高中通用技术设计的一般过程

陈晨是某市第一中学高一(6)班的学 生。在平常的生活中他发现儿童非常喜欢 到户外活动，但是当他们玩累了，想休息 一会儿时，却常常不能马上找到适合他们 坐的小凳。陈晨想，能不能为小朋友们设 计一种适合他们在户外活动时使用并携带 方便的小凳呢?
一、发现与明确问题
从本质上说，设计是一个问题求解的过
程。设计必须从调查需求、分析信息、发现
❖ 三、要善于借鉴和迁移。
❖ 这里，给大家举两个例子：
❖ 例1：一位年青的妈妈，下雨天骑自行车去接 孩子，把孩子裹在雨衣里，孩子又热又闷， 哭着闹着要出来。这位妈妈一直想解决这个 问题。一次在动物园，她看到袋鼠妈妈将小 袋鼠放在胸前的袋里的情形，受到很大启发， 她马上回家把雨衣前面开了一个洞，装上一 个帽沿，这样，一个“袋鼠式母子雨衣”就 出来了。这种雨衣，很快由厂家开发出来， 顿时成为上海市场上的热门货。
（3）优化：
分析测试和评估的具体记录，同时听取 用户、专家等的意见进行改正。
（增加结构强度、美化外观）
五、产品的使用和维护
❖ 正确使用和维护可以使产品更好地满 足人们的需求,并能延长其使用寿命
❖ 如何设计使用说明书 1. 产品介绍 2. 产品结构 3. 技术指标 4. 使用方法 5. 注意事项 6. 适用范围
❖ 例2：江西省一位初中二年级的女学生， 在家里帮助父母到棉田里拔棉杆，由于 棉杆根系发达，拔起来很费劲，她就想 到能不能设计一种拔棉杆的工具，后来， 她想到了用“羊角锤”拔钉的原理，经 过移植，设计成了拔棉杆的工具，很受 棉农的欢迎。
❖1971年，在伦敦召开的国际园林 建筑艺术研讨会上，迪斯尼乐园 的道路设计被评为世界最佳设计。 你知道这个设计方案是怎样形成 的吗？主持迪斯尼乐园设计的世 界著名建筑大师格罗培斯已经为 通往各景点的道路设计方案修改 了50多次，没有一次让他满意。
三、制作模型或原型
❖ (1)绘制图样 ❖ (2)制作模型或者原型(缩小\简化)
❖ 制作过程分解图
用高密度板做的一张凳子
四、测试、评估及优化
（1）测试：
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。
（承重、稳定性）
（2）评估： 对各个方案的结构稳固、
造型、制作难度、自重、 体积、携带、成本等方面 进行评估
案例一：色障者交通信号灯
❖
这是一个可以解决色觉障碍者驾驶车辆时分 辨交通信号灯的发明。2005年4月，潘立群在一 次偶然的机会中了解到全国色障患者有近6500万 人，因为色障，他们不能考取驾驶执照，有的甚 至连过马路也成问题。 就是这个偶然的发现， 点燃了潘立群创造的火花。
在接下来的几个月里，他到马路上研究各种信 号灯的闪烁规律，上网搜寻国外相关的研究报告， 后来，又三天两头往 医院跑去了解色障者和正 常人的异同。半年后，潘立群终于拿出了设计产 品：他通过改变电路，在红灯中加入“X”图形， 在黄灯中加入“-”图形，绿灯保持不变。这样， 红灯亮时“X”同时闪烁表示禁行，黄灯亮时“-” 同时闪烁表示等待，绿灯不变表示通行。这使得 色障者也可以通过灯的闪烁和图形识别来看到 “红绿灯”。
办法1
健康
防蛀、防腐
多功能
办法2
办法3 ……
3、方案构思（头脑风暴）
❖ 根据设计要求， 大胆构思，挖掘 创造潜力，提出 多个设想
材料 结构（画草图、做模型）
连接方式（画草图、做模型）
材料
结构
连接 方式
4、方案呈现 （对设计方案进行综合） A.采用瓦楞纸材料的方案草图
B.采用木板、木棍材料的方案草图
❖ 设计是一个有计划的创新活动， 它有着科学合理的基本的工作程序 和流程。当今很少有产品是偶然被 开发出来的。
❖ 设计的过程需要使用各种各样 的策略，如问题解决、创造性思维、 空间现象、批判性思维和逻辑推理 等等，它还需要动手能力，如测量、 画草图、绘图和使用各种工具。
今天我们以便携式小板凳 为例学习设计的一般过程
列出设计要求
结构简单、稳固，易制作：自重轻、 体积小，携带方便：成本不高于5元
便携式小凳的设计要求
1、结构简单、稳固，易于制作； 2、自重轻，体积小，携带方便； 3、成本不高于 5 元。
便携式小凳子的设计要求是怎样形成的？
二、制定设计方案
❖应明确: 1、运用不同的材料、结构可以
产生不同的设计方案。 2、任何设计方案都有改进的可
结构稳固 易于制作 自重轻
体积小 携带方便
成本不高 于5元
设计分析
材料 如何选择材料 结构 如何使结构稳定 携带 如何便于携带
选用轻质材料 选用易加工材料 选用废旧材料 ……
扩大支撑面 采用接方式连接 采用插接方式连接 ……
尽量缩小体积 采取可拆卸式 采用折叠式 ……
还需解解决办法 决的问题
美观
设计过程示意图
发现问题 明确问题
设计是一个动态发展 的过程,在设计中有 些步骤之间可能出现 一定的循环。
