈具的發(fā)展 （3）、技術進步還促進人們設計思維和手段的發(fā)展。發(fā)展的技術不斷豐富著人們的設計思維，它促使人們不斷考慮如何應用新技術、新材料、新工藝來改進現(xiàn)有的產品，如何有機地結合各種技術來開發(fā)新產品等問題。發(fā)展的技術不斷豐富著人們的設計手段和方法。如：奧運場館“鳥巢”中使用的新技術、新材料、新工藝。 3、設計的豐富內涵 技術世界的設計，其核心是技術設計。設計主要分為：技術設計與藝術設計。技術設計側重：功能、結構、材料、程序、工藝；藝術設計側重：欣賞、審美、色彩、造型、聽覺效果、情感。在很多情況下，技術設計和藝術設計緊密地聯(lián)系在一起的。 二、設計中的人機關系 1、什么是人機關系 在現(xiàn)實生活中，我們每時每刻都會與身邊的物品發(fā)生聯(lián)系。當我們使用這些物品時，物品就與人產生了一種相互關系。這種相互的關系就稱為人機關系。 當然“人機關系”中的機并不僅僅是指計算機或機器。還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等，當人們身處某一環(huán)境的時候，這時的人機關系就體現(xiàn)為人與環(huán)境的相互關系。案例：乘電梯、進門中存在的人機關系。 　　在人與某個產品構成的人機關系中，往往存在復雜的多方面關系。 2、人機關系要實現(xiàn)的目標 （１）、高效 在設計中,應該把人和機作為一個整體來考慮,合理或最優(yōu)地分配人和機的功能,促進二者的協(xié)調,提高人的工作效率。 也可通過改變環(huán)境因素來提高工作效率,環(huán)境因素包括溫度、濕度、噪聲、照明、振動、污染和失重等。如：“科學管理之父”美國人泰勒“鐵鍬作業(yè)試驗”。 （２）、健康 　　人機關系所追求的健康 , 是指在長期操作或使用的情況下 , 產品對人的健康不會造成不良的影響。案例：高跟靴、煙 （３）、舒適 　　人機關系中的舒適是指人在使用產品的過程中,人體能處于自然的狀態(tài), 操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常的肢體活動范圍之內, 而使人不致過早地產生疲勞。心理上的舒適感受也是人機關系應當考慮的目標。案例：培土小工具 （４）、安全 　　安全是指在人們的操作使用中,產品對人不構成生理上的傷害，產品與人接觸的部分不允許有尖角和鋒利的邊槽。如：安全帽、安全帶、安全氣囊等　 3、如何實現(xiàn)合理的人機關系 （１）、考慮到普通人群和特殊人群 現(xiàn)在大多數(shù)產品是為了普通人群設計的，設計參照的標準是依據(jù)普通人群的數(shù)據(jù)確定的。但是特殊人群也是社會的重要組成部分，他們往往有著獨特的需要。所以在設計時，還應充分地考慮特殊人數(shù)的特點和需要。如：要考慮到殘疾人的需求。 （２）、考慮靜態(tài)的人與動態(tài)的人的關系 　　人們使用產品時時常處于動態(tài)和靜態(tài)兩種狀態(tài)之中，因此，設計的產品不但要符合人體靜態(tài)的尺寸，也要符合人體的動態(tài)尺寸。要讓人在使用它時，能夠方便施力、有足夠的空間等。這樣的設計有利于減少人體疲勞，提高效率，滿足健康、舒適的要求。 （３）、滿足人的心理需求和生理需求 　　設計中的人機關系，不僅要滿足人的生理需求，而且要滿足人的心理需求。產品的色彩、材質等都會對人的心理產生影響。視覺、聽覺、觸覺、味覺等都影響人的心理感受，如果能在設計中注意滿足人在這些方面的心理需求，就可以將人機關系處理得更好。 案例：茶座、咖啡屋的設計應以暖色調為主，將空間處理得小一些，以營造溫馨、寧靜的效果；而辦公空間一般應以冷色調為主，空間處理要簡潔明快，以求產生嚴謹、高效的工作氛圍。這樣的設計都是為了滿足人的心理需求。 （４）、信息的交互 　　人與產品的互動過程就是人與產品之間信息傳遞的過程.即人機之間運用信息語言交流的過程。改善信息傳遞的途徑能夠獲得更好的人機關系。 　　如：電話機的無液晶屏顯示、有液晶屏顯示、可以視屏通話。案例：汽車的顏色 三、技術試驗及其方法 1、什么是技術試驗 （1）定義；我們通常將技術活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗、優(yōu)化等探索性實踐活動稱為技術實驗。如：技術試驗衛(wèi)星 要注意技術試驗與科學實驗并不一樣。 （２）作用：技術試驗是技術研究不可缺少的基本方法和手段，對技術應用的實現(xiàn)起到了有力的保障作用。通過技術試驗，可以使設計得以改進和完善，將設計的風險和失誤降到最低。如：阿什塔比拉河橋的垮塌、青梅素皮試試驗 （３）分類：對技術實驗，我們可以根據(jù)應用的范圍不同進行分類，如農業(yè)試驗、工業(yè)試驗、國防試驗、科學技術試驗等；還可以根據(jù)目的的不同進行分類，如性能試驗、優(yōu)化試驗、預測試驗、信息試驗等。 