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通用技术学科学考知识点大全复习精减版
必修(一)
第一章 技术及其巨大的作用
1.技术的定义
技术:从 人类需求 出发,秉持一定的 价值理念 ,运用各种 物质及装置 、 工艺方法 、 知识技能与经验 ,实现一定 使用价值 的 创造性实践活动 。
2.技术的起源和发展
(1) 取火用火 满足了人类取暖、照明、烹饪的需求,是人类发展史上的里程碑,在人类的演化史上起了重要作用。
(2)技术最早源于人类寻找食物、制作衣物、与野兽搏斗等 生存的基本需求 。
(3)人类的 需求 推动了技术的 发展 。
(4)技术发展史: 石器 时代、 青铜 时代、 铁器 时代、 蒸汽机 时代、 电气 时代、 信息 时代。
(5)技术的每一次 发明和创新 都促进技术的发展,在技术发展的过程中,都有一些 代表人物、重大发明事件 及里程碑式的重要进展。
3.技术的作用
(1)技术不断地推动着 社会的发展 和 人类的进步 。
(2)技术的重大突破都会引起 社会的深刻变革 ,推动 人类文明的发展 。
(3)技术极大地改善了我们的生活,是 社会发展 的 主要动力 之一。
4.技术的性质
(1)技术具有目的性:技术是人类 有目的 、 有意识 的实践活动产生的结果,人们有目的地应用某项技术去解决 特定的问题 。每一项技术都具有 目的性 。
(2)技术具有实践性:技术 来源于实践 , 应用于实践 ,并在实践中不断 得到改进 。
(3)技术具有综合性:①每一门技术都可以看成由 多学科的知识综合 而成。②技术的形式是由 多种多样的要素综合 而成。
(4)技术具有创新性:技术的创新性是衡量一项技术价值的 重要指标 。一个国家技术创新能力的强弱,已经与 综合国力 、 民族竞争力 紧密联系在一起。
(5)技术具有相关性:技术是一项由众多因素构成的复杂系统,系统内部结构及其各要素之间存在着相关性,一项技术的发展和应用需要 其他技术的支持 ,一项技术的发展可以 带动其他相关技术 的发展。
(6)技术具有价值性:技术促进人类的进步、社会的发展,具有 天然的价值性 。技术的应用可以产生 社会效益 ,也可以产生 经济效益 。
(7)技术的应用具有两面性:技术本身并没有 好坏之分 ,但是在使用中 产生了正面或负面的作用 。降低技术在使用过程中产生的负面影响,要通过技术本身的不断 发展和完善 来实现,更有赖于 技术拥有者 和 技术使用者 素养的全面提高。
5.技术与科学的区别
(1)技术上的重大突破往往倚重于科学上的重大发现。
(2)人类科学活动的本质是 发现客观对象的真理性 ,它解决“是什么”“为什么”的问题,让我们学会 认识世界 。
(3)人类技术活动的本质是 发明和创造满足人们需要的物质 ,解决“做什么”“用什么做”“怎样做”的问题,让我们学会 改造世界 。
(4)技术来源于 实践经验的总结 和 科学原理的指导 。
(5)科学 认识 世界、技术 改造 世界;科学主要产出 理论 ,技术主要产出 实物 。
6.技术与人的关系
(1) 人类的需求 推动技术的产生和发展。
(2)技术的巨大作用和影响改变了人们的 生产方式、工作方式 ;改变了人们的 学习内容和方法 ;改变了人们的 生活方式和习惯 。
7.技术与社会的关系
随着社会的发展, 发明和创新 推动着技术的发展,而技术也不断地推动着社会的发展和人类的进步。
8.技术与自然的关系
(1)技术使人们能够更加深入地 认识自然 。
(2)技术使人们能按照自己的需要和愿望 对大自然进行利用 。
(3)技术发展还帮助人们 保护自然 。
9.设计与技术的关系
(1) 技术发明 是指创造自然界原来没有的事物。
(2)设计是技术的关键,在技术发明和技术创新中起着重要的作用。 设计 推动着技术不断进步和发展。
(3)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,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。
(4)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、文字文本等)表达出来的活动。
