资源简介

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日照一中
通用技术组
怎样实现创新设计
第一节
认识技术测试
第二节
评价优化设计
第三节
撰写产品使用说明书
第四节
目 录
设计是一种富有创新性的技术活动，要提高自己的创新设计能力，就要注意创新思维的训练和明确创新设计的方向。那么，创新思维的特征和创新设计的类型有哪些？
第一节 怎样实现创新设计
创新思维
创新性思维是指有创见的思维。它是在创造性活动中，应用新的方案和程序，创造新的思维产品的思维活动。它是在一般思维的基础上发展起来的多种思维的综合
创新思维
发散思维和集中思维的统一
多有直觉思维出现
创造想象参与
多有灵感出现
要创造性解决问题，首先进行发散思维，设想种种可能的方案；然后进行集中思维，通过比较分析，确定一种最佳方案。
直觉思维是指不经过一步步地分析，而迅速地对问题答案作出合理猜测、设想或突然领悟的思维
创造性思维只有创造想象参与，才能从最高水平上对现有知识经验进行改造、组合，构筑出最完整、最理想的新形象。
在创造性思维过程中，新的解决问题的思路、方案的产生往往带有突然性，这种突然产生新思路、新方案的状态，称为灵感。
创新思维
开放性
多向性
独立性
特征
创新思维表现出开放性，敢于突破思维定势，乐于接纳新信息，善于输出新信息；能够打破现有框架的束缚，把设计过程视为推陈出新的过程。
创新思维具有多向性，善于从不同角度思考问题，设计时能提出多种设想，能灵活地变换影响事物的因素。当思维在一个方向受阻时，善于转向思考或逆向思考。
创新思维具有思维独立性的特征，敢于追求与众不同、前所未有的见解，能大胆突破自人设计的时代局限。独立性的思维往往能使设计标新立异、独辟蹊径，产生出具有现代气息的新颖设计成果。
林肯讲述了自己幼年时的一件事：“我父亲以较低的价格买下了西雅图的一处农场，地上有很多石头。有一天，母亲建议把石头搬走。父亲说，如果可以搬走的话，原来的农场主早就搬走了，也不会把地卖给我们了。那些石头都是一座座小山头，与大山连着，有一年父亲去城里买马，母亲带我们在农场劳动。母亲说，让我们把这些碍事的石头搬走，好吗！于是我们开始挖那一块块石头。不长时间就搬走了。因为它们并不是父亲想象的小山头，而是一块块孤零零的石块，只要往下挖一英尺，就可以把它们晃动了。”
石头是可以搬走的
有些事人们之所以不尝试去做，只是他们认为不可能。而许多不可能，只存在于人们的想象中。
思考
如何解决人和物同时过河问题
如将河水抽干，或者修改河道，考虑利用桥、船、飞行器、空间索道、河底隧道等不同方法 。
爱因斯坦的老师海因里希·韦贝尔对爱因斯坦说：“你是一个十分聪明的小伙子，可是你有一个毛病，就是你什么都不愿让人告诉。”在这里，海因里希·韦贝尔老师说的“毛病” 正是爱因斯坦可贵的优点——思维品质的独立性。正是这个优点，使他敢于突破牛顿力学，经过不懈的努力，建立了相对论，做出了划时代的卓越贡献。
思考 讨论 分析
压力锅在那些地方体现了创新思维的特征？
？
怎样实现创新设计
思维定势
创新思维
食用锅
几千年不变
惯性
惰性
顽固性
怎样实现创新设计
近代有人运用”增加气压以提高温度”的原理,对传统的食用锅的结构进行了创新设计,打破了思维的传统定势、从众定势的束缚，推陈出新，这就是思维的开放性的体现。
从用传统的延长加热和热对流时间方法来提高温度，到增加锅内气压提高水的沸点来提高温度；从无锅盖或者锅盖与锅体的松散接触到锅盖与锅体的紧密相扣的密封结构创新；从高压锅的多种制造材料到多变的外观，从增加限压阀、安全阀等结构创新等等，都突出反映出思考问题的方式灵活多变、多角度，就是思维的多向性体现。
高压锅的工作原理、结构及其外观，与传统食用锅相比，前所未有、与众不同，是对“司空见惯”、“完美无缺”的传统食用锅的大胆质疑与创新，不迷信传统、不迷信权威，不人云亦云，敢于独辟蹊径、标新思维的独立性表现。
怎样实现创新设计
创新思维的这些特征是共同具有的，在新产品的设计过程中，有时某些特征会表现得很突出。具备了开放、多向、独立的思维素养，那么，在创新设计的过程中，怎样才能“又好又快”、有的放矢地提高创新设计的效果呢？阅读课本，了解创新设计的三种类型：原理创新、结构创新、外观创新，深刻理解原理、结构、外观创新的含义，然后做以下练习。
