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(共42张PPT)
第四章 方案的构思及方法
课标导引
考点 课标要求 学业水平要求
设计中的人机关系 (1)寻找身边的人机关系 (2)理解人机关系要实现的目标 (3)探究实现合理人机关系的方式 认识人机关系 理解人机关系要实现的目标 掌握实现合理人机关系的方式
水平一
水平二
水平三
方案的构思过程 (1)进行设计分析,构思设计方案 (2)比较、权衡设计方案 进行设计分析,明确具体设计要求 通过比较和权衡优化设计方案
水平二
水平二
常用的构思方法 (1)体验形态分析法和联想法 (2)尝试应用设问法和仿生法 理解常用的构思方法及其作用 会应用合适的构思方法完成方案构思
水平一
水平二
教材研析
知识点一　人机关系
当我们使用物品时,物品就与人产生了一种相互关系。这种相互关系称为人机关系。当人们身处某一环境的时候,这时的人机关系就体现为人与环境的相互关系。
“机”是指工具、仪器、仪表、设备、设施以及劳动保护用具等。在人与某个产品构成的人机关系中,往往存在复杂的多方面关系,不一定要有接触(例:自动开门、感应水龙头)。
知识点二　人机关系要实现的目标
1.高效
指合理或最优地分配人和机的功能,以促进人与机的协调,提高人的工作效率(例:“科学管理之父”泰勒的铁锹作业试验)。
2.安全
指人们在操作和使用产品的过程中,产
品对人的身体不构成生理上的伤害(例:安全帽、安全带、课桌角)。
3.健康
指人在长期操作或使用产品过程中,产品不会对人的健康造成不良影响(例:高跟靴、设计不合理的椅子)。
4.舒适
指人在使用产品的过程中,人体能处于自然的状态,操作或使用的姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围之内,从而使人不会过早地产生疲劳(例:培土小工具手把处理)。心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标。
知识点三　实现合理人机关系的方式
1.普通人群与特殊人群
特殊人群:主要包括老人、盲人、肢体残疾人、儿童等人群(例:要考虑到残疾人的需求、考虑不同人种的身体差异)。
2.静态的人与动态的人
(1)静态尺寸:指人的构造尺寸。
(2)动态尺寸:指人的功能尺寸,包括人的动作范围,体形变化等测量数据(例:宾馆床位之间距离的设计)。
人们使用产品时处于静态和动态两种状态交替之中,因此,设计的产品不但要符合人体的静态尺寸,还要符合人体的动态尺寸。
3.人的生理需求与心理需求
(1)生理需求:高矮、胖瘦、身体状况等。
(2)心理需求:视觉、听觉、触觉、味觉等都会影响人的心理感受(例:咖啡屋设计以暖色调为主,办公空间一般应以冷色调为主)。
4.信息的交互
人与产品之间信息传递的过程,即人机之间运用信息语言交流的过程(例:电话机的液晶屏显示、路口的红绿灯)。
知识点四　设计分析,构思设计方案
1.进行设计分析
(1)人
产品的使用者。
(2)物
产品本身的功能、造型、材料等。
(3)环境
产品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。
一般设计需要考虑的要求及因素:功能合理、结构稳定、安全可靠、成本适当、易于制作等。
2.构思设计方案
方案的构思是指人们在一定的调查研究和设计分析的基础上,通过思考将客观存在的各要素按照一定的规律架构起来,并采用图、模型、文字、符号等方式整体呈现的思维过程。
(1)梳理设计需求
面对收集到的各种信息,要根据设计要求,找出设计需要解决的主要问题,并分析其可能的解决办法。例如台灯功能、形式及控制模块的需求关系:
(2)呈现设计方案
不同的产品设计一般有不同的呈现方式。在不同的设计阶段,考虑技术交流的目的差异和个人设计观念的差异,设计方案呈现的手段、方式、视角会有很大区别。
知识点五　比较、权衡设计方案
1.方案的比较
对方案进行评判和比较,同时要从设计的目的和原则出发,针对一些相互制约的问题进行分析,选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。考虑的方面主要有:实用、美观、创新、稳定性、安全性、环保性、加工难易程度、经济成本等。
2.方案的权衡
