设计图样的绘制

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设计图样的绘制

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设计图样的绘制
陕西省西安中学 赵锦鹏
邮箱:zjpzyjzzy@ qq:119623859
本章位置分析
《设计图样的绘制》是在学生完成方案构思、制定了设计计划后,进入了设计的第三个环节——制作模型或原型的前期内容,是学生设计思想的延续,是学生动手制作模型的前提。
课标分析:
知识与技能
1、了解技术语言的种类及其应用,能用恰当的方式与他人交流设计想法和成果。
2、能绘制草图表达设计意图。
3、能识读效果图。
4、学习并掌握形体正等轴测图的画法。
5、掌握一般技术图样所采用的投影方法。
6、能绘制简单的三视图并学会标注简单的尺寸。
7、了解一般的机械加工土、电子线路图所用符号的含义及表达方法,能识读一般机械加工图和线路图
过程与方法:
通过技术语言的学习,培养学生在技术活动中的交流的方法;经历简单设计图的绘制过程,体验设计构思转化为设计语言的过程;学生学会多角度地思考问题,发展思维能力;
情感、态度和价值观:
培养对技术语言的兴趣,提高审美情趣;培养良好的合作交流态度,领略设计的绘图的重要性,体验技术语言的魅力,明白并建立亲历情景,动手体验,建构知识的理念。
学生分析
我所带班级的学生基本上是理科学生,由于学习压力大(尤其是物理学科)、时间紧,再加上处于新、老课程的变更期,本身对非高考科目的不重视等快餐式学习态度,以及前一段时期的新鲜感逐渐减弱等原因,造成了通用技术课越来越难上的现象。
教师自身能力分析
自身受教育体系的限制,教材中的部分内容,我自己本身
就一知半解,如轴测图的概念、三视图、机械加工图的识
读中的部分符号等,就是草图自己也画得很别扭。
教材分析
本章共包括两节必修内容,其中第一节设计表现图中草图的
绘画和正等测图的绘画是重点,由于学生在以前的美术课,
绘图有基础,故正等测图的绘画是难点;第二节常见的技术
图样中绘制简单的三视图和识读一般的机械加工图是重点,
由于学生本身在初中和高中的数学中学习过三视图,故难点
在于识读一般的机械加工图。
关于教材的使用
两种观点:严格按教材教、完全脱离教材
个人观点:达到目的即可,目前可根据自己、学校、学
生的实际情况,不必拘泥于形式,长期应对教材进行二
次开发,应聚集所有一线教师在专家的引领下进行集体
合作式开发,仅靠个人的打拼不现实
备课过程
1、学习新课标对本部分内容的要求。
2、精读教材。
3、查阅资料、咨询部分专业人员,尽可能的弄懂本部分内容。
4、与同课头教师研讨,在分析教材、学生、自身的能力以及学校的实际情况下形成本部分内容施教的初步设想。
5、上网查阅该部分的其他先行者的教案和课件。
6、形成自己的教学设计和课件。
上课中的调整和反思
备课的过程和设计一样,都有闭门造车的嫌疑和想当然的
痕迹,因此在实际的课堂中适时、适当的调节是必要的。
1、技术语言的种类与应用
第一节:设计表现图
第六章 设计图样的绘制
2、草图的绘制
3、透视效果图的识读
4、正等轴测图
一、技术语言的种类和应用
1.什么是技术语言(Technical Language)
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。
2、技术语言的种类:
一、技术语言的种类和应用
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
按人的视觉形式分
视觉语言
听觉语言
触觉语言
图形符号语言
文字符号语言
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
机械加工图
1)图样
建筑施工图
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
1)图样
电子电路图
布线图
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
1)图样
奥运会会徽图样
吉祥物图样
2)图表
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
2)图表
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
透视效果图
草 图
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
3)模 型
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
3)模 型
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
4)符号
禁止通行
禁止带宠物
注意
停车
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
4)符号
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
5)手势
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
5)手势
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
6)计算机语言
2.技术语言的种类
一、技术语言的种类和应用
7)其他技术语言
口头语言、
计算机演示、
网络语言等等
3、技术语言有什么特征?
言简意赅、通俗直观、规范统一
技术语言 种类 适用范围及特点
口头语言
图 样
图 表
计算机演示、网络语言
(生动形象、灵活、开放)适用于远程交流
非正式、即时交流
呈现复杂产品的设计方案和对设计进行详细说明(规范、直观、准确)
呈现构思方案、比较方案
马上行动
请说出适合以下技术活动所用的技术语言
1.详细说明神州飞船的结构
2. 指导学生对电路进行连接
3.考场示意学生保持安静
4.比较西安中学历年高考升学率
5.提醒人禁止在加油站吸烟
6.破解“熊猫烧香”病毒
模型
图样
手势
图表
符号
计算机语言
二. 草图的绘制
(1)、徒手绘图:
第一步:掌握正确的握笔姿势
第二步:徒手画线练习
第三步:提高对笔的控制能力
1、设计表现的基础
( 2)、网格法徒手画:
与地面垂直的线垂直画,与地面平行的线按网格的斜线画,同时以网格上的小格来确定物体的比例关系。
(3)、基本图形的画法
(a)画圆
“正等测圆”的画法类似,只是把画“正方形”改为画“菱形”而已
(b)画圆柱体
①画两个正等测圆
②用两条平行线连接两个正等测圆
(c)画立方体
①画正等测正方形(两条虚线)
②确定立方体的高,画四角垂线(内侧垂线为虚线)
③画一个平行于底面的正等测正方形
(d)画锥体
①画两条与水平面成30°角的射线
②画一条垂线
③连接线(内侧为虚线)
(4)、直线与曲线的连接
2草图的分类
构思草图
设计草图
:是以具体图形把想法表现出来
:是经过整理、选择、修改、和完善的草图
二、草图的绘制
3.草图绘制的步骤
草图的绘制可以分哪几步?分别是怎样做?
