安徽省高中通用技术《1.2 技术发明与技术革新》教案.doc

安徽省高中通用技术1.2 技术发明与技术革新教案教学目标：1、知识与技能目标：了解技术发明与技术革新的涵义；知识产权保护制度；2、方法与过程目标：经历技术的发展的历程，体验技术创新的技术发展是一个漫长而曲折的历程，提高学生的创新精神。学会举一反三，通过案例来获得知识并将其应用在分析其他例子中；3、情感与价值观目标：培养知识产权保护意识。教学重难点：重点：让学生通过对具体例子的分析和总结，从而理解“技术的发展需要发明和革新”这一基本原理，从而加深对创新重要性的认识。技术发明与技术革新的涵义。难点：发明与革新的区别与联系。教学知识点： 1.发明与革新创新性； 2.知识产权专利性。教学方法、手段：情境教学法、讨论法、讲授法；制作多媒体课件教学过程：一、导入 技术的发展就是新技术取代旧技术。而新技术取代旧技术的过程离不开技术发明与技术革新。第二节 技术发明与技术革新二、新课（一）创新是技术发展的核心所在，也是技术对人类富有挑战意义的内在原因。每一项技术的问世都是创新的成果，闪烁着创新的光芒。技术的发展需要创新。那么什么是创新呢？创新其实是包括两方面的内容，一种是创造发明自然界原来没有的事物，即发明；另一种是对原有的技术加以改造和提高，即革新。两种创新的结果都是用新的技术来取代已经陈旧和落后的技术。 技术具有创新性，技术的发展史告诉我们，只有通过发明、革新，才能使技术有较大的飞跃，乃至产生革命性的变革。中国与世界的技术发展史实际上就是一部创新史。下面我们以课本中“洗衣机技术的进步”来体会“技术的发展需要发明和革新”。在案例中，大家要注意体会在一项技术的发展中，有着什么样的规律。【案例】 洗衣机的历史从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，而在洗衣机出现以前，对于许多人而言，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩打这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是：辛苦劳累。 1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战有人发明了木制手摇洗衣机。发明者是美国人比尔布莱克斯。布莱克斯的洗衣机构造极为简单，是在木筒里装上6块叶片，用手柄和齿轮传动，使衣服在筒内翻转，从而达到“净衣”的目的。这套装置的问世，让那些为提高生活效率而冥思苦想的人士大受启发，洗衣机的改进过程开始大大加快。 1880年，美国又出现了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力。 之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。到1911年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。 电动洗衣机几经完善，在1922年迎来一种崭新的洗衣方式“搅拌式”。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制成功。这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼，电动机带动立轴，进行周期性的正反摆动，使衣物和水流不断翻滚，相互摩擦，以此涤荡污垢。搅拌式洗衣机结构科学合理，受到人们的普遍欢迎。不过10年之后，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。这意味着电动洗衣机的型式跃上一个新台阶，朝自动化又前进了一大步！ 直至今日，滚筒式洗衣机在欧美国家仍得到广泛应用。 随着工业化的加速，世界各国也加快了洗衣机研制的步伐。首先由英国研制并推出了一种喷流式洗衣机，它是靠筒体一侧的运转波轮产生的强烈涡流，使衣物和洗涤液一起在筒内不断翻滚，洗净衣物。1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。至此，波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机生产领域三分天下的局面初步形成。 20世纪60年代以后，洗衣机在一些发达国家的消费市场开始形成系列，家庭普及率迅速上升。此间洗衣机在日本的发展备受瞩目。60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机”。70年代，生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机横空出世，让人耳目一新。到80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便，功能更完备，洗衣程序更随人意，外观造型更为时尚进入90年代，由于电机调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。此后，随着电机驱动技术的发展与提高，日本生产出了电机直接驱动式洗衣机，省去了齿轮传动和变速机构，引发了洗衣机驱动方式的巨大革命。通过这个例子，大家是否发现，“技术的本质在于创新，同时技术也在不断创新的过程中发展自己”这个规律。下面，有没有同学对计算机技术的发展史有了解的，我们请他来介绍下计算机的发展历史。【案例】 集成电路的发明对计算机技术的促进作用第一代电子管计算机 (1945-1956) 1946年2月15日，标志现代计算机诞生的eniac(electronic numerical integrator and computer)在费城公诸于世。