2.2 技术设计的原则 课件-2022-2023学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计1（46张PPT）

(共46张PPT)
第二节 技术设计的原则
高一年级—粤教版—通用技术—必修一第二章
一、技术设计的一般原则
二、各原则之间的相互关系
第二节 技术设计的原则
高一年级—粤教版—通用技术—必修一第二章
一、技术设计的一般原则
二、各原则之间的相互关系
第二节 技术设计的原则
高一年级—粤教版—通用技术—必修一第二章
第二节 技术设计的原则
（一）科学性原则
设计必须遵从科学的原理（如能量守恒定律，流体力学原理等）按照大自然的规律进行设计，否则设计是不会成功的。
第二节 技术设计的原则
（一）科学性原则
以下哪一台机器，在触发以后能够不需要消耗其他能量就能一直持续做功呢？
第二节 技术设计的原则
（一）科学性原则
设计必须遵从科学的原理（如能量守恒定律，流体力学原理等）按照大自然的规律进行设计，否则设计是不会成功的。
第二节 技术设计的原则
（二）创新性原则
只有不断进行创新，才能让设计具有新的生命力。
第二节 技术设计的原则
（二）创新性原则
过去的十多年中,这两组产品在市场占有率的对决,谁是最后的赢家 它们又为什么能赢？
按键手机 VS 触屏手机
CRT显示器 VS LED显示器
第二节 技术设计的原则
（二）创新性原则
只有不断进行创新，才能让设计具有新的生命力。
按键手机 VS 触屏手机
CRT显示器 VS LED显示器
第二节 技术设计的原则
（三）安全性原则
所有设计的产品和项目在使用或操作运行时必须是安全的，不允许发生事故,更不允许发生人身伤亡事故。
第二节 技术设计的原则
（三）安全性原则
2016年，某知名品牌手机在发布的一个多月时间内，在全球范围共发生三十多起因电池缺陷造成的爆炸和起火事故。我国多家航空公司及时应对，明令禁止旅客携带该型号手机登机。该品牌手机曾在2013年的中国市场份额中占比18%，到了2021年第一季度只剩0.6%。
所有设计的产品和项目在使用或操作运行时必须是安全的，不允许发生事故,更不允许发生人身伤亡事故。
第二节 技术设计的原则
（四）实用性原则
要把解决存在的问题、满足用户的需要作为设计的一个原则，不要设计用户不欢迎甚至反对的产品。
第二节 技术设计的原则
（四）实用性原则
以下设计作品是否符合你对实用的理解呢？
第二节 技术设计的原则
（四）实用性原则
要把解决存在的问题、满足用户的需要作为设计的一个原则，不要设计用户不欢迎甚至反对的产品。
第二节 技术设计的原则
（五）经济性原则
在设计中要考虑用户的经济条件，产品的市场竞争力，力求用最少成本，设计出满足用户需求的产品。
第二节 技术设计的原则
（五）经济性原则
SR-71黑鸟是冷战时期美国研制的超音速高空侦察机，最大航速3.35马赫,最大飞行高度35000米，其最大航程5920公里。
第二节 技术设计的原则
（五）经济性原则
SR-71黑鸟是冷战时期美国研制的超音速高空侦察机，最大航速3.35马赫,最大飞行高度35000米，其最大航程5920公里。
米格-25是冷战时期苏联研制的超音速高空多用途战斗机,最大航速3.2马赫，最大飞行高度37650米，最大航程2575公里。
第二节 技术设计的原则
（五）经济性原则
SR-71通体使用钛合金制造，生产和维护成本极高，只生产了不到40架。
米格-25使用镍铬合金钢制造，生产了约1200架，不仅能用于侦察，也能搭载武器。
第二节 技术设计的原则
（六）可靠性和耐用性原则
所有设计的产品和项目在规定的使用寿命内能适应规定的条件和环境而可靠地工作，不会发生故障，原规定的功能、性能指标也不会低于使用说明书规定的范围。
第二节 技术设计的原则
（六）可靠性和耐用性原则
央视纪录片
《超级工程——海上巨型风机》片段
海上风力发电机长期处于严酷的工作环境中，为了保证叶片在使用寿命内保持良好的性能，需要进行一系列高强度测试。
第二节 技术设计的原则
（七）标准化原则
产品设计尽可能采用标准化技术和标准件，使产品通用，维护更方便，拥有更广阔的市场。
第二节 技术设计的原则
（七）标准化原则
18650锂电池
便携风扇
遥控玩具
锂电池组
纯电动汽车
第二节 技术设计的原则
（八）工程心理学和生理学原则
工程心理学和生理学是以使用者——产品——使用环境系统为对象，研究系统中人的行为，以及人与产品和环境相互作用。
第二节 技术设计的原则
