[考试标准]
一、发现问题
1.问题的来源
从技术角度看，人类进步与发展的过程就是不断地发现问题，不断地进行设计，从而解决问题的过程。
问题产生的三种情况：
(1)人类生存活动中必然会遇到的问题。如为解决进食问题，中国人设计出筷子而西方人设计了刀叉。
(2)由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。如为了解决汽车速度和空气阻力的问题，人们设计了流线型汽车。
(3)基于一定的目的由设计者自己主动发现，并试图解决。来源于你的主动积极发现，并试图解决它。
2.发现问题的途径和方法
(1)观察日常生活
日常生活是我们存在的背景和基础，它离人们最近，问题可能是人们偶然无意中注意到的，也可能是通过我们有目的、有计划的观察来加以发现。
(2)收集和分析信息
①文献法：对已有文献信息进行收集、分析的方法。
②问卷调查法：用问卷的方式进行实际调查，获取信息、发现问题的方法。
③询问法：以询问的方式收集和获取信息、发现问题的方法。询问法包括直接询问法、间接询问法；集体询问法、家庭走访询问法、个别询问法等。
(3)技术研究与技术试验
通过技术研究、技术试验，我们有可能从对已有技术问题的研究中发现与之相联系的问题，从已有的研究结论中发现新的问题，也有可能在技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新问题。
二、明确问题
1.明确问题的内容与价值
(1)问题是否明确
明确问题需从问题表述本身是否明确、问题产生的原因是否明确、提出问题的目的是否明确等方面考虑。
(2)问题的价值
判断一个问题是否有价值，必须从以下问题着手：
①所提出的问题是否遵循了基本的科学原理。
②迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决。
③在调查的范围内，该问题是否具有普遍意义，在更广的范围内，该问题是否具有意义？
④在多个问题同时发生时，该问题是否属于主要问题？
⑤现有的技术条件能否解决这个问题？技术发展以后呢？
⑥解决该问题所需要的投入是多少？投入与产出的比是否理想？
判断一个问题是否有价值的方法：
一是对问题进行主观分析；二是借助一些研究手段。如信息收集、调查分析等。
2.明确解决问题受到的限制及具体的设计任务
明确解决问题受到的限制主要是由两个方面决定的，一是设计对象的特点和问题解决的标准。不同的设计对象具有不同的特点，设计标准也有所不同，二是设计者的的技术能力与条件。主观条件是否具有解决问题需要的知识和技能。客观条件要消耗一定的人力、物力、财力以及时间等。
制定周密的设计计划对确保设计有目的、有计划地进行也有着重要的意义。
【例1】 如图所示是某同学设计的铅笔套，可以延长铅笔长度或拼接两支短铅笔。在设计时，该同学搜集了以下信息：①铅笔的横截面形状、大小；②能正常书写的笔杆长度；③笔芯的粗细；④新铅笔的长度。其中你认为有必要的是( )
A.①③ B.①②④
C.①② D.①②③④
解析 铅笔的横截面形状和大小直接关系到铅笔套的横截面形状和大小；设计的铅笔套需要多长应考虑正常书写的笔杆长度，而不用考虑新铅笔的长度；笔芯的粗细也和铅笔套的设计无关。
答案 C
[变式1] 在一次课上，伽利略与学生一起在做试验，看到水温升高后罐内水位就会上升，由此突然想到：“能不能利用热胀冷缩原理制造出体温计呢？”于是伽利略立刻奔向实验室投入到试验中。经过多次试验，终于成功研制可测量人体体温的体温表。伽利略在这一事件中发现问题的方法是 ( )
A.观察日常生活 B.收集和分析信息
C.科学研究和实验 D.理论猜想和科学数据
答案 C
【例2】 同学们看到了陈晓丽同学的儿童自行车设计方案，指出方案中链轮、链条裸露在外的设计违反了相关的技术规范。陈晓丽出现这样的设计失误，是因为( )
A.没有进行问卷调查
B.没有进行模型制作
C.没有进行技术试验
D.没有明确童车的设计要求
解析 本题考查产品设计分析的三个要素。本例中“人”是儿童，儿童的安全防范意识差，链轮、链条裸露在外，容易对儿童造成伤害。因此，设计者陈晓丽同学没有明确童车的设计要求。
答案 D
[变式2] 王强同学平时对小发明、小创造特别感兴趣，在不断的努力探索中，终于有了一件自己的小发明。可是在他申请发明专利时，才猛然发现相同的产品在市场上已经早有销售了。产生这样的问题的原因，可能是忽略了设计过程中的( )
A.发现和明确问题环节
B.制定设计方案环节
C.制作模型和原型环节
D.测试、评估和优化环节
答案 A
【例3】 李琳准备设计一盏适合高中生使用的台灯，在对台灯进行设计分析时，下列不需要考虑的是( )
A.灯泡的生产过程 B.底座的大小
