高中信息技术必修一第二章课件

第二章设计的基础学习目标:*了解设计师所需要具备的基本素质*学习和应用优良的思维方法*学习开发智能和创造潜能的方法*学会设计的种类、原则和方法*初步掌握设计、交流中的技术语言2021/10/10星期日1第一节做一名优秀的设计师2021/10/10星期日2一、优秀设计师应具备的素质1、善于观察和思考2、善于实验和实践故事1：鲁班发明锯子一次，鲁班上山砍树，突然，他的胳膊被一片茅草叶子划了一条细长的伤口，鲜血直流。经过观察，鲁班创造设计出世界第一把锯子……故事解读：要善于观察和思考，善于实验和实践。2021/10/10星期日3故事2蝙蝠与雷达有一位生物学家发现，蝙蝠是靠喉结振动产生超声波，用嘴或鼻子发射超声波，再由耳朵接收由物体反射回来的超声波，根据回声来判断物体的种类、大小和距离的。这种探测目标的方式叫做“回声定位法”。2021/10/10星期日4

第二次世界大战前，英国科学家勒姆·马克西依据“回声定位法”设计制造了雷达。故事解读：要想发现问题或设计新的东西，首先必须有兴趣和好奇心，兴趣和好奇心不仅是学习的动力，也是设计和发明的敲门砖。2021/10/10星期日5故事3爱迪生（AlvaEdison)发明电灯泡