（八）工程心理学和生理学原则
三色交通灯的设计原理：
1.相比于文字和图形，大脑对颜色的反应更为敏感迅捷，因此用颜色来区分交通指令。
2.在可见光中，红光的波长最长，当空气中有颗粒物时，其穿透能力相较于其他色光更强，适合用于警示与拒止。
3.在可见光中，黄光的波长也相对较长，而且能与红光明显区分，适合用于次一级的警示。
4.绿色作为红色的对比色，很容易让人联想到与红色相反的意义，适合作为允许通行的标志。
5.红色是鲜血的颜色，能引起人们的紧张感，在传统表达中带有危险的意味。绿色是多数植被的颜色，给人松弛平和的感觉，很适合用来表示安全。
第二节 技术设计的原则
（九）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，要避免制造出过时的东西。
第二节 技术设计的原则
（九）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，要避免制造出过时的东西。
1965年，经过对计算机集成电路发展历程的研究，戈登·摩尔发现，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。而且他认为上述规律在未来依然成立。该论断被称为摩尔定律，并得到了时间的验证，在信息技术领域有多个衍生版本。
第二节 技术设计的原则
（十）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。
第二节 技术设计的原则
（十）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。
在大约20年前，铁道网络的升级方式有两套不同的技术路线：磁悬浮和高铁。技术路线的选择，在政界、业界和民间引发了广泛的关注。
第二节 技术设计的原则
（十）最优化原则
磁悬浮列车：行驶速度快且未来提速空间大；需要大量铺设专用轨道，造价较高，国内技术积累较少。
高铁列车：行驶速度快，轨道铺设费用较低，且兼容现有普通列车，国内技术相对成熟；未来提速空间小。
第二节 技术设计的原则
（十一）道德、法律规范原则
技术设计要遵守有关的法律、制度和伦理道德规范，如技术专利法、环境保护法、公民权益保护法等，不允许有违法、违规的行为。
第二节 技术设计的原则
（十一）道德、法律规范原则
技术设计要遵守有关的法律、制度和伦理道德规范，如技术专利法、环境保护法、公民权益保护法等，不允许有违法、违规的行为。
2020年8月31日，中国工信部向社会通报了101家存在侵害用户权益行为APP企业的名单。随后工信部依据《网络安全法》等法律和规范性文件要求，对23款未按要求完成整改的APP，进行下架处理。
第二节 技术设计的原则
（十二）可持续发展原则
以经济社会全面协调可持续发展为基本要求，实现经济发展与人口、环境相协调，坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，保证一代接一代地永续发展进步。
第二节 技术设计的原则
（十二）可持续发展原则
光伏发电
新能源车
风力发电
水力发电
技术设计的12项原则
第二节 技术设计的原则
（一）科学性原则
（二）创新性原则
（三）安全性原则
（四）实用性原则
（五）经济性原则
（六）可靠性和耐用性原则
（七）标准化原则
（八）工程心理学和生理学原则
（九）时效性原则
（十）最优化原则
（十一）法律道德规范原则
（十二）可持续发展原则
全长55千米，分别由三座通航桥、一条海底隧道、四座人工岛及连接桥隧、深浅水区非通航孔连续梁式桥和港珠澳三地陆路联络线组成。因其超大的建筑规模、空前的施工难度和顶尖的建造技术而闻名世界。
工程难点：
大型轮船的通航
环境与生态影响
地质灾害的影响
央视纪录片《超级工程——港珠澳大桥》片段
案例：港珠澳大桥
案例：港珠澳大桥
问题1：港珠澳大桥使用桥隧结构，主要是考虑轮船通航的需要，但如果只是为了避让航道，用一座桥面约80米高的桥梁也可以替代结构复杂、造价高昂的隧道。工程团队是考虑到哪些因素才用隧道代替桥梁呢？
1. 飞机航线限制建筑高度
2. 高空行车体验并不舒适
3. 高空建筑受恶劣天气的影响更大
问题2：工程团队的选择体现了技术设计中的哪些原则？
1.安全性原则 2.实用性原则 3.可靠性和耐用性原则 4.工程心理学和生理学原则
第二节 技术设计的原则
技术设计的12项原则
第二节 技术设计的原则
（一）科学性原则
（二）创新性原则
（三）安全性原则
