2020选考通用技术必修一第五章方案的构思及其方法

第五章的构思及其方法［考试］考试内容考试要求考试属性已考点方案的构思方法①产品设计分析的三个要素②的常用构思方法③设计力杀的制订④材料和标准件的选择⑤对设计力杀的比较和权衡cacbc必考十加试2015年10月选考（第3）2016年10月选考（第3、4、15（1）题）2017年4月;^（第3题）2017年11月;^（第4题）2018年4月选考（第3题）知识梳理理知识—基础一、方案的构思及其方法.设计分析应综合考虑物、人、环境产品本身是一个整体，它包括功能、造型、材料等。但任何产品都不是孤立存在的，一方面，它是为人服务的，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。在设计分析时，一是要分析人与产品的关系；二是要分析设计对象本身各个组成部分的作用，以及各部分之间的关系，使之成为一个协调的整体。所以要综合分析各方面的因素，如功能、结构、安全、成本、美观，实用等；三是产品是在一定的环境中使用的，必然受到环境的制约，并对环境产生影响。一个好的设计分析离不开对任何一个影响产品设计的主要因素的分析。.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，形成一个完整的抽象物，并采用图、模型、语言、文字等方式呈现的思维过程。方案的构思方法有：草图法、模仿法、联想法及奇特性构思法等。（1）草图法通过在纸上画草图的形式来构思设计产品的方法。草图不仅能将一些想法较明确的表达出来，而且可以随意修改。在运用草图进行构思的过程中，可以捕捉灵感、自由发挥、不受拘束。如通过草图法来构思台灯。(2)模仿法通过模仿自然界或其他事物的功能、形状、结构等来构思设计产品的方法。模仿法可以依葫芦画瓢，这样设计时可以少走弯路。如仿生技术。(3)联想法通过对一种或者多种事物的分析联想而获得一些设计方案的方法。利用联想法进行构思，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。如拔棉器的设计。(4)奇特性构思法通过对一些事物在原理、结构、材料、方法、用途等方面的创造来构思设计产品的方法。奇特性构思所形成的方案一般具有原创性。如夜视镜的设计。.方案的比较和权衡对方案进行评判和比较，要从设计的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。考虑的方面：实用、美观、创新、稳定性、安全性、环保性、加工难易程度、经济成本等。二、常用的创造技法.头脑风暴法是在思维高度活跃时，用打破常规的思维方式而产生的大量创造性设想的思维方法。.列举法是遵照一定的规则，罗列研究对象有关方面的各种性质，进而诱发创造性设想的创造技术。.设问法是通过多角度提出问题，从问题中寻找思路，进而作出选择并深入开发创造性设想的一种创造技法。设问法的主要类型有检核表法、5W2H法、和田12动词法等。三、设计方案的制定制定设计方案是设计者在一定的调查研究和设计分析的基础上，把自己设计的东西，按照一定的设计原则和设计规范，用文字、图表、模型、语言等呈现出来的过程。四、对产品设计分析，根据设计要求选择合适的材料和标准件标准件：指经过优选、简化、统一并给以统一标准代号的零件或部件。优点：采购方便；直接使用，简化制作过程；相对便宜，从而降低产品成本；实现通用通换，易维护。要^突破突要点提能力【例11如图所示是一款旅行箱式折叠电动自行车。下列中不正确的是（）A.三轮设计，符合设计的技术规范原则B.展开后车的高度、宽度，主要考虑了人的因素C.箱包和电动自行车组合设计，符合设计的创新原则D.采用较连接实现折叠和展开，主要考虑了物的因素解析三轮设计不是一种上的技术规范。故选Ao答案A[变式1]（20173月绍兴模考）如图是一款竹制的厨房组合刀架，可以将厨房常用的刀具集中放置在一起，便于分类存放和保洁，竹材料又不易霉烂。下列对组合刀架的设计分析和评价中，不恰当的是（）A.倾斜一定的角度，便于存取，主要考虑了“人”的因素B.选择使用竹材料主要考虑了“物”的因素C.采用通风设计，易清洗，体现人机关系的健康目标D.