第三章怎样进行设计
内容梳理：
一、确定设计问题
（一）发现与明确问题
1、人们的需求和愿望是设计问题的来源。
①人类生活中遇到的问题例：鲁班对锯子的发明
②由别人给出问题
③基于一定的目的由设计者主动发现问题，并试图解决它。例：贝尔对电话的发明
2、明确设计要解决的技术问题
弄清问题所在，进而
判断是否能够解决（指判断要解决的技术问题有没有违反科学理论和违反客观规律）。
判断问题是否当前可以解决，解决这个问题是否越出了当前的能力和条件。
判断问题是否值得解决（解决这个问题是否有价值）
（二）明确解决设计问题的能力、条件与要求
1、明确解决设计问题的能力
设计的能力指的是解决问题的技术能力；通常受到社会发展水平和科学技术水平的制约。
2、明确解决设计问题的条件
时间条件经费条件设备条件其他条件
3、明确解决设计问题的要求
是弄清楚设计要达到的标准和所受到的限制。
（三）发现问题的途径（苏）：
1、观察日常生活
2、收集和分析信息（文献法、问卷调查法、询问法）
3、技术研究与技术试验
（四）方案的构思及其方法（苏）
方案的构思是指人们在一定的调查研究和设计分析基础上，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。
草图法运用画草图的方式来表现构思
仿形：看到已有的台灯样式去构思新的
模仿法
构思方法仿原理：通过研究鹰眼的成像原理仿制的针孔摄像头
联想法用联想的方法进行构思，如人们联想到爆竹升空的反冲原理制造出了火箭
奇特性构思法一般具有原创性，在历史上很少发生或从来没有发生过，如夜视镜。
二、制订设计方案
（一）信息的收集与整理
1、信息的收集
收集信息是为了利用信息。常见的方式有：实地调查，访问有关人员，借助媒体、因特网，查阅图书资料，向专家咨询，以及调查市场现状。
信息收集要求：全面（时间跨度足够长；对象足够广；覆盖面足够大），真实准确。
（二）怎样挑选材料
1、材料及性质（参考化学必修I最后一章）
标准件：指具有统一的形状、尺寸、公差和技术要求等的零件（或部件）。标准件具有互换性，能用在各种机器、仪器、设备和建筑上。使用标准件，既可以节约成本，又可以加快工程的进度。
元器件：在电子和电器产品中，因某一功能部件被广泛、大量使用，人们出于使用方便、简化制作过程和节约成本的需求，单独设计和生产了这种零部件，称之为元器件。
3、材料选择与资源保护
材料的选择应该坚持合理、合适的原则。选材料时多使用元器件和标准件,有利于资源的保护。避免选择使用加工困难和需要专门加工设备的材料。应尽可能选取再生、可再生和储藏量丰富的资源。
（三）技术试验
1、技术试验及其作用
定义：从技术的角度对材料、元器件及整机（产品）进行测试和检验叫做技术试验。
作用：技术试验所得到的性能、数据、曲线、图表等信息材料，是开展技术设计及进行设计优化的重要依据；是进行技术革新、技术发明、科学探究的重要途径，更是揭露问题的关键；技术试验可将技术设计的失误降到最低程度，同时使技术设计得以改进、完善和优化。
模拟试验法：通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。
虚拟试验法：利用计算机来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法。
强化试验法：通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法。
移植试验法：在相互具有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验。
步骤：
（1）确定试验的目的和对象（2）确定技术试验的方法、手段和环境条件
（3）选定技术试验的工具、仪器、器件（4）确定参加技术试验的组成人员、分工和负责人
（5）进行技术试验（6）写出分析、总结报告
1、设计的角度和思路可以从多个角度和思路来开展。
2、设计方案的制订
（1）设计说明书
（2）设计图纸图纸设计通常划分为产品总图和详图设计两个阶段。产品总图是制作详图的依据，详图则是总图的细化和补充。
(3) 成本估算
3、方案的比较、权衡和决策
通过比较、权衡和决策，可以从多个设计方案中选出最佳方案。通常是由专家学者、同行和设计委托人共同进行论证和评判来完成的。
4、方案的改进和拓展
（1）改进：
在制作阶段，在备料、加工、安装和调试等环节，发现缺陷和不足，进行改进。
在试用阶段，产品的功能发挥，技术指标的稳定，环境的适应性等都受到考验，潜在问题会显露出来，改进方案来解决
在使用阶段，由于条件环境的改变也需要对原方案进行改进。
（2）拓展：
设计方案的功能拓展：在原方案的主要功能不变的前提下，增加新的功能。
设计方案的跨越式发展：设计产品升级换代式的发展。无论形式还是内容都发生了根本变化，
设计方案的其他重大变革：执行过程中遇到重大社会变革、重大环境灾难等情况，要求对原方案进行重大改革，常常伴随主要生产材料的变换、主要技术手段的改变、产品的主要功能的改变等。
巩固练习：
1、某市铸管厂承接了一项供水的生产任务,为了保证产品的质量，维护本厂的信誉，提高产品的知名度，对所生产的水管进形质量检测，利用注水加压的方法检测水管的强度，这种试验方法属于下列哪一种（）
A、性能试验
B、预测试验
C、环境适应性试验
D、破坏性试验
2、1863年,美国铁路巨头斯托恩全部采用铁制材料建造了铁路桥,由于对新材料的过度信任,未经技术试验就投入使用, 13年后火车经过大桥时铁架发生断裂, 大桥垮塌,使100多名旅客丧身。阿什塔比拉河桥的跨塌说明了（）A、技术的发展离不开设计 B、设计是技术活动的核心
C、技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段
D、人机关系是在技术设计中必须考虑的因素之一
3、汽车的碰撞试验一定不是（）
A、优选试验
B、模拟试验
C、移植试验
D、强化试验
4、在驾驶前对汽车的安全检查必不可少，如轮胎、制动、水箱等。汽车的设计蕴涵着丰富的科学道理。下列说法错误的一项是（）。
A．安全带设计的比较宽可以减小压强，增加安全系数
B．汽车外型设计为流线型考虑到美观和减少空气阻力，节省燃料
C．汽车的轮胎上有凹凸不平的花纹，目的是增大摩擦力
D．汽车的反光镜是凹面镜，便于扩大视野观察
5、在鲁班发明锯的过程中，他发现问题的方法是发现问题的途径和方法中的：( )
A、收集和分析信息
B、观察日常生活
C、技术研究和试验
D、以上都不是
