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第三节设计是技术的关键 1 一 技术创新的重要途径 设计 技术是人类改造大自然的工具和方法 技术的根本目的是解决实际问题 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的构想和规划 最后用某种形式表达出来的活动 设计的目的是产生解决问题的方法的主要途径 1 什么是技术 目的是什么 2 什么是设计 目的是什么 2 一 技术创新的重要途径 设计 技术的目的是要解决问题 如 汽车技术产生解决了人们的交通工具问题 汽车这样交通工具如何制造出来的 设计是产生解决问题的方法的主要途径 3 设计的种类 技术设计 艺术设计 工业设计 程序设计 教学设计等 一 技术创新的重要途径 设计 4 艺术设计侧重于色彩 造型 线条 审美 欣赏 感觉 视觉效果 音响效果 更强调感觉的需要 如雕像的设计 装饰钟的设计 人民英雄纪念碑浮雕 5 工业设计侧重于外观 概念 平面 如汽车 手机的设计 6 技术设计侧重于功能 结构 材料 程序 工艺 实用 寿命 舒适 等 围绕技术的目的而展开 如电饭煲的设计 候车亭的设计 本书讨论的主要是技术设计 简称设计 7 技术创新从来源上可分为两类 一是来源于有计划 有步骤的设计 如航天技术 莱特兄弟设计出第一架飞机等 二是来源于偶然的发现 如抗生素药物的发现 锯子的发明等 一 技术创新的重要途径 设计 8 青霉素 苏格兰科学家亚历山大 弗莱明原来从事流感研究工作 1928年9月的下午 弗莱明像往常一样来到了实验室 在他的实验室里培养了一些葡萄球菌 一种引起传染性皮肤病和脓肿的常见细菌 一次非常偶然的机会 由于疏忽而忘记为一个盛有葡萄球菌的培植盘子盖上盖子 结果他发现盘子中生长出的青色霉菌将周围的葡萄球菌全部杀死 后来 弗莱明还曾风趣地说 这一发现要归功于他的粗心大意 9 冰棒 1 冰棒 1905年 11岁的弗兰克 易普森 FrankEpperson 把他的苏打制作模具落在外面放了一整夜 第二天 他用来搅拌水和调味剂的小棍被冻了在溶液里面 第一根冰棍就这样诞生了 大约20年以后 已经长大成人的易普森才把制作冰棒申请成为了专利 10 微波炉 1945年 雷神公司的一位工程师在操作一个军用雷达系统中的磁电管设备时 发现自己口袋里的糖果居然融化掉了 发明家帕西 斯宾塞 PercySpencer 在意识到是辐射把工程师的糖果烤化后 他制造出了第一台微波炉 那时候这台机器足有5英尺 1 524米 多高 11 橡皮泥 橡皮泥在成为深受儿童喜爱的玩具以前 它的最初设计目的是作为清洁产品 它第一次进入市场的形象是作为肮脏壁纸的清洁物 这一发现拯救了即将破产的KutolProducts公司 这并不是因为它的清洁效果有多么好 而是因为小学生们开始用它制作圣诞装饰物 该公司去掉橡皮泥里的清洁剂成分 加入颜料和好闻的气味 使它成为世界上最受欢迎的一种玩具 这一改变让这个濒临破产的公司取得了巨大成功 有时候在别人没注意到你以前 你并不清楚自己到底有多聪明 12 糖精 糖精是一种很古老的甜味剂 有这么一种说法 说糖精的发现是一个饭前不洗手的科学家发现的 传说斯坦丁 法赫伯格在实验室摆弄煤焦油忙碌了一天 疲倦的他没有洗手就回到家去厨房吃晚餐卷 拿在手上的晚餐卷尝起来比平时甜很多 于是他问妻子缘由 他妻子自然不知道就是这家伙脏兮兮的双手沾上的 就是以后成为人造甜味剂的糖精 13 莱特兄弟设计出第一架飞机 14 世界航空先驱 美国飞机发明家 兄W 莱特 1867 1912 弟O 莱特 1871 1948 自幼对飞行怀有浓厚兴趣 1896年德国李林塔尔失事牺牲 莱特兄弟深受感动 决心研制动力飞行器 莱特兄弟在李林塔尔研究的基础上 坚持一切经过试验的科学态度 1901年制作了200多个不同形状的机翼模型在不同角度下进行上千次的风洞试验 又用展弦比不同的机翼测量升力 发现展弦比越大 产生的升力也越大 