/通用技術(shù)草圖設(shè)計分析的策略澄潭中學(xué)俞璉[摘要]針對具體的設(shè)計題構(gòu)思一個好的方案,對學(xué)生來講是比較困難的,對老師來講也有一定的難度,特別是不容易把自己的構(gòu)思方案明確地表達給學(xué)生。講完設(shè)計題后,很多學(xué)生往往只知道設(shè)計題的構(gòu)思方案,而不知道如何進行構(gòu)思,遇到其他設(shè)計題就不會構(gòu)思了。針對學(xué)生存在的問題,我一直在探索如何提高學(xué)生的草圖設(shè)計分析能力,想在草圖教學(xué)中形成一定的模式,從而提高學(xué)生的作圖能力。在復(fù)習(xí)教學(xué)中,對設(shè)計題的草圖分析,我突然有所感悟,從而在教學(xué)中形成了一定的思路。[關(guān)鍵詞]草圖教學(xué)設(shè)計分析思路一 .問題的提出?！?0XX9月普通高等學(xué)校招生XX省統(tǒng)一考試》技術(shù)應(yīng)用題。如圖所示是一款扶手固定的手推平板車,車身材料是鋼板,扶手材料為Φ30mm的鋼管。為了減小收納空間,要求扶手可以翻倒,請設(shè)計扶手和車身之間的連接結(jié)構(gòu)。設(shè)計要求如下：

A．扶手能翻倒與車身折疊；

B．扶手豎起后可靠固定,能承受推力或拉力；

C．結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。請根據(jù)上述設(shè)計要求,完成以下任務(wù)：<1>畫出連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計草圖〔只需畫出一側(cè)的連接結(jié)構(gòu),必要時用文字說明；<2>在設(shè)計草圖上標注連接結(jié)構(gòu)的主要尺寸；<3>說明你的方案是如何實現(xiàn)讓扶手既能翻倒,豎起后又能可靠固定；<4>設(shè)計并制作完成后進行試驗,在車身上放置重物,手握扶手,推動或拉動車子。該試驗的主要目的是檢驗__▲_〔在①車身是否牢固；②扶手與車身折疊；③扶手豎起后是否可靠固定中選擇一項,將序號填寫在"__▲_"處。1.技術(shù)應(yīng)用題考查的知識點。這道技術(shù)應(yīng)用題主要考查以下幾個知識點?！?繪制設(shè)計草圖?！?尺寸標注?！?說明設(shè)計方案是如何達到設(shè)計要求的?！?技術(shù)試驗的目的。通過這道題目考查學(xué)生的技術(shù)設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、分析問題和解決問題的能力。2.學(xué)生存在的問題。由于學(xué)生缺乏知識儲備、生活經(jīng)歷。在日常的教學(xué)中,草圖設(shè)計對學(xué)生來說是一塊很難的知識點。很多學(xué)生做題時,往往不對題目進行分析就直接作圖,或者對題目的分析不夠透切。從設(shè)計結(jié)果來看,效果往往不是很理想,甚至很多設(shè)計都不能達到基本要求。3.在復(fù)習(xí)教學(xué)中,我的感悟。在復(fù)習(xí)教學(xué)中,我分析這道技術(shù)應(yīng)用題時,突然有所感悟：在草圖教學(xué)中,應(yīng)注重對設(shè)計要求的分析,著重設(shè)計思路的講解。在講解設(shè)計思路時不能一步到位,應(yīng)分步實現(xiàn)設(shè)計要求。在設(shè)計每一步設(shè)計要求的過程中,可以從生活中積極尋求解決方案,在設(shè)計的過程中有一定的切入點。在教學(xué)中,我積極啟發(fā)學(xué)生去尋找切入點,注重讓學(xué)生形成一套設(shè)計思路。二.解讀設(shè)計要求,明確設(shè)計思路。