高二通用技术 《通用技术-技术与设计2》问题及部分习题

专心 爱心 用心1 技术与设计技术与设计 2 2 教材问题及部分习题参考答案教材问题及部分习题参考答案 第一单元第一单元 结构与设计结构与设计 第一节第一节 常见结构的认识常见结构的认识 1 本节重要概念 结构 构件 实体结构 框架结构 壳体结构 2 教材第 2 页中的几幅图生动 形象地说明结构广泛存在于自然界中 3 教材第 3 页 案例分析 中的三个实例 均说明自然界动物 植物中存在的各种各 样的结构可以用来为人类服务 人类可以从中获取感悟而解决某些技术问题 实现一些发 明创造 4 教材第 3 页 马上行动 受自然界事物结构的启发而产生的产品有船桨 鱼鳍 人工冷光 萤火虫 风筝 鹰 锯 蝗螂臂或锯齿草 车轮 随风旋转的飞蓬草 潜水艇 海豚 声呐 蝙蝠 潜水用的脚蹼 鸭子 潜水艇的流线型设计 鱼类 等 本栏目的设置目的 是让学生内化 自然界结构对技术领域的启发 要养成对日常生活细心观察的意识和创 新意识 知道解决技术问题不仅需要正确的方法 更要有持久的恒心和毅力 5 无论是自然界的结构现象的举例 还是技术领域中的结构现象的举例 教材都注重 了知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观的统一 6 教材第 4 页 阅读 1907 年的魁北克大桥坍塌 被列为 20 世纪十大技术失误之一 这里用反面例子来说明合理结构的重要性 给人以心灵的震撼 引起人们对结构的重 视 阅读 为选学内容 7 教材第 4 页 马上行动 自然界 地球的结构 金刚石的结构 树的结构 技术领域 汽车的结构 自行车的结构 2008 年北京奥运会主体育场 鸟巢 的结 构 社会领域 教育管理系统的结构 家庭的结构 企业的管理结构 8 从力学角度理解结构是一个难点 建议教师查阅有关结构力学和理论力学书籍 研 究结构构件的受力以及基本受力形式 应注意结构概念不能只局限于建筑结构的理解上 9 教材第 5 页的插图 形象地说明了构件的受力形式 10 教材第 5 页 马上行动 11 教材第 6 页 案例分析 这里侧重分析简易桥梁桥面的静态受力 12 教材第 6 页 马上行动 吊兰的支撑架承受吊兰的拉力 桥墩承受来自桥面 桥上负载的压力 两端被托住的 专心 爱心 用心2 梁受到支撑力等 13 教材第 7 页 探究 图中 石磨的推杆中间用绳子吊起来 一是保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的 平面上运动 改变了人推磨时的用力方向 只需前推与后拉 使推磨更轻松 二是防止推 杆弯曲变形 可以承载一些推杆的重力 14 教材第 7 页 小试验 试验 3 纸张弯曲跨度小 抗压能力大 建造拱桥时 需要考虑拱桥的跨度和弯曲程 度 跨度越小抗压能力越大 但是桥面的倾斜度也越大 不利于通行 由于材料本身的强 度不同 瓦楞状纸的抗压能力更大 本试验比较直观地让人感受不同形状的纸张能承受不同大小的力 但不属于严格意义 上的而比较试验 因为三种纸板跨度不同 形状也不同 在这种情况下是不能进行比较的 而比较试验的一个前提是 改变一个变量 其他条件不变 这样才能得出 变量 是否 在起作用的结论 而且在纸板变形的过程中 它的内力也在变化 有预应力的产生 这 也是一种条件的改变 15 教材第 7 页 3 结构的类型 中国大百科全书 中国大百科全书出版社 2002 年 4 月第 1 版 认为 从几何 角度进行分类 结构可分为杆和薄壁杆结构 板壳结构 实体结构等三类 本书中的框 架结构即指这里的 杆系结构 基于框架结构的提法比较通俗易懂 因此采用此说法 本书中的壳体结构同板壳结构 要求学生能指出这三种结构的不同应用场合 能对生活中常见的简单结构的实例进行 归类 16 教材第 9 页 小试验 本试验是对壳体结构能承受较大压力的有力证明 当石板的重力通过木板 瓶盖传递 到鸡蛋上时 被均匀地分散到了蛋壳的表面上 这正是壳体结构能承受更大的压力的原因 教师也可以根据本试验的原理 引导学生设计类似的其他试验 得出相同的结论 17 教材第 9 页 思考 壳体结构具有十分良好的承载性能 能以很小的厚度承受相当大的荷载 外力作用于 壳体结构时 外力分布在整个表面 并利用壳体结构几何形状 曲面 的合理性 以材料 直接受压来代替弯曲内力 大大减小了弯矩 从而充分发挥材料的潜力 当石板的重力通 过木板 瓶盖传递到鸡蛋上时 被均匀地分散到了蛋壳的表面上 所以鸡蛋可以承受较大 的压力 乌龟的外壳属于壳体结构 它能承受较大的压力 保护身体不受损害 18 教材第 9 页 案例分析 生活中 许多物体的结构是很复杂的 为了分析问题的方便 往往忽略一些不重要的 细节 抓住主要因素 分析其基本的受力情况 本案例中提到的建筑物结构 自行车结构 都是如此 教师还可以列举其他物体的结构对此加以说明 19 教材第 10 页 马上行动 栅栏 框架结构 圆形陶瓷装饰品 壳体结构 冰山 实体结构 高层建筑的 弯 顶 壳体结构 钢化玻璃锅盖 壳体结构 竹排 框架结构 汽车外壳 壳体结 构 人的头盖骨 壳体结构 古罗马斗兽场 组合结构 20 教材第 10 页 练习 第 1 题 实体结构 砖石 泥墙 大坝 桥墩等 框架结构 A 字梯 鸟巢 输电塔等 壳体结构 安全帽 气罐 油罐等 多结构组合 自行车 木椅子 