(5)技术的根本目的是解决实际问题,而设计正是产生解决问题方法的主要途径。
(6)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,以及设计完成后该技术的先进性、创新性和所起的巨大作用。
第二章 技术设计的基础
1.设计的创造性思维和工程思维
(1)创造性思维:
① 发散 思维:大脑在思维时呈现发散状态的思维模式。
② 逆向 思维:摆脱常规思维羁绊的一种创造性思维方式。
③ 联想 思维:人的表象记忆系统中由于某种诱因使不同表象发生联系的一种思维活动。
(2) 工程思维 :以系统分析,比较权衡为核心的筹划性思维。
2.技术设计的原则
(1)技术设计的一般原则:
· 科学性 原则:设计必须遵从科学原理,否则是不会成功的。
· 创新性 原则:在技术设计中我们需要遵循创新性的原则。
· 安全性 原则:必须严格遵循安全性的原则,设计出来的产品在使用时必须是安全的。
· 实用性 原则。
· 经济性 原则:经济性原则通常可用“性能价格比”(简称性价比)来描述。
· 可靠性和耐用性 原则:要求设计的产品在规定的使用寿命内能适应规定的条件和环境,可靠地工作,不发生故障,功能、性能指标不低于使用说明书规定的要求。
· 标准化 原则:提高产品性能的有效手段、提高设计效率。
· 工程心理学和生理学 原则:在考虑美观、舒适、使用方便的同时,考虑使用者和产品之间的协调关系,突出了以人为本的设计理念。
· 时效性 原则:产品的设计必须遵循时效性原则,按照设计任务书,在规定的时间内完成,要避免出现产品设计出来便过时的情况发生。
· 最优化 原则:技术设计需要运用工程思维,对各种设计因素进行分析、比较和权衡,努力做到最合理。
· 法律、道徳规范 原则:开展技术设计,一定要遵守国家的法律、法规,不违背伦理道德。
· 可持续发展 原则:在技术设计中,必须坚持可持续发展原则,多从节约能源、生态优先、绿色环保的角度去考虑设计问题。
(2)各原则之间的相互关系。在设计原则冲突时,我们应该将 法律、道德规范原则 和 可持续发展原则 置于优先的地位。
3.技术设计的一般过程和方法
(1)技术设计的一般过程(参见教材必修1,P54页)
(2)技术设计的方法
·设计草图的绘画
①徒手绘画草图要求:画线要稳,图线要清晰;目测尺寸要准,各部分比例匀称;绘图速度要快;标注尺寸无误,字体工整。②用绘图软件绘制草图。
·设计方案的构思
① 黑箱 法:把一个不清楚内部结构的系统当作黑箱,通过观测外部输入黑箱的信息和黑箱输出的信息的变化关系,来探索黑箱的内部构造和机理。
② 列举 法:与设计的参考对象作比较,列举其优点,在新方案中保留;列举其缺点,以便避免;列举其不足(或不同)之处,以便做必要的补充。
③ 移植借鉴 法。
④ 筛选 法:将功能元的解尽可能地按层次罗列出来,然后进行排列组合,对排列组合的结果逐个分析、审查,淘汰不适合的,经过不断筛选,剩下两三种方案再按方案设计的步骤继续设计。
·设计的分析
①设计的需求分析:功能需求、非功能需求、设计约束。
②设计的功能分析:包括产品功能原理的分析、实现的方法和途径、方案的评价和决策等。
·设计中的人机关系
人与机器设备及所使用的一切物品之间,包括使用时与所在的环境之间的关系称为人机关系。
4.设计和交流中的技术语言
①技术语言的种类及其作用
·技术设计交流的内容包括设计项目名称、设计的目的、解决的关键技术问题、依据的标准规范、达到的功能和主要技术指标,以及零件图、装配图、装备调试工艺等。
·技术设计交流中主要运用的技术语言,包括口头语言、文本语言、 技术符号 、 技术图纸 、 图样 、图表、模型、网页和计算机演示等。
②三视图
·投影面与投影线垂直的投影叫作 正投影 ,用正投影所得的物体投影叫作 视图 。
·正投影特性包括 真实性 , 积聚性 , 收缩性 。
·主视图和俯视图都反映了物体的长度,而且 长对正 。
·主视图和左视图都反映了物体的高度,而且 高平齐 。
·俯视图和左视图都反映了物体的宽度,而且 宽相等 。
③效果图
·效果图是设计师将设计方案表现出来的重要方法。效果图能更直观、形象地表现产品的样式、材质和外观效果。
④机械制图的识读
名称
基本线型
线宽
一般应用
粗实线
d
可见轮廓线
细实线
d/2
