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1、技術與設計1（廣東版）教材解讀,通用技術學什么,專業知識、技術、技能、思想方法？大學、大專、中專、職校、技校有何區別？通用技術科設計1、設計2、選修課的區別？是把過去大學的知識下放到高中嗎？貫穿教材的主線是什么？,通用技術教材的主線,主線：提高技術素養，掌握技術思想和方法（原則、方法、標準、規范），開發創造潛能副線：學習專業知識、技術和技能主線副線版面內容在各模塊中所占的比例,廣東版通用技術教材技術與設計1教材解讀,5,技術與設計1,技術及其性質設計的基礎怎樣進行設計設計的實現制作設計的交流與評價,第一章技術及其性質,為什么要在教材中設置技術的發展歷史內容技術史的劃分：石器、青銅器、鐵器、蒸氣
2、機、電器、信息時代了解技術源于什么；了解技術發展史上具有里程碑式的重要貢獻；了解技術的過去和現在，從而可以預測未來,了解技術的各個時代的代表人物，重大事件及其對社會發展的影響。(摘自美國國家技術課程標準),什么叫技術？,技術是人類為滿足自身的需求和愿望對大自然的改造（教育部課標的說法）技術是人類改造大自然的工具和方法（本教材的說法）.包括工具和技術產品(收音機,殺蟲劑等)硬件;協議,程序,工藝,制度等軟件.,(摘自美國國家技術課程標準),科學和技術哪個在先？見2008年版教材P3第45行科學與技術有何不同？科學是研究自然和社會的原理與規律，技術是原理和規律的應用,揭示技術性質的三個原則必須是本
3、身固有的,不是衍生的,演變的必須是內在的,本質的,不是表面的必須是每個技術都,不能只有部份技術才有,技術的性質,實踐性:技術來源于實踐,應用于實踐（關于目的性、兩面性、應用性）創新性:技術剛產生時一定有創新（關于保守性、時效性）綜合性:技術要用多種綜合知識相關性:一個技術的發展會促進其他技術發展（關于系統性）價值性:技術有社會價值和經濟價值（關于功利性）保密性:一定時間內會保密（關于專利性、非專利性）,技術的作用和影響,第二節技術發明與技術革新,發明和革新是技術的源泉技術發明和技術革新的區別發明和革新推動技術發展造紙術洗衣機電冰箱計算機通信,技術素養理解,應用,管理,評價技術的能力叫技術素養.
4、注意與素質的區別,知識產權及其保護,第三節設計是技術的靈魂,什么叫設計？廣東版：基于預定的設想和目標，遵從相關的原則和規范進行的構思和規劃,最后用某種形式表達出來的活動，叫做設計。有許多活動是創新活動但重復的設計（如重復設計另一座大樓），侵犯他人版權的設計，落后的設計都不是創新活動。其它版：設計是基于某種目標的創新活動,設計的種類設計可以是技術設計、藝術設計、工業設計（包括外觀、概念、平面、景觀設計等）和教學設計等。本書討論的主要是技術設計（簡稱設計）。技術創新從來源上可以分為兩大類：一是來源于有計劃、有步驟的設計；二是來源于偶然的發現。創新設計給技術的進步帶來了巨大的推動力。,設計推動著汽車
5、技術的發展,第二章設計的基礎,本章所呈現的技術思想和方法不但貫穿于本書，而且為全套書的主線。教材內容從根本上來說，并不僅僅是學一些技術知識和技能，而是從技術思想和技術方法上來培養和要求學生。,第一節做一名優秀的設計師,優秀設計師應具備的素質一個中學老師對教材中講鋸子發明的故事認為太古老，建議改為講現代木工機械。你認為對嗎？書中三個故事的重點在于“故事解讀”,魯班發明鋸子,魯班發明鋸子,愛迪生發明電燈,主題作用：引入優秀設計師應具備的素質,正確思維方式對創造性設計所起的關鍵作用,發散思維解決交通擁擠,定勢思維（見書P36）逆向思維（見書P37）,問題討論,專門與別人唱反調是否逆向思維？逆向思維與
