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第一章 走进技术世界
一、技术的价值：
1、技术与人的关系
技术是人类满足自身的需求、愿望，更好的适应大自然，而采取的方法和手段。
（1）人类需要穿着衣裳遮身避寒——纺织、印染、缝制技术。
（2）人类需要进食补充能量——食品烹饪加工、农作物栽培、家禽饲养技术。
（3）人类需要住所以避风挡雨——建筑技术
（4）人类需要抵御野曾攻击和伤害——武器制造技术。
（5）人类需要出行——车、船制造技术。
（6）人类需要交往、保持联系——邮电通讯技术。
技术的产生发展，能更好地满足人们的需求，使人们的生活更加精彩。
技术的作用：
保护人：提供抵抗不良环境，防止被侵害的手段和工具。
解放人：解放或延长了身体器官，拓展活动了空间，提高了劳动效率，增强了各方面的能力。
发展人：技术促进人的精神和智力的发展，使得人的创新精神和批判能力得以提高，思维方式发生转变，自我价值得以体现。
2、技术与社会的关系
技术促进社会的发展，丰富社会文化内容，改变社会生活方式，是推动社会发展和文明进步的主要动力之一。具体为：
（1）技术是社会财富积累的一种形式，对社会生产具有直接的经济意义。它促进了社会经济的增长，实现了产业结构的升级，并为企业的发展提供了基础。如福特T型车的生产流水线。
（2）随着技术的发展，劳动力结构也发生了较大的变化，第一第二产业从业者数量减少，第三产业从业者数量大幅度增加。例如：因为农业技术的发展与劳作方式的变革使农业从业人口减少。
（3）技术不仅为生产提供了先进的手段和工具，提高了生产效率和经济效益，而且丰富了人们的社会生活，使人们衣食、住、行、交往、娱乐、教育等方面都发生了改变。
（4）技术进步不仅带动社会生产的发展和社会活动的变化，而且渗透到军事、政治、文化各领域。
3、技术与自然的关系
（1）利用技术，人类可以改造和利用自然。如：填海造田、南水北调、西气东输、都江堰、荷兰的风车。
（2）人类利用技术和改造自然要有合理的尺度，要注意对自然的保护，不能忽视对自然的保护，不能忽视一些技术或产品对环境可能造成的负面影响。
（3）技术的展给自然环境带来了问题，但也给解决这些问题提供了可能。
“绿色”技术：主要包括绿色产品的生产技术以及清洁工艺等。
绿色产品：指在生产和生活中，不会污染环境和破坏生态的产品的总称。
二、技术的性质
1、技术的目的性：技术总是从一定的目的出发，针对具体的问题，形成解决方案，从而满足人们的某方面的需求。例如：助听器的发明。人类有目的、有计划、有步骤的技术活动推动了技术的不断发展。
2、技术的创新性： 创新是技术发展的核心。技术的发展需要创新。技术创新常常表现为技术革新和技术发明。技术革新一般是在原有技术的基础上的变革和改进，技术发明则是一项新技术的产生。
3、技术的综合性 （1）技术活动往往需要综合运用多种知识。
技术具有跨学科的性质，综合性是技术的内在特性。一般地，每一项技术都需要综合运用多个学科、多方面的知识。
（2）技术与科学的区别与联系
科学是对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而发现规律，并予以验证和公式化的知识体系。科学侧重认识自然，力求有所发展览厅科学是回答“为什么”）；科学通过实验验证假设，形成结论。
技术则是人类为了满足自身的需要和愿望对大自然进行的改造。技术侧重改造和利用自然，力求有所发明（技术是解决“怎么办”），科学促进了技术的发展，技术推动了科学的进步。技术通过试验，验证方案的可行性与合理性，并实现优化。
例如：科学活动有牛顿发现万有引力定律、爱因斯坦提出相对论、伽利略提出自由落体定律；技术活动有瓦特发明蒸气机、贝尔发明电话、莫尔斯发明电报。
4、技术的两面性： 技术既可以给人们带来福音也可能给人们带来危害。例如下列技术的正反两方面的影响：
网络技术（方便人们交流沟通，但也有人利用网络犯罪）
B超技术（可以用于医疗，但也有人进行胎儿鉴别）
克隆技术（克隆人体器官用于医疗，但也会挑战人类伦理道德）
核技术（发电，但也会用于战争）
空间技术（科学实验，卫星通讯；产生太空垃圾）
转基因技术（可制造符合人类要求的动植物，但其负作用还未知）
5、技术的专利性 ：知识产权：是人们基于自己的智力活动创造的成果和经营活动的标记、信誉而依法享有的权利。狭义的知识产权包括著作权、专利权、商标权三部分。
专利权是指依法批准的发明人或其权利受让人对其发明成果在一定年限内享有的独占权或专用权。专利权是一种专有权，一旦超过法律规定的保护期限，就不再受法律保护。专利的特性：独占性、时间性、地域性
三、技术的未来
技术的未来既充满希望，也隐含威胁。
