高中通用技术会考复习用书(全)教材2

第二单元 设计过程
复习纲要：
设计的一般过程
发现与明确问题
制定设计方案
设计的实现-----制作
方案优化
复习内容：
设计的一般过程
发现与明确值得解决的问题→判断解决问题的能力与条件→明确设计要求→收集并处理与设计有关的信息→选择合适的材料或标准件→制定完整的设计方案→模型（原型）制作→方案优化
发现与明确问题
发现问题的途径与方法。
答：观察日常生活；收集和分析信息（问卷调查法，文献法，集体询问法，家庭走访询问法，电话询问法，个别询问法）；技术研究与技术试验。
发现与明确值得解决的问题
判断问题能否解决就是指判断要解决的技术问题有没有违反科学理论和违反客观规律。
判断问题是否当前可以解决
判断问题是否值得解决
判断解决问题的能力与条件
设计问题的能力：即解决问题的技术能力；通常受到社会发展水平和科学技术水平的制约。
设计问题的条件：时间条件指解决设计问题所需的时间；经费条件；设备条件；其他条件，如需要特殊材料。
明确设计要求（设计标准和设计限制）
设计标准：是指设计的产品要达到的标准，又称为设计规范，是指设计中依据的某一公认的法规和示范。例如中国交通部标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-89），中国国家标准《城镇燃气设计规范》等。
设计的限制：时间限制，指设计任务书所规定的完成设计的时间要求；成本限制指设计任务书所规定的完成设计的成本要求；环境限制，指产品使用环境条件的限制；其他限制，如产品的节能和安全。
制定设计方案
信息的收集与整理
收集信息的方法。
答：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的信息。
整理信息的方法。
答：比较法，对同类信息进行对比分析。核对法，对可能有用的信息进行审核查对。佐证法，对信息的关键性、相关因素开展证据的收集和鉴定。逻辑法，通过逻辑分析发现信息的可靠性和合理性。文献法，查阅有关的最新文献，确定信息的先进程度。评估法，请专家学者对信息的价值和可靠性进行评估。调查法，对信息的真假和来源开展调查研究。
材料的选择
（1）材料的分类：
天然材料，如竹、木、石、宝石等。特点是安全、一般无害。但天然材料生长或加工周期长，大量使用对环境、生态破坏大。
金属材料，如铁、铜、铝等。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。
化学材料，如塑料、涂料、油漆等。特点是耐用性好，可大量生产。但在生产过程中会产生有毒物质，而且塑料不易降解，可形成污染。
复合材料，如各类合金、玻璃纤维等。特点是有特殊的性能，但制造困难。
新材料，如纳米材料、高温超导材料等。特点是具有新性能，但是生产难度大、成本高。
（2）标准件：指具有统一的形状、尺寸、公差和技术要求等的零件（或部件），如按照国家标准生产的螺钉、垫圈、键和销等。
（3）元器件：在电子和电器产品中，因某一功能部件被广泛、大量使用，人们出于使用方便、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，称之为元器件。如，电阻、电容、电感、晶体管和集成块等电子元器件。
3、制定符合一般设计原则和相关设计规范的完整设计方案
（1）、设计的一般原则。
需要性原则（实用原则），把满足用户的需要作为设计的一个原则。
经济性原则，考虑用户的经济条件、市场竞争力，力求低成本。
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最合理的。
可靠性和安全性原则，能可靠安全地工作，能适应规定的条件和环境，不会发生故障和事故。
工程心理学和生理学原则（美观原则），设计的产品或项目必须满足人类心理的需求，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。
法律规范原则，要遵守有关的法律、制度、规范
通用性、标准性原则（技术规范原则），产品设计尽可能采用标准化技术和标准件。
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。
可持续发展原则，技术设计必须满足可持续发展原则。
（2）、产品设计的三要素。
答：产品本身、使用者、使用环境，即“物”、“人”、“环境”三个方面。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的，必然受到环境的制约，并对环境产生影响。