6、正向思維都是用于解決同一個問題，實現同一個目標的思維方式，專門唱反調和專門與別人對著干不是逆向思維的方式。,開發智能與創造潛能,一個早期開發智能的案例教材P38關于智能開發的說法討論開發創造潛能的各種方法（P39）開發創造潛能的幾種方法影響技術發明和創造的諸多因素,第二節設計的基本方法和基礎知識技術,設計的種類,創新性原則設計只有不斷進行創新，才能具有新的生命力。一個產品的創新設計可以在原理運用、功能、結構、指標、外觀等方面進行創新，也可以在安全，可靠耐用，有利于節能、環保、創造優良性價比、有利于使用者身心健康、舒服、快捷、方便等方面進行創新；對設計一個項目來說，可以在思想、內容形式、結構等方
7、面進行創新。并不是所有的設計都是有創新性的，那些陳舊的，過時的，照抄、仿冒他人產品（項目）的設計就沒有創新性。,可靠性原則設計的產品或項目在規定的使用壽命時間內，能適應規定的條件和環境可靠地工作，不會發生故障，原規定的功能、性能指標也不會超出使用說明書規定的范圍。一個產品再漂亮，功能指標再好，但用不了幾天就壞了，還可能發生安全事故，這不僅可能造成經濟損失，還可能導致人身的傷亡，引來法律訴訟問題?！翱煽啃栽O計”現在已發展成一專門的學科。,安全性原則安全性原則指的是，所設計的產品或項目，在使用時或操作運行時必須是安全的，不允許發生事故，更不允許發生人身傷亡事故。我們還必須注意到，一個產品在使用時是
8、可靠的，未必一定是安全的；有的產品如果不可靠，使用時一定是不安全的。例如兒童用的某些玩具，如小鐵錘，如果用鐵來做成，它永遠不會損壞，但兒童玩起來有極大的危險！又如人字型鋁梯如果鋁板太薄，則使用時可能變型，一定是不可靠的，也絕對是不安全的。,需要性原則經濟性原則最優化原則工程心理學和生理學原則法律和道德規范原則通用性標準性原則時效性原則可持續發展原則（見書P43）,人機關系,人機關系是指人與“機器設備”以及人與所使用的“物品”之間的關系，還包括使用時與所在的環境之間的關系。研究人機關系的目的，是為了在設計產品和一個項目時，體現以人為本，要使人在制作產品或實施一個項目中，實現快速高效，使用者感到方
9、便、舒適，同時保證人的健康與安全。在人處于動態或環境有可能變遷時，我們的設計還要用“動態”的角度來展開，以實現最合理，最長久的優良效果。在我們前面學習的技術設計的原則中，有許多原則都直接體現了人機關系中提出的目標和要求。例如，可靠性原則、安全性原則、工程心理學和生理學原則、可持續發展原則等等，就直接與人機關系中追求的舒適、方便、健康、安全目標是一致的。其他幾項技術設計的原則，也與人機關系的追求目標息息相關。例如實用性、經濟性、最優化、通用性、標準性、時效性原則，也是快速、高效的可靠保證。,案例討論,例1、例2（見書P45）例3家用床頭電風扇有一種功能，當電風扇倒下的時會自動關閉電源。例4某家用
