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(共23张PPT)
第二章 技术设计的基础
第三节 技术设计的一般过程和方法
阅读案例：山村路灯的设计
思考设计新型交通信号灯，经历了哪些过程？
发现需要解决的问题。案例第1段，刘辉通过观察，发现村民对路灯的需求。
实地调查，收集资料。案例第2至7段，刘辉带领设计小组到实地进行了调查，收集了相关资料。
确定是否值得设计。案例中村民们急切希望能在小桥边装上路灯，值得解决。
确定是否具备设计条件。案例中刘辉向老师寻求帮助，得到了学校在资金、设备、技术上的支持。
构思了3个方案。 案例第10段，刘辉从不同的角度考虑，设计了3种不同的方案。
一、技术设计的一般过程
方案分析、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。
产品设计，产品制作与检验。此部分内容为后续教学重点，案例仅作简略说明。
评价、测试与改进。案例第16至27段，试用了1个月后，村民反映了一些意见，项目小组对设计进行改进。
是最优化设计吗。案例最后一段，用户、专家从设计的实用性、安全性、功用性、经济性、绿色环保等方面进行评价，从评价的结果得知是最优化设计。
完成设计。
一、技术设计的一般过程
阅读案例：山村路灯的设计
思考设计新型交通信号灯，经历了哪些过程？
技术设计的一般过程
发现问题
收集设计所需的信息、数据、资料
值得解决吗？
有条件解决吗
确定设计课题
设计思路
设计多种方案
对多种方案进行分析、比较、权衡，选定方案
进行具体、详细的设计
实施设计（产品研制）
产品（或方案实施结果）的检测
评价，提出改进意见
是最优化设计吗？
设计完成
进行鉴定
申请专利
不解决
否
暂时不解决
无
中间过程需检测、评价及改进
修改设计
否
需重新设计
需重新设计方案
是
说明
设计不一定要经历虚线框内的两个过程。
明确问题
制定设计方案
制作模型或原型
优化设计方案
编写产品说明书
2.1 收集信息
2.2 设计分析
2.3 方案构思
2.4 方案呈现
2.5 方案筛选
1.1 发现问题
1.2 明确问题
发现与明确问题
制订设计方案
制作模型或原型
优化设计方案
编写产品说明书
一、技术设计的一般过程
3.1绘制图样
3.2制作模型或原型
4.1测试
4.2评估
4.3优化
5.1 产品概述
5.2 产品性能和特点
5.3 产品的使用方法
5.4 产品的保养和维护5.5 其他事项
1、发现与明确问题；
2、制定设计方案；
3、制作模型和原型；
4、测试、评估及优化；
5、编写产品说明书。
技术设计的一般过程
构思草图
设计草图
——用于和自己交流
——用于和他人交流
技术设计的方法
（一）设计草图的绘画
技术设计的方法
1、徒手绘画
（1）画直线；
画长直线时移动手臂，画短直线时移动手腕；
（2）画基本图形；
（3）画圆形及曲线；
正方形画图法（先轻轻地画一个边长等于待画圆形直径的正方形线框,再绘画出平分边长的中心线，接着在被两根互相垂直等分的中心线划分的区域内分别画出4段1/4圆周曲线,然后将曲线圆滑地连接起来。）
（4）画立体图；
应先画出合适比例的立方体外框,再对空间进行分割,然后用粗线把整个立体图勾画完成。
（5 ) 借助网格画草图。
①与地面垂直的线垂直画。②与地面平行的线按网格上的斜线画。③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
画短直线、长直线
基本图形绘制
圆形（先绘制正方形）
圆柱体
马上行动
实践：
（1）用正方形画图法绘制横放和竖放的圆柱体 （2）用网格法徒手画立方体
马上行动
技术设计的方法
（二）设计方案的构思
1、黑箱法；
2、列举法；
3、移植借鉴法；
4、筛选法。
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粗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。
设计方案的构思
列举法
列举法是运用发散思维来克服定势思维的一种方法。它又分缺点列举法和希望点列举法,缺点列举法全面列出创造对象目前存在的具体缺点,提出改进、开发、创造新思路,从而改进、除这些缺点。缺点列举法先需要有事物的原型,是一种被动型创造技法。希望点列举法是一种主动型创新接法,它是根据需要、愿望列举各种希望点来提出各种新的思路和设想,以便解决问题。
实践
试运用列率法对日常生活中的一件物品进行创新设计构思,并按要求填到2-11中。