对“技术的未来”的思考和憧憬，既不需要技术迷惘中的旷世悲怆，也不需要技术崇拜中盲目乐观。理性地看待技术，以更为负责、更有远见、更具道德的方式使用技术。技术的发展”你认为这种说法对吗，为什么？
第二章 技术世界中的设计
一、 技术与设计的关系
1、技术的发展离不开设计
设计是基于一定设想的、有目的规划及创造活动。
一项技术的创新需要设计，一个技术产品的更新需要设计，一项新工艺的改进也需要设计。如：书写工具的发展、电动剃须刀的发展。
（1）设计是技术成果转化的桥梁和纽带。案例：白色污染和可降解餐具
（2）设计促进技术的革新。案例：移动通信系统发展历程
2、技术的更新对设计产生重要影响
（1）技术是设计的平台，没有技术作基础，设计将难以表现和实现。如：达 芬奇的研究和发明
（2）技术更新为设计提供了更为广阔的发展空间，使设计的主题更加丰富，设计的表达方式更加多样，设计的效率更高。同时，技术更新也为产品的晚新换代创造了更加便利的条件。如：灯具的发展
（3）技术进步还促进人们设计思维和手段的发展。发展的技术不断丰富着人们的设计思维，它促使人们不断考虑如何应用新技术、新材料、新工艺来改进现有产品，如何有机地结合各种技术来开发新产品等问题。如：奥运场馆“鸟巢”中使用的新技术、新材料、新工艺。
3、设计的丰富内涵
技术世界的设计，其核心是技术设计。
设计主要分为：技术设计与艺术设计
技术设计侧重：功能、结构、材料、程序、工艺；
艺术设计侧重：欣赏、审美、色彩、造型、听觉效果、情感。在很多情况下，技术设计和艺术设计紧密地联系在一起的。
二、设计中的人机关系
1、什么是人机关系：在现实生活中，我们每时每刻都会与身边的物品发生联系。当我们使用这些物品时，物品就与人产生了一种相互关系。这种相互关系就称为人机关系。
“人机关系”中的机不仅是指计算机或机器，还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具等，当人们身处某一环境的时候，这时的人机关系就体现为人机关系。案例：乘电梯、进门中存在的人与某个产品构成的人机关系中，往往存在复杂的多方面关系。
2、人机关系要实现的目标
（1）高效： 在设计中，应该把人和机作为一个整体来考虑，合理或最优地分配人和机的功能，促进二者的协调，提高人的工作效率。 也可通过改变环境因素来提高工作效率，环境因素包括温度、湿度、噪声、照明、振动、污染和失重等。如：“科学管理之父”美国人泰勒“铁锹作业试验”。
（2）健康：人机关系所追求的健康，是指在长期操作或使用的情况下，产品对人的健康不会造成不良的影响。案例：高跟靴、烟。
（3）舒适：人机关系中舒适是指人在使用产品的过程中，人体能处于自然的状态，操作或使用的姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围之内，而使人不致过早地产生疲劳。心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标。案例：培土小工具
（4）安全：安全是指在人们的操作使用中，产品对人不构成生理上的伤害，产品与人接触的部分不允许有尖角和锋利的上的边槽。如：安全帽、安全带、安全气囊等。
3、如何实现合理的人机关系
（1）考虑到普通人群和特殊人群：现在大多数产品是为了普通人群设计的，设计参照的标准是依据普通人群的数据确定的。但是特殊人群也是社会的重要组成部分，他们往往有着独特的需要。所以在设计时，还应充分地考虑特殊人群的特点和需要。如：要考虑到残疾人的需求。
（2）考虑静态的人与动态的人的关系：设计的产品不但要符合人体静态的尺寸，要让人在使用它时，能够方便施力、有足够的空间等。这样的设计有利于减少人体疲劳，提高效率，满足健康、舒适的要求。
（3）满足人心理需求和生理需求：设计中的人机关系，不仅要满足人的生理需求，而且要满足人的心理需求。产品的色彩、材质等都会对人的心理产生影响。视觉、听觉、触觉、味觉等影响人的心理感受，如果能在设计中注意满足人在这些方面的心理需求，就可以将人机关系处理得更好。
案例：茶座、咖啡屋的设计应以暖色调为主，将空间处理得小些，以营造温馨、宁静的效果；而办公空间一般应以冷色调为主，空间处理要简洁明快，以求产生严谨、高效的工作氛围。这样的设计都是为了满足人的心理需求。
（4）信息的交互：人与产品的互动过程就人与产品宽之间信息传递的过程。即人机之间运用信息语言交流的过程。改善信息传递的途径能获得更好的人机关系。
如：电话机的无液晶屏显示、有液晶屏显示，可以视屏通话。案例：汽车的颜色
技术试验及其方法
1、什么是技术试验