水箱浮子等 专心 爱心 用心3 第 2 题 本题是动手做的题目 既可以在学完本部分内容后做 也可以放在教学的过程 中 让学生结合自己所做的模型学习和分析三种结构的受力特点 结构的受力特点只能笼 统地表达 因为如框架结构由于连接方式不同可能受力也会不同 第 3 题 当出现交通意外时 摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力 由于头盔 是壳体结构 在受撞击时外力沿壳体分布出去 使得所受力迅速分布到头盔表面 形成整 个头盔表面均匀受力 这是对外力的第一次减弱 起到了保护摩托车手安全的作用 头盔内部还有一柔性减震结构 它可以减弱头盔壳体上的力向人脑壳的传递 这样就 起了保护摩托车手安全的作用 汽车的安全气囊是现代汽车上的高技术装置 当汽车前端发生强烈的碰撞时 安全气 囊就会瞬间从汽车方向盘内弹出来 垫在方向盘与驾驶人之间 防止驾驶人的头部和胸部 撞击到方向盘或仪表板等硬物上 除了驾驶人前的方向盘有安全气囊外 有些汽车的前排 也安装了乘客用的安全气囊 另外有些汽车还在座位侧面靠门一侧安装了侧面安全气囊 第二节第二节 稳固结构的探析稳固结构的探析 1 本节重要概念 稳定性 强度 2 教材第 11 页 马上行动 3 教材第 12 页 案例分析 结构的底座越大 结构越稳定 但是在我国四川广汉三星堆出土的器具有许多都是尖 底的 怎么摆放才能稳定呢 一种解释是 当时那里的土地比较松软 器具可以直接插到 土里 这样虽然器具是尖底的 但它与土所形成的支撑面还是比较大的 这种看似不合理的结构 实际上恰恰反映了我国古代劳动人民的聪明智慧 4 家中的电冰箱 4 只支撑脚中有一只是可调节高低的 与照相机的支撑架是同样道 理 5 教材第 12 页 马上行动 A 字形梯载人时能稳定的原因 主要可从梯子的形状 梯子的重心两方面分析 A 字形 梯的两边支脚分别与地面形成较大的支撑面 中间由横梁固定 当人站上梯子时 人和梯 子重心的垂线落在四个支撑脚形成的底面范围内 因为支撑面大 人稍有倾斜 重心的垂 线仍在支撑面内 所以结构是稳定的 如果没有梯子中间的横梁 梯子的支撑脚与地面的 位置不能固定 梯子的支撑脚与地面的摩擦力不够大时 由于两梯脚是用铰链连接的 当 人站上梯子时 两梯脚会向外滑动 A 字形结构被破坏 失去平衡 梯上的人会跌落下来 6 教材第 13 页 案例分析 应注意 自行车的支撑架与地面的夹角不能过小 否则自 行车的自身重力集中在支撑架上 同样容易失去平衡 7 教材第 13 页 马上行动 电动自行车或摩托车的支撑点与地面仍然构成三角形 一 般情况下 后轮着地 前轮不受力 重心落在两支撑点与后轮与地面的接触点构成的三角 形中 此时结构仍是稳定的 8 教材第 14 页 探究 1 意在说明运动状态中与静止状态中自行车的稳定条件不同 专心 爱心 用心4 一 个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时 是不会改变的 我们骑自行车其实也 是利用了这个原理 轮子转得越快越不容易倒 因为车轴有一股保持水平的力量 另外 人在反复练习后 掌握了随时平衡车体平稳的能力也是一个比较重要的原因 运动的自行车可保持平衡 其原因是比较复杂的 不能单纯地用静力学的知识来解释 它跟转动中的角动量有关 学生的知识储备不够 所以不需要从理论上向学生解释 教师 可通过旋转的陀螺 鸡蛋能直立来演示被广泛使用的 陀螺现象 并说明在运动结构中 如运动的自行车不倒的原因如同 陀螺现象 9 教材第 14 页 思考 材料也是影响结构稳定性的因素 例如 汽车的车体采用壳体 结构和薄钢板材制造 是因为壳体结构表面能分散所受的力 薄钢板材使车体质量较小 现在的中 低档轿车基本上是一体式 承载式车体 车体有横梁 车体是框架和壳体 结构的结合 壳体结构表面能分散所受的力 在同样的安全性下 与单纯的框架结构相比 可以使用更薄的钢板材 使车体质量较小 重心下移 10 教材第 14 页 探究 2 以左图中的茶几为例 茶几面可以转动 转动位置不合适 时它的重心会偏向一侧 如果在茶几面的另一侧放置较重的物体 就可能使茶几失去平衡 所以使用时要保证茶几面中心与茶几脚中心处在同一垂直线上 右图中的茶几 一侧安装 了一组抽屉 如果在抽屉内放置过重的物品会造成重心偏向一侧 就可能使茶几失去平衡 所以抽屉内不能放置过重的物品 左图中的茶几是设计师艾林 格雷于 1925 年设计的 最初 它被设计为床头柜 圈形 支架可以伸进床底下 以方便使用 同时高度也可以调整 右图中的茶几是设计师卡罗尔 莫里诺于 1949 年设计的 这是他最富有想象力的生态 造型的设计之一 它象征着一种原始生物 其流畅的波状起伏线和不对称的空洞可以全方 位地引起人们的注意力 11 教材第 14 页 马上行动 偏心轮等质量不均匀的旋转件 在高速运转时不稳定 引起很大的跳动 人们利用这个原理制作振动器 12 教材第 15 页 小试验 的 试验一 中 只有把铁环增加在某一侧 使重心不落 在支撑面内 才可能倾倒 本试验也可以使用其他物品替代不倒翁 只要能比较明显地看 出重心改变稳定性也随之改变的关系就可以 试验二 中 随着屏风旋转角度的增大 屏风稳定性由差转好 再由好转差 13 教材第 17 页 马上行动 本表由学生依据生活经验填写 竹竿比脆性塑料杆能挂 更 多的重物而不会断裂 