常用的刀具集中放置在一起，体现人机关系的高效目标答案C【例2】（20184月浙江选考）小明构思了下列悬吊式抓取机构的方案，其中在力F作用下，不能将工件夹紧的是（）解析杠杆原理，在F的作用下，工件被松开。答案C[变式2]（20159月浙江学考）如图所示为一款扶手与车身固定的手推平板车，要实现扶手可翻到与车身折叠，扶手竖起后又能可靠固定，以下方案中不可行的是（）A.通过钩f■钧住有弁R.在扶手杆上升长楷「注用抑舒连力甯用可折挣式制拶解析A、B、D项方案中可以看出是活动性连接，C项采用固定方式。答案C【易混易错】.如何处理收集到的信息？（1）信息整理常见方式：归类：把收集到的信息按信息的性质和内容分类归纳整理；去伪存真：把收集到的信息进行鉴别处理，区分信息的真伪和可靠性；误差处理：首先将信息量化，然后按某一误差理论进行处理，如加权平均法；抓住重点，突出主要因素：把收集到的信息进行筛选处理，按重要性排队。(2)信息整理常用方法：分类法：按信息的某一要素归纳整理；比较法：对同类信息进行对比分析；核对法：对可能有用的信息进行审核查对；佐证法：对信息的关键性相关因素开展证据的收集和鉴定；逻辑法：通过逻辑分析发现信息的可靠性和合理性；文献法：查阅有关的最新文献，确定信息的先进程度及加工方法；评估法：请专家学者对信息的价值和可靠性进行评估；调查法：对信息的真假和来源开展调查研究；分析法：对信息内容产生的效果，价值进行分析判断。.物、人、环境容易出现在考题中，且与实际产品相结合，要注意把握好其涵义：人：不同的人对产品有不同的要求，需要从人的工作、学习、生活特点及生理、心理特点出发，分析人与产品的关系。物：不同的产品有不同的设计要求，要抓住对设计对象整体分析，也要兼顾对产品各个组成部分的分析。环境：任何产品都是在一定的环境中使用的，必然受到环境的制约，并对环境产生影响。.模仿法与联想法之间的区别与联系联系：模仿法和联想法都需要有一个已有事物作为参照，可以称为“参照物”。区别：模仿法强调的是对参照物某方面原理的“拷贝”(例如：自动调焦照相机是对鹰眼调焦原理的复制)；而联想法则思路比较开阔——可以从参照物的原理出发，增添一些新成分形成新的原理，甚至也可以将某个参照物的原理“反其道而行之”用于设计新的原理(例如：“逆向思维”)。.设计要求、标准和限制考点，常会出考题，由于考生不重视本节知识的复习，容易出错。注意把握以下两个方面：设计对象的特点和问题解决的标准(1)设计对象不同，设计标准也不同。(2)设计对象受到成本、环境等限制(工程设计等都要有一定的预算)。设计者的技术能力和条件(1)主观条件：你是否具有解决问题所需要的知识和技能。（2）客观条件：需要消耗一定的人力、物力、财力以及时间等。练丈战拿高分题组训练1.（201610月浙江选考）小明参考如图所示的产品，准备用木条制作一款可折叠的饮水桶支架，提出了下列结构方案，其中合理的是（）答案A.如图所示是一款便携式折叠椅，下列对折叠椅的设计分析和评价中，不正确的是（）A.既可作坐垫又可作倚子，符合设计的实用原则B.支架问采用松怫连接，主要是从“物”的角度考虑的C.为了便于携带及保证强度，要选择质量轻、强度高的材料D.折叠或打开需要双手操作，既考虑普通人群又考虑了特殊人群解析折叠或打开需要双手操作，考虑普通人群的需求答案D.小王同学发现挂在阳台晒衣杆上的衣服如果碰到大风天气，很容易被吹走，于是决定设计如图所示的一款防风衣架。小王在构思过程中需要收集的信息有（）①衣架脱落的原因②了解已有防风衣架的结构特点③制作衣架的常用材料④了解已有防风衣架的品牌A.①②③B.①②④C.②③④D.①②③④答案A.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.草图法C.模仿法D.奇特构思法解析本题是仿生技术的应用，故选Co答案C.人类通过研究青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼；通过对海豚游泳阻力小的研究发明了能提高鱼雷航速的人工海豚皮；通过研究袋鼠在沙漠运动形式发明了无轮汽车（跳跃机）等。以上发明主要运用了下列哪种构思方法（）A.草图法B.