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通用技术1第一章-技术及其性质

时间:2017-11-10


通用技术
技术与设计1
授课教师: 易娟

什么是通用技术?

? 通用技术是指信息技术之外的,较为宽泛的、体现基 础性和通用性并与专业技术相区别的技术,是日常生 活中应用广泛、对广大同学的发展具有广泛迁移价值 的技术。

? 《通用技术》课程是一门立足实践,注重创造、高度
综合、科学与人文融合的课程。

1

技术及其性质

2

设计的基础

目录
4 5

3

怎样进行设计 设计的实现——制作

设计的交流与评价

第一章 技术及其 性质

1

技术的性质及其巨大作用

一、技术源于什么

技术最早源于人类寻

找、生产食物,制作衣服
和与野兽搏斗等生存的基 本需要。

一、技术源于什么

石斧
石斧是远古时代用于砍 伐等多种用途的石质工

石刀
石斧既是劳动工具,也 是随身携带的武器。

骨针
人类最早期的缝纫工具。骨 针从旧石器时代晚期开始出现, 到新石器时代和商周时期普遍

具。斧体较厚重,一般
呈梯形或近似长方形。

使用,直到战国秦汉时期铁针
出现并普遍使用后才被淘汰。

技术的进步源于什么
技术的进步源于人们改变自身生存条件、改造自然的愿望。
名扬天下的黄道婆曾在水南村居住学艺。 早在南宋理宗帝年代,年仅13岁的黄道婆为逃 避当童养媳,随商船漂落到崖州水南村。当时 黎族人的棉纺织技术领先于中原汉族,黄道婆 就倾心向黎民学习用木棉絮纺纱,用米酒、椰 水、树皮和野生植物作为颜料调色染线,用机

杼综线、挈花、织布的纺织印染技术,并比欧
洲早400年发明出脚踏“三绽三线”纺纱车和 “踞织腰机”织布机,提高了织锦质量,成了 一名“中国古代伟大的女纺织家”。

织布机

蒸汽机

詹姆斯· 瓦特是英国著名的发明家,是工业革命时期的 重要人物。英国皇家学会会员和法兰西科学院外籍院士。 他对当时已出现的蒸汽机原始雏形作了一系列的重大改进, 发明了单缸单动式和单缸双动式蒸汽机,提高了蒸汽机的 热效率和运行可靠性,对当时社会生产力的发展作出了杰 出贡献。

“技术”是什么
从广义的角度来看,“技术”这个词有多种含义。 ? 它可以指工具、人类发明的产品和人工制品,如收音机是一项技术,杀虫剂也是 一项技术; ? 它可以表示创造这种产品所需的知识体系; ? 它可以表示技术知识的产生过程以及技术产品的开发过程、协议、程序; ? 它可以表示包括产品、知识、人员、组织规章制度和生活结构在内的整个系统。 总而言之,技术是人类改造自然的工具与方法。

技术是什么

主体



技术是人类改造自然的 工具与方法

目的

满足自身需求和愿望

二、技术的发展历史

铁器时代

石器时代

青铜器时代

信息时代

电气时代

蒸汽机时代

技术的三次重大变革

第三次
二十世纪末 计算机及高速通信网的发展

第二次

从18世纪至19世纪中叶
蒸汽机的出现带来的工业革命

第一次
约14000年前至18世纪 人类由游牧生活变为定居生活

三、技术的性质
性质 实践性 具体释义 技术源于实践 制造技术是一门以机械为主的交叉性学科, 每一门技术都可以看成由多学科的知识 与光学、电工、电子、材料、管理、艺术及 综合而成 社会科学等学科密切相关 技术的形式包括人类发明的产品,人工制品, 技术的形式是由多种多样的要素综合而 创造某种产品需要的知识体系、技术产品的 成的 开发过程、协议、程序…… 在原有技术的基础上,人们依据一定的 技术原理和社会需要,有计划,有目的 今天,除了在家用电器博物馆外,人们在业看不到 地进行应用研究和生产发展的技术开发 几十年前设计的过时的洗衣机了 活动 一项技术的发展需要其他技术的支持; 半导体技术的发展,就大大促进了电视技术和计算 与此同时,一项技术的发展又可以带动 机技术的发展 其他相关技术的发展 技术本身的价值性所决定。技术的应用 医疗队下乡义诊,就产生巨大的社会效益;医疗技 可以产生社会效益,也可以产生经济效 术在医院中的作用,除产生社会效益外,还产生经 益 济效益 技术的发明创造,需要付出艰辛的劳动, 为了保护发明者的合法权益,许多技术 需要保密 新发明的技术申请专利保护 例证