（1）定义：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称为技术实验。如：技术试验卫星。要注意技术试验与科学实验并不一样。
（2）作用：技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段，对技术应用的实现起到了有力的保障作用。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。如：阿会塔比拉河桥的垮塌、青霉素皮试试验。
（3）分类：对技术实验，我们可以根据应用的范围不同进行分类，如农业试验、工业试验、国防试验、科学技术试验等；还可以根据目的的不同进行分类，如性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等。
2、技术试验方法
（1）优选试验法：运用数理统计的方法，选定若干次典型意义的试验，逻辑地推出全部试验所达到的最佳效果。如不同品种水稻的对比试验等。
（2）模拟试验法：是通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。如汽车碰撞试验。还可以通过缩小（放大）比例来模拟所设计的现场效果。如：大坝水利试验等。
（3）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称为虚拟试验法。如：计算机虚拟火星探测器模拟登陆动画等。
（4）强化试验法：是在技术试验中通过扩大和强化试验对象的作用，提高试验效率的方法。
（5）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的方法。如橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验，这就是一种非常典型的移植试验。如：小白鼠等。
3、技术试验的实施与报告的写作
技术试验的实施包括：制定试验计划、抽取样本、进行试验、分析数据、得出结论
技术试验试验报告的写作顺序：试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结
4、技术试验在设计中的作用
通过试验可以发现问题、深化认识、推动技术设计的发展。特别是在设计的后期，对设计进行综合性的整体试验，可以为设计的评价提供准确、客观的数据。
一、设计的一般过程
1、发现与明确问题
2、制定设计方案：
①收集信息（用户调查、专家咨询、查阅资料、收听广播看电视、浏览互联网等）
②设计分析（面对设计要求和约事之间的机互矛盾，为了找到最好的解决方法，应该提出尽可能多的设想，以便于权衡利弊，作出选择）
③方案构思（作用是把明确问题时提出来的设计要求具体落实到产品的结构和工作原理上，呈现出产品的具体现象，是设计思想、设计原则的具体体现，也是设计者设计风格和设计水平的展现空间）
④方案呈现（把模糊设计、草图具体化）
⑤方案筛选（依据一定的原则对多个方案进行筛选）
3、制作模型或原型：（一般分两阶段①绘制图样；②制作模型或原型）
4、测试、评估及优化：
①测试目的：检验产品在操作、使用过程中，在结构和技术性能等方面能否达到预定的设计要求；
②评估需要反复进行；
③在测试、评估等基础上进行优化
5、产品的使用和维护
二、设计的一般原则：原则之间有互相关联、互相制约、互相渗透、互相影响的关系。
1、创新原则：创新原则就是通过引入新概念、新思想、新方法、新技术等，或对己有产品的革新来创造具有相当社会价值的的事物或形式。创新是设计的核心。
2、实用原则：实用原则是指设计的产品为实现其目的而具有的基本功能。它包括物理功能（产品的性能、构造、效率精度和可靠性等）、生理功能（产品使用的方便性、安全性、宜人性等）、心理功能（产品造型、色彩、机理和装饰诸葛亮要素给人以愉悦感等）和社会功能（产品象征或显示个人的价值、兴趣、爱好或社会的地位等）等。
3、经济原则：经济原则是指以最低的费用取得最佳的效果（就是要提高功能成本比：在功能不变的前提下降低成本；在成本不变的前提下增加功能：在增加功能的同时降低成本）。
4、美观原则： 好的产品也能让人们从产品的外观和造成上得到美的体验、享受和精神上的愉悦。
5、道德原则： 产品设计必须考虑它与人、社会、环境的关系，必须遵循道德原则。还要尊重他人的知识产权、技术成果的道德观念。
6、技术规范原则：技术规范既有强制性的标准（质量和安全方面），也有推荐使用的技术规范。
7、可持续发展原则：既要满足当代发展的需求，又要考虑未来发展的需要，不以牺牲后人的利益和长远的利益为代价来满足当代人的需求。
三、设计的评价
1、设计评价从评价对象分有对设计过程的评价和对设计成果的评价两类：从评价者来分有设计者自我评价（自评）和他人的评价（他评）两类。