（3）、设计中的人机关系。
答：①生活中，我们每个人无时无刻不与身边的物品发生联系。当我们使用这些物品时，物品就与人产生了一种相互的关系，这种相互的关系称为人机关系。除了人们通常所说的机器外，还包括各种各样的工具、仪器、设备、设施、家具、交通车辆及其劳动保护用具等。②人机关系要实现的目标：高效；健康；舒适；安全。③如何实现合理地人机关系：要处理好普通人遇特殊人群的特点和需要；静态人与动态人的尺寸；人的生理需求和人的心理需求；信息的交互。
4、通过比较和权衡，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。
方案的比较与权衡。
①方案的比较：例如通过比较方案的实用性、美观、创新、稳定、安全、环保、加工难易程度、经济成本等筛选最优方案。②方案的权衡：首先应考虑设计产品的基本功能，其次保证产品的安全性，在此基础上考虑产品的结构稳定性和耐久性，最后综合考虑产品的加工难易程度、成本及环保性。对方案进行比较和权衡的过程是一个综合考虑的过程，各个指标并不是独立的，它们相互关联、相互制约。抓住设计的核心与关键是权衡设计方案的必要条件。
设计的实现---制作
工艺的含义和常用工艺的种类
含义：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。（注：我们平常所说的工艺品只是工艺的产品，工艺是指方法。）
常用工艺的种类：
（a）加工工艺：①切削，常用工具与设备有刨子、锯子、锉刀、斧头、凿子、电钻、台虎钳、手锯、台钻。手锯的使用方法、要领。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。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。锉刀的使用方法、要领。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，左手的施压要由大变小，右手的施压要由小变大，是锉刀平稳而不上下摆动。台钻的安全操作警示。二要：操作要集中注意力，钻孔要戴防护眼镜，以防钻屑飞出上海眼睛；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。
②成型，使用适当的力量，利用材料的塑性，将材料改变至所需的形状及大小，且材料在成型前后的质量保持不变。如，用铁锤敲打金属板成型，将金属板弯折成型，吹瓶成型，把金子打造成金饰，将钢丝弯折成各种形状的用品。
③浇铸及模塑。金属、陶瓷、塑料、玻璃、石膏、蜡等材料等适合采用浇铸及模塑的方法来生产产品。如，市面上的塑料相框、陶瓷玩具、水龙头、蜡烛、石膏像都是采用浇铸及模塑的加工方法制成的。
附：金属材料加工工艺的六个工序：划线；锯割；锉削；钻孔；连接；表面处理。
（b）装配工艺：所谓装配，就是将两件或两件以上的零件或部件暂时或永久结合在一起的加工方法。常用的装配方法主要有粘接、焊接、榫接、钉接、铆接和螺栓接合等。（①榫接，榫接是两块材料一个做出榫头，一个做出榫眼，两个穿到一起，靠材料的摩擦力将两块材料固定在一起。②铆接，使用铆钉连接两件或两件以上的工件叫铆接。通俗的讲铆接就是指两个厚度不大的板，通过在其部位上打洞，然后将铆钉放进去，用铆钉枪将铆钉铆死，而将两个板或物体连接在一起的方法）
（c）表面涂饰工艺：指在工件表面施以装饰性和保护性处理的加工方法。
2、模型（原型）制作
⑴、模型的含义及其功能
答：模型是根据实物、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。功能：使设计对象具体化；帮助分析设计的可能性。
⑵、模型在不同阶段的作用。
答：①草模：用于产品造型设计的初期阶段；②概念模型：用于设计构思初步完整之后，在草模的基础上，用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排等，从整体上表现产品造型的整体概念。③结构模型：用于研究产品造型与结构的关系，清晰的表达产品的尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验等。④功能模型：主要用于研究产品的各种性能以及人机关系，并在一定条件下用于试验。⑤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，做成的与实际产品几乎一致的模型。
⑶、制作模型的一般步骤。