创新设计的类型
运用一种新的技术原理于产品设计中,从而产生出新颖、先进的技术产品-----常常可以引起技术产品革命性的变化
运用技术手段与艺术处理相结合而赋予产品美观外形的创造活动
合适的材料、简单的结构设计去合理的实现设计目标-----目的：体积越来越小，耗材越来越少，功能越来越完善……
原理创新
外观创新
结构创新
A普通食用锅
B普通压力锅
材料一：A普通食用锅；B是普通压力锅
请回答：
1、B压力锅与沿用了上千年的A传统食用锅相比，属于哪种类型的创新设计？试说明原因。
①属于原理创新设计，因为压力锅运用了“增加气压以提高温度”的原理
②属于结构创新类型，因为A和B对传统食用锅的结构进行了创新设计，如设计出锅盖、锅底相扣的新结构、密封结构以及限压阀等结构，保证了压力锅原理的实现。
③属于外观创新类型，因为它与传统的食用锅相比，其外观明显不同。
请回答：
2、A、B两种压力锅相比，属于哪种类型的创新？试说明理由。
A和B相比较，B属于结构类型的创新，因为B增加了微电脑控制自动加热结构。同时两者的外观又有明显的差异，故B对A而言，又属于外观创新。
3、作为创新产品的压力锅诞生后，如果发明者丹尼斯.帕平申请专利，其专利保护期限是多少年？A出现后，B作为创新设计新产品，其专利保护期限是多少年？
20年 10年
A普通压力锅
B微电脑智能压力锅
材料二：A是普通压力锅；B是微电脑智能压力锅
据北京当地媒体07年8月3日报道，国家体育场“鸟巢”工地从7月30日起已暂停施工，原因是等待方案的调整。
而早在6月5日，中国工程院土木、水利与建筑工程学部召开会议，有院士要求以全体学部院士的名义上书国务院，直陈2008年北京奥运会场馆设计中存在的问题。因为由求大、求新、求洋而带来的安全与浪费问题，正在逐步成为2008北京奥运会的场馆建设中的“硬伤”。尤其是当工程进入实质的施工阶段时，突然发现要正常施工就需要做种种的修改工作，尤其是在北京奥运主体育场——国家体育场?以下特指“鸟巢”　、国家游泳馆和五棵松体育场这三大标志性建筑物为甚。
这些问题不仅惊动了北京市的主要负责人。不久前，国务院总理温家宝亲自做出指示：要勤俭办奥运。
据报道，在近日结束的中共北京市委九届七次全会上，北京市市长王岐山提出，北京奥组委及其他相关部门要树立“节俭办奥运”的观念，尽最大努力降低工程造价。他还透露，北京市已决定对2008年奥运会场馆建设方案进行“适当调整”。
8月3日，中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授沈世钊等国内建筑专家被急召进京，就“鸟巢”修改方案进行讨论。
被停工的奥运“鸟巢”方案出台过程
专家非常担心安全问题，担心的理由之一是结构体系太简单。据工程院院士、浙江大学教授董石麟介绍，国家体育场的结构是由128个的组件相互支撑，形成了网络状的构架，它就象树枝编织的鸟巢。同时，它的屋顶是世界最大可开启、滑动式屋顶，当它合上时，体育场将成为一个室内的赛场。
　　问题也就出在跨度上，虽然从建筑美术上讲，是非常有创意的。但在实际的施工中，这样大的跨度结构，需要大量用钢，所以在力学上是“无法承受之重”。
　　在建筑学上，结构重量跟跨度是不成正比的，是指数的关系。在一个体育馆，如果100米跨度，它的用钢量是80-100公斤／平方米，但如果跨度是200米的话，用钢量就可能是250公斤／平方米；而300米跨度可能就是400公斤／平方米。
被停工的奥运“鸟巢”方案出台过程
而鸟巢的每平方米的用钢量达到了500公斤。总的用钢量接近5万吨。它的自重占整个壳的60%，再加上屋面和设备重量，就占到了总量的80%。
　　“这是一个非常超标的用钢量，悉尼奥运会的平均用钢量为30公斤／平方米。”专家们在会上指上，与北京奥运会相反，悉尼、亚特兰大奥运会馆都是用轻型结构，以塑、模的结构为主。“惟独我们这次奥运会，是普通的钢结构，是重型结构。”
　　解决方案是先把可开启、滑动式的屋顶拿掉，再把孔扩大，减少用钢。尽可能地把用钢量从目前设计的5万吨降到3.5万吨。
被停工的奥运“鸟巢”方案出台过程