C.灯罩的材料 D.支撑架的强度
解析 灯泡属于标准件，不需要考虑其生产过程。
答案 A
[变式3] 设计师在超市购物时，发现顾客不仅想知道商品的价格，还希望了解商品的生产日期、营养成分(是不是转基因产品)、是否是本地生产的等信息。但是查阅这些信息要花费很多时间，有时候还影响其他顾客购物。于是设计了这款特制的购物车，把手内置扫码器和LED多彩灯，对商品进行扫描后，通过显示颜色和亮灯数量，帮助消费者提高购物速度。该设计师发现问题的途径是( )
A.观察日常生活 B.技术试验
C.技术研究 D.收集和分析信息
答案 A
【例4】 在寒冷的冬天，人们往往紧闭门窗来保持室内的温度，小黄同学发现这种方式会使室内二氧化碳增多，空气质量下降，不利于人的健康。小黄同学为了解决这个问题，计划设计一个自动换气装置，受到了各种主客观条件的限制，以下不属于限制条件的是( )
A.设计与制作该装置的资金
B.小黄设计装置的能力
C.换气装置的技术要求
D.门窗的数量
解析 设计与制作装置的资金和小黄设计装置的能力属于设计者的技术能力和条件；换气装置的技术要求属于设计对象的特点和问题的解决的标准；门窗的数量和换气装置没有必然的联系。
答案 D
[变式4] 如图所示是充电器专用插座，其外形是个立方体，五个面可充电，在设计过程中，下列不属于该插座设计限制因素的是( )
A.插座的设计标准 B.充电器的体积大小
C.充电器的外壳色彩 D.插座的制造工艺
答案 C【易混易错】
解决问题受到的限制及具体内容
1.某设计师在就餐时发现普通托盘上的酒杯很容易被碰倒，于是设计了如图所示的卡口式酒杯托盘。该设计师发现问题的途径是( )
A.观察日常生活 B.技术试验
C.技术研究 D.收集和分析信息
解析 设计师通过就餐时的观察发现问题，即是观察日常生活发现问题。
答案 A
2.通用技术课上，王老师要求同学们设计并制作一盏学生用的台灯。王凯同学设计了如图所示的方案，下列对该设计的分析恰当的是( )
A.设计是一种创新，应该不受任何限制
B.该设计充分考虑到市场需求
C.设计时要强调多功能，功能越多越好
D.该设计反映王凯同学没有明确设计台灯的某些限制条件
解析 本题考查的是明确问题受到的限制。设计并不是随心所欲，要考虑设计的可行性。
答案 D
3.如图所示为某高中生想设计的一款防风雨棚，以下不属于其设计限制的是( )
A.对相关问题的知识储备
B.设计对象应达到的标准
C.使用地点的最大风力大小
D.发现问题的途径和方法
解析 本题中的设计限制应与风雨棚相关的知识信息及风雨棚的技术指标、风雨棚的使用环境等有关系，与发现问题途径无关。
答案 D
4.陈晨设计好产品之后，试图申请专利时，发现市场上已有类似的专利产品，造成这种情况的原因，下列分析较合理的是( )
A.在明确问题时，没有明确问题的内容
B.在明确问题时，没有明确解决问题受到的限制条件
C.在方案构思前，没有充分做好收集与分析信息
D.在设计分析时，没有从产品设计三要素深入分析
解析 在发现问题时，要做好相关信息的收集和处理工作，做到信息尽可能充分，否则劳而无功。
答案 C
5.如图所示为一款挂在阳台栏杆上的小桌，设计该产品时，下列因素不需要考虑的是( )
A.小桌的制作方法 B.小桌的尺寸
C.栏杆的制作方法 D.栏杆的尺寸
解析 本题主要考查的是发现问题，要学会收集与本设计相关的资料。
答案 C
6.小刘买了如图所示的一个竹躺椅，使用后有以下发现：①竹椅面的透气性非常好；②竹躺椅张开后，靠背的角度不能调节；③竹躺椅能够折叠收起；④人躺下时没地方架脚，不舒适；⑤人在竹躺椅上翻身时，竹躺椅会发出咯吱咯吱的响声。如果小刘要对竹躺椅进行改进，有价值的发现是( )
A.①④⑤ B.②③⑤
C.②④⑤ D.②③④
解析 ①③设计很合理。
答案 C
7.小明准备设计一个自供电发光鸟巢，他制定了一个设计计划，以下关于该计划的描述合理的是( )
A.小明需要先明确该设计的内容和价值
B.制定设计方案时需要先绘制设计加工图
C.方案确定后马上进行模型或原型的制作
D.制作完毕后，需要先设计一份产品说明书
答案 A
8.陆波是一名高二学生，平时酷爱骑车旅行。为了更好的服务自己，他想对自己的山地自行车(如图所示)进行改进。请回答以下问题：
(1)从功能方面考虑，你觉得他可以进行怎样的改进？
(2)陆波亲自动手完成这些方面改进的限制因素有哪些？
答案 (1)增加一个照明装置，晚上可照明；在车后面增加一个储物箱；在三脚架的斜杆上装一个水壶架；
(2)技术规范，设计者的知识与技能、成本等等。
1.某校学生统计了相关报道后发现，瓦斯爆炸对于矿井下作业的矿工来说是一个巨大的威胁。于是该同学准备设计一个瓦斯自动检测报警装置，在开始设计之前，需要进一步明确需要研究的问题。下列不需要明确的问题是( )
