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第三节 技术设计的一般过程和方法
一、学习目标
1.了解技术活动的一般过程，能对日常生活中的技术活动进行分析。
2.了解技术设计的基本方法。
二、素养目标
技术意识：通过案例和实践活动，学习设计方案构思的方法，并对设计进行分析，形成规范、安全的技术习惯；学习徒手绘制或软件绘制草图，掌握技术交流的工具，用简单的草图交流设计构想。。
工程思维：通过了解技术的一般过程，综合考虑材料、工具、成本、加工难易程度等影响方案实现的因素，初步感知系统和工程现象，形成初步的工程意识与思维。
三、教学重点、难点
重点：了解技术设计的一般过程和方法、
难点：对技术设计一般过程和方法的综合运用，工程思维的体现。
四、教材情况
本节通过对新型交通信号灯设计的实现过程，分析该设计过程经历了哪些步骤，在设计中绘制了哪些图样。本节分别讨论设计的过程和方法，在技术设计的方法中，分四部分讲解设计的方法，“设计草图的绘画”“设计方案的构思”“设 计的分析”“设计中的人机关系”。设计草图的绘画包括手动画草图和用绘图软件绘制草图。
五、学生情况
本节主要让学生开始经历设计的基本过程，让学生正式开始做一个技术设计。设计的过程步骤很多，涉及的因素也很多，所以让学生在具体的产品设计中，体验设计的基本过程，理解设计的基本过程和方法。
六、教学过程
1.新课引入
全国有近6500万的色觉障碍者，他们不能考取驾驶执照，甚至过马路都受影响。潘利群同学发现了这个问题，产生了设计一种能让色觉障碍者容易辨识的新型交通灯的创意。
2.技术设计的一般流程
案例1：山村里的路灯设计
（1）发现问题
（2）收集设计所需的信息、数据、资料
（3）值得解决吗
（4）有条件解决吗
（5）设计构思、涉及多种方案
（6）对多种方案进行分析、比较、权衡，选定方案:案例第11至15段，项目小组对3个方案进行分析、权衡和比较。
（7）进行具体、详细的设计，实施研制，产品的检测。
（8）评价提出改进意见。
（9）是否是最优化的设计。
（10）设计完成
山村路灯设计体现了哪些工程思维
（1）科学性：设计没有违反科学原理。
（2）定向性：地点是某村与小镇间的小桥旁边，要求尽快建成。
（3）求解的非唯一性：有三个可用的设计方案供选择。
（4）价值性：解决了危及村民生命安全的问题。、
（5）集成性和综合统筹性：由学校领导、镇上技术人员、村主任、班组学生代表共同设计、施工、试用、评价和改进。
（6）矛盾和协调性：功率较大的元部件耐用些，光照面积也大些,但价格较贵。选用元器件时既要满足设计需求又要控制在成本预算中，无须用远超设计需求的元器件，够用即可。
（7）可靠性和“客许误差限度”：由项目小组估算决定，试用后修改。
（8）工程风险：项目小组在设计时考虑到路灯有遭雷击、山体滑坡和水流冲击的风险。
2.技术设计的方法
从技术设计的一般过程知道， 发现和明确了设计问题后，需要对设计进行构思，在构思的基础上进行设计的分析。而在设计构思、分析、交流的过程中，我们需要具备绘画设计草图的本领。
（1）设计草图的绘画：画线要稳，图线要清晰；目测尺寸要准，各部分比例匀称；绘图速度要快；标注尺寸无误，字体工整。
画直线：
画基本图形
画圆形及曲线
画立体图形：先外框再分割
借助网格画草图：与地面垂直的线垂直画；与地面平行的线按网格上的斜线画；以网格上的小格来确定物体的比例关系。
2.用绘图软件绘制草图
AUTO CAD 是画工程图纸用的软件。
Illustrator 和CorelDRAW 是用于画平面图片。
Photoshop主要是用在做修改图片。
ImageReady 是配合Photoshop的软件，可以做出GIF动画。
3维的软件有3D MAX、MAYA，都可以做动画。
3.设计方案的构思
（1）黑箱法
把一个不清楚内部结构的系统（系统是指由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体）当作黑箱。通过观测外部输人黑箱的信息和黑箱输出的信息的变化关系，来探索黑箱的内部构造和机理，这种方法称黑箱法。
（2）列举法
与设计的参考对象作比较，列举其优点，在新方案中保留;列举其缺点，以便避免;列举其不足( 或不同)之处，以便做必要的补充。这样，在继承的基础上创新，使新方案尽可能完善。
（3）移植借鉴法
在电动平衡车的设计中，设计人员借鉴了人体的平衡系统，并将其原理合理的应用到设计中。
（4）筛选法
将多种可能的解尽可能地按层次罗列出来，然后进行排列组合，对排列组合的结果逐个分析、审查，淘汰不适合的，经过不断筛选，剩下两三种方案再按方案设计的步骤继续设计。上述挖掘机功能设计构思中运用了筛选法。
（5）其他方法：组合法、联想法、核检表法、“和田十二法 ” 。
4.设计的分析
进入方案设计阶段要对设计进行分析，解决“设计什么”何怎么设计的问题。
（1）设计的需求分析。
（2）设计的功能分析
产品的功能分析目的是要解决“如何实现设计”的问题，主要包括产品功能原理的分析、实现方法和途径、方案的评价和决策等。
5.设计中的人机关系
在工作座椅设计中，围绕着人与座椅与工作环境之间的关系进行分析和设计，从而实现人坐在座椅中工作感到方便、高效、舒适，同时保证健康和安全。这种人与机器设备及所使用的一切物品之间，包括使用时与所在的环境之间的关系称为人机关系。
在具体的设计中，“人” 往往是指大多数人的情况，同时，我们也尽可能地考虑到特殊人群的需要，必要时为他们进行专门的设计。在人处于运动状态或环境有可能变迁时，我们的设计还要从“动态”的角度来展开，以实现最合理、最长久的优良效果。
七、教学反思
可以为本节设计单独的小项目，体验设计的一般过程，也可以按照章节或者模块的大项目，开展教学实践。绘制草图中，可以设计统一的任务进行草图的绘制，也可以以项目实施小组为单位，绘制相应的草图。

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