在對試卷分析教學(xué)中,針對學(xué)生作圖中存在的問題,引導(dǎo)學(xué)生再次明確題目：扶手和車身都是采用金屬材料,從圖中可知兩者之間是固定不動的。題目要求設(shè)計扶手和車身之間的連接結(jié)構(gòu),連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求如下：1.扶手能翻倒與車身折疊。2.扶手豎起后可靠固定,能承受推力或拉力。3.結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。從草圖設(shè)計的基本要求來看,最主要滿足第1點和第2點設(shè)計要求?，F(xiàn)在對第1點和第2點設(shè)計要求進行解讀,使學(xué)生對設(shè)計要求有一個基本認識?！惨唤庾x設(shè)計要求。1.第1點設(shè)計要求解讀。扶手處在豎直狀態(tài)能翻倒,與車身折疊。從這點設(shè)計要求來看,扶手在豎直狀態(tài)下與連接結(jié)構(gòu)之間能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動要求,則扶手與連接結(jié)構(gòu)之間可以采用鉸連接。2.第2點設(shè)計要求解讀。扶手豎起后可靠固定,能承受推力或拉力。從這點設(shè)計要求來看,扶手在豎直狀態(tài)下與連接結(jié)構(gòu)之間能實現(xiàn)固定要求。從設(shè)計要求的解讀中,我們可以發(fā)現(xiàn)這兩點設(shè)計要求是相互矛盾。在扶手處在豎直狀態(tài)下,第1點設(shè)計要求要求扶手與連接結(jié)構(gòu)之間能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動要求,第2點設(shè)計要求要求扶手與連接結(jié)構(gòu)之間能實現(xiàn)固定要求。一種設(shè)計無法同時滿足這兩點設(shè)計要求?！捕鞔_設(shè)計思路。既然沒辦法同時滿足這兩點設(shè)計要求,那么我們就換一種思路來考慮這個問題。進行設(shè)計分析時,先考慮滿足一點設(shè)計要求,然后在此基礎(chǔ)上對設(shè)計進行改動來滿足另一點設(shè)計要求。從而分步驟來實現(xiàn)設(shè)計要求。先實現(xiàn)哪點設(shè)計要求需要進行綜合分析,一般情況下,先實現(xiàn)"動"的設(shè)計要求,再實現(xiàn)"固定"的設(shè)計要求。在這個設(shè)計方案中,在扶手處在豎直狀態(tài)下,扶手與連接結(jié)構(gòu)之間先實現(xiàn)"轉(zhuǎn)動"要求,再實現(xiàn)"固定"要求。通過以上的設(shè)計分析,我們可以明確設(shè)計思路：首先,我們設(shè)計一個連接結(jié)構(gòu),使它和扶手之間能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動要求。其次,對連接結(jié)構(gòu)進行改進,使它和扶手之間能實現(xiàn)固定要求。三.設(shè)計方案的初步構(gòu)思。一般情況下,設(shè)計方案的構(gòu)思不能一步到位的。我們可降低設(shè)計方案的構(gòu)思要求,不追求設(shè)計的設(shè)計方案的完美,只要達到設(shè)計的基本要求即可。通過分步驟的方式來實現(xiàn)基本的設(shè)計要求,從而來降低構(gòu)思的難度?！惨环鍪峙c連接結(jié)構(gòu)實現(xiàn)"動"的構(gòu)思。綜合分析歷次高考、學(xué)考和會考中的設(shè)計題,構(gòu)件之間"動"主要有轉(zhuǎn)動和滑動兩個方面。