2026高中技术学业水平考试总复习：专题04 方案的构思及方法（知识梳理+考点）解析版

专题04方案的构思及方法目录目录第一部分明晰学考要求·精准复习第二部分基础知识梳理·全面提升第三部分考点精讲精练·对点突破考点01技术试验及其作用考点02设计的构思考点03方案的改进与拓展第四部分实战能力训练·满分必刷学习目标内容考察要求核心素养1.能从多角度进行设计的构思并制订设计的方案2.能对多个设计方案进行分析、比较、权衡和决策根据设计的一般原则，运用一定的设计分析方法，制订符合设计要求的完整设计方案。并通过技术试验等方法，对多个方案进行比较、权衡和优化，形成最佳方案。技术意识工程思维创新设计物化能力图样表达1.技术实验及其作用·技术试验：从技术的角度对材料、元器件（构件）及产品进行测试和检验。·技术试验所得到的性能、数据、曲线、图表等信息资料，是开展技术设计及进行设计优化的重要依据；·技术试验是进行技术革新、技术发明、科学研究的重要途径，是揭露问题的关键手段。·在技术设计中对一些需要通过技术试验验证的设计不进行技术试验，以及做技术试验马虎、不严谨都会产生严重的后果。2.技术试验的种类·按专业分：如按物理专业可分为力学试验、电学试验、光学试验等，也可以按化学、生物等不同的专业领域来划分技术试验的种类；·按行业分：可分为工业试验、医药试验、武器试验、农业试验等；·按试验目的分：可分为功能、性能试验，优化、老化试验，环境适应性试验，破坏性试验等；·按试验对象分：可分为材料试验、结构试验、元件试验、整机试验等；·按试验阶段分：可分为小试、中试、应用（用户）试验等。3.技术试验的方法、步骤和试验报告（1）技术试验的方法技术试验有实物试验、对比试验、模拟（模型）试验、计算机仿真试验等试验方法。（2）技术试验的步骤技术试验的过程一般可分为准备阶段、实施阶段和结果处理阶段。①准备阶段：需要确定技术试验的目的和对象，确定技术试验的方法、手段和环境条件，选定技术试验的工具、仪表和器件，确定参加技术试验的组成人员、分工和负责人。②实施阶段：操作实验仪器和设备进行具体试验，获得各种试验效果和采集有关数据。③结果处理阶段：对试验结果进行分析，区分应该消除的误差和应有的结果，写出试验报告。（3）技术试验报告的撰写进行技术试验后要撰写试验报告，试验报告一般包含以下内容：试验名称试验目的试验原理试验设备和材料试验方法和步骤试验结果和分析试验总结4.设计的构思·设计的根本出发点是要满足使用者、使用环境的需求。因此，产品、使用者、使用环境成为设计中要重点分析的因素。·产品与使用者、使用环境构成了人机关系。在处理人机关系时，要坚持以人为本的设计思想；要树立产品设计的整体观，运用工程思维进行系统分析、比较和权衡，努力使设计做到最优；要充分考虑产品对环境和生态的影响，体现生态优先、绿色发展的理念，要努力体现设计的文化性和艺术性，大力弘扬社会主义核心价值观和中华传统美德。5.设计方案的制订（1）设计说明书设计说明书是预先对设计项目进行全面构思、统筹规划之后编制的。设计说明书由封面（内容有单位名称、产品名称、设计人签字、设计日期、单位负责人签字）、产品外观总图（效果图）、目录、设计说明书正文等几部分构成。（2）设计图纸设计图纸一般需要设计产品总图和详图。产品总图是制作详图的依据，详图则是产品总图的细化和补充。如果是结构复杂的产品，可以有多个总图或分图，分别对应各个主要部件。产品详图一般为零件的三视图、结构图，构件的平立面布置图、断面图，产品安装图等。（3）成本估算方案设计的成本估算文件包括成本估算编制说明、成本估算表及用材量估算表。成本估算编制说明应包括编制依据及其他必须说明的问题等内容。成本估算表编制内容可参照国家和本地区有关产品设计概算、预算文件。用材量估算是指产品生产过程中主要材料的消耗总量。6.方案的比较、权衡和决策·方案的比较：将各方案的产品性能、技术指标、特点、外形尺寸、造价等要素列表，逐一分析、比较。·方案的权衡：在比较的基础上，从整体上衡量各方案的优劣。·方案的决策：根据时间、成本、环境影响、实现的难易等要素综合考虑，经过比较和权衡，选出一个最佳方案。7.方案的改进与拓展·选定设计方案后就进入产品制作、试用和使用阶段，在此过程中仍然可以对方案进行改进。·产品的设计，通常都是从低级到高级，从单一功能拓展到多功能逐步发展起来的。【考点1】技术试验及其作用1．（2024·江苏）2023年3月31日，国内首辆高温超导电动悬浮试验车在试验轨道上完成了首次运行，为超导电动悬浮交通系统的应用奠定了坚实基础。这种技术试验方法属于（）A．虚拟试验法 B．模拟试验法 C．优选试验法 D．强化试验法【答案】B【详解】本次试验在试验轨道上完成，模拟超导电动悬浮交通系统的实际应用，为模拟试验法。【考点2】设计的构思2．