資源簡介

單元小結
知識系統構建
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單元檢測題組
時間:15分鐘　　分值:18分
選擇題(每題2分,共18分)
1.1816年,法國巴黎的市郊,有一群孩子正圍著一堆木頭玩耍。一人用大鐵釘在木頭的一端敲打。其余人在另一端把耳朵貼在木頭上聽。這時,法國醫生勒內·雷奈克為一位患心臟病的貴婦看病后回來恰好路過此處,圓木的敲擊聲啟發了雷奈克。他做了一個木管子給病人聽診,后來又做出喇叭形的象牙管,上面安裝了兩根柔軟的管子,這就是世界上第一個聽診器。上述材料中法國醫生勒內·雷奈克發現問題的途徑和方法是(　　)
①問卷調查;②觀察日常生活;③技術試驗;④技術研究。
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.①②③④ B.②③④ C.①②③ D.③④
答案　B　本題考查發現問題的途徑和方法。我們不僅應有主動發現問題的意識,而且應掌握一些發現問題的途徑和方法,其中觀察日常生活是最容易發現問題的途徑和方法,因為日常生活往往蘊藏著豐富的問題資源,是我們最熟悉和最容易找到問題特別是有價值問題的地方。根據材料,該問題首先來源于日常生活,又經過了發明人的研究與測試,因此B項正確。
　　周峰與他的父親都是釣魚愛好者,尤其喜歡在晚上釣魚,為解決晚上看不清浮漂的問題,周峰通過查找資料、請教他人等途徑收集相關的信息,設計可以用于夜間垂釣的發光浮漂。發光浮漂主要包括水位標管、浮漂殼體,水位標管設置有二極管發光體,浮漂殼體內設置有微型紐扣電池,發光體與電源可以通過貫穿水位標管的導線的連接導通形成閉合回路。所以使用帶有這種發光浮漂的釣具釣魚的時候,在發光體的照明下可以容易地發現浮漂上水位管的變化,進而觀察魚是否上鉤。(完成2—3題)
2.該問題發現的途徑是(　　)
A.觀察日常生活
B.收集和分析信息
C.技術研究與技術試驗
D.關注社會熱點
答案　A　本題考查發現問題的途徑和方法。該問題源自夜晚釣魚的生活場景,屬于觀察日常生活發現的問題,因此A項正確。
3.在設計發光浮漂時,下列不需要收集和處理的信息是(　　)
A.對發光浮漂的需求
B.相關發光浮漂的信息
C.制約設計的各種因素
D.魚竿的材料與長度的信息
答案　D　本題考查制定設計方案時的信息收集。浮漂與魚竿的材料、長度無關,因此D項符合題意。
4.如圖是一款新穎的彈性掛衣架,它由兩個塑料部件組成,一部分用來懸掛,另外一部分則用來支撐,支撐部分采用了具有彈性的材料。這樣在懸掛T恤衫等小領口的衣物時,你只需要抓住彈性的部件,用力向里握住,使得支撐部分收縮起來,從而輕松地從領口部位插入T恤衫內,然后將手松開,就可以將T恤衫撐起來了,而不用再從衣物的底部把衣架套進去。這種創新的問題來源屬于(　　)
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A.人類生存活動會遇到的問題
B.由別人給出,設計者必須針對問題尋找解決方案
C.基于一定的目的,由設計者自己主動地發現問題,并試圖解決它
D.來自設計者的靈感
答案　A　本題考查問題的來源。由題可知這種創新的問題來源于對日常生活的觀察,故選A。
5.小明發現媽媽打開煲湯鍋的鍋蓋時,鍋蓋上的鈕非常熱,很容易燙手。于是他模仿礦泉水瓶上的塑料方便夾結構設計了一個防燙手鍋蓋扳手。小明發現問題的途徑是(　　)
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A.觀察日常生活 B.收集和分析信息
C.技術研究與技術試驗 D.模仿法
答案　A　本題考查發現問題的途徑和方法。該問題來源于小明母親在廚房煲湯的場景,屬于觀察日常生活,因此A項正確。
