1-3设计是技术的关键

1、L/O/G/O 第三节 设计是技术的关键 一、技术创新的重要途径一、技术创新的重要途径设计设计 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、什么是技术？目的是什么? 2、什么是设计？目的是什么？、什么是设计？目的是什么？ 一、技术创新的重要途径一、技术创新的重要途径设计设计 技术的目的是要解决问题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如：汽车技术产生解决了人们的交通 工具问题

2、。工具问题。 汽车这样交通工具如何制造出来的？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设计是产生解决问题的方法的主要途 径。径。 设计的种类：设计的种类： 技术设计、艺术设计、工业设计、技术设计、艺术设计、工业设计、 程序设计、教学设计等程序设计、教学设计等 一、技术创新的重要途径一、技术创新的重要途径设计设计 艺术设计艺术设计侧重于色彩、造型、线条、审美、侧重于色彩、造型、线条、审美、 欣赏、感觉、视觉效果、音响效果欣赏、感觉、视觉效果、音响效果 更强调更强调感觉的需要感觉的需要，如雕像的设计、装饰钟的设计。，如雕像的设计、装饰钟的设计。 人民英雄纪念碑浮雕 工业设

3、计侧重于外观、概念、工业设计侧重于外观、概念、 平面，如汽车、手机的设计。平面，如汽车、手机的设计。 技术设计技术设计侧重于功能、结构、材料、程序、侧重于功能、结构、材料、程序、 工艺、实用、寿命、舒适工艺、实用、寿命、舒适等，等，围绕技围绕技 术的目的而展开，术的目的而展开，如电饭煲的设计、候车如电饭煲的设计、候车 亭的设计。亭的设计。 本书讨论的主要是本书讨论的主要是技术设计技术设计（简称（简称 设计）。设计）。 技术创新从技术创新从来源来源上可分为两类：上可分为两类： 一是来源于一是来源于有计划、有步骤的设计有计划、有步骤的设计， 如航天技术、莱特兄弟设计出第一架如航天技术、莱特兄弟设计

4、出第一架 飞机等；飞机等； 二是来源于二是来源于偶然的发现偶然的发现，如抗生素，如抗生素 药物的发现、锯子的发明等药物的发现、锯子的发明等 。 一、技术创新的重要途径一、技术创新的重要途径设计设计 青霉素 苏格兰科学家亚历山大苏格兰科学家亚历山大弗弗 莱明原来从事流感研究工作。莱明原来从事流感研究工作。 1928年年 9月的下午，弗莱明月的下午，弗莱明 像往常一样来到了实验室。像往常一样来到了实验室。 在他的实验室里培养了一些在他的实验室里培养了一些 葡萄球菌葡萄球菌一种引起传染一种引起传染 性皮肤病和脓肿的常见细菌。性皮肤病和脓肿的常见细菌。 一次非常偶然的机会，由于一次非常偶然的机会，由于

5、 疏忽而忘记为一个盛有葡萄疏忽而忘记为一个盛有葡萄 球菌的培植盘子盖上盖子，球菌的培植盘子盖上盖子， 结果他发现盘子中生长出的结果他发现盘子中生长出的 青色霉菌将周围的葡萄球菌青色霉菌将周围的葡萄球菌 全部杀死。后来，弗莱明还全部杀死。后来，弗莱明还 曾风趣地说，这一发现要归曾风趣地说，这一发现要归 功于他的粗心大意。功于他的粗心大意。 冰棒冰棒 1905年，年，11岁的弗兰克岁的弗兰克易易 普森（普森（Frank Epperson）把）把 他的苏打制作模具落在外面放他的苏打制作模具落在外面放 了一整夜。第二天，他用来搅了一整夜。第二天，他用来搅 拌水和调味剂的小棍被冻了在拌水和调味剂的小棍被

6、冻了在 溶液里面，第一根冰棍就这样溶液里面，第一根冰棍就这样 诞生了。大约诞生了。大约20年以后，已经年以后，已经 长大成人的易普森才把制作冰长大成人的易普森才把制作冰 棒申请成为了专利。棒申请成为了专利。 微波炉微波炉 1945年，雷神公司的一位年，雷神公司的一位 工程师在操作一个军用雷工程师在操作一个军用雷 达系统中的磁电管设备时，达系统中的磁电管设备时， 发现自己口袋里的糖果居发现自己口袋里的糖果居 然融化掉了。发明家帕然融化掉了。发明家帕 西西斯宾塞（斯宾塞（Percy Spencer）在意识到是辐）在意识到是辐 射把工程师的糖果烤化后，射把工程师的糖果烤化后， 他制造出了第一台微波炉

