2.3.1 技術(shù)設(shè)計(jì)的一般過程（第1課時(shí)）課件高中技術(shù)粵科版（2019）必修 技術(shù)與設(shè)計(jì)1

2.3技術(shù)設(shè)計(jì)的一般過程和方法第一課時(shí)

設(shè)計(jì)的一般過程目錄壹技術(shù)設(shè)計(jì)的一般過程技術(shù)設(shè)計(jì)的一般過程第一節(jié)潘立群同學(xué)通過查詢資料了解到，全國有近6

500萬的色覺障礙者，他們不能考取駕駛

執(zhí)照，甚至過馬路都受影響。對發(fā)現(xiàn)的問題，潘同學(xué)產(chǎn)生了設(shè)計(jì)一種能讓色覺障礙者容易

辨認(rèn)的新型交通信號燈的創(chuàng)意。案例分析設(shè)計(jì)有價(jià)值嗎？可以設(shè)計(jì)嗎？有能力設(shè)計(jì)嗎？潘同學(xué)就這些問題咨詢了交通管理部門，并請教了通用技術(shù)教師及物理教師，得到了肯定的答案。

如何設(shè)計(jì)能讓色覺障礙者容易辨認(rèn)的交通信號燈呢？

潘同學(xué)對功能的實(shí)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)進(jìn)

行了認(rèn)真的分析，設(shè)計(jì)了幾種方案并畫出了草圖。哪種方案更好呢？他從科學(xué)性、創(chuàng)新

性、

實(shí)用性、可靠性、安全性、成本核算等多方面對幾種方案進(jìn)行了分析、比較和權(quán)衡，

最終確定其中較好的一種方案：通過改變電路，在紅燈中加入“×”圖形，在黃燈中加入

“－”圖形，綠燈保持不變。這樣，紅燈亮?xí)r“×”同時(shí)閃爍表示禁行，黃燈亮?xí)r“－”圖形同時(shí)閃爍表示等待，綠燈不變表示通行。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，潘同學(xué)制作了新型交通信號燈樣品，進(jìn)行了測試并做了進(jìn)一步完善。發(fā)現(xiàn)與明確問題制訂設(shè)計(jì)方案制作模型或原型測試評估及優(yōu)化該項(xiàng)目獲得國家實(shí)用新型專利，榮獲2006年丹麥國際中學(xué)生創(chuàng)新成果展評項(xiàng)目“最佳國際

優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng)”。？？？？此設(shè)計(jì)的一般步驟：收集信息1.發(fā)現(xiàn)與明確問題

從本質(zhì)上說，設(shè)計(jì)是一個(gè)問題求解的過程。它從問題出發(fā)，并圍繞問題展開各項(xiàng)活動(dòng)。因此，設(shè)計(jì)必須從調(diào)查需求、分析信息、發(fā)現(xiàn)與明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎(chǔ)上提出設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

劉輝住在一個(gè)離小鎮(zhèn)約25km的山村里。村子通往鎮(zhèn)里的山路上有一座沒有路燈的簡易木橋，近期發(fā)生幾起夜里到鎮(zhèn)醫(yī)院看急診的患者及趕集夜歸的路人掉進(jìn)河里的事故，村民急切希望能在小橋邊裝上照明燈。2.收集信息劉輝與同學(xué)們就路燈的設(shè)計(jì)到實(shí)地進(jìn)行了調(diào)查，并收集了與路燈設(shè)計(jì)有關(guān)的資料。（1）夜晚看急診的患者及趕集夜歸的路人都要經(jīng)過這座小橋，解決橋邊的路燈照明問題很有價(jià)值。（2）小鎮(zhèn)靠本地小水電站供電照明，枯水季節(jié)經(jīng)常發(fā)生停電。（3）小橋位于山路中段，離山村和小鎮(zhèn)都約12km；小橋位置地處河

谷，晴天時(shí)陽光充足，常年風(fēng)都比較大。（4）全路段安裝路燈投入太大，小橋不長，安裝1盞路燈即可。其他路段相對平坦，可以暫不安裝。（5）路燈的供電方式有市電、蓄電池、風(fēng)能和太陽能。經(jīng)過實(shí)地調(diào)查和收集有關(guān)資料，劉輝和同學(xué)們進(jìn)一步明確了該路燈設(shè)計(jì)的價(jià)值、技術(shù)的問題和設(shè)計(jì)的條件及能力。在發(fā)現(xiàn)問題和明確問題后，緊接著要做的就是通過各種渠道，盡可能廣泛地收集設(shè)

計(jì)所需要的信息。3.制訂設(shè)計(jì)方案劉輝向通用技術(shù)教師提出了自己的設(shè)想。教師向?qū)W校領(lǐng)導(dǎo)做了匯報(bào)，學(xué)校同意在設(shè)備、技術(shù)、資金上給予幫助。劉輝和同學(xué)們受到鼓舞，他們成立