比如這道設(shè)計題要求扶手和連接結(jié)構(gòu)之間能轉(zhuǎn)動。以此為契機,聯(lián)系生活中的案例,積極尋找構(gòu)思的切入點。1.從生活中發(fā)現(xiàn)案例,尋求解決問題的切入點。圍繞扶手和連接結(jié)構(gòu)之間能轉(zhuǎn)動這個切入點,積極尋找生活中構(gòu)件之間能轉(zhuǎn)動的物體。積極發(fā)現(xiàn)能轉(zhuǎn)動構(gòu)件的特點。構(gòu)件之間能轉(zhuǎn)動的物體在生活中是非常多的,比如剪刀、門等等。結(jié)合這道設(shè)計題,我只選了小刀、傘骨、鏡架三幅圖片。對這些圖片進行分析,我們可以發(fā)現(xiàn)它的一些特點。①轉(zhuǎn)動物體的構(gòu)件主要由三部分組成。以小刀為例,主要是由刀片、鉚釘和刀身三部分組成。為了在作圖中能表達清楚,我把三部分構(gòu)件稱為中間構(gòu)件、連接件和支架。結(jié)合這道設(shè)計題,扶手可作為中間構(gòu)件,需要設(shè)計的連接結(jié)構(gòu)可作為支架。②構(gòu)件之間能轉(zhuǎn)動,則需要對中間構(gòu)件和支架進行鉆孔。扶手和連接結(jié)構(gòu)之間能轉(zhuǎn)動,則要對扶手和連接結(jié)構(gòu)進行鉆孔。③連接件主要由鉚釘、螺栓和螺母組成的。④支架可采用u形形狀,連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計可參照支架進行設(shè)計。這些設(shè)計分析的結(jié)論可作為作圖的切入點。2.結(jié)合切入點,實現(xiàn)初步的構(gòu)思。從設(shè)計分析中,我們明確了設(shè)計方案由扶手〔中間構(gòu)件、連接件〔暫時選用螺栓螺母,作圖時不畫螺母和連接結(jié)構(gòu)〔支架組成的。結(jié)合設(shè)計分析的結(jié)論,我們開始作圖。首先對扶手進行鉆孔〔如圖1所示。采用螺栓作為連接件,并把螺栓穿過扶手〔如圖2所示。其次,對連接結(jié)構(gòu)進行構(gòu)思可參照支架進行構(gòu)思。結(jié)合設(shè)計分析,連接結(jié)構(gòu)可設(shè)計成u形形狀,并對其進行鉆孔<如圖3所示>。扶手和連接結(jié)構(gòu)用螺栓螺母連接〔如圖4所示。由圖4可知,扶手能圍繞連接結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)了第1點設(shè)計要求。3.明確連接結(jié)構(gòu)采用的材料。由于是車身和扶手是金屬材料,連接件采用螺栓螺母連接,因此,連接結(jié)構(gòu)也可采用金屬材料,與車身之間采用焊接〔如圖5所示。綜合以上的設(shè)計分析和構(gòu)思,我們已經(jīng)明確連接結(jié)構(gòu)可采用u形鋼板進行加工,分別對u形鋼板和扶手鉆孔,用螺栓螺母〔也可采用鉚釘連接。再把連接結(jié)構(gòu)焊在車身上,能實現(xiàn)扶手圍繞車身轉(zhuǎn)動,從而滿足了第1點設(shè)計要求?！捕鍪趾瓦B接結(jié)構(gòu)實現(xiàn)"固定"的構(gòu)思。在已滿足第1點設(shè)計要求的基礎(chǔ)上,對已構(gòu)思的連接結(jié)構(gòu)進行修改,思考如何改變連接結(jié)構(gòu)的形狀能使扶手和連接結(jié)構(gòu)之間能達到固定的設(shè)計要求。1.設(shè)計思路分析,尋求解決問題的突破點。在這里我把改變的構(gòu)件稱為固定構(gòu)件,結(jié)合這道設(shè)計題題意,它要求能翻倒的扶手豎起后能固定后,扶手又能翻倒。根據(jù)這個要求,連接結(jié)構(gòu)改變形狀后又能返回到原來的狀態(tài)。對固定構(gòu)件選擇和構(gòu)思有一定的幫助。