eniac代表了计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新接线编程，还拥有并行计算能力。eniac由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发，使用了18000个电子管，70000个电阻器，有5百万个焊接点，耗电160千瓦，其运算速度为每秒5000次。 第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度也慢。另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存数据 . 第二代晶体管计算机 (1956-1963) 1948年，晶体管发明代替了体积庞大电子管，电子设备的体积不断减小。1956年，晶体管在计算机中使用，晶体管和磁芯存储器导致了第二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。1960年，出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。第二代计算机用晶体管代替电子管，还有现代计算机的一些部件:打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。计算机中存储的程序使得计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。在这一时期出现了更高级的cobol和fortran等语言，使计算机编程更容易。新的职业(程序员、分析员和计算机系统专家)和整个软件产业由此诞生。 第三代中小规模集成电路计算机 (1964-1971) 1958年德州仪器的工程师jack kilby发明了集成电路(ic)，将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。更多的元件集成到单一的半导体芯片上，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。 第四代大规模集成电路计算机 (1971-现在) 大规模集成电路 (lsi) 可以在一个芯片上容纳几百个元件。到了 80 年代，超大规模集成电路 (vlsi) 在芯片上容纳了几十万个元件，后来的 (ulsi) 将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。 70 年代中期，计算机制造商开始将计算机带给普通消费者，这时的小型机带有友好界面的软件包，供非专业人员使用的程序和最受欢迎的字处理和电子表格程序。 1981 年， ibm 推出个人计算机 (pc) 用于家庭、办公室和学校。 80 年代个人计算机的竞争使得价格不断下跌，微机的拥有量不断增加，计算机继续缩小体积。与 ibm pc 竞争的 apple macintosh 系列于 1984 年推出， macintosh 提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。由各项技术发展史，我们可以看出，今天普遍使用的技术都是经历着：从无到有发明，然后经历了不断改造，创新的过程革新。所以说发明和革新是技术的源泉。二、技术创新的保护制度知识产权我们上面说过，技术的进步源自创新。每一项技术创新都经历着发明革新者的努力和奋斗才获得。科学技术的发明创造智力劳动成果，有其实用价值，也是一种商品，应该有偿交换。为了鼓励创新和依法保护发明革新者的利益，国家建立了知识产权保护制度。下面，我们一起来学习什么是知识产权？什么是知识产权制度？知识产权包括哪些内容？知识产权是指对智力劳动成果所享有的占有使用、处理和收益的权利，时一种无形的产权，是从事智力创造性活动，取得成果后依法享有的权力。知识产权制度是智力成果所有人在一定的期限内依法对其智力成果享有独占权，并受到保护的法律制度。没有权利人的许可，任何人都不得擅自使用其智力成果。广义的知识产权包括：著作权、邻接权、商标权、商号权、商业秘密权、产地标记权、专利权、植物新品种权、集成电路布图设计权、计算机程序著作权等。侠义的知识产权包括：著作权、专利权、商标权。我们有了知识产权保护法，就能够保护智力劳动者的创新劳动成果，加速科技成果转化为现实生产力，促进社会主义精神文明和物质文明建设，保护发明创造专利权，鼓励发明创造和推广应用。1、电话发明者不是贝尔？资料：1、在当今社会，电话已经成为人们生活中不可缺少的一员，那么，是谁发明了世界上第一部电话呢？也许很多人会说，当然是著名的贝尔！中学课本上早就明明白白地写着了。但这段历史很有可能将被更正。日前，英国科学博物馆首次解密的一些文件显示，世界的“电话之父”应该是德国一名理科教师，而不是人们一直以来公认的贝尔！2003年据英国每日电讯报12月1日报道，英国伦敦科学博物馆馆长利夫恩日前表示，几周前，他意外地在博物馆内发现了一批一直秘密保存的文件，结果爆出了一个非常令人震惊的事实：世界上第一部电话的发明者应该是德国人菲利普赖斯。利夫恩透露说，这些首次被公开的文件是1947年的，其中详细记载了当时英国进行的一系列电话试验。那些试验明确证明：德国教师赖斯1863年所设计、发明的电话机完全可以工作，这比贝尔1876年发明电话整整早了13年，所以他才是真正的世界“电话之父”。在这些秘密文件里，英国标准电话电缆公司（stc）的工程师表示，经过试验，他们发现赖斯用木头、香肠薄膜和金属片等原料做成的电话机完全可以传送信息，尽管信号微弱、效率相对比较低，但是在电话里的声音很清晰。