是因为不同材料 不同结构的抗拉性能不同 中间有焊接缝的钢管 受到撞击时容易损坏 因为连接点容易断裂 14 教材第 18 页结构的形状对强度的影响有两点 一是结构的外部形状 二是结构的 构 件截面形状 对这两点需要分别考虑 注意不要把它们混为一谈 结构的外形相同 构件 专心 爱心 用心5 的截面不一样 其强度不一样 如上面提到的 A 字形梯的构件 15 教材第 18 页 小试验 试验中应注意 1 不同截面的纸筒悬挂的重物的位置应一致 也就是悬臂的长度应 相同 这样才有可比性 2 在粘贴纸筒时 要尽可能使它们的截面周长相同 不要卷折成 若干层 如果用截面为凹槽形状的杆件做悬臂 从下图可以看出 凹槽的朝向不同 所能 承受的拉力也是不同的 这一结论最好由学生自己得出 由于纸筒的一端很难用重物压住 分量轻 压不住 如果分量重 则重物压纸筒处产生变 形 产生应力集中 试验也将失败 所以这个 试验建议用两端架在两个凳子之间的纸筒来做 槽钢的试验也是这个道理 对于试验中出现的与理论不符的情况 教 师应指导学生学会分析原因 找出影响试验结果的因素 16 教材第 19 页 马上行动 1 用胶水加固连接部位 在不影响功能的前提下 对角线方向增加木条 如下图所示 2 依次是 刚连接 铰连接 刚连接 3 第一种是榫接 强度较大 结构最稳定 第二种是用钉子连接 当上端受压力时 连接处 钉子 要承受剪切力 容易造成连接处断裂 所以强度最小 第三种也是用钉子 连接 但当上端受压力时 连接处所承受的是压力 同时因为没有榫接打孔影响结构 所 以强度最大 17 教材第 20 页 探究 1 一是增加瓶子的强度 受力不容易变形 二是增大手与瓶子之间的摩擦阻力 容易 握住 2 本题可由学生自行观察后得出结论 3 分体式空调器的室外机由于自身的重力比较大 在户外的固定一般采用铁架支撑的 方式 若采用壁挂方式 打人墙体的膨胀螺钉的强度和墙体的强度都不足以承受室外机的 重力 最后将出现断裂以至于脱落 18 教材第 21 页 3 结构与功能 引导学生进行结构与功能的讨论是有意义的 在学 习了结构本身的内容后 回到人对结构的需求层面讨论其功能 为下一节的结构设计学习 作进一步的铺垫 19 教材第 21 页 案例分析 1 本案例所选两个实例的精当之处在于巧妙地利用了结 构 本身的特点或只稍作改进 就实现了功能的扩展 可以引导学生收集此类生活中常见的物品 并思考能够扩展其功能的核心改进是什么 专心 爱心 用心6 例如 在家具市场可以看到各种可展开作床用的沙发 它们的结构设计有何特色 通过这些实物的分析 引导学生思考并总结结构与功能之间的关系 21 教材第 23 页 探究 1 本题从如何在冰上行走不打滑方面思考 如图所示为哈尔滨的公园里的冰上自行车 其特点是在前转向轴的一端处装有一只前冰刀 在后轴的两端对称地刚性连接两个倾斜的 盘状冰刀 从而形成一种三点支撑的 可在冰面上前进 倒退 前后滑行及刹车的冰上自 行车 由于地区差异 有些地区的学生对冰不一定很熟悉 因此教师也可根据当地情况 让 学生探究 水上自行车 水陆两栖自行车 或 无链条自行车 等如何实现 2 本题从上坡如何省力方面思考 可观察市场上山地车的链轮的传动方式 教师要引 导学生去思考 去探究 而不是直接给答案 22 教材第 23 页 练习 第 1 题当篮球架的重心落在支撑面积之外时 篮球架 会发生倾倒 如图中的篮球架 假设 AC CB 由于球架篮板的重力 使得整个架子的重心落在 CB 以外 则篮球架是不稳定的 为了使篮球架稳定 一般都采取在地面 BC 处加重物或固 定的措施 第 2 题 屏风的结构一般是框架结构 多采用木 纸 布 塑料等材料 第 3 题 在制作壁挂式书架时 一是要考虑用什么方式把书架固定在墙上 以满足一定 的强度要求 二是采用的材料自身重力 第 1 题 不能太大 同时应能承受一定数量书的 重力 第 4 题本题应放开让学生自己分析 第三节第三节 简单结构的设计简单结构的设计 1 本节重要概念 结构设计 2 结构设计的目标一般都得到设计者的重视 而设计的规划和要求却往往被忽视 这 是造成很多设计事故的原因 3 无论做哪一类结构设计 都需要首先了解国家 行业对此有哪些规划和要求 这是 设计者在进行结构设计时必须重视的问题 4 教材第 25 页 马上行动 生活中 住宅建筑设计规范 民用建筑隔声设计规范 住宅居室容积卫生 标准 中小学校建筑设计规范 室外给水设计规范 室外排水设计规范 等 工农业生产中 建筑设计防火规范 钢结构设计规范万 砖石结构设计规范 木结构设计规范 建筑抗震设计规范 等 5 教材第 25 页 结构设计应考虑的主要因素 可结合生活中的结构事例 如住宅窗户 防盗网的设计 秋千等游乐设施的设计 家庭院外栅栏的设计等 不同的设计所要重点考 虑的因素是什么 6 教材第 26 页 马上行动 可提示一种方案 广告牌采用类似百叶窗形式或打许多 小孔 使得风能顺利通过 当然还要考虑到是否影响广告效果 整体视觉效果等 专心 爱心 用心7 7 教材第 26 页 讨论 在结构设计中还有一些需要考虑的因素 如材料 民俗文化 地域特点等 还可以引导学生思考是否还有其他需要考虑的因素 8 教材第 26 页 案例分析 教师可提供一些相片架实物或图片给学生欣赏和分析 也 可让学生自带相片架 分析实际生活中的相片架结构的特点 9 在实际生活中 人们选择相片架时不仅考虑造型 