2、技術試驗方法 （1）優(yōu)選試驗法：運用數(shù)理統(tǒng)計的方法，選定若干次典型意義的試驗，邏輯地推出全部試驗所達到的最佳效果。如不同品種水稻的對比試驗等。 （２）模擬試驗法：是通過再現(xiàn)的形式來模擬現(xiàn)實發(fā)生情況的方法。如汽車碰撞試驗。還可以通過縮?。ǚ糯螅┍壤齺砟M所設計的現(xiàn)場效果。大壩水利試驗等。 （３）虛擬試驗法：利用計算機技術來虛擬現(xiàn)實中的技術設計原型并進行試驗的方法稱為虛擬試驗法。如：計算機虛擬火星探測器模擬登陸動畫等。 （4）強化試驗法：是在技術試驗中通過擴大和強化試驗對象的作用，提高試驗效率的方法。 （５）移植試驗法：　在相互有差異的事物之間，將某些共同相關的因素從一物移植到另一物進行試驗的方法。如橘子從長江以南移植到長江以北的種植試驗。這就是一種非常典型的移植試驗。如：小白鼠等。 3、技術試驗的實施與報告的寫作 技術試驗的實施包括：制定試驗計劃、抽取樣本、進行試驗、分析數(shù)據(jù)、得出結論 技術試驗是一種探索性的實踐活動，需要試驗者具有科學的精神、嚴謹?shù)膽B(tài)度；技術實驗往往要經歷一個曲折的過程。因此，科學的精神、嚴謹?shù)膽B(tài)度、頑強的毅力等良好品質對于技術試驗的實施具有重要作用，實際書試驗者必須具備的基本品質。 技術試驗試驗報告的寫作順序：試驗目的、試驗準備、試驗步驟、試驗記錄、試驗總結 4、技術試驗在設計中的作用 通過試驗可以發(fā)現(xiàn)問題、深化認識、推動技術設計的發(fā)展。特別是在設計的后期，對設計進行綜合性的整體試驗，可以為設計的評價提供準確、客觀的數(shù)據(jù)。 第三章 設計過程、原則及評價 一、設計的一般過程 1、 發(fā)現(xiàn)和明確問題 從本質上說，設計是一個問題求解的過程。它從問題出發(fā)，并圍繞問題展開各項活動。因此，設計必須從調查需求、分析信息、發(fā)現(xiàn)和明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎上提出設計項目，明確設計要求。 2、 制定設計方案 在發(fā)現(xiàn)和明確要求的基礎上，我們緊接著要做的就是通過各種渠道，盡可能廣泛地收集設計所需的信息，通過對各種信息的歸納和分析，挖掘影響設計的主要因素，大膽提出各種設計想法，并依據(jù)一定條件對各種想法進行篩選，確定最終的設計方案。這就是制定設計方案的過程。 在這個過程中，要大膽突破傳統(tǒng)觀念的束縛，始終明確。 （1）運用不同的材料、結構可以產生不同的設計方案。 （2）任何設計方案都有改進的可能性，好方案決不會僅有一個。 收集信息：可以通過用戶調查，專家咨詢，查閱圖書資料，收聽收看廣播電視，瀏覽互聯(lián)網(wǎng)等渠道收集有關的信息。 設計分析：面對收集到的各種信息，要根據(jù)設計要求，找出設計需要解決的主要問題，并分析其可能的解決辦法。面對設計要求和約束條件之間的相互矛盾，為了找到最好的解決辦法，應該提出盡可能多的設想，以便于權衡利弊，作出選擇。 方案構思：方案構思是設計過程中最富有挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)，它要求我們根據(jù)設計要求，大膽構思，努力挖掘自己的創(chuàng)造潛力，提出解決問題的多個設想。 方案呈現(xiàn)：構思過程中產生的設計想法常常是模糊的，為了使其具體化，我們通常會用草圖把它們轉化為視覺形象。同時，這些想法又是零散的，從中我們并不能看到一個完整的設計方案，所以我們還要對這些想法進行綜合。 方案篩選：當多個設計方案產生以后，我們就要依據(jù)一定的原則，對這些方案進行篩選。 3、 制作模型或原型 完成方案篩選后，我們就要開始制作模型或者原形了。一般地，模型制作包括兩個階段，既繪制圖樣和制作模型或原型。對于圖樣，我們既可以手工繪制，也可以用計算機輔助制圖。對于小型、簡單的產品可以直接制作產品原型，而對于大型、復雜的產品先制作縮小、簡化的模型。 4、 測試、評估及優(yōu)化 要明確設計方案是否可行，我們還必須進行各種測試、評估，以優(yōu)化設計方案、完善產品原型。 測試：在模型或原型制作完成后，一般需要對其進行測試。測試的目的是檢驗產品在操作、使用過程中，在結構和技術性能等方面能否達到預定的設計要求。 評估：在測試的基礎上，我們還要對設計方案和產品進行較為全面的評估。這種評估，在設計過程中需要反復進行。 優(yōu)化：為了優(yōu)化設計方案，我們既要分析測試和評估的具體記錄，也要重視對公眾意見的調查，以明確改進的方向。一般說來，我們可以對三種典型人群，即專家、潛在客戶和用戶進行調查，征集優(yōu)化的具體意見。 5、 產品的使用和維護 在產品使用過程中，正確的使用和維護既可以使產品更好地滿足人民的需求，又能延長其使用壽命。因此，掌握正確的使用和維護方法對于產品使用者來說尤為重要。為此，我們通常要設計一份產品設計說明書。 設計實際上是一個動態(tài)的過程。