粵教版技術與設計1演講人：日期:01技術與設計基礎02設計流程與方法03材料與工具應用04技術創(chuàng)新與實踐05評估與優(yōu)化06綜合應用與拓展目錄CATALOGUE技術與設計基礎01PART核心概念定義技術的本質與特征技術與設計的關系設計的定義與范疇技術是人類為滿足需求而創(chuàng)造的工具、方法和系統(tǒng)，具有實踐性、創(chuàng)新性和社會性。其核心包括問題解決、資源轉化和效率提升，涵蓋工程、信息、生物等多領域交叉應用。設計是系統(tǒng)性規(guī)劃與創(chuàng)造的過程，涉及功能、形態(tài)、材料及用戶體驗的整合。包括工業(yè)設計、交互設計、環(huán)境設計等分支，強調用戶需求與技術可行性的平衡。技術為設計提供實現手段（如材料工藝、制造技術），設計則驅動技術迭代（如智能設備的人性化需求）。兩者協(xié)同推動產品創(chuàng)新與社會進步。技術發(fā)展歷程材料技術的演進從天然材料（如木材、石材）到合成材料（如塑料、復合材料），再到納米材料與生物降解材料，材料革新直接影響產品性能與可持續(xù)性。制造技術的變革從手工制造到機械化生產，再到數控機床與3D打印，制造精度與效率的提升推動了大規(guī)模定制與個性化產品的普及。信息技術的突破計算機技術、互聯(lián)網及人工智能的發(fā)展，重構了設計工具（如CAD軟件）與技術應用場景（如物聯(lián)網智能家居）。設計基本原則功能性優(yōu)先設計需確保產品滿足核心使用需求，例如椅子的承重與舒適度、手機的通信與交互功能，避免過度裝飾犧牲實用性。人機工程學應用依據人體尺寸、操作習慣優(yōu)化產品形態(tài)，如鍵盤的鍵位布局、工具手柄的握持曲線，以降低使用疲勞并提高效率?？沙掷m(xù)性考量選擇環(huán)保材料（如再生塑料）、模塊化結構（便于維修升級）及節(jié)能設計（如低功耗電器），減少全生命周期環(huán)境影響。美學與文化的融合通過色彩、線條等視覺語言傳遞品牌調性，同時尊重地域文化差異（如宗教符號禁忌、色彩偏好），提升產品接受度。設計流程與方法02PART需求分析與定位用戶需求調研通過問卷調查、訪談、觀察等方式收集目標用戶群體的核心需求，分析使用場景與痛點，確保設計方向與實際需求高度匹配。需重點關注功能訴求、審美偏好及操作習慣等維度。技術可行性評估結合現有材料、工藝、成本等約束條件，評估設計方案的工程化落地可能性。需協(xié)同結構工程師、電子工程師等多學科團隊進行技術論證。市場競品分析系統(tǒng)研究同類產品的設計特點、技術實現和用戶反饋，提煉差異化競爭優(yōu)勢，避免同質化設計。采用SWOT分析法明確產品定位與市場空白點。創(chuàng)意構思技巧組織跨專業(yè)團隊在限定時間內進行無約束創(chuàng)意發(fā)散，鼓勵非常規(guī)思維碰撞，通過思維導圖整合可行性方案。重點記錄關鍵詞、草圖等可視化素材以激發(fā)靈感。頭腦風暴法仿生設計轉化情景板構建從自然界生物形態(tài)、結構或功能中提取設計元素，如蜂巢結構輕量化應用、荷葉表面疏水仿生等。需建立生物原型庫并研究其工程學原理。通過收集色彩樣本、材質肌理、風格圖片等視覺元素制作情緒板，明確設計語言調性?？山Y合3D渲染軟件進行多方案快速可視化比選。原型制作步驟低保真原型制作使用泡沫板、紙材等簡易材料制作1:1比例實體模型，驗證產品人機交互尺寸與基本形態(tài)。