材料 稳定性等因素 还考虑相 片架的颜色 造型与房间的整体是否协调 相片架的摆放方式与房间的空间关系等 例如 房间内的桌子比较小 而房间的墙上有大面积的空白 此时就可能会选择悬挂式的相片架 而不会选择用支架式的相片架 10 教师在教学时 应引导学生用人文的眼光看待设计 设计是为了满足人们的需要的 设计是与实际生活情景相联系的 11 在制作相片架的过程中 教师应对学生进行恰当的指导 并提醒学生注意安全 12 教材第 29 页 马上行动 可指导学生运用 技术与设计 1 中掌握的技能对方案 进行评价 优化和总结 根据发现的问题 从解决问题的角度去构思新的方案 列出要点 13 教材第 29 页 探究 可以让学生上网找到木板夹心墙的图片 再通过图片分析其 结 构 运用学过的知识研究其抗震的原因 14 教材第 29 页 练习 练习中的 3 道题不一定都做 学生可以根据自己的兴趣和爱好选做一道或两道 可以 采取以小组为单位的形式进行分工合作 引导学生打开思路 形成多种设计方案 在多方 案中进行选择 第四节第四节 经典结构的欣赏经典结构的欣赏 1 教材只从技术角度和文化角度进行了评价元素的列举 想出更多的评价角度和评 价元素 2 教材第 31 页 思考 敞肩拱 可以加速排洪 减轻桥身自重 节省石料 敞肩拱 是功能与结构形式 的完美结合 也是富有创造性的表现 同在赵县的永通桥也是一座单孔敞肩弧形坦拱石桥 全长 32 m 宽 6 3m 主拱也采 取纵向并列砌筑法 由 21 道纵向并列的拱券石砌成 跨度 26 m 拱矢约 5 2 m 桥面跨度很 小 近于水平 极其便于车辆通行 在桥的拱肩上大拱上同样伏设四个小拱 小拱与大拱 幅度之比大于安济桥 这是匠师因地制宜的创造性运用 3 可以参观附近的古代建筑 近距离地观察飞檐 斗拱等构件的精巧设计 品味其历 史文化内涵 4 斗拱也是中国木构架建筑特有的结构构件 由方形的斗 升和矩形的拱 斜的昂组 成 在结构上挑出承重 并将屋顶的大面积荷载经斗拱传递到柱上 它有一定的装饰作用 又是屋顶和屋身上的过渡 此外 它还是封建社会中森严的等级制度的象征和重要的建筑 尺度衡量标准 专心 爱心 用心8 5 斗拱一般使用在高级的官式建筑中 称为大式建筑 大体可分为外檐斗拱和内檐斗 拱 外檐斗拱中 斗 是最下面的构件 斗口的大小决定着整个建筑的尺寸 拱 指 斗 上的短横木 昂 是斗拱中斜置的构件 室外为下昂 室内为上昂 因为斗拱的重要性 历代建筑对它十分重视 使它成为判断建筑时代的重要标志之一 6 教材第 32 页 探究 中国古建筑以木材 砖瓦为主要建筑材料 以木构架结构为主要结构方式 此结构方 式由立柱 横梁 顺檩等主要构件建造而成 各个构件之间的连接点以榫卯相吻合 构成 富有弹性的框架 木构架结构有很多优点 首先 承重与围护结构分工明确 屋顶重力由木构架来承担 外墙起遮挡阳光 隔热防寒的作用 内墙起分割室内空间的作用 由于墙壁不承重 这种 结构赋予建筑物以极大的灵活性 其次 有利于防震 抗震 木构架结构很类似今天的框 架结构 由于木材具有的特性 且构架的结构所用斗拱和榫卯又都有若干伸缩余地 因此 在一定限度内可减少由地震对这种构架所引起的危害 墙倒屋不塌 形象地表达了这种 结构的特点 7 阿纳 雅格布森被认为是 20 世纪丹麦最有成就的建筑师 室内设计师 家具设计师 和手工艺品设计师 也是仅有的几个将自己的名字镌刻在建筑与设计这两个领域历史里的 设计师 他的作品不仅是博物馆中的经典藏品 还有一些更成为丹麦人日常生活中不可缺 少的一部分 如一只杯子或者一盏壁灯 他的作品具有适合的尺度 细节和意念 他还为 自己的大部分建筑作品设计家具和配件 对作品 他注重细节和材料的选用 传统与实用 的结合 8 教材第 33 页 练习 可通过查阅资料 选做一道 例如 盖里椅 评价 功 能 在使用功能上 盖里椅具有其他椅子相同的功效 唯一的缺点是没有扶手 而 且椅子面过于平直 坐久了人会觉得不舒服 结构设计 盖里椅结构上简洁大方 线条明快 有流动感 占地面积小 却十分平稳 但椅 子的旋转性差 不能随意转动使得它灵活性也差 制造技术 盖里椅要达到整体统一的完美线条和弯曲效果 还要考虑到重心的位置高低和 椅子承受能力的大小 对制造来说 是一次挑战 审 美 盖里椅的结构传达出一种盘旋上升 奋发向上的精神 具有雕塑般的美感和强 烈的时代气息 形成了优雅的浪漫主义设计风格 9 本单元小结 可以让学生自己设定思路进行总结 如采用表格式 图示式 图文 并茂式等 10 教材第 34 页 综合实践 第 1 题 第 2 题 建议作为学生课外作业 与综合实践活动 研究性学习等形式结合起来做 第 3 题根据题中设计要求 制定设计方案 绘制设计草图 并选择材料制作一个多功 能手拉车 专心 爱心 用心9 第二单元 流程与设计 第一节第一节 生活与生产中的流程生活与生产中的流程 1 本节重要概念 时序 环节 流程 2 教材第 38 页 自行车前轮装圈上轴的过程图是自行车前轮装圈上轴的示意图 在实 际工厂生产中 很多步骤都是采用自动化生产完成的 3 教材设置的 马上行动 小试验 和 思考 等栏目都是帮助学生对时序不可 颠倒的理解 另外如在化学中学过的浓硫酸的稀释过程 4 教材第 39 页 马上行动 青霉素注射前 先皮试 理由 排除青霉素过敏 骑上自行车前 先收支架 理由 安全 用钻床钻孔时 