在一項具體設計中，有些階段或步驟可能會發(fā)生變化，有些步驟之間則可能出現(xiàn)一定的循環(huán)。因此，我們不能將設計的過程簡單化、模式化，而應根據(jù)設計的需要進行靈活安排。 需求分析 設計分析 方案構思 模型制作 測試和評估 二、設計的一般原則 在長期的設計實踐中，人們逐漸總結出創(chuàng)新、實用、經濟、美觀、道德、技術規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展等設計的一般原則。這些原則往往互相聯(lián)系，互相制約，互相滲透，并體現(xiàn)在設計過程的各環(huán)節(jié)中，成為指導設計過程和進行設計評價的基本準則。 1、 創(chuàng)新原則 設計是人類為了追求美好生活而進行的創(chuàng)造性活動。 創(chuàng)新就是通過引入新概念、新思想、新方法、新技術等，或對已有的產品的革新來創(chuàng)造具有相當社會價值的事物或形式。創(chuàng)新是設計的核心。生活因設計而豐富多彩，設計因創(chuàng)新而魅力四射。 設計過程中，一般可以從原理、結構、技術、材料、工藝等方面進行考慮改進和突破，以實現(xiàn)創(chuàng)新的目標。要實現(xiàn)產品設計的創(chuàng)新，除了了要最大限度地發(fā)揮人的智慧外，還應注意利用最新的技術成果和現(xiàn)代的設計理論和方法。 2、 實用原則 設計中的實用性是指設計的產品為了實現(xiàn)其目的而具有的基本功能。物理功能（性能、構造、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、機理和裝飾）、社會功能（個人價值、興趣、愛好和社會地位）。 產品的實用性是從設計的目的出發(fā)的，它隨時代的改變而改變，隨人群的改變而改變，具有鮮明的個性特征。 3、 經濟原則 設計中的經濟原則是指以最低的費用最得最佳的效果。所謂最低的費用，是指產品在得到最優(yōu)良的設計，實現(xiàn)最佳的功能的同時，所涉及到的各方面的成本和總量最小。由于產品所用的材料都有其特定的性能和加工的方法，作為設計者，如果只追求形式美而不了解生產工藝，往往就會出現(xiàn)無法生產或成本很高的情況。另一個方面，如果設計者只追求價廉而粗制濫造，就從根本上違背了設計的目的，可能會導致產品滯銷或虧本銷售，造成更大的浪費。 產品設計必須從消費者的利益出發(fā)，合理使用優(yōu)質價廉、能優(yōu)化產品質量的原材料，并在明確目標市場、控制生產成本、提高產品附加值等基礎上改進與完善產品設計，為企業(yè)的生存與發(fā)展服務。 功能成本比=功能/成本。提高功能成本比的方法：在功能不變的前提下降低成本；在價格不變的前提下，增加功能；在增加功能的同時降低成本。 4、 美觀原則 產品外觀的美是通過對產品造型，大小比例，使用材料，色彩搭配，裝飾圖案等的設計組合來表達的。通過各種元素組合，表現(xiàn)產品不同的設計特點，強調形態(tài)美，技術美，材質美，色彩美等獨特的表現(xiàn)元素，就會產生不同的產品風格，帶給人們各種美的享受。 產品設計中的美觀原則是多元的，受到消費者、功能、技術、文化傳統(tǒng)等多方面的影響。 5、 道德原則 產品設計者必須具有寬廣的眼界和高度的社會責任感，并力求用設計完美的產品奉獻社會，維護、完善社會倫理道德，推進人類文明的發(fā)展。 產品的設計應始終堅持為人民服務的宗旨，不能出于某種不道德的目的。產品的設計不能單純?yōu)榱酥\取利益而損害人類所居住的環(huán)境，更不能為了私利而設計制造低級趣味的產品，生產假冒偽劣產品，甚至用報廢、有毒材料制造食品、藥品等關系到人們身體健康的產品。此外，設計是創(chuàng)造性的活動，在利用有關知識產權和專利的法律法規(guī)保護自己的成果的同時，還要尊重他人的知識產權、技術成果的道德觀念。 6、 技術規(guī)范原則 產品的設計必須符合一定的技術規(guī)范。技術規(guī)范是有關開發(fā)生產技術的知識、領域、方法和規(guī)定的綜合。 技術規(guī)范既有強制性的標準，也有推薦使用的技術規(guī)范。強制性標準是產品設計制造必須達到的要求，否則將出現(xiàn)各種質量和安全方面的事故。推薦性的技術規(guī)范不是產品制作必須要達到的，而是對企業(yè)形象和產品的質量有很大影響的要求。 7、 可持續(xù)發(fā)展原則 在技術世界中，技術產品是與生態(tài)、環(huán)境、資源等緊密相連的。樹立可持續(xù)發(fā)展的理念，體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求，不僅是產品設計者應當遵守的原則，而且是產品設計者應當承擔的責任。技術設計的可持續(xù)發(fā)展原則是指產品的設計既滿足當代發(fā)展的需求，又要考慮未來發(fā)展的需要，不以犧牲后人的利益和長遠的利益為代價來滿足當代人的需求。 