1、技术语言的种类与应用
第一节:设计表现图
第六章 设计图样的绘制
2、草图的绘制
3、透视效果图的识读
4、正等轴测图
三、透视效果图的识读
与草图相比,效果图有什么优点?
在识读时要注意什么?
P116 两个注意
与草图相比.效果图更能真实地表现产品的式样、材质和空间效果等.
1、 要注意从整体上把握产品的形态,功能和特征;
2、要注意从中了解产品外观上的实际比例关系和色彩搭配及材质感,了解产品内部结构和色彩装饰效果。
四,正等轴测图
正等轴测图: 是一种可以表现物体三维结构
特征的图形
※轴测图的形成
将物体连同其直角坐标系,沿不平行于任一坐标平面的方向,用平行投影法投射在一投影面(称为轴测投影面)上所得到的图称为轴测图。轴测图按投射方向与轴测投影面是否垂直,分为正轴测图和斜轴测图。
V
H
W
正面投影面(V面)
水平投影面(H面)
侧面投影面(W面)
o
X
V ∩ H =OX轴
V ∩ W=OZ轴
H ∩ W=OY轴
Y
两投影面相交,
其交线称为投影轴
z
1、平面结构形体的正等轴测图
的绘制 p117
四、正等轴测图
2、圆的正等轴测图的绘制P118
一、正等轴测图的轴间角和伸缩系数
轴向伸缩系数:
p = q = r = 0.82
轴间角:
XOY = XOZ= YOZ =120°
二、 正等轴测图的画法
2. 切割法
3. 堆积法
4. 综合法
基本方法:
1. 坐标法:根据物体在正投影图上的
坐标,画出物体的轴测图。
根据物体的形状特点确定作图方法,以使作图最简便。
垫块的正等测画法
圆柱的正等测画法
正 等 轴 测 图
轴测图是用平行投影原理绘制的一种单面投影图,轴测图能同时反映形体长、宽、高三个方向的形状,具有立体感强,形象直观的优点,但不能确切地表达零件原来的形状与大小.且作图较复杂,因而轴测图在工程上一般仅用作辅助图样。
轴测投影的基本知识
三视图和轴测图
一、轴测图的形成
将物体连同其直角坐标系,沿不平行于任一坐标平面的方向,用平行投影法投射在单一投影面(称为轴测投影面)上所得到的图形称为轴测图。轴测图按投射方向与轴测投影面是否垂直,分为正轴测图和斜轴测图。
二、轴测图的轴测轴、轴间角
确定物体空间位置的直角坐标系的三根坐标轴X、Y、Z在轴测投影面上的投影X1、Y1、Z1,称为轴测轴,它们之间的夹角称为轴间角。
三、轴测投影的基本性质
(1)物体上相互平行的线段的轴测投影仍相互平行。
(2)物体上平行于坐标轴的直线段的轴测投影仍与相应 的轴测轴平行。
(3)物体上两平行线段或同一直线上的两线段长度之比, 其轴测投影保持不变。
凡是与坐标轴平行的直线,就可以在轴测图上沿轴向进行度 量和作图。
四、轴测图的分类
按投射线与投影面是否垂直分为:正轴测图 斜轴测图
按轴向伸缩系数的不同情况分为:等测 二测 三测
常用的轴测图为:正等测和斜二测
正 等 轴 测 图
一、正等测的形成及其轴间角和轴向伸缩系数
当物体上的三个直角坐标轴与轴测投影面的倾角相等时,三个轴向伸缩系数均相等,这时用正投影法所得到的图形称为正等轴测图,简称正等测。
正等测中的三个轴间角都等于120°,其中Z1轴画成铅垂方向,如图下所示。轴向伸缩系数相等,都是0.82,为作图方便,通常采用简化的轴向伸缩系数p1 = q 1= r 1= 1,即凡与轴测轴平行的线段,作图时按实际长度直接量取。
120°
120°
120°
Z1
O1
X1
Y1
二、平面立体的正等测画法
画平面立体轴测图的方法,有坐标法和方箱法两种。
(1) 坐标法
根据物体表面上各顶点的坐标,分别画出它们的轴测投影,然后依次连接成物体表面的轮廓线,这种方法称为坐标法。坐标法是绘制轴测图的基本方法。
例1 根据正六棱柱的投影图,用坐标法画出其正等测。
作图步骤如下:
六棱柱正等侧图画法
(2) 方箱法
对于由长方体切割形成的平面立体,先画出完整长方体的轴测图,然后用切割方法逐步画出它的切去部分,这种方法称为方箱法。
例2 用方箱法作出下图所示立体的正等测。
18
8
25
16
20
36
10
X
Y
Z
O
25
8
20
18
36
Z
X
X
Y
Y
Z
O
O
O
步骤1
步骤2
18
8
25
16
20
36
10
Z
X
X
Y
Y
Z
O
O
O
16
10
X
Y
Z
O
完成
18
8
25
16
20
36
10
画轴测图的一般步骤:
(1)根据形体结构特点,确定坐标原点的位置,一般选在形体的对称轴线上,且放在顶面或底面处。
(2)根据轴间角,画出轴测轴。
(3)按点的坐标作点、直线的轴测图,一般自上而下, 根据轴测投影基本性质,依次作图,不可见棱线通常不画。
(4)检查,擦去多余图线并加深。
三、 回转体的正等测画法
