第二章技术世界中的设计(第三节技术试验及其方法)案例.ppt

2.3技术试验及其方法,1、了解技术试验的重要性。2、能进行简单的技术试验，并写出试验报告。,技术试验及其方法,技术试验是在技术活动中，为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动。,1.什么是技术试验,我们熟悉的在物理、化学、生物所进行的实验，是对事物的客观规律和现象进行观察、分类、归纳、演绎、推理、验证的科学过程，是一种科学探究活动。技术试验是为了全面考核产品质量和性能的稳定性和可靠性，获取得大量技术数据，经过分析综合得出产品的使用质量的基本水平及其极限状况的过程，是一种创造性的技术活动.,科学实验与技术试验,什么是技术试验,科学实验,验证方案的可行性与合理性，实现优化。,验证假设，形成结论,选择和优化,甄别真伪,技术试验和科学实验的区别。,技术试验,技术试验卫星,技术试验卫星，是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。,人造卫星在发射之前须经过一系列的地面试验，地面试验完了还必需把卫星发射上天加以验证，技术稳定了才能正式应用。无论哪国在发射每一种应用卫星之初，都要发射一些技术试验卫星。1971年3月3日,中国第一颗科学探测与技术试验卫星“实践1号”,由长征1号运载火箭从酒泉卫星发射中心发射成功。,1.什么是技术试验,2008.4,阿什塔比拉河桥的垮塌,这是美国历史上最为严重的一起桥梁垮塌事故，它向人们说明了使用尚未被验证的新材料来代替原有材料会是多么的危险。,豪威木制桁架结构,全部采用铁制材料,在经典的对角线木制桁架结构中加入了螺纹钢直立支架和铁制接头。,靠压力将各部分装配在一起，牵一发动全身。,未经技术试验,这个案例给了我们什么启发,如果不进行技术试验,你不可能了解材料的性能,产品的性能,不能发现设计中的缺陷,不能避免事故的发生.技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段，它对技术应用的实现起到了有力的保障作用。无论什么产品,大到航天飞机,小到生活用品,设计制造出来的产品都要进行一系列的试验,来检验你的设计是否合理,性能是否达到要求。,思考,1.什么是技术试验,为什么要进行技术试验？可以验证技术是否成功，也是发现问题、探究规律、优化技术的关键.通过技术试验,可以使设计得以改进和完善,将设计的风险和失误降到最低.,讨论,你在日常生活中接触过技术试验吗?请举例说明。,医院青霉素皮试、药品小白鼠试验、甲型H1N1流感疫苗的接种试验、计算机性能测试、安全帽超载试验、苹果嫁接移植试验、大桥通车试验、弹簧床垫弹性测试试验、青藏铁路通车试验、防弹背心击穿测试试验、橡皮筋弹性试验、各种疫苗测试试验、天气预报等,1.什么是技术试验,1.按应用范围分类,技术试验的分类,2.按目的分类,抗冲击力,巨型南瓜,研究行人保护装置采集数据,预测受淋雨、撞击等的结果状态,技术试验的分类,2008.4,性能试验：通过改变所给的条件，测量试验对象的状态变化并分析其原因，明确试验对象的性能或性能故障。如产品的高温试验、振动颠簸试验等,技术试验的分类,性能试验,2008.4,性能试验：通过改变所给的条件，测量试验对象的状态变化并分析其原因，明确试验对象的性能或性能故障。如产品的高温试验、振动颠簸试验等,优化试验：对试验对象进行条件优化或条件组合。农业中对水稻的品种在同等条件下的对比试验，优选出颗粒大、抗病、抗倒伏能力强的品种。,技术试验的分类,技术试验的分类,2008.4,性能试验：通过改变所给的条件，测量试验对象的状态变化并分析其原因，明确试验对象的性能或性能故障。如产品的高温试验、振动颠簸试验等,优化试验：对试验对象进行条件优化或条件组合。农业中对水稻的品种在同等条件下的对比试验，优选出颗粒大、抗病、抗倒伏能力强的品种。,预测试验：通过试验，预测被试对象状态的变化及产生的后果。如：老化试验、天气预测。,技术试验的分类,在高分子材料的使用过程中,由于长期受到热、氧、水、光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用,高分子材料的化学组成和结构会发生一系列变化,物理性能也会相应变坏,如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等,这些变化和现象称为老化。