10、電器的外殼設計中，規定其絕緣擊穿電壓必須不小于1000伏（在通電規定的時間內），同時規定它的洞或縫不大于某一尺寸。例5小汽車司機和前排乘客都必須綁好安全帶。例6：某中學有一批教學、管理、后勤部門的職工退休，為了提高該中學的教學，管理水平，該校人事主管部門規定，新招聘接替各個崗位工作的人員都必須具有博士學位。,例7在飛往火星的航天器上，有人想象設計一種能源的產生辦法，你認為可行嗎？為什么？方案：將航天器所帶的水用電力進行電解，得到氫和氧，再將氫和氧進行燃燒產生動力，帶動發電機發電；在燃燒中氫和氧合成了水，再用該發電機發出的電將新產生的水電解成氫和氧，如此循環，可以無窮利用下去產生能量。,例8洗衣
11、機的設計近百年來發生了巨大的變化：洗衣機的洗衣筒（缸）從手搖改革到電動機帶動旋轉。洗衣機的進水由早期的人工加水，到現在用自來水；洗衣機會根據衣服的多少自動選定水位，加到預定水位后自動停止進水。洗衣機的排水口由單一出口改為左、右雙向出水口任選。洗衣機缸體的設計變化是早期洗衣用單缸，甩干用另一個甩干機。中期一個洗衣機是雙缸的，一個缸洗衣，一個缸甩干。現在共用一個缸，洗衣，甩干用同一個缸。使用者把衣服放進去到洗完為止，不用移動衣服。洗衣機的程序控制設計變化是：完全靠人工控制洗衣的程序用機械的方法進行程序控制用電腦編程進行自動程序控制洗衣缸在旋轉運行時，如果打開洗衣機的上蓋，洗衣機會立即停止對電動機供
12、電，缸體迅速停止運轉。洗衣機的外殼由早期的木頭到現在改為金屬外殼。洗衣機型號由一、二種發展到多種；但同一個標準的零部件各種洗衣機都可以更換使用。,技術設計的方法和標準,常規設計法系統設計法功能設計法工效學設計法可靠性設計法最優化設計法計算機輔助設計法（見P46）,技術設計的一般過程,中間過程檢測、評價及改進,技術設計的過程案例,發現問題，確定課題因無路燈照明，晚間摔傷村民有學校和老師指導，決定立項設計課題開展調查，收集信息摔傷村民的小橋離交流供電點太遠枯水季節晚上十點以后不發電小橋周圍常有大風制定方案，決策優化方案1：架設交流電供電照明方案2：用蓄電池供電，直流燈光照明，用電子電路自動開關燈方
13、案3：在2基礎上改用小型風力發電機對蓄電池自動充電決策優化：方案1開支太大，而且枯水季節無法照明；方案2開支較小，但要對蓄電池輪換充電太麻煩；方案3開支與方案2相近似，但不用人工換取電池，而且節省能源，屬先進水平。,實施制作，評價改進方案3實施制作后使用一個月發現五個問題：亮暗轉換工作點不完善防水性能不夠完善可能遭雷擊防風防撞性能不強防盜防范不足修改設計，達到最優針對以上缺點改進設計，實施制作，試用兩月達到最優，村民滿意受到表彰，推廣應用受到學校和教育局領導的表彰，該項目推廣應用到全縣,第三節設計與交流中的技術語言,語言的各類及作用（見書P52）機械制圖與識圖基礎（見書P53）,機械制圖的基本
14、規范,常用圖線線型規范,圖線的畫法在同一張圖中，同類圖線的寬度應一致繪制圓的對稱中心線時，應超出圓外25毫米，圓心應為長畫的交點。細點畫線首末兩端應是長畫而不是點。在較小的圖形上繪制細點畫線有難度時，可用細實線代替。細點畫線、細虛線和其他圖線相交時，避免間隔或點處相交兩條平行的輪廓線之間距，不得小于0.7mm,尺寸標注,第三章怎樣進行設計,第一節第四節遵照設計的過程和要求進行,第五節技術試驗,在設計過程中，技術試驗伴隨著多個重要的設計階段材料的選擇、器件的篩選、工件、構件和產品的制作等。技術試驗為設計提供依據，也是檢驗設計是否成功的重要手段。,技術試驗及其作用,什么是技術試驗從技術的角度對材料
