高二年级通用技术与设计Word下载.docx
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二、技术性质
1、技术目性
技术总是从一定目出发,针对、具体问题,形成解决方案,从而满足人们某方面需求。
助听器发明。
人类有目、有计划、有步骤地技术活动推动了技术不断发展。
2、技术创新性
创新是技术发展核心。
技术发展需要创新。
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基础上变革和改进,技术发明则是一项新技术产生。
技术创新是一个艰难历程。
3、技术综合性
⑴、技术活动往往需要综合运用多种知识。
技术具有跨学科性质,综合性是技术内在特性。
一般地,每一项技术都需要综合运用多个学科、多方面知识。
⑵、技术与科学区别与联系
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需要和愿望对大自然进行改造。
技术侧重改造和利用自然(技术是解决“怎么办”),科学促进了技术发展,技术推动了科学进步。
技术通过试验,验证方案可行性与合理性,并实现优化。
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,成为技术发展重要基础,技术发展也促进科学应用与延伸,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。
电池可以带来光明和动力,也可以带来严重环境污染。
试讲述一下下列技术正反两方面影响:
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动植物,但其负作用还未知)
5、技术专利性
技术作为创造性劳动成果,是技术发明人智慧和劳动结晶,它包含丰富社会价值和经济价值。
在技术实现其价值过程中,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:
是人们基于自己智力活动创造成果和经营活动标记、信誉而依法享有权利。
狭义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发明人或其权利受让人对其发明成果在一定年限内享有独占权或专用权。
专利权是一种专有权,一旦超过法律规定保护期限,就不再受法律保护。
专利特性:
独占性、时间性、地域性
专利申请步骤:
写好专利文件→递交专利文件并交纳申请费→专利局审查文件→批准专利→领取专利证书并缴纳年费及证书费。
三、技术未来
对“技术未来”思考和憧憬,既不需要技术迷惘中旷世悲怆,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、有具道德方式使用技术。
第二章技术世界中设计
一、技术与设计关系
1、技术发展离不开设计
设计定义:
设计是基于一定设想、有目规划及创造活动。
一项技术创新需要设计,一个技术产品更新需要设计,一项新工艺改进也需要设计。
书写工具发展、电动剃须刀发展。
(1)、设计是技术成果转化桥梁和纽带。
案例:
白色污染和可降解餐具
(2)、设计促进技术革新。
移动通信系统发展历程
2、技术更新对设计产生重要影响
(1)、技术是设计平台,没有技术作基础,设计将难以表现和实现。
达·
芬奇研究和发明
(2)、技术更新为设计提供了更为广阔发展空间,使设计主题更加丰富,设计表达方式更加多样,设计效率更高。
同时,技术更新也为产品更新换代创造了更加便利条件。
灯具发展
(3)、技术进步还促进人们设计思维和手段发展。
发展技术不断丰富着人们设计思维,它促使人们不断考虑如何应用新技术、新材料、新工艺来改进现有产品,如何有机地结合各种技术来开发新产品等问题。
发展技术不断丰富着人们设计手段和方法。
奥运场馆“鸟巢”中使用新技术、新材料、新工艺。
3、设计丰富内涵
技术世界设计,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。
二、设计中人机关系
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。
这种相互关系就称为人机关系。
当然“人机关系”中机并不仅仅是指计算机或机器。
还包括各种各样工具、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时候,这时人机关系就体现为人与环境相互关系。
乘电梯、进门中存在人机关系。
在人与某个产品构成人机关系中,往往存在复杂多方面关系。
2、人机关系要实现目标
(1)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功能,促进二者协调,提高人工作效率。
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。
“科学管理之父”美国人泰勒“铁锹作业试验”。
(2)健康
人机关系所追求健康,是指在长期操作或使用情况下,产品对人健康不会造成不良影响。
高跟靴、烟
(3)舒适
人机关系中舒适是指人在使用产品过程中,人体能处于自然状态,操作或使用姿势能够在人们自然、正常肢体活动范围之内,而使人不致过早地产生疲劳。