平行于坐标面的圆的正等测是椭圆。下图表示按简化伸缩系数绘制的分别平行于XOY、XOZ和YOZ三个坐标面的圆的正等测投影。椭圆的方位因不同的坐标面而不同,其中椭圆的长轴垂直于与圆平面相垂直的轴测轴,而短轴则平行于这条轴测轴。如平行于XOY坐标面圆的正等测椭圆的长轴垂直于Z1轴,而短轴则与Z1轴平行。
X1
Y1
Z1
画图时,为简化作图,通常采用四段圆弧连接成近似椭圆的作图方法。现以XOY坐标面上的圆为例说明作图步骤。
平行于V面
的椭圆长轴
⊥O1Y1轴
平行于H面的椭
圆长轴⊥O1Z1轴
平行于W面的椭
圆长轴⊥O1X1轴
例1 四心法画椭圆
Z
o2
o3
o4
o5
例 2 圆柱的正等侧画法
小结
1、轴测图是用轴测投影的方法画出的一种富有立体感的图形,它接近于人们的视觉习惯,在生产和学习中常用它作为辅助图样,帮助我们想象和构思。
2、画轴测图要切记两点,一是利用平行性质作图,这是提高作图速度和准确度的关键。二是沿轴向度量,这是作图正确的关键。
第一节:常见的技术图样
第六章 设计图样的绘制
1、正投影与三视图
2、形体尺寸的标注
3、机械加工图
4、刨视图
5、线路图
投影
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:假设投影光线与投影平面垂直,在投影平面上求取物体的投影方法。
一个方向的投影能不能完整地表达物体的形状和大小 ,能不能区分不同的物体?
a.正面投影面用“V”标记;
b.侧面投影面用“W”标记;
c.水平投影面用“H”标记;
三投影面之间两两的交线
称为投影轴,分别用OX、OY、OZ表示;
三根轴的交点O
称为原点。
三视图的三投影面体系
三视图的形成
主视图:物体由前向后投影所得的图形,通常反映物体的主要特征。
俯视图:物体由上向下投影所得的图形
左视图:物体由左向右投影所得的图形。
三视图的形成及其投影规则
选择主视图
画图步骤
a、确定画图比例和图纸幅面
根据所画物体的大小和复杂程度选用
c、在图纸上画出各视图的中心线、对称线、轴线及其他基准线。
b、布置视图位置
主视图确定之后,其他两个视图也就相应地确定了。
是主要视图。选择表现形态结构最多的面,同时兼顾其他两个视图 虚线尽量少
注意:考虑到尺寸布置的需要,可适当加大各视图之间的距离,
d、 画底稿
用稍硬的铅笔(2H铅笔)。
画图顺序:为由大到小、由外形到内形及3 个
视图配合作图,使每个部分符合“长对正、高平
齐、 宽相等”的投影规律。
e、检查和描深
底稿完成后,按原画图顺序仔细检查,纠正
错误和补充遗漏,用 HB 或 B 铅笔按标准线描出
各线条。
画图时应注意的问题
1、先画主体部分,后画次要部分。
2、几个视图要配合着画。
不要先画完一个视图,再画另一个视图。
3、各部分之间画出分界线
4、描深时先画圆或圆弧,后画直线,不可 见
部分用虚线画出,对称线、轴线和圆的中心
线均用点划线画出。
比例(GB/T14690-1993 )
图线(GB/T17450-1998、GB4457.4-1984)
线型的图线宽度(B)应按图样的类型和尺寸大小在下列数系中选择:0.13mm,0.18mm,0.25mm,0.35mm,0.5mm,0.7mm,1mm,1.4mm,2mm
尺规绘图工具的使用方法
一.图板、丁字尺、三角板
圆规、分规
铅笔
形体结构三视图
2、形体的尺寸标注
(1)尺寸标注的基本要求 :
正确、完整、清晰、合理。
(2)尺寸要素
(2)尺寸要素
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。
尺寸数字
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。
尺寸线
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。
尺寸组成的要素
(3)尺寸标注举例
标注直径尺寸
标注半径尺寸
标注形体尺寸
你能完成吗?
根据右图所给形体的主视图、左视图,分析形体的结构,标注形体尺寸。
(2)组成:
是以三视图的形式来表达机械加工方法的一种技术图样。
(1)定义:
三视图及其尺寸标注
必要的其他视图
标题栏和文字说明
3、机械加工图
4、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~。
(2)剖切面的特征:
(3)画剖视图,要注意什么?
(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
5、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。
如何识读线路图?
