資源簡介

(共38張PPT)
技術與設計-1課件
普通高中課程標準試驗教科書
通用技術-必修1
地質出版社
喀什師范學院物理系-楊東
2010.5.1
第二章 步入設計殿堂
2.1 揭開設計的面紗
2.2 設計的基本原則
2.3 設計與技術的關系
、身邊處處有設計
提到設計，你是否認為這是科學家、專家、工程師的事情，與自己沒有關系？你是否只會聯想到雄偉的建筑，復雜的機器，神奇的電腦、飛船、導彈……其實，你只要仔細思考一下，就會發現：我們身邊處處都有設計。四季穿戴的服裝鞋帽，飲食使用的餐具、茶具，寫字用的筆，照明用的燈，家中舒適的桌椅沙發，出門使用的交通工具……我們日常生活時時接觸的各種用品，哪一樣不是經過設計而產生出來的？如果要使各種用品更加滿足人們的需求，也要經過設計來解決。由此可見，人們的衣、食、住、行都離不開設計。
下面我們先看一看家用餐廳裝修設計的具體過程。
2.1 揭開設計的面紗
家用餐廳裝修設計
1.根據餐廳面積大小、家庭人口多少及家庭經濟條件，確定餐廳設計的基本要求——方便、使用、舒適、美觀、能力利用空間。
2.按照餐廳設計的基本要求，制定餐廳設計方案。如餐桌做成多功能的、拼接式的。平時靠墻，來客人時拼接成橢圓形，拿掉面板可作他用。餐廳一角安裝幾片玻璃，將色彩涂成酒柜效果。
3.按照設計要求選擇原料，并確定加工工藝。
讓家人、親戚、朋友對餐廳設計方案進行評價，進一步優化設計方案。
按照設計方案實施、進行餐廳裝修和家具擺放。
2.1 揭開設計的面紗
餐廳設計經歷了以下幾個步驟：
方案的確定與實施
確定選題
方案的評價與優化
制定設計方案
2.1 揭開設計的面紗
生態垃圾桶的設計過程
通過人們的需求和愿望的調查——呼喚保護生態環境，提出課題——設計 生態垃圾桶 設計課題有意義嗎？ 設計要求合理嗎？（對選題的論證）
編寫使用者閱讀的使用說明書
根據預定目的的要求，利用收集的各種資料信息，制定生態垃圾桶的設計方案，包括形狀、結構、工作原理、制作材料等。如可脫卸的外沿能卡住薄膜垃圾袋，口沿上的小垃圾桶可用開垃圾分類
根據需要會出草圖或作出模型，進行一些技術測試。請有經驗的專家、使用者評價設計方案 方案可行嗎？符合設計的木要求嗎？怎樣改進更好？
根據確定的設計方案，具體實施，完成制作所需的圖紙等技術文件。制作產品
2.1 揭開設計的面紗
生態垃圾桶的設計經歷了這樣幾個步驟：
根據人們的需
求提出課題
收集信息
制定方案
制作模型
進行測試
評價、優化
設計方案
完成產品，編
寫使用說明書
2.1 揭開設計的面紗
通過上面的討論，同學們會得出這樣的結論：家庭餐廳裝修和生態垃圾桶的設計，其基本過程大體是一致的。
設計過程是：
發現與明確問題
制定設計方案
優化設計方案
制作原型與模型
編寫產品使用說明書
2.1 揭開設計的面紗
二、設計及其特點
設計就是從確定的目標出發，經過一定的規劃、分析和決策，產生相應的文字、數據、圖案等信息的過程。簡單地說，設計其實就是問題求解的計劃過程。根據設計，可以通過實踐轉化為某項技術項目，或通過加工制造成為產品或作品。
特點：
1.設計課題的源泉是人類的需求
2.1 揭開設計的面紗
人類為了適應生存環境，在不同階段會提出不同需求。一種需求滿足后，又會在此基礎上提出更新、更高的要求。設計的目的正是為了滿足人類的需求。
2.設計的本質是創新
2.1 揭開設計的面紗
