新教材高二上苏教版通用技术 技术与设计学案课时4 方案构思方法及设计题初步

课时4　方案构思方法及设计题初步[课时目标]1.能根据设计要求制订符合一般设计原则和相关设计规范的完整设计方案。2.通过案例分析等活动，理解形态分析法、联想法、设问法、仿生法等常用构思方法及其重要作用。1.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，形成一个完整的抽象物，并采用图、模型、语言、文字等方式呈现思维过程。(1)梳理设计需求面对收集到的各种信息，要根据设计要求，找出设计需要解决的主要问题，并分析其可能的解决办法。在设计分析中我们可以看到，产品的功能、形式与控制方式相互影响：不同的照明方式制约产品的形式；折叠结构满足便携、收纳的要求，却与材料、形态有直接关系；控制方式需要考虑功能实现的要求，也要平衡形式的要求。(2)呈现设计方案构思过程中产生的设计想法常常是模糊的，为了具体化，通常会运用设计草图进行构思。一般地，构思是意象物化之前的思维活动，是心中意象逐渐明朗化的过程。草图不仅能将一些想法较明确地表达出来，而且可以随意修改。2.方法构思的方法主要有：形态分析法、联想法、设问法、仿生法。(1)形态分析法：形态，指事物存在的样貌，或在一定条件下的表现形式。形态可以把握，可以感知，或者可以理解。形态分析，是指从整体的思想出发来看待事物，把事物看成是几个功能部分的集合，然后把整体拆成几个功能部分，分别找出能够实现每一部分功能的所有方法，最后再将这些方法进行重新组合，根据分析评价结果最终形成多种设计方案。(2)联想法：利用联想法进行方案构思，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，不能盲目地实践，而应该首先对方案进行科学论证，然后再进行实施。(3)设问法：设问法是通过多角度提出问题，从问题中寻找思路，进而做出选择并深入开发创造性设想的一种构思方法。它的主要类型有检核表法、5W2H法、和田12动词法等。设问法借助各种思维技巧抓住事物具有普遍意义的方面进行提问。如奥斯本的检核表法，借助于联想、类化、组合、分割、颠倒顺序等思维技巧，抓住声音、颜色、气味、形状、材料等事物的基本属性大做文章。(4)仿生法：仿生法是模拟自然生物形态进行设计的方法，主要类型包括：功能仿生设计、形态仿生设计、结构仿生设计和肌理与质感仿生设计。 如图所示的美梦机可以通过它唤醒你喜欢的记忆，制造出接近你梦想的环境，从而让你天天做美梦。美梦机的发明，主要采用的方案构思方法是(　　)A.形态分析法   B.联想法C.两者都没有   D.两者都有答案　B解析　美梦机的设计具有原创性。【变式训练1】 如图所示为盲人探路器。它和蝙蝠超声定位原理相同，内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现前面的障碍物。这主要采用的方案构思法是(　　)A.联想法   B.草图法C.模仿法   D.奇特构思法答案　C解析　本题是仿生技术的应用，故选C。【变式训练2】 如图所示是一款扶手固定的手推平板车，车身材料是钢板，扶手材料为Φ30 mm的钢管。为了减小收纳空间，要求扶手可以翻倒，请设计扶手和车身之间的连接结构。设计要求如下：A.扶手能翻倒与车身折叠；B.扶手竖起后可靠固定，能承受推力或拉力；C.结构简单、操作方便。请根据上述设计要求，完成以下任务：(1)画出连接结构的设计草图(只需画出一侧的连接结构)，必要时用文字说明。(2)设计并制作完成后进行试验，在车身上放置重物，手握扶手，推动或拉动车子。该试验的主要目的是检验________(在①车身是否牢固；②扶手与车身折叠；③扶手竖起后是否可靠固定中选择一项，将序号填写在“________”处)。答案　(1)方案1：腰形槽＋U型槽锁定。当推把处于腰型上方时，推把可以转动并贴住平板；当推把上横杆嵌入U型槽时竖起固定方案2：腰形槽＋孔锁定。当推把处于腰形槽的上方时，推把可以转动并贴住平板；当推把的下方插入圆孔时竖起固定方案3：铰连接＋滑块锁定。推把通过销轴与两竖板组成铰连接结构，推把可转动并贴住平板；当滑块下嵌入竖板上方时竖起固定(2)③解析　画设计草图时一定要规范，要符合题目的基本要求，需要与原有结构相连接，再实现附加功能。【变式训练3】 如图所示是一款固定在墙上的家用单杠。为了节省空间，要求不用时单杠可以收起，请改进底座与支撑臂的连接方式，重新设计底座。已知条件和设计要求如下：A.支撑臂可以绕底座转动，底座用四个直径为10 mm的膨胀螺栓固定；B.