了項(xiàng)目小組，決定把設(shè)計(jì)工作落到實(shí)處。項(xiàng)目小組為設(shè)計(jì)路燈制訂了三個(gè)初步方案，并分別繪畫了草圖。方案1：從鎮(zhèn)里架設(shè)交流供電線路，用220V交流電作路燈電源，

用水泥柱作燈柱，人工開關(guān)路燈。方案2：用蓄電池供電，用直流12V

LED（發(fā)光二極管）作光

源，用光敏二極管控制，自動(dòng)開關(guān)路燈，用水泥柱作燈柱。蓄電池送到小鎮(zhèn)

充電，多塊蓄電池交替使用。方案3：用LED作光源，用光敏二極管控制自動(dòng)

開關(guān)路燈，用水泥柱作燈柱，采用風(fēng)光互補(bǔ)供電裝置提供路燈電源。通過對各種信息的歸納與分析，挖掘影響設(shè)計(jì)的主要因素，大膽提出各種設(shè)計(jì)想法，并依據(jù)一定條件對各種想法進(jìn)行篩選，確定最終的設(shè)計(jì)方案。項(xiàng)目小組對三個(gè)方案進(jìn)行分析、權(quán)衡和比較。（1）

采用方案1要架設(shè)一條交流電供電線，電線、燈柱投入要幾萬元，成本非常高。在枯水季節(jié)大多數(shù)時(shí)間水電站發(fā)電會(huì)受影響，存在經(jīng)常停電的可能。（3）采用方案3風(fēng)光互補(bǔ)供電裝置，省去人工充電的麻煩，加上采用光敏二極管在晚上和白天自動(dòng)開關(guān)路燈，安裝調(diào)試好后不用人工管理。風(fēng)光

互補(bǔ)供電裝置全套不到2000元，從建設(shè)成本和管理成本考慮比方案1和方案2好。（2）采用方案2少了架設(shè)交流電線的投資，但因經(jīng)常要將蓄電池送到小鎮(zhèn)充電，比較麻煩，需要多塊蓄電池，投資也不少。方案分析、權(quán)衡和比較4.制作模型或原型項(xiàng)目小組決定選用方案3。項(xiàng)目小組對方案3進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)、制作、安裝和調(diào)試。5.測試評估及優(yōu)化試用了1個(gè)月

后，村民們反映了一些意見。（1）路燈在天完全黑時(shí)才開啟，仍不安全，能否天未全黑就開啟。（2）對智能控制器和蓄電池的防水不夠完善，雨水會(huì)飄灑到設(shè)備內(nèi)，容

易造成設(shè)備損壞。（3）該山區(qū)常有雷電，擔(dān)心設(shè)備受到雷擊。（4）8m高的燈柱有被大風(fēng)吹倒和被牛羊撞倒的可能。（5）擔(dān)心燈柱下面的智能控制器和蓄電池被盜竊。同學(xué)們針對路燈存在的問題進(jìn)行了檢查、分析，并到縣城向?qū)＜艺埥?、學(xué)習(xí)，然后對自動(dòng)開關(guān)路燈的設(shè)計(jì)進(jìn)行了修改。（1）重新調(diào)試了光敏二極管的工作點(diǎn)，使天還未全黑時(shí)，路燈就開啟。（2）改進(jìn)了路燈的防水設(shè)備，使路燈不但上方防水，而且側(cè)面也能

防水。（3）將燈柱下面的智能控制器和蓄電池改為安裝在通風(fēng)良好、防水完善的鍍鋅鐵盒中并鎖上。（4）加裝了避雷針。（5）燈柱加裝了高50cm、直

徑40cm的水泥墩，

予以加固。表現(xiàn)事例遵循的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)的路燈能在夜間為路人提供照明沒有仿冒他人的設(shè)計(jì)，沒有未經(jīng)許可使用他人的專利將風(fēng)能和光能轉(zhuǎn)化成電能在設(shè)計(jì)中選用標(biāo)準(zhǔn)化部件，如光伏板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等系統(tǒng)分析了設(shè)計(jì)潛在危險(xiǎn)，并進(jìn)行了防雷法、防風(fēng)、防水等設(shè)計(jì)及時(shí)設(shè)計(jì)和建成路燈，解決了村民摸黑過橋的問題實(shí)用性原則法律、道德規(guī)范原則可持續(xù)發(fā)展原則標(biāo)準(zhǔn)化原則安全性原則時(shí)效性原則技術(shù)設(shè)計(jì)需要遵循設(shè)計(jì)原則，試結(jié)合山村路燈的設(shè)計(jì)案例，選擇其中幾項(xiàng)，寫出它們所遵循的原則，并填寫到表中?！蛘f明設(shè)計(jì)不一定要經(jīng)歷虛線

框內(nèi)的兩個(gè)過程。實(shí)施設(shè)計(jì)（產(chǎn)品研制）中間過程需檢測、評價(jià)及改進(jìn)對多種方案進(jìn)行分析、比較、權(quán)衡，選定方案設(shè)計(jì)多種方案是最優(yōu)化設(shè)計(jì)嗎？產(chǎn)品（或方案實(shí)施結(jié)果）的檢測收集設(shè)計(jì)所需的