要先用样冲定位 理由 精确 5 教材第 39 页 小试验 这个试验主要让你体会正确的流程可以提高效率 本试验很容易在课堂上实现 从试验中学生会发现 零件的安装顺序不同 结果就会 不同 有的人可能不能安装成功 通过多次试验 形成对时序的切身的感受 有条件的学校 可将本试验的载体改为技术含量更高的内容 如电风扇的拆装 电脑 桌的拆装等 试验过程中 要注意安全问题 6 教材第 40 页 思考 在明确故障之后 维修时 存在人与电源接触的可能 如果未切断电源 可能发生触 电事故 电工把切断电源并挂上 正在维修 请勿接通电源 的警示牌这个环节作为任何 维修的第一步 即使在某些情况下不一定必要 但养成了这种习惯可以在任何情况下确保 安全 防止发生意外 又不会影响维修 例如 在更换保险丝这样简单的工作中 7 教材第 40 页 马上行动 1 报名向班主任报到 2 注册凭录取通知书向学校注册 3 缴费学校收缴学杂费 并开发票给学生 4 领书领取课本 作业本等学习用品 5 领取物品住校生领取生活 学习物品 安置寝室 8 环节的划分具有相对性 但也有一定的规律 这是一个难点 9 教材第 41 页 马上行动 1 1 这个案例要说明的问题是 时序不仅有前后顺序 还有间隔时间长短的问题 2 举例如水稻种植过程 选种 耕地 育秧 插秧 田间管理 收割 家庭自制香 肠过程 把精肉剔掉脂肪和韧带切成 2 cm 左右的菱形肉丁 2500 g 其余剔下来的精肉 肥膘和圆葱一起绞碎 混和后加入水 500 g 抓拌打匀 把所有配料和 1500 g 水和匀 倒 入肉馅中抓拌成糊状 腌制 4h 将塑料肠衣 端套入灌肠机 或大漏斗 灌制 灌制要饱 满 有气泡的地方用针放气 每根长 20 cm 两头打扣 凉水下锅 开锅后小火煮制 20 min 即熟 等 旅游 安排旅游行程时 不仅要安排路线 而且要安排在每一个景点逗留的时间 10 举例子时 要联系当地实际 如水稻种植过程 家庭自制香肠过程等都有着相对严 格的流程要求 11 教材第 41 页 马上行动 2 旅游 明确时间安排 规划目的地 联系旅游团 随团旅游 返回 工程师画图 构思 布图 画底稿 反复修改 审核 写图纸说明 描图 果农嫁接 切削被接果树嫁接位 剪切削优质果树种枝或种芽 用绳线固定种枝或种 专心 爱心 用心10 芽 12 教材第 42 页 流程的表达 流程的表达方式往往与场合有关 如公交站牌上某线路公交车的行车流程多以文字方 式表达 发电厂或化工厂中控室的生产流程图等多以图示方式表达 可以从自己日常生活中见到的流程图 如医院看病流程图 图书馆借书流程图等 入 手进行讲课 有条件的话 也可以上网下载各种流程图 13 教材第 43 页 计算机编程的流程图往往有特别的规定 如菱形框表示判断 矩形 框表示赋值或公式计算等 这个程序上机运行后得到的结果是 5050 这里只要求学生能了解这是流程图的一种表 达方式即可 14 教材第 43 页 马上行动 中的示意图也是流程图的一种表达方式 了解流程图表 达方式的多样性 15 教材第 43 页 思考 16 教材第 44 页 案例分析 这个案例说明了流程的重要性 特别是时序的意义 17 教材第 44 页 马上行动 将洗衣机洗衣 1h 与后 4 项工作电饭锅煮饭 30 min 烧菜 40 min 吃饭 20 min 饭后读报 10 min 并列安排 如果再将后 4 项中的煮饭与烧菜同时做 实际 使用时间仅需 70 min 节约时间 90 min 18 列车时刻表的上行 下行是日常生活常见的流程图 此外还有公共汽车或地铁线路 的上行 下行流程图 在我国 列车的上行 下行是相对于首都北京来说的 上行指从其 他地区开往北京 下行则指从北京开往其他地区 19 教材第 44 页 案例分析 2 这个案例说明了流程的重要性 特别是时序 时间长 短 20 教材第 45 页 马上行动 1 提高生活效率 个人作息时间表 2 使生活变得有序 合理 学校课程表 医院看病流程 3 使生活更为安全 青霉素注射前要皮试 煤气灶的使用 4 提高学习效率 一周课外时间计划表 21 教材第 45 46 页 案例分析 思考 这是一个流程的实例 教材对这个案例中 的环节 时序作了分析 这样安排的考虑是 首先 软皮椅的生产流程安排要符合其自身 的逻辑 其次 将目标相近的工序划分为一个环节 便于按照质量标准进行检查 保证质 量 在保证质量的基础上 采用并行作业 尽可能提高生产效率 22 工序是工业生产的专业术语 工序的划分不是绝对的 23 1789 年 美国发生了这样一件事情 美国政府要求工厂主惠特尼在 15 个月内生 产 1 万枝滑膛枪 这比诸葛亮 3 天之内要造 10 万支箭的任务还要难完成 惠特尼采用了一种新的方法完成了任务 他把造枪的工作化整为零 每个工种只生产 其中的一种部件 然后把每种部件都放在一个袋子里 每个袋子都编上号 最后从不同的 袋子里各取出一个零件就可以组装成一枝枪 惠特尼就是靠这种方法完成了生产任务 他 专心 爱心 用心11 的这种方法为后来的流水线生产打下了基础 24 教材第 47 页 案例分析 思考 这个案例同样是流程的案例 给出了流程图 画法实例 两个工艺流程图本质上是一回事 前者近似于实物流程 比较直观 后者则以 时间为线索 并标出各工序的时间长短 比较专业 岗位操作工就要看这个流程图 工件的热处理包括加热 淬火 清洗 回火等环节 