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通用技术学案3 （课本P80-P117）
一、材料
任何物品都是用一定的材料制作成的。能否合理选用材料，将直接影响到产品的性能、成本、外观、制作等。
⒈ 材料的分类：
天然材料：指取材于大自然且保持着原本特质的材料，如木材、粘土、石材等。
合成材料：又称人造材料，是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用而合成的材料，其特质与原料不同，如塑料、玻璃、钢铁等。
混合材料：混合材料是天然材料与合成材料的综合，如胶合板、纸、混纺料等。混合材料会保持部分原来的特质。
⒉ 材料的性能：
材料的性能可以分为物理性能、化学性能和加工性能等。在机械制造、建筑等工程领域和家具、日用品等制造行业，材料的物理性能与设计工作的关系甚为密切。下面我们来了解材料的几种基本物理性能。
（1）强度：指材料承受外力作用而不被破坏（不可恢复的变形也属被破坏）的能力。分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等。
（2）弹性：指材料受外力作用时改变了形状，当外力消失后又能恢复原来形状的能力。典型例子如橡皮筋、弹簧。实际上，很多材料如塑料、金属、木材等都具有一定的弹性。
（3）韧性：指材料抗冲击震动的性能（也称为金属在断裂前吸收变形能量的性能）。例如玻璃的韧性很差，易被敲碎，吸收变形能量小。
（4）硬度：指材料抵抗刮削、切割或磨损的能力。制作切削工具用的钢材，硬度必须很高。
（5）延展性：指材料接受折、锻、压等外力，被改变形状或被延伸，而材料没有遭受破环的性能。
（6）其他性能：材料具备的物理性能还有耐久性、传热性、导电性等。
⒊ 几种常用材料简介
（1）木材：质地较软的木材有杉木、松木等；软硬适中的木材有樟木、槠木、梓木等。人造板材有胶合板（三夹板、五夹板等）、其他人造板（纤维板、刨花板等）、饰面板等。
（2）金属材料：包括黑色金属（含铁金属）和有色金属（不含铁金属）两大类。黑色金属主要有铸铁、低碳钢、中碳钢、高碳钢、工具钢、高速钢、不锈钢等；有色金属主要有铝、铜、铅、锌等。
各种金属材料在出厂时都会做成不同的型材，即其断面呈各种固定的标准形状，以方便各种不同的用途。例如圆形、管形、方形、直角形、工字形、槽形、丁字形等。
（3）塑料：是一种石油化工产品。有热塑性塑料（熟料）和热固性塑料（生料）两大类。
热塑性塑料的物态变化是可循环的。此类塑料不宜制作承受高温的物品，仅可做一般日用品和建筑用品；热固性塑料的物态变化不可循环。此类塑料可作机械零件、座椅、工具手柄、电器壳体等。
二、任何产品的设计分析都应综合考虑物、人、环境三个方面产品本身是一个整体，包括功能、结构、材料等。但任何产品都不是孤立的，它是为人服务的，所以人的需求在很大程度上决定着产品的设计；另一方面，它是在一定的环境中使用的，必然要受到环境的制约，并对环境产生影响。因此，设计任何产品都应综合考虑物、人、环境三个方面。
对于设计对象本身，我们必须了解它的各个组成部分的作用，以及它们之间的关系，并在此基础上，对台灯的各个部件进行设计分析。
三、方案的构思方法
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，形成一个完成的抽象物，并采用图、模型、语言、文字等方式呈现思维过程。
方案的构思过程中，考虑到的许多问题是模糊的、零散的、不系统的，而且也是不具体的，怎样把这些模糊的、零散的、不系统的设计想法变成我们能看到的、比较完整的具体方案呢？这就需要一定的方法
（1）草图法
设计时，我们可以运用草图法进行构思。草图不仅能将一些想法明确地表达出来，而且可以随意修改。在运用草图法进行构思的过程中，学生可以捕捉灵感、自由发挥、不受约束。
（2）模仿法
模仿现实生活中存在的一些事物进行方案的构思。依葫芦画瓢。如仿生技术。锯（草叶子），声纳（海豚），雷达（蝙蝠）
（3）联想法
要用联想的方法进行方案的构思，人们就必须具备丰富的实践经验、较广的见识、较好的知识基础及丰富的想象力。由万户飞天的故事联想到火箭，瓦特小时候看到水烧开了壶盖被顶起来联想到改良蒸汽机。
利用联想法进行方案的构思，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。运用联想法进行构思后，我们不能盲目地实践，而应该首先对方案进行科学论证，而后再进行制作和实施。
（4）奇特性构思法