表2-11 列举法创新构思
设计的参照物 优点、缺点及创新设想 设计构思草图
优点
缺点
创新设想
设计方案的构思
在相互有差异的事物之间，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称为移植借鉴法。
筛选法
将功能元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的方法称为筛选法。
设计的分析
设计的需求分析
1、问题识别：用于发现需求、描述需求，主要包括功能需求、性能需求、环境需求、可靠性需求、安全保密需求、用户界面需求、资源使用需求、成本消耗与开发进度需求,以此预先估计以后设计可能达到的目标。
2、分析与综合：对问题进行分析,然后在此基础上整合出解决方案。
3、编制需求分析的文档：对已经确定的需求进行文档化描述,该文档通常称为“需求规格说明书”。
4、需求分析与评审：它是需求分析工作的最后一步,主要是对功能的正确性、完整性和清晰性,以及其他需求给予评价。
（三）设计的分析
设计的分析
设计的功能分析
产品设计的功能分析,一般根据产品系统设计的功能需求,先确定系统的总功能,再把总功能逐层分解成功能元,然后对功能元进行求解。将功能元的解进行不同的组合,从而形成多种设计方案,对多种设计方案进行比较和权衡,选出最佳方案。系统设计分析的流程见图2-31。
设计任务
求总功能
总功能分解
求解功能元
功能元解组合
评价与决策
最佳原理方案
图2-31设计的功能和结构分析
分析
综合
评价决策
学生台灯设计分析
整体，包括功能、造型、材料等。局部，有着具体的设计要求。
在环境中使用，受环境的制约，并对环境产生影响。
人的需求在很大程度上决定着产品的设计。
设计的分析——案例
学生台灯的设计分析
01
功能
02
结构
03
造型
04
材料
05
安全
06
其他
台 灯（整体）
台灯的首要功能当然是照明。除此之外，还要不要设置附加功能，如计时、报时、照片架、笔筒等功能。
是采用台式，还采用夹式。
是采用常见的传统形式，还是进行创新设计。
是用木材，还是金属或者是塑料，或者是用
代用品。
如调光要求，开关控制要求（遥控、手控、
光控、触摸）等。
学生台灯的设计分析
01
灯泡
02
支撑架
03
灯罩
04
开关
05
底座
06
台 灯（局部）
为了保护视力，应选择连续平稳地发光、光线柔和的灯泡；能耗低、经久耐用、无污染；
高度应可调；成本；制作难易程度；体现个性化特点；绝缘安全；牢固
透明度适中；材料的导热性；机械强度；形状要个性化、美观；灯的稳定性；成本；
绝缘性；耐用；经济实惠；
材料坚固；稳定；有个性；
技术设计的方法
（四）设计中的人机关系
当人使用物品时，物品就与人或（人的某些部位）产生了一种相互的关系，这种人与物品的相互关系就称为人机关系。
这里的机，包括机器设备、工具、家具、车辆、劳保用品，也包括环境等。
人机关系要实现的目标
安 全
舒 适
健 康
高 效
设计中应把人和机作为一个整体来考虑，合理或最优地分配人和机的功能以促进二者的协调，提高人的工作效率。
人在长期操作或使用产品的过程中，产品对人的健康不会造成不良的影响。
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，从而使人不致过早地产生疲劳。心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标。
人们在操作和使用产品过程中，产品对人的身体不构成生理上伤害。
1.普通人群与特殊人群
2.静态的人与动态的人
3.人的生理需求与心理需求
4.信息的交互
补充习题
1.设计中的人机关系,包括哪些关系( )
A.人、机、物品 B.人、工具、设计 C.人、环境、物品 D.人、设计、环境
2.技术设计的一般过程,通常第一个过程是( )
A.调查问卷 B.设计构思 C.明确问题 D.发现问题
3.以下关于技术设计的过程,说法正确的是( )
A.设计方案一且确定,就不能再进行修改了
B.通常在方案构思时,会制订多种方案,然后进行筛选。
C.技术设计中,不管目前是否具备条件解决,都可以完成技术设计的过程。
D.全部设计的过程是顺序执行的,不能返回。
4.绘制草图时,为了画长直线,需要移动( )
A.手指 B.手臂 C.手腕 D.手掌
5.构思一个简单的学习台灯,并绘制草图,展示设计方案。
C
D
B
B
谢谢观看！

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