可持續(xù)發(fā)展原則是隨著人類社會的發(fā)展和人類認識的深入而不斷發(fā)展變化的。 總之，產品的設計要考慮到人類長遠的發(fā)展，資源與能源的合理利用、生態(tài)的平衡等可持續(xù)發(fā)展的因素。 設計是一項綜合活動，其一般原則對設計的成功具有重要影響。但是在實際運用中，各種原則并不是各自獨立的，它們之間有著相互聯(lián)系、相互制約、相互影響的關系。最基本的原則是使用原則，創(chuàng)新是核心。 三、設計的評價 設計的評價是指依據(jù)一定的原則，采取一定方法和手段，對設計所涉及的過程及結果進行事實判斷和價值認定的活動。它對設計者樹立質量管理意識、強化質量管理、高質量完成設計任務有重要作用，同時也有助于設計中的信息交流和工作反思。 評價涉及到評價對象和評價者。從評價對象來看，設計的評價可以分為兩類：一是對設計過程的評價，二是對設計成果的評價。從評價者來看，也有兩類：一是設計者自我評價，二是他人的評價。 無論是對設計過程的評價還是對設計成果的評價，都應建立在事實判斷的基礎上。也就是說，評價者首先應對設計過程和設計方案的各個細節(jié)進行準確的判斷、說明、闡述。只有在事實確定的前提下，評價才會有效，才不至于失真。 進行評價必須制定相應的標準。由于設計的目標和內容不同，設計評價的標準也就不同，有時可以有所側重。評價標準的制定應當客觀、明確，體現(xiàn)科學性和可操作性。 1、 對設計過程的評價 加強對設計過程的評價是樹立質量管理意識、加強質量管理、實現(xiàn)設計目標的關鍵。 對設計過程的評價要注意把握各個環(huán)節(jié)或階段的主要任務和目標，要注意把握設計過程中各個環(huán)節(jié)或階段之間的銜接和協(xié)調，要注意階段性成果的質量。對設計過程的評價應服務于完善設計方案、促進個人發(fā)展的根本目標，不僅僅是設計過程終結時的回顧性、反思性評價，而且也包括設計過程之中的即時性、階段性評價。因此，對設計過程的評價應寓于設計的全過程。 2、 對最終產品的評價 最終產品是設計過程的結晶，是設計質量、設計水平的集中體現(xiàn)。對最終產品的評價，有兩個基本的依據(jù)：一是參照設計的一般原則進行評價，二是依據(jù)事先制定的設計要求進行評價。在實際評價中，這兩個方面也可以結合起來。 由于對最終產品的評價是對設計成果的總評價，因此，應從多方面把握評價內容。對于不同的產品，評價的內容及標準可能有所不同。 3、 設計的評價和設計的交流 很多情況下，設計的評價目的往往不是為了甄別，而是為了相互交流信息、征求意見、共同研討，進而完善設計方案。即使是從參與設計成果的評價出發(fā)而進行的評價，也離不開設計的交流。因此，設計的交流貫穿于設計的全過程，是設計評價的基礎。 設計的交流可以通過多種方式進行。其方式有口頭語言、文本、技術圖樣、圖表、模型、計算機演示、網(wǎng)頁等。具體方式的選用可根據(jù)不同的場合、不同的目的、不同的要求，不同的對象等因素進行選擇。 在設計的交流過程中，應當注意提煉關鍵的技術信息。對他人所提出的理念、信息、意見要做客觀的、有意義的、實事求是的分析，要能敏捷地抓住他人的意見、建議中的創(chuàng)新點或對自己設計活動有啟發(fā)意義的部分，用以改進自己的設計，從而師交流的過程成為改進自己設計、開闊自己視野的過程。 第四章 發(fā)現(xiàn)與明確問題 一、發(fā)現(xiàn)問題 1、 問題的來源 生活中，有許多形形色色我們所不知道的需要解答的問題，這就是問題。在技術課程中，我們討論的主要是技術方面的問題。 從技術角度看，人類進步與發(fā)展的過程就是不斷地發(fā)現(xiàn)問題，不斷地進行設計，從而解決問題的過程。問題是如何產生的？ 第一種：人類生存活動中必然會遇到的問題。 第二種：由別人給出問題，設計者必須針對問題尋求解決方案。 第三種：基于一定的目的由設計者自己主動發(fā)現(xiàn)問題，并試圖解決它。 第一、第二種問題的提出往往比較明確，主要是針對一般的和已有的問題提出的，而第三種問題卻是全新的，它需要我們積極主動的思考，需要我們細致入微的工作，需要我們獨具慧眼的發(fā)現(xiàn)。這類問題的發(fā)展，一方面可以挑戰(zhàn)和拓展我們的能力，另一方面也有可能更好地滿足人們的需要，推進技術的發(fā)展和創(chuàng)新。 2、 發(fā)現(xiàn)問題的途徑和方法 a、 觀察日常生活 日常生活是我們尋在的背景和基礎，它往往蘊藏著豐富的問題資源，同時也離我們最近。對于日常生活中的問題，我們還可以通過有目的、有計劃的觀察來加以發(fā)現(xiàn)。這樣的觀察，往往需要根據(jù)一定的目的，先制定一個觀察提綱或觀察表，然后用自己的感官和輔助工具觀察日常生活的某一個方面，最后在一定的總結與分析的基礎上提出問題。 b、 收集和分析信息 我們通過對信息的收集、檢索和分析，往往可以發(fā)現(xiàn)有些有價值的問題；通過問卷調查、詢問訪談等方式進行信息的收集，也會有驚人的發(fā)現(xiàn)。