1802年，俄国物理学教授彼得罗夫发现了电弧，并观察到极刺眼的白色亮光，把黑暗的地方照得非常清楚。由此发明了弧光灯。但弧光灯的耗电功率大、费用高。爱迪生认为发展弧光灯的路子不对并确定在研制电灯方面作出努力……为此，爱迪生做了无数次的实验。仅为了找到合适的灯丝，提高灯泡的亮度和延长灯泡的寿命，就实验过包括竹子在内的1600多种材料，最后，终于找到了钨。19世纪末，爱迪生战胜了种种困难发明了电灯。故事解读：“天才就是百分之九十九的汗水加一分灵感”2021/10/10星期日6二、正确思维方式的培养（一）发散思维—发明和创新十分需要的思维方式发散思维又叫辐射思维，它以各种各样的思维方式来思考问题和解决问题。例：运用发散思维解决交通拥挤问题……交通拥挤问题城市居民的素质和教育问题道路问题交通管理问题住房问题就业问题交通工具问题城市规划问题2021/10/10星期日7支撑物重物……形状红颜色建筑材料红砖的用途？当枕头当教具…支书架…当凳子写字磨红粉…当球门…做刹车物盖房子建教室铺路面建围墙…钉钉子锻炼当武器…压纸炼功夫压帐篷流畅性、变通性、独特性2021/10/10星期日8（二）定势思维——阻碍发明创新的思维方式定势思维又叫思维定势,是人们的思想长期既定的惯例和习惯所束缚,引导或迫使自己按习以为常的思路和方法去思考和处理问题的思维方式.2021/10/10星期日92021/10/10星期日10诸葛亮一生都很谨慎，不曾用险。今大开城门，必有埋伏。2021/10/10星期日11克服定势思维的方法：*把自己熟悉的事物当作陌生的事物*用幼稚的心灵重新想象这些事物*从新的角度异化原有的事物和规律*多学习和应用其他有益的思维方法2021/10/10星期日12问题定势思维解决方法其他思维解决方法市内交通太拥挤改善道路减少车辆改善道路调整车辆流向增强市民素质……某同学学习成绩不好增加补课增加作业检讨学习方法提高学习兴趣……没有桥过不了河搭建桥梁改用渡船游泳等速度不快跳不过水沟增加速度撑杆跳找木板搭桥2021/10/10星期日13（三）逆向思维——有利发明创新的思维方式逆向思维又叫反向思维。采用与正向思维完全不同（甚至相反）的方法来思考问题，提出解决问题的方法。（四）其他思维方式*抽象思维*形象思维*联想思维*移植思维*类比思维*逻辑推理思维2021/10/10星期日14三、开发智能与创造潜能（一）开发智能下面几种关于智能开发的说法，你同意吗？若同意请在□内打√；不同意打×，为什么？□智能开发越早越好□智能开发应多想多问□知识越多的人智能就越高□智能开发应多阅读科学家的故事□外向型性格的人一定比内向型的人智能高□智能开发应多进行良好的思维方式训练□年纪越大智能一定越高□智能开发应多进行创造性实践□艰苦努力可以提高智能□常常面对富有挑战性的环境并尽可能学习独立解决问题可以提高智能□多进行记忆、观察、分析等能力的训练，有利智能的提高2021/10/10星期日15（二）开发创造潜能开发潜能必须进行必要的训练：*发现创造法——充分利用被发现的某种现象进行发明创造*主体附加法——在原有事物或技术的主体上附加另一种技术或事物而构成新的技术或事物*联想创造法——经常把各种技术和事物连在一起思想从中创造新的技术和事物来*其他创造发明法组合法分解法反向突破法2021/10/10星期日16四、影响技术发明和创新的诸多因素*主体因素：发明人的素质文化水平，生理、心理因素和其他条件。*社会因素：发明者所处的社会、社会群体状况及社会的经济能力和社会制度的制约。*科技文化因素：主体所在环境的科技文化水平可以使用的设备及条件等。*机会和机遇*其他2021/10/10星期日17第二章设计的基础第二节设计的基本方法和基础知识2021/10/10星期日18一、技术设计的种类（一）原创性设计最初的原始设计叫原创性设计又叫开发性设计。特点：可用但缺陷较多需要不断改进。原创设计的开瓶器2021/10/10星期日19（二）改进性设计对已有的设计进行局部的变更改进，使其更加合理、完善，或满足某些特定的需要。改进型开瓶器：2021/10/10星期日20（三）综合（组合）设计应用现有技术及原理重新进行组合，使其系统化、综合化，产生新的优点、特色，创造出新的功能的设计方法叫做综合（组合）性设计。*外形的组合设计：多种功能、外形不同的技术组合为一。例多功能锤*性能的组合设计：若干产品或材料组合起来构成新的性能。例通信电缆性能组合2021/10/10星期日21*原理的组合设计：将两种或两种以上的技术原理组合起来，构成较复杂的系统。例喷气式飞机*功能的组合设计将不同功能单元或产品组合起来得到多功能的技术系统。*模块组合设计：将若干模块组合起来。*系统组合设计：几个系统组合成一个复杂的大系统。例“神州”五号飞船2021/10/10星期日22二、技术设计的原则、方法和标准（一）技术设计的原则*需要性原则要把解决存在的问题，满足用户的需要是设计的一个原则。*经济性原则考虑用户的经济条件，市场的竞争能力的原则。*最优化原则保证技术上尽可能是目前（并能在一段时间内）是最合理的。

①方案多种性②方案选定③设计要反复进行2021/10/10星期日23*可靠性和安全性原则以保证产品在使用期内能可靠安全地工作为原则*工程心理学原则以产品或项目与使用者之间建立最协调的关系为原则*法律规范原则技术设计要遵守有关的法律、制度、规范*通用性、标准化原则产品设计尽可能采用标准化技术和标准件*时效性原则必须按照设计任务书规定的截止日期完成设计*可持续性原则技术设计必须满足可持续发展原则2021/10/10星期日24（二）技术设计的一些方法*常规设计法①借鉴法：从已有的技术发展历史中寻找可参考的技术例采用现有的集成快进行电子电路设计②技术（或工程）试验法:通过技术(或工程)试验,检验或探索某些机理、效应、性能*系统设计法技术设计必须是系统化的*功能设计法将设计对象的功能区分为基本功能和辅助功能*工效学设计法考虑人的生理和心理特征的设计*可靠性设计法设计必须考虑产品的可靠性*最优化设计法①方案多种性②方案选定③设计要反复进行2021/10/10星期日25（三）设计的依据标准*国家标准国家颁布的技术标准*国际标准国际公认的技术标准2021/10/10星期日26三、技术设计的一般过程设计流程图发现问题值得解决吗？不解决NoYes有条件解决吗？暂时不解决NoYes确定设计课题调查、收集设计所需的信息、数据、资料2021/10/10星期日27制定设计方案（多种）并进行权衡、决策、优化、选定方案进行具体、详细的设计实施设计（产品研制）产品（或方案实施结果）的检验评价、提出改进意见是最优化设计吗？修改设计No设计完成进行鉴定申请专利Yes申请专利过程2021/10/10星期日28第三节设计和交流中的技术语言教学重点:机械加工图识读教学难点:培养学生的空间想象能力2021/10/10星期日29设计和交流中的技术语言