設(shè)計分析的關(guān)鍵在于如何理解結(jié)構(gòu)形狀的改變和固定構(gòu)件之間的聯(lián)系。說的簡單一點,可以歸納為兩種情況。①裝上固定構(gòu)件,連接結(jié)構(gòu)實現(xiàn)固定要求,拆下固定構(gòu)件,連接結(jié)構(gòu)返回到原來狀態(tài),實現(xiàn)轉(zhuǎn)動的要求。②固定構(gòu)件與連接結(jié)構(gòu)連接,但固定構(gòu)件相對于連接結(jié)構(gòu)能"動"〔轉(zhuǎn)動或滑動。比如它們之間能滑動,固定構(gòu)件處在連接結(jié)構(gòu)的一端,滑到另一端,連接結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)固定要求,返回到原來這一端能返回到原來的狀態(tài),實現(xiàn)轉(zhuǎn)動的要求。固定構(gòu)件可以選擇連接件或者自己構(gòu)思形狀。以上兩點的設(shè)計分析,結(jié)合固定構(gòu)件的選擇,可以尋求解決問題。2.設(shè)計方案的構(gòu)思。結(jié)合第①點設(shè)計分析,固定構(gòu)件在選擇連接件的情況下,就得出一個設(shè)計思路：固定構(gòu)件選擇能經(jīng)常拆裝的連接件。結(jié)合平時的教學(xué),學(xué)生很容易會選擇元寶螺母和螺栓或元寶螺栓和螺母。在此基礎(chǔ)上,對原有的設(shè)計方案進行構(gòu)思。這也是解決問題的突破點。〔1設(shè)計方案1。在固定構(gòu)件采用螺栓<元寶螺栓>的情況下,螺栓要穿過孔,則要對連接結(jié)構(gòu)和扶手鉆孔〔如圖6,穿過螺栓,再用元寶螺母擰緊即能達到固定的要求〔如圖7、圖8。這個方案實現(xiàn)讓扶手既能翻倒,豎起后又能可靠固定設(shè)計要求。它的實現(xiàn)過程如下：扶手在固定狀態(tài)下,擰松元寶螺母,把螺栓拿下來,則扶手能翻倒,與車身折疊。再把扶手翻起來,使扶手處在豎直狀態(tài)下,使孔眼對齊,穿過螺栓,再擰緊元寶螺母即可固定?！?設(shè)計方案2.在設(shè)計方案1的基礎(chǔ)上進行拓展,引導(dǎo)學(xué)生進行構(gòu)思另外的方案。在扶手能圍繞連接結(jié)構(gòu)向前翻倒與車身折疊的前提下,對連接結(jié)構(gòu)進行改動,在連接結(jié)構(gòu)的后端頂部焊一塊長方形的金屬板。在扶手處在豎直狀態(tài)下,金屬板能擋住扶手,不會使扶手往后倒下去,但向前轉(zhuǎn)動時不會卡住扶手,在連接結(jié)構(gòu)的前端開2個長方形的凹槽〔如圖9。固定構(gòu)件采用U形卡扣〔如圖10,它能扣進凹槽中,能擋住扶手。在扶手處在豎直狀態(tài)下,使扶手不會向前倒下去,從而實現(xiàn)固定的要求〔如圖11。這個方案能實現(xiàn)讓扶手既能翻倒,豎起后又能可靠固定設(shè)計要求。它的實現(xiàn)過程如下：拿下卡扣,扶手能向前翻倒,與車身折疊。翻起扶手,使扶手處在豎直狀態(tài)下,放進卡扣即可固定。<三>總結(jié)設(shè)計分析的思路。設(shè)計方案1和設(shè)計方案2實現(xiàn)了基本的設(shè)計要求,下面總結(jié)設(shè)計分析和構(gòu)思過程。1.解讀設(shè)計要求,明確設(shè)計思路。注重點在于分步驟來實現(xiàn)設(shè)計要求,形成明確的設(shè)計思路。2.結(jié)合設(shè)計思路進行構(gòu)思。從生活中尋找案例進行構(gòu)思,關(guān)鍵在于對這些案例的設(shè)計分析,從而尋找構(gòu)思的切入點和突破點。3.采用草圖法構(gòu)思方案時,還可結(jié)合其他構(gòu)思方法進行構(gòu)思。