A.市场上是否已有该产品
B.矿工的知识水平
C.来自技术水平和资金等方面的限制
D.在科学原理上是否有实现该设计的可能
解析 学生通过统计相关报道后，发现瓦斯爆炸对井下作业的矿工是一个巨大的威胁，从而产生了设计新产品的动机，需要进一步明确要研究的问题，A、C、D三项显然应该在明确的范围内，故本题应选B。
答案 B
2.如图所示为某设计师设计的相片架。在方案构思之前，他在互联网上查找与相片架相关的资料。这种收集信息的方法是( )
A.文献法 B.询问法
C.问卷调查法 D.虚拟查找法
解析 在互联网上查找与相片架相关的信息，属于文献法。故选A。
答案 A
3.赛格威(如图所示)是具有自我平衡能力的运输载具。但自我平衡的实现却需要一个高造价的高精度陀螺仪，因此产品自投放市场以来销路一直不好。根据设计的一般过程评析，这是因为设计者在设计产品时疏忽了( )
A.明确问题的价值 B.技术试验环节
C.制作模型环节 D.发现问题环节
解析 本题中的赛格威造价高，销路不好，是因为设计中忽略了明确问题的价值所导致的。
答案 A
4.小明在准备设计一个下雨天能自动关闭窗户的装置，常态下窗户是打开的，下雨时能感测到雨点，能自动关闭窗户。小明在寻找相关资料时用到的方法不恰当的是( )
A.向专家咨询
B.查阅图书资料
C.问卷调查
D.买一个类似的装置进行研究
解析 有关雨天能自动控制窗户开、关的控制系统是专业领域的知识，专业性强，不能进行问卷调查，故选C。
答案 C
5.杨凯同学在学校浴室洗澡时，发现不开启冷水阀就可以打开热水阀，这样容易造成洗澡者烫伤。他有以下四种解决问题的设想，不合理的是( )
A.采用先打开冷水阀，然后才能打开热水阀的方法
B.热水阀上方安装一个水温显示器
C.设计自动调和成温水的阀门
D.减少水管出水量
答案 D
6.下列哪一个问题具有研究的价值( )
A.能否制造没有任何电磁辐射的手机
B.能否把水变成油
C.能否制造一种不用能源的手表
D.能否制造利用太阳能的汽车
解析 手机信号传输需利用电磁波，电磁波具有辐射，这是物理常识，A错；水变油不符合化学反应原理，B错；C错，违背了能量守恒原理。
答案 D
7.某设计师在厨房烧水时，发现锅中的水烧开沸腾时没有及时关火会导致水溢出到灶台上，存在一定的安全隐患。于是，某设计师设计了如图所示的沸腾浮标，把它放入锅中，水沸腾之后会发出鸣叫声作为提示。该设计师发现问题的途径是( )
A.观察日常生活 B.技术研究
C.技术试验 D.收集分析信息
答案 A
8.常见的双口与三口一体插座通常只能利用其中一个，另一个则因为插座的大小尺寸而不能使用，如图甲所示。有位工程师注意到这个问题，他设计的插座插孔有一个160°角的斜面，插头可成角度使用，在不增加方形尺寸的基础上提升使用率，如图乙所示。这位工程师发现问题的途径是( )
A.观察日常生活 B.收集信息
C.技术研究与技术试验 D.分析信息
答案 A
9.制定设计计划书要考虑许多问题，其中不是在设计计划书中该考虑的问题是( )
A.要解决的问题是否有价值
B.完整的各个项目
C.明确的内容及要求
D.时间上的合理安排
解析 要解决的问题是否有价值是在发现与明确问题阶段需要考虑的，制定计划书是在问题已经明确后才实施的，故选A。
答案 A
10.如图所示两款规格相同的合页，用于连接木门与门框，左图的合页安装时要在木门上开槽，用以嵌入合页的一侧，以便减小门框和门之间的缝隙，右图的合页则不需要开槽直接安装在木门上。比较两款合页，右图合页的优点是( )
A.制作时节约材料、使用时安装方便
B.制作时节约材料、使用时合页与门的连接更牢固
C.使用时安装方便、合页与门的连接更牢固
D.外形美观、合页与门的连接更牢固
答案 A
刘静同学就人们对杯子在材料、现状、色彩、价格方面的喜爱情况进行了问卷调查，选取了儿童、中学生、上班族、老人各20名作为调查对象，获得的统计数据如下表所示。请回答11～12题。
11.通过对上表的分析，刘静发现大部分人喜欢陶瓷材料、圆柱形状、淡雅色彩和中低档价格的杯子。刘静发现问题的途径是( )
A.观察生活
B.收集和分析信息
C.技术研究和技术试验
D.科学实验
答案 B
12.针对上表中的统计数据进行分析，下列说法不正确的是( )
A.老人比较喜欢陶瓷材料、圆柱形状、淡雅色彩和低档价格的杯子
B.上班族比较喜欢中、高档价格的杯子
C.儿童、中学生、老年人比较喜欢灰暗色彩的杯子
D.中学生、上班族比较喜欢方柱形状的杯子
答案 C
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