综合性

创新性

相关性

价值性

保密性

三、技术的性质

案例分析一:水龙头
讨论下面三个问题: ? 水龙头从什么具体目的出发? 控制水量 ? 水龙头解决了什么具体问题? 能开能关,控制水量 ? 水龙头满足了人们什么要求? 方便,节约用水

三、技术的性质

案例分析二:电视机
电视机的创新和发展经历了哪几个阶段? ? 按色彩划分:黑白—>彩色 ? 按屏幕划分:球面—>平面直角—>超平—>纯平 ? 按显像管划分:电子管—>液晶—>等离子

四、技术的影响

最近一百年 对人类影响最大的十项技术

四、技术的影响

火的使用

文字

印刷术

骑兵马战术

汽车

使人从蛮荒时 代走向文明

使人类文明得以传 承,架起了人类沟 通的桥梁。

极大地提高了人 类信息传递的速 度与容量。

马战技术出现后, 促成了强大国家 的产生。

使人类的生活得 到改变,美国已 经被称为车轮上 的国家,中国今 后会怎样呢?

四、技术的影响

电脑

原子弹

激光技术

生物科技

航天技术

使人类社会进 入了信息时代

人类文明可以在一 瞬间被催毁。它告 诉人们,核武器是 多么危险,争取和 平是多么重要。

在生物、化工、 制药、武器、机 械制造方面产生 了巨大的革新。

探寻生物奥秘, 转基因食品、克 隆技术,深刻影 响了人类生活。

使人类走入太 空时代

技术的两面性
生 物 技 术 之 克 隆 技 术
减少遗传变异 提高疾病传染风险 治疗神经系统损伤 挑战伦理 解除无法成为母亲的女性的痛苦 促进遗传学的发展 检测胎儿遗传缺陷 男性将失去遗传上的意义 需要大量的人力物力,成功率较低 干扰自然化进程

积极影响

消极影响

技术的两面性
计 算 机 网 络

正面影响
信息搜索 远程教育 网络会议 网上交流

负面影响
网络暴力 影响人际关系 不良信息传播 沉迷网络

技术的两面性

请思考:核能的利与弊?

技术的两面性



产生电力



核武器 核废料污染

医学治疗

勘探水源

处理食物

练习题
技术产品
电池

满足人类需求
提供人类生产生 活所需的能源 信息传播和交流

造成不良后果
废旧电池污染 环境 手机控、沉迷手 机游戏等

解决弊端方法
用新能源替代电 池 丰富业余生活,多 与家人朋友交流 使用环保袋

手机
塑料袋

方便包装物品, 容易携带

产生大量白色垃 圾,污染环境

第一章 技术及其 性质

2

技术发明与技术革新

一、发明和革新是技术的源泉
? 发明是创造发明自然界原来没有的事物。 ? 革新是对原有技术加以改造和提高。 ? 发明和革新的结果都是用新的技术来取代已经陈旧和落后的技术。