7、，他制造出了第一台微波炉， 那时候这台机器足有那时候这台机器足有5英尺英尺 （1.524米）多高。米）多高。 橡皮泥橡皮泥 橡皮泥在成为深受儿童喜爱的橡皮泥在成为深受儿童喜爱的 玩具以前，它的最初设计目的玩具以前，它的最初设计目的 是作为清洁产品。它第一次进是作为清洁产品。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。这一发现拯救了即的清洁物。这一发现拯救了即 将破产的将破产的Kutol Products公司，公司， 这并不是因为它的清洁效果有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多么好，而是因为小学生们开 始用它制作圣诞装饰物。该公始用它制作圣诞

8、装饰物。该公 司去掉橡皮泥里的清洁剂成分，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具，这一改变让这个濒临破产 的公司取得了巨大成功。有时的公司取得了巨大成功。有时 候在别人没注意到你以前，你候在别人没注意到你以前，你 并不清楚自己到底有多聪明并不清楚自己到底有多聪明 糖精糖精 糖精是一种很古老的甜味剂。糖精是一种很古老的甜味剂。 有这么一种说法，说糖精的发有这么一种说法，说糖精的发 现是一个饭前不洗手的科学家现是一个饭前不洗手的科学家 发现的。传说斯坦丁发现的。传说斯坦丁

9、法赫伯格法赫伯格 在实验室摆弄煤焦油忙碌了一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天，疲倦的他没有洗手就回到 家去厨房吃晚餐卷。拿在手上家去厨房吃晚餐卷。拿在手上 的晚餐卷尝起来比平时甜很多，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，就是以后成为人双手沾上的，就是以后成为人 造甜味剂的糖精。造甜味剂的糖精。 莱特兄弟设计出第一架飞机莱特兄弟设计出第一架飞机 世界航空先驱，美国飞机发明家。兄世界航空先驱，美国飞机发明家。兄W.W.莱特（莱特（1867186719121912

10、），）， 弟弟O.O.莱特（莱特（1871187119481948），自幼对飞行怀有浓厚兴趣。），自幼对飞行怀有浓厚兴趣。18961896年德国年德国 李林塔尔李林塔尔失事牺牲，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。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。 19011901年制作了年制作了200200多个不同形状的机翼模型在不同角度下进行上千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，次的风洞试验；又用展弦

11、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 8.88.8千瓦（千瓦（1212马力）功率的内燃机，带动两副二叶推进式螺旋桨，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，翼展采用升降舵在前、方向舵在后的布局

12、。翼剖面呈弧形，翼展13.213.2米，米， 滑橇式着陆装置，驾驶员俯卧操纵。飞机命名为飞行者滑橇式着陆装置，驾驶员俯卧操纵。飞机命名为飞行者1 1号。号。19031903 年年1212月月1717日，飞行者日，飞行者1 1号在基蒂霍克试飞成功，其中最长飞行距离号在基蒂霍克试飞成功，其中最长飞行距离 为为260260米、空中时间米、空中时间5959秒，这是公认的最早空中持续动力飞行。莱秒，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。们在基

13、蒂霍克试飞成功的地方建有莱特兄弟的纪念碑。 飞机的发明成功与莱特兄弟的飞机的发明成功与莱特兄弟的 精心设计密不可分，精心设计密不可分，设计不是一次设计不是一次 就完成的，就完成的，一项发明的设计过程往一项发明的设计过程往 往是通过往是通过多次的改进多次的改进来完成。来完成。 由此可见，由此可见，精巧的设计，可大大地推精巧的设计，可大大地推 动技术发明和技术革新动技术发明和技术革新，使技术水平，使技术水平 及其产生的效益达到新的高峰。及其产生的效益达到新的高峰。设计设计 是技术的关键。是技术的关键。 二、设计需要不断改进二、设计需要不断改进 以汽车的功能与性能的改进为例以汽车的功能与性能的改进为

14、例 来说明：来说明： 创造性的设计不断推动着技术的创造性的设计不断推动着技术的 进步，改变着我们的生活。进步，改变着我们的生活。 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：汽车的变迁： 1952年,美国别克小客车福特T型车 大众“甲壳 虫” 雪铁龙 C-Cactus 概念车 i MIEV Sport概念车 汽车的发展 ABS(Anti-lock Brake System)ABS(Anti-lock Brake System) “防锁死刹车系统防锁死刹车系统” ABS系统系统 大幅度提大幅度提 升刹车稳升刹车稳

