4.1-4.3方案的构思及方法 课件(共43张PPT)-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计1》

(共43张PPT)
知识回顾
1、问题的分类和来源？
2、发现问题的途径与方法？
3、问题的内容否明确？
4、问题的价值？
5、明确解决问题受到的限制？
一、设计中的人机关系
二、方案的构思过程
三、常用的构思方法
第四章
方案的构思及方法
情境1
说一说： 你在日常生活中遇到过类似的情况吗？为什么会出现这种情况？
情境2
一、设计中的人机关系
人使用物品时，物品与人产生的相互关系称为人机关系。
人机关系的含义
一
人-机？
“机”的含义：
《嘟嘟嘴的一天》
“机”：除机器外，还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆及劳动保护用具等所有与人有关联的元素。
“人与门”之间存在哪些人机关系？
人与某个产品构成的人机关系中，往往存在复杂的多方面关系
“人与门”之间存在哪些人机关系？
人走近门：人与门板构成人机关系
人握门把：人与门把手构成人机关系
人通过门：人与门框构成人机关系
人坐在椅子上的时候，人的一些部位与椅子不同部分之间构成的人机关系
马上行动
手臂
背
臀
腿
脚
扶手
靠背
椅面
椅面、椅脚椅脚
人机关系要实现的目标
二
01
高效
整体优化，提高效率
02
安全
生理保护，消除危险
03
健康
以人为本，保护健康
04
舒适
自然和谐，身心愉悦
人与周边物品之间存在复杂的关系，不同的设计问题关涉不同的人机关系，但在设计中都要考虑人机关系需要实现的目标。
在设计中，应把人和机作为一个整体来考虑，合理或最优地分配人和机的功能，以促进二者的协调 ，提高人的工作效率。
同时，人机所在的环境中的一些因素也影响人的效率和行为，如图所示。
高效
被称为“科学管理之父”的美国人泰勒于1898年在伯利恒钢铁公司进行了著名的“铁锹作业试验”。铁锹作业试验首先系统地研究铲上的负载应为多大的问题。他用5kg、10kg、17kg和20kg四种装煤量的铁锹进行试验，发现用10kg的铁锹作业时工人的工作效率最高。每次装煤量过多，虽然每次的搬运量大，但是会令工人很快疲劳，从而减少搬运次数；每次装煤量过少，虽然可以增加运送次数，但是运送总量得不到保证。其次，他还研究了各种材料能够达到标准负载的铁锹的形状、规格以及各种原料装锹的最好方法，并对每一套动作的精确时间作了研究，从而得出了一名“一流工人”每天应该完成的工作量。这一研究结果是非常出色的，堆料场的劳动力从400-600人减少为140人，平均每人每天的操作量从16t提高到59t。
通过改进铁锹的运载量与人的负荷强度的关系，装载强度、次数与人的疲劳的关系，提高了工人的工作效率。
铁锹的作业效率
高效——整体优化，提高效率
V.S
V.S
健康
是指人在长期操作或使用产品的过程中，产品不会对人造成不良的影响。
例如：穿不合脚的鞋； 在昏暗的灯光下学习。
健康——以人为本，保护健康
人在使用产品的过程中，人体能处于自然状态，操作或使用姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围之内，从而使人不会过早的产生疲劳。 心理上的舒适感受也是人机关系应考虑的目标。
舒适
——自然和谐，身心愉悦
是指人们在操作和使用产品过程中，产品对人的身体不构成生理上伤害。产品与人接触部分不允许有尖角和锋利的边槽，易产生危险的地方进行安全保护设计，如汽车的安全带设计。
安全
安全——生理保护，消除危险
实现合理的人机关系的方式
三
1.普通人群与特殊人群
设计时除了依据普通人群的需求，还应充分考虑特殊人群的特点和需求。
老弱病残孕
特殊人群
盲文
四种少数民族文字：蒙古、藏族、维吾尔族、壮族
左利手
不同民族信仰
高矮胖瘦
……
2.静态的人与动态的人
人使用产品时处于静态和动态两种状态交替之中,设计的产品不仅要符合人体的静态尺寸，还要符合动态尺寸。
椅面宽度
椅面长度
靠背长度
扶手长度
椅面高度
静态尺寸：人的构造尺寸
动态尺寸：人在使用物品时需要的活动范围，有足够的空间。
人体活动区间示意图
不同作业性质的站姿作业面高度
站姿作业时，相对于肘部所在平面的高度，作业面低50-100mm。
从事精密操作时作业面应高于肘部；
重荷作业的作业面高度要低于肘部所在平面的作业面高度。
3.人的生理需求与心理需求
设计中的人机关系，不仅要满足人的生理需求（如高矮、胖瘦、身体状况等），而且要满足人的心理需求（产品的色彩、材质等对人产生的心理影响）。
满足人的心理需求要考虑五个方面的问题
视觉：对产品的色彩、形态、空间关系的感觉
听觉：对产品声音的感觉
味觉：对产品口味的感觉
嗅觉：对产品气味的感觉
触觉：手、足、皮肤对产品的感觉
不同的颜色对人心理的影响
红色
白色
黑色
灰色
蓝色
——喜庆、热情、危险、警示、
——纯洁、神圣、高雅、轻、飘
——有力、坚固、沉重、神秘、严肃
——平凡、谦和、失意、中庸