奇特性构思法所形成的方案一般具有原创性。这些构思在历史上很少发生，或从来没有发生过，甚至有些构思在当前的科学、技术、经济条件下无法实现。
练习：
1、小明要设计一个小朋友外出游玩随身携带的小凳，他对小凳进行了设计分析，你认为对产品进行设计分析应考虑的因素是（ ）（单选题）。
A、“物”、“人”、“环境”。 B、美观、实用、经济。
C、结构、功能、安全性。 D、高效、健康、舒适。
2、微型照相机、摄像机自动调焦的针孔摄像头是用（ ）进行方案的构思。
A、草图法；B.联想法；C.奇特性构思法；D.模仿法。　
3、在古今许多战争中，侦察员是个重要的角色。许多侦察员想要是有一双夜视眼就好了。这个设想在人的生理功能前提下很难实现。然而人们在对这个方案构思进行二次开发的时候，采用红外热敏材料造出了能在夜晚看清敌人的夜视镜。这种方案构思方法属于哪一种？（ ）。 A、草图法；B.联想法；C.奇特性构思法；D.模仿法。
4、人类探索宇宙奥秘的梦想其实很早就有，而且有一些人还为此付出了沉重的代价。后人由“万户飞天”的壮举联想到制造能够飞上太空的火箭，这种方案构思的方法属于哪一种？ A、草图法；B.联想法；C.奇特性构思法；D.模仿法。
四、工艺：利用工具和设备对材料、半成品进行技术处理，使之成为产品的方法。
工艺的分类：加工工艺、装配工艺、检测工艺、铸造、表面加工工艺
工艺的作用：保证产品质量，提高生产效率；影响产品的功能、强度、外观。
常用工艺：木工工艺、钳工工艺、机械加工工艺（车工工艺、刨工工艺、铣工工艺、镗工工艺、磨工工艺）、焊接工艺、铸造工艺、锻造工艺、冲压工艺、热切割工艺、金属材料热处理工艺、表面涂覆处理工艺。
（一）、金属材料的加工工艺：
划线：划出基准——划尺寸线——划轮廓线——冲眼 （了解划线工具）
锯割：割断金属材料，了解操作要领。
挫削：少量切削，加工小的面。
钻孔：台钻、麻花钻。（在实体材料上打孔的方法）。
连接：（1）通过固定连接和半固定连接的方法可以实现金属件之间的连接。
（2）常用的连接方法：铆接、黏结、焊接、螺栓和螺母、平头螺丝、元宝螺帽、垫圈、弹簧垫圈
（二）、金属表面处理：
（1）目的：防止金属制品表面生锈腐蚀，提高产品的美观程度。
（2）常见的方法：表面刷光、喷涂油漆、镀层。表面刷光：准备→粗处理→细处理。喷涂油漆：防止锈蚀和增加美观。镀层：美观、防锈，（塑料、电镀）。
五、模型：根据实物、设计图样或构思，按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。例：2008北京奥运会主会场“鸟巢”模型
模型的功能：（1）模型使设计对象具体化。（2）模型帮助分析设计的可能性。
模型在不同阶段的作用：（1）草模：初级阶段，构思；
概念模型：造型风格、布局安排、人机关系等，从整体上表现产品造型的整体概念；
结构模型：造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法，并进行结构强度试验而制作的模型；
功能模型： 顾名思义主要用于研究产品的各种性能以及人机关系，同时也用作分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系等；
展示模型：真实材料，准确的尺寸，做成与实际产品几乎一致的模型或按一定比例缩放的模型，作为产品的样品进行展示，以便提供实体形象。另外通过展示模型可以直接向设计委托方征求意见，为审核方案提供实物依据。
制作模型的一般步骤：
（1）选择合适的材料； （2）根据本地的条件，准备适当的工具和加工设备；
（3）按设计图样划线； （4）对材料进行锯割、切割等加工；
（5）装配； （6）对模型进行表面处理；
（7）对产品的外观造型和色彩进行评价；对产品的结构、功能进行检测和试验，检验是否符合设计要求；（8）对设计方案进行修改，做成展示模型。
六、木工、钳工与设备常识
⒈ 木工工具及设备
（1）锯子、刨子、凿子、羊角锤、钉冲、其他工具（斧、钻等）。
（2）木工使用的量具有：钢卷尺、直尺、直角尺。
（3）木工画线工具有：木工铅笔、木工圆规、画线规、墨斗等。
（4）木工常用设备：工作台、钻孔机、带锯床、平刨机、木工车床等。
⒉ 钳工工具及设备
（1）钳工手工工具及量具
① 划线工具：划针、划规、样冲、直角尺② 手锤与錾子③ 锉刀及其使用
④ 攻丝工具：手用丝锥和攻丝绞手，用于在孔内加工螺纹
⑤ 套丝工具：板牙及板牙架，用于在轴或杆上加工螺纹
（2）钳工常用的基本设备：钳台、虎钳、砂轮机、钻床等
产品设计
物
环境
人

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