第二部分通用技術

專題二設計的構思、試驗及評價高考

技術浙江省專用考點一發現與明確問題一、發現問題的途徑和方法1.觀察日常生活:循環往復的生活內容,偶然遇到的一個事件、一個器物、一個現象,

甚至是對日常生活中所遇到的人、事、景、物的偶然一瞥,都可能發現一個新問題;

還可以通過有目的、有計劃的觀察來發現。2.收集和分析信息:包括文獻法、問卷調查法、詢問法,其中詢問法包括直接詢問法、

間接詢問法、集體詢問法、個別詢問法、家庭走訪詢問法等。3.技術研究與技術試驗:我們有可能從對已有技術問題的研究中發現與之相聯系的問

題,從已有的研究結論中發現新的問題,也有可能在技術研究、技術試驗的過程中獲得靈感、體悟,進而發現新的問題。二、明確問題1.明確問題的內容:問題的目的是否明確,問題表述本身是否明確,問題產生的原因是

否明確,問題的應用環境是否明確。2.明確問題的價值:明確問題的科學性、創新性、普遍性、主要性、可行性、投入產

出比等。3.明確解決問題受到的限制(1)設計對象的特點和問題解決的標準①不同的設計對象往往具有不同的特點,其產品的功能、大小、安全、外觀、耐用性等方面的設計標準也有所不同;②設計對象還可能會受到成本、環境等的限制。(2)設計者的技術能力與條件①主觀:其是否具有解決問題所需要的知識和技能;②客觀:解決問題所需消耗的人力、物力、財力以及時間,需要消耗的材料、資料、

儀器、設備以及空間等資源,而這些資源是有限的。三、明確設計要求及編寫設計計劃提出設計要求,制定設計計劃,如制訂時間進度計劃表、設計計劃書。例1王凱同學在學校浴室洗澡時,發現不開啟冷水閥就可以打開熱水閥,這易造成洗

澡者燙傷。為了解決問題,他在明確了問題的內容后,進一步需要明確的是

(

)A.具體的試驗方法

B.問題的價值C.產品的方案構思

D.產品的具體制作方案

解析

明確問題包含明確問題的內容、明確問題的價值、明確解決問題所受到的限制三個步驟。故選B。

答案B例2一個問題的解決或一個設計項目的進行,所受到的限制有

(

)①設計對象的特點;②設計標準的高低;③設計者的技術能力;④設計團隊物力財力資

源。A.①②③④B.①②③C.②③④D.①②④

解析

設計方案的限制主要是由兩方面決定的,一是設計對象的特點和問題解決的標準,二是設計者的技術能力與條件。故選A。

答案A考點二設計中的人機關系一、人機關系當人們使用物品時,物品就與人產生了一種相互關系,這種相互關系稱為人機關系。二、在設計中人機關系要實現的目標1.高效目標:把人和機作為一個整體來考慮,合理或最優地分配人和機的功能,以促進

二者的協調,提高人的工作效率。2.安全目標:人們在操作和使用產品的過程中,產品對人的身體不構成生理上的傷害。3.健康目標:人在長期操作或使用產品過程中,產品不會對人的健康造成不良影響。4.舒適目標:人在使用產品的過程中,人體能處于自然的狀態,操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常肢體活動范圍之內,從而使人不會過早地產生疲勞。也包括心理上

的舒適感受。三、如何實現合理的人機關系1.普通人群與特殊人群:大多數產品是為普通人群設計的,設計參照的標準是依據普通

人群的數據確定的。但在產品設計應用過程中,還應當考慮特殊人群的使用狀況。2.靜態的人與動態的人:產品不但要符合人體的靜態尺寸,還要符合人體的動態尺寸。(1)靜態尺寸是指人的構造尺寸。(2)動態尺寸是指人的功能尺寸,包括人的動作范圍、體形變化等測量數據。3.人的生理需求與心理需求:設計中的人機關系,不僅要滿足人的生理需求(如高矮、胖瘦、身體狀況等),而且要滿足人的心理需求。產品的色彩、材質等都會對人的心

理產生影響,視覺、聽覺、觸覺、味覺等都影響人的心理感受。4.信息的交互:人與產品的互動過程就是人與產品之間信息傳遞的過程,即人機之間運

用信息語言交流的過程。改善信息傳遞的途徑能夠獲得更好的人機關系。例3下列設計中不構成人機關系的是

(

)

解析

A項的LED狀態燈與人眼構成人機關系。B項的防穿刺設計主要是考慮產品和環境的關系,不構成人機關系。C項的圓角是為避免人接觸時造成傷害而設計的,構

成人機關系。D項的涂裝設計與人眼構成人機關系。故選B。

答案B例4如圖是一款智能閱讀器,從人機關系的角度分析,下列說法不合理的是

(

)

A.支持完全離線閱讀,保護用戶的數據隱私,體現了安全的目標B.能在幾秒內反饋用戶的請求信息,體現了高效的目標C.確定音量調節旋鈕的轉動范圍時,需要考慮人的動態尺寸D.設計閱讀器的外觀形狀時,需要考慮人的靜態尺寸