模仿法C.奇特构思法D.联想法答案B.如图所示的楼道转角休息椅，可供老年人上、下楼时中途休息。设计该椅子时,以下设计分析中从“环境”角度考虑的是（）A.为了不用时少占用空间，椅子的座板应可收起B.为了帮助老年人落座、起立，应安装扶手C.为了防止座板收起时人被夹伤，椅子应有防火设计D.为了使用时舒适、安全，椅子各部分应避免锐棱尖角解析休息椅子设计时对于环境的考虑就是适应环境的，比较小，能够折起，更节约空间。故选Ao答案A.在印度，贫困地区的儿童几乎无法享受城里人那种“豪华”的学习环境，他们往往席地而坐，连基本的桌椅板凳都没有。孟买的公益组织Aarambh设计了一款纸板书桌，稍加折叠即可满足最基本的使用，让孩子们从小保持正确的坐姿，保护眼睛视力；而这个小书桌再次折叠便成了一个小书包，让孩子们也能享受良好教育。下列因素中，主要从“物”的角度考虑的是（）A.材料要轻质.折叠的方式C.桌子高度参考人坐下后的高度D.采用环保材料答案B.小明尝试设计一款可折叠餐桌，从结构强度和稳定性的角度分析，下列设计方案中最合理的是（）ABCD答案C.如图所示是一个马克杯，小明同学想在他的木质课桌的侧面设计一个不锈钢材质制作的杯托。下列有关杯托的方案中最合理的是（）o解析B的强度好，又和杯子的外形相配。故选B答案B).某变速电钻通过按压开关来连续改变转速。从人机关系角度分析，下列所示解析本题主要考查的是在设计中考虑合理的人机关系。题目中的变速电钻，要考虑在使用的时候单手握电钻的情况下如何方便开关，显然B选项无法进行单手操作，人机关系不合理。答案B.（2016台州模考）如图所示是一个放在教室里的垃圾桶，以下是从“人、物、环境”三方面进行的设计分析，其中是从“人”的角度去分析的是（）A.加装手拉式桶盖，方便学生打开和提起B.结构简洁实用，造型大方，色彩靓丽C.采用可降解环保塑料制作D.容量大强度高，适合装多种垃圾解析B项是从“物”的角度分析的，D项也是从“物”的角度分析，C项是从环境”的角度分析的答案A12.设计学生用的台灯时要考虑的因素很多，归结起来分别属于“物”、“人”、“环境”三个方面。以下设计分析中从“物”的角度分析的是（）A.学生看书的时间较长，光线要柔和B.根据学生的特点，外形要新颖美观C.尽可能采用标准件，简化制作D.应适合在书桌、床头等场合使用解析A、B是考虑“人”；C考虑的是“物”，D考虑的是环境，故选C答案C13.如图所示为可折叠台灯。下列关于该台灯的设计分析和评价的说法中，不正确的是（）A.在制作该台灯时，采用了灯泡、螺母等标准件，简化了制作的过程B.台灯的高度可调，主要是考虑了“人”的因素C.台灯底座较大，能平稳地放在桌面上，主要是考虑了“物”的因素D.采用节能灯泡，体现设计的可持续发展原则解析台灯底座较大，能平稳地放在桌面上，说明台灯的环境适应性很好，主要是考虑了“环境”的因素。故选C答案C.如图所示是一款家庭使用的可折叠人字梯。下列关于该人字梯的设计分析和评价的说法中，不正确的是（）拗脚IA.设计成可折叠结构，能够贮存在狭小空间，主要考虑了“物”的因素B.塑料防滑套的设计，主要考虑“人”的因素C.梯脚1与梯脚2之间采用较连接D.能够满足家庭存取物品的需求，符合设计的实用原则解析设计成可折叠结构，主要考虑了“环境”的因素。故选A。答案A.如图所示的电动机，将其安装在工作台上，可根据不同的工作场合前后调整安装位置（如箭头所示）。下列电动机底座的安装孔位中，不合理的是（）答案D.如图所示是一款两用椅，将橡木脚安装在办公椅脚上就成为摇摆椅。下列橡木脚的设计方案中合理的是（答案C17.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10mm的膨胀螺栓固定；B.支撑臂的截面尺寸为40mmx50mm,筋板直角边的尺寸分别为60mm和80mm,厚度为10mm。请根据上述设计要求，完成以下任务：⑴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；（2）在设计草图上标注底座的主要尺寸；（3）说明你的设计方案中是如何实现支撑臂转动的；⑷筋板的作用主要是为了提高支撑臂的柞①抗剪切性能；②抗拉伸性能；③抗弯曲性能中选择一项，将序号填写在横线处）0解析（1）画设计草图时一定要规范，要符合题目的基本要求；（2）尺寸的标注一定要完整、合理、正确、清晰；（3）只有较连接才能使支撑臂实现转动功能，因此可以采用螺栓螺母连接。