对此，刘淇明确指出，“要依靠各有关单位、依靠国内专家和我们自己的力量。要处理好安全、质量、工期和投资的关系，把安全放在第一位。”同时，“要进一步优化设计，把施工过程中已经发现或可能发生的问题解决在优化设计阶段。对有利于优化设计的建议都要认真吸收。要进一步进行安全认证，进行超限审查。要完善安全认证的体制、机制，建立设计优化的机制和解决场馆建设中技术问题的机制、平台。要加强质量保证体系建设，采取超常规的措施保证和加大安全系数。”
被停工的奥运“鸟巢”方案出台过程
1、“求大、求新、求洋”而带来的安全与浪费问题，曾经成为2008北京奥运会场馆建设中的“硬伤”，对待专家的说法，你有哪些看法？
①要具体问题，具体分析，不同类型的设计，其评价原则有主次之分，专家们对鸟巢“非常担心”不无道理。鸟巢的安全性是设计不可逾越的底线，造价高则违反了设计所遵循的经济性原则，前者不能容忍，后者一定程度内尚可忍受。故必须及时优化设计方案，将施工过程中已经发现或可能发生的问题解决在优化设计阶段。
②必须用科学的态度、发展的眼光来看待设计中的缺点问题，积极为创新设计创造宽松的环境，怀疑本身就是科学的态度，更要大胆地发现问题、分析问题、解决问题，对“大、洋、新”的鸟巢设计方案，要持一定的宽容态度，“美”从来就不是错误，“创新”本身也无罪；相反，建筑历史屡次证明，每一次建筑结构的革命都跟设计师的大胆求新息息相关。当年备受争议的悉尼歌剧院，如今已成为当地最美的一道风景；逃过被拆毁的埃菲尔铁塔成了巴黎的“注册商标”。
思考 讨论 分析
2、这次“大、新、洋”的鸟巢，在建设工程中一波三折，甚至被迫停工，但问题最终被逐个解决，正在一点儿一点儿呈现着自己的美丽。由此可见，实践设计的过程，也是对自己设计产品进行 和 的过程，是不断找出问题和不足，并在此基础上对设计方案进一步 的过程，是再创设计新意的过程。
测试
评价
优化
思考 讨论 分析
感受最深的一句话……
人类的发展过程就是不断创新过程
创新需要自由之思想，独立之精神
是对设计不断进行评价及优化的过程
敢想敢为就是创新
设计是艺术，生命在于创新
技术测试
技术测试
检测产品的性能、质量的科学手段
第二节 认识技术测试
我国元朝著名纺织家黄道婆十分据重视纺织过程中各环节的检测工序，据记载，她去海南了解木棉纺织工艺时，曾用悬吊重物的方法对用来织布的木棉线的抗拉能力进行过定量测试．她的这种测试是（　　　）
Ａ　对木棉布成品的测试
Ｂ　织布前对所用原料的测试
Ｃ　织布过程中对木棉布质量的测试
Ｄ　对木棉纤维长度的测试
B
技术测试存在于生产前、生产中、生产后
测试仪器
专用量具
游标卡尺
百分表
硬度计
千分尺
机械制造行业
钳式硬度计
电子水准仪
万能实验机
电子水准仪：电子水准仪是建筑工程设计领域用来测量地面点的高程，以便确定地面点空间位置的仪器。电子水准仪采用了电子技术，能在几秒内完成观测，自动记录并数显测量结果，操作简捷，测量准确，还能方便地与计算机配合工作，是现代化的先进仪器
测试仪器
万能试验机:材料的强度是许多工程技术设计都必须考虑的问题。各种机械零件都要承受一定的力，有的主要承受拉力、有的主要承受压力、有的主要承受剪切力，设计时要通过计算，采用适宜的材料和结构来保证机械零件的受力性能。桥梁、房屋设计时要保证工程的安全，进行承载能力计算的愿础也是材料强度。万能试验机就是用于金属材料的拉伸、压缩、弯曲及剪切试验和木材、水泥制品等的压缩和弯曲试验的。
测试仪器
钳式硬度计：很多产品都要求零件具有一定的硬度，所以在设计时选择了某种合金或者是规定了某种热处理的技术要求。为了测试成品硬度是否达到了设计要求，可以用硬度计进行测量
测试仪器
2008年“三鹿肾结石奶粉事件”给我们什么启示？
三鹿公司在技术测试三个阶段均不到位
蛋白质检测方法不准确
“折纸游戏”——纸张对折的次数。
试一试
1、同样大小的复印纸与普通白纸比较；
2、不同大小的普通白纸比较：8开、32开；
3、4开大的报纸与32开普通白纸比较对折
对折次数和纸张的大小、厚薄无关和纸张的纤维抗破坏强度有关。
不同纸张的的对折次数的探究，实际上就是一项简单的技术试验。
对技术试验，我们可以根据应用的范围不同进行分类，如农业试验、工业试验、国防试验、科学技术试验等；
还可以根据目的的不同进行分类，如性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等。