15、、元器件及整機（產品）進行測試和檢驗就叫做技術試驗。技術試驗的作用技術試驗所得到的性能、數據、曲線、圖表等信息材料，是開展技術設計及進行設計優化的重要依據；技術試驗是進行技術革新，技術發明，科學探究的重要途徑，它更是揭露問題的關鍵；它將技術設計的失誤降到最低程度，同時使技術設計得于改進、完善和優化。,技術試驗的步驟確定技術試驗的目的和對象。確定技術試驗的方法和手段、環境條件。選定技術試驗的工具、儀表、器件。確定參加技術試驗的組成人員、分工和負責人。進行技術試驗寫出分析、總結報告,按試驗階段分，可分為：小試，中試，應用(用戶)試驗等等。從試驗的方法來分還可以分為三種，前面已經討論過了。同一個試驗
16、，按不同的角度可屬于不同的試驗類型。例如汽車碰撞試驗是實物試驗，也是力學試驗，也是破壞性試驗等,技術試驗案例,木方的變形性能試驗掛鉤的變形性能試驗結構耐振試驗材料硬度的試驗和防撞試驗拉力及其彈性試驗導線的承受電流試驗材料絕緣試驗導線和變壓器絕緣電阻試驗燃燒和阻燃試驗鐵心、非鐵磁材料的導磁系數試驗水泥性能的簡單測試傳感器件性能測試,第六節制訂設計方案,設計的角度與思路制作的產品應盡可能包括多多專業、方面的知識應將設計的種類、原則、方法，盡可能實施應用應盡可能用各種正確的思維方式,廣東版教材，把技術與設計1第三章到第五章的設計、制作和評價的對象定為“宣傳廣告燈”,它具有以下特點：上手十分容易（最簡
17、單的可做一個燈籠）。材料易取（竹子、木頭、紙張、蠟燭）。地域和時代跨度大，可適應全國東西南北地域和古代、現代、民族風情。包含力學、電學、聲學、材料學、文學、藝術、政治思想等多專業多方面的知識,5.由于廣告宣傳燈上可放置各種文字、圖畫、聲音、樂曲、動作、燈光，因而可融入技術、結構、材料、方法、原則、政治思想，人文風情等18種設計角度和思路。將貫徹提高技術素養、開發創造潛能、掌握技術思想、方法、原則、標準的主線，將情感、態度、價值觀十分和諧的體現在設計、制作、評價（第三、四、五章）的教學中。6.明顯體現“結構”、“控制”的概念，隱含“系統”、“控制”的概念，為學習設計2奠定基礎，并在學習完設計2以
18、后，進一步以本課題的制作來提高設計、制作和評價的深度和寬度，也把設計1和設計2有機結合起來，實現必修內容的主線貫穿。,廣告宣傳燈的設計思路與角度,設計方案的制定方案的比較、權衡和決策方案的改進和擴展（以上見書P108）,自動開關電路的設計,前面我們已經進行了一種廣告宣傳燈的設計，其設計的方案集中在廣告宣傳燈本身，對發光燈的控制方式，采用人工開關進行控制?，F在，我們對該燈的設計進行改進、擴展、采用光敏傳感元件進行傳感，使發光燈在白天關閉，晚上自動通電發光，實現自動開關燈控制，避免了人工開關控制的麻煩。下面，我們以設計自動開關照明路燈為例，討論它的設計過程。在本設計中，重點討論照明路燈自動開關電路
19、控制單元的設計；照明路燈的結構、外形、材料選擇、光源種類和功率設計等，都與前面討論的廣告宣傳燈的設計基本相同。,電路控制單元的設計要點首先考慮照明路燈用什么電源供電，再考慮根據照明需求確定發光燈的種類和功率，不同種類的燈具，在同一耗電功率情況下發光強度不同。該發光燈電源開關可用繼電器進行開關控制，該繼電器的開關觸點工作電壓、電流，必須根據發光燈的工作電壓、電流來選取，做到安全耐用。該繼電器觸點為常開狀態。在選好發光燈種類、功率、供電電源、繼電器型號后，再根據繼電器線圈的工作電流來選擇驅動電路的結構和元器件，使繼電器的開關觸點在線圈通電時，電磁鐵的吸合下由斷開變為閉合。該電子放大器應有前后兩級：