洗衣机的变迁
蒸汽洗衣机 单缸单 洗衣机

双缸半 自动

不用洗衣粉

全自动

一、发明和革新是技术的源泉

技术革新本身并不是发明,而是在别人的技术 发明(现有成熟技术)的基础上,进行某些改进, 使其逐步完善、提高,以适应各种新的需求。

发明和革新的区别

发明和革新的区别 我 国 古 代 四 大 发 明 技 术 发 明 —

发明和革新的区别

我国重大的技术革新

发明和革新的区别

杂交水稻之父—— 袁隆平院士指导的超级 稻第三期目标亩产900 公斤高产攻关获得成功, 其隆回县百亩试验田亩 产达到926.6公斤

发明和革新的区别

我国神舟飞船的改进——技术革新

神舟1号

神舟5号 神舟7号

二、技术创新的保护制度——知识产权
是指对智力劳动成果享有的占有使用、处理、收益

定义

的权利,是一种无形的财产权,是从事智力创造性 活动取得成果后依法享有的权力 著作权、邻接权、商标权、商号权、商业秘密权、

广义
范围 狭义

产地标记权、专利权、植物新品种权、集成电路布 图设计权、计算机程序著作权等 专利权、商标权、著作权 保护了发明者的创造,使发明者能设计创造出更多 的新产品

影响

二、技术创新的保护制度——知识产权
? 商标权指商标所有人在法律规定的有效期内,对其经商标主管机 关核准注册的商标享有独占的、排他的使用和处分的权利。

? 著作权(又称版权),是指作者依法对其创作的文学、艺术和科 学作品享有的专有权。

三、专利的申请与保护
? 专利通常指专利权。是一种独占权,指国家专利审批机关对提出 专利申请的发明创造,经依法审查合格后,向专利申请人授予的、

在规定时间内对该项发明创造享有的独占权。
? 专利的意义在于保护技术创新,防止科技成果的流失,进而有利 于科技进步和经济发展。

专利的种类
专利种类 定义 审查制度 保护期限

发明专利

对产品、方法或改进所提出的新 的技术方案 对产品的形状、构造或者其结合 所提出的适于实用的新的技术方 案(又称小发明或小专利)

早期公开、延迟 审查

20年,自申 请之日起算

实用新型专利

初步审查

10年,自申 请之日起算

外观设计专利

对产品的形状、图案、色彩所作 出的富有美感并适于工业上应用 的新设计

初步审查

10年,自申 请之日起算

专利申请步骤

提交申 请

受理阶 段

初审阶 段

专利申 请公布

申请实 质检查

授权阶 段

向国外申请专利的程序
申请国内专利 办理其他必要文件

报呈国务院有关主管部门

填写相关申请表格

到国家知识产权局办理优 先权证明和手续

委托涉外专利代理机构代 理

专利的保护
侵权纠纷 申请权和权 属纠纷 奖酬纠纷

专利保 护

行政机关 处理 司法途径

费用纠纷 合同纠纷 资格纠纷 其它纠纷

专利小知识
中国专利申请号由小数点前的8位阿拉伯数字和小数点后的1位阿拉伯数字构成。 最前边的两位数字表示申请专利的年代,第三位数字表示专利类型,“1”代表发明专利; “2”代表实用新型专利;“3”代表外观设计专利;第四位至第八位数字为流水号,小数点后 边的一位数字为计算机校验位。如申请号02146134.1中的“02”表示该专利为2002年申请的 专利,第三位“1”表示该专利为发明专利;46134为流水号,小数点后的“1”为计算机校验 位。专利授权后,专利申请号即为专利号,但须在其前边加“ZL”字样,如ZL02146134 2003年10月1日启用新的编号形式(共12位数字,加上一个小数点)专利申请号其中年位

为四位,如02年申请的,则用2004表示;专利类型没变,流水号由原来的五位升到现在的7位,
如200410001635。 专利公开号:亦称文献号,在专利初审结束后,给予公开号,组成方式为“国别号+分类号

+流水号+标识代码”,如CN1340998A,表示中国的第340998号发明专利。

专利小知识

水益生广告中专利号: 200420067168.6

专利证书

专利证书

练习一
下列选项中,属于技术发明的是() A.人们制造出圆盘锯、带锯、钢丝锯等,以满足各种不同锯割的 需要 B.某技师采用新的钻头刃口形状,提高了钻孔效率 C.鲁班被边缘有齿的茅草割破了手,由此受到启发,造出了锯子 D.未来满足不同消费者的需求,工厂生产出了不同款式的手机

练习二
如果你帮助一食品厂设计出很有吸引力的包装纸,你应该申请的 专利是() A.发明专利 B.实用新型专利 C.外观设计专利 D.商标权

练习三
有位同学提出:由于学习的需要,经常要看一些外文专著或光盘资料。但购买原版专著 或光盘价格昂贵,而他的一些朋友则通过网上下载免费获得这些资源,甚至购买盗版光

盘。请大家分析和讨论:
(1)上述这些行为有没有构成对知识产权的侵犯? (2)保护知识产权会不会造成知识垄断,从而不利于科学技术的普及?