去掉任何一个环节都不能达到工 件的技术要求 如硬度 刚度 如工件进人淬火油槽中冷却是其中的关键环节 它直接 关系到工件淬火质量的好坏 淬火技术的高低往往以冷却操作的优劣来体现 淬火的目的是提高钢的强度和硬度 增加耐磨性 并通过回火处理可获得既有较高的 强度 硬度 又有一定弹性 韧性的具有优良综合机械性能的工件 25 工农业生产中 类似的生产流程图很多 还可根据自己的经验 选择其他生产流程 中的案例 如丝绸生产工艺流程 饮料生产工艺流程 工厂化养猪生产工艺流程 纯净水 生产工艺流程 糕点生产工艺流程等 26 教材第 48 页 案例分析 思考 这是一个种植农作物的案例 农作物的生长 有其自身规律 庄稼种植和管理等环节的安排应符合农作物的生长规律 本案例是说明农业生产流程的 分析某种果树嫁接的工作流程 27 教材第 49 页 练习 第 1 题自行车补胎流程中 用锉子将洞口四周的胎皮锉毛 是必不可少的一个环节 目的是为了增大接触面积 使补丁与胎皮的附着力更强 另外 还可以去除表面粉尘颗粒 并使补丁处平整 完整的补胎流程是 不按照这个流程操作 特别是不锉就补胎皮 肯定会漏气 第 2 题在画十字路口红绿灯的工作流程图之前 要按照时间的顺序 在表格中填写各 时间段车行的方向及行人通行的方向 本题是为了拓展学生视野 说明时序不都是单向的 还有循环的 第二节第二节 流程与设计流程与设计 1 本节重要概念 流程设计 2 教材第 50 页 思考 1 在生产流程的设计中 还应实现环境保护 方便操作工工作等目标 2 木质家具的生产流程 其流程设计的目标主要是提高产品质量 提高生产效率 节 省资源 安全生产 3 教材第 51 页 案例分析 生活 生产中流程的设计有两种情况 一种是流程的若干 环节是显性的 也就是事物发展的规律较容易描述 如邮局邮件的分检流程设计 快餐配 送中心的工作流程等 另一种流程的设计要依据事物的内在属性和规律 需要进行大量的 专心 爱心 用心12 试验和漫长的探究才能得出的 合成氨的工艺流程的例子就是为了说明后者 4 教材第 51 页 马上行动 1 新建化肥厂 流程设计上需要考虑优选工艺方案 降低能源和原材料消耗 减少 污染排放 在资金允许的情况下选用精良设备和技术人员以提高生产效率等 2 将北方大豆移栽到南方 从种植流程上需要考虑适合植物种植的季节 气温 湿 度 土壤以及病虫害等因素 本题是农业方面的例子 教师可以补充一些由于动物或植物 的引进而引起生态不平衡的例子 目的是引导学生理性地看待技术 技术不是万能的 例 如 水葫芦和克氏鳌虾 小龙虾 就是引进的有害生物 5 流程设计的步骤是以时序和环节为主要线索的 6 教材第 52 53 页 案例分析 思考 该案例是个体和集体生产铁锤的流程 教学中要比较它们之间不同的地方 并分析为 什么会有这样的不同 1 批量加工流程的特点 一是机械化程度提高 大多数工序由机床完成 二是有的工 序可以在同一时间进行 提高了工作效率 2 在批量加工流程中 可分为锤头加工 锤柄加工两大环节 各环节还可分为若干道 工序 在小铁锤的手工制作流程中 淬火 电镀是最后两道工序 从安全角度考虑 这两步 可由金工师傅统一制作而不要求学生完成 教师要将流程设计的特点分析出来 要把条件说明白 7 教材第 53 页 练习 第 3 题小木锤的制作流程也可分为锤头加工 锤柄加工两大环节 不同的是 锤头的 加工工艺发生了变化 它的工序主要包括下料 划线 钻孔 刨面等 锤柄加工的工序除 不需要电镀 攻丝外 其他基本与小铁锤相同 第三节第三节 流程的优化流程的优化 1 本节重要概念 流程优化 2 流程的优化往往因不同的情境 不同的目的而体现出不同的目标和要求 进而也体 现出不同的特点 可以是整体的改进 也可以是某一环节的改变 还可以是某一时序的改 变 3 教材第 54 页 案例分析 这个案例分析中的工期优化采用的是网络计划技术 网络计划技术是一种组织生产和进行计划管理的科学方法 被广泛应用于工程设计 建筑工程施工 水利工程施工 设备修理等众多领域 4 网络计划技术利用网络图表达计划任务的进度安排及各项活动 作业 工序 之间 的相互关系 在此基础上进行网络分析 预估出每一作业 工序 的时间 找出关键工序 和关键线路 不断地改善网络计划 求得工期 资源与成本的优化方案 并在计划付诸实 施过程中进行有效的控制和监督 以保证合理地使用人力 物力和财力 实现预定的计划 目标 5 教材第 55 页 马上行动 将做灯罩与买电器元件 焊底座这三件工作并行 于是 整个工期就由原来的 11 小时 缩短为 7 小时 这样改进的前提是人力增加了 在同一时间内要有人做三件事 成本将有所提高 6 教材第 56 页 马上行动 专心 爱心 用心13 这两种切削方法的主要区别在切削量的多少 7 教材第 56 页 案例分析 本例是通过人工计算排列之后进行比较的 当配送地点很 多时 人工计算的难度大而且费时 可编制程序 用计算机运行得到最佳方案 以提高计 算效率 8 流程的改进与材料和设备之间的关系是相互的 材料和设备可以是流程改进的原因 和动力 流程改进也可以使材料和设备发挥更大的效用 9 教材第 57 页 马上行动 1 银行存取款流程的优化 依赖于计算机管理系统等设备条件的改善 依赖于操作人 员技术水平的提高 2 相对于手动机床 数控机床机械加工的流程优化的条件也是设备的改进 程序设 计和自动控制思想的引入 