20、前級將光敏元件輸出的信號進行放大，后級輸出的電流應大于繼電器線圈的工作電流。電子放大器可以使用三極管，也可以用運算放大器集成電路。選擇光敏傳感器件，可選擇光敏電阻或光敏二極管、光敏三極管做光敏元件。電路設計必須有控制亮度起控點可調元件，以便在實際安裝時進行調節，使環境亮度暗到指定數值時開始起控，照明燈亮。控制電路必須有抗干擾能力，例如可以抑制瞬間環境閃光時不會關閉路燈的誤動作。,電路設計及電路工作原理自動開關照明燈電子控制單元的電路基本結構設計如圖3-22所示。它由光電信號轉換電路，信號放大器、驅動電路、執行繼電器四部分組成。,圖3-22,圖中，R1,R2，R3都是信號放大器的直流偏置電阻。R
21、3為光敏電阻，在光照亮度較大時電阻阻值較小，在光照較暗時阻值較大；當天色昏暗時，R3阻值變大，使放大器A點的輸入電壓上升，放大器導通，從而使驅動電路導通，+12伏電源有較大電流流經繼電器的線圈K，經驅動電路入地；繼電器線圈K通電后使開關S的接點由斷開轉為閉合，使路燈HL通電發光。如圖所示，如果S2開關控制的是220伏市電供電的照明燈，那么繼電器的開關觸點的工作電壓、電流就不相同，從而采用繼電器的型號也要作相應的改變。與R3并聯的電容C采用1微法到2微法的電容器，由于它的容量較大，因而它的充電和放電都需要較長的時間。當夜間有雷電閃光時，R3的阻值可能會瞬間變小，電容上的電壓因放電時間較長不會很快
22、的改變，即A點的對地電位不會因瞬間的閃電而有明顯的改變，從抑制了瞬間閃光造成的干擾，不會因此而停止照明。如果HL1是瓦數不太大的+12伏直流燈泡，驅動電路的輸出電流不小于HL1的工作電流。那么HL1可以直接代替繼電器線包，直接接入，不再采用繼電器，二極管VD也取消。二極管VD的作用是防止繼電器電流突變時引起的吸合抖動，它在線圈K產生下正上負的電勢時導通，短路該電動勢，從而起到繼電器接點通斷穩定的作用。,第四章設計的實現制作,第一節工藝,工藝的定義,改進設計自動開關燈電路制作與調試(P136),采用光敏電阻的光控路燈電路如圖所示。光敏電阻由光導電材料硫化鎘（CdS)和電極兩部分組成，其頂部有一個
23、光感應窗。光敏電阻R2與10K的可變電阻R1（電位器）形成1個分壓電路。當環境照度不足時，光敏電阻阻值很大，其兩端分得的電壓較高，繼電器吸合，接通電燈開關；當光照射到光感應窗時，電阻值就減少，其兩端分得的電壓很小，繼電器釋放，斷開電燈開關。調節圖中的可變電阻R1（電位器）可以調節起控照度，光敏電阻并聯的電容用以消除干擾。,圖4-28,晶體三極管的放大作用是利用三極管的性能，將小信號電流放大成大信號電流。如圖4-31所示，若基極（B）與發射極（E）之間流過較小電流，則集電極（C）與發射極（E）之間就流過大的電流，使繼電器勵磁，能使繼電器接通。,采用電磁繼電器控制的光控路燈電路既可應用于直流供電，
24、也可應用于220V的交流供電。若路燈采用直流供電，控制電路還可采用如P138圖4-32。它取消了電磁繼電器，但考慮到燈泡通過的電流較大，可用達林頓型三極管（如TIP122，它實質是用三極管級聯的方式實現大電流輸出）。若小燈泡換為發光二極管，則使用普通三極管即可。,圖4-32,第五章設計的交流與評價,第一節設計的交流,交流的意義通過交流，找到設計中的不足，使設計得以改進；通過交流，發現設計中存在的隱患，并盡早消除；通過交流，在多種方案中選出最佳的設計方案。設計是一個不斷完善的過程，在這個過程中，設計者需要準確、簡明、完整地向合作者表達自己的技術思想，以便相互了解、幫助與協作；設計者還將面向社會推