6.2003年1月,一架黑鷹直升機在伊拉克被火箭彈打下,機上13名士兵全部死亡。幾天后,巴格達一家私營企業的直升機也因為同樣的原因墜毀,5位平民承包商遇難。因此,新澤西發明家理查德·格拉森發明了火箭彈防護網。這案例說明重要問題的發現來源于(　　)
A.對日常生活的觀察 B.收集信息
C.技術試驗、技術研究 D.靈感
答案　A　本題考查發現問題的途徑和方法。該問題來源于戰斗場景,屬于觀察日常生活,因此A項正確。
7.某設計師在就餐時發現普通托盤上的酒杯很容易被碰倒,于是設計了如圖所示的卡口式酒杯托盤。該設計師發現問題的途徑是(　　)
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A.觀察日常生活 B.技術試驗
C.技術研究 D.收集和分析信息
答案　A　本題考查發現問題的途徑和方法。該問題來源于生活中飲酒的場景,屬于觀察日常生活發現的問題,因此A項正確。
8.某科學家發明了一種高性能自動釣魚機,但是未能被廣泛地應用,下列最有可能的原因是(　　)
A.成本高 B.效率太高
C.使用不方便 D.忽略主要矛盾
答案　D　本題考查明確問題的價值。釣魚的樂趣在于過程而非最終將魚釣上來,該產品替代了使用者的垂釣過程,使人不能獲得垂釣的愉悅,未能改善傳統垂釣工具與使用者之間的矛盾,因此D項正確。
9.我們常常會遇到“好的創意不一定會實現”的情況,這是出現在以下哪個環節中的(　　)
①明確問題的內容和價值;
②明確解決問題受到的限制及具體的設計任務;
③設計計劃;
④提供問題的人員的素質水準。
A.① B.①② C.③④ D.①④
答案　B　本題考查明確問題。任何產品都應以滿足人的需求為根本目標,有了好的創意還要看其價值以及相應的限制,才能確保產品的價值。因此B項正確。
模擬演練
1.(2017浙江新高考聯盟期始考,4,2分)如圖所示是一款木質書架,板與板之間均采用如圖所示的釘接方式。使用時發現圖示虛線部分連接處極易松動,結構不牢固。出現該問題的主要原因是(　　)
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A.設計之初沒有明確材料、連接等的限制因素
B.加工工具選擇錯誤,工藝精度差
C.沒有提供具體的加工圖
D.設計分析時,沒有考慮使用者的尺寸需求
答案　A　本題考查明確問題。題干所述問題的癥結在于材料與連接方式不匹配,因此A項正確。
2.(2017浙江寧波9月十校聯考,15(1),1分)如圖a所示的小桌子可以放在沙發或床上使用,桌長700 mm、桌寬500 mm、桌腿長度為400 mm,一側的兩桌腿間距離450 mm。為了更加便于不同身材的人使用,要將其改進成高度可調節的小桌子。現已對原來的桌腿進行了如下改造:①去掉了兩側兩桌腿間的橫檔,并將桌腿與橫檔的連接處改成了直徑10 mm的圓通孔;②將桌腿原來30 mm×40 mm的長方形橫截面改成了凸字形橫截面,具體尺寸如圖b。請再利用橫截面為30 mm×40 mm、長度不限的實木條設計加長桌腿。設計要求如下:
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(1)不能再加工改造原來已改造好的桌腿;
(2)安裝上加長桌腿后,總桌腿長度可增長0~200 mm,并且方便連續調節;
(3)一側的兩桌腿間需要一定的連接以提高強度;
(4)最終調節好的桌腿要牢固可靠;
(5)輔助材料只能用標準件。
請根據描述和設計要求完成以下任務:
制定設計方案前,需要明確設計的限制因素。以下不屬于設計的限制因素是　　　(在A.桌子的長與寬;B.一側兩桌腿間的距離;C.原桌腿的長度;D.原桌腿改造后的結構中選擇合適的一項,將序號填入“　　　 ”處)。?
