设计的基本方法和基础知识3

第二章第二节设计的基本方法和基础知识一、教学目标（一）、知识与技能1、了解设计的三种类型；2、知道技术设计的原则、方法和标准；3、掌握技术设计的一般过程，正确理解它们之间的关系。（二）、过程与方法1、学会在日常生活和工作中观察，发现问题并解决问题；2、学会在分析问题的过程中掌握方法。（三）、情感、态度、价值观树立严谨的设计态度。二、重点与难点（一）重点：让学生全面掌握一般设计的全过程，正确理解它们之间的关系。（二）难点：在于为什么要规定这些设计原则、方法和标准，它们有什么作用和意义。三、教学方法讲授法、讨论法、自学法相结合。四、教具开瓶器、多功能螺丝刀五、课时安排2个课时六、教学过程（一）复习引入复习上节课的内容并引入。（二）新课展开§第二节设计的基本方法和基础知识一、技术设计的种类技术设计的种类原创性设计改进性设计综合（组合）性设计1、原创性设计为了打开红酒瓶塞的软木塞，设计的螺旋状开瓶器。这种最初的设计属于原创性设计,又称为开发性设计想一想这种开瓶器存在哪些不足?如何改进?（二）改进性设计在总的方案原理变化不大的情况下，对已有的设计进行局部的变更改进，使其更加合理、完善，或满足某些特定的需要的设计。3、综合（组合）性设计应用现有的技术及原理重新进行组合，使其系统化、综合化、产生新的优点、特色，创造出新的功能设计方法叫做综合（组合）设计。几种开瓶器的综合性设计外形组合设计多功能螺丝刀性能组合设计通信光缆原理组合设计功能组合设计4、功能组合设计将不同功能单元或产品组合起来，得到多功能的技术系统，甚至产生了新的功能。橡胶轮与其他功能件组合l内燃机与其他功能件组合l同功能的组合将两把刀的刀刃组合在一起5、模块组合设计将若干个模块组合起来，产生某种作用或特色。例如：家庭环境的布置文艺晚会的表演由每一场文艺节目模块组合而成家具、电器的摆放、装潢设计也是一种组合设计模块组合设计系统的组合设计计算机系统：由硬件系统和软件系统的组合设计而成。神舟六号飞船由发射系统、监测系统、控制系统、航天员系统、飞船本身系统和回收系统等子系统组成。综合(组合)性设计外形组合性能组合功能组合模块组合原理组合系统组合（一）、技术设计的原则二、技术设计的原则、方法和标准科学性原则创新性原则需要性和实用性原则经济性原则最优化原则可靠性原则安全性原则工程心理学和生理学原则法律道德规范原则通用性标准性原则时效性原则可持续发展原则1、科学性原则：设计必须遵从科学的原理，按照大自然的规律进行设计，否则设计是不会成功的。想一想：永动机设计者的设计是否遵从了科学性原则？2、创新性原则：设计只有不断进行创新，才能具有新的生命力。一个产品的创新设计可以在原理运用功能、结构、指标、外观等方面进行创新，也可以在安全，可靠耐用，有利于节能、环保创造优良性价比，有利于使用者身心健康、舒服、快捷、方便等方面进行创新等。例如：电视机从诞生以来，在新材料、新器件、新技术、外观、节能等方面进行了创新设计。3、需要性和实用性原则－－要把解决存在的问题，满足用户的需要作为设计的一个原则，不要设计用户不欢迎甚至反对的产品。普通雨伞方便时尚的折叠伞4、经济性原则设计中的经济原则是指以最低的费用取得最佳效果。在材料方面讲究经济原则在运输成本方面讲究经济原则经济性原则－－在设计中，要考虑用户的经济条件，市场的竞争能力，力求用最少的成本，设计出满足用户要求的产品。5、最优化原则－－所设计的产品或项目在功能、技术上尽可能是目前（并可能在一段时间内）是最合理的。最优化不一定是最先进，但一定是最合理最优化原则设计要贯彻”系统化”和优化的思想。