（2023·江苏）设计分析时需要考虑的因素非常多，比如产品材质如何选择，需要实现哪些功能、安全应当符合什么标准、成本控制多少才合适等等，常常让人觉得杂乱无章。其实设计任何产品都应综合考虑三个方面的因素，我们可以从这三个方面进行挖掘和分析，有条理地整理出各种设计因素。这三个方面是（）A．使用者、成本价格、技术规范 B．设计者、成本价格、使用环境C．设计者、产品本身、技术规范 D．使用者、产品本身、使用环境【答案】D【解析】设计的根本出发点是要满足使用者、使用环境的需求。因此，产品、使用者、使用环境成为设计中要重点分析的因素。【考点3】方案的改进与拓展3．（2021·贵州）某同学准备设计制作一个手提式木盒，用于帮助化学老师搬运少量仪器和药品，以便老师进行演示实验。要求该手提式木盒一次能够存放1个250ml烧杯、6个50ml容量瓶、4个100ml烧杯，且能够固定放置10支直径为10mm，长为100mm的试管。请根据上述设计要求，完成以下任务：（1）设计该手提式木盒需要考虑的因素有（多选，将序号填在横线上）；①木盒的尺寸②木盒的连接方式③烧杯的厚度④提手的高度⑤实验的内容（2）画出手提式木盒的设计草图，必要之处用文字说明；（3）在你的设计方案中，手提式木盒的盒身与提手之间的连接方式是，选用该连接方式的理由是（4）如图所示为该同学为手提式木盒设计的提手方案，比较合理的方案是（单选）。A．B．C．D．【答案】①②④略榫接等略B【解析】（1）③烧杯的厚度以及⑤实验的内容均为不相关，而①②④均需要根据器材尺寸进行设计；（2）合理即可；（3）在木制产品的连接方式中，通常使用榫卯结合方式，不需要其他零件连接，通过木质材料形状的调整，便于器件连接；也可通过粘接等其他方式，合理即可。（4）提手主要承受竖直方向的器材和木盒本身重力，ACD选项在承受竖直方向的力的情况下均有可能松动，故选B选项。一、选择题1．（2024·云南）如图所示，汽车环境风洞降雪试验是在专用的场地人工营造风雪环境，以考察汽车应对风雪天气的性能。该实验方法是（）A．虚拟试验法 B．移植试验法 C．模拟试验法 D．优选试验法【答案】C【解析】模拟了汽车行驶时的风雪环境，所以是模拟试验法。2．（2023·吉林）不同品种的水稻对比试验属于（）A．优选试验法 B．模拟试验法 C．强化试验法 D．虚拟试验法【答案】A【解析】对每次水稻培育的结果进行对比并进行选择筛选，为优选试验法。3．（2023·浙江）如用a所示的结构由截面尺寸50mm×50mm的方木料榫卯连接而成，构件1的样头部分结构如图b所示，其主视图和左视图如图c所示。下列关于构件2连接处的设计方案中，合理的是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】结合效果图和三视图，通过分析可得B选项正确。4．（2023·内蒙古）右图为一款共享单车，下列选项中以降低维护成本为目的的做法是（）A．采用手机扫码方式租骑 B．采用实心轮胎C．采用内置GPS、电路板等的智能车锁 D．采用全铝车身一体成型工艺【答案】B【解析】B选项，选用实心轮胎可以避免一定的维护成本。二、分析题5．（2024·浙江）如图所示是某企业生产的一款床。请完成以下任务：（1）设计时提出了以下要求，其中主要从环境角度考虑的是______（单选，填字母）；A．材料需要有足够的强度B．床的尺寸C．床的颜色（2）该款床主要通过______来实现储物功能（单选，填字母）；A．铰连接B．刚连接C．既不是铰连接也不是刚连接（3）企业在制造出样品后进行了试验，以下是其中四个项目：其中测试床靠背跟床板连接强度的项目是______（单选，填字母）；A．床铺面均布静荷载试验B．床铺面集中静荷载试验C．床屏水平静荷载试验D．床长边静荷载试验（4）性能试验表明床的强度略显不足。请你给厂家提出两条提高床的强度的合理建议：。【答案】（1）B（2）A（3）C（4）①床板更换更厚、强度更大的板材；②在床板与床脚之间增加横档形成三角形【解析】（1）环境因素方面，主要体现产品和外界的关系，这里体现为床的尺寸；（2）连接处通过铰连接，便于实验床板抬起和放下的使用目的；（3）C选项符合测试床靠背跟床板连接强度的要求。（4）强度不足。可以从材料和结构方面建议。三、综合题6．（2024·浙江）小明发现奶奶经常将衣架挂在阳台防盗窗的横杆上晾晒衣物，使用时不方便。小明准备利用3mm厚的不锈钢板，设计并制作一个挂式晾衣杆。已知家中阳台防盗窗如图a所示；横杆的宽为30mm，高为40mm，如图b所示；家中所用衣架如图c所示。该挂式晾衣杆的设计要求如下：①可安装在不锈钢防盗窗的横杆上，连接牢固，不破坏防盗窗原有结构；②安装在室内方向，不用时可向上翻折；③能同时晾晒多件衣物，且能实现分隔晾晒，避免衣服紧贴；④具有一定防风功能，能防止衣架脱落。（1）小明发现问题的途径是；A．技术研究与技术试验B．观察日常生活C．收集和分析信息（2）构思该挂式晾衣杆的方案