解析

人機關系中的安全,是指在使用產品時,產品對人不構成生理上的傷害,保護數據隱私不體現人機關系的安全目標,A不合理。能高效便捷反饋用戶請求,體現人機

關系的高效目標,B合理。音量調節旋鈕的轉動范圍的設計,需考慮人調節旋鈕的動作

范圍,考慮人的動態尺寸,C合理。閱讀器的外觀形狀需要便于人握持,需考慮人握持這

一靜態狀態下的構造尺寸,考慮人的靜態尺寸,D合理。

答案A例5從人機關系角度分析,下列產品標出的尺寸中,僅需要考慮人體靜態尺寸的是

(

)

解析

A選項圖中需考慮人將后備箱翻下時的動作范圍,即考慮人的動態尺寸。B選項圖中需考慮人轉動門把手時的動作范圍,即考慮人的動態尺寸。C選項圖中需考慮

戴眼鏡時頭部相應位置的寬度構造尺寸,即考慮人的靜態尺寸。D選項圖中需考慮人

在下鋪內的上下活動范圍高度,即考慮人的動態尺寸。故選C。

答案C考點三方案的構思及其方法一、設計分析產品本身是一個整體,包括功能、造型、材料等,但任何產品都不是孤立存在的。一

方面,它是為人服務的,人的需求在很大程度上決定著產品的設計;另一方面,它是在一

定的環境中使用的,必然受到環境的制約,并對環境產生影響。因此,設計任何產品都

應綜合考慮產品本身、使用者和使用環境,即物、人、環境三方面因素。1.物:產品本身有各種的設計要求,需要從產品本身作為思維起點,分析所需要的設

計。2.人:人是產品的重要關聯因素,需要從人的生理、心理等各方面特點作為思維起點,分析所需要的設計。3.環境:任何產品都是在一定的環境中使用的,必然受到環境的制約,并對環境產生影

響,故也需要從環境作為思維起點,分析所需要的設計要求。例6小明在網上看到一臺手電鉆支架(如圖所示),該支架便于手電鉆的夾持,從而精

準定位,下列有關該支架尺寸,描述正確的是

(

)

A.不銹鋼立柱直徑為25mm,壁厚達1.5mm,主要考慮了環境的因素B.夾口范圍為38~43mm,主要考慮了物的因素C.夾持頭到底座的最大距離245mm,主要考慮了人的因素D.手柄上圓球的直徑30mm,考慮了人的靜態尺寸

解析

不銹鋼立柱尺寸的設計主要為能和其他部件匹配及保證足夠強度,主要考慮了物的因素,A錯誤。夾口范圍的設計考慮被夾持的電鉆直徑,主要考慮了環境的因

素,B錯誤。夾持頭到底座的最大距離考慮了工件厚度和鉆頭長度,主要考慮了環境的

因素,C錯誤。D項的設計主要考慮人握持時的構造尺寸,主要考慮人的靜態尺寸,D正

確。

答案D二、標準件1.含義:按照國家標準或行業標準的技術要求批量生產的具有通用性的零部件。2.類別:包括緊固件、連接件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧

等機械零件。3.使用標準件的優勢:既可以簡化制作過程,又能實現通用通換。三、方案構思1.方案構思:方案構思是指人們在一定的調查研究和設計分析的基礎上,通過思考將客

觀存在的各要素按照一定的規律架構起來,并采用圖、模型、文字、符號等方式整體呈現的思維過程。(1)梳理設計需求(2)呈現設計方案2.常用的構思方法(1)形態分析法:從整體的思想出發來看待事物,把事物看成是幾個功能部分的集合,然

后把整體拆成幾個功能部分,分別找出能夠實現每一部分功能的所有方法,最終再將

這些方法進行重新組合,根據分析評價結果最終形成多種設計方案。(2)聯想法:由甲事物聯想到乙事物的思維過程。是借助想象,把形似的、相連的、相

對的、相關的或某一點上有相通之處的事物加以聯結。(3)設問法:通過多角度提出問題,從問題中尋找思路,進而做出選擇并深入開展創造性

設想的一種構思方法。(4)仿生法:模擬自然生物形態進行設計的方法,主要類型包括功能仿生設計、形態仿

生設計、結構仿生設計和肌理與質感仿生設計。例7如圖所示是小明學校寢室的組合家具,將床鋪、書桌、書柜、衣柜組合在一

起。構思設計方案時,參照了高低床、組合書柜等設計方案,該構思方法屬于

(

)