(1)认识元器件符号;(2)清楚元器件的连接方式;(3)确定信号流向
马上行动
阅读右面的电路图:
1.说明电路中有哪些元器件。
2.根据元器件符号间的连接,判断信号流向,并说明该电路可以实现什么样的功能。
教学反思
1、决不能教教材、也不能完全完全脱离教材,需把二者结合起来。
2、决不能一言堂,必须了解学生的实际情况,有所舍
弃,尽可能做到“做中学、学中做”,调动学生的积极性。
3、教师必须提前充电,热蒸现卖式容易让教师自己刚经
过努力搞明白的知识下意识的当成了重点。通用技术——技术与设计1
随着科学技术突飞猛进的发展,技术日益成为我们生活中几乎无时不在、无处不在、无所不在的客观存在,成为引起社会变化和应对社会变化的重要因素。因此,技术素养是当代青少年的基本素养。
通用技术在本课程中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、注重创新、高度综合、科学与人文融合的课程。它的学习过程是同学们主动建构知识、不断拓展能力、形成良好情感态度与价值观的过程,是一个富有生机、充满探究、方式多元的活动过程。
相信通用技术的学习一定会成为同学们豆蔻年华中夯实基础、挑战自我、享受创造与发展乐趣的美好生活的一部分。
第一章 走进技术世界
从人类远祖掌握钻木取火的技术开始,人类历史便掀开了文明的序幕。技术,不仅保护人、解放人、发展人,满足人类的需求,而且推动社会的发展,促进文明的进步。技术的迅猛发展更为人类的未来生活描绘了神奇灿烂的图景。走进技术世界,即走入了一个全新的异彩纷呈的生活世界。
一、技术的价值
学习目标
理解技术的产生与人类需要之间的关系;理解技术对个人的生活、经济、社会和环境等方面的影响,能对典型案例进行分析。
1、技术与人
从人类磨制石器、钻木取火开始,技术就为满足人类需要而开始了它的历史旅程。人类在生活中,需要着衣以遮身御寒,于是有了纺织、印染、缝制技术的产生;需要进食以补充能量,于是有了食品烹饪加工技术以及农作物栽培、家畜饲养技术的产生;需要住所以避风挡雨、抵御外来侵害,于是有了建筑技术的产生;需要出行以认识更广阔的世界,于是有了车船制造技术的产生;需要交往以保持与别人的联系,于是有了通信邮电技术的产生------
案例分析
从火到灯——人类走向文明的历程
灯火象征着光明、希望和威力。从普罗米修斯盗火拯救人类,到阿拉丁神灯实现人的愿望,再到宝莲灯赋予人以力量,这些神话充分说明了灯火在人们心中的重要地位和作用。
远古时代,人类在夜间依靠星星和月亮投射而来的微弱的光亮照明。170万年前,人类才发现雷击或火山爆发所产生的天然火可以照明,并学会将其引入洞穴、保存火种。直到人类掌握了以石击石、钻木取火的人工取火技术之后,人类历史才真正进入了人工照明的时代,人类“日出而作,日落而息”的生活方式发生了改变,活动时间得以延长。
为了满足照明方面不断发展的需求,人类逐渐有意识地采用各种方法和手段发明和改进了灯具。火把是灯的雏形,但是其照明不够持久和方便。旧石器时代,人类在煮食动物时发现动物油脂易燃,于是学会将动物油脂盛在空心石头或海螺里点燃,这样就有了最原始的灯。后来发现松脂比动物油脂更清洁,于是植物油灯日益取代了动物油脂灯。人类学会以植物油为原料制成蜡烛以后,蜡烛的应用得到推广。采矿技术和化工技术的发展使煤油灯、煤气灯得以问世。
19世纪以来,人类获取人造光的途径和手段更加丰富,同时对照明也有了新的需求,希望人造光能够更亮、更省、更清洁、更高效、更安全,技术的发展则很好地实现了这些要求。1809年,英国化学家戴维发明电弧光灯,人类进行了利用电照明时代。1906年,爱迪生以钨丝为灯丝发明了家用电灯泡。以后,白炽灯、日光灯、节能灯以及当代利用高科技发明的各种高科技灯如雨后春笋般登上照明的舞台,极大地方便了人们的生产和生活。
讨论
1、如果人类没有控制和利用火的技术,没有发明灯,世界将会是怎样一幅图景?
2、人类对于光明的需求,怎样推动了照明技术的产生与发展?
阅读
火与烹饪、制陶、冶炼技术
雷电击中了大树,引起森林火灾。人类的祖先从食用被火烧死的野兽中受到启示,学会了用火来烧烤食物。这也许是人类最早的烹饪技术。
在原始时代,人类在用火取暖和烧烤食物的过程中,发现被烧过的泥罐变得坚固耐用,而且可以贮水。这样,制陶技术就逐渐产生了。
在烧制陶土的过程中,人类发现矿砂经过火烧,可以冶炼出青铜。于是,最早的冶炼技术开始萌芽。冶炼技术的出现,使得人类可以使用金属制造生产工具,极大地促进了农业生产的发展,推动了人类社会的不断发展和进步。
技术的产生和发展,能更好地满足人们的需求,使人们的生活更加精彩。如纺织技术的产生和发展为人们提供了种类繁多、功能各异的面料,而缝制技术的产生,则使服装的制作更加简易、快捷。色彩、面料、款式各异的服装把人们的生活装点得更加多姿多彩。
马上行动
分析下列技术的产生分别满足了人们的哪些需求。
印刷技术
农耕技术
摄像技术
B超技术
技术具有保护人、解放人和发展人的作用。它首先为人提供了抵抗不良环境,防止野兽、病菌等侵害的手段和工具,从而使人在适应自然的过程中生存下来。人往往需要依靠技术保护自己。
思考
1、原始人最初为什么要选择穴居或在树上栖居等居住方式?
2、原始人随身携带磨制好的尖削石器,除了用来切割兽皮兽肉以外,还有什么用途?
3、疟疾、天花、鼠疫、肺结核等疾病曾夺去数百万人的生命,为什么现代人对它们不再如此恐慌?
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、眼、耳、脑等身体器官,拓展了活动空间,提高了劳动效率,增强了利用自然、保护自然、合理地改造自然的能力。以人的体力解放为例,随着蒸汽动力、内燃动力、电力、核动力、太阳能动力等技术的发展,人的体力得到了愈加高效的解放。
讨论
交通工具的发展使人们的出行便捷、舒适,但是也可能使人们过分依赖现代交通工具而缺乏锻炼,以致影响身体健康。你认为应该如何看待这一问题?