设计的技术语言包括口头语言、文本语言、技术符号、技术图纸、图样、图表、模型、网页、和计算机演示等。一、机械制图与识图基础投影法:用物体的影子表达物体的形状和大小的方法投影法中心投影法：过一个投影中心（点光源）将物体投影到某投影面上的方法平行投影法：把光源移到无限远处，用平行光将物体投影到某投影面上的方法1、投影：介绍几种投影

2021/10/10星期日30中心投影法

投射中心、物体、投影面三者之间的相对距离对投影的大小有影响。度量性较差。中心投影特性物体位置改变，投影大小也改变。投射线物体投影面投影投射中心2021/10/10星期日31平行投影法平行投影特性投影大小与物体和投影面之间的距离无关度量性较好。工程图样多数采用正投影法绘制。正投影法斜投影法2021/10/10星期日322、正投影的基本特性（1）真实性

当物体上的平面（或直线），与投影面平行时，它的投影反映了实形（或实长）。（2）收缩性

当物体上的平面（或直线），与投影面垂直时，它的投影积聚为一直线(或一点)。（3）积聚性

当物体上的平面（或直线），与投影面倾斜时，它的投影缩小（或缩短），并产生变形。2021/10/10星期日33比较下图不同形状的3个物体投影的形状大小？

由图中三个不同的物体在同一投影面上的视图完全相同，可知要反映物体的完整形状和大小，必须有几个不同投影方向得到的视图。2021/10/10星期日34

观察正面投影和水平投影，各反映了长方体的哪些边？两图之间有何相同的之处？正面投影与水平投影，长相同正面投影与侧面投影，高相同水平投影与侧面投影，宽相同

同理,正面投影与侧面投影、水平投影与侧面投影，各又有何关系？结论：

为了确定物体的长、宽、高和结构形状，通常采用三个相互垂直相交的投影面（正投影面V、水平投影面H、左侧投影面W）建立一个三投影面体系，再用正投影法将物体（所有面）同时向三投影面投影形成图形。VHW2021/10/10星期日35

保持正投影图不变，将此立体投影图的侧投影图和水平投影图分别向后旋转90度，即可得三视图。正面投影（从前往后看）称为主视图水平投影（从上往下看）称为俯视图侧面投影（从左往右看)称为左视图三视图的展开动画观察此三视图，各视图间有何关系？结论：

三视图的位置关系:左视图在主视图的左边,俯视图在主视图的正下方。主视图和俯视图都反映了物体的长度，而且长对正主视图和左视图都反映了物体的高度，而且高平齐俯视图和左视图都反映了物体的宽度，而且宽相等3、三视图的规律2021/10/10星期日36练习1：作出物体的三视图3cm5cm4cm3cm5cm4cm2021/10/10星期日374cm4cm4cm3m3m0.5cm4cm4cm4cm4cmØ3cm

0.5cm2021/10/10星期日38

s

●

s

●s练习2：由三视图看出立体图2021/10/10星期日392021/10/10星期日40

行业不同,表达设计者设计意图的方式也不完全一样.技术图样是设计者的设计方案正确实施的保证和依据,是使用最广泛、基本的技术语言。常见的技术图样有机械制造业的机械图、线路图等。二、机械加工图的识读