10 教材第 58 页 小试验 1 单人制作纸制提兜流程分制作纸兜和提手两环节 纸兜 作图 画线 折纸 裁剪 粘贴等 提手 折纸 裁剪 粘贴等 最后将纸兜与提手连接起来 2 在流水作业中 每人做多少道工序 对应着不同的工作效率 3 可以讨论 怎样安排每个人的工序 效率才最高 11 材料第 59 页 练习 第 1 题六角螺母 斧子属于少切屑加工 铁制窗框属于焊接加工 铸铁锅 塑料洗脸 盆属于无切屑加工 第 2 3 题学生先实践 在实践基础上再进行流程的优化 13 教材第 60 页 综合实践 第 1 题可拆卸电脑桌装配流程 第 3 题 这是一座简单的砖混结构房屋 说明 砖混结构的房屋现在很少见 可选用当地常见的房屋让学生练习 第三单元 系统与设计 专心 爱心 用心14 第一节第一节 系统的结构系统的结构 1 教材第 64 页 案例分析 从自行车的实例来理解系统 子系统 要求能够分析生活 中的系统的组成要素和相互间的关系 2 教材第 65 页 讨论 车把的作用是 控制自行车的方向 脚蹬的作用是 将人脚踩的力传递到链轮链条上 链轮和链条的作用是 将动力传递到后轮 驱动自行车前进 前后车轮的作用是 车轮的滚动带动自行车整体前进 车闸的作用是 控制自行车的速度 分析出现下列情况时 可能会导致的后果 车闸的橡皮松了 会导致刹车失灵 车把固定螺钉松了 会使自行车的方向控制失灵 链条断了 自行车无法前进 车轮的辐条断了 车圈会发生变形 3 教材第 65 页 马上行动 4 教材第 66 页 马上行动 自行车可分为传动子系统 由脚蹬 曲柄 中轴与链轮 链条 飞轮与车轴等组成 制动子系统 由刹车柄 车闸 连接线等组成 承重子系 统 由车架 鞍座 车轮等组成 行驶子系统 由前后车轮组成 转向子系统 由车 把 前叉上下轴承 前叉组成 附设子系统 由前后挡泥板 车后架 车筐 车铃等组 成 5 系统的分类总是根据研究对象的不同和研究的需要来划分的 除了自然系统与人造 系 统 实体系统与抽象系统的划分方法外 还有其他的分法 例如 可划分为静态系统与动 态系统 开放系统与封闭系统等 1 静态系统和动态系统 系统的静和动都是相对的 从某种意义上讲 可以认为在宏 观上没有活动部分的结构系统或相对静止的结构系统为静态系统 如大桥 公路 房屋等 而动态系统指既有静态实体又有活动部分的系统 例如 学校就是一个动态系统 它不仅 有建筑物 还有教师和学生 在中世纪以前 人们曾认为宇宙现象是永恒不变的 习惯将 事物看成是恒定的 静止的 这种看法在哲学上是唯心的或机械唯物论的 随着科学的发 展和人类的进步 人们才逐渐认识到世界不是恒定事物的集合体 而是动态过程的集合体 运动是永恒的 宇宙是一个动态系统 静态是相对的 2 开放系统和封闭系统 封闭系统是一个与外界无明显联系的系统 环境仅仅为系统 提供了一个边界 不管外部环境有什么变化 封闭系统仍表现为其内部稳定的均衡特性 封闭系统的一个实例就是密闭罐中的化学反应 在一定的初始条件下 不同反应物在罐中 经化学反应达到平衡状态 开放系统是指在系统边界上与环境有信息 物质和能量交互作 用的系统 如商业系统 生产系统或生态系统 这些都是开放系统 在环境发生变化时 专心 爱心 用心15 开放系统通过系统中要素与环境的交互作用以及系统本身的调节作用 使系统达到某一稳 定状态 因此 开放系统常是自调整或自适应的系统 6 只有抓住系统的整体性 处理好各要素之间 要素与整体之间的关系 才能获得更 好的整体效应 7 教材第 68 页 小试验 1 在已经调整过的辐条上做出标记 便于再次整体观察调整得是否合适 当然也可以 用其他的办法做出标记 2 如果不调整车圈 骑车时车圈左右偏转 容易出现有的辐条断开 有的辐条不受 力 车圈变形等问题 3 可把车轮看成是自行车的一个子系统 辐条 车圈都是该子系统的组成要素 每根 辐条共同受力 并将力均匀分布在车圈上 以保证自行车的正常行进 8 教材第 68 页 马上行动 1 事例 1 若干个字组成一个词 而词又是语言组织中可以独立运用的最小单位 一 个句子或段落是构成文章的要素 一篇文章的内容和思想却是一个段落 一个句子或单个 词不可能表达的 事例 2 由 26 个不同色彩的小方块组成的玩具魔方 变幻无穷 可以构成很多色彩的 组合 而单个小方块却没有这一功能 事例 3 一台收录机是把收音机和录音机有机地结合起来而形成的一个系统 它不仅 具备收音机所单独具有的收音功能及录音机所单独具有的录放音功能 而且还具有在收音 的同时通过电路进行内录的功能 这是收音机和录音机各自的功能加起来也不具有的 事例 4 钢筋混凝土结构的功能大于钢筋 水泥 沙石的功能之和 2 一个和尚挑水吃 两个和尚抬水吃 三个和尚没水吃 三个人共同构成了一个 系统 每个人都是其组成要素之一 如果三人之间的协作关系处理得不好 反而办不好事 情 三个小皮匠顶个诸葛亮 三个皮匠构成一个整体 整体的功能大于单独的个体功 能之和 一着不慎 全盘皆输 说明在一个系统中局部对整体的制约 部分的变化会影响 整体的变化 甚至还会对全局产生决定性的影响 丢卒保车 系统是一个整体 是具有总体的特定功能 目标和作用的有机整体 它要求局部要服从整体 要有整体观点和整体效益 要有整体目标 9 教材第 69 页 案例分析 罗丹砍去塑像双手的目的在于使人们注意塑像的整体 而 不是去注意双手 这给我们一个启示 