2、评价要建立在事实判断的基础上，进行评价必须制定相应的标准：评价标准的制定应当客观、明确，体现科学性可操作性。
3、对最终设计的一般原则进行评价，二是依据事先制定的设计要求进行评价。
4、设计的交流贯穿于设计全过程，是设计评价的基础。
5、设计的交流可通过多种方式进行，如文本、口头语言、网页等。
第四章 发现与明确问题
一、问题：
在生活中，有很多为我们所不知而需要解答的话题，这就是问题。
问题的产生：
1、来源于生活：人类在生存活动中必然会遇到的问题。如中国人为进食而发明了筷子。
2、来源于需要： 由于别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。如把汽车帮成流线型来解决速度大时的阻力问题。
3、来源于积极主动的思考： 基于一定的目的，由设计者自己主动地发现问题，并试图解决。如贝尔发明了第一部电话。
二、发现问题的途径与方法
1、观察日常生活
2、收集和分析信息（主动出击寻找问题） 收集信息的方法有：问卷调查法、集体询问法、文献法、家庭走访询问法、电话询问法、个别询问法。
3、技术研究与技术试验： 技术研究，技术试验是重要的技术活动，也是发现问题的途径与方法。
三、明确问题的内容与价值
1、问题是否明确：发现问题很多，有些模糊不清，需要加以明确目的。
2、问题的价值： 判断问题是否有价值的依据：
①所提出的问题是否遵循基本的科学原理？
②迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决？
③在你调查的范围里，该问题是否具有普遍意义？
在更广的范围内，这个问题是否有意义？
④在多个问题同时发生时，该问题是否是主要问题？
⑤现有技术条件能否解决这个问题？
技术发展以后呢？
⑥解决该问题所需的投入是多少？
投入与产出的比是否理想？
3、明确解决问题受到的限制及具体的设计任务 ：无论是一个问题的解决，还是一项设计的进行，它的限制主要有两方面决定：
①设计对象的特点和解决的标准 ②设计者的能力与条件
4、设计计划：设计计划可以更好地保证设计有目的、有计划地进行。它可以通过工作程序的排列来表示。
第五章 方案的构思及其方法
一、设计分析
合理的设计分析是成功地进行技术设计的关键一步，分析得当可以指引以后的技术设计上可以少走或不走弯路。
产品本身是一个整体，包括功能、造型、材料等，但任何产品都不是孤立存在的，一方面，它是为了服务的，人的需求在很大程度上决定着产品的设计：另一方面，它是在一定的环境中使用的，必然受到环境制约并对环境产生影响。因此，设计任何产品都应综合考虑物、人、环境三个方面。
二、方案的构思
方案的构思是指人们在一定的调查研究和设计分析的基础上，通过思考将客观存在的各要素按照一定的规律架构起来，形成一个完整的抽象物，并采用图、模型、语言、文字等方式呈现的思维过程。
1、草图法
草图不仅能将一些想法明确地表达出来，而且可以随意修改，可以捕捉灵感、自由发挥、有受约束。
2、模仿法
模仿现实生活中存在的一些事物进行方案的构思。如仿生技术
3、联想法
利用联想法进行方案的构思，不一定能使技术设计一次性成功，但它有可能为构思找到一种方法或一条形成方案的路径。运用联想法进行构思后，我们不能盲目地实践，而应该首先对方案进行科学论证，而后再进行制作和实施。
4、奇特性构思法
奇特性构思法所形成的方案一般具有原创性。这些构思在历史上很少发生，或从来没有发生过，甚至有些构思在当前的科学、技术、经济条件下无法实现。
三、方案的比较和权衡
在多个方案经构思形成之后，我们往往要对这些方案进行评判和比较，同时要从设计的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
1、权衡时首先要考虑最关键因素（基本功能）
2、其次考虑稳定性和耐久性
3、还要考虑加工难易程度、成本、环保性等
4、最后还在考虑产品使用对象
方案的权衡（根据设计要求和设计原则）是一个综合考虑过程，它们相互关联、互相制约，要抓住设计的核心与关键。
第六章 设计图样的绘制
一、 技术语言的种类与应用〕
1、 技术语言是一种在技术活动中进行信息交流的特有的语言形式
常见的有：图样、图表、模型、符号
2、 分类：
按专业类型分：计算机程序语言、工程图学语言
按人的感觉分：视觉语言主、听觉语言、触觉语言
按人的视觉形式分：图形符号语言、文字符号语言
3、 技术语言的特点
①言简意赅（简明扼要）②通俗直观
二、 草图的绘制
1、 徒手绘图：握笔姿势等。
2、 网格徒手图
要领：与地面垂直的线垂直画，与地面平行的线按网格的斜线画，同时以网格的小格来确定物体的比例。
3、 基本图形的画法