（4）单杠使用的过程中，支撑臂发生弯曲形变，因此，筋板的作用是抵抗支撑臂发生弯曲形变，故选③。答案（1）设计草图如下：（2）尺寸标注如上图中所示。（3）支撑臂的一端通过螺栓螺母与底座连接，不用时支撑臂可以绕螺栓转动使单杠收起，使用时支撑臂可以绕螺栓转动使单杠水平放在三角形筋板上0⑷③练精题捍素俳1.如图所示为背包式自行车，下列关天该产品的设计分析和评价中不正确的是()课时训练A.结构新颖，符合设计的创新原则B.轻质材料制作，主要考虑了人的因素C.用钱连接实现折叠，主要考虑了物的因素D.折叠后背包的宽度和高度要适当，主要考虑了环境的因素解析折叠后背包的宽度和高度要适当，主要考虑了人的因素。故选D答案D.如图所示是一款车用应急手电，在设计时进行了以下分析，其中不恰当的是一应急断顺f!5二手晅开美『爆同灯开关由急爆闪灯脚.急手电A.为了快速敲碎车窗玻璃，应急破窗锤应具有较高的强度B.为了降低成本，手电筒应由车用蓄电池直接供电C.为了快速割断安全带，应急断绝刀应锋利D.为了警示信号醒目，应急爆闪灯应能闪烁并具有较高的亮度答案B.如图所示的小木床，两边是活动的，需要用连接件安装在小木床上，合理的标准件与安装工具是（）答案C.（20163月浙江学考）如图所示的条状年糕切片器，通过调节刀片与挡板间的距离，可切出不同厚度的年糕片。在设计该产品时，下列因素中不需要考虑的是B.年糕片的厚度D.刀片的材料A.年糕的长度C.手柄的形状答案A.如图所示是刘祥设计的折叠式木质小凳。该设计方案中设计不合理的是（）B.②③④D.①③④①合页安装在凳面上；②凳脚与凳板之间采用较连接；③木质凳脚开长槽；④凳脚间采用自攻螺丝连接A.①②③④C.①②④答案D.（20173月宁波模考）在激烈的自行车环行比赛中，选手在喝水时，都会一定程度上影响比赛成绩。一家运动装备公司为此研发了这套吸管式饮水系统，该系统由一个安装在座椅下部的水罐、胶皮管还有磁性绕线机构组成。自行车选手口渴时只需拉出位于车把附近的吸嘴饮用便可，不必减慢车速拿取水瓶。放开吸嘴时，磁性绕线器会迅速将吸嘴拉回原处，十分方便快捷。设计该产品时，以下因素主要是从“环境”的角度考虑的是（）MTF*A.吸嘴出水时的水流大小B.水罐、胶皮管以及磁性绕线机构之间的连接方式C.水罐的蓄水容量D.自行车坐垫下方的结构及空间大小答案D如图甲所示是一款多功能文具盒的草图。请回答7〜8题圉甲.以下对该方案的分析不正确的是（）A.文具盒的盖子就是相框.支撑板与文具盒间可能是较连接C.两边凸起有利于文具盒竖放D.支撑板与相框间是刚连接解析支撑板与相框间是较连接答案D.要实现该方案中的功能，若文具盒与相框连接处的结构如图乙所示，则相框对应连接处的结构应选择（）答案B.小通设计了如图所示的一款废品回收架。该架子由薄钢板制作而成，可以挂多个塑料袋，用于分类收集各种废品。在设计过程中，以下设计分析从环境角度考虑的是（）A.应具有一定的强度，以适合放置稍重物品B.为了适合放在木地板上且不刮伤地板，底部应安装橡胶垫C.上面的凸起结构应合理，既方便取放塑料袋又不会使人受伤D.应具有合适的宽度，以适合放不同大小的塑料袋解析“环境”是产品在环境中使用，受到环境的制约，并对周围产生影响答案B.在古今许多战争中，侦察员是个重要的角色。许多侦察员设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（）A.草图法B.联想法C.奇特性构思法D.模仿法答案C.图甲和图乙是两种不同的自行车卡槽，通过比较，下列说法不正确是（）a?iscA.图甲方案比图乙方案使用材料较少B.图甲方案比图乙方案制作过程简单C.图甲方案在不存放自行车时可以折叠，不占用道路D.图甲方案和图乙方案都可以直接放在道路上答案D.如图所示为一款可折叠三脚凳，可在户内外休憩、休闲、露营、钓鱼、爬山等活动时用，重量轻，结实耐用，携带方便。下列设计分析中，属于从“物”的角度进行分析的是（）A.