答案　A　本題考查解決問題的限制因素。該設計要改變桌腿的結構,與桌面的長寬無關,因此A項符合題意。
3.(2017浙江溫州9月模擬,15(1)(2),3分)小明在焊接電路時發現將電烙鐵插入定位箍后(定位箍由箍圈和螺桿焊接而成),由于桌面高度不一,烙鐵放置的位置可能太高或太低。他想把定位箍改成高度可調,適應不同的桌面高度,體現合理的人機關系。經過測量,定位箍的側面螺桿的直徑為M4,底座上安裝孔的直徑為?4。現請你幫助小明設計定位箍與底座之間的連接件(虛框處),設計要求如下:
①可使定位箍離底座70 mm~120 mm高度范圍內連續調整,用定位箍上的元寶螺母固定;
②與底座的連接可靠牢固;
③采用2 mm厚的鋼板為材料;
　請根據描述和設計要求完成以下任務:
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(1)小明發現問題的途徑是　　　(在A.觀察日常生活;B.技術研究與技術試驗;C.收集和分析信息中選擇合適的選項,將序號填入“　　　”處);?
(2)制定設計方案前,需要明確設計的限制因素。以下因素中,　　　、　　　屬于設計的限制因素(在A.定位箍的口徑大小;B.連接件的材料;C.電烙鐵的功率;D.設計者的技術能力中選擇合適的選項,將序號填入“　　　”處)。?
答案　(1)A　(2)B　D
解析　(1)本題考查發現問題的途徑。根據題意,小明是在焊接時發現的問題,屬于觀察日常生活,A項正確。
(2)本題考查解決問題的限制因素。B項屬于設計對象方面的限制因素,D項屬于設計者方面的限制因素,因此B、D項正確。定位箍的口徑與電烙鐵有關,與連接件無關,因此A項錯誤;電烙鐵的功率也與連接件無關,因此C項錯誤。
4.(2017浙江9月五校聯考,15(1),2分)如圖所示是一款尺寸為354 mm×540 mm×144 mm、重量為13.5kg的燃氣熱水器示意圖,其背部有四個安裝螺紋孔及一個突出15 mm的長方體空氣進氣口部分。請你設計一款熱水器掛架,將熱水器安裝到墻上。
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設計要求如下:
A.掛架與熱水器可靠連接;
B.掛架與墻壁用塑料膨脹螺釘可靠連接;
C.熱水器需要安裝成豎直;
D.使用2 mm厚的鋼板制作。
請根據上述設計要求,完成以下任務:
制定設計方案前,需要明確設計的限制因素。以下因素中　　　、　　　不屬于設計的限制因素(在①燃氣熱水器的重量;②天燃氣管道的直徑;③燃氣熱水器空氣進氣口突出部分的大小;④燃氣熱水器總高度540 mm中選擇合適的選項,將序號填入“　　　”處)。?
答案　②　④
解析　本題考查解決問題的限制因素。天然氣管道直徑與熱水器總高度不影響該連接件的設計。
5.(2017浙江紹興11月模擬,15(2),2分)如圖所示是小明所在學校的課桌,小明發現在桌上放茶杯很容易倒掉,為了節省空間,小明準備在書桌的鋼管A、B之間制作一只放置茶杯的支架。經過測量小明茶杯的高度為120 mm,上下底的直徑為70 mm,50 mm。書桌的鋼管A、B的截面為矩形,尺寸為10×20mm。請你幫助小明設計茶杯與書桌鋼管A、B之間的連接件,設計要求如下:
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A.如圖2所示,連接件連接在鋼管A、B之間,鋼管A與鋼管B之間的距離為300 mm,連接高度可上下調節,調節方便;緊固后,連接可靠;
B.茶杯放置在連接件的中間,并在桌面的外側;
C.小明有幾只大小不同的杯子,經測量,杯子的固定位置直徑大小變化在60 mm~70 mm, 連接件可連續調節,以適應不同直徑的杯子;
D.支撐件主要材料采用3 mm厚,寬度為20 mm的鋼板,輔助材料自選。
請根據描述和設計要求完成以下任務:
制定設計方案前,需要明確設計的限制因素。以下因素中　　　、　　　不屬于設計的限制因素(在A.書桌鋼管的大小;B.茶杯的高度;C.茶杯的直徑;D.書桌的外邊沿尺寸中選擇合適的選項,將序號填入“　　　”處)。?