設計指的是一種新產品的創新活動。其目的是在給定的條件下，尋求最優化的方案，研究和創造新的產品、過程或系統。雖然這個目的可以在利用已知的元件、材料或原則的基礎上達到，但需要進行創新性探索，用新的、獨特的方法把這些元件、材料和過程有機的結合起來，以便達到功能上、質量上或數量上有創意的技術成果。
3.設計的領域很廣泛
2.1 揭開設計的面紗
設計的對象，不僅僅局限于新產品設計，還包括新技術的設計、新工藝方案的設計等；也不僅僅局限與個體產品的設計，還包括系統工程，如城市的規劃設計、地區交通設計、工業基地的整體設計、大型工程的整體設計
4.設計工作需要考慮多方面問題
2.1 揭開設計的面紗
設計主要是一項智力活動，必須考慮多方面的問題。總體上講，主要考慮兩個方面的內容：一是解決好技術產品中物與物的關系問題，比如汽車的汽缸與活塞的關系、發動機與傳動機械之間的關系等；二是解決好技術產品與人的關系問題，建立以人為本的設計價值觀念，比如汽車安全性、舒適性、美觀性等。
一項成功的設計，需要市場調研人員、設計師、工程技術人員組成的團隊分工合作，實現領域間的合作與互動，樹立以用戶為中心的產品觀念，共同關心產品的有用性、可用性和吸引力。只有這樣，才能最終實現設計的成功。
5.設計需要發揮團隊精神
三、影響外觀設計的因素
（一）造型
1.平面設計的基本元素
點是最基本的元素。不同大小的點，不同排列和密度可以產生不同的表現效果。
線是各種形象的基礎。線可以分為直線、曲線。可以利用線條產生不同的效果。
面試設計中非常重要的一個概念。面可以有不同的形狀、大小和方向。面的組合可以形成不同的效果，構成各種立體造型。生活中使用的各種物品，大都由不同的面組合而成。
2.1 揭開設計的面紗
2.物體對稱與平衡
對稱的形狀設計給人穩重、安全、規律的感覺，而不對稱的設計也能創造一種新穎、突破傳統的效果。
平衡是一種視覺上或物理上的效果，設計時應予以考慮。
此外，協調統一、空間合理、體積適宜等，都是造型設計應該考慮的因素。
（二）色彩
色彩可以表達多種情緒，傳遞不同信息。潤色也是外觀形體設計的主要內容之一。
2.1 揭開設計的面紗
色相 可能產生的抽象感覺
紅色 艷麗、熱情、緊張、歡樂、興奮、停止、危險、庸俗
橙色 熱烈、溫暖、陽光、希望、高興、刺激、精神
黃色 柔和、明朗、開心、生命、溫和、舒服
綠色 生命、青春、安寧、平穩、希望、新鮮、生長、前進、清爽
藍色 誠實、認真、沉著、涼快、寂寞、孤獨、深思、博大
紫色 高貴、神秘、夢想、女性化、哀傷、惦念、憂郁
白色 純潔、單純、開放、潔凈
灰色 抑郁、冷酷、沉著、科技、冷靜、哀傷、曖昧、暗淡
黑色 中立、嚴厲、陰沉、莊嚴、遲鈍、不安、死亡、罪惡
1.各種色相給予人的抽象感覺如下表，可供設計參考。
2.1 揭開設計的面紗
（2）色彩對比往往可以使設計的物品產生刺激性的效果。我們進行設計時，可以通過色彩的對比、不同亮度的對比和不同色調的對比來實現突出和刺激性的效果，已達到吸引別人注意的目的。
（3）色彩的和諧所產生的效果同對比恰恰相反。和諧的效果給人以安全、和平、舒適等感覺。希望產生和諧的效果，就應該選用相接近的色彩、想接近的色調、相接近的亮度來進行配色。
（4）不同材料具有不同質感。色彩的巧妙運用可以仿照出，某種材質的質感。用涂飾色彩實現設計者所預期的材質感，是降低產品成本的手段。
2.1 揭開設計的面紗
（三）美感
1.動感
動感式設計者在作品中表現出來的一種帶有想象化的感覺。例如，自行車、摩托車、汽車等產品的流線型外觀，除了具有能減少空氣阻力的好處外，還能產生一種動感效果，增加了產品的魅力。
2.節奏感