人类在探究技术、使用技术、发展技术的过程中,不仅改变着客观世界,而且改变着主观世界。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到提高,思维方式发生转变,自我价值得以实现。
案例分析
通过技术活动实现自我价值——爱迪生的故事
爱迪生从小就是个求知欲特别强的孩子。为了弄懂船为什么能浮在水面上,他纵身跳进水中,险些淹死;看到母鸡孵出小鸡,他也学母鸡的样子趴在鸡蛋上------对技术的浓厚兴趣和热情推动着爱迪生不断地进行创造和发明。他创造了碳极式发射器、碳阻送话器和受话器,使贝尔电话的音质成倍地提高;发明并不断更新、改造了留声机;历经10余年努力发明了电灯。
1929年,在电灯发明50周年的时候,包括美国总统在内的500多名社会名流在华盛顿隆重集会庆祝。爱迪生在经久不息的掌声中出场,他激动地说:“倘若我做的工作给这个社会哪怕只能带来一丝幸福,那我也就因此而满足了------”1931年10月18日,爱迪生逝世。在举行葬礼的那天晚上,美国全国停电1分钟以示哀悼。爱迪生,这位技术大师,在亿万人的心中放射出夺目而永恒的光彩。
讨论
技术上的创造与发明使爱迪生得到终身的发展和自我价值的实现。结合你的经验,谈谈参与技术活动对你个人发展的作用和意义。
2、技术与社会
在当代,技术在社会发展中的作用更加巨大。它促进了社会生产的发展,丰富了社会文化的内容,改变了社会生活的方式,是推动社会发展和文明进步的主发动力之一。
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。
案例分析
福特T型车的生产流水线
1908年,福特汽车公司吸取了流水线和互换性设计与制造的新思想,推出了T型车。T型车利用新的制造技术和新材料,大大简化了生产过程,降低了生产成本,并使新型汽车能适应乡间交通的条件,而且易于维修。从此,汽车脱下了高贵的外衣,开进了成千上万的寻常百姓家,美国变为“车轮上的国家”,福特也成了汽车的代名词。
1914年,福特在装配过程中按加工对象的特点来设置机器,并遵循科学管理的原则,把制造技术和复杂工作的规范进行分解,创立了世界上首条汽车生产流水线,首次实现了汽车大批量、高效率、低成本的生产,使汽车市场大大扩展。1903年,福特公司初建时,汽车的年产量仅为1700辆;1908年推出T型车时,年产量为1万辆;1914年采用流水线生产汽车,年产量猛增到30万辆;1923年达190万辆,占世界汽车总产量的44%。
讨论
技术对企业的发展具有什么重要意义?
链接
863中国高技术研究发展计划http://www.863.
中国高新技术产业导报http://www.
随着技术的发展,劳动力结构也发生了较大变化,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。同时,劳动者队伍出现了知识化的新趋势,整体的科学技术和文化素质日益提高。
辩论
有人认为,技术发展导致失业;也有人认为,技术发展提供了就业机会。请就此问题展开辩论。
案例分析
农业技术的发展与劳作方式的变革
传统农业通过发展复种、间种、套种等技术,一定程度上打破了土地面积的制约,这些技术的运用需要增加单位面积上的劳动投入量,因此,统称为以劳动换取土地的技术。
现代农业技术一般可分为现代生化技术和现代机械技术两大类。现代生化技术被称为节约土地的技术,现代机械技术被称为节约劳动的技术。
思考
采用现代农业技术的农民,其劳作方式将会发生怎样的改变?
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,使人们的衣、食、住、行、交往、娱乐、教育等方面都发生了改变。
案例分析
相同距离,不同出行方式时间对比图
随着技术进步所带来的交通工具的发展,人们的出行方式发生了重大变化,人们出行的时间大大缩短,出行的方便程度大大提高。下图是一般情况下采用不同的出行方式从甲地到乙地的时间对比示意图。
讨论
交通工具的新发展给当代人们的生活和工作带来了哪些改变?