我們把對已有文獻信息進行收集、分析的方法稱為文獻法；把問卷的方式進行實際調查，獲取信息、發(fā)現(xiàn)問題的方法稱為問卷調查法；把以詢問的方式收集和獲取信息、發(fā)現(xiàn)問題的方法稱為詢問法。其中，詢問法包括直接詢問法、間接詢問法、集體詢問法、家庭走訪詢問法、個別詢問法。 c、 技術研究與技術試驗 技術研究、技術試驗是重要的技術活動，也是發(fā)現(xiàn)問題的途徑和方法。通過技術研究、技術試驗，我們有可能從對已有技術問題的研究中發(fā)現(xiàn)與之相聯(lián)系的問題，從已有的研究結論中發(fā)現(xiàn)新的問題，也有可能在技術研究、技術試驗中獲得靈感、體悟，進而發(fā)現(xiàn)新的問題。 二、明確問題 1、 明確問題的內容和價值 a、 問題是否明確 采用各種方法可以發(fā)現(xiàn)很多問題，但這些問題有時可能是模糊不清的，需要我們進一步加以明確。明確問題需從問題表述本身是否明確、問題產生的原因是否明確、提出問題的目的是否明確等方面進行考慮。 b、 問題的價值 明確了問題的內容以后，還需要確定問題是否有價值。 （1）所提出的問題是否尊循了基本的科學原理。 （2）迄今為止，能否確認該問題尚未得到充分解決。 （3）在調查的范圍內，該問題是否有普遍意義，在更廣的范圍內，該問題是否有意義？ （4）在多個問題同時發(fā)生時，該問題是否是主要問題？ （5）現(xiàn)有的技術條件能否解決這個問題？技術發(fā)展以后呢？ （6）解決該問題所需要的投入是多少？投入與產出的比是否理想？ 明確問題的內容和價值，除了需要一些主觀的分析外，還可以借助于一些研究手段來進行。這樣，既可以深化對問題的認識，進一步明確問題的內容和價值，又可以為分析問題解決的條件及實現(xiàn)的可行性、提出設計要求奠定的基礎。 2、 明確解決問受到的限制及具體的設計任務 在明確問題的內容與價值后，還應該明確解決這一問題所受到的主觀條件的限制，明確設計所應受到的限制和所應達到的標準，進而提出設計任務。 無論是一個問題的解決，還是一項設計的進行，它的限制主要是由兩方面決定，一是設計對象的特點和問題解決的標準，二是設計者的技術能力和條件。 當我們對解決問題所受到的限制作了全面的梳理和分析后，就可以將該問題明確地視為一個設計對象，并依據(jù)已有的調查、研究和分析，提出具體的具有一定可行性的設計要求了。 3、 設計計劃 為了保證設計的順利實現(xiàn)，我們需要制定設計計劃。設計計劃可以更好地保證設計有目的、有計劃地進行，它可以通過工作程序的排列來表示。 為了統(tǒng)籌安排設計進度，合理利用設計資源，并根據(jù)時間要求以及設計各個階段的工作量和設計的難易程度，科學、合理地分配時間，在完成設計計劃的基礎上，還需要制定一份時間進度計劃表。設計各階段工作的展開有的可以同時進行，有的需要依次推進。 根據(jù)需要，時間進度計劃表還可以用設計計劃書的形式來表達。 第五章 方案的構思方法 一、方案的構思方法 1、 設計分析 合理的設計分析是成功地進行技術設計的關鍵一步，分析得當可以指引以后的技術上可以少走或不走彎路。 產品本身是一個整體，包括功能、造型、材料等，但任何產品都不是孤立存在的，一方面，它是為人服務的，人的需求在很大程度上決定著產品的設計；另一方面，它是在一定的環(huán)境中使用的，必然受到環(huán)境的制約，并對環(huán)境產生影響。因此，設計任何產品都應綜合考慮物、人、環(huán)境三個方面。詳見書本P95臺燈分析的例子。 2、 方案的構思方法 方案的構思是指人們在一定的調查研究和設計分析的基礎上，通過思考將客觀存在的各要素按照一定的規(guī)律架構起來，形成一個完成的抽象物，并采用圖、模型、語言、文字等方式呈現(xiàn)思維過程。 方案的構思過程中，考慮到的許多問題是模糊的、零散的、不系統(tǒng)的，而且也是不具體的，怎樣把這些模糊的、零散的、不系統(tǒng)的設計想法變成我們能看到的、比較完整的具體方案呢？這就需要一定的方法 （1）草圖法 設計時，我們可以運用草圖法進行構思。草圖不僅能將一些想法明確地表達出來，而且可以隨意修改。在運用草圖法進行構思的過程中，學生可以捕捉靈感、自由發(fā)揮、不受約束。 （2）模仿法 模仿現(xiàn)實生活中存在的一些事物進行方案的構思。如仿生技術 （3）聯(lián)想法 要用聯(lián)想的方法進行方案的構思，人們就必須具備豐富的實踐經驗、較廣的見識、較好的知識基礎及豐富的想象力。 利用聯(lián)想法進行方案的構思，不一定能使技術設計一次性成功，但它有可能為構思找到一種方法或一條形成方案的路徑。運用聯(lián)想法進行構思后，我們不能盲目地實踐，而應該首先對方案進行科學論證，而后再進行制作和實施。 （4）奇特性構思法 奇特性構思法所形成的方案一般具有原創(chuàng)性。這些構思在歷史上很少發(fā)生，或從來沒有發(fā)生過，甚至有些構思在當前的科學、技術、經濟條件下無法實現(xiàn)。 