重點測試握持舒適度、操作可達性等基礎指標。功能原型開發(fā)集成電子模塊與機械結構，實現核心功能的可交互演示。采用Arduino或樹莓派搭建測試電路，配合3D打印外殼進行動態(tài)驗證。用戶測試迭代組織典型用戶進行原型體驗測試，通過眼動追蹤、操作錄像等手段收集使用數據。針對反饋優(yōu)化界面布局、交互邏輯等細節(jié)設計要素。材料與工具應用03PART常見材料特性木材具有天然紋理和可塑性，易于加工和連接，但需注意防潮防腐處理以避免變形或開裂。不同樹種（如松木、橡木）的硬度、密度和耐久性差異顯著，需根據設計需求選擇。01金屬包括鋼、鋁、銅等，具備高強度、導電導熱性及延展性，但部分金屬易氧化，需通過電鍍或噴涂工藝增強耐腐蝕性。金屬加工通常需要專業(yè)工具如切割機、折彎機等。塑料輕質、絕緣且成本低，常見類型如ABS、PVC、亞克力，可通過注塑、熱彎等工藝成型，但需注意高溫下可能釋放有害物質，回收處理需分類。復合材料如碳纖維、玻璃纖維，結合多種材料優(yōu)勢，具有高強度重量比和耐疲勞性，但加工難度高，需專用切割和粘接技術。020304工具操作規(guī)范1234測量工具使用游標卡尺或千分尺時需歸零校準，避免視差誤差；卷尺拉伸需平直，讀數時保持垂直視角以減少誤差。精密測量前需清潔工具接觸面。操作電鋸或激光切割機前檢查電源線和防護罩，材料需固定牢固；手工鋸切割時保持鋸條與工件成穩(wěn)定角度，避免鋸齒卡頓導致斷裂。切割工具打磨工具角磨機需佩戴護目鏡和防塵口罩，順材料紋理均勻施力；砂紙打磨應從粗到細分級處理，避免跳號導致表面劃痕殘留。連接工具電焊作業(yè)需確保通風，穿戴防火手套；膠粘劑涂布需控制厚度，固化期間施加均勻壓力以保證粘接強度。安全使用準則使用前驗證電源接地狀態(tài)，檢查鉆頭、刀片是否松動或磨損；氣動工具需定期排放儲氣罐積水，防止壓力異常。設備檢查應急處理環(huán)境管理操作旋轉機械時禁止戴手套或寬松衣物，長發(fā)需束起；化學溶劑使用需在通風櫥中進行，并配備防毒面具和耐腐蝕手套。工作區(qū)域需配備滅火器（針對電氣火災選用二氧化碳型）和急救箱，熟悉緊急停機按鈕位置及燒傷、割傷初步處理方法。木屑、金屬碎屑需及時清理避免堆積引發(fā)火災；廢溶劑應密封存放于專用容器，交由專業(yè)機構回收處理。個人防護技術創(chuàng)新與實踐04PART創(chuàng)新思維訓練發(fā)散性思維培養(yǎng)通過頭腦風暴、思維導圖等方法，引導學生突破固有思維模式，從多角度探索技術問題的可能性解決方案，激發(fā)創(chuàng)造性靈感。批判性思維訓練指導學生從問題結果反推解決路徑，例如通過逆向工程分析產品結構，或從用戶需求倒推設計流程，挖掘潛在創(chuàng)新點。鼓勵學生對現有技術方案提出質疑，分析其優(yōu)缺點，并通過邏輯推理和實驗驗證改進方案，提升技術創(chuàng)新的嚴謹性。逆向思維應用技術解決方案通過用戶調研、場景模擬等方法明確技術需求，將抽象問題轉化為具體功能模塊，確保解決方案的針對性和實用性。需求分析與功能定義結合機械、電子、材料等學科原理，設計復合型技術方案，例如智能家居系統(tǒng)中融合傳感器技術與物聯(lián)網通信協(xié)議?？鐚W科知識整合利用3D建模、快速成型技術制作物理或數字原型，通過性能測試和用戶反饋持續(xù)優(yōu)化方案，降低開發(fā)風險。