技术在军事、政治、文化等领域也发挥着重要作用。现代通信技术、航空航天技术等的发展,使地球上的各个国家和民族之间的文化交流更加频繁和直接,地球日益成为一个“村落”;高新技术应用于军事系统,使现代武器装备的性能大大提高,对现代战争的作战方式、组织指挥、通信联络等产生了重大影响。技术的发展水平已经成为一个国家综合国力强弱和文明程度高低的标志之一。
3、技术与自然
自然为人类的繁衍生息提供资源。依靠技术,人类得以利用自然和改造自然,并与自然保持和谐共处的友好关系。如技术使填海造田、南水北调、西气东输成为可能,在保证自然不受破坏的前提下,合理地实现了自然为人所用的目的。
案例分析
都江堰——“活”的水利博物馆
都江堰是战国时期秦国蜀郡太守李冰父子率众于公元前256年前后建造的一座运用水动力学原理,采用无坝引水建筑形式的古代大型水利工程。其主体工程规划科学,布局合理,配合巧妙,联合发挥了分水、导水、引水和泄洪排沙的功能,形成了科学完整、调控自如的工程体系。
都江堰水利工程创造了人与自然和谐共存的水利形式,它既有灌溉、排水功能,又是水运通道,为成都和周边城镇的供水、水运、环保和防洪发挥了多种效益,还衍生了多种文化现象,成为中国乃至世界“‘活’的水利博物馆”。
荷兰风车
荷兰由于特殊的地理环境,1/3的土地在海平面6m以下,是一个“低地之国”。几千年来,荷兰的土层持续缓慢下降,荷兰人不仅要防止海水吞没国土,还要围海造地,不断扩大自己的生存空间。修筑堤坝和围海造地都需要大量排水,古代没有电力,荷兰人便利用当地极为丰富的风力资源。1229年,荷兰人发明了世界上第一座为人类提供动力的风车,后来还创造了高达9m的抽水风车。风车成为荷兰人向大海夺取土地的强有力的武器,大小风车日夜转动,起到了排出海水、灌溉田地的巨大作用,在荷兰人向大海夺取土地的斗争中立下了丰功伟绩。同时,风车还被广泛用于榨油、脱谷等生产劳动中,为荷兰历史上的繁荣与发展起到了巨大作用。在欧洲流传着这样一句话:上帝创造了人,荷兰风车创造了陆地。
讨论
都江堰的建造使得成都平原由“年年洪灾水患”变为“沃野千里,水旱从人,不知饥馑,时无荒年”,并使直接受益的成都成为“天府之国”,抽水风车的转动使得荷兰从大海中取得近1/3的国土。请结合案例体会技术在人类利用自然、保护自然、合理地改造自然、实现人与自然和谐共处的过程中所起的重要作用,并联系实际,谈谈你还知道哪些类似的例子。
人类在利用技术开发、改造自然时,应把握合理的尺度,注意对自然的保护,不能忽视一些技术或产品对环境可能造成的负面影响。自然资源是有限的,无法承受人类永无止境的开发利用。技术的发展,尤其是能源技术的发展,应以可持续发展为目标,从而实现以更少的能源消耗获取更大的效益。人类和自然应该成为朋友,人类要改造和利用自然,更要爱护自然。
马上行动
分析技术给我们的自然环境带来了哪些问题,与同学交流,提出相应的解决对策,并填入下表。
问 题 解决对策
温室效应
技术的发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,尤其是现代高新技术的发展,更加注重环境保护。
阅读
造就“绿色”的技术
随着可持续发展理念的形成,在综合治理污染、保护生态环境等方面出现了一系列造就“绿色”的技术,主要包括绿色产品的生产技术以及清洁工艺等。
绿色产品是指在生产和使用过程中,不会污染环境和破坏生态的产品的总称。这些产品从开发设计、原料采用、加工制造、流通、使用、报废处理到再利用的全过程,都采取无污染和少污染的工艺,以最大限度减轻或消除对环境产生的不良影响。绿色产品包括绿色食品、环保服装、绿色电视机、绿色计算机、绿色冰箱、绿色汽车、绿色建筑、绿色建材等。
清洁工艺是指各种末端处理技术及减少环境污染的新型生产工艺和生产过程的各个环节。如各种废气、废水、废物的处理和回收,物料的再循环工艺,有毒有害原料的替代技术,节能技术、少废无废的工艺和设备,无毒无害的中间产品等。
练习
1、鞋子最基本的功能是保护我们的脚不受损伤。查阅资料,调查鞋子的发展历程,试着从以下两个方面分析鞋子为什么会得到发展:(1)满足了人类的哪些需求;(2)需要运用哪些技术。
2、技术的发展使人们的工作和生活方式发生了巨大的变化。访问你的亲友,收集这方面的信息,并在全班交流。在此基础上,总结归纳出全班同学公认的对人们工作和生活方式影响最大的10项技术。
3、调查本地工业或农业中的某项技术产生的背景和发展过程,并评价其对工业或农业发展以及当地自然环境的效应和价值。
二、技术的性质
学习目标
知道技术的发展需要发明和革新,能通过案例进行说明;理解技术活动往往需要综合运用多种知识;理解技术对伦理道德的影响,能对典型案例进行分析;知道知识产权在技术领域的重要性,了解专利的作用、有关规定及申请方法。
1、技术的目的性
任何技术的产生和发展,都是人类有意识、有目的活动的成果。它总是从一定的具体目的出发,针对具体的问题,形成解决的方法,从而满足人们某方面的具体需求。
案例分析
对于听觉不太灵敏的人来说,能自如地听到外界的声音、正常地与人交流,是一件梦寐以求的事。助听器的发明正是从这一愿望出发,使他们的梦想变为现实。
为了使听觉不太灵敏的人清楚地听到外界的声音,人们作过很多尝试。例如,在椅子与椅子之间通过管子传送声音,使之不会消散。但是耳聋的人需要的是能将声音放大,并方便佩戴的助听工具。1923年,马可尼公司研制出由电子管控制的助听器,装在一个16磅的盒子里。20世纪30年代,电子管趋于小型化,人们可以把电子助听器做成盒式照相机一样大小。但是,这么大的助听器还是没有办法佩戴,人们需要一种更小巧、更轻便的助听器。20世纪50年代,晶体管的问世带领人们进入了微型化的时代,人们把助听器中的微型电路做成针头一样大小,这样的助听器既能将放大的声音更清晰地传入耳中,又方便佩戴,从而使耳聋人与外界的交流更加便捷。
讨论
助听器的发明:
1、从什么具体目的出发 。
2、解决了什么具体问题 。
3、满足了什么具体需求 。
技术的目的性体现在丰富多彩的技术活动之中。人类有目的、有计划、有步骤的技术活动推进了技术的不断优化和不断发展。
2、技术的创造性
创新是技术发展的核心所在,也是技术对人类富有挑战意义的内在原因。在人类历史的长河中,每一项技术的问世都是创新的结果,都闪烁着创新的光芒。
小辞典
创新就是建立一种新的生产函数。
——熊彼特
创新就是为达到一个有用的目的而采用一种新方法。
——西蒙。德鲁克
创新就是在经济和社会领域内成功地生产、吸收和应用新事物。
——欧盟1995年度《创新绿皮书》
讨论
有人认为技术创新就是一项发明的第一次应用。你是否赞同?说说你的理由。
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的基础上的变革和改进,技术发明则是一项新技术的产生。历史上一些重要的技术发明对技术发展具有巨大的推动作用。
案例分析
瓦特发明的蒸汽机是一种成本效益合理的动力机器,它改变了人类过去完全靠人力、畜力、水力作为主要动力的历史,形成了一个以动力技术为主导技术,以机器加工、蒸汽动力、机械制造、铁路运输和钢铁冶炼等技术为主导技术群的技术体系,从而引发了第一次技术革命,把人类从手工业时期带到了机器时代。
讨论
蒸汽机的发明如何推动了技术的发展?你能列举1—2个类似的实例吗?