操作方便，轻轻一拉就打开，易折叠B.三脚支撑结构，在不平整的地面上使用也可以保持稳定C.凳面采用加厚600D防水牛筋布，支腿采用2cm厚度的钢管，凳面与支腿采用倒扣加怫钉式连接，牢固可靠D.重量轻，携带方便解析要学会从“人”、“物”、“环境”三个方面去分析，A、D项从“人”的角度分析，B项是从“环境”角度分析的答案C.下列不属于标准件的是（）4福怅嫁柞氏合页C轴承以毛刷解析标准件是指经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件，故选D答案D.如图所示是一款钩挂在橱柜门门板上的垃圾袋支撑架。下列对该支撑架的设计分析中，不需要考虑的因素是（）A.门板的高度C.垃圾袋的大小答案AB.门板的厚度D.支撑架的材料.如图所示为一款热熔胶枪，可以用于材料涂胶，使用时只要按压扳机，就可惊机从喷嘴挤出溶胶；暂不使用时，还可以打开支架将胶枪斜立放置。下列对该热溶胶枪的评价中，不是从功能角度进行评价的是（）A.通过按压扳机，可轻松挤出溶胶B.外壳采用隔热、绝缘材料，确保安全C.设有支架，不用时可有效防止喷嘴与桌面接触D.切换电源开关，实现方便通、断电答案B.如图所示为一把木方凳，凳腿之间采用桦接。其中的横木条1的结构是（）解析通过观察分析，选D答案D.如图所示为我国传统木桌中常采用的粽角桦，已知构件1和构件2的结构,下列关于构件3的结构草图中合理的是（）解析构件1上表面的桦眼可见，说明样眼上下是通的，因此，构件3上面与之对应的桦头应该较长；构件2下表面的桦眼可见，上表面的不可见，说明桦眼上下是不通的，因此，构件3上面与之对应的桦头应该较短；再结合桦眼的方位来看，B符合题目的要求。故选B答案B18.（20164月浙江学考）如图所示是小朋使用的台灯，台灯的灯头会自然下降。小明准备将支架两侧的弹簧拆除，在其中一侧安装可伸缩的支撑件。经过测量，灯头从最高调到最低位置时，随着四边形支架向下摆动，弹簧伸长了40mm,支架上安装弹簧的销孔直径为4mm。请你帮助小明设计该支撑件。设计要求如下：A.支撑件可伸缩，两端安装在支架上的销孔处（拆除弹簧后的孔）与支架构成较连接；B.安装支撑件后，灯头能从最高位置连续调节到最低位置，调节方便;C.灯头调节到任意位置时，紧固支撑件伸缩部位，灯头不会自然下降;D.支撑件主要材料采用3mm厚的钢板，辅助材料自选。请根据描述和设计要求完成以下任务：⑴画出支撑件的设计草图，必要时可用文字说明；（2）在设计草图上标注支撑件结构的主要尺寸；⑶小明找到了以下几种类型的连接件，其中不适合用于支撑件安装和调节的是（R需要在以下连接件中选择两种类型，将序号填写在“'处）;（4）支撑件安装到支架上后，为了检验其是否达到设计要求，小明进行了以下试验，其中合理的试验有（指出所有合理的项目，将序号填写在“处）。①紧固支撑件伸缩部位，牵引灯头，观察台灯是否会翻倒；②紧固支撑件伸缩部位，在灯头上稍加压力，观察灯头是否下降；③将灯头调节到最高位置，紧固支撑件伸缩部位，在灯头上悬挂重物，观察支架是否变形；④松开支撑件伸缩部位，将灯头调节到最低位置，在灯头上悬挂重物，观察支架是否变形；⑤松开支撑件伸缩部位，牵引灯头，观察灯头能否从最高位置调节到最低位置。答案⑴（2）略⑶②④⑥（任选2个即可）⑷②⑤19.如图所示为拖把柄，请你设计一个壁挂式连接结构，挂拖把柄。设计要求如下：A.连接结构能可靠地安装在水泥墙壁上，具有足够的连接强度;B.连接结构安装在水泥墙壁后，高度可连续调节；C.挂钩能可靠地挂在连接结构上，挂、取拖把方便;D.主要材料采用3mm厚的钢板，辅助材料自选。请根据描述和设计要求完成以下任务：⑴画出连接结构的设计草图，必要时可用文字说明；⑵在设计草图上标注连接结构的主要尺寸(最少两处)；⑶连接结构安装到水泥墙壁上，合理的连接方式是柞下列选项中选择合适的选项，将序号填入"处)；A»CP(4)连接结构安装到水泥墙壁后,以下试验中不需要做的是柞①把挂钩挂在连接结构上再取下来，检测挂、取拖把是否方便；②检测连接结构与墙壁之问连接是否牢固；③检测挂钩与拖把柄之间连接是否牢固；④检测挂钩的强度中选择一项，将序号填入"ft)0答案⑴(2)⑶A⑷③