答案　B　D
解析　本題考查解決問題的限制因素。連接件的設計需要考慮茶杯上位置A的高度而非茶杯的高度,連接件與書桌鋼管A、B相連而非桌板外沿,因此B、D項符合題意。
真題再現
1.(2018浙江11月選考,15(1),1分)新學期開始了,老師安排小明設計制作一個迎接新同學的引導牌。小明上網查找了大量圖片資料,分析研究后用長500 mm、寬300 mm的木板和直徑25 mm、長1 000 mm的木棍做了一個引導牌(如圖所示)。使用時小明發現引導牌不便于攜帶,準備重新設計制作一個可收攏和可展開的引導牌。請你幫助小明設計該引導牌,設計要求如下:
(1)引導牌展開后形狀和尺寸與原來的相當,并能保持結構穩定;
(2)引導牌收攏后的尺寸要盡可能小,便于攜帶;
(3)展開和收攏操作方便;
(4)材料自選。
請根據描述和設計要求完成以下任務:
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小明發現引導牌不便于攜帶的途徑是　　　(在A.觀察日常生活;B.收集和分析信息;C.技術研究與技術試驗中選擇合適的選項,將序號填入“　　　”處)。?
答案　A
解析　本題考查發現問題的途徑。該問題是小明在使用引導牌時發現的,屬于觀察日常生活。
2.(2017浙江11月選考,15(1),1分)小明參考網上的杯托產品圖片,用1.5 mm厚的鋼板制作了如圖所示的簡易杯托,安裝在書桌側面的木板上,用來放置水杯。為了觀察水杯在杯托中是否穩定,他找來各種不同直徑的水杯和飲料瓶分別放到杯托中,發現當水杯或飲料瓶直徑小到一定程度時,受到觸碰后容易晃動,甚至會從杯托中翻出來。請幫助小明在原有杯托的基礎上進行改進設計,設計要求如下:
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(1)在原有杯托上增加調節件,用于防止水杯或飲料瓶晃動,使用時方便可靠;
(2)調節件能適用于直徑在?35 mm~?80 mm范圍內的水杯或飲料瓶;
(3)改進后的杯托仍保持足夠的承載能力;
(4)主要材料仍采用1.5 mm厚的鋼板,輔助材料自選。
請根據描述和設計要求完成以下任務:
小明發現問題的途徑是　　　(在A.觀察日常生活;B.技術研究與技術試驗;C.收集和分析信息中選擇合適的選項,將序號填入“　　　”處)。?
答案　B
解析　本題考查發現問題的途徑與方法。根據題干所述,小明是在對原有杯托進行測試時發現問題的。
3.(2017浙江4月選考,15(1)(2),3分)小明發現他的自行車支撐桿長度不能調節(如圖所示),在不平整的地面上停放時,自行車容易翻倒,他想把支撐桿改成可伸縮結構以適應不同的地面。經過測量,支撐桿長度為290 mm,兩個鉚釘孔直徑均為?5 mm,中心距為40 mm,與安裝板連接的鉚釘孔中心到上端的距離為10 mm。現請你幫助小明設計一款可伸縮的支撐桿,設計要求如下:
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A.支撐桿的長度在270 mm~350 mm范圍內連續可調,調節方便、可靠;
B.支撐桿與限位片、安裝板之間的連接結構保持不變;
C.主要材料采用鋼材,輔助材料自選;
D.支撐桿的形狀不限。
請根據描述與設計要求完成以下任務:
(1)小明發現問題的途徑是　　　(在A.觀察日常生活;B.技術研究與技術試驗;C.收集和分析信息中選擇合適的選項,將序號填入“　　　”處)。?