因此，可以断定，赖斯当年的那个简单装置就是世界上最早的电话机。2、2002年美国国会上周通过一项决议，指定从意大利移民到美国的安东尼奥梅乌奇才是电话的发明者，号称“电话之父”的贝尔是一个“无耻的窃贼”。决议中讲述了一个凄惨的故事。梅乌奇1808年出生在意大利，曾学习设计和机械工程，1850年移居到美国并加入了美国国籍。他在研究电击疗法时，发现声音可以通过铜丝传导，这一发现令他兴奋不已。由于妻子瘫痪在床，梅乌奇想出一个简单的“通讯系统”，把妻子的房间和他在隔壁的实验室连接起来，以便随时有个照应。1860年，梅乌奇将他的“能够讲话的通信器”公开演示。但是，不会英语的梅乌奇融不进美国主流社会，得不到应有的认可。更不幸的是，他在一次乘坐蒸汽船时被严重烧伤，穷困潦倒的他无法把实验继续下去。同时，他付不起250美元的永久专利注册费。两年后，曾和梅乌奇在一个实验室工作的贝尔申请了电话永久专利权，并获得当时大名鼎鼎的西联电报公司一笔巨额合同。梅乌奇愤而提起上诉，当时最高法院同意以欺诈罪指控贝尔，但就在胜利的曙光就要显现时，他却于1889年带着遗憾离开了人世。美国国会的新决议一经公布立刻引起多方强烈反应，意大利裔美国人纷纷欢呼这一迟来了一个多世纪的“公正判决”。加拿大方面则指责美国国会为了政治目的篡改历史。为了给美国一点颜色瞧瞧，加拿大众议院效仿美国国会于6月21日正式通过决议，重申贝尔是电话的发明者。3、汤姆逊与mp3专利纠纷为了鼓励创新，促进社会的发展，依法保护发明和革新者的利益，国家建立了知识产权保护制度：赋予发明人一定期限、一定程度的相对权利。三、专利的申请与保护专利及其作用一、专利是专利权的简称，是知识产权的重要组成部分，是国家按专利法授予申请人在一定时问内对其发明成果所享有的独占、使用和处分的权利。它是一种财产权，受国家法律保护。在市场竞争日趋激烈的今天，获得和保护专利是极其重要的。专利的作用是保护一种思想、发明或革新的经济利益。在没有向发明者支付经济补偿的情况下，专利禁止他人在法定期限内抄袭其过程和最终产品。技术思想时常需要通过获取专利得到保护。因此，每个公民都应树立正确的技术道德观，学会保护技术成果。专利具有三个特性：独占性专利受法律保护，任何人都不得侵犯。时间性发明成果只在专利保护期限内受法律保护，期限届满或专利权中途丧失，任何人都可无偿使用。地域性一项发明在哪个国家获得专利，就在哪个国家受到法律保护。专利的种类有三种：发明专利指技术含量高，花费创造性劳动多的新产品及其制造方法、使用方法。保护期限20年。外观设计专利指涉及产品形状、图案、色彩及其结台的、富有美感且适于工业上应用的新设计。保护期限10年。实用新型专利指对产品构造、形状的技术改进。保护期限10年。申请专利可以保护自己的发明成果，防止科研成果流失，有利于成果转化为生产力，促进经济发展；申请专利好比“跑马圈地”，可以独占现有市场，抢占潜在市场，也可以通过转计专利技术、专利入股等方式，获得相应的经济效益。案例1：我国对乙二醇，聚乙烯醇和丙烯腈三个引进项目中，其列入39个外国专利，支付专利使用费高达750万美元和718万人民币，但据确查乙二醇生产中的22个专利，在签合同时已有7个专利超过了专利有限期，而我们还在高价支付专利费。案例2：日本松下电子部等几家公司，对上海无线电某厂转让的十个专利中，有六个是属于未经批准的专利申请，而我们却当正式专利来支付费用。专利的申请方法 先申请原则在我国，审批专利采用先申请原则，即两个以上的申请人向专利局提出同样的专利申请，专利权授予最先申请专利的个人或单位。同时，由于申请专利的技术须具有新颖性，因以发明人有了技术成果之后，应首先申请专利，再发表论文，以免因过早公开技术而丧失申请专利的机会。 申请专利的途径申请专利有两条途径：一是直接到国家知识产权局申请或通过挂号邮寄申请文件方式申请；二是到专利事务所委托专利代理人代办专利申请。采用第二种方式，专利申请质量较高，可以避兔因申请文件撰写质量问题而延误专利审查和授权。 专利申请文件请求书成果名称、发明人或设计人姓名、申请人、单位名称及地址等（图l-19）。说明书成果名称、所属技术领域、技术背景、目的、内容、优点、附图、实现它的最佳方式。权利要求书要求法律保护的内容和范围。说明书摘要说明书的浓缩，一般不超200字。说明书附图有则用，无硬性要求。摘要附图限一幅。 专利申请步骤提交申请阶段受理阶段初审阶段发明专利申请公布阶段发明专利申请实质审查阶段授权阶段。案例扩展：案例1：z为农药生产技术人员，在某农药厂聘任期间，发明了一种新农药。因该厂厂长w不了解专利法规定，同意由z作为申请人申请了专利。后来，z离开某农药厂自行开厂，不仅对某农药厂的产品销路造成影响，而且，z某随时都有可能以拥有的发明专利权制止生产上述专利产品。厂长w经咨询有关法律部门，才了解到上述新农药的专利申请不应由z作为申请人申请，于是请求专利管理机关处理。该案经调解结案。在调解协议中体现出，根据法律规定和认定的事实，某农药厂应为上述新农药的专利申请人，z为该专利申请的发明人；双方约定，在上述专利申请获得授权以后，某农药厂按中华人民共和国专利法规定向z兑现奖金和酬金。点评：中华人民共和国专利法第六条、中华人民共和国专利法实施细则第十一条分别就职务发明的情形进行了规定，如果企业负责人在产品开发和专利申请时能够按照法律规定处理，就可以避免这类纠纷的发生。当然，对于职务发明，企业还应当在专利授权后、专利实施或转让中获得利润后，按照中华人民共和国专利法以及中华人民共和国专利法实施细则第七十四、七十五、七十六、七十七条的规定向发明人兑现奖金和酬金。专利申请日是专利申请中一个重要的日子，它不仅仅