3、 方案的比較和權衡 在多個方案經構思形成后，我們往往要對這些方案進行評判和比較，同時要從設計的目的出發(fā)，針對一些相互制約的問題進行權衡和決策，最后選出較為滿意的方案或集中各方案的優(yōu)點進行改進。 對方案進行比較和權衡的過程是一個綜合考慮的過程，各個指標并不是獨立的，它們相互關聯(lián)、相互制約。抓住設計的核心與關鍵是權衡設計方案的必要條件。 考慮的方面：實用、美觀、創(chuàng)新、穩(wěn)定性、安全性、環(huán)保性、加工難易程度、經濟成本。 第六章 設計圖樣的繪制 一、設計表現(xiàn)圖 1、技術語言的種類與應用 技術語言是一種在技術活動中進行信息交流的特有的語言形式。技術活動的豐富性使得技術語言具有多樣性。比如圖樣、圖表、模型、符號等。 技術語言可以有不同的分類方法。按照專業(yè)類型來分， 有計算機程序語言、工程圖學語言等；依照人的感覺類型的不同來分，有視覺語言、聽覺語言和觸覺語言等；依據(jù)人的視覺形式的不同來分，有圖形符號語言、文字符號語言等。 技術語言的兩大特征：言簡意賅、通俗直觀。 不同的技術語言往往適用于不同的應用范圍，具有不同的功能。 口頭語言：較多適用于面對面的、規(guī)范要求并不過于嚴格的場合，其特點是簡潔、方便。 技術圖樣：是采用某種規(guī)范形式將設計用圖樣的形式表達出來的一種設計交流的語言。具有直觀性、高效性、準確性和永久性。說明和陳述比較詳細。 模型：具有感性、直觀的特點，容易吸引觀眾或讀者的注意，并使人更容易把握技術的特征，是最具有技術特征的一種表達方式 圖表包括相關的表格、草圖、效果圖等。圖表是表達設計思想的一種十分有效的手段。文本、圖表之類的交流方式相對比較正式，適用于具體有一定技術要求的交流，其特點是較為規(guī)范，可以反復查閱、核對。 計算機演示、網(wǎng)頁：是各組成部分和運作一目了然，比較生動、形象，其中網(wǎng)頁的方式還具有交流時間靈活、開放性強等特點。 網(wǎng)絡語言：幫助人們實現(xiàn)了遠程的設計交流的需要。 除了上述技術語言外，在技術活動中，我們還需要借助另外的技術語言如技術符號、精度要求、必要的文字說明等。各種技術語言的靈活應用構成了對設計的完美表達。 2、草圖的繪制 徒手繪圖：掌握正確的握筆姿勢，徒手自由畫線練習，提高對筆的控制能力。 網(wǎng)格徒手畫：作圖的要領是與地面垂直的線垂直畫，與地面平行的線按網(wǎng)格上的斜線畫，同時以網(wǎng)格上的小格來確定物體的比例關系。作圖時，先按照作圖的要領，用鉛筆畫出物體的結構線，使物體的各部分結構關系能清楚地表達出來，然后用墨線描出物體的輪廓線，注意外輪廓的實線要略為粗一點。 基本圖形的繪制請參看書本P113 草圖也叫方案草圖或設計速寫，它能迅速捕捉和記錄設計者轉瞬即逝的創(chuàng)作靈感，表達設計創(chuàng)意，是把設計構思轉化為現(xiàn)實圖形的有效手段之一?？煞譃闃嬎疾輬D和設計草圖。 構思草圖是設計者在設計過程中產生的設計想法的記錄，它以具體圖形的形式記錄和描繪設計者頭腦中的諸多想法。設計的主體構思基本上是在繪制構思草圖階段完成的。 設計草圖是經過設計者整理、選擇，修改和完善的草圖，它是一種正式的草圖方案。設計草圖是構思草圖中挑選出來的，可以繼續(xù)深入的，可行的實際方案，是通過對細節(jié)的完善得到的。 草圖的繪制步驟，詳細參看P115 3、 透視效果圖的識讀 學會識讀效果圖，可以通過畫面所表現(xiàn)的形式獲取需要的設計信息。與草圖相比，效果圖更能真實地表現(xiàn)產品的式樣、材質和空間效果等。因此在識圖時要注意從整體上把握產品的形態(tài)、功能和特征，要注意從中了解產品外觀上的實際比例關系和色彩搭配及材質感，了解產品內部結構和色彩裝飾效果。 4、 正等軸測圖 正等軸測圖是一種可以表現(xiàn)物體三維結構特征的圖形。采用這種投影圖可以表示最初的設計思想。 建立坐標軸的時候，各軸的夾角是120度。具體繪制過程參看P117-118。 二、常見的技術圖樣 1、正投影和三視圖 正投影法就是假設投影光線與投影平面垂直，在投影平面上求取物體的投影的方法。為了確定物體的結構形狀，需要采用多面正投影。 三視圖：物體的正面投影，即物體由前向后投影所得的圖形，通常反映物體的主要形狀特征，稱為主視圖；物體的水平投影，即物體由上向下投影所得的圖形，稱為俯視圖；物體的側面投影，即物體由左向右投影所得的圖形，稱為左視圖。 為了在同一張紙上畫三視圖，三個投影面必須展開，在同一個平面上。俯視圖在主視圖的正下方，左視圖在主視圖的正右方。主視圖反映物體的長和高，俯視圖反映物體的長和寬，左視圖反映物體的高和寬。長對正，高平齊，寬相等。 三視圖的繪制步驟見P122-123。 2、形體的尺寸標注 四個基本的要求：正確（符合國家標準）、完整（不重復、不遺漏）、清晰、合理 尺寸三要素： （1）尺寸界線 尺寸界線用細實線繪制，并由圖形的輪廓線、軸線或對稱中心處引出，也可利用輪廓線、軸線或對稱中心作尺寸線。 （2）尺寸線 尺寸線用細實線繪制。尺寸線必須單獨畫出，不能與其他圖線重合或在其延長線上。一般采用箭頭作為尺寸線終端。 （3）尺寸數(shù)字 圖樣上所注尺寸表示形體的真實大小，形體的真實大小與圖樣的大小及繪圖的準確度無關。圖樣上的尺寸，以毫米mm為單位時，不注寫單位，否則必須注明。線性尺寸的尺寸數(shù)字一般注寫在尺寸線上方或其中斷處，水平方向尺寸字頭向上，垂直方向尺寸數(shù)字寫在尺寸線的左側且字頭向左。 標注舉例： 尺寸界線超過箭頭2mm，尺寸線與尺寸線，尺寸線與輪廓線相距5-7mm。如P124 直徑：符號為?，整圓或大于半圓的圓弧需要標注直徑。標注直徑的方式有多種，選用何種方式通常由圓的大小和位置來決定。如P125。 半徑：符號為R，半圓或者不足半圓的圓弧需要標注半徑。標注半徑的方式也有多種，采用方式也應根據(jù)圓弧的尺寸與位置來確定。如P125 3、機械加工圖 以三視圖的形式來表達機械加工方法的一種技術圖樣，是完成產品機械加工的主要依據(jù)。它通常由三視圖及其尺寸標注，必要的其他視圖、標題欄和文字說明幾部分組成。必要的其他視圖如局部放大圖、剖視圖等可以用來將三視圖不能完全表示的物體形狀表現(xiàn)清楚。詳見P126 4、剖視圖 假想采用剖切平面的方法剖開物體，將處于觀察者與剖切面之間的部分移去，將其余部分向投影面投影所得的圖形稱為剖視圖。剖切平面一般具有以下兩個特征：（1）包含內部結構如孔、槽的軸線，或物體的對稱面（2）平行于相應的投影面。 畫圖時應注意： （1）物體被剖開后，用粗實線畫出物體的剖面輪廓及剖切平面后的可見輪廓。（2）采用剖視圖后，應省略不必要的虛線，只有對尚未表達清楚的物體結構才畫出虛線。（3）由于剖切平面是假想的，因此在一個視圖上取剖視，并不影響其他視圖的投影（4）剖面需按規(guī)定畫出與物體材料相應的剖面符號，金屬材料的剖面符號為與水平線成45度的一組平行細實線，同一物體的各剖視圖的剖面線應間隔相等、方向一致。 5、線路圖 電子線路圖一般是指用圖形符號和線段組成的電子工程用的略圖，包括電路原理圖、接線圖和邏輯圖。 在識讀線路圖的過程中，首先要認識線路圖中的元器件符號，知道它所代表的元器件；其次要弄清楚元器件符號相互之間的連接方式；最后確定信號如何流通。 第七章 模型或原型的制作 一、模型 原型：是在產品生產之前制作的與產品大小相同、使用功能一致的物體。可以是產品本身。 模型：是根據(jù)實物、設計圖樣或構思，按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實物相似的一種物體。由于模型有制作成本低、便于修改等優(yōu)點，設計者一般通過模型來呈現(xiàn)產品的設計方案。模型制作是產品設計過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。模型制作的過程不僅是設計思想體現(xiàn)的過程，也是發(fā)展構思的創(chuàng)造性過程。 模型具有以下兩個功能： （1）使設計對象具體化。 模型可視、可觸、可控制，可以形象地表達所設計的產品的比例、尺度、線型、 色彩、材質以及每一個構成面。它是一種實體設計語言，為設計的表達和交流提供了一條有效途徑，使設計委托者、生產單位和設計人員之間能夠直接溝通，全面認識設計方案。 （2）幫助分析設計的可能性 由于現(xiàn)代工業(yè)產品大部分是在大規(guī)模、自動化和巨額資金投入下生產出來的，因此，僅憑圖紙?zhí)峁┰O計意圖，很難把握設計的可靠性。如果設計一旦失敗，損失將十分巨大，所以，設計一件復雜的產品，必須通過模型制作，才能投入生產。 模型制作是技術設計中的一個環(huán)節(jié)，也是一種技術方法。通過模型可以研究技術活動的規(guī)律和特征。在設計過程的不同階段，根據(jù)不同的要求往往需要制作不同的模型。 草模：用于產品造型設計的初期階段，它可以采用立體模型將設計構思簡單地表示出來，供設計人員深入探討時使用。 概念模型：用于設計構思初步完成之后，在草模的基礎上，用概括的手法表示產品的造型風格、布局安排，以及產品與人、環(huán)境的關系等，從整體上表現(xiàn)產品造型的整體概念。 結構模型：用于研究產品造型與結構的關系，清晰地表達產品的機構尺寸和連接方法，并用于進行結構強度試驗等。 功能模型：主要用于研究產品的各種性能以及人機關系，同時也用于分析檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系，并在一定條件下用于試驗。 展示模型：展示模型是在 結構模型和功能模型的基礎上，采用真實材料，按照準確的尺寸，做成的與實際產品幾乎一致的模型。作為產品的樣品，展示模型為研究人機關系、結構、制造工藝、外觀、市場宣傳等提供實體形象，并可以直接向設計委托方征求意見，為審核方案提供實物依據(jù)。 二、工藝 工藝是利用工具和設備對原材料、半成品 進行技術處理，使之成為產品的方法。