(2)制定設計方案前,需要明確設計的限制因素。以下因素中,　　　、　　　不屬于設計的限制因素(在A.鉚釘孔的大小;B.限位彈簧與限位片之間的連接方式;C.人的體重;D.支撐桿的材料中選擇合適的選項,將序號填入“　　　”處)。?
答案　(1)A　(2)B　C
解析　(1)本題考查發現問題的途徑。根據題意,小明是通過對自行車日常使用過程的觀察發現問題的,因此選擇A項。
(2)本題考查明確解決問題所受的限制。B、C項內容均與支撐桿的設計無關,因此選擇B、C項。
課件25張PPT。
第1節　發現與明確問題
一 發現問題二 明確問題教材研讀突破 解決問題的限制因素重難突破一、發現問題教材研讀1.問題的來源
(1)人類生存活動中必然會遇到的問題;
(2)由別人給出問題,設計者必須針對問題尋求解決方案;
(3)基于一定的目的由設計者自己主動地發現問題,并試圖解決它。2.發現問題的途徑與方法
(1)觀察日常生活;
(2)收集和分析信息;
(3)技術研究與技術試驗。3.信息的收集方法
(1)文獻法:對已有文獻信息進行收集、分析的方法;
(2)問卷調查法:用問卷的方式進行實際調查,獲取信息、發現問題的方法;
(3)詢問法:以詢問的方式收集和獲取信息、發現問題的方法。二、明確問題
1.明確問題的內容
明確問題需從問題表述本身是否明確、問題產生的原因是否明確、提出問題的目的是否明確等方面考慮。2.明確問題的價值
判斷一個問題是否有價值,必須從以下問題著手:
(1)所提出的問題是否遵循了基本的科學原理?
(2)迄今為止,能否確認該問題尚未得到充分解決?
(3)在你調查的范圍里,該問題是否具有普遍意義?在更廣的范圍內,這個問題是否有意義?
(4)在多個問題同時發生時,該問題是不是主要問題?
(5)現有的技術條件能否解決這個問題?技術發展以后呢?(6)解決該問題的投入是多少?投入與產出的比是否理想?3.解決問題所受到的限制
無論是一個問題的解決,還是一項設計的進行,它的限制主要是由兩方面決定的:
(1)設計對象的特點和問題解決的標準;
(2)設計者的技術能力與條件。4.設計計劃的作用
設計計劃可以更好地保證設計有目的、有計劃地進行。5.設計計劃的表達方式
流程圖、時間進度計劃表、設計計劃書等。1.在寒冷的冬天,人們往往緊閉門窗來保持室內的溫度,小黃同學發現這種方式會使室內二氧化碳濃度升高,空氣質量下降,不利于人體的健康。為了解決這個問題,小黃同學計劃設計一個自動換氣裝置,但受到了各種主客觀條件的限制,以下不屬于限制條件的是?(　D　)
A.設計與制作該裝置的資金　　B.小黃設計裝置的能力
C.換氣裝置的技術要求　　 D.門窗的數量 解析　解決問題所受到的限制包括:設計對象的特點和問題解決的標準、設計者的技術能力與條件。門窗的數量與換氣裝置的設計無關;A、B項屬于設計者方面的限制,C項屬于設計對象方面的限制,因此D項符合題意。2.某設計師在洗頭時,發現取用洗發液瓶(如圖甲所示)中的洗發液需雙手操作,感覺不方便。于是他設計了如圖乙所示的洗發液瓶,只要單手按壓便可取用洗發液。該設計師發現問題的途徑是?(　A　)
A.觀察日常生活　　
B.技術試驗C.技術研究　　
D.收集和分析信息 解析　本題考查發現問題的途徑。根據材料,該問題是在“洗頭”這一日常生活場景中發現的,因此屬于觀察日常生活發現問題,A項正確。3.小通設計了如圖所示的充電器專用插座,其外殼呈碗狀,上面有頂蓋。可對頂蓋上的多個小電器充電,而將充電器隱藏在頂蓋下。在設計過程中,下列不屬于該插座設計限制因素的是?(　C　)
?A.插座的設計標準　　
B.充電器的體積大小