老化检测主要通过使用各种环境试验设备模拟气候环境中的高温、低温、高温高湿以及温度变化等情况，加速激发产品在使用环境中可能发生的失效，来验证其是否达到在研发、设计、制造中的预期的质量目标，从而对产品整体进行评估，以确定产品可靠性寿命。,技术试验的分类,2008.4,性能试验：通过改变所给的条件，测量试验对象的状态变化并分析其原因，明确试验对象的性能或性能故障。如产品的高温试验、振动颠簸试验等,优化试验：对试验对象进行条件优化或条件组合。农业中对水稻的品种在同等条件下的对比试验，优选出颗粒大、抗病、抗倒伏能力强的品种。,预测试验：通过试验，预测被试对象状态的变化及产生的后果。如：老化试验、天气预测。,信息试验：通过测量、采集、识别和处理信息来影响试验效果。如航测,技术试验的分类,航测利用非接触传感器（飞机、无人机、卫星等）来获取有关目标的时空信息，着眼于解决传统目标的几何定位，提取客观世界中各种目标对象的几何与物理特征信息，从而为人们认识自然和改造自然提供科学的技术和方法。,优选试验法模拟试验法虚拟试验法强化试验法移植试验法,2.技术试验方法,2008.4,优选试验法,运用数理统计方法，选定若干次典型意义的试验，逻辑地推出全面试验所达到的最佳效果。,2.技术试验方法,袁隆平杂交水稻试验,同种水稻有没有施肥的对比试验。,在相同的自然环境和管理条件下，通过种植不同品种的水稻进行对比试验找到水稻的良种试验。,水稻选种对比试验,水稻施肥对比试验,优选试验法,2.技术试验方法,水稻不同种植方式的比较试验与评价,为了比较水稻不同种植方式的实施效果,在中国三大稻区安排了机械插秧、机械直播、机械钵苗行栽3种种植方式与常规育秧手工插秧方式比较试验,试验的品种为当地种植面积较大的6个品种,采集了不同试验方式的各项成本,测定了水稻产量指标和作业环节消耗工时等数据。试验结果表明,南方一季稻区优选种植方式的排序为：机械插秧、机械直播和手工插秧;南方双季稻区机械插秧方式优于手工插秧;北方稻区机械钵苗行栽方式优于手工插秧。,2008.4,优选试验法模拟试验法,通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法,2.技术试验方法,模拟试验法：,体育场风洞试验模型,模拟试验可以通过缩小或放大比例来模拟所设计的现场效果。,抽水蓄能电站水工模型试验,2.技术试验方法,航天员失重训练,2.技术试验方法,飞机风洞试验,2.技术试验方法,2008.4,汽车模拟试验,模拟侧翻,模拟淋雨,模拟碰撞,2.技术试验方法,2008.4,优选试验法模拟试验法虚拟试验法,利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法,2.技术试验方法,采用虚拟试验技术，很多试验可以在计算机上完成，大大缩短研制周期与研制经费。虚拟人研究者利用来源于自然人的解剖信息和生理信息，集成虚拟的数字化人体信息资源，经计算机模拟构造出虚拟人，可以开展无法在自然人身上进行的一系列诊断与治疗研究。,凤凰号火星探测器模拟登陆动画,2.技术试验方法,2008.4,虚拟试验法：“勇气”号火星探测器,用计算机模拟“勇气号”火星探测仪登陆火星表面。,凤凰号火星探测器虚拟登陆动画,汽车碰撞模拟试验video,2008.4,优选试验法模拟试验法虚拟试验法强化试验法,通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法,2.技术试验方法,高温高湿试验室,盐水搓板路,盐水喷雾室,强化坏路行驶,汽车相关的强化试验法,强化试验法：一般用于检验产品的安全等级。如检测技术产品工作时，保证某些功能正常的极限使用条件等,2.技术试验方法,2008.4,优选试验法模拟试验法虚拟试验法强化试验法移植试验法,在相互有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验,2.技术试验方法,橘子从长江以南移植到长江以北的种植实验-南橘北枳,移植试验法：,2.