答：①选择合适的材料；②根据本地的条件，准备适当的工具和加工设备；③按设计图样划线；④对材料进行锯割、切削等加工；⑤装配；⑥对模型进行表面处理；⑦对产品的外观造型和色彩进行评价，对产品的结构、功能进行检测和试验，检验是否符合设计要求；⑧对设计方案进行修改，做成展示模型。
方案优化
产品常用的测试方法
（1）什么是技术试验。
答：我们通常将技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动称为技术试验。
（2）技术试验的分类。
答：我们可以根据应用的范围不同进行分类，如农业试验、工业试验、国防试验、科学技术试验等；还可以根据目的的不同进行分类，如性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等。（3）技术试验的方法。
优选试验法：运用数理统计的方法，选定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，这种试验方法称为优化试验法，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称为模拟试验法。如：汽车的碰撞试验、大坝水利试验。
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为虚拟试验法。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称为强化试验法。如：检测产品的抗压性能可采用强化试验法。
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的方法就是移植试验法。如：橘子从长江以南移植长江以北方的种植试验。
（4）技术试验的目的。
答：测试的目的是检验产品在操作、使用过程中，在结构和技术性能等方面能否达到预定的设计要求。在技术设计后期，进行综合性的整体试验可以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。通过试验可以发现问题、深化认识、推动技术设计的发展。
2、产品说明书或用户手册的作用与一般结构，编写简单的产品说明书或用户手册。
⑴、产品说明书的含义及其作用。
答：产品说明书是指导用户选择产品、使用产品的“路标”和“向导”，它可以帮助用户了解产品特性，确保用户正确、安全地使用产品。它必须向消费者介绍产品的性质、结构、使用方法、操作方法及保养、维修等方面的知识，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。
⑵、产品说明书的一般结构、形式、写作要求。
答：①一般地，产品说明书的结构由标题、正文和产品标记组成。②其形式分为：条款直述式和自问自答式。③写作要求：充分考虑用户的阅读需要；体现产品的设计特点；不必平均用力，而应有所侧重；语言准确、通俗、简洁，内容条理清楚。
3、产品常用的维护方法和服务途径。能力层次：
⑴、技术产品的维护和保养。
答：产品的维护和保养是指维护产品完好技术状况或工作能力而进行的作业。①产品的维护和保养是进行技术设计时必须考虑的问题，应注意：使用通用的标准部件；为产品配备必需的一般维修工具以方便产品维修；尽量提供维修者易识读的符号标志；产品设计上要便于拆装并确保操作安全。②产品的维护和保养方法也应当在产品说明书或用户手册中得以体现。③对于产品使用者而言，应在认真阅读产品说明书的基础上明确产品维护和保养的要点，熟悉产品维护的途径和基本方法。
⑵、技术产品的服务途径。
答：从产品的生产者和销售者看，厂家和商家是产品的两个常用的服务途径。用户也可借助各种渠道了解服务信息：查阅说明书获取厂家服务的电话，服务网点等信息；打电话咨询或上网查找，获取服务信息；请教其他用户获取服务信息。
复习小结
本章的重点，设计的原则及限制；信息的收集方式；工艺的含义；能根据材料或要求正确地选择使用何种工具、何种工艺；根据要求选择正确的技术试验方法；能编写简单的产品说明书或用户手册。
复习习题
1、在我国，家用电器使用的交流电一般额定电压时220V，频率是50Hz，这体现家用电器的设计符合技术的（ ）
A、科学性原则 B、实用性原则 C、技术规范性原则 D、可持续发展原则
2、钳工工艺是一种常用工艺，下面不属于钳工加工方法的是（ ）
A、攻丝 B、锉 C、錾 D、刨削
3、号称“天下第一名钟”的景云钟，制造于唐睿宗景云年间，每年除夕中央人民广播电台播放的新年钟声就是以景云钟录制的。景云钟的制造主要应用了什么工艺？（ ）
A、锻造工艺 B、冲压工艺 C、钳工工艺 D、铸造工艺