性能试验：通过改变所给的条件，测量试验对象的状态变化并分析其原因，明确试验对象的性能或性能故障，如对产品的高（低）温试验、振动颠簸试验等。
优化试验：对试验对象进行条件优化或条件组合，如农业中不同品种的对比试验。
预测试验：通过试验，预测被试对象状态的变化及产生的后果，如可以通过老化试验预测零件老化后的结果。例，对安全帽的超载试验。
信息试验：通过测量、采集、识别和处理信息来影响试验效果。
技术试验方法
1优选试验法：运用数理统计的方法，选定若干次典型意义的试验，逻辑地推出全部试验所达到的最佳效果，这种试验方法称为优化试验法，如：水稻对比试验。
2模拟试验法：通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法称为模拟试验法。如：汽车的碰撞试验、大坝水利试验。
3虚拟试验法：利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法称为虚拟试验法。如：用计算机模拟“勇气”号火星探测器登陆火星表面的场景效果。
4强化试验法：通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法称为强化试验法。如：检测产品的抗压性能可采用强化试验法。
5移植试验法：在相互具有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验的方法就是移植试验法。如：橘子从长江以南移植长江以北方的种植试验。
1、为了测试汽车安全气囊的安全性，用计算机制作汽车碰撞的全过程，结果“驾驶员”身负重伤。在此使用的计算机技术是 （ ）
A．虚拟现实技术 B．语音技术 C．智能代理技术 D．碰撞技术
2、右图是一个材料弯曲测试示意图，通过逐一增加砖码质量，观测材料弯曲的程度；你认为这一试验属于：（ ）
A性能试验 B优化试验C信息试验 D预测试验
3、在下列测试方法中，哪一种方法不能测量平板材料的厚度不合乎设计要求？
A、用外卡钳和直尺 B、用游标卡尺 C、钳式硬度计 D、用材料的排水体积除以材料的面积
4、为了测试自己制作设计的电子门铃整机静态工作电流是否合乎设计要求，在下列测量仪表中应选用的是（ ）
A.毫伏表 B.千伏安表 C.伏特表 D.毫安表
巩固练习
A
A
C
D
评价、优化设计
前面的设计实践过程中，在提出课题、构想方案等环节中进行了阶段性的评价、优化设计。面对自己设计的结果，有必要进行总结性的评价。这种对设计结果的评价，既是检验设计成效的需要，也是孕育新设计的摇篮。
基本原则
安全
科学
实用
美观
经济
第三节 评价、优化设计
评价基本原则及运用
问题一：存不存在“一票否决”的情况？
问题二：评价原则应不应该分轻重主次？
问题三：如何协调互相矛盾的评价原则？
评价、优化我们的设计 ---优先考虑评价原则
其它
美观
功能
⒈ 使用功能的评价与优化
⒉ 美观性的评价与优化
⒊ 其他方面的评价和优化
选择家中一件物品，对其实用性、美观性及其他方面作出评价，并提出改进建议。将结果填入下表
物品 实用性评价 美观性评价 其它评价 改进建议
试一试
一、产品说明书及其作用
2、作用
(1).帮助用户了解产品的特性
(2).确保用户正确、安全地使用产品
1、概念
是一种指导用户使用的文书
第四节 撰写产品使用说明书
如果让你写一个产品说明书，你会怎么写？应该注意哪些问题？
第四节 撰写产品使用说明书
二、产品说明书的写作
◆电动自行车使用说明书目录◆
目 录
各部位名称与作用……………………………………………………………1
重要提示与忠告………………………………………………………………2
怎样充电………………………………………………………………………3
安全使用事项…………………………………………………………………5
驾驶操作………………………………………………………………………5
调整与保养……………………………………………………………………8
主要技术参数与规格…………………………………………………………10
标准配制与选购配件…………………………………………………………11
故障现象与排除………………………………………………………………12