支撑臂的截面尺寸为40 mm×50 mm，筋板直角边的尺寸分别为60 mm和80 mm，厚度为10 mm。请根据上述设计要求，画出底座的设计草图(只需画出一个底座)，必要时可用文字说明；答案　设计草图如下：解析　画设计草图时一定要规范，要符合题目的基本要求，需要与原有结构相连接，再实现附加功能。1.如图所示是某位设计师想到密码锁后，经过研究后设计的表情印章。通过拨动按钮可以造出2000多个不同的表情。该设计主要运用了方案构思法中的(　　)A.形态分析法   B.联想法C.两者都没有   D.两者都有答案　B解析　由密码锁联想到表情印章，采用的是联想法。故选B。2.(2022年1月宁波九校高二期末)小明受到鲁班锁的启发，设计了如图所示的花盆架，小明采用的构思方法是(　　)A.形态分析法   B.仿生法C.联想法   D.设问法答案　C解析　由鲁班锁启发设计了花盆架，属于联想法。故选C。3.设计师们借鉴魔方各部分能够任意旋转的特点，设计出了一种“魔方”插座，它可以通过旋转改变各个插座的方向，而不会因为某电器的插头过大造成相邻的插座不能使用。这一设计运用了方案构思的(　　)A.形态分析法   B.联想法C.设问法   D.仿生法答案　B解析　本题考查设计方案的常用构思方法。常用的构思方法有形态分析法、联想法、设问法、仿生法等。所谓联想法是指以某一模仿原型为参照，在此基础之上加以变化产生新事物的方法。“魔方”插座就是以魔方为原型参照，加以变化产生的新产品。4.如图所示为小陶同学设计的智能小车，超声波传感器需要通过支架固定在车身上，并保持探头水平向前的状态(如图甲所示)，请你帮助他继续完成设计，在虚框位置设计一款超声波传感器支架，超声波传感器的尺寸规格如图乙所示，制作支架的材料为厚度2 mm的铝板，其他配件自选。设计要求如下：A.超声波传感器与支架的连接牢固可靠，车子变速时不易掉落；B.支架与车身之间采用直径为2 mm的螺栓螺母连接，车身的宽度为70 mm，并预留安装孔；C.支架不能遮挡住超声波传感器前方的发送器与接收器；D.超声波传感器与车身之间的距离为20 mm。请根据上述设计要求，画出支架的设计草图(小车及超声波传感器可以不画)，必要时可用文字说明。答案　解析　方案需要满足设计要求，首先要有与车身安装孔相匹配的结构，再次要有安装接收器的结构，结构不能遮住发送器与接收器。5.如图所示是一款钓鱼竿支架，使用时只要将地钎插进岸边泥土中，再将钓鱼竿固定在支撑杆2上即可，但由于连接支撑杆1和支撑杆2的构件有所损坏，现要求你重新设计一个适合的连接件(已知支撑杆1的直径为Φ20 mm，支撑杆2的直径为10 mm。)，设计要求如下：A.装好连接件后，支撑杆1和2的角度可在一定范围内调节；B.连接可靠，不易损坏，连接件可牢固地固定在支撑杆1上；C.结构简单，操作方便。请根据上述设计要求和已知条件，画出支撑杆1和支撑杆2的连接件的设计草图，必要时可用文字说明。答案　解析　方案需要满足设计要求，首先要与原有结构相匹配，再实现角度调节功能(使用转轴结构)。1.下列关于联想法的表述错误的是(　　)A.联想法就是由甲事物想到乙事物的思维过程B.利用联想法进行方案构思，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C.运用联想法进行构思后，不能盲目地实践，而应该首先对方案进行科学论证，然后再进行实施D.属于模拟自然生物形态进行设计的方法答案　D2.“5W2H法”中2H是指(　　)A.“怎样去做？”和“需要多少人力、物力、财力？”B.是什么？任务是什么？C.“谁会做？”和“谁来做？”D.为什么？答案　A3.根据蛙眼成像原理和方法设计出的电子蛙眼，广泛用于雷达监视、导弹飞行路线识别和人造卫星跟踪等方面。这种设计构思方法属于(　　)A.联想法   B.设问法C.形态分析法   D.仿生法答案　D4.随着我国“限塑令”的实施，环保购物袋越来越受到热捧，为此，一些超市已经推出了环保购物袋，供顾客选购，很多店的“橱窗”里摆着色彩斑斓、各式各样的环保袋。下列关于环保袋的设计分析不合理的是(　　)A.环保袋应该有足够的强度，至少能承受50千克的重量B.为了方便携带，环保袋应该能压缩折叠C.环保袋应该使用便于清洁的无毒无纺布等材料制作D.食品、生活用品等放在一起很不卫生，所以环保袋可以考虑分隔功能答案　A5.根据蝙蝠超声定位原理，人们发明了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等，这采用的方案构思法是(　　)A.