通用技术精品学案系列（必修1第二章 步入设计殿堂 学案）

<<第二章 步入设计殿堂>>学习材料
学习要求：本章是所有技术活动的基础，也是考试的重点，要求同学们掌握设计的概念，理解设计的特点，掌握影响设计的因素，熟练掌握设计的基本原则，正确理解设计与技术的关系。要深刻理解设计中的人机关系，并能分析一些技术产品是否以人为本。
学习内容：
一．设计的广泛性和设计的一般过程
复杂的机器，神奇的电脑、导弹、飞船，宏伟的建筑，各种大型工程(三峡水电站，奥运村等)无不凝聚着设计者的心血。
设计的一般过程：
发现与明确问题→制定设计方案→制作原型或模型→优化设计方案→编写产品使用说明书。
二．设计及其特点：
设计就是从明确的目标出发，经过一定的规划、分析和决策，产生相应的文字、数据、图形
等信息的过程。简单地说，设计其实就是问题求解的计划过程。根据设计，可以通过实践转化为某项技术项目，或通过加工制造成为产品或作品。
特点：
①设计课题的源泉是人类的需求。（人类的需求无止境：自行车→摩托车→汽车→飞机……）
②设计的本质是创新。
③设计的领域很广泛。
④设计工作需要考虑多方面问题：（作为你，未来的设计大师，你应该懂什么？）
主要两方面：一是解决好技术产品中物与物的关系； （ 机械、设备、交通工具、建筑等）
二是解决好技术产品与人的关系问题，建立以人为本的设计价值观念。（如：汽车的安全性、舒适性、美观性）
具体一点就是要考虑：功能、性能、材料、制作条件、科学合理性、符合环境要求、经济、新颖、实用、形状美观、便于操作……（设计桌椅要设计得更符合我们的要求需要考虑哪些方面的问题？）
⑤设计需要发挥团队精神。
开发性设计（在没有先例的情况下进行的独创的发明设计）
3、设计的类型 综合性设计
改进性设计（技术革新设计）
三．影响外观设计的因素（设计一个好的产品外观应该知道哪些知识？）
造型 ： ①平面设计的基本元素（点、线、面的知识）；②对称与平衡；
色彩：影响人的情绪；
美感：动感、节奏感、方向感、比例
设计中的人机关系 ——人机工程学研究的内容
人机工程学（Human Factors Engineerings）：也称人的因素工程学，是近十几年发展起来的一门边缘性应用科学。它应用生理学、医学、卫生学、人体测量学、系统工程学、社会学和管理学科的知识成果，主要研究人——机——环境这三者之间的关系，通过恰当的设计改进这些关系，使工作系统获得满意的效果，同时保证人的安全、健康和舒适。
分析：人机工程学是指以人的活动范围及人体各部分或各种动作、姿势所需的尺寸范围为基本条件，在设计时考虑使人安全、舒适，操作便利的尺寸形状。
人机关系：生活中，我们每时每刻都在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，这种相互关系称为人机关系。设计中人机关系要实现的目标：高效、健康、舒适、安全。
注意：人机关系概念中，“机”的内涵丰富，不仅包括机器、工具、仪器等，还包括环境，所以一定要对“机”形成全面的认识；“人”有不同的部位、不同的层面，“机”有不同的部位、不同的层面。人与产品的不同部位构成不同的关系，构成不同的联系。这种联系不是单一的联系，而是复杂的联系。
例1、找出下列活动中的“人”与“机”，体会其人机关系。
a．教师拿着粉笔板书；
b．农民用锄头锄地；
c．司机手握方向盘；
d．妈妈拿着拖把拖地；
例2、乘电梯到某一楼层去的过程中存在哪些方面的人机关系 ？
a．人与电梯外按键之间构成的人机关系；
b．人与电梯门之间构成的人机关系；
c．人与电梯箱体之间构成的人机关系；
d．人与电梯内按键之间构成的人机关系等；
……
例3、分析人坐在椅子上的时候，人体的一些部位与椅子构成了哪些人机关系？
a．手臂与椅子的扶手之间构成的人机关系；
b．背与椅子靠背之间构成的人机关系；
c．臀与椅面之间构成的人机关系；
d．腿与椅脚的高度之间构成的人机关系；
e．脚与地面之间构成的人机关系；
……
其他案例：①粉笔粗细与老师手的关系
②门口高度与人类高度的关系
④过去拖拉机与人的关系、现代轿车与人的关系
功能美（功能完善）
材质美
结构美（紧凑合理、流线型）
技术美(阅读材料) 工艺美
色彩美
舒适美
规范美
四．设计的基本原则：
1、科学性原则：遵循自然界的科学规律；
2、实用性原则：设计的根本原则。是指设计的产品为实现目的而具有的基本功能。包括物理功能（性能、构造、效率精度和可靠性等）、生理功能（产品使用的方便性、安全性、宜人性等）、心理功能（产品的造型、色彩、机理和装饰要素给人以愉悦感等）和社会功能（产品象征或显示个人的价值、兴趣、爱好或社会地位等）等。
3、创新性原则：创新是设计的核心。
4、安全性原则；
5、经济性原则；
6、美观性原则；
7、技术规范性原则（统一的技术标准，增强互换性）；
8、可持续发展原则；
9、道德性原则；
五．设计与技术的关系
1．设计是技术发展的基础，技术的发展离不开设计
2．技术发展为设计创新提供了条件