制定设计方案
优化
编写说明书
制作模型
测试评估
学生设计作品1
学生设计作品2
学生设计作品3
学生设计作品4
学生设计作品5
几个常用构思方法及创造技法
❖ 一、不要放过身边出现的问题。
❖ 你知道高压锅是怎样产生的吗？300多年以 前，法国一位名叫巴本的医生，周末和全家 人到山上去度周末。在煮土豆时，明明看到 水已经沸腾，可土豆就是煮不烂。一家人很 扫兴地回来了。可巴本医生并没有放弃所看 到的现象。他找到了“水的沸点随压力的降 低而降低，随压力的升高而升高”原理，从 而制造出了世界上第一个压力锅。假如巴本 在野炊失败后，不再去思索“为什么？”， 假如他只满足找到了解释野炊失败的原因， 而不去着手压力锅的研制，那压力锅的发明 就将和他失之交臂。
能性，好方案决不会仅有一个。
1、收集信息
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、浏览互联网等收集信息。
用户调查
专家咨询
查阅图书
浏览互联网
（1）收集有关各类凳子的资料
（2）收集有关各类 便携、折叠、组合式 凳子的资料
（3）查阅人机工程学的有关资料
（4）观看有关坐具的手工生产和机 械化生产的音像资料
一、发现与明确问题
❖ 特斯拉出生在克罗地亚，他少年时勤奋好学，对身边的 事情喜欢提出各种问题。特斯拉在实验中仔细观察，发 现一个大家都经常看到的现象，这就是爱迪生电机中使 用了集电环（又称换向器），电机每转动一周，电刷要 两次经过集电环。这样就在电刷与集电环之间产生电火 花，从而使集电环被氧化，以致导电性能下降，需要折 开清洗或更换新的集电环和电刷，这就是爱迪生电机不 能长时间连续地工作的原因。然而对这件事，许多人认 为，直流电机总是要有换向器，有换向器就必须经常清 理，这是理所当然的。持有这种思想的人并不觉得这是 什么问题。但特斯拉却不这样。他总在想，如果不产生 电火花那该多好啊，而产生电火花的原因是电机中有换 向器，于是他想若能把电机中的换向器去掉，那么电机 不就可以长时间稳定地工作了吗？
❖台灯：写字时手会遮住光线留下 影子
❖目前电梯存在以下问题：按钮不 适合不同身高的人，只有视觉提 示，没有考虑盲人等特殊人群。
❖睡觉时，我们易把放在床上的小电风 扇踢翻，如何使风扇不易倒？
❖市场上的刷头和把柄在同一条直线 上，就使得一些人误拿来左右刷， 没有起到护牙的作用，即使是知道 要上下刷，但用起来却比较吃力， 左边容易右边难。如何改进牙刷的 结构，使人们改正错误的刷牙方法， 使上下刷牙更容易。
❖他买了一篮葡萄，掉头回到巴黎，立 即给工程部发去电报“撒上草种，提 前开放”。不久，小草长出来了，整 个乐园的空地被绿草覆盖，在乐园提 前开放的半年里草地被踩出许多小道， 有宽有窄，优雅自然。格罗培斯以这 些踩出来的小道为蓝本，就形成了这 个世界最佳设计。这里，他就是移植 了法国老太太的方法“让人们自行选 择”。
❖园区建设已快竣工，马上就要开 放了，方案还没有定下来，当时， 他正在巴黎参加一个庆典，工程 部又打电话来催要道路设计方案。 为此，他心里很是焦急。为了使 自己清醒一下，他决定庆典一完 先到法国的海滨去休息几天，争 取回国前把方案定下来。
❖他驱车在法国南部的乡间公路上奔驰。 这一带，是法国的葡萄产区，不少葡 萄园主把葡萄摘下来在路边叫卖。但 却少有人问津。车到了一处，那里停 了很多车，原来这里的葡萄园主人是 一位老太太，没有人力来叫卖，就让 人们自行投钱，自行摘葡萄。她用这 种方法，每年都是最先卖完。格罗培 斯突然得到一种启示:
❖ 二、不要迷信权威。
❖ 英国的大哲学家罗素来中国讲学，在开讲之 前，他在黑板上出了一个题目：2＋2等于多 少？他问来听讲的学者们，他们都面带难色， 回答不出来，因为他们想，罗素这样的大学 问家，出的问题一定是很难的。但是，罗素 却回答说，其实它就等于4。他的意思是说， 请大家不要以为他讲的都对。不要迷信。在 科学的发展过程中，有不少的人不迷信权威， 而取得了成功，但是也有人因此而懊悔。
与明确需要解决的问题开始，提出设计项目，
明确设计要求。
发现问题
讨论：
❖ 陈晨发现了什么问 题？
❖ 产生了什么需求？
马上行动
你认为陈晨等同学在设计的发现与明确问题阶段进 行了哪些具体的工作？
主要环节
具体工作内容
调查需求
设计访谈提纲和调查问卷
统计分析 讨论
统计分析,绘制图表 确定便携式小凳作为设计项目
C.采用五夹板材料的方案草图
5、方案筛选
❖ 对提出的几个设计方案,依据一定的原 则,对方案进行筛选。
❖ 方案C3比较符合设计要求.
小结：制定设计方案
1、 收集信息 2、 设计分析（材料、结构、携带- - -） 3、 方案构思（材料、结构、连接方式- - -） 4、方案呈现（画出草图） 5、方案筛选