有規律的變化，可以產生出節奏感效果。設計者需要使自己的作品產生既安穩又不顯得呆板的效果時，就可以利用制造節奏感這一手段。例如，利用重復出現的形態配上間隔、空間、大小、方向等變化，就可以形成較好的節奏感效果。
2.1 揭開設計的面紗
3.方向感
具有方向感的物品，會平添幾分生氣，使其更具有意念和情緒方面的表現力，如直上云霄的建筑，給人挺拔、宏偉的感覺。
4.比例
比例是指物體各部分之間的相互大小關系。正確的比例既具有實用的價值意義，也能產生舒適的視覺效果。
根據黃金分割法則優化的比例，稱為黃金比例。按這個比例設計的長方形的寬度與長度之比為1：1.68。黃金比例被廣泛應用于各類設計中。
某些產品，如兒童玩具等，為了產生漫畫化合趣味性的效果，有時也有故意設計不合比例。
2.1 揭開設計的面紗
（四）人機工程學
人機工程學是指以人的活動范圍及人體各部分或各種動作、姿勢所需的尺寸范圍為基本條件，在設計時考慮使人安全舒適、操作便利的尺寸形狀。例如，座椅設計得好可以使人坐著舒服，活動方便。
在設計過程中，人們往往會遇到人機工程學的問題。尤其是設計操作手柄之類的形狀、尺寸、位置時，或涉及人體活動空間、光線環境時，更應認真處理。
2.1 揭開設計的面紗
在長期的設計要求實踐中，人們形成了對設計的共性要求。設計既要反映“以人為本”的本質目的，又要考慮自然條件和經濟條件，遵循客觀規律。設計必須具備科學性、實用性、創造性、安全性、經濟性、美觀性、技術規范性和可持續發展原則。這些既是評價設計作品的基本標準，又是設計的基本原則。
一、科學性原則
設計作為重要的技術工作，必然要遵循自然界的科學規律。設計電動機、發電機要遵循電磁感應的科學原理，涉設計房屋、橋梁等建筑要以材料力學、結構力學為依據，設計各種機械都要符合機械原理……這一切都是設計遵循科學性原則的體現。違背科學原理的設計，是要導致設計失敗的。
2.2 設計的基本要求
二、實用性原則
例：現代人們都喜歡使用帶遙控的電視機。以前那種靠按鈕或旋鈕來實現開關和選臺的傳統電視機已逐步淘汰。為什么？因為帶遙控的電視機操作方便，實用性強。
從這個案例可以看出，設計始終是以使用性為根本原則的。無論是日常用具、勞動用具、其他器具物品，還是廣告、書籍等信息傳達載體，無不建立在其使用功能上。設計實用性，要求產品簡潔、方便、宜人、安全、耐用，以較小的物質消耗獲得更大的效益。
2.2 設計的基本要求
三、創新性原則
從老式手搖電話到現代的電話機；從磚頭式的手機到小巧玲瓏、功能齊備的手機，這一切都是創新設計的成果。
創新是設計的核心。現代電話和手機就是在原有的基礎上不斷創新的結果。
創新設計的目的是為了適應社會的發展和人們生活方式的改變，一般從外形、材料、結構、原理、工藝等方面來考慮。
遵循創新性原則，既體現了設計的特征，也滿足了社會發展需要和人們追求新生活的需求。
2.2 設計的基本要求
四、安全性原則
安全是人類的起碼需求，設計工作必須認真考慮這方面的問題。例如小孩的玩具，不應有鋒利的棱角和尖的局部形狀，要保證在玩的過程中具有安全性；各種機械設備，如飛機、汽車、自行車等都應該有適宜的強度，能夠保障使用安全；家具的近地面部分不易使用易碎的玻璃材料，以免幼兒打碎玻璃造成事故；建筑的設計、各種日用品的設計、游樂場的各類設施的設計等都必須考慮安全問題。在產品的使用說明中，設計者應對有可能造成的不安全因素予以說明、警示，將安全隱患降到最低程度。
2.2 設計的基本要求
五、經濟性原則
博士一條意見 節省資金近億