技术的创新是一个艰难而曲折的历程,有时一个产品往往要经历漫长的进化过程,需要不断的更新换代。技术的不断革新是通向技术发展之路的重要机制。
案例分析
显示器的革新与电视机的创新
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、柱面显像管、平面直角显像管到纯平显像管等革新过程。
液晶显示器是一种平板显示器,它经历了从动态散射液晶显示器、扭曲向列液晶显示器、超扭曲向列液晶显示器到最新的薄膜晶体管液晶显示器的发展过程。
等离子体显示器是发光型平板显示器,它利用惰性气体放电产生紫外线激励平板内的红、绿、蓝荧光粉发光而产生彩色影像。
因显示器的革新,电视机也相应地得到了发展,产生了球面电视机、平面直角电视机纯平电视机、液晶显示电视机、等离子体电视机等电视机。
思考
电视机的创新和发展经历了哪几个技术革新阶段?
3、技术的综合性
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。小到小板凳的作用技术,大到航空航天技术,都是多种知识共同作用的结果。
马上行动
分析制作一个小板凳需要综合运用哪些学科的哪些知识,在左图中的小椭圆形空白处填写这些学科的名称。
技术与科学的区别与联系
科学和技术是两个不同的概念。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;技术则是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。
科学侧重认识自然,力求有所发现,技术则侧重利用和合理地改造自然,力求有所发明;科学回答“是什么”“为什么”的问题,技术则更多地回答“怎么办”的问题;科学通过实验验证假设,形成结论,技术则通过试验,验证方案的可行性与合理性,并实现优化。
马上行动
牛顿发现万有引力定律是典型的科学活动,而瓦特发明蒸汽机则是典型的技术活动。
结合自己的知识和经验,分别举出3个科学活动和技术活动的实例。
科学活动 技术活动
古代,技术推动了当时实用科学的发展,而当时的科学对技术的影响甚微,往往只有依靠长期的经验积累而形成的技能和手艺。到了现代,科学研究为技术发展拓展空间,成为技术发展的重要基础。同时,技术发展也促进科学的应用与延伸。科学促进技术发展,技术推动科学进步。
讨论
有人将科学与技术的关系比喻成一对“联体婴儿”,你怎样评价?
技术与其他学科的关系
技术不仅与科学有着紧密的关系,而且与其他学科也有着千丝万缕的联系。如当代技术与艺术的关系就十分密切。技术常常涉及工具、材料、技能、工艺、程序等,而艺术则涉及人类的价值观、审美观、艺术修养等。艺术能触发智慧的火花,激发技术创造的想像力,而技术进步也会带来艺术创作方式的改变。
4、技术的两面性
任何事物客观上都具有两面性,技术也不例外。它既可以给人们带来福音,也可能给人们带来危害。如电池可以随时地为人类带来光明和动力,但是任意丢弃的废旧电池中所含有的重金属会对环境造成巨大的破坏,一粒钮扣电池就能污染6×105L水。
马上行动
请你列举几项常见的技术,并分析其正反两面性。
常见的技术 正反两面性








实用性是技术的基本特性。没有实用价值的技术,就无法满足人类的需求,也就没有存在的意义。但是,如果实用性被发展到不恰当的地步,甚至于不考虑技术对环境、对他人造成的不良影响而盲目地追求功利性,这就违背了技术的本义,走向了它的反面。在技术发明和使用的过程中,应避免急功近利、目的不良、使用不当等情况的发生,始终坚持技术造福人类的信念。
阅读
信息技术带来的困扰
信息技术的发展使人们之间的沟通和交流更加便捷高效,但是信息技术使用不当,也产生了种种利用现代信息和电子通信技术从事犯罪的活动,如非法截取信息、窍取各种情报,复制与传播计算机病毒、黄色影像制品和精神垃圾,伪造和篡改信息、进行诈骗活动,遥控指挥走私、贩毒、恐怖活动等。
现代技术的发展,也挑战着传统的伦理道德观念。由技术引发的伦理道德问题,已引起人们的关注和反思,如大家熟悉的克隆技术就是一个很好的例子。
案例分析
决定胎儿性别的技术
1986年,日本科学家利用离心机将含有X染色体和含有Y染色体的精子分离开,而后将卵子放在试管中与选出的精子结合,“制造”出男孩和女孩。发展这项技术的初衷是选择女孩以控制血友病。但现在,这项技术已用于为希望生男孩的夫妇服务。这就引起了一场决定胎儿性别的技术是否合乎道德观念的激烈争辩。反对者担心这样会改变人口中男女人数的自然平衡,破坏自然法则,助长传统的重男轻女的风气,使人口结构发生改变。赞成者认为这项技术将有助于防止遗传病,况且人们有权选择自己孩子的性别。
讨论
你对“决定胎儿性别的技术”是支持还是反对?请展开讨论。