尺寸线 、 尺寸界线 、剖面线、指引线、零件成形前的弯折线、螺纹牙底线、齿根线、辅助线等
细点画线
d/2
轴线 、 对称中心线 、孔系分布的中心线等
细虚线
d/2
不可见轮廓线 、不可见棱边线
粗虚线
d
允许表面处理的表示线
·图形中的尽寸数据以 真实大小 为依据,与缩放比例无关。
·图形中的尺寸单位一般为 mm ,不需在图形中标明。
·标注圆的直径、半径的尺寸线须通过 圆心 。
·直径 φ 、半径 R 、球直径Sφ、球半径SR等。半圆或不足半圆的圆弧要标注半径。
⑥装配图
·装配图是表达机器或部件的图样,主要表达其 工作原理及装配 关系。
·装配图应包括:一组视图、尺寸、技术要求、序号及明细表和标题栏。
⑦电路图的识读
·要识读电路图,首先是要熟悉 电器、电子元器件 的符号。
第三章 制订我的设计方案
(一)发现与明确设计问题
1.设计问题的来源
·第一种是 人类生存 遇到必须解决的问题。
·第二种是 用户指定 的设计问题。
·第三种是需要 设计者主动 地寻找和发现的问题。
· 日常生活 是设计问题的重要来源。
·人们 对美好生活的向往 ,是技术设计的源泉,也是技术设计的动力。
2.收集和整理信息
【信息的收集】收集与设计问题相关的信息可以通过实地调查、访问有关人员、借助媒体(广播、电视、报刊)及互联网、查阅图书资料、向专家咨询等方式进行。
(1)要 全面 :收集的信息要尽量齐全,不但要收集直接信息,而且还要收集间接信息,以防有用信息的丢失。
(2)要 真实准确 :收集的信息可靠性要高,力求准确无误。学会辨别信息的真伪,排除虚假和误导性信息干扰,以免影响设计的顺利进行。
【信息的整理】收集的原始信息,通常是碎片化的、零散的,甚至还可能混杂有虚假、有害的信息,所以在利用这些信息前必须进行整理,筛选出对设计有用的信息。
(1)信息整理的常见方式
· 分类整理 :把收集到的信息按性质和内容分类归纳整理。
· 去伪存真 :把收集到的信息进行鉴别处理,区分信息的真伪和可靠性。
· 把握重点 :对信息进行筛选处理,按重要性排序。
· 生成信息 :进一步对信息进行分析与综合,抽象概括为所需要的信息。
(2)信息整理的常用方法
· 分类法 ——按信息的某一要素归纳整理。
· 比较法 ——对同类信息进行对比分析。
· 核对法 ——对可能有用的信息进行调查、收集、佐证、审核查对等。
· 评估法 ——请专家学者对信息的价值和可靠性进行评估。
· 分析法 ——对信息内容的可靠性、合理性,以及产生的效果因素、价值因素和构成因素进行逻辑分析和判断,评价信息的可靠性和合理性。
3.设计问题的明确
(1)明确设计的价值
·计划开展的设计是否是 市场 或 用户 需要的,是否能满足用户对产品功能、性能、质量和数量的要求。
·计划开展的设计的 社会效益 和 生态效益 如何。
·计划开展的设计是否具有 创新性 ,是否具有技术推广的价值。
·计划开展的设计 成本情况 如何,投入和产出比如何。不符合成本效益原则的设计一般不宜设计。
(2)明确设计的技术要求
·设计的 技术标准 。
·设计的 主要技术难点 。
·要考虑设计委托人或者产品使用者的 设计要求 。
(3)明确设计的限制
·设计的限制是指设计产品的活动受到 时间、成本、环境 等约束。
(4)明确设计的能力和条件
· 个人或团队 的设计能力。
·设计需要的 材料、设备和技术 。
·其他设计的条件。
(二)挑选合适的材料
1.挑选合适的材料
·金属材料:常用于设计 耐磨 、 耐高温 、受较大冲击力的产品或零件。
·非金属材料:常用于制作 精度不高 的产品外壳或零件。
·复合材料:在市政建设、环保工程、汽车及飞机制造等方面有广泛应用。
·新型材料:在 多个领域 有较快的发展和应用,如信息材料、能源材料、生物材料、纳米材料、超导材料、新型建筑材料、生态环保材料、军工新材料等领域。
材料的选择要坚持 生态优先 、 绿色环保 的理念,遵循 可持续发展 的原则,应尽可能选取可再生的和资源储藏量丰富的材料。
2.标准件与元器件
·标准件:标准件是指 按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的、具有通用性的零件 。使用标准件,可以 减少设计工作量 , 提高设计效率 。