她體現(xiàn)了生產活動中的知識和經驗，并隨著人們認識的深入和經驗的積累而不斷地改進和發(fā)展。因目的和功能不同，工藝有很多種，常見的有加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、鑄造、表面處理工藝等。 不同的行業(yè)、不同的工種、不同的工序，往往有其特定的工藝要求和嚴格的工藝規(guī)范。 工藝對保證產品質量，提高生產效率具有非常重要的作用。它影響產品的功能、強度以及外觀等方面。 金屬材料的加工工藝 金屬材料；黑色金屬、有色金屬和特殊金屬材料。不同的金屬材料用不同的性能。 金屬的加工工藝包括劃線、鋸割、銼削、鉆孔、連接和表面處理。 劃線：就是在待加工的材料上用相應的工具劃出加工部件的輪廓線或基準點或基準線。一般步驟為：（1）劃出基準（2）劃尺寸線（3）劃輪廓線（4）沖眼。工具一般有：劃針、鋼直尺、角尺、劃規(guī)和樣沖。詳見P144 鋸割：手鋸的安裝和握法，起鋸方法和操作要領。詳見P145。 銼削：為了使工件符合設計所要求的形狀、尺寸和粗糙度，往往需要進行銼削，銑削和磨削。其中銼削加工操作方便，使用廣泛。有扁平銼、半圓銼、圓銼、三角銼。操作要領和方法詳見P146 鉆孔：用鉆頭在實體材料上打孔的方法，稱為鉆孔。常用的設備是臺鉆，鉆頭是麻花鉆。鉆孔的操作步驟：（1）劃線定位（2）裝夾工件（3）裝夾鉆頭（4）鉆孔。 二要二不：操作時要集中注意力；要戴防護眼睛；不準帶手套操作；不能直接用手扶持小工件，薄工件。 連接：通過固定連接和半固定連接的方法可以實現(xiàn)金屬件之間的連接。連接方法見P148 表面處理：表面刷光，噴涂油漆、鍍層。詳見P150 三、模型制作 模型制作的一般步驟： （1）選擇合適的材料 （2）根據(jù)本地的條件，準備適當?shù)墓ぞ吆图庸ぴO備。 （3）按設計圖樣劃線 （4）對材料進行割據(jù)、切削等加工 （5）裝配 （6）對模型進行表面處理 （7）對產品的外觀造型和色彩進行評價，對產品結構、功能進行檢測和試驗，檢驗是否符合設計要求 （8）對設計方案進行修改，做成展示模型。 在模型或原型制作完成之后，根據(jù)審美的需要，一般要對產品的外觀加以一定的潤色，以使產品更美觀，更符合人們的心理需求。 第八章 技術產品的使用和保養(yǎng) 一、產品說明書及其編寫 1、定義：是指導用戶選擇產品、使用產品的“路標”和“向導”。 2、作用：介紹產品特性，確保用戶正確、安全地使用產品，幫助用戶解決問題 3、結構：標題、正文、標記 4、形式：條款直述式、自問自答式 5、寫作要求：（1）充分考慮用戶的閱讀需要（2）體現(xiàn)產品的設計特點（3）不必平均用力，而應有所側重（4）語言準確、通俗、簡潔，內容條理清楚 二、技術產品的使用、維護和保養(yǎng) 1、 用戶應認真閱讀說明書 2、 明確產品維護和保養(yǎng)的要點，熟悉產品維護的途徑和方法 3、 明確產品常用的服務途徑 閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖12例 控制器 執(zhí)行器 被控對象 被控量 （輸出量） 給定量 （輸入量） 檢測裝置 控制量 比較器 1、投籃 控制器 （大腦） 執(zhí)行器 （手） 被控對象 （籃球） 被控量 （籃球位置） 給定量 （籃圈位置） 檢測裝置 （眼睛） 控制量 （投擲力） 比較器 2、供水水箱的水位自動控制系統(tǒng) 控制器 （機械或電氣控制裝置） 執(zhí)行器 （閥門） 被控對象 （水箱） 被控量 （水箱水位） 給定量 （設定的水位高度） 檢測裝置 （浮球或液位傳感器） 控制量 （進水量） 比較器 控制器 （電子或微機控制裝置） 執(zhí)行器 （加熱器） 被控對象 （加熱爐） 被控量 （爐內溫度） 給定量 （設定的溫度） 檢測裝置 （熱電偶） 控制量 （電壓） 比較器 3、加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng) 控制器 （連桿機構） 執(zhí)行器 （進水閥門） 被控對象 （水箱） 被控量 （水箱水位） 給定量 （設定的水位） 檢測裝置 （浮球） 控制量 （進水量） 比較器 4、抽水馬桶的自動控制系統(tǒng) 給定量 （設定的溫度） 控制器 （控制電路） ） 執(zhí)行器 （加熱或制冷元件） 被控對象 （花房） 被控量 （花房溫度） 檢測裝置 （溫度傳感器） 控制量 （制冷制暖量） 比較器 5、花房溫度控制系統(tǒng) 6、夏天房間溫度控制系統(tǒng) 給定量 （設定的溫度） 控制器 （控制裝置） 執(zhí)行器 （制冷裝置） 被控對象 （空調房間） 被控量 （房內實際溫度） 檢測裝置 （空調測溫裝置） 控制量 （制冷量） 比較器 給定量 （設定的溫度） 控制器 （溫控裝置） 執(zhí)行器 （電熱盤） 被控對象 （電飯鍋） 被控量 （電飯鍋溫度70—80℃） ） 檢測裝置 （雙金屬片） 控制量 （加熱時間） 比較器 7、家用電飯鍋保溫控制系統(tǒng) - 16 - .