第一章第三节感受设计与技术的关系 课件-高中粤科版通用技技术必修-技术与设计1

第一章 技术及其巨大的作用 1.3 感受设计与技术的关系 仁寿中学朱祖德 通用技术必修技术与设计1 1.3感受设计与技术的关系 什么是技术？飞机、洗衣机是不是技术？ 第一架飞机是谁发明的？达·芬奇还是莱特兄弟？一个处于试验阶段，一个成功了设计世界上第一架飞机。什么导致该结果的出现？ 达芬奇设计飞行器.mp4 全球第一台洗衣机于1858年发明， 电动洗衣机于1906年问世。 同学们是否和老师一样迷惑： 第一台洗衣机为什么不设计成电动的？ 1858年手摇 1906年电动 CONTENTS 学习目标 发明和改进是技术的源泉 一 设计需要用到已用的技术 二 设计是技术发展的关键 三 1.3感受设计与技术的关系 1.3感受设计与技术的关系 一、发明和改进是技术的源泉 一、发明和改进是技术的源泉 20世纪新四大发明 高铁 移动支付 共享单车 网购 …… 指南针 造纸术 火药 活字印刷 中国的四大发明 原子能 半导体 计算机 激光器 21世纪四大发明 什么是发明（技术发明）？ （一）技术发明 技术发明是指创造自然界原来没有的事物。 一、发明和改进是技术的源泉 微波炉的偶然发明 微波炉的发明者斯本塞在启动的雷达设备上工作时，发现自己放在口袋里的巧克力软化了。他把一袋玉米粒放在波导喇叭口前，发现玉米粒就像放在火堆前一样，他猜测可能是微波使物体发热。第二天，他又将一个鸡蛋放在喇叭口前，结果鸡蛋受热突然爆炸，溅了他一身。这证实了他对微波能使物体发热的猜测。他把微波使物体发热应用到烹饪炉子的研制中，并经过进一步的设计与改造，获得了成功。从此，微波炉逐渐走入了千家万户。 偶然的发现，并经设计与改造后，微波炉诞生了。 一、发明和改进是技术的源泉 。 案例一：莱特兄弟设计出第一架飞机 莱特兄弟都十分热衷于飞行器研究，他们经常阅读、讨论有关飞行器的报道和文献。他们观察鸟的飞行姿势，把这种现象与空气动力学原理相联系，并应用到飞行器设计上。 他们设计建造了一个小型风洞实验室，通过试验发现使飞行器保持平衡的方法。他们以此制造了滑翔机，并通过多次滑翔飞行试验，获得了宝贵的数据。 1903年，莱特兄弟在取得了大量滑翔飞行经验之后，在滑翔机上安装发动机，并加装了螺旋桨，兄弟俩将其命名为“飞行者”号。他们不断改进设计：装配新型发动机，为驾驶员和乘客安装座位......经过多次改造试飞，使飞机具有实用效能，满足设计的需求。“飞行者”号也被认为是世界上的第一架飞机。 飞机的设计是有目的、计划的进行的。 一、发明和改进是技术的源泉 学生讨论： 1、飞机的发明是有目的、计划的设计； 2、微波炉的发明具有偶然性； 3、要设计发明成功，要以必要的技术作为支撑； 4、技术发明要通过设计来实现； 5、设计过程中不断改进提高 …… 技术发明一旦发明出来，比如洗衣机、电话等，我们是否可以躺在曾经的功劳簿上，一劳永逸，停滞不前？或者说直接躺平？ 答案是否定的。技术的发展需要不断的改进设计。 比较微波炉和飞机这两种技术发明有什么区别和联系 一、发明和改进是技术的源泉 汽车发动机“点火角”的调节和改进 能使发动机获得最佳动力性、经济性和最佳排放时的点火提前角称为最佳点火提前角(发动机都是在活塞运行至上止点之前开始点火)，点火提前角一般为6°~12°。通过设计，采用电子控制燃油喷射装置精确地控制燃油喷射及点火时间，不但可以使燃油燃烧更充分、发动机功率得到提高，而且还可以降低汽车尾气有害物质的含量。 技术的发展需要不断改进设计。 