A.形態分析法B.聯想法C.設問法D.仿生法

解析

聯想到了高低床、組合書柜等設計方案,屬于聯想法。故選B。

答案B四、比較和權衡設計方案1.方案的比較:在構思形成多個方案之后,往往要對這些方案進行評判和比較,同時要

從設計的目的和原則出發,針對一些相互制約的問題進行分析,選出較為滿意的方案

或集中各方案的優點進行改進。2.方案的權衡:通過比較,明確各個方案對設計指標的符合程度。但是,要制訂出最佳

方案,還必須根據設計要求與設計原則對各個方案進行權衡。3.方案的細化:經過方案的比較與權衡,一個比較合理的設計草案終于形成了。但很多

細節仍然需要確定,如產品及零部件的尺寸、結構關系、材料及標準件選配,使用過程中的人機交互方式、使用維護等。設計方案的細化是一個相對專業化的設計步驟,

針對方案的細化應該從產品到制造、使用、維護等各個環節進行綜合考慮,以完善方

案的構思。4.方案的呈現:隨著技術的不斷發展,設計方案的呈現方式也越來越多樣。一般地,呈

現設計方案要說明設計思想、設計思路和設計成果。采用的方式通常包括展板、模

型、視頻及現場報告等;應用的技術手段包括設計方案的全套零部件圖紙,三維渲染

效果圖或短視頻、實物模型,以進一步闡釋產品的使用場景、使用與維護方式、設計

細節等。例8如圖甲所示的支架不可折疊,該支架的結構組成如圖乙所示,其中構件1由方形

鋁條制作,構件2安裝在墻壁上。已知構件1取下后,斜支撐桿可轉動。現需要對構件1

進行改進設計,要求改進后支架不使用時構件1能向下轉動從而使支架實現折疊,而使

用時構件1能保持水平穩定,其他構件均不變。下列關于構件1的結構方案中合理的是

(

)

解析

考慮構件1能否順利轉動,排除C、D項。考慮使用時構件1能保持水平穩定,B方案合理。

答案B例9如圖所示是一款手機搶券裝置局部示意圖,通過電機的單向轉動實現壓桿上下

移動,從而帶動電容筆點擊放置于底座上的手機。下列連接電機和壓桿的方案中合理

的是

(

)

解析

考慮電機要能順利旋轉一周,排除B、D方案。考慮電機軸和壓桿連接孔,有錯位的空間位置關系,方案C較為合理。

答案C考點四技術試驗及其方法一、技術試驗1.含義:技術活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗等探索性實踐活動稱為技術試

驗。2.重要性(1)技術試驗是技術活動中的一項重要內容,在技術發明、技術革新、技術推廣等活動

中,它不僅是對技術成功與否的驗證,更是發現問題、探究規律、優化技術的關鍵。(2)技術試驗是技術研究不可缺少的基本方法和手段,對技術應用的實現起到了有力的

保障作用。通過技術試驗,可以使設計得以改進和完善,將設計的風險和失誤概率降到最低。二、技術試驗的常見類型(1)根據應用的領域不同進行分類:農業試驗、工業試驗、國防試驗等。(2)根據目的不同進行分類①性能試驗:通過改變所給的條件,測量試驗對象的狀態變化并分析其原因。②優化試驗:對試驗對象進行條件優化或條件組合。③預測試驗:通過試驗,預測被試對象狀態的變化及產生的后果。三、技術試驗的常用方法1.優選試驗法:運用數理統計的方法,選定若干次具有典型意義的試驗,按一定的邏輯推出全部試驗所達到的最佳效果。2.模擬試驗法:通過再現的形式來模擬現實發生情況的方法。3.虛擬試驗法:利用計算機技術來虛擬現實中的技術設計原型并進行試驗的方法。4.強化試驗法:通過擴大和強化試驗對象的作用,以提高試驗效率的方法。5.移植試驗法:在具有差異的事物之間,將某些共同的或相關的因素從一物移植到另一

物上進行試驗的方法。四、技術試驗的設計1.技術試驗的設計思路:明確試驗對象→明確試驗目的→明確試驗方法。2.一般地,測試要達到下列目標(1)確保產品完成了設計所承諾或公布的功能;(2)確保產品滿足性能的要求;(3)確保產品能適應用戶環境。例10淺色的鞋穿久了會發黃。試驗時將淺色的鞋放在耐黃變測試儀中,溫度調到50

℃左右,并用強光長時間不間斷地照射,以快速檢測鞋的發黃情況。該試驗的方法屬

于

(

)A.模擬試驗法B.強化試驗法C.優選試驗法D.虛擬試驗法

解析

以高溫和強光的形式,強化了試驗條件,更快速測得試驗結果,屬于強化試驗法,B正確。

答案B例11小剛對如圖所示的凳子進行下列技術測試,其中最不合理的是

(

)

A.在凳子上逐步加上適當重物,測試其強度B.將凳子放在平整處,用手前后左右搖晃,測試其穩定性C.坐在凳子上體驗,測試其舒適性D.用木工鋸鋸凳子,直到凳子被鋸開,測試其材料性能

解析

A、B、C項均是針對凳子結合使用場景的相關測試,且試驗方法均合理。D項針對其材料進行性能測試,顯然試驗對象主體錯誤,D不合理。

答案D考點五設計的評價1.評價的含義依據設計的一般原則和要求,采取一定方法和手段,對設計所涉及的過程及結果進行

事實判斷和價值認定的活動。2.評價的分類按評價對象分對設計過程的評價對設計成果的評價按評價者分設計者的自我評價(自評)他人的評價(他評)3.運用雷達圖法表達評價雷達圖法是產品評價的常用表達方法,它能夠清楚地表示出產品的整體狀態,并與完

美狀態相比,從而清楚地反映