这一原则要求在研究解决问题是，统筹兼顾，大力协同，多中择优，采用时间、空间、程序、主体、客体等方面的峰值佳点，本着“多利相衡取其重，多害相衡取其轻”的精神进行综合优化和系统筛选。以下是一则网络幽默，虽然稍显荒诞不经，但是你是否从里面悟出点什么道理？军委主席：成吉思汗国务院总理：诸葛亮外交部长：周恩来卫生部长：华佗公安部长：展昭最高人民法院院长：包拯国家禁毒署署长：林则徐教育部长：孔子这样的人员配置，遵循了哪一原则？6、可靠性和安全性原则问题：（1）为什么小孩子的玩具都没有锋利的棱角和尖的的局部形状？（2）为什么现在的轿车都配备安全气囊？（3）为什么很多家电产品上都要求必须通过“CCC”认证？（CCC认证即是“中国强制认证”，其英文名称为“ChinaCompulsoryCertification”，缩写为CCC。CCC认证对涉及到的产品执行国家强制的安全认证。）－－设计的产品或项目应在规定使用时间内，能可靠安全的工作，能适应规定的条件和环境，不会发生故障和事故。课堂训练；请思考视频里的事故发生违反了技术设计的什么原则？7、工程心理学和生理学原则－－设计的产品或项目必须满足人类心理的需求，要美观、舒适、使用方便，是使用者和产品之间建立最协调的关系。又称“人类工效学原则”。8、法律、道德规范原则－－技术设计要遵守有关的法律、制度、规范，不允许有违反、违规行为。目前流行的LED“免电灯”，用的是电话线的余电，电费由电信部门负担，厂家这一技术创新符合法律规范原则吗？“免电灯”侵害了电信部门的合法权益,也侵犯了用户正常使用通信业务的权益9、通用性、标准性原则－－产品设计尽可能采用标准化技术和标准件，这样，产品通用，维护方便，拥有更广阔的市场。你知道火车为什么能安全地运行在铁轨上吗？一个重要因素是铁轨都是按照严格的技术规范标准设计制造的。铁路的铺设、火车的车轮间距离都有严格的技术规范标准，否则火车就无法在铁轨上运行。各行各业都可能有一些设计的技术规范，这些规范往往是实践经验及科学理论的总结，在进行设计活动时必须遵循。各行各业还有一些标准化的零部件，称为标准件。例如机械行业的螺钉、螺母、销钉，电子行业的一些电子元器件等，都是常见的标准件。10、时效性原则－－必须按照设计任务书规定的截至日期完成设计任务，避免使产品制造出来后成为过时的东西。分析课本P45例1，说明设计失败的原因。(1)违反了时效性原则，没有在规定的6个月期限交货，而是8个月才交货；(2)还违反了时效性原则的第二个内容“不应该使产品制造出来后成为过时的东西”。因为8个月后已经有另一研究所同时研制出性能相同，价格更便宜的产品。所以A研究所设计的产品成为过时的产品。11.可持续发展原则可持续发展的设计原则，就是要克服传统产品设计的不足，使所设计的产品既能满足产品功能的要求，又能满足适应环境与可持续发展的需求。基本思想是，在设计阶段将环境因素和预防污染的措施纳人设计之中，将环境保护作为产品的设计目标和出发点。可持续发展设计原则包括以下主要内容：⒈设计过程的每一个决策充分考虑尽量减少对环境的破坏。⒉尽可能减少原料和自然资源的使用，减轻各种技术、工艺对环境的污染。⒊在设计过程中最大限度地减小产品重量和体积，精简结构；在生产中减少消耗；在流通中降低成本；在消费中减少污染。⒋改进产品结构设计，使用过的产品废弃物中尚有利用价值的资源或部件便于回收，减少废弃物的垃圾量。技术设计的原则:科学性原则创新性原则需要性原则经济性原则最优化原则可靠性原则安全性原则工程心理学和生理学原则法律规范原则通用性标准性原则时效性原则可持续发展原则小结：（二）、技术设计的一些方法七种方法：常规设计法系统设计法功能设计法工效学设计法可靠性设计法最优化设计法计算机辅助设计法CAD（ComputerAdiedDesign）借鉴法应用标准器件法技术（或工程）实验法保证系统各个部分的协调工作基本功能和辅助功能考虑人的生理和心理特征，能做到安全、方便、舒适、美观的设计目标抗热、抗震、抗干扰，适应环境，预备“余量”设计是一个反复进行的过程，以实现最优选择利用计算机进行设计或仿真，可以用最快的速度获得效果。