C.小電器外殼的色彩　　
D.插座的制造工藝 解析　本題考查明確解決問題所受的限制。小電器外殼的色彩與插座的設計無關,因此不屬于插座設計的限制因素,C項符合題意;A、B、D項均屬于設計對象方面對產品設計的限制,因此不符合題意。4.鉆頭(麻花鉆)是機械行業中用途最廣泛和最常用的消耗性工具。小張在工廠修磨鉆頭的實踐中發現手工修磨鉆頭無依靠及參照物,影響到工作的精度和質量,于是開發研制了 “鉆頭刃磨器”,成功地解決了磨鉆頭困難的問題。“鉆頭刃磨器”課題的發現來源于?(　A　)
A.觀察日常生活　　
B.技術研究與技術試驗
C.收集和分析信息　　
D.專家的指點 解析　本題考查發現問題的途徑。該問題源自生產實踐活動,屬于對日常生活的觀察,因此A項正確。5.從明確問題的價值角度分析,你認為以現有的技術水平,下列想法或設計合理的是?(　D　)
A.水變油(把乳化劑加到水中后,水就能像油一樣燃燒,并帶動汽車前行)
B.永動機(只需一個初始的力量,之后不再需要任何動力和燃料,卻能自動不停地做功)
C.雷電利用機(利用雷電為人類造福)
D.手語翻譯器(將手的運動轉化成電脈沖,通過電腦軟件再將脈沖翻譯成文本) 解析　本題考查明確問題的價值。判斷一個問題是否有價值,應從科學性、普遍性、投入產出比等方面進行綜合判斷。A、B項不符合科學原理,C項超過了人類現有的技術水平,D項能夠便于盲人交流,且是現有技術能解決的問題,因此D項正確,A、B、C錯誤。突破　解決問題的限制因素重難突破例????(2018浙江4月選考,15(1),2分)小明是自行車騎行愛好者,他感到雨天或晚上外出騎行不方便。于是想設計一個裝置,可以把自行車支撐起來作為室內健身器使用。如圖所示是他的自行車。請你幫助小明設計該裝置,設計要求如下:
(1)能穩定支撐自行車,后輪轉動時自行車在原地保持不動;
(2)后輪轉動時最好有一定的阻力,以提高鍛煉效果;
(3)結構牢固可靠;
(4)材料自選。請根據描述和設計要求完成以下任務:
設計該裝置時,不屬于設計限制因素的是　A???、　E???(在A.天氣情況;B.自行車的尺寸;C.可供選用的材料;D.加工的方法;E.每次騎行時間
的長短中選擇合適的選項,將序號填入“　 ????”處)。解析　本題考查解決問題的限制因素。該產品為自行車的后輪支架,用于室內健身使用,因此天氣情況與騎行時間不影響該支架的設計,A、E項符合題意。1-1　小明打算在自行車車把上安裝手機支架如圖1所示。現搜到一款鋁制支架如圖2所示,該支架可通過車把緊固件與車把連接,右側固定爪表面有軟性材料,車把緊固件完好,但手機支架左側沒有固定爪,不適合用來夾持不同寬度的手機。現有長度和大小合適的?4鋁棒、8 mm厚鋁板及M5螺栓,請你選用上述材料幫助小明將圖2中的支架改造成具有可調節夾持結構的手機支架,其他輔助材料自選。設計要求如下:?A.夾持結構能夾持手機的寬度范圍為60 mm~100 mm,且調節方便;
B.能有效夾緊手機,手機不易掉落;
C.為完成夾持功能,允許對原有手機支架進行適當的改造。制定設計方案前,需要明確設計的限制因素。以下因素中　②????、　③???不屬于設計的限制因素(在①手機的尺寸;②自行車車把的直徑;③車把緊固件與車把的連接方式;④夾持結構的材料;⑤小明的金工操作能力中選擇合適的選項,將序號填寫在“??? ??”處)。解析　本題考查解決問題的限制因素。根據題意,車把緊固件完好,不需要重新設計,因此②③項符合題意。

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