知识产权追溯形成历史,其前身是始于封建社会皇家授予的一种独占垄断权。 在近现代社会的推动科技进步、经济繁荣和社会发展的进程中,这种特权逐渐 演变成为法律赋予权力人对特定客体的一种合法独占垄断权,权利人在法律授 权的范围内能够排他性地享有、行使其知识产权。因此知识产权在通常情况下 是作为反垄断法使用的例外而存在的,其“垄断性本身就是刺激科技进步、鼓 励科技创新与垄断智力成果之间折衷调和的产物”。 在现今知识经济的大背景下,随着高新技术日新月异的生产、传播和使用,科 技与经济的一体化和全球化程度越来越高。这一趋势的不断加强,一方面使得 社会进步越来越快,另一方面也使得侵犯知识产权的行为越来越多元化与规模 化。这必然要求更有效地加强对知识产权的保护:调整保护范围和保护期限, 提高保护水平,加大保护力度。

第一章 技术及其 性质

3

设计是技术的关键

一、技术创新的重要途径——设计

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思和规划, 最后用某种形式(模型、图纸、图表、文字文本等)表达出来的活动。 设计可以是技术设计、艺术设计、工业设计(包括外观、概念、平面、景观 设计等)、程序设计和教学设计等。我们目前学习的内容主要讨论的是技术设计。 设计的根本目的是解决实际问题,而设计正是产生解决问题方法等主要途径。

一、技术创新的重要途径——设计
技术创新从来源上可分为两大类:

? 来源于有计划、有步骤的设计,如汽车、飞机、蒸汽机、航天技术等;
? 来源于偶然的发现,如微波炉、可口可乐、抗生素药物的发现等。

一、技术创新的重要途径——设计
微波炉等偶然发现
微波炉等发明者是美国的斯本赛。有一次,他在一个启动的雷达设备上工作时,突然发觉自己 放在口袋里的巧克力融化了。还有一次,他把一袋玉米粒放在波导喇叭口前,发现玉米粒就像放在 火堆前一样,他猜测可能是微波使物体发热。第二天,他又将一个鸡蛋放在喇叭口前,结果鸡蛋受 热突然爆炸,溅了他一身,这证实了他对微波能使物体发热的猜测。他把微波使物体发热应用到烹 饪炉子的研制中,并经过进一步的设计与改造,获得了成功。从此,微波炉逐渐走入了千家万户。

一、技术创新的重要途径——设计
莱特兄弟设计出第一架飞机
1903年12月之前,人类还没有坐过任何比空气重的飞行器离开地面,是美国的莱特兄弟发明了世界上第一架真正的飞机。 莱特兄弟都十分热衷于飞行研究,他们经常阅读、讨论有关飞行的报道和文献,关注飞机研究的进程。他们发现,鸟在 飞行中拐弯时,往往会转动和扭动翼尖和翼边,以保持身体平衡。他俩首先把这种现象与空气动力学原理相联系,并应用到 飞机设计上。他们设计建造了一个小型风洞实验室。在风洞实验中,他们发现当飞机主翼两端的后缘都向上拉升时,就能保

持左右两方的稳定,这正是鸟飞行中保持平衡的方法之一。为了验证他们的理论和设计,他们制造了翼端卷曲、装有活动方
向舵滑行机。1900-1902年,他们先后进行了1000多次滑翔飞行实验,不断改进设计,获得了大量宝贵的数据。 1903年,莱特兄弟在取得了大量滑翔飞行经验之后,在滑翔机上安装当时最先进的汽油活塞发动机,接着又试制了螺旋 桨。就这样,一架用轻质木材为骨架、帆布为基本材料的双翼飞机制造成功,兄弟俩将其命名为“飞行者”号。后来,经过 不断改进设计,他们与1908年用“飞行者”号创造出连续飞行2小时20分23秒的新纪录。由此,他们的“飞行者”号被人们