圆、圆柱体、立方体、锥体的画法。
4、草图的分类
构思草图是以具体图形把想法表现出来
5、设计草图是经过整理、选择、修改和完善的草图。
6、草图绘制的步骤：
①选用合适的笔来画图（2H铅笔）
②在方格纸上按照构思好的设计方案，画出产品的外观比例关系。
③在准备好的透视网格纸上，画出产品的透视线，先画淡一些，等画完图形后，再描深轮廓。
④画产品的中间调子，注意色彩过渡自然。
⑤细致描画产品的亮部及高光部位。
⑥绘产品放置的阴影，突出形体的体积感和质量感 。
三、 透视效果图的识读
效果图能真实地表现产品的式样、材质和空间效果。从效果上注意把握产品的形态、功能和特征，了解产品的外观上的实际比例关系和色彩搭配及材质感。
四、 正等轴测图
1、 正等轴测图是一种可以表现物体三维结构特征的图形。
2、 平面结构形体的正等轴测图的绘制
① 根据形体特征，确定长（X）、宽（Y）、高（Z）等三轴在图纸上的位置
② 平面结构形体 正等轴测图的绘制
③ 沿着上述三轴分别量出物体的长、宽、高的尺寸画出左上角斜切面
④ 据长度方向、宽度方向的尺寸，画出左有方斜切面，完成全图。
五、 正投影与三视图
1、 投影：在光的照射下，形体在地面上产生的影子。
2、 正投影法：投影光线与投影平面垂直时，在投影平面上得到物体视图的方法。
3、 三视图：主视图、领会视图、左视图
主视图：物体的正面投影，即物体由前向后投影所得到的图形，通常反映物体的主要形状特征
俯视图：物体的水平投影，即物体由上向下投影所得到的图形
左视图：物体的侧面投影，即物体由左向右投影所得到的图形。
4、主视图与俯视图长对正：主视图与俯视图高平齐：俯视图与左视图宽相等。
5、一定要注意投影方向，特别是正投影方向。
六、形体的尺寸标柱
1、尺寸标注的基本要求：正确、完整、清晰、合理。
2、尺寸要素：
①尺寸界线：尺寸界线用细实线绘制，并应由图形的轮廓线、轴线或对称中心线处引出。也可利用轮廓线、轴线或对称中心线作尺寸界线。
②尺寸线：尺寸线用细实线绘制，不能用其它图线代替，一般也不得与其它图线重合或画在其延长线上。
③尺寸数字：图样上所注尺寸表示形体的真实大小与图样的大小及绘图的准确度无关。
3、尺寸标柱：直径、半径、形体尺寸标注方法。
七、机械加工图
1、是以三视图的形式来表达机械加工方法的一种技术图样。
2、组成：三视图及其尺寸标注：必要的其他视图；标题和文字说明
八、剖视图
1、定义：假想采用剖切平面的方法剖开物体，将观察者与剖切面之间的部分移去，将其余部分向投影面投影所得的图形称为剖视图。
2、剖切面的特征：
①包含内部结构如孔、槽的轴线，或物体的对称面
②平行于相应的投影面
九、线路图
电子线路图是指用图形符号和线段组成的电子工程用的略图。包括电路原理图、接线图和逻辑图。
第七章 模型或原型的制作
一、原型：原型是第一个能全面反映产品功能的形体，它广泛应用于新产品的开发中，有时原型就是最终产品。
二、模型： 模型是根据实物、设计图样或构思，按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。
三、模型在设计中必须具备的二个功能：
1、使设计对象具体化。
2、帮助分析设计的可能性。
四、模型在不同阶段的作用
1、 草模 供设计人员深入探讨时使用：
2、概念模型： 用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排、人机关系等，从整体上表现产品造型的整体概念。
3、结构模型： 研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方式并进行结构强度试验而制作的模型。
4、功能模型： 用于研究产品的各种性能以及人机关系，同时也用作分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系等。
5、展示模型： 作为产品的样品进行展示，以便提供实体形象。另外通过展示模型可以直接向设计委托方征求意见，为审核方案提供实物依据。
五、工艺：工艺是指利用工具和设备对原材料、半成品进行技术处理，使之成为产品的方法。
常见工艺：加工工艺、装配工艺、检测工艺、铸造、表面加工工艺等。
六、金属材料的加工工艺：金属材料的加工工艺包括划线、锯割、锉削、钻孔、连接、表面处理等工序。
1、划线：划出轮廓线或基准点和基准线
步骤：（1）基准 （2）划尺寸线 （3）划轮廓线 （4）冲眼
2、锯割：金属材料通常以锯割的方式进行割断，手锯是人工锯割常用的工具。
操作要领：
（1）站位和握锯姿势要正确
（2）推锯加压，回拉不加压力
（3）锯程要长
（4）推拉要有节奏