结论： （二）技术的发展需要不断改进设计 一、发明和改进是技术的源泉 汽车悬挂系统的改进 图(a)所示为汽车的两轮的非独立的悬挂系统，当一个车轮遇到路面颠簸时，另一个轮子也会受到影响; 图(b)所示为改进设计后的汽车的两轮独立悬挂系统，轿车的两个轮子不是简单地用一根整体的车轴与汽车连接，而是各自独立悬挂在汽车大梁上，并设有减震和缓冲系统。这样，当单个车轮遇到路面颠簸时，不会对其他车轮造成影响，以提高轿车的舒适性与平顺性。 图(a) 图(b) 结论： 技术的发展需要不断改进设计。 一、发明和改进是技术的源泉 ■技术发明是技术创新的主要部分，而创新是技术发展的核心。 ■为了使技术水平及其产生的效益达到新的高峰，需要不断地改进设计； 设计推动着技术不断进步和发展。 ■技术改进 对原有技术加以改造和提高。 ■对原有技术改造和提高，在实践中不断地发明、改进，才能产生新的技术，技术不断提高，生产力不断发展，人类社会不断进步。 1.3感受设计与技术的关系 同学们，你们有梦想吗？如何实现中国设计梦： 我的梦想就是：我要发明，我要设计！石器、青铜、铁工具……蒸汽机、发电、电动机……微波、电话、洗衣机，外加一个东风快递…… 同学们，对于设计，我一直有一个梦想： 1.3感受设计与技术的关系 二、设计需要用到已有的技术 序号 用途或功能 运用的知识及技术 综合运用说明 1 燃烧更完全，产生最大动力 不同燃料混入的空气量不同，点火时间不同等 2 研究各部件承重状态、传动方式等 不同汽车有不同要求 3 使用部件材料性能满足其功能要求 由于不同部位受力状态和温度不同，应采用不同材料 4 发动机点火、防盗、智能防撞、导航、娱乐及车载信息系统 提高汽车的动力性、安全性和信息化水平等 二、设计需要用到已有的技术 案例 汽车设计中综合运用的知识及技术 表1-7汽车设计中综合运用的知识及技术 汽车设计与制造技术需要用到燃烧学、机械学、力学和材料学等多门学科知识。因此，要真正掌握好技术设计，还必须掌握好相关的各门学科的知识。 燃烧学、动力学 机械学、力学 材料学 电子学、计算机技术 二、设计需要用到已有的技术 技术发明和技术活动往往需要多种知识和技术的综合运用，这种综合不是简单地组合，它是在不同情况、不同条件下对已有的技术和知识进行有机的综合运用。 随着现代社会的发展，除了要求从业人员掌握特定的知识和技能外，还要求其掌握相关的各门学科的知识和技术，并要求其有较强的创新能力、设计能力。不管是那种专业，要开展技术设计，都要了解它与其他专业的相关性，都离不开各种专业知识、技能及其综合应用。 1.3感受设计与技术的关系 技术发展的关键是什么？ 1.3感受设计与技术的关系 三、设计是技术发展的关键 三、设计是技术发展的关键 设计是指基于预定的设想和目标，遵从相关的原则和规范进行构思，并将其用某种形式（模型、图纸、图表、文本等）表达出来的活动。许多设计都是创新活动，但设计并不等同于创新，重复的设计(如重复设计另一座大厦)、侵犯他人版权的设计、落后的设计都不是创新活动。 设计可以分为：技术设计、艺术设计、工业设计、程序设计等 技术的根本目的是解决实际问题，而设计是取得解决问题方法的主要途径。 技术创新从来源来看可分为两大类，一类是来源于有计划、有步骤的设计（大多数），一类是来源于偶然的发现（青霉素、微波炉）。 三、设计是技术发展的关键 雅西高速公路“天梯高速路段”方案的设计: 雅西高速公路是连接雅安市和西昌市的高速公路，全长240km。由四川盆地边缘向横断山区爬升，跨越青衣江、大渡河、安宁河等水系和12条地震断裂带沿途的地质灾害众多。整条高速路线穿梭在崇山峻岭之间，山峦重叠、地势险恶，公路每向前延伸1km，平均海拔就上升7.5m，因此，雅西高速又有了“天梯高速”的别称。 