公认为世界上的第一架飞机。

二、设计需要不断改进

设计需要不断的改进,在改进技术的同时推动着 技术的进步,使技术的功能更加完善,更能解决实际 问题。

二、设计需要不断改进——汽车
德国工程师戴姆勒和本茨被公认

为世界汽车业的鼻祖和元勋。
1886年是“汽车王国”的“元 年”,戴姆勒和本茨各自制造了第一 辆汽车。 在高高耸立的埃菲尔铁塔下,来

自五大洲的2000万观众看到了未来
的“马路天使”。

美国127岁蒸汽老爷车460万美元天价拍卖

英国最老汽车107岁从未出现故障

二、设计需要不断改进——汽车
序号 1 改进设计 改进发动机的点火、燃烧系统 作用 提高燃烧效率和输出功率 提高传动效率、动力性、耐用性,减少噪音和 震动,提高车速,实现自动换挡 提高制动性和操作稳定性,使汽车更安全、灵 活、可靠,确保行车安全 改善汽车防撞性能,保护司乘人员免受伤害 提高行使的平顺性和舒适性 保证高速运行不出故障(如轮胎爆炸)提高使 用寿命 实现自动驾驶、导航

2 3
4 5

改进机械传动系统 改善制动系统和转向系统
设置自动防撞系统,安装保险带和 防撞气囊等安全装置 改进悬挂系统

6 7
8

研究、改进汽车轮胎 设计汽车自动驾驶系统和卫星导航 系统
设计防盗系统

用于防盗
适应环境的要求和开拓新的可用能源

9
10

设计使用不同能源的汽车
设计不同车型、不同档次的车内装 饰和电子装置

适应不同需求,提高舒适性

二、设计需要不断改进——汽车
? 在汽车发动机中,如果燃油喷射量不准确,点火不是发生在活塞处于气缸的最合适位置,都会使汽油和 空气混合物发生不完全的燃烧,造成发动机效率不高,能力损失,排放出的尾气还含有大量杂质,污染 空气。通过采用电子控制燃油喷射装置精确地控制燃油喷射的时间和喷射量,不但可以使燃油燃烧更充 分,发动机功率得到提高,而且还可以使汽车排放的有害物质进一步降低。 ? 现在许多汽车的转向系统都安装有转向助力装置,使驾驶人转动方向盘时轻松灵活。 ? 汽车在高速行驶时紧急制动,传统的汽车很容易造成车轮抱死,使汽车发生侧滑失控,容易导致汽车翻 车。而采用了“防抱死”这项新技术,可以使汽车既能在紧急制动时减少制动距离,使汽车避免侧滑失 控,同时可以操纵汽车转向。

? 汽车在发生不可避免的碰撞时,如果碰撞力超过一定的限度,汽车中的安全辅助系统的安全气囊会自动
弹出,在乘员与汽车之间形成一个缓冲气垫,以保护车上乘员免受伤害。

二、设计需要不断改进——汽车
? 改进悬挂系统,可提高汽车的平顺性和舒适性,减少颠簸和震动。现在,很多轿车车轮的前轴和后轴的 两个轮子都不是简单用一根整体的车轴与汽车连接,而是各自独立悬挂在汽车大梁上,并设有减震和缓 冲系统,这样,当单个车轮遇到路面颠簸时,不至于对其他车轮造成影响,以提高轿车的舒适性。 ? 在汽车导航系统打开时,只要驾驶人输入要到达的目的地,导航系统会自动指示你前方道路的情况,并 给出3~5套到达目的地的路径、各种设施及加油站的分布情况供你选择,还会告知你前方是否应该左转、 右转或掉头或进入哪一条道路行驶,直到你到达目的地为止。 ? 装有防盗系统的汽车有着各种各样的防盗功能:有的在被盗时会自动发出警报声,以吓跑盗车贼;有的 能在被盗时切断汽车油路或电路,使发动机不能启动;还有的会将汽车被盗或正在被盗的信息自动发出