3、锉削：锉削操作要领：锉削时要注意身体和手臂动作的协调：在推挫削过程中，左手施力要由大到小，右手施力要由小到大，使锉刀平稳而不上下摆动。
4、钻孔：用钻头在实体材料上打孔的方法。
步骤：（1）划线定位 （2）装夹工作 （3）装夹钻头 （4）钻孔
5、连接： 通过固定和半固定连接方法可以使金属件之间连接起来。
6、表面处理 目的：防止金属品表面生锈腐蚀，提高美观程度方法有：表面刷光、喷油漆、镀层
七、制作模型的一般步骤：
1、选择合适材料。
2、 准备适当的工具和加工设备。
3、按设计图样划线。
4、对材料进行锯割、切削等加工。
5、装配。
6、对模型进行表面处理。
7、对产品的外观造型和色彩进行评价；对产品的结构、功能进行检测和试验。
8、对设计方案进行修改，做成展示模型（样品）。
第二册 第一章 结构与设计
一、常见结构的认识
1、结构的涵义（A级 了解 P2）
（1）涵义：事物的各个组成部分之间特定的有序搭配和排列。
（2）本质（功能）：承受力和抵抗变形。
2、实体结构（A级 了解 P8）
一般是实心的，特点是外力分布在整个体积中，能够随比较大的力。
比如长城、三峡大坝、锤子、厨房中的菜板子等等。
3、框架结构（A级 了解 P9）
框架结构形态比较简单，主要由细长的构件组成，特点是支撑空间而不充满空间，主要承受水平或垂直方向的力。
比如窗户、自行车、艾菲尔铁塔、桌子、书橱等等。
4、壳体结构（A级 了解 P9）
壳体结构是指层状的结构，能够巧妙地将外力分散到整个表面。
比如鸡蛋、核桃、瓜子、头盔、锅碗瓢盆都是壳体结构的。
当然对于生活中的物体很多并不单纯的属于上面的某一种结构而是由多种结构共同组成的。比如我们的教学楼整体来看是框架结构，而楼顶的大圆球却是壳体结构的，而具体的一面墙却又是实体结构的。
二、稳固结构的探析
1、结构稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。（B级 理解 P12）
2、影响结构稳定性的主要因素有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。（B级 理解 P13）
3、结构的强度指结构具有的的抵抗力被外力破坏的能力（B级 理解 P17）
4、影响结构强度的主要因素：结构的形状、使用的材料、构件之间的连接等因素有密切的关系。（B级 理解 P17）
5、连接方式：绞连接（轮子、轴承、风扇、人体四肢与躯干等等）、刚连接（建筑物的各个部分之间等等）。（B级 理解 P19）
三、简单结构的设计
1、结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足设计规范，满足使用者的基本需要。例如，儿童自行车的结构设计，首先应以代步、锻炼儿童的手脚协调能力为设计目标，同时要满足童车结构设计的国家标准和规范要求，如自行车的链轮、链条、车把、车闸有一定的要求。（B级 理解 P24）
2、学习结构设计应考虑的主要因素（B级 理解 P24）
结构设计应考虑的主要因素有：符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求，安全因素，公众和使用者的审美需求，使用者的个性化需要，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。
在工程的结构设计中，应考虑结构的安全性、适用性和耐久性。还要考虑经济因素，如做到用料省、成本低等，也就是说，力求以最低的成本使所建造的结构达到预定的要求。
不同的结构设计，应考虑的因素各有侧重，但无论在哪一类用途的结构设计中，安全都是至关重要的因素。
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。
四、赏析结构设计作品，可从技术与文化两个角度进行。
（1）技术的角度主要有：结构功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性，工艺制造的精湛程度等。（A级 了解 P30）
（2）文化的角度主要有：文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征、结构的个性特征等。（A级 了解 P30）
第二章 流程与设计
一、流程的含义
1、环节（B级 理解 P40）
活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可将该过程分解为若干个小过程，称这些小过程为环节。
2、时序（B级 理解 P39）
过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完成。这种时间顺序关系，称为时序。