15、定性同时定性同时 缩短刹车缩短刹车 所需距离所需距离 汽车的发展 GPS导航仪 汽车的发展汽车的发展 未来的汽车可能是怎样的？ 未来汽车可以无人驾驶未来汽车可以无人驾驶 不用汽油，燃料被环保材料代替。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。游泳，观赏海底世界。 有电脑、有电冰箱、有电话、还有自动按摩有电脑、有电冰箱、有电话、还有自动按摩 器和游戏机。器和游戏机。 可以变成一间小屋子，屋子里面还有厨房，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。人们可以在车里过夜。 汽车的发展 未来汽车未来

16、汽车设计欣赏设计欣赏 自行车的发展自行车的发展 改进设计改进设计 安装方向舵安装方向舵 安装脚踏板安装脚踏板 安装实心橡胶轮胎安装实心橡胶轮胎 安装传动系统安装传动系统 安装刹车系统安装刹车系统 安装充气轮胎安装充气轮胎 应用无缝钢管应用无缝钢管 应用折叠设计应用折叠设计 安装变速系统安装变速系统 作用作用 增加安全性增加安全性 减少自行车体积，方便携带减少自行车体积，方便携带 增强自行车的环境适应性增强自行车的环境适应性 提高行驶速度提高行驶速度 改变行驶方向改变行驶方向 改进自行车的避震功能改进自行车的避震功能 双脚离开地面双脚离开地面 减轻自行车重量减轻自行车重量 使骑行更省力使骑行更省

17、力 三、设计需要多种知识 技术发明和技术活动往往需要技术发明和技术活动往往需要 多种知识的综合运用多种知识的综合运用。这种综合不。这种综合不 是简单的组合，它可能是在不同情是简单的组合，它可能是在不同情 况、不同条件下有机地综合运用。况、不同条件下有机地综合运用。 三、设计需要多种知识三、设计需要多种知识 汽车汽车 流体力学流体力学 燃烧学和热力学燃烧学和热力学 机械学和力学机械学和力学 材料学材料学 电工学电工学 美学美学 人类工程心理学人类工程心理学 电子学电子学 椅子椅子 稳固稳固 花纹花纹 舒适舒适 木质木质 粘合粘合 外观外观 试一试：试一试： （美学）（美学） （工程心理学）（工程

18、心理学） （力学）（力学） （化学）（化学） （材料学）（材料学） （美学）（美学） 设计自行车活动设计自行车活动 选择材料选择材料 颜色搭配颜色搭配 车身结构车身结构 座位设计座位设计 传动系统传动系统 表面喷涂表面喷涂 应用的知识应用的知识 美学美学 化学化学 力学力学 材料学材料学 物理学物理学 人人体体工程学工程学 四、技术与设计的关系（补充）四、技术与设计的关系（补充） 1.1.技术的发展离不开设计技术的发展离不开设计 例：电动剃须刀例：电动剃须刀 电动剃须刀发明之初体积很大，携电动剃须刀发明之初体积很大，携 带不方便。于是，有人设计出一种带不方便。于是，有人设计出一种 小巧、便携式

19、的电动剃须刀，这一小巧、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。设计推动了电机微型化技术的发展。 案例：环保餐具的设计案例：环保餐具的设计 一次性餐具（很难降解）一次性餐具（很难降解） 环保餐具（容易降解）环保餐具（容易降解） 技术的发展离不开设计技术的发展离不开设计 案例：手机的发展案例：手机的发展 第一代模拟蜂窝手机（大哥大）第一代模拟蜂窝手机（大哥大）：出现于出现于70年年 代末，代末，80年代初，传输的是模拟信号，体积大，提年代初，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。只提供话音业务，没有数据业务，功能单一。 第三代手机（第三代手机（3

20、G手机、多媒体手机）手机、多媒体手机）：出现于出现于90 年代中后期，提供话音，数据及多媒体等多种业务，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。具有高数据传输率，功能强大。 第二代数字蜂窝手机第二代数字蜂窝手机：出现于出现于80年代末，年代末，90年年 代初，传输的是数字信号，体积小，提供话音及简代初，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。简单数据业务，功能相对增多。 MOTO3200 技术的发展离不开设计技术的发展离不开设计 NOKIA8310 Apple 3G手机手机 iPhone 模拟手机模拟手机缺点：体积大，功能单一，外

21、观难看。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。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：短优点：体积小巧，支持数据业务：短一一一一 一一一一一一一一一一一一信、游戏、彩铃、手机报等。信、游戏、彩铃、手机报等。 优点：传输速率高，支持多媒体业务：手优点：传输速率高，支持多媒体业务：手 机电视、手机在线听音乐、手机在线看电机电视、手机在线听音乐、手机在线看电 影等。影等。 技术的发展离不开设计技术的发展离不开设计 多媒体手机多媒体手机 数字手机数字手机 再看看达再看看达芬芬 奇的飞行器，奇的飞行器， 为什么当时没为什么当时没 有出现而现在