——沉着、冷静、宽敞、高大
卧室、家居等的设计一般以暖色调为主，以营造温馨的氛围
办公室一般以冷色调为主，以求严谨高效的工作氛围
医院病房以白色（纯净）、绿色（活力）、浅蓝色（放松、宁静）为主
4.信息的交互
人与产品的互动过程就是人与产品之间信息传递的过程，即信息的交互过程。
设计时应选择合适的信息传递类型，还要注息设计好信息源，信息源的布置应该符合安全、明确、快速定位的要求。例如：汽车喇叭声及颜色。
二、方案的构思过程
1、进行设计分析：人、物、环境
物
人
环境
产品是为人服务的，人的需求在很大程度上决定着产品的设计。
产品是在一定的环境中使用，必然受到环境的制约，并对环境产生影响。
产品本身是一个整体，包括功能、造型、材料等，任何产品都不是孤立存在的。
2、构思设计方案 ：
①梳理设计需求
②呈现设计方案
3、比较、权衡设计方案
二、方案的构思过程
标准件是按照国家标准或者行业标准的技术要求批量生产的具有通用性的零部件。包括紧固件、连接件、传动件、密封件、轴承、液压元件和气压元件、弹簧等机械零件。
标准件
紧固件
连接件
密封件
轴承
弹簧
优点：简化制作过程，实现通用通换
小辞典
1.形态分析法：是指从整体的思想出发来看待事物，把事物看成是几个功能部分的集合，然后把整体拆成几个功能部分，分别找出能够实现每部分功能的所有方法，最后再将这些方法进行重新组合，根据分析评价结果最终形成多种设计方案。
系统思维，易于形成多种方案
三、常用的构思方法
2.联想法
联想法就是由甲事物想到乙事物的思维过程。
借助想象，触类旁通。
3.设问法
设问法是通过多角度提出问题，从问题中寻找思路，进而作出选择,并深入开发创造性设想的一种构思方法。它的主要类型有检核表法、5W2H法以及和田十二法等。
(1) 加一加：加高、加厚、加多、组合等。
(2) 减一减：减轻、减少、省略等。
(3) 扩一扩：放大、扩大、提高功效等。
(4) 变一变：变形状、颜色、气味、音响、次序等。
(5) 改一改：改缺点、改不便、不足之处。
(6) 缩一缩：压缩、缩小、微型化。
(7) 联一联：原因和结果有何联系，把某些东西联系起来。
(8) 学一学：模仿形状、结构、方法，学习先进。
(9) 代一代：用别的材料代替，用别的方法代替。
(10)搬一搬：移作他用。
(11)反一反：能否颠倒一下。
(12)定一定：定个界限、标准，能提高工作效率。
和田十二法
4.仿生法
仿生法是模拟自然生物形态进行设计的方法。
果汁包装盒
肌理与质感仿生
杯 子
形态仿生
轮 胎
结构仿生
尼龙搭扣
功能仿生
课堂小结
一、设计中的人机关系
1. 身边的人机关系
2. 人机关系中要实现的目标：高效、安全、健康、舒适
3.实现合理的人机关系的方式
普通人群和特殊人群
静态的人和动态的人
人的生理需求和心理需求
信息的交互
三、常用的构思方法
1. 形态分析法 3. 设问法：检核表法、5W2H法、和田十二法
2. 联想法 4.仿生法：功能、结构、形态、肌理与质感仿生
1. 进行设计分析：人、物、环境
2. 构思设计方案 ：①梳理设计需求；②呈现设计方案
3. 比较、权衡设计方案
二、方案的构思过程
1、
C
课堂小练
C
2、
C
3、
A
4、
课堂小练
5、眼镜的主要部件中，属于标准件的是（ ）
A.镜框 B.鼻托 C.螺钉 D.脚套
6、在人行天桥的设计中，通常都要在阶梯的两边安排一定宽度的斜面通道。这是为了（ ）
A.美观 B.满足不同人群的需求
C.提高强度 D.节省建筑材料
7、如图所示为人体下肢尺寸。如果要制作椅子，在确定椅子座面的高度时，需要考虑的尺寸是 （ ）
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
C
B
D
课堂小练
8、如图所示是一款实木结构的儿童床。从设计中的人机关系角度分析，以下说法中不正确的是（ ）
A.根据儿童特征来设计床的形状与尺寸，考虑了静态的人和动态的人
B.将床板设计成栅栏结构，透气性好，实现了舒适目标
C.合理设置护栏间距，防止卡住儿童手脚，实现了安全目标
D.应采用高强度螺栓连接，结构稳定，实现了健康目标
9、如图所示是一款测力矩扳手，在紧固螺栓时可显示所施加的力矩值。从人机关系角度分析，该设计主力矩显示屏要考虑了（ ）
A.人体的静态尺寸与动态尺寸
B.普通人群和特殊人群
C.信息的交互
D.人的生理需求与心理需求
D
C
课堂小练
10、如图所示是一款首次采用侧曲面屏的手机。屏幕右侧采用下沉弧线设计，将任务栏和快速启动栏的快捷方式挪移到了侧边条上，轻轻滑动就能解锁和操作，从而使习惯用右手的人很容易进行单手操作。旋转手机，侧边条会相应转到手机顶部。下列关于该款手机设计的说法错误的是(　 　)
A．侧边屏非常绚丽，考虑了人的心理需求
B．习惯用右手的人很容易进行单手操作，考虑了
特殊人群的需求
C．把常用的软件和快捷功能放在侧边，轻轻滑动
就能解锁和操作，实现了高效目标
D．当用户旋转手机后，侧边条会相应转到手机顶部，考虑了普通人群的需求
B
谢 谢！