机械图包括零件图和装配图。表示机械零件结构、大小及技术要求的图样称为零件图，是制造和检验零件用的图样。（一）读零件图的作用、方法、步骤

读零件图就是根据图样想象出零件的结构形状，搞清零件的大小、技术要求和零件的用途及加工的方法2021/10/10星期日41

图框右下角一般有标题栏，如图所示的格式。标题栏中文字方向为读图方向。

从标题栏中，可以了解零件的名称、比例、图号，制造该零件的材料及数量已对零件有一个初步的了解，必要时还可了解一下零件在部件中位置及作用。1、读标题栏2021/10/10星期日42练习读标题栏同学们，从标题栏中你能了解有关此零件图的哪些信息？2021/10/10星期日432、分析视图，想出零件的形状

弄懂零件的形状，是读零件图的主要环节。通过对视图表达方案的分析，大致弄懂该零件的结构特点，然后再通过形体分析和线面分析，结合剖视图的剖切位置和投影关系，逐步弄懂形状。结合本零件图并参考课本65页中的表格回答以下问题例：轴套类零件，如图所示1、图中Ø7的默认单位是什么？又代表何意义？2、此零件共有多少圆柱体组成？2021/10/10星期日443、分析尺寸

了解零件图上标注的尺寸，就能知道零件的大小。首先分析长、宽、高3个方向的基准；从基准出发，找出主要尺寸，在以零件形状结构分析为线索，找出个部分的定形尺寸和定位尺寸。在找定位尺寸时，应搞清它的定位基准。通过尺寸分析，对零件的构造、作用等多方面情况可进一步加深理解。、2021/10/10星期日454、了解技术的要求

图形和尺寸看懂以后，就要了解零件有哪些技术要求，技术要求就是制造零件的质量指标。如：表面粗糙度、材料、表面涂覆、尺寸公差与行位公差等。2、Ф70-0.01

代表什么意义?◎Φ0.03C3、又代表何意义？⊥Φ0.05C4、代表何意义?1、代表的意义？思考：2021/10/10星期日465、综合考虑

最后把该零件的形状、结构、尺寸和技术要求综合起来考虑，是头脑中对零件有个整体轮廓。2021/10/10星期日47

练习2:

如左图，你能否从千斤顶的剖视图和俯视图看出其是由哪些部件组成？2021/10/10星期日48(二)线路图的识读

线路图是指导电子产品生产的技术图样,包括系统图、框图、电路图、接线图、逻辑图、印刷版图、说明书用图等。

读电路图，必须了解《电器图用图形符号（GB4728)》中的详细规定，并掌握常用元器件的图形符号、文字符号、项目代号、导线和接线端子的标记符号，名词术语等。读图步骤：1、找出该电路有哪些功能单元构成，并定性分析各功能单元的工作原理。2、找出该电路的主要信号是什么，然后找出该信号的流向。3、找出供电电路供电。4、用总体框图进行整体分析。5、定量作分析后估算2021/10/10星期日49如图：

SA-1为限温器开关，SA-2为控温器开关，

自动限温保温电饭煲的电路图FU为保险丝，电流太大时会自动断开；

EH2为主加热器，主要用于煮饭；EH1为副加热热器，主要用于保温

HL2为EH2工作时的指示灯（在煮饭状态时发亮），

HL1为EH1工作时的指示灯（在保温状态时发亮）。

R2为EH2的限流电阻，调节R2的阻值大小，可以将流过EH2的电流大小调到适合的程度；R1为EH1的限流电阻，调节R1的阻值大小，可以将流过EH1的电流调到适合的程度。XP1、XP2为接入220V交流电的插头，PE为接地线插头（连接电饭煲的外壳，起安全保护作用），它们一起构成一个三脚电源插头。(1)功能元件介绍例:电饭煲电路的