4.不僅在構(gòu)思方案之前要對設(shè)計要求進行設(shè)計分析,而且在構(gòu)思過程中也要進行設(shè)計分析。四.轉(zhuǎn)換設(shè)計思路,尋求更好的設(shè)計方案。通過分析和構(gòu)思設(shè)計方案1和設(shè)計方案2,學(xué)生對這道設(shè)計題的分析過程和構(gòu)思思路有了一定的了解。在設(shè)計過程中,考慮扶手作為中間構(gòu)件,需要設(shè)計的連接結(jié)構(gòu)作為支架。我們可以轉(zhuǎn)換設(shè)計思路進行構(gòu)思：扶手作為支架,連接結(jié)構(gòu)作為中間構(gòu)件?！惨环鍪肿鳛橹Ъ艿臉?gòu)思。結(jié)合前面的構(gòu)思,學(xué)生很明確扶手作為支架的形狀。在教學(xué)過程中,為了向?qū)W生表達清楚自己的構(gòu)思方案,作圖時,可以講講它的一些加工工藝步驟。先對扶手進行劃線〔如圖12,再對它進行鋸割和鉆孔〔如圖13〔圖12〔圖13〔二連接結(jié)構(gòu)作為中間構(gòu)件的構(gòu)思。在明確扶手作為支架的形狀的前提下,結(jié)合設(shè)計方案1和設(shè)計方案2,積極引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)思連接結(jié)構(gòu)的形狀。當然,這也不能一步到位的,需要一邊構(gòu)思,一邊對它進行修改。如圖14,連接結(jié)構(gòu)與扶手可采用鉚釘〔或螺栓螺母連接,使扶手能圍繞連接結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動,但存在一個小問題：連接結(jié)構(gòu)與車身焊接時,焊接面積比較小,連接處的強度有待提高。為了提高與車身連接處的強度,可對連接結(jié)構(gòu)進行修改,加大其與車身連接處的接觸面積?？刹捎瞄L方體或圓柱體結(jié)構(gòu)〔如圖15、圖16,扶手與連接結(jié)構(gòu)之間采用松鉚連接〔如圖17、圖18。〔圖14〔圖15〔圖16〔圖17〔圖18如圖17、圖18,連接結(jié)構(gòu)焊接在車身上,扶手與連接結(jié)構(gòu)采用松鉚連接,它們之間能轉(zhuǎn)動,從而滿足了第1點設(shè)計要求。在此基礎(chǔ)上,如何改變結(jié)構(gòu)來滿足第2點設(shè)計要求是這個設(shè)計方案的難點。我們要積極構(gòu)思固定構(gòu)件能使扶手和連接結(jié)構(gòu)之間能實現(xiàn)固定的要求?！踩O(shè)計方案3?！矆D19〔圖20如圖19,連接結(jié)構(gòu)底部圓柱的直徑為30mm<與扶手的直徑一樣大小>,它與車身之間采用焊接,與扶手之間采用松鉚連接。內(nèi)徑為31mm的鋼管作為套管〔固定構(gòu)件。套管往上移動,扶手能翻倒,與車身折疊〔滿足第1點設(shè)計要求。翻起扶手使它處在豎直狀態(tài),套管往下移動,扶手與連接結(jié)構(gòu)之間能固定,扶手能承受推力和拉力〔滿足第2點設(shè)計要求。設(shè)計方案3結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,也滿足了第3點設(shè)計要求。為了便于轉(zhuǎn)動,對扶手和連接結(jié)構(gòu)進行修改〔如圖20。五.成效與反思?；仡檶@道設(shè)計題的教學(xué),單從作圖的角度考慮,設(shè)計方案3這種構(gòu)思一般很難想到,在教學(xué)中直接作圖也會有部分學(xué)生不理解。通過構(gòu)思設(shè)計方案1和設(shè)計方案2,學(xué)生相對容易理解了。在教學(xué)中,我總結(jié)了教學(xué)感悟