某市國際會展中心有國外一家著名建筑公司承建，該公司聘請了英國一家排名世界前10位的著名設計公司負責工程設計。設計方案為：在市中心江邊豎立十幾根長桿型鋼柱，用十幾條大鋼索牽拉鋼質架空屋頂，外表壯觀，倒映水中，類似澳大利亞悉尼歌劇院。
會展中心業務主管、總工程師是畢業于某建筑學院的博士，她在檢查該項設計方案時，發現兩個問題：一是鋼材用量大大超過同類建筑；二是鋼索與鋼柱應力過于集中，有安全隱患。經過反復思考和核算，她毅然向英方提出更改設計意見。鑒于意見的科學合理，建筑方接受了。新設計方案解決了上述問題，為國家節省了近億元的資金。
2.2 設計的基本要求
這是一個在設計中成功運用經濟性原則的典型案例。經濟性原則是力圖用較低的成本獲得較好的設計產品的原則。設計者應當通過選擇使用材料，合理制定設計要求，注意加工工藝過程的經濟性等方面的綜合考慮，使自己的設計符合經濟性原則。
符合經濟性原則的設計，能創造相對“價廉物美”的產品。
2.2 設計的基本要求
六、美觀性原則
“愛美之心，人皆有之”。人類自古以來就有追求美的心理傾向，在物質生活水平不斷提高的現代，追求美更是大眾的時尚。在產品的使用性能和其他質量相當的情況下，人們會以同樣的價格或者高一點的價格去買認為美觀的商品。美觀性原則對設計工作者來說，也是相當重要的。設計時，要注意運用好美學知識,利用恰當的比例、優美的造型、適宜的色彩、獨具匠心的圖案等，使用產品外觀呈現出來迷人的魅力，滿足人們的精神需求。
產品的美觀，其內涵也是非常豐富的，除了形狀美、色彩美、材質美等之外，還有文化性的美、技術性的美、氣質性的美、風格性的美、趣味性的美等。一件好的產品，能充分體現設計者的美學造詣。
2.2 設計的基本要求
七、技術規范性原則
你知道火車為什么能安全地運行在鐵軌上嗎？一個重要因素是鐵軌都是按照嚴格的技術規范標準設計制造的。鐵路的鋪設、火車的車輪間距離都有嚴格的技術規范標準，否則火車就無法在鐵軌上運行。
各行各業都可能有一些設計的技術規范，這些規范往往是實踐經驗及科學理論的總結，在進行設計活動時必須遵循。
技術規范有的是以“技術標準”這樣的法規式文件出現，這是產品設計制造必須要到達的技術要求，設計時必須按照執行。否則就有可能出現質量或安全方面的問題。有的是推薦性的技術規范，如國際標準化組織的ISO9000、ISO14000系列質量、環保標準等。
2.2 設計的基本要求
隨著科學技術的不斷發展、技術水平的不斷提高和經驗的不斷積累，技術規范也會相應的發展，新的技術規范會不斷產生。
此外，各行各業還有一些標準化的零件，稱為標準件。例如機械行業的螺釘、螺母、銷釘，電子行業的一些電子元器件等，都是標準件。標準件是統一的技術要求，采用專門設備和技術成批生產出來的，其生產成本，質量性能可靠，且有互換性。設計時，能用標準件的地方應盡量使用標準件，這樣既可以降低成本，也可以減少設計工作量。下面就是一些常見的標準件。
2.2 設計的基本要求
2.2 設計的基本要求
八、可持續發展原則：
2.2 設計的基本要求
可持續發展的設計原則，就是要克服傳統產品設計不足，使所涉及的產品既能滿足產品功能的要求，又能滿足適應環境與可持續發展的需求。其基本思想是，在設計階段將環境因素和防污染的措施納入設計之中，將環境保護作為產品的設計目標和出發點。
可持續發展設計產品的設計原則包括以下主要內容：
1. 設計過程的每一個決策充分考慮盡量減少對環境的破壞。
2. 盡可能減少原料和自然資源的使用，減輕各種技術、工藝對環境的污染。
3. 在設計過程中最大限度的減少產品重量和體積，精簡結構；再生產中減少消耗；在流通中降低成本；在消費中減少污染。