3、流程（A级 了解 P41）
一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序，即若干环节随着时间的变化，依序完成的顺序，称为流程。
二、流程设计
1、流程设计的基本要求（A级 了解 P45）
设计一个技术活动的流程，最主要的要求是要根据该项活动的内部工作原理及变化规律，科学的安排活动的环节及时序，以达到预期目的。其具体要求：
（1）提高效率。经常是通过节省时间来完成的。
（2）提高质量。主要是合理地安排环节。
（3）保证安全。在每个环节上都要对可能出现的安全隐患做详尽的考虑，并要有保证安全的可靠措施。
（4）节省资源。
（5）提高管理水平
（6）提高经济效益。
（7）其他，如注意环保等
2、流程设计应该考虑的基本因素（B级 理解 P50）
基本因素有：材料、工艺、设备、人员、资金和环境等。研究内在属性与规律，就是流程设计应该考虑的基本因素。
3、流程设计的步骤（B级 理解 P51）
第一步：首先要明确设计的目的和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。
第二步：要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素。
第三步：列出流程涉及的主要事项，并进行初步排列。
第四步：分析各事项（步骤）之间的先后顺序，合理地安排流程的时序和环节。
第五步：选择一个合适的表达方式画出流程图，对于有严格时间的时序，要标注时间。
注意：流程设计的基本要素是环节和时序。
4、流程的表达（B级 理解 P42）
文字表达、表格表达、图示表达
流程图中最常用的形式是框图，因为这种形式既简单又明确。
5、学画流程设计的框图（B级 理解 P42）
画流程设计框图的一般方法：
（1）根据对事物的内在属性和规律的分析，以及有关的考虑，将流程过程，按每个阶段的功能、作用的不同，分解为若干过程——环节，并用方框表示环节。
（2）按照每个小时程应该经历的时间顺序，将各环节依次排开，并用箭头线连接起来。
（3）对某环节，按需要可在方框中或方框外，作简单注释，也可不做注释。
三、流程的优化
1、流程的优化及目的（B级 理解 P54）
（1）流程的优化：在设计和实施流程的过程中，经常要进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过程，叫做流程的优化。
（2）流程优化的目的：既然是优化，就是要做得更好，也就要要进一步提高工作效率、进一步降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证完全。
2、流程优化的内容（B级 理解 P54）
一般流程优化的主要内容有：工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等。对一个流程的优化，可以是整体的全面优化，也可以是对某一个指标进行优化。经常会有这机关报情况发生：某一个指标得到了优化，而使另外的指标下降了。比如，技术优化，可能使成本提高。成本优化了，也可能使质量下降。因此，在进行流程优化时，要综合平衡，以取得整体优化的成效。
3、流程优化的条件。（B级 理解 P57）
要进行流程的优化，必须具备一定的条件。这些条件包括：
（1）内部条件：对流程内机理的深入了解。比如对洗涤原理的了解，就会在流程中安排两次漂洗；
（2）外部条件：设备和工艺水平的提高或完善。比如，只有在具备锻压设备时，才可能将法兰盘的加工改为少量切削加工；
（3）人员技术水平的提高。
第三章 系统与设计
一、系统：1、含义：由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或组成的具有特定功能的有机整体。（B级 理解 P64）
实例：一支球队、自行车、手表、一片森林、手机
2、构成系统的三要素：（B级 理解 P65）
①至少有两个或两个以上的要素（或部分）才能组成系统
②要素之间相互联系，相互作用，按照一定方式形成一个整体
③这个整体所具有的功能是各个要素的功能所没有的
3、子系统：指根据一定的标准可划分为若干相对独立的部分。（B级 理解 P66）
二、系统的基本特性
1、整体性：（B级 理解 P67）系统是一个整体，它不是各个要素或组成部分的简单相加，而是有机结合。系统的整体功能是各要素或部分在孤立的状态下所没有的。
[实例]：十字锈：一堆五颜六色的线、一根针、一块布散放在一起没有什么特别的意义，通过灵巧的手将其锈成各种图案就有了新的意义。