莱特兄弟重视从理论和实践两个方面解决飞机的稳定操纵问题 所制造的滑翔机进行了近千次滑翔飞行 最后完全达到了稳定操纵要求 在稳定操纵的滑翔机上安装一台自制的8 8千瓦 12马力 功率的内燃机 带动两副二叶推进式螺旋桨 采用升降舵在前 方向舵在后的布局 翼剖面呈弧形 翼展13 2米 滑橇式着陆装置 驾驶员俯卧操纵 飞机命名为飞行者1号 1903年12月17日 飞行者1号在基蒂霍克试飞成功 其中最长飞行距离为260米 空中时间59秒 这是公认的最早空中持续动力飞行 莱特兄弟作为航空先驱受到人们的崇敬 曾获得多种荣誉和奖励 人们在基蒂霍克试飞成功的地方建有莱特兄弟的纪念碑 15 飞机的发明成功与莱特兄弟的精心设计密不可分 设计不是一次就完成的 一项发明的设计过程往往是通过多次的改进来完成 由此可见 精巧的设计 可大大地推动技术发明和技术革新 使技术水平及其产生的效益达到新的高峰 设计是技术的关键 16 二 设计需要不断改进 以汽车的功能与性能的改进为例来说明 创造性的设计不断推动着技术的进步 改变着我们的生活 17 1903年 福特A型车 1885年 第一辆汽车 1949年 美国福特V8型小客车 1925年 阿尔法 罗密欧敞篷车 汽车的变迁 18 1952年 美国别克小客车 福特T型车 大众 甲壳虫 19 雪铁龙C Cactus概念车 iMIEVSport概念车 20 汽车的发展 21 ABS Anti lockBrakeSystem 防锁死刹车系统 ABS系统大幅度提升刹车稳定性同时缩短刹车所需距离 汽车的发展 22 GPS导航仪 汽车的发展 23 未来的汽车可能是怎样的 未来汽车可以无人驾驶不用汽油 燃料被环保材料代替 像飞机一样在天空快速穿梭 还可以在海里游泳 观赏海底世界 有电脑 有电冰箱 有电话 还有自动按摩器和游戏机 可以变成一间小屋子 屋子里面还有厨房 人们可以在车里过夜 汽车的发展 24 未来汽车设计欣赏 25 自行车的发展 26 改进设计安装方向舵安装脚踏板安装实心橡胶轮胎安装传动系统安装刹车系统安装充气轮胎应用无缝钢管应用折叠设计安装变速系统 作用增加安全性减少自行车体积 方便携带增强自行车的环境适应性提高行驶速度改变行驶方向改进自行车的避震功能双脚离开地面减轻自行车重量使骑行更省力 27 28 29 三 设计需要多种知识 技术发明和技术活动往往需要多种知识的综合运用 这种综合不是简单的组合 它可能是在不同情况 不同条件下有机地综合运用 30 三 设计需要多种知识 汽车 流体力学 燃烧学和热力学 机械学和力学 材料学 电工学 美学 人类工程心理学 电子学 31 椅子 稳固 花纹 舒适 木质 粘合 外观 试一试 美学 工程心理学 力学 化学 材料学 美学 32 设计自行车活动选择材料颜色搭配车身结构座位设计传动系统表面喷涂 应用的知识美学化学力学材料学物理学人体工程学 33 四 技术与设计的关系 补充 1 技术的发展离不开设计 例 电动剃须刀电动剃须刀发明之初体积很大 携带不方便 于是 有人设计出一种小巧 便携式的电动剃须刀 这一设计推动了电机微型化技术的发展 设计是技术发展的重要驱动力 34 案例 环保餐具的设计 一次性餐具 很难降解 设计是技术成果转化的桥梁和纽带 技术的发展离不开设计 35 案例 手机的发展 第一代模拟蜂窝手机 大哥大 出现于70年代末 80年代初 传输的是模拟信号 体积大 提只提供话音业务 没有数据业务 功能单一 第三代手机 3G手机 多媒体手机 出现于90年代中后期 提供话音 数据及多媒体等多种业务 具有高数据传输率 功能强大 第二代数字蜂窝手机 出现于80年代末 90年代初 传输的是数字信号 体积小 提供话音及简简单数据业务 功能相对增多 MOTO3200 技术的发展离不开设计 NOKIA8310 36 模拟手机 缺点 体积大 功能单一 外观难看 缺点 传输速率低 不支持多媒体业务 优点 体积小巧 支持数据业务 短一一一一一一一一信 游戏 彩铃 手机报等 优点 传输速率高 支持多媒体业务 手机电视 