至指定目标。

二、设计需要不断改进——汽车
? 发动机启停系统。该系统可以实现:在车辆行驶过程中需要临时停车时(如等红灯),直接踩制动踏板,
车辆完全停止大概2秒后,发动机就会自动熄火,一直踩着制动踏板,发动机保持关闭,要继续前进时, 只要一松开刹车,发动机又会马上自动点火。发动机启停系统是这几年来发展最迅猛的汽车环保技术, 特别适用于走走停停的城市路况。据介绍,这套系统能在城市工况下达到15%的节油能力。 ? 自动泊车是指汽车自动泊车入位不需要人工控制。顺列式驻车通畅是驾驶员比较烦恼的事情。在大城市 停车空间有限将汽车驶入狭小的空间已成为一项必备技能。很少有不费一番周折就停好车的情况,停车 可能导致交通阻塞、神经疲惫和保险杠被撞弯。使用自动泊车功能,当您找到一个理想的停车地点后, 不必再来回折腾,只需轻轻启动按钮、坐定、放松,其他一切即可自动完成。 ? 汽车智联技术,汽车仪表板上能将各种行车信息和车内设备信息(如油耗、行驶里程、车外温度等)显

示给车内乘员;当汽车出行缺油、水温过高、润滑不足、车门未关紧、安全带未扣好、轮胎胎压不足等
各种不安全状态下,都会发出各种各样的警示(如闪亮相应的警示灯或发出警报响声),以提示乘员及 时消除各种不安全因素,并能对汽车的电子控制系统进行自我诊断和故障警告;还可以与汽车音响、通 信设备进行互联互通,方便使用。

三、设计需要多种知识
序号 1 2 3 4 用途或功能 使燃料燃烧更完全,产生最大的推动力 研究各部件的承重状况、传动方式等 使各部件材料性能满足其功能要求 保证各部件温升不超过规定值以及空调系 统正常工作 5 蓄电池充放电、点火、照明、显示系统 电工学 各种车型的功能和工作方式不同 应用到的知识 燃烧学和热力学 机械学和力学 材料学 传热学 综合运用说明 不同燃料混入的空气的量不同,点火时间不同等 不同吨位、不同用途、不同型号的汽车,有不同的要求 由于不同部件受力状况不同和温度不同等,应采用不同的材料 采用风冷、水冷、自然冷却等多种方式配合

6

发动机点火、防盗、智能防撞、导航、娱 乐及车载信息系统等

电子学、计算机科学

提高汽车的动力性、安全性、舒适性和信息化水平等

7 8 9 10

利用液体传动压力 减少运动的阻力,提高运动速度 使汽车美观漂亮 使设计的功能更完善、操作系统的使用更 为舒适、方便

液压传动学 流体力学 、空气动力学 美学 人类工程心理学

用于自动变速器、无级变速器、制动及动力转向等 包括设计流线型外壳等 包括外形、颜色搭配等 包括适用不同身高、性别的人

本章节练习——单选题
1、大屏幕智能手机大大满足了人们玩游戏或播放视频节目等需求,但这样的设计凸显了电池容量的不足,
这就促使生产厂家加快研发高能微型电池的步伐,这表明( B ) A.设计与技术发展没有直接关系 B.设计创新能够推动技术的发展进步

C.技术更新对设计没有影响
D.技术总是无法满足设计的需求

2、中国人的飞天梦自古就有,在古代由于技术条件的限制,古人多次尝试利用爆竹将自己送上天空都没能 成功。而现在同样采用类似爆竹原理的火箭却把我们送上了太空,实现中国人的飞天梦,这说明( B ) A.技术的发展离不开精巧的设计 B.技术进步对设计产生重要影响 C.设计的丰富内涵 D.设计制约技术的发展

本章节练习——填空题
1、设计是基于预定的 活动。 2、技术的根本目的是 解决实际问题 ,而 设计 正是产生解决问题的方法的主 要途径。 3、技术创新从来源上可分为两大类:一是来源于 有计划、有步骤的设计 ;二 设想 和 目标 ,遵从相关的 原则 和 规范 进行

的构思和规划,最后由某种形式(模型、图纸、图表、文字文本等)表达出来的

是来源于 偶然的发现



本章节练习——判断题

1、人们通过设计,可以把自己或他人的由创造性构思得到的设想具体化。(a ) 2、创造性的设计不断推动着技术的进步,所以设计完全可以脱离技术而实现。( x )

谢谢!

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