心理上舒适感受也是人机关系应当考虑目标。
培土小工具
(4)安全
安全是指在人们操作使用中,产品对人不构成生理上伤害,产品与人接触部分不允许有尖角和锋利边槽。
安全帽、安全带、安全气囊等
3、如何实现合理人机关系
(1)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,设计参照标准是依据普通人群数据确定。
但是特殊人群也是社会重要组成部分,他们往往有着独特需要。
所以在设计时,还应充分地考虑特殊人数特点和需要。
要考虑到残疾人需求。
(2)考虑静态人与动态人关系
人们使用产品时时常处于动态和静态两种状态之中,因此,设计产品不但要符合人体静态尺寸,也要符合人体动态尺寸。
要让人在使用它时,能够方便施力、有足够空间等。
这样设计有利于减少人体疲劳,提高效率,满足健康、舒适要求。
(3)满足人心理需求和生理需求
设计中人机关系,不仅要满足人生理需求,而且要满足人心理需求。
产品色彩、材质等都会对人心理产生影响。
视觉、听觉、触觉、味觉等都影响人心理感受,如果能在设计中注意满足人在这些方面心理需求,就可以将人机关系处理得更好。
茶座、咖啡屋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、高效工作氛围。
这样设计都是为了满足人心理需求。
(4)信息交互
人与产品互动过程就是人与产品之间信息传递过程.即人机之间运用信息语言交流过程。
改善信息传递途径能够获得更好人机关系。
如:
电话机无液晶屏显示、有液晶屏显示、可以视屏通话。
汽车颜色
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所进行尝试、检验、优化等探索性实践活动称为技术实验。
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基本方法和手段,对技术应用实现起到了有力保障作用。
通过技术试验,可以使设计得以改进和完善,将设计风险和失误降到最低。
阿什塔比拉河桥垮塌、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;
还可以根据目不同进行分类,如性能试验、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:
运用数理统计方法,选定若干次典型意义试验,逻辑地推出全部试验所达到最佳效果。
如不同品种水稻对比试验等。
(2)模拟试验法:
是通过再现形式来模拟现实发生情况方法。
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技术设计原型并进行试验方法称为虚拟试验法。
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作用,提高试验效率方法。
(5)移植试验法:
在相互有差异事物之间,将某些共同相关因素从一物移植到另一物进行试验方法。
如橘子从长江以南移植到长江以北种植试验。
这就是一种非常典型移植试验。
小白鼠等。
3、技术试验实施与报告写作
技术试验实施包括:
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实践活动,需要试验者具有科学精神、严谨态度;
技术实验往往要经历一个曲折过程。
因此,科学精神、严谨态度、顽强毅力等良好品质对于技术试验实施具有重要作用,实际书试验者必须具备基本品质。
技术试验试验报告写作顺序:
试验目、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结
4、技术试验在设计中作用
通过试验可以发现问题、深化认识、推动技术设计发展。
特别是在设计后期,对设计进行综合性整体试验,可以为设计评价提供准确、客观数据。
第三章设计过程、原则及评价
一、设计一般过程
1、发现和明确问题
从本质上说,设计是一个问题求解过程。
它从问题出发,并围绕问题展开各项活动。
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
在发现和明确要求基础上,我们紧接着要做就是通过各种渠道,尽可能广泛地收集设计所需信息,通过对各种信息归纳和分析,挖掘影响设计主要因素,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,确定最终设计方案。
这就是制定设计方案过程。
在这个过程中,要大胆突破传统观念束缚,始终明确。
(1)运用不同材料、结构可以产生不同设计方案。
(2)任何设计方案都有改进可能性,好方案决不会仅有一个。
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:
面对收集到各种信息,要根据设计要求,找出设计需要解决主要问题,并分析其可能解决办法。
面对设计要求和约束条件之间相互矛盾,为了找到最好解决办法,应该提出尽可能多设想,以便于权衡利弊,作出选择。
方案构思:
方案构思是设计过程中最富有挑战性环节,它要求我们根据设计要求,大胆构思,努力挖掘自己创造潜力,提出解决问题多个设想。
方案呈现:
构思过程中产生设计想法常常是模糊,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,从中我们并不能看到一个完整设计方案,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、简单产品可以直接制作产品原型,而对于大型、复杂产品先制作缩小、简化模型。
4、测试、评估及优化
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。
测试目是检验产品在操作、使用过程中,在结构和技术性能等方面能否达到预定设计要求。
评估:
在测试基础上,我们还要对设计方案和产品进行较为全面评估。
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具体记录,也要重视对公众意见调查,以明确改进方向。
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,征集优化具体意见。
5、产品使用和维护
在产品使用过程中,正确使用和维护既可以使产品更好地满足人民需求,又能延长其使用寿命。
因此,掌握正确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循环。
因此,我们不能将设计过程简单化、模式化,而应根据设计需要进行灵活安排。
二、设计一般原则
在长期设计实践中,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,并体现在设计过程各环节中,成为指导设计过程和进行设计评价基本准则。
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,或对已有产品革新来创造具有相当社会价值事物或形式。
创新是设计核心。
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和突破,以实现创新目标。
要实现产品设计创新,除了了要最大限度地发挥人智慧外,还应注意利用最新技术成果和现代设计理论和方法。
2、实用原则
设计中实用性是指设计产品为了实现其目而具有基本功能。
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)。
产品实用性是从设计目出发,它随时代改变而改变,随人群改变而改变,具有鲜明个性特征。
3、经济原则
设计中经济原则是指以最低费用最得最佳效果。
所谓最低费用,是指产品在得到最优良设计,实现最佳功能同时,所涉及到各方面成本和总量最小。
由于产品所用材料都有其特定性能和加工方法,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目,可能会导致产品滞销或亏本销售,造成更大浪费。
产品设计必须从消费者利益出发,合理使用优质价廉、能优化产品质量原材料,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,为企业生存与发展服务。
功能成本比=功能/成本。
提高功能成本比方法:
在功能不变前提下降低成本;
在价格不变前提下,增加功能;
在增加功能同时降低成本。
4、美观原则
产品外观美是通过对产品造型,大小比例,使用材料,色彩搭配,装饰图案等设计组合来表达。
通过各种元素组合,表现产品不同设计特点,强调形态美,技术美,材质美,色彩美等独特表现元素,就会产生不同产品风格,带给人们各种美享受。
产品设计中美观原则是多元,受到消费者、功能、技术、文化传统等多方面影响。
5、道德原则
产品设计者必须具有宽广眼界和高度社会责任感,并力求用设计完美产品奉献社会,维护、完善社会伦理道德,推进人类文明发展。
产品设计应始终坚持为人民服务宗旨,不能出于某种不道德目。
产品设计不能单纯为了谋取利益而损害人类所居住环境,更不能为了私利而设计制造低级趣味产品,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产品。
此外,设计是创造性活动,在利用有关知识产权和专利法律法规保护自己成果同时,还要尊重他人知识产权、技术成果道德观念。
6、技术规范原则
产品设计必须符合一定技术规范。
技术规范是有关开发生产技术知识、领域、方法和规定综合。
技术规范既有强制性标准,也有推荐使用技术规范。
强制性标准是产品设计制造必须达到要求,否则将出现各种质量和安全方面事故。
推荐性技术规范不是产品制作必须要达到,而是对企业形象和产品质量有很大影响要求。
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。
树立可持续发展理念,体现可持续发展要求,不仅是产品设计者应当遵守原则,而且是产品设计者应当承担责任。
技术设计可持续发展原则是指产品设计既满足当代发展需求,又要考虑未来发展需要,不以牺牲后人利益和长远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发展和人类认识深入而不断发展变化。
总之,产品设计要考虑到人类长远发展,资源与能源合理利用、生态平衡等可持续发展因素。