2、相关性（B级 理解 P69）相关性是指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间相互作用、相互联系。相关性强调的是部分对部分的功能和作用，而整体性更侧重于部分对整体的作用。
3、目的性（B级 理解 P71）任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。
4、动态性（B级 理解 P72）任何系统都是一个动态的系统，外在运动变化和发展之中。
例如：机械转动系统的零件之间都会有磨损，需定期更换零件：生病、看病
5、环境适应性（B级 理解 P73）一个系统与其所处的环境之间通常都有物质，能量化，信息的交换，外界环境的变化会引起系统特性的变化，并引起系统功能和系统内各部分相互关系的变化系统只有有对环境的适应能力，才能保持和恢复系统原有的特性。
例：蝈蝈、北极的白熊、变色龙等保护色都是为了适应环境。
三、系统分析
系统分析：为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周祥的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程。（B级 理解 P76）
系统分析的一般步骤：明确问题设立目标、收集资料制定方案、分析计算评价比较、检验核实做出决策。（B级 理解 P78）
系统分析的主原则：1、整体性原则（B级 理解 P79）
要着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一个阶段；、先看长远，再看当前。是针对系统的整体性特性的。
2、科学性原则（B级 理解 P79）运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。南方种水稻，三三进九不如二五一十。
3、综合性原则（B级 理解 P80）注重研究系统各部分之间的相互联系和相互作用，既注重研究各部分间的横向联系，也注重研究各部分间的纵向关系。是针对系统的相关性特性来的。
四、系统的优化
系统的优化指在给定的条件下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）（B级 理解 P80）
如：在西瓜种植中，要使西瓜具有抗御低温、防止枯萎病的能力，一般采用嫁接技术，该技术是一项增产增收的栽培技术。
五、系统设计
将系统分解为若干子系统，确定各子系统的目标、功能及其相互关系，对子系统进行技术设计和评价，对系统进行总体技术设计和评价。（B级 理解 P87）
第四章 控制与设计
一、控制的含义
控制是人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展。
控控的三要素：有目的、有对象、有手段
例如：遥控器、电灯开关……
二、控制的分类
人工控制：人工纺纱、普通自来水龙头，旋转按钮打开电灯、驾驶汽车等；
自动控制：数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温控制、十字路口红绿灯的转换等，
对于自动控制，按控制方式分为：开环控制、闭环控制
1、开环控制——我行我素
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。如：红绿灯、电风扇的速度控制
〔实例〕自动门的控制系统：人走近门时，门上方的红外装置检测到人体热辐射发出的红外信息，控制电路接收到该信号后，便会发出相应的指令，启动电机运转，从而带动门自动开启，当门开启后，控制电路将做出判断，如果没有人在门四周，就通知电机做反向运转，使门关闭。
〔分析〕输入（给定量）：红外线装置是否检测到人体热辐射发出的信号：控制器：电路：执行器：电机：被控对象：自动门：输出量：门开启或关闭
2、闭环控制——随机应变、见风使舵
把系统的输出量返回到输入端并对控制过程科生影响。
实例：饮水机、简单的自动水位控制装置
三、干扰的概念
1、涵义：干扰就是对控制系统的行为造成影响的有害信号及扰动，即除给定量外，引起被控量值变化的各种因素。
要点：系统行为、被控量量值变化;引起变化的各种因素。
干扰因素：真正的控制系统在运行的过程中还会存在很多的因素影响。在控制系统中，除输入量以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。
例如：骑自行车的干扰因素：逆风、上坡路……
四、反馈
反馈是指在控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程。
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