4、现在市场上有一种奶瓶，与传统奶瓶最大区别是加了一根底端插有带孔小钢球的软管，这样无论奶瓶水平放置，还是倾斜、倒立，婴儿总能喝着水，而且不至于呛着。试分析该奶瓶设计主要体现了哪项设计原则？（ ）
A、美观性原则 B、实用性原则 C、可持续发展原则 D、技术规范原则
5、设计的一般过程：①发现与明确问题②制作模型或原型③制定设计方案④产品的使用和维护⑤测试、评估和优化。正确的顺序是（ ）
A、①②③④⑤ B、①③②⑤④ C、③①②④⑤ D、⑤④①③②
6、下列属于混合材料的是（ ）
A、胶合板 B、玻璃 C、木材 D、塑料
7、汽车贴防爆膜，其具有很强的吸附力，当意外发生，玻璃破裂时可以粘合散裂的玻璃片，保护驾乘人员免受玻璃碎片的割伤。这描述了人机关系中的（ ）目标考虑的。
A、高效 B、健康 C、舒适 D、安全
8、该图是一款名为“老板泄愤笔座”的笔座，在市场上非常畅销，很受工薪阶级欢迎。这个笔座的设计主要体现了设计的哪一个原则（ ）
A.经济原则 B.美观原则 C.道德原则 D.创新原则
9、选出下面试验中不是技术试验的选项（ ） （ ）
A、汽车碰撞试验 B、 硬度测试 C 、二氧化碳制法 D、检验板凳承受重力
10、对安全帽进行超载试验是一种（ ）试验。
A、预测 B、信息 C、性能 D、农业
11、作业时总喜欢带上手套，主要体现了人机关系中（ ）特点
A、安全 B、高效 C、健康 D、舒适
12、莎丽的铝合金书架断裂了，他最好采用那种连接方式进行修补：（ ）
A、焊接 B、榫接 C、胶接 D、铆接
13、工艺的一般过程正确是：（　）
①备料②部件装配③零部件加工④总装配⑤形成坯件⑥表面涂饰
Ａ、①②③④⑤⑥ Ｂ、①⑤③②④⑥ Ｃ、①④②③⑤⑥ Ｄ、①⑤②③④⑥
14、海府路的人行道上安装了很多漂亮的椅子，主要体现在（ ）的原则。
A、 创新和美观 B、 经济和美观 C、 可持续发展 D、 实用和道德
15、在发现与明确问题的基础上，紧接着制定设计方案为（ ）
A、收集信息 方案构思 设计分析 方案呈现 方案筛选
B、收集信息 设计分析 方案构思 方案呈现 方案筛选
C、设计分析 收集信息 方案构思 方案筛选 方案呈现
D、收集信息 方案构思 方案筛选 设计分析 方案呈现
16、“虽有乎千金之玉卮，至贵而无当，漏不可盛水……”这句话出自2000多年前战国时期思想家韩非子之口。意思是说：一个酒杯价值千金，但若是它漏了不能盛酒，也就失去了基本的功能，就没有了使用价值。它说明了设计必须要符合什么原则？（ ）
A、美观原则 B、经济原则 C、实用原则 D、技术规范原则
17、当我们漫步在海口的街头，会发现人行道上都会有盲人道。这主要体现了人机关系中的（ ）
A、静态的人与动态的人 B、普通人群与特殊人群
C、人的生理需求与人的心理需求 D、信息的交互
18、能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的模型属于（ ）
A、草模 B、概念模型 C、结构模型 D、功能模型
19、我们在进行产品设计分析时，首先要考虑的重要三要素是（ ）
A、物、人、环境 B、物、人、安全
C、物、环境、适应性 D、人、物、材料成本和结构
20、在制定设计方案阶段，收集和处理信息指的是（ ）
A、人们的需求 B、类似产品的信息 C、限制条件的信息 D、具有创新思维的信息
21、设计分析。下面是某学校的设计规划图仔细观察找出人机关系不合理的地方并指出为什么。
22、设计题。设计任务和要求：设计台灯底座。设计材料：金属板材（如下图所示）。答题要求：（1）设计并画出底座加工图。（2）在长方形金属板材上用虚线画出下料路线（材料利用率要尽可能高）。（3）写出所需加工工具（刨子、钢锯、台钻、砂轮机、电焊机、剪刀、划针、台虎钳）
23、连线题
优选试验法 橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验
模拟试验法 汽车的碰撞试验
虚拟试验法 检测产品的抗压性能
强化试验法 计算机模拟“勇气”号火星探测器登陆火星表面的场景效果
移植试验法 水稻的对比试验
参考答案：CDDBB ADDCC ADBDC CDCAB
21、(1)、教学楼离马路太近
(2)、人行横道离大门太远
(3)、篮球场离教学楼太近
(4)、自行车棚应靠近大门
(5)、科学馆远离教学区
22、（1）图样（略）
（2）划针、台虎钳、钢锯、电焊机、台钻、砂轮机
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