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。
3.方案的细化
设计方案的细化是一个相对专业化的设计步骤。针对方案的细化应该从产品到制造、使用、维护等各个环节进行综合考虑,以完善方案的构思。
4.方案的呈现
一般地,呈现设计方案要说明设计思想、设计思路和设计成果。
知识点六　方案构思的方法
1.形态分析法
形态分析法是指从整体的思想出发来看待事物,把事物看成是几个功能部分的集合,然后把整体拆成几个功能部分,分别找出能够实现每一部分功能的所有方法,最后再将这些方法进行重新组合,根据分析评价结果最终形成多种设计方案。它是一种产生多方案、行之有效的构思方法。
2.联想法
联想法就是由甲事物想到乙事物的思维过程。具体来说,是借助想象,把形似的、相连的、相对的、相关的或某一点上有相通之处的事物加以联结。例如:拔棉器的设计。
优点:利用联想法进行方案构思,不一定能使技术设计一次性成功,但它有可能为构思找到一种方法或一条形成方案的路径。
3.设问法
设问法是通过多角度提出问题,从问题中寻找思路,进而做出选择并深入开展创造性设想的一种构思方法。设问法借助各种思维技巧,抓住事物具有普遍意义的方面进行提问,它的主要类型有检核表法、5W2H法、和田12动词法等。
4.仿生法
仿生法是模拟自然生物形态进行设计的方法,主要类型包括功能仿生设计、形态仿生设计、结构仿生设计和肌理与质感仿生设计。例如:仿生技术。
问题详解
典例1 人机关系
典例2 实现合理人机关系的途径
典例3 动态尺寸、静态尺寸
典例4 是否存在人机关系
典例5 设计分析三要素
典例6 方案构思
典 例 1
(2023年浙江7月学考)一款可手持、也可壁挂的电蚊拍如图所示。从人机关系的角度分析,下列说法不正确的是(　　)
A.质量轻,手持灭蚊不易疲劳,实现了人机关系的舒适目标
B.外壳由绝缘材料制成,实现了人机关系的安全目标
C.儿童锁防止儿童意外开启电源,考虑了特殊人群
D.手柄可以翻转180°实现折叠壁挂,考虑了人的动态尺寸
D
解析 手柄可以翻转180°实现折叠壁挂,这是产品的结构和功能的关系,具有减少体积、方便收纳等作用,而人的动态尺寸是指人的功能尺寸,包括人的动作范围、体形变化等测量数据,两者没有必然联系。
变式训练
1.(2021年浙江1月学考)如图所示的刀具,从人机关系的角度分析,下列说法不正确的是(　　)
A.一体化设计,造型简约,考虑了人的心理需求
B.手柄大小适中,考虑了人的静态尺寸
C.弧形刀刃,利于切割,实现了人机关系的高效目标
D.刀身较薄,实现了人机关系的安全目标
D
解析 造型考虑了人的心理需求,A正确;手柄大小考虑了人手的构造尺寸,B正确;弧形方便切割,实现了人机关系的高效目标,C正确;“刀身较薄”是从设计的“物”角度考虑的,而题目问的是“人机关系”,没有体现“人”这一主体,D错误。
2.(2023年浙江6月选考)某款电梯的轿厢内设有通风孔、风扇等。轿厢上方设计了一个防冲顶装置,防止电梯发生故障时撞到顶部。轿厢启动、制动时的加速度不超过1.5 m/s2,避免乘客出现明显的不适感。电梯外的上、下行按钮设在高1.2~1.3 m处。从人机关系的角度,下列分析不正确的是 (　　)
A.轿厢内设有通风孔、风扇等,实现了人机关系的健康目标
B.轿厢上方设计的防冲顶装置,实现了人机关系的舒适目标
C.上、下行按钮的设计高度,考虑了人的动态尺寸
D.对加速度的限制,考虑了人的生理需求
解析 轿厢上方设计的防冲顶装置,实现了人机关系的安全目标。
B
典 例 2
(2022年浙江7月学考)一款婴幼儿安全
洗浴凳如图所示,可放在洗浴盆中使用,
下列设计不是从人机关系的安全目标
考虑的是(　　)
A.防止婴幼儿向后翻倒的圆弧形靠背
B.防止洗浴凳滑动的吸盘
C.前部设计了方便婴幼儿抓握的扶手
D.脚垫设计成大象耳朵造型
解析 脚垫设计成大象耳朵造型主要是为了满足使用者的心理需求,不是从人机关系的安全目标考虑的。
D
变式训练
复兴号列车上的座位指示灯如图所示,能根据车票的出售信息显示不同的颜色。从人机关系的角度分析,该设计主要考虑了(　　)
A.信息的交互 B.特殊人群的需求
C.人的静态尺寸 D.安全目标
解析 根据车票的出售信息显示不同的颜色,体现了产品与人的信息交互。选A。
A
典 例 3