·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 的需要,单独设计和生产这种零部件,称之为元器件。
我们在选择材料时既要满足设计要求,又要考虑 成本预算 、 加工难度 等因素。尽可能选用元器件和标准件,避免选用加工困难和需要专门加工设备的材料,从而节约成本,提高设计和制作效率。
(三)技术试验
1.技术实验及其作用
· 技术试验 是解决技术问题的重要方法。
·技术试验:从 技术 的角度对 材料 、 元器件(构件) 及 产品 进行测试和检验。
·技术试验所得到的性能、数据、曲线、图表等 信息资料 ,是开展技术设计及进行设计优化的 重要依据 ;
·技术试验是进行技术革新、技术发明、科学研究的 重要途径 ,是 揭露问题 的关键手段。
·在技术设计中对一些需要通过技术试验验证的设计不进行技术试验,以及做技术试验马虎、不严谨都会产生 严重的后果 。
2.技术试验的种类
·按 专业 分:如按物理专业可分为力学试验、电学试验、光学试验等,也可以按化学、生物等不同的专业领域来划分技术试验的种类;
·按 行业 分:可分为工业试验、医药试验、武器试验、农业试验等;
·按 试验目的 分:可分为功能、性能试验,优化、老化试验,环境适应性试验,破坏性试验等;
·按 试验对象 分:可分为材料试验、结构试验、元件试验、整机试验等;
·按 试验阶段 分:可分为小试、中试、应用(用户)试验等。
3.技术试验的方法、步骤和试验报告
(1)技术试验的方法。技术试验有 实物试验 、 对比试验 、 模拟(模型)试验 、 计算机仿真试验 等试验方法。
(2)技术试验的步骤。技术试验的过程一般可分为 准备阶段 、 实施阶段 和 结果处理阶段 。
(3)技术试验报告的撰写。进行技术试验后要撰写试验报告,试验报告一般包含以下内容:试验名称、试验目的、试验原理、试验设备和材料、试验方法和步骤、试验结果和分析、试验总结。
(四)技术设计方案
1.设计的构思
·设计的根本出发点是要满足使用者、使用环境的需求。因此, 产品 、 使用者 、 使用环境 成为设计中要重点分析的因素。
·产品与使用者、使用环境构成了 人机关系 。在处理人机关系时,要坚持 以人为本 的设计思想;要树立产品设计的整体观,运用工程思维进行系统分析、比较和权衡,努力使设计做到最优;要充分考虑产品对 环境和生态 的影响,体现生态优先、绿色发展的理念,要努力体现设计的文化性和艺术性,大力弘扬社会主义核心价值观和中华传统美德。
2.设计方案的制订
(1)设计说明书。设计说明书是预先对设计项目进行全面构思、统筹规划之后编制的。设计说明书由封面(内容有单位名称、产品名称、设计人签字、设计日期、单位负责人签字)、产品外观总图(效果图)、目录、设计说明书正文等几部分构成。
(2)设计图纸。设计图纸一般需要设计产品总图和详图。产品总图是制作详图的依据,详图则是产品总图的细化和补充。如果是结构复杂的产品,可以有多个总图或分图,分别对应各个主要部件。产品详图一般为零件的三视图、结构图,构件的平立面布置图、断面图,产品安装图等。
(3)成本估算。方案设计的成本估算文件包括成本估算编制说明、成本估算表及用材量估算表。成本估算编制说明应包括编制依据及其他必须说明的问题等内容。成本估算表编制内容可参照国家和本地区有关产品设计概算、预算文件。用材量估算是指产品生产过程中主要材料的消耗总量。
3.方案的比较、权衡和决策
·方案的比较:将各方案的产品性能、技术指标、特点、外形尺寸、造价等要素列表,逐一分析、比较。
·方案的权衡:在比较的基础上,从整体上衡量各方案的优劣。
·方案的决策:根据时间、成本、环境影响、实现的难易等要素综合考虑,经过比较和权衡,选出一个最佳方案。
4.方案的改进与拓展
·选定设计方案后就进入产品制作、试用和使用阶段,在此过程中仍然可以对方案进行改进。
·产品的设计,通常都是从低级到高级,从单一功能拓展到多功能逐步发展起来的。
第四章 实现方案和评价设计
(一)工艺
1.认识工艺
·劳动者利用 各类生产工具 对各种 原材料 、 半成品 进行 加工 或 处理 ,最终使之成为 成品 的方法与过程称作工艺。
·加工的目的就是要改变材料的 形状 、 大小 、 外观 或 性质 ,以符合产品所需要的设计要求。