品质承诺与售后服务…………………………………………………………13
◆双温自动饮水机说明书◆<设计说明>
致顾客：感谢您使用本电器（图5-16），在使用之前，请仔细阅读此使用说明书。
【各部件名称】
【型号规格】
型号：DK—808
额定电压：220 V
【使用说明】
⑴ 使用前应先检查电源是否与额定位相符。
【使用注意事项】
⑴ 每次使用时应先检查水瓶中是否有水，不得干烧、以免发热元件损坏。
⑵ 请勿在电水瓶中烧煮任何饮料、食物。
【生产企业】<联系方式>
企业名称XXXXXX
地 址 Xx省xx市xxX
电 话 XXXXXX
（2）产品说明书的写作要求：
HD摄像机（1080i）说明书
① 充分考虑用户的阅读需要。
（2）产品说明书的写作要求：
　②体现产品的设计特点。
说明书中的插图
（2）产品说明书的写作要求：
③不必平均用力，而应有所侧重。
李鑫的爸爸买了一台微波炉，照着说明书耐着性子读了大半夜，反反复复地操作了好多次，还是不会用。原因是什么？
微波炉说明书应侧重于说明什么？
注意事项等等
使用操作方法
（2）产品说明书的写作要求：
④语言准确、通俗、简洁、内容条理清楚。
某农药产品说明书上写着：
“连续使用2次，间隔期为20天”
说而不明
请同学们观察下列几幅图片，然后思考一下：
产品说明书可以分为哪些形式？
⑶产品说明书的形式
1
2
条款直述式：
自问自答式
文字叙述
问题式
条理清楚，醒目
问题明确，有针对性
二、产品说明书的写作
　　⑴产品说明书的一般结构 　　⑵产品说明书的写作要求
　　⑶产品说明书的形式
产品说明书及其编写
一、产品说明书及其作用。
小 结：
案例分析
王林刚买了一台微波炉，由于家里空间狭窄，他直接把微波炉放在厨房水池旁边。早上，他将袋装牛奶和生鸡蛋放在微波炉里直接加热，突然一声巨响，鸡蛋炸了！
鸡蛋在微波炉里爆炸了
安 装
将微波炉放置在平坦的水平表面上，该表面必须坚固，能够安全地支撑微波炉的重量。勿将微波炉放置在高温或潮湿的地方，因为 这会降低微波炉的效能，甚至造成微波炉损坏。
微波炉的通风口若被遮挡，可能会引起故障, 因此炉身后面和两侧必须和墙壁至少保持7.5厘米的间隙，上面至少20厘米间隙。
本微波炉如果太靠近收音机或电视机，可能会造成干扰，所以应尽量把它放置在远离这些电器的地方。
本微波炉必须放置在离地面 高度至少85厘米的平台上。
使用前请撕去外箱体上的保护膜。
1.烧开水或其它液体时，务请使用宽口容器，便于气泡逸出，否则就有可能发生液体温度超过沸点但看不出沸腾的情况，导致滚烫的液体突然溢出。
2.不可在没有放置食物的情况下启动微波炉，否则会导致微波炉损坏。
3.由于油温无法控制，可能会导致温度过高， 因此，切勿用微波炉深炸食物。
4.放入微波炉内的容器切勿完全密封。有必要加盖时，容器应能透气，否则可能会炸开。
5.……
如何安全使用本微波炉
总之，在使用之前，要认真地阅读产品说明书，了解产品的性能，懂得产品的操作方法，掌握产品的保养和维护常识。切忌鲁莽操作！
就使用者来说，怎样才能掌握产品使用方法,恰当、安全、高效的使用产品？
讨论
1、维护和保养目的
延长产品寿命
防止早期损坏
减少运行故障
其它目的
2.注意事项
(1)使用通用标准部件
(2)配备必需的维修工具
易更换
方便维修
(3)尽量提供维修者易识读的符号标志
(4)产品设计上要便于拆装并确保操作安全
便于操作
对于产品的维护和保养，在进行技术设计时应该注意的几点
产品说明书维护和保养
产品说明书
应给出产品日常维护和保养方法
明确产品定期维护的时间及内容
强化用户对产品的 维护和保养意识
讨论1：你在遇到产品故障的时候会怎么办？
简单的问题自己处理，或查阅说明书处理，复杂的交给专门维修的站点处理
三、技术产品的服务途径
讨论2：你在设计说明书时，对产品出现故障的处理如何设计？
三、技术产品的服务途径
向用户介绍检查与排除简单故障的方法，以及产品的维修站点
讨论3：请你举出一些产品的常用的服务途径
三、技术产品的服务途径
打电话
上网
……
请教
……
四、课堂练习
从说明书的角度出发，写一份简易台扇的维护和保养的说明
日照一中
通用技术组

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