手机在线听音乐 手机在线看电影等 设计促进技术的革新 技术的发展离不开设计 37 再看看达 芬奇的飞行器 为什么当时没有出现而现在出现了呢 技术更新对设计产生重要影响 2 技术更新对设计产生重要影响 案例 达 芬奇的飞行器 技术是设计的的平台 没有技术作基础 设计将难以表现和实现 先进的技术可以使人们的设计得以实现 38 案例 灯具 如果还是用火照明 能设计这样的路灯吗 技术更新为设计提供了广阔的发展空间 技术更新对设计产生重要影响 39 新技术 新材料 新工艺的出现丰富着人们的设计思维 计算机 扫描仪 打印机等技术的出现改变了设计的程序和方法 技术进步还促进人们设计思维和手段的发展 技术更新对设计产生重要影响 40 技术与设计的关系 一 设计是技术发展的基础设计是推动技术发展的重要驱动力设计是技术成果转化的桥梁和纽带设计促进技术更新二 技术发展为设计创新提供了条件设计的实现以技术为基础技术更新扩大设计思维空间技术进步促进设计手段发展 动脑筋 你能用几句话总结技术与设计的关系吗 41 技术设计 运用一定的科学知识和实践经验 根据预定的目标和环境限制条件 在头脑中进行想象 构思和分析 并运用各种途径 方法手段表现出拟定中的新技术 新产品 新工艺方案的实施过程和结果 42 1 技术常常可以解决人类所遇到的问题 给人类提供了很大的帮助 而有的时候技术又会给人类带来一定的危害 下边所列出来的技术对人类危害现象中 不是危害地球自然环境的是 A水土流失B噪声污染C酸雨现象D胎儿鉴定2 技术对人的解放作用表现为人依靠技术解放或延长了自己的手 脚 等身体器官 拓展了劳动空间 提高了劳动效率 下列技术的发展解放了人的体力的是 AB超技术B摄像技术C电视技术D蒸汽技术 课堂练习 D D 43 3 下列选项当中 属于技术活动的是 A 广义相对论B 牛顿第一定律C 阿基米德原理D 蒸汽机的发明4 下列活动是科学活动的是 A 蒸汽机的发明B B超技术C 万有引力的发现D 摄像技术的发明5 如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展 到2050年全球温度将上升2 4摄氏度 南北极地冰山将大幅度融化 导致海平面大大上升 一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中 其中包括几个著名的国际大城市 纽约 上海 东京和悉尼 造成上述现象的罪魁祸首是 A温室效应B臭氧空洞C酸雨D核辐射 D C A 课堂练习 44 6 20世纪中叶 美国施乐公司发明的复印机掀起了一场划时代的办公室革命 公司为阻止某些公司的加入 先后为其研发的复印机申请了500多项专利 这说明了技术的 A 目的性B 创新性C 综合性D 专利性7 显示器是电视机的核心部件 普通电视机常用的是阴极射线管 它经历了从球面显像管 柱面显像管 平面直角显像管到纯平显像管等革新过程 说明了技术的 A 目的性B 创新性C 综合性D 两面性 D B 课堂练习 45 8 专利的申请和获得要经过以下几个阶段 1 初审2 授权3 提交申请4 实质审查5 公布6 受理 正确的顺序是 A 1 2 3 4 5 6 B 3 6 1 4 2 5 C 3 6 1 5 4 2 D 4 6 2 1 3 5 课堂练习 C 9 2005年2月16日 旨在减少全球温室气体排放的 京都议定书 在全球正式生效 这里的温室气体是指 ASO2BN2CCODCO2 D 46 10 为了减缓大气中的温室气体含量的增加 以下建议可行的是 A大量植树造林 禁止滥坎乱伐B禁止使用煤 石油 天然气等化石燃料C更多地利用核能 太阳能 风能和地热等D大量焚烧农作物秸秆 以便做肥料 A 47 11 早在100多年前恩格斯就警告人类 不要过分陶醉于人类对自然界的胜利 人类每一次对自然界的胜利都必然要受到大自然的报复 你对这句话的理解是 A 技术具有目的性B 技术具有两面性C 有了技术人类可以陶醉自然D 技术的未来在于人类对自然界的胜利12 自从人类发