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：
一、设计的一般过程
发现与明确值得解决的问题T判断解决问题的能力与条件T明确设计要求T收集并处 理与设计有关的信息T选择合适的材料或标准件T制定完整的设计方案T模型
（原型）制作
T方案优化
二、 发现与明确问题
1、 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。
2、 发现与明确值得解决的问题
（ 1） 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。 （ 2） 判断问题是否当前可以解决 （ 3） 判断问题是否值得解决
3、 判断解决问题的能力与条件
（ 1） 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。 （ 2） 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。
4、 明确设计要求（设计标准和设计限制）
（ 1） 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。
（ 2） 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。
三、 制定设计方案
1、 信息的收集与整理 ⑴、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。
⑵、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。
2、 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） 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。
，如按照国家
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、
②方案的权其次保证
环保、加工难易程 度、经济成本等筛选最优方案。 衡：首先应考虑设计产品的基本功能，
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。
四、设计的实现 ---制作
1、 工艺的含义和常用工艺的种类
（1） （2）
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。 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。
（①榫接，
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。 五、方案优化
1、 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。
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