技术试验方法,优选试验法模拟试验法虚拟试验法强化试验法移植试验法,创新转化试验法、中间试验法、工业试验法等等。,2.技术试验方法,其它试验法,2008.4,稳定性,舒适度,结构强度,亲自坐在椅子上感受一下,放一些重物在椅子上,看是否能承受,用手左右晃一晃,看是否稳定,请把测试内容和相应的试验方法连起来,某同学对所制作的座椅根据测试内容设计了相应的试验方法。,整理,1.按应用范围分类,2.按目的分类,技术试验方法,同样的试验，因为目的不同，可以从不同的类型来理解。,技术试验分类,技术试验：在技术活动中，为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动。,技术试验具有重要作用！,(1)技术试验的实施步骤,1.制定计划,2.抽取样本,4.分析数据,3.进行试验,5.得出结论,在实施技术试验之前，必须对试验过程作周密的设计。,3.技术试验的实施与报告的写作,当核材料接近临界值,1945年,原子弹临界质量试验,核材料半球间越接近临界值,斯洛廷,阻止半球靠拢，记下数据，9天后去世，留下珍贵资料,即将核爆炸,2008.4,(1)技术试验的实施步骤,1.制定计划,2.抽取样本,4.分析数据,3.进行试验,5.得出结论,(2)技术试验者应具备的基本品质?,科学的精神严谨的态度顽强的毅力,在实施技术试验之前，必须对试验过程作周密的设计。,3.技术试验的实施与报告的写作,邓稼先与核弹试验：1979年9月13日的空投核试验，降落伞未打开，导致核弹落地未爆炸，却撞成碎片。期间，他为了找到试验失败原因，不让别人去，自己却进入事故地点察看。最终导致英年早逝。,中国科学家邓稼先,2008.4,人们在技术试验中可能会遭遇不可预料的危险,甚至有人为了获得资料在试验中英勇献身,你对此有什么体会?,思考,技术试验是一种探索性的实践活动，不可能一帆风顺，往往会经历一个曲折的过程。技术试验需要试验者具有科学的精神、严谨的态度、顽强的毅力和英勇的献身精神。科学的精神、严谨的态度、顽强的毅力等是技术试验者必须具备的基本品质。,3.技术试验的实施与报告的写作,技术试验的三个阶段,试验准备阶段,制定周密的试验方案;,作好试验条件的准备。,试验实施阶段,准确地记录试验中得到的所有数据;,注意意外情况;,试验应重复多次。,撰写试验报告阶段,提出试验结论。,撰写试验结果；,3.技术试验的实施与报告的写作,2008.4,试验报告的内容：1.试验目的2.试验准备（材料、仪器、工具和设备）3.试验方法4.试验步骤5.试验记录（数据记录、处理和分析）6.试验总结（结果和结论）。,3.技术试验的实施与报告的写作,3.技术试验的实施与报告的写作,试验报告的文字应力求简明扼要。试验记录应该完整和真实。记录内容应包括实验的全过程。实验现象反常时，应做出明显标记，做详细记录。为了数据准确，试验应重复次。5技术试验完成后要分析和总结试验结论。,注意：,试验报告撰写,3.技术试验的实施与报告的写作,2008.4,纸张的结构造型与强度关系的试验报告,亲自动手试一试纸张的结构造型与强度的关系,试验记录应该是完整和真实的。记录的内容包括实验的全过程。当实验现象出现反常现象时，应做出明显标记，作详细的记录。,3.技术试验的实施与报告的写作,2008.4,通过技术试验，可以使设计得以改进和完善，将设计的风险和失误降到了最低。在技术设计的后期，进行综合性的整体试验可为设计的评价提供准确、客观的数据；技术试验可以发现问题、深化认识、推动技术设计的发展。,4.技术试验在设计中的作用,设计是技术发展的关键。设计主要包括技术设计、艺术设计以及综合设计等。设计中需考虑人机关系：高效、健康、舒适、安全等人机关系综合考虑普通人群与特殊人群、静态的人与动态的人、人的生理需求与心理需求、信息的交互等设计的产品符合为人、宜人的理念。在技术发明、技术革新、技术推广活动中，技术试验是发现问题、探究规律、优化技术的关键。应根据具体的目的选择合适的试验方法实施技术试验。技术试验完成后，应及时总结并撰写技术试验报告。,第二章小结,2008.4,仔细观察下图，找出其中人机关系设计不合理的地方,（1）车棚离学校门口太远。（2）教学楼离马路太近，噪声会影响教学；（3）小卖部与公共电话亭离教学楼太远；（4）人行横道应该正对学校大门