4. 改進產品結構設計，使用過的產品廢棄物中尚有利用價值的資源或部件便于回收，減少廢棄物的垃圾量。
2.2 設計的基本要求
2.3 設計與技術的關系
一、設計是技術發展的基礎
首先，讓我們來看一看人類交通工具的發展的歷程。
從古代的馬車到現代人們乘坐的形態優美、性能卓越的轎車，人類的代步工具越來越先進，制造交通工具的技術也越來越高明。在這個過程中，結構的更新，動力的改變，工藝的進步，乃至每個零件、每種材料的革新，都顯示著技術的發展進步，而每一個進步，都凝結著設計者的心血。
設計就是運用一定的科學技術知識和實踐經驗，根據預定的目的和環境限制的條件，去想象，去構思。經過不斷的艱辛的創造性勞動，人類的技術才得以發展到今天這樣的水平，世界才變得如此豐富。
由此可見，設計在技術發展中起著關鍵作用，設計是技術發展的基礎。技術的根本目的是解決問題，設計提供了解決問題的方法。
2.3 設計與技術的關系
二、技術發展為設計創新提供了條件
現代的轎車，美觀、舒適、性能卓越。可是人類經歷了幾千年，直到近代才設計出這種優良的交通工具，為什么以前沒有設計出來呢？這就揭示了設計對發展的依賴。設計盡管是創造性的工作，但他離不開當時已有技術水平這一重要基礎。讓我們瀏覽歷史技術發展與設計創新相互作用的軌跡：
古時代，人類掌握了燒制技術，掀起了人類特別是我國先民的第一次設計高峰，我國進入了讓我們引以為豪的彩陶文化時期，設計和制作了大量精美的彩陶。
2.3 設計與技術的關系
第一次工業革命爆發后，進入了機械化大工業時代，大量機械設計師和與機械相關的設計應運而生：蒸汽機、輪船和火車等。
19世紀，隨著電的廣泛運用，逐步步入電氣化時代。以電為依托的設計層出不窮：發電機、電視機、電燈、電話等。
到了20世紀80年代左右，人類開始跨入信息化社會，現代技術的發展使現代設計也發生了極大地變化。計算機、網絡、軟件以及相關設計成為主導，計算機等高新技術也成為現代設計必備的工具和手段。
2.3 設計與技術的關系
20世紀末納米技術的出現，也必然會對現在和將來的設計產生 深遠的影響。人們正在研究設計納米電腦、納米機器。
上面這些歷史可以說明，設計追求的是創新，創新是設計的靈魂，然而這種創新是在繼承基礎之上的創新，繼承的是人類已有的設計成果，也就是人類已經掌握的各項技術。如果沒有這些技術作為基礎，設計將難以實現！
2.3 設計與技術的關系
在設計工作中，人的主觀能動性盡管可以發揮得淋漓盡致，但它也要受到客觀條件的制約。設計同樣具有自然屬性和社會屬性，即它既要符合自然規律，也要受制于社會條件，要以現實社會的客觀條件為基礎，現實的技術水平就是設計的重要基礎。試想一下，沒有采掘技術、冶煉技術生產的金屬，就不會有設計師的金屬機械產品；如果沒有電子技術的發展，就不會有電視機、電腦；如果沒有現代的吊車、起重機等一系列先進的科學技術成果，像悉尼歌劇院等經典的建筑設計怎么能實現！
2.3 設計與技術的關系
綜上所述，我們認識到：技術的發展需要發明與革新，設計催化了發明與革新，從而促進了技術的發展。可以說，設計是技術發明和技術革新的核心過程，但設計也需要依賴技術水平這個重要基礎，任何新技術設計都是在已有技術的基礎上產生的。技術的發明又為設計的創新提供了新的基礎，使設計進入新的世界。技術與設計是相互依存，相互促進的，其閃亮的結合點就是創新。
2.3 設計與技術的關系

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