原型設計與迭代優(yōu)化010203項目案例分析智能垃圾分類系統(tǒng)分析其通過圖像識別技術實現自動分類的硬件架構，以及用戶交互界面設計如何提升操作便捷性，總結可復用的技術模塊。節(jié)能校園照明改造研究光照傳感器與定時控制電路的協(xié)同工作邏輯，量化評估改造前后的能耗數據，提煉低成本高效能的技術實施策略。便攜式空氣檢測儀解析其微型化傳感器的選型依據、數據處理算法的優(yōu)化過程，以及外殼材料對設備耐用性的影響，形成標準化開發(fā)流程。評估與優(yōu)化05PART設計成果評價功能性驗證通過實際測試驗證設計是否滿足預設功能需求，包括性能指標、操作流暢度及穩(wěn)定性等關鍵參數，確保技術實現與用戶需求高度匹配。用戶體驗分析采用用戶訪談、問卷調查或A/B測試等方法，收集使用者對界面交互、視覺設計及操作邏輯的反饋，量化滿意度并識別改進點。成本效益評估綜合材料、人力及時間成本與產品市場價值、使用壽命的關系，建立投入產出模型，判斷設計方案的經濟可行性?？沙掷m(xù)性考量評估產品生命周期內的能源消耗、材料可回收性及環(huán)境影響，確保設計符合綠色制造標準和長期生態(tài)效益。組織跨部門專家從技術、市場、生產等角度開展結構化評審，利用SWOT分析明確設計優(yōu)勢、劣勢及潛在風險。多維度評審會議通過構建不同版本原型進行并行測試，量化關鍵指標差異，識別最優(yōu)設計方案并總結性能提升規(guī)律。原型迭代對比01020304運用魚骨圖或5Why分析法追溯設計缺陷的源頭，區(qū)分技術局限、流程疏漏或溝通障礙等成因，制定針對性解決方案。根因分析法采集傳感器數據、用戶行為日志等客觀信息，借助統(tǒng)計分析工具定位異常模式或高頻故障點。數據驅動診斷問題反思方法持續(xù)改進策略建立計劃（Plan）-執(zhí)行（Do）-檢查（Check）-處理（Act）的閉環(huán)機制，將每次評估結論轉化為具體優(yōu)化動作并驗證效果。PDCA循環(huán)實施采用可替換架構設計，允許在不重構整體方案的情況下單獨更新故障率高或技術落后的功能模塊。設置快速迭代周期（如兩周版本更新），結合用戶實時反饋動態(tài)調整設計優(yōu)先級，縮短改進落地周期。模塊化設計升級創(chuàng)建設計缺陷數據庫和解決方案庫，實現經驗跨項目復用，避免同類問題重復發(fā)生。知識管理系統(tǒng)01020403敏捷響應機制綜合應用與拓展06PART在技術與設計課程中，學生需要結合工程學的嚴謹性和藝術設計的創(chuàng)造性，例如通過3D建模軟件設計兼具功能性與美感的實用產品，培養(yǎng)跨學科思維。工程與藝術的融合利用編程技術優(yōu)化材料選擇流程，例如通過算法分析不同材料的強度、成本及環(huán)保屬性，為設計項目提供數據支撐。計算機科學與材料學的結合運用幾何原理和力學公式計算產品結構的穩(wěn)定性，如橋梁模型設計中需綜合考量承重分布與材料形變系數。數學與結構設計的聯(lián)動010203跨學科整合實際場景模擬智能家居系統(tǒng)設計模擬真實家庭環(huán)境，要求學生設計集成燈光控制、溫濕度調節(jié)的物聯(lián)網系統(tǒng)，需考慮用戶交互界面友好性與設備兼容性問題。無障礙設施改造項目以社區(qū)公共空間為案例，分析殘障人士需求，設計符合人體工學的坡道、扶手及盲道系統(tǒng)，提交可落地的施工方案。環(huán)保包裝解決方案針對電商物流場景，開發(fā)可降解緩沖材料，并通過跌落測試驗證其