客厅沙发与茶几布置示意图如图所示,从人机关系的角度分析,图中标注的尺寸属于静态尺寸的是(　　)
解析 人的肩宽属于人的结构尺寸,即静态尺寸。
B
A.760~910 B.520 C.300 D.400~450
变式训练
一款口罩防勒带如图所示,可以使人摆脱长时间佩戴口罩造成的“勒耳”之苦。下列说法是从人机关系的静态尺寸角度评价的是(　　)
A.防勒带的设计可以使人摆脱耳朵受勒的痛苦
B.防勒带上鱼骨式多挡调节的设计,可适应不同头围的人佩戴
C.防勒带采用柔软的硅胶材料制作,让佩戴者感觉舒适
D.防勒带也可用牛奶包装箱的塑料提手替代
解析 可适应不同头围的人,头围属于人的结构尺寸,即静态尺寸。
B
典 例 4
(2022年浙江1月学考)下列选项不构成人机关系的是(　　)
解析 人机关系是人在使用物品时人与物品之间产生的关系,B选项中描述的是机械手抓取工件,没有人直接参与,因此不构成人机关系。
B
变式训练
1.丝锥和丝锥扳手组合如图所示,下列尺寸对人机关系有直接影响的是 (　　)
B
解析 根据攻丝(内螺纹加工)操作,丝锥固定在丝锥扳手中间,人手转动扳手进行攻丝。A选项丝锥扳手内部槽宽度与丝锥头部方头尺寸大小相关;B选项丝锥扳手长度要考虑人手尺寸,让人攻丝时更省力舒适;C选项和D选项中的尺寸大小与人无关,所以答案选B。
2.(2022浙江绍兴模拟)一款扫把套装如图所示,虚线框内构件的设计主要是从人机关系考虑的是(　　)
解析 A选项中的扫把尾部的设计主要是为了使人能舒适地拿着,跟人有关;B、C、D选项考虑的是“物”。
A
典 例 5
一款视觉障碍者出行时使用的智能拐杖如图所示。拐杖通过
手柄上的触摸板感应使用者手势,并以声音或振动的方式反馈
给使用者。手柄内置超声波传感器,探测到障碍物时会持续振
动提示使用者变道。下列说法不恰当的是(　　)
A.智能拐杖的设计综合考虑了人、物、环境三个方面
B.适合各种视觉障碍者使用,考虑了特殊人群
C.用手操作触摸板,拐杖会以声音或振动的方式反馈给使用者,实现了人机关系的信息交互
D.探测到障碍物时会持续振动提示使用者变道,实现了人机关系的高效
目标
D
解析 探测到障碍物时会持续振动提示使用者变道,实现了人机关系的信息交互。
变式训练
1.(2022浙江绍兴模拟)一款可以用脚控制
的电风扇如图所示,下列对该电风扇的评
价不恰当的是(　　)
A.附带的加湿器,加水后可以净化室内空气,符合设计的实用原则
B.外观复古简约,考虑了人的心理需求
C.采用ABS工程塑料,强度更高,实现了人机关系的安全目标
D.有遥控、脚控等多种方式,考虑了特殊人群的需要
解析 人机关系的安全目标是指人在操作和使用产品的过程中,产品不会对人的健康造成不良影响,C选项中采用ABS工程塑料,强度更高,跟人机关系的安全目标无关。
C
2.(2023浙江十校联盟高三联考)一款紫
外线消毒灯如图所示,下列关于该消毒
灯的说法不正确的是(　　)
A.App远程控制,一键开启杀菌功能,符合设计的实用原则
B.适用于客厅、卧室、书房等多种场合,体现了技术的实践性
C.液晶屏显示,剩余时长一目了然,实现了人机关系的信息交互
D.安全儿童锁设计,防止儿童误操作,实现了人机关系的安全目标
解析 技术的实践性表现在两个方面:一方面是技术产生于实践之中,另一方面是技术只有在人的实践活动之中才能变为现实。产品适用于客厅、卧室、书房等多种场合,是产品的功能,体现了技术的目的性而不是实践性。选B。
B
典 例 6
(2022年浙江1月学考)小明准备在通用技术实践课上制作一个如图所示的木梯,从结构稳固的角度分析,下列立柱与横档的连接结构合理的是(　　)
A
解析 B、D选项中横档与立柱的连接方式属于插接,横档容易从立柱的前后端滑出。A选项中横档与立柱的连接方式属于榫接,连接部位竖向的厚度大,故其强度也大。C选项中立柱不应该开横榫眼。
变式训练
1.(2021年浙江1月学考)如图a所示的榫卯结构,构件1的结构如图b所示。下列构件2的设计方案正确的是(　　)
图a 图b
A
解析 观察图a中的榫卯结构,不易竖直分开。构件1的上半部分的突出部分里侧窄,外侧宽,则要求构件2的燕尾槽上面窄,下面宽。
2.有两个需要装配在一起的零件。为了方便装配,以下方案最为合理的是 (　　)
解析 都倒角比较方便。
D

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