做任何事情 都要重视整体效应 必要的时候 要 舍得抛弃部分而保存整体 10 教材第 70 页 案例分析 厨房的装修中 空间的大小 厨具的购置 厨具的摆放等是一个系统中的若干要素 它们之间相互关联 相互制约 1 吴瑾家厨房装修存在的问题是 在厨房装修的开始 没有进行整体化的规划和布局 如考虑厨具的摆放位置 电线和水管的走向 排风口和下水道口的预留等 没有根据厨房的空间位置恰当地购置厨具 2 购买或定整体厨具时 要以厨房的构造为依据 或者购买单件厨具 当然也要考虑 厨房的构造 11 在认识系统相关性的基础上 理解在观察和处理事物的时候应多从事物的内部和外 部联系上看问题 从全局和整体上把握事物 这样才能帮助我们进行科学的系统分析 选 择最佳方案 进行科学决策 专心 爱心 用心16 12 在认识和处理系统问题时必须把握系统的目的性 在实际活动中要确立明确的目标 并努力使系统的发展朝着目标前进 13 教材第 71 页 马上行动 1 为了满足人们对计时功能的需要 2 实现企业利润的最大化 成本和能源使用的最小化等 14 教材第 71 页 讨论 我国农业发展在进人受资源和市场双重约束的新阶段后 农产品价格持续低迷 农业 生产效益低 农民收人增长缓慢 为了适应新阶段变化的要求 我国的农业生产以市场为 导向 着力调整和改善农产品的品种 品质 发展高产优质高效农业 目的是为了提高农 业适应市场能力和综合经济效益 实现农业增长方式转变 主要调整途径 种植业中大宗农作物调整力度大 迅速发展优质农产品 畜牧业生产适应城乡居民消费结构的变化需要 由偏重数量增长向数量和质量并重的 方向转变 畜产品结构逐步优化 渔业生产结构的调整重点是增加名特优新水产品的养殖面积和产量 15 教材第 72 页 讨论 在进行系统动态性的教学时 要注意引导学生善于用运动 发展的眼光研究和把握系 统运动发展的方向和趋势 要善于理解和掌握事物之间的各种联系 以便合理地改善系统 的结构和功能 充分发挥系统的整体功能 l 生活中运用系统的动态性思想对事物发展进行预测并取得成效的事例很多 例 如 农民对植物的病虫害的预防和治理 工业控制系统中的前馈控制方式等 都是跟踪系 统的发展变化 及时做出响应 前馈控制本教材不做要求 但在第四单元中 建议教师可 将前馈控制的思想向学生提一提 作为一种了解 2 台式计算机的 CPU 上安装的小风扇 是给 CPU 散热用的 当计算机处于开机状态 主机的温度会升高 小风扇的转速时快时慢 是因为在 CPU 下方有一个温度传感装置 当 温度高时控制小风扇的转速加快 当温度低时控制小风扇的转速变慢 从而达到动态控制 CPU 温度的目的 3 静止是相对的 绝对静止的系统是不存在的 任何系统都在不断与外界进行着物 质和能量的交换 只是有的系统的表现不那么明显而已 例如 一块石头看起来是静止的 可时间长了 它也会风化 16 大自然中 鹿 兔奔跑速度快 能逃避猛兽追捕 刺猬身上长尖刺 使猛兽无从下 口 黄鼬遇敌时突放臭气 扰乱猛兽神志 影响其情绪 在其迟疑间跑掉 这些动物的特 征都可以用具有环境适应性来概括 绿草丛中的蝈蝈 北极地区的北极熊 冬天和夏天的雷鸟 这些动物的体色都与环境 的色彩相似而不易被其他动物发现 因此叫保护色 保护色的作用也是为了保护动物自身 的生存 17 教材第 73 页 马上行动 1 人自身就是一个系统 春天穿多一些是对冬天的一种适应和衔接 秋天穿少一些是 对夏天气候的衔接和向冬天过渡的一种准备 两者都是为了使人的身体逐渐适应外界气温 的变化而不至于生病 2 电冰箱的放置位置要与墙保持一定的距离 其目的是为了有一个适当的散热空间 以保证它能正常工作 3 举例 北方城市供水系统的主管道一般埋人地下 并进行防腐处理 露天管道有保 温措施 所有管道和供水槽需有余水排空装置 这些都是为了使供水系统在冬天能正常工 专心 爱心 用心17 作而采取的防冻措施 雨雪天气 路面较滑时 汽车须装上防滑链条 或采取其他防滑措施 以使汽车正常 行驶 18 教材第 74 页 练习 第 1 题木桶由若干块木板组合而成 若把木桶看作一个整体 每块木板就是部分 木桶理论 实际上反映了系统的部分与整体的关系 部分影响整体 第 2 题用系统的观点分析 如果把和面看作一个系统 则干面粉和水是其组成要素 这两个要素间的关系十分重要 只有两要素之间量的比例适当时 和好的面团才软硬适中 日常生活中有很多事例可以很好地说明系统思想的运用 第 3 题方案 1 内存不变 更换一个大容量的硬盘 对提高系统的整体性能作用不 大 方案 2 分别升级 CPU 主板和内存 这一方案相对合理 方案 3 与方案 l 一样 内存不变 只换一个大的显示器 同样不能提高系统的 整体性能 第 4 题系统论是建立在现代科学技术基础上的综合性的理论和方法 它的哲学意义在 于 有力地证明了马克思主义哲学关于物质世界普遍联系的原理 贝塔朗菲承认马克思的辩证 法对系统论的形成起了巨大作用 并且认为系统论和辩证唯物主义是雷同的 系统论是一 门跨学科的横断科学 它提供的综合性的理论和方法 并不是一般的世界观和方法论 因 此 它不是哲学 但是 系统论为马克思主义哲学提供了新的思想材料 第二节第二节 系统的分析系统的分析 1 本节重要概念 系统分析 系统优化 2 系统分析是在第二次世界大战末期提出来的 起初被用于武器系统的分析研究 后 来又被运用于国防战略及国家安全政策