22、有出现而现在 出现了呢？出现了呢？ 技术更新对设计产生重要影响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、技术更新对设计产生重要影响 案例：达案例：达. 芬奇的飞芬奇的飞 行器行器 技术是设计的的平技术是设计的的平 台，没有技术作基础，台，没有技术作基础， 设计将难以表现和实设计将难以表现和实 现。现。 先进的技术可以使先进的技术可以使 人们的设计得以实现。人们的设计得以实现。 案例：灯具案例：灯具 如果还是用火照明，能设如果还是用火照明，能设 计这样的路灯吗？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

23、技术更新对设计产生重要影响 新技术、新材料、新工新技术、新材料、新工 艺的出现丰富着人们的设艺的出现丰富着人们的设 计思维。计思维。 计算机、扫描仪、打印计算机、扫描仪、打印 机等技术的出现改变了设机等技术的出现改变了设 计的程序和方法。计的程序和方法。 技术进步还促进人们技术进步还促进人们 设计思维和手段的发展。设计思维和手段的发展。 技术更新对设计产生重要影响技术更新对设计产生重要影响 技术与设计的关系 一、设计是技术发展的基础一、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是技术成果转化的桥梁和纽带 设计促进技术更

24、新设计促进技术更新 二、技术发展为设计创新提供了条件二、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更新扩大设计思维空间 技术进步促进设计手段发展技术进步促进设计手段发展 动脑筋：动脑筋：你能用几句话总结你能用几句话总结 技术设计：技术设计： 运用一定的运用一定的科学知识和实践经科学知识和实践经 验验，根据预定的，根据预定的目标和环境目标和环境限制条限制条 件，在头脑中进行件，在头脑中进行想象、构思和分想象、构思和分 析析，并运用各种途径、方法手段表，并运用各种途径、方法手段表 现出拟定中的现出拟定中的新技术、新产品、新新技术、新产品

25、、新 工艺方案工艺方案的实施过程和结果。的实施过程和结果。 v1.技术常常可以解决人类所遇到的问题，给人类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（害现象中，不是危害地球自然环境的是（ ） A 水土流失水土流失 B 噪声污染噪声污染 C 酸雨现酸雨现象象 D 胎儿鉴定胎儿鉴定 v2.技术对人的解放作用表现为人依靠技术解放或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、脚延长了自

26、己的手、脚等身体器官，拓展了劳等身体器官，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（了人的体力的是（ ） A B超技术超技术 B 摄像技术摄像技术 C 电视技术电视技术 D 蒸汽技术蒸汽技术 课堂练习课堂练习 D D v3.下列选项当中，属于技术活动的是（下列选项当中，属于技术活动的是（ ） A、广义相对论、广义相对论 B、牛顿第一定律、牛顿第一定律 C、阿基米德原理、阿基米德原理 D、蒸汽机的发明、蒸汽机的发明 v4.下列活动是科学活动的是（下列活动是科学活动的是（ ） A、蒸汽机的发明、蒸汽机的发明 B、B超技术超技术

27、C、万有引力的发现、万有引力的发现 D、摄像技术的发明、摄像技术的发明 v 5.如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展， 到到2050年全球温度将上升年全球温度将上升24摄氏度，南北极地冰山将摄氏度，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市：纽约、上海、东京和悉尼。造成上述现象的罪魁 祸首是（祸首是（ ） A 温室效应温室效应 B 臭氧空

28、洞臭氧空洞 C 酸雨酸雨 D 核辐射核辐射 D C A 课堂练习课堂练习 v6.20世纪中叶，美国施乐公司发明的复印机掀起世纪中叶，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司的加入，先后为其研发的复印机申请了500多多 项专利。这说明了技术的（项专利。这说明了技术的（ ） A、目的性、目的性 B、创新性、创新性 C、综合性、综合性 D、专利性、专利性 v7.显示器是电视机的核心部件，普通电视机常用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，柱面的是

29、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（程。说明了技术的（ ） A、目的性、目的性 B、创新性、创新性 C、综合性、综合性 D、两面性、两面性 D B 课堂练习课堂练习 8.专利的申请和获得要经过以下几个阶段专利的申请和获得要经过以下几个阶段,1. 初审初审2.授权授权3.提交申请提交申请4.实质审查实质审查5.公布公布6.受受 理理 。正确的顺序是。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 课堂练习课堂练习 C 9.2005年年2月月16日，旨在减少全球温室气体日，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。这排放的京都议定书在全球正式生效。这 里的温室气体是指（里的温室气体是指（ ） A