（四）实用性原则
（五）经济性原则
（六）可靠性和耐用性原则
（七）标准化原则
（八）工程心理学和生理学原则
（九）时效性原则
（十）最优化原则
（十一）法律道德规范原则
（十二）可持续发展原则
（一）科学性原则
（二）创新性原则
（三）安全性原则
（四）实用性原则
（五）经济性原则
（六）可靠性和耐用性原则
（七）标准化原则
（八）工程心理学和生理学原则
（九）时效性原则
（十）最优化原则
（十一）法律道德规范原则
（十二）可持续发展原则
这些原则之间有联系吗？
他们是否存在矛盾？
若矛盾出现,如何抉择？
第二节 技术设计的原则
一、技术设计的一般原则
二、各原则之间的相互关系
第二节 技术设计的原则
高一年级—粤教版—通用技术—必修一第二章
一、技术设计的一般原则
二、各原则之间的相互关系
第二节 技术设计的原则
高一年级—粤教版—通用技术—必修一第二章
问题2：当安全性原则与经济性原则冲突时，谁应该优先？
安全性原则优先
问题3：我们能否得到对以下原则之间可能存在关系的推论？
设计原则 相互关系 优先的原则 举例分析说明
安全性与经济性
经济性与法律道德规范
经济性与最优化
经济性与可持续发展
经济性与可靠性，耐用性
增加安全措施会增加成本
盗窃他人专利可赚钱，但不合法
人员或元件按需要配置，未必省钱
工厂净化排污要花钱
人字形铝梯材料加厚要增加成本
可能矛盾
可能矛盾
可能矛盾
可能矛盾
可能矛盾
安全性
道德法律规范
最优化
可持续发展
可靠性、耐用性
思考与练习
问题1：在技术设计中，考虑安全性原则的时候，很可能与哪项原则冲突？
经济性原则
第二节 技术设计的原则
问题4：港珠澳大桥的桥隧结构，使用隧道不仅更安全，还让用户避免了颠簸和可能出现的高空恐惧感，符合工程生理学和心理学原则。提升了使用者的舒适感，从而满足用户舒适出行的需要，产品的使用率也会提升。由此可见，实用性原则与工程心理学和生理学原则可能存在怎样的关系？
相互依存，优先等级相同。
问题5：创新性与科学性、创新性与标准化存在怎样的可能的关系呢？
原则应用有先后。违反科学规律则无法实现技术创新，因而科学性的优先级高于创新性。从技术进步的角度，创新性的优先级高于标准化。
第二节 技术设计的原则
思考与练习
课堂实践：设计桌面书架的原则优先等级
根据某一位或某一类用户设计一个桌面书架，请列出在该项设计中，各原则的优先级。其中，等级从A开始，越往后优先级越低。
设计主题: 桌面书架 目标用户: 　 设计要求: 　 技术设计的原则 在本设计中的优先等级 定性或定量的技术指标
科学性原则
创新性原则
安全性原则
实用性原则
经济性原则
可靠性和耐用性原则
标准化原则
工程心理学和生理学原则
时效性原则
最优化原则
法律、道德规范原则
可持续发展原则
技术设计原则优先等级评估表
第二节 技术设计的原则
一位同学的评估表填写如下，他的设置是否合理？
第二节 技术设计的原则
第二节 技术设计的原则
（一）科学性原则
（二）创新性原则
（三）安全性原则
（四）实用性原则
（五）经济性原则
（六）可靠性和耐用性原则
（七）标准化原则
（八）工程心理学和生理学原则
（九）时效性原则
（十）最优化原则
（十一）法律道德规范原则
（十二）可持续发展原则
总结：技术设计的12项原则
总结：各原则之间的关系
1. 原则之间可能存在矛盾，应用时有优先顺序。
编号 设计原则 相互关系 优先的原则 举例分析说明
1 安全性与经济性 可能矛盾 安全性 增加安全措施会增加成本
2 创新性与科学性 两原则应用有先后 科学性 违反科学规律无法创新
3 经济性与法律道德规范 可能矛盾 道德法律规范 盗窃他人专利可赚钱，但不合法
4 创新性与标准化 两原则应用有先后 创新性 先创新，后标准化
5 经济性与最优化 可能矛盾 最优化 人员或元件按需要配置，不一定用最高级的
6 经济性与可持续发展 可能矛盾 可持续发展 工厂净化排污要花钱
7 经济性与可靠性，耐用性 可能矛盾 可靠性、耐用性 人字形铝梯材料加厚要增加成本
8 实用性与工程心理学和生理学 相互依存 需要同时符合 不实用的设计谈不上适合心理生理特征
9 安全性与耐用性 可能矛盾 安全性 部分设备耐用才安全（如铝梯）；把塑料玩具改为铁质后耐用但不安全
10 工程心理学和生理学与可持续 发展原则 基本相互独立 无优先关系 如设计汽车司机的座椅与设计尾气排放结构
2. 原则之间的关系并非绝对，应针对特定的设计，仔细分析，以得到正确的设计方向。
第二节 技术设计的原则