三、设计是技术发展的关键 雅西高速公路“天梯高速路段”方案的设计: 一、设计的条件和困难 1.石棉县至菩萨岗段。石棉位于拖乌山脚，海拔仅640m，而菩萨岗海拔高达3200m，短短46km相对高差达2600m，其纵坡堪称世界之最。按照公路设计规范，高速公路的纵坡不能超过3%，40km里最多能爬升1200m，按照常规，爬升相对高差达2600m的纵坡，这几乎是不可能完成的任务。 2.该路段有三个山头，山的一侧(前进方向的左侧)表面是地质不良地段及自然保护区，不能修建高速公路。 3.在海拔2300m高度 铁寨子1号隧道口出门海拔2220m处，三个山头的半经各自都有600m左右。 三、设计是技术发展的关键 雅西高速公路“天梯高速路段”方案的设计: 二、方案的设计和选择 1.在该路段采用直线拉升到足够高度的方案。 2.全部在山的前进方向山头表面的右侧，采用之字形爬升公路的设计方案。 3.全部采用公路绕山头表面转大圈的设计方案。 4.采用在山的前进方向第一个山头表面的右侧转大圆圈爬升，另一个半圆从山中挖爬升弧形隧道出来，构成第一个螺旋，再在第三个山头，用同样方法设计，构成第二个螺旋，形成双螺旋隧道高速公路。这样既达到爬升高度、坡度要求，又达到汽车在高这条件下对道路转弯半径的要求。 三、设计是技术发展的关键 雅西高速公路“天梯高速路段”方案的设计: 二、方案的设计和选择 三、设计是技术发展的关键 设计是技术的关键，主要体现在设计过程中的科学性、完整性、严谨性，以及设计成后该技术的先进性、创新性和所起的巨大作用。 (1)从被设计的对象(事物)外部关系的整体要求来设计。即从功能、性能指标、耐用、安全、外观、环境适应性、可持续发展(环保)等多种角度进行设计，使其达到最优化。 (2)从被设计的对象(事物)内部关系来设计。即从它们的结构、系统、流程、控制等方面的矛盾，协调、制约进行设计，使其能完全达到对外部关系整体的各种要求。 三、设计是技术发展的关键 设计是技术的关键，设计是技术的关键，主要体现在设计过程中的科学性、完整性、严谨性，以及设计成后该技术的先进性、创新性和所起的巨大作用。 (3)从设计的过程来分析。设计过程应遵守规定的流程、规范、原则、方法、标准并符合相关法律规范，确保被设计的对象(事物)达到最优。 (4)从技术革新、创新、推动技术进步的角度来分析。要求设计者具有创新精神能力和方法，来超越老旧技术，创造新的技术、解决新的技术难题;要求设计者能将新原理、新知识、新材料、新器件和其他新技术综合应用到设计中，使产生的技术达到新高度，推动技术向前发展。 课堂小结： 一、发明和改进是技术的源泉 二、设计需要用到已用的技术 三、设计是技术发展的关键 1.3感受设计与技术的关系 课堂练习 1. 下列选项中，属于技术发明的是（ ）。 A. 人们制造出圆盘锯、带锯、钢丝锯等，以满足各种不同锯割的需要 B. 某技师采用新的钻头刃口形状，提高了钻孔效率 C. 鲁班被边缘有齿的茅草割破了手，由此受到启发，造出了锯子 D. 为了满足不同消费者的需求，工厂生产出了不同款式的手机 C 课堂练习 课堂练习 课堂练习 2.袁隆平院士被称为中国的“杂交水稻之父”，他研究的“超级稻”使中国率先在世界上实现亩产高达1317斤，比原来每亩高出1000多斤，对解决中国乃至全世界的粮食问题具有重大的意义，这一案例表明（ ） A．杂交水稻技术丰富了社会文化的内容 B．人类可以依靠技术战胜自然 C．杂交水稻技术促进了农业生产的发展 D．杂交水稻技术可以解放人 3.（课后作业）上网查阅我国处于世界前列的“高温磁悬浮高铁”技术的研究进展情况案例说明设计是技术发展的关键。 C 谢谢大家！ $