技术的发展需要发明与革新，设计催化了发明与革新，从而促进了技术的发展。可以说，设计是技术发明和技术革新的核心过程，但设计也要依赖于技术水平这个重要基础，任何新技术设计都是在已有技术基础上产生的。技术的发展又为设计创新提供了新的基础，使设计进入了新的世界。技术与设计是相互依存，相互促进的，其闪亮的结合点就是创新。人类在新技术中前进，技术更新对设计产生重要影响。
六．重难点及热点问题
1． 技术世界因设计而愈加精彩，设计是技术发展的关键
2． 影响设计的因素，尤其是设计中的人机关系，要深刻理解这部分内容
3． 设计的基本原则，各个原则不是独立的，不同的产品其侧重点不同。
4． 现代各种技术给同学们提供了广阔的设计前景，（上了大学更有利于同学们设计能力的发展）
5． 一项伟大的设计需要同学们团结协作奋力拼搏，付出艰辛的劳动，（这是技术竞争的需要，也是现代技术的需要）
6． 青藏铁路的设计施工；三峡工程的设计和施工
练习题目
1．你认为设计的特征有哪些？有什么认识？填表回答
设计的特征 你的认识
2．电动剃须刀发明之初体积很大，携带不方便。于是有人设计出一种小巧、便携式的电动剃须刀，这一设计推动了电机微型化技术的发展。就这个内容，说明设计对技术的发展有什么重要的价值？
答：设计是技术成果转化的桥梁和纽带。通过设计，可以把技术的潜在价值发挥出来，使科技成果更贴近人们的生活，更好的为人类服务。
3．就同学们自己的认识技术设计和艺术设计的侧重点是什么？
答：技术设计：功能、结构、材料、程序工艺等。
艺术设计：色彩、造型、欣赏、审美等。
4．如何实现合理的人机关系？
答：在设计中，合理的人机关系应该达到高效、健康、舒适、安全的目标。如何实现这种合理的人机关系呢？首先应明确设计涉及哪些人机关系，其次要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标。人与门之间合理的人机关系，就要考虑门的高度、宽度等。人与门把手之间合理的人机关系，除考虑门把手的大小、安装的高度外，还要考虑人旋动门时手所需要施力的大小。
在实现合理的人机关系的设计中，我们还应该处理好以下几个方面的关系
⑴普通人群与特殊人群；
⑵静态的人与动态的人；
⑶人的生理需求与人的心理需求（茶座、咖啡屋的设计应以暖色调为主，将空间处理的小一些，以营造温馨、宁静的效果；而办公室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、高效的工作氛围。）
⑷信息的交互。
５．小明要设计一个中小学生随身携带的水壶，他对水壶进行了设计分析，你以为对产品进行设计分析应考虑的因素是（ ）
A．“物”、“人”、“环境” B．美观、实用、经济
C．结构、功能、安全性 D．高效、健康、舒适
6．学生在上机操作时，构成主要的人机关系是（ ）
A．学生与电脑 B．学生与教室
C．学生与教师 D．学生与课本
7．校教学楼楼梯的扶手，主要体现了人机关系中的（ ）特点
Ａ．安全　　Ｂ．高效　　Ｃ．健康　　Ｄ．舒适
8．找出下面产品设计中属于人机关系缺陷的选项（　）
Ａ．手机有辐射　　　　　　Ｂ．水龙头易漏水
Ｃ．汽车车胎易爆　　　　　Ｄ．变速自行车座垫小
9．（　）遭遇车祸的概率最高
Ａ．棕色车子　　　　　　　Ｂ．银灰车子
Ｃ．白色车子　　　　　　　Ｄ．绿色车子
10．举例说明技术更新为设计提供了更为广阔的发展空间，使设计的主题更加丰富，设计的表达方式更加多样，设计的效率更高。（灯具、电视）请同学们大胆设想：随着科学技术的进步，电视机将会有什么新发展？
11．上海内环高架桥不允许一吨以上的小货车上桥，日本汽车公司见到消息，并发回日本，一个月后0．9吨的日本小货车就在上海接受定单了。这些都说明了日本的企业十分注重细节。在实际操作中，要做到这些是不容易的，因为只有营销部、生产部、物质部、采购部、研发部、制造部通力协作，才能将这件事做好。试用技术与设计的特点分析之。
提示：本题显示出日本技术革新能力强，考虑问题周全，团队精神良好，要点如下：①设计者有敏锐创新意识；②设计的小汽车具有现代社会广大使用者共同期待的功能；③设计创新的小型汽车付诸实施有大量先进技术做基础；④具有一支富于创新精神、多元化的专业设计团队；⑤保证创新产品尽快上市的科学化管理。
12．人类设计了各种各样的永动机，但都以失败告终，说明设计必须遵循（ ）原则。
A．安全性 B．科学性 C．道德性 D．技术规范性
13．电话机发展好几代，从砖头式的手机到现代小巧玲珑、功能齐备的手机这都显示出手机设计的（ ）原则
A．经济性 B．可持续发展 C．创新性 D．都不对
14．现代同学们可经常看到人们不再用绳捆扎啤酒（因为捆扎的啤酒有时瓶炸裂易伤人），人们设计了一种塑料布，用来裹啤酒。这体现了设计要遵循（ ）原则
A．安全性 B．经济性 C．实用性 D．科学性
15．世界上飞机窗口的设计规定都是圆的，方形的易碎裂很危险。这说明设计的（ ）原则
A．美观性 B．经济性 C．实用性 D．技术规范性
16．各种各样机械的某些零件都体现出互换和通用，这说明了设计的（ ）原则。
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