例如：城市交通例如：横跨一条江河的交通：轮渡、桥梁、隧道这些原则之间是怎样的一种关系？这些原则是独立存在的吗？这些原则能同时遵守吗？实际运用中，各个原则并不是独立的，它们之间有着相互联系，相互制约、相互影响的关系。这些原则可以同时遵守，但侧重点会有所不同。在运用中既要综合考虑，又要分清主次设计的一般原则要求我们在设计中要考虑到人文因素和人机关系，要树立创新意识，同时要具有对人、社会、环境的责任感。一、什么是人机关系1.概念：当我们使用物品时，物品就与人产生了一种相互的关系，这种相互的关系称为人机关系。2.“机”：除机器外，还指工具，设施，家具，交通车辆等。马上行动：指出下列图片中设计不合理、有损人体健康的地方a、椅背设计太靠后，正常坐姿时靠上。b、椅面太过倾斜，会导致人体自然下滑。c、椅背设计太低，支持不住人的身体。d、椅面与人体的接触面积太小。（三）、人机关系概念:人机关系是指人与”机器设备”及所使用的”一切物品”之间的关系,包括使用时与所在的环境之间的关系.目的:是为了在设计产品和实施某个项目时,实现快速高效,让人感到方便,舒适,同时保证健康和安全.在具体的设计中,这里的”人”往往是指大多数人的情况,同时,我们也尽可能考虑到特殊人的特殊需要,必要时专门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,我们的设计还要用”动态”的角度来展开,以实现最合理、最长久的优良效果.（四）、设计的依据标准技术标准和规范国际标准国家标准行业标准企业标准部颁标准案例：我国家用吸油烟机的设计、生产制造标准：《中华人民共和国标准吸油烟机GB/T17713-1999》其内容包括：适用范围、引用标准、术语、产品分类、技术要求（环境条件、安全性能、噪音、调速、照明、结构要求、外观等）、试验方法、检测规则、标志标签与包装等项目。吸油烟机三、技术设计的一般过程是无否有值得发现问题值得解决吗？有条件解决吗？确定设计课题调查、手机设计所需的信息、数据、资料制定设计方案（多种），并进行权衡，决策优化，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？完成设计进行鉴定申请专利不解决暂时不解决修改设计否中间过程检测，评价及改进（三）小结一、技术设计的种类技术设计的种类原创性设计改进性设计综合（组合）性设计二、技术设计的原则、方法和标准（一）、技术设计的原则（二）、技术设计的一些方法（三）、人机关系（四）、设计的依据标准四、技术设计的一般过程举例发现问题展开调查制定方案制作模型测试优化推广应用（三）小结一、技术设计的种类二、技术设计的原则、方法和标准三、技术设计的一般过程四、技术设计的一般过程举例（四）作业布置通过对日常生活的观察和思考，去发现问题，自定一个设计方案，并试着完成设计。七、板书设计设计通过互联网窃取他人银行卡密码的木马程序男士车女士车对比：（1）以前的靠按钮或旋钮来实现开关或调台的的传统电视机为什么会逐渐被淘汰，出现了现在比较高级的遥控电视机？坦克机动性不及汽车，火力不如远程大炮，防护不如堡垒，但却当之无愧成为“陆战之王”。应从哪些方面着手降低成本，体现经济原则?议一议：材料（合理使用质优价廉、能优化产品品质的原材料）、技术、管理、工艺（加工方法）、包装、运输、仓储等等。下列产品的设计，为什么符合可持续发展原则？议一议：光电池可降解的餐盒