25、介自己的設計，力爭將設計變成產品服務于社會。所有的這些技術活動都需要交流。,交流的方式,設計者與用戶的交流產品使用說明書的重要性簡單的產品使用說明書或者用戶手冊的編寫常見的產品維護服務和服務途徑,第二節設計的評價,設計的階段與評價,設計的多方面、多角度評價,六面廣告宣傳燈評價表,自動開關照明路燈評價表,設計的總結性評價評估表,評估報告主要特點,評估報告一般格式,設計的質量管理QM管理的主要作用,質量管理與現代質量管理質量管理的歷史階段,現代質量管理,產品的鑒定方法和程序,第三節設計的保護,專利及其意義一個設計，當它具備創造性、新穎性和實用性時就具有了申請專利(patent)的前提條件。對于這樣
26、的設計，我們可以通過獲取專利權來對設計加以法律上的保護。在第一章我們曾接觸過專利的概念，知道專利通常是指專利權。而專利權是一種獨占權，指國家專利審批機關對提出專利申請的發明創造，經依法審查合格后，向專利申請人授予的、在規定時間內對該項發明創造享有的獨占權。人們為什么要獲得專利?這是因為專利可以保護技術創新。任何人如果發明了具有創新性及實用性的工藝方法、機器、產品或物料成分，或者是對它們進行的改進，都可以申請專利。專利不僅可以防止科技成果的流失，而且有利于科技進步和經濟發展。專利擁有人一旦在一個國家獲得了專利，在這個國家就享有了阻止別人仿造、制造、使用或銷售其發明的權利。現在世界上大多數國家都建
27、立了自己的專利制度。,專利的種類我國目前的專利有發明專利、實用新型專利和外觀設計專利。發明專利是指對產品、方法或者改進所提出的新的技術方案。發明專利申請實行早期公開、延遲審查制度，保護期限為20年，自申請日起算。實用新型專利是指對產品的形狀、構造或者結合所提出的適于實用的新的技術方案。實用新型專利申請實行初步審查制度，保護期限為10年，自申請日起算。外觀設計專利是指對產品的形狀、圖案、色彩等所作出的富有美感并適于工業上應用的新設計。外觀設計專利實行初步審查制度，保護期限為10年，自申請日起算。申請人應結合發明創造的技術水平、商業價值、市場壽命、費用等情況考慮申請哪種專利為適宜。,專利的申請與保
28、護專利的申請,專利的保護行政機關處理專利侵權糾紛；專利申請權和專利權屬糾紛；職務發明人獎酬糾紛；發明專利申請公布后至專利權授予前實施發明的費用糾紛；專利申請權轉讓合同、專利權轉讓合同及專利實施許可合同糾紛；發明人、設計人資格糾紛；其他專利糾紛。司法途徑,專利保護案例例1：電子集團投入600多萬元，花費半年時間研發出了一種新型電子產品，但在剛要上市之際，卻收到公司的一份法律聲明，其原因是公司的專利(ZL)已于年月日獲得國家發明專利授權，其保護范圍覆蓋。此案例說明，企業在新產品研發或研發立項之前，務必注意檢索專利等文獻，盡可能地避免無價值的重復研究。例2：公司研發的抗潰瘍藥物唑片，最高年銷售額曾達60億美元，該藥品的原批準專利于2001年過期，配方專利于2005年過期。有4家制藥企業從2001年起開始生產該藥，公司起訴這幾家公司侵犯其配方專利權。結果2002年M國法院判決這4家公司中的3家停止銷售唑片，但其中1家公司不受限制。因其所采用的配方不同，這家公司所擁有的新配方專利權成立，使得自己的產品市場得到了保護。,技術與設計2（廣東版）教材解讀,鏈接,教材特色,貫穿主線內容主線技術相融文理方法相共難度高低相通科學嚴謹系統鏈接,
廣東版高中通用技術與設計教材解讀