工艺是 生产力的重要因素 ,也是 企业的核心技术 。具有工艺专长的人是劳动者中的佼佼者,是企业的宝贵财富。
2.常见的工艺与工具的使用
·切削加工:了解常见的切削工具。手钢锯、台虎钳、钳工锉、电钻、机床、钻床、木锯、裁纸刀、木工锉、刨子、机工机床、电锯;注意:工件应尽量在虎钳钳口的中部,必须夹紧后的工件才能稳固可靠。
常见划线工具:直尺、角尺、木工铅笔、划针、划规、样冲等。一般步骤为:划出基准、划尺寸线、划轮廓线、冲眼。
手钢锯,安装时要将锯齿向前方,不能装反。从远离自己的一端起锯,起锯时压力要小,往返行程短,速度要慢。
·成型加工:冲压、浇铸、注塑。
·装配:常见的装配工艺:粘接、榫接、电焊、螺钉接合、铆接、螺栓接合。冲压、浇铸、注塑。
·表面涂饰:常见的表面涂饰:上漆、贴塑料皮、喷涂油漆、镀层、陶瓷上釉。
(二)原型与模型的制作
1.原型与模型
原型通常是 第一个能全面反映产品的功能和性能的物体 ,广泛应用于新产品的开发。
·原型通常在产品生产之前制作,与产品大小相同、使用功能一致。有时原型就是最终产品。原型可用于检测和试验,从而对设计方案的实现效果进行评估。
·模型是根据实物、设计图纸,按比例制成的 与实物相似 的一种物体。
2.制作过程
制作准备、零件加工、产品装配、表面涂饰。
(三)测试与优化
1.测试的内容
·确认测试对象能够达到的技术指标,其特征是要通过测试数据评价产品水平,以指导设计方案的优化或定型。
·不同的产品有不同的测试内容,一般新产品都会进行 功能测试 、 性能测试 、 安全测试 、 产品适用性测试 和 寿命测试 等。
2.测试的方法
· 静态测试 :是指人工评审设计文档,借以发现其中的错误。
· 动态测试 :让被测试产品有控制地运行,并从多种角度观察运行时的情况,以发现其中的错误。
3.测试的步骤
①根据设计要求制定测试内容,包括产品功能和指标。②制订测试的方法,准备好各项测试需要使用的工具、仪器设备。③实施测试,并记录结果。
进入市场的产品必须按照一定的标准来测试,有些产品还需要进行专业认证测试。专业认证测试需要满足一定的测试标准和规范,要求在专门的测试场地(国家认证实验室)用精确的测试仪器测试。
4.改进与优化
·产品的设计不可能是绝对完美的,在 设计的过程中需要对设计不断优化 ,在制作过程中也提倡有新的发现、新的创意、新的改动,尤其是对产品的测试中发现的问题要及时改进。
·已生产和进入市场的产品,也需要 与时俱进地进行改进设计 。
·产品的改进设计是基于现有产品基础上的整体优化和局部改进设计,目的是使产品更趋完善,更能满足使用者的需求、提高产品的性价比,满足绿色环保的要求等。产品的改进性设计,最重要的是要了解用户对原有产品的意见、期望和建议。
(四)设计的交流与评价
1.设计的交流
·设计交流是保证设计成功不可缺少的步骤。无论是方案的构思、材料的选择、设计的优化和权衡,还是作品的制作、测试,设计交流都发挥了重要作用。
2.设计的评价。技术设计需要遵循 设计的原则 ;许多技术都有相应的 技术标准 ;技术设计都有具体的 设计目标 、 设计计划 ;评价的方式可以采用 小组内自评 、展览会展示等形式。
3.评价报告
·评价报告具有 严肃性 、 真实性 和 正确性 。
4.产生的说明及保养(无内容)
·产品的生产者必须为用户提供产品的使用说明——产品说明书或用户手册。一定要实事求是,不夸大产品作用和性能,更不能删减或隐瞒可能产生的副作用和不良影响。不能使用含糊不清、模棱两可等有歧义的文字语言。
5.保护创新设计
· 发明专利 。指对产品、方法或者改进所提出的新的技术方案。发明专利申请实行早期公开、延迟审查制度,保护期限为 20年 ,自申请日起算。
· 实用新型专利 。指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适用于实用的新的技术方案。实用新型专利申请实行初步审查制度,保护期限为 10年 ,自申请日起算。
· 外观设计专利 。指对产品的形状、图案、色彩等所做出的富有美感并适用于工业上应用的新设计。外观设计专利实行初步审查制度,保护期限为 15年 ,自申请日起算。
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