联想法   B.设问法C.形态分析法   D.仿生法答案　D6.(2021年11月9＋1高二期中)下列产品中，没有运用仿生法进行构思的是(　　)答案　B解析　切瓜器没有模拟自然生物形态进行设计，不属于仿生法，选项B符合要求。7.(2021年11月A9高二期中)如图所示是采用LED光源的黑天鹅台灯，该设计运用的仿生法类型是(　　)A.形态仿生设计  B.结构仿生设计C.功能仿生设计  D.肌理和质感仿生设计答案　A8.(2021年11月S9高二期中)小明要设计一款高中生使用的台灯，在方案构思的过程中，先把台灯分解成灯泡、灯罩、底座、支撑杆等要素，再把这些要素创新排列组合，就产生了很多种台灯设计方案，这种构思方法属于(　　)A.形态分析法   B.设问法C.仿生法   D.联想法答案　A9.如图所示，为一款简易折叠式拉杆包，发现底部连接处的塑料连接件破损。构件1和构件2均为Φ12的金属管，构件3为3 mm厚度的金属片，其中构件1、构件3与推拉杆的连接为铰连接。现提供一块3 mm厚的薄钢板，具体设计要求如下：A.该连接件能连接构件1、2、3，实现折叠的功能B.装上该连接件后，结构稳定，具有一定的强度，能正常使用C.展开后拉杆包能平稳摆放在地面上D.使用方便，制作简单请根据描述和设计要求完成以下任务：(1)画出连接件的设计草图，必要时用文字说明；(2)连接件完成并安装好后，以下技术试验不需要做的是________(在以下选项中，选择合适的答案，将序号填写在“________”处)。①装上重物，观察构件1是否发生弯曲变形②上下翻动构件1，观察是否折叠方便③展开后摇晃拉杆包，观察是否稳定站立④在凹凸不平的路面上推，观察连接处是否牢固可靠答案　(1)能连接构件1、2、3，且连接可靠可实现折叠功能展开后能使小推车站立有立体感尺寸标注合理(2)①10.小明准备对自家房屋的外墙进行粉刷，现需要将墙上的配电箱移装到附近的电线杆上(如图所示)。经过测量，电线杆最底部直径为260 mm，配电箱背面有直径为12 mm的4个连接孔，间距见图标注。现请你帮助小明设计一款可将配电箱安装到电线杆的连接支架，设计要求如下：A.主要材料采用宽50 mm的钢条，辅助材料自选；B.连接支架能在一定范围粗细不同的电线杆上安装；C.连接支架安装、拆除方便；D.连接支架牢固可靠，形状不限。请根据描述和设计要求完成以下任务：(1)画出连接支架的设计草图，必要时可用文字说明(如有多个，只需画出1个)；(2)以下不属于影响连接支架设计分析的因素是________(在A.电线杆的粗细；B.电线杆的高度；C.支架与电线杆的连接方式中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；答案　(1)画图　①功能实现　②安装拆除方便　③材料正确　④结构有加固设计(2)B11.如图所示是一款尺寸为354×540×144 mm、重量为13.5 kg的燃气热水器示意图，其背部有四个安装螺纹孔及一个突出15 mm的长方体空气进气口部分。请你设计一款热水器挂架，将热水器安装到墙上。设计要求如下：A.挂架与热水器可靠连接；B.挂架与墙壁用塑料膨胀螺钉可靠连接，并安装方便；C.热水器需要安装成竖直；D.使用2 mm厚的钢板制作。请根据上述设计要求，完成以下任务：(1)制定设计方案前，需要明确设计的限制因素。以下因素中________、__________不属于设计的限制因素(在①燃气热水器的重量；②天燃气管道的直径；③燃气热水器空气进气口突出部分的大小；④燃气热水器总高度540 mm 中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；(2)画出挂架的设计草图，配以必要的文字说明；答案　(1)②　④(2)设计草图12.如图1所示是一款老年人用的多功能拐杖，打开拐杖(图2)可作为凳子使用。现请你设计多功能拐杖中凳面与支撑杆1间的连接件(只需画出其中的一个)。其中凳面采用木板，支撑杆1处选用18 mm的不锈钢管材。设要求如下：A.连接件能可靠地连接凳面与支撑杆，并能实现拐杖的折叠功能；B.连接件采用4 mm厚的薄钢板，其他辅助材料自选；C.连接件结构、安装方便。根据上述设计要求，完成以下任务：(1)画出连接件的设计草图，必要时可用文字说明；(2)支撑杆下部的防滑，宜用的材料是________(在①钢；②橡胶；③硬木中选择一项，序号填写在“________”处)。答案　(1)(见下图，供参考：)(2)②