设计是一项综合活动,其一般原则对设计成功具有重要影响。
但是在实际运用中,各种原则并不是各自独立,它们之间有着相互联系、相互制约、相互影响关系。
最基本原则是使用原则,创新是核心。
三、设计评价
设计评价是指依据一定原则,采取一定方法和手段,对设计所涉及过程及结果进行事实判断和价值认定活动。
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,设计评价可以分为两类:
一是对设计过程评价,二是对设计成果评价。
从评价者来看,也有两类:
一是设计者自我评价,二是他人评价。
无论是对设计过程评价还是对设计成果评价,都应建立在事实判断基础上。
也就是说,评价者首先应对设计过程和设计方案各个细节进行准确判断、说明、阐述。
只有在事实确定前提下,评价才会有效,才不至于失真。
进行评价必须制定相应标准。
由于设计目标和内容不同,设计评价标准也就不同,有时可以有所侧重。
评价标准制定应当客观、明确,体现科学性和可操作性。
1、对设计过程评价
加强对设计过程评价是树立质量管理意识、加强质量管理、实现设计目标关键。
对设计过程评价要注意把握各个环节或阶段主要任务和目标,要注意把握设计过程中各个环节或阶段之间衔接和协调,要注意阶段性成果质量。
对设计过程评价应服务于完善设计方案、促进个人发展根本目标,不仅仅是设计过程终结时回顾性、反思性评价,而且也包括设计过程之中即时性、阶段性评价。
因此,对设计过程评价应寓于设计全过程。
2、对最终产品评价
最终产品是设计过程结晶,是设计质量、设计水平集中体现。
对最终产品评价,有两个基本依据:
一是参照设计一般原则进行评价,二是依据事先制定设计要求进行评价。
在实际评价中,这两个方面也可以结合起来。
由于对最终产品评价是对设计成果总评价,因此,应从多方面把握评价内容。
对于不同产品,评价内容及标准可能有所不同。
3、设计评价和设计交流
很多情况下,设计评价目往往不是为了甄别,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评价出发而进行评价,也离不开设计交流。
因此,设计交流贯穿于设计全过程,是设计评价基础。
设计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。
具体方式选用可根据不同场合、不同目、不同要求,不同对象等因素进行选择。
在设计交流过程中,应当注意提炼关键技术信息。
对他人所提出理念、信息、意见要做客观、有意义、实事求是分析,要能敏捷地抓住他人意见、建议中创新点或对自己设计活动有启发意义部分,用以改进自己设计,从而师交流过程成为改进自己设计、开阔自己视野过程。
第四章发现与明确问题
一、发现问题
1、问题来源
生活中,有许多形形色色我们所不知道需要解答问题,这就是问题。
在技术课程中,我们讨论主要是技术方面问题。
从技术角度看,人类进步与发展过程就是不断地发现问题,不断地进行设计,从而解决问题过程。
问题是如何产生?
第一种:
人类生存活动中必然会遇到问题。
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:
基于一定目由设计者自己主动发现问题,并试图解决它。
第一、第二种问题提出往往比较明确,主要是针对一般和已有问题提出,而第三种问题却是全新,它需要我们积极主动思考,需要我们细致入微工作,需要我们独具慧眼发现。
这类问题发展,一方面可以挑战和拓展我们能力,另一方面也有可能更好地满足人们需要,推进技术发展和创新。
2、发现问题途径和方法
a、观察日常生活
日常生活是我们寻在背景和基础,它往往蕴藏着丰富问题资源,同时也离我们最近。
对于日常生活中问题,我们还可以通过有目、有计划观察来加以发现。
这样观察,往往需要根据一定目,先制定一个观察提纲或观察表,然后用自己感官和辅助工具观察日常生活某一个方面,最后在一定总结与分析基础上提出问题。
b、收集和分析信息
我们通过对信息收集、检索和分析,往往可以发现有些有价值问题;
通过问卷调查、询问访谈等方式进行信息收集,也会有惊人发现。
我们把对已有文献信息进行收集、分析方法称为文献法;
把问卷方式进行实际调查,获取信息、发现问题方法称为问卷调查法;
把以询问方式收集和获取信息、发现问题方法称为询问法。
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、技术试验是重要技术活动,也是发现问题途径和方法。
通过技术研究、技术试验,我们有可能从对已有技术问题研究中发现与之相联系问题,从已有研究结论中发现新问题,也有可能在技术研究、技术试验中获得灵感、体悟,进而发现新问题。
二、明确问题
1、明确问题内容和价值
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,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、问题产生原因是否明确、提出问题目是否明确等方面进行考虑。
b、问题价值
明确了问题内容以后,还需要确定问题是否有价值。
(1)所提出问题是
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