5、技术的专利性
技术作为创造性劳动的成果,是技术发明者智慧和劳动的结晶,它凝结着丰富的社会价值和经济价值。在技术实现其价值的过程中,技术发明者对此享有一定的权利,这些权利受到法律的保护。知识产权制度正是保护技术发明者的合法权益,对技术创新活动,从发明创造的构思开始,一直到研究、开发、实现产业化、走向市场这一全过程起激励、信息传播和市场保护作用的制度。
小辞典
知识产权是人们基于自己的智力活动创造的成果和经营管理活动的标记、信誉而依法享有的权利。广义上包括著作权、邻接权、商标权、商号权、商业秘密权、产地标记权、专利权、集成电路布图设计权等各种权利。狭义上包括著作权、专利权、商标权三个部分。
案例分析
复印机的专利壁垒
20世纪中叶,美国施乐公司发明者的复印机掀起了一场划时代的办公室革命,购买复印机的公司趋之若鹜。昂贵的售价为施乐公司带来了巨额的利润。面对广阔的发展前景和巨大的利润诱惑,日本的佳能、理光等企业更是处心积虑地筹划进入复印机制造领域。施乐公司为了阻止这些公司的加入,先后为其研发的复印机申请了500多项专利,几乎囊括了复印机的全部部件和关键技术环节。对于施乐公司设置的专利壁垒,这几家公司一筹莫展。最后佳能公司因开发了小型复印机技术,这才绕过了施乐公司设置的专利壁垒。
(摘自http://business./81/65/article204196581.html ( http: / / business. / 81 / 65 / article204196581.html ))
讨论
结合案例谈谈专利有什么作用。
知识产权制度体现了市场经济条件下,人们对知识的尊重和保护。它允许专利所有权人对专利技术具有一定的垄断性,使其专利技术和产品在一定时间内独占市场,从而得到丰厚的回报,保持发明创造的积极性,使技术创新活动走向良性循环。
链接
中国知识产权网http://
中国知识产权司法保护http://www. ( http: / / www. )
小辞典
专利制度
专利制度是技术、法律、经济三位一体的知识产权保护最重要的形式,是以技术上的发明创造为基础,在《专利法》的保护下,以独占市场为主要特征,以谋求发明创造获得最大经济效益为目标的国际公认和通行的手段。
专利权是不能自动取得的,对于符合新颖性、创造性、实用性的发明或实用新型技术,必须履行《专利法》所规定的专利申请手续,向国家专利局提交必要的申请文件,经过法定的审批程序,最后审定是否授予专利权。
1、提交申请阶段
申请人提交请求书、说明书及其摘要和权利要求书等文件一式两份,申请文件应打印或印刷
2、受理阶段
代办处对受理的专利申请文件进行审查,确定申请曰,给予申请号,发出申请受理通知书、费用缴纳通知书。
3、初审阶段
审查申请是否存在明显缺陷以及申请文件是否齐备、其格式是否符合要求。
4、发明专利申请公布阶段。
5、发明专利申请实质审查阶段
全面审查专利申请是否具备新颖性、创造性、实用性以及专利法规定的其他实质性条件。
6、授权阶段
专利局发现授权通知书和办理登记手续通知书。申请人接到以后,在两个月内按照通知的要求办理登记手续并交纳规定费用的,专利局将授予专利权,颁发专利证书,在专利登记簿记录,并在《专利公报上公告》。
马上行动
全班同学为两组,分别扮演某项专利的申请方和专利授予方,模拟专利申请的过程。
思考
你认为技术还有哪些特性?请作具体说明。
练习
1、阅读下文,谈谈你的看法,并尝试草拟“科学合理地使用技术应遵循的条例”。
技术及其应用有点像锤子的使用:给小孩一把锤子,他会无论什么都用锤子去敲。当我们有了一把奇巧的技术锤子时,我们当中就会有这种小孩。我们必须谨防自己受不住诱惑,而拿它来敲敲这敲敲那,什么都用它来敲。我们需要锤子,但是不能滥用锤子。
2、查阅有关空间技术的资料,分析它怎样体现了技术的目的性、创新性、综合性、两面性和专利性等性质。
三、技术的未来
学习目标
了解技术的未来发展趋势,形成对技术的积极情感和理性态度。
在日新月异的21世纪,人类社会将继续发生重要变化。技术将日益成为引导社会变化、塑造社会变化、应对社会变化的重要因素。面对技术对人类、对社会所产生的重大影响,人们常常会问:未来的技术将走向何处?
案例分析
“无线家庭”一天的“无线生活”
文莉家安装有无线家庭网络,每个家庭成员都可接入无线高速因特网。退休在家的母亲闲暇时,或者看看电视,或者上网与同龄人一起下象棋。家里的几台电视都无线连接到同一信号源,她既可以在卧室或客厅里用电视或电脑收看节目,也可以在浴室里使用防水掌上电脑收看。
文莉早晨上班前,先到机场接客户。到了机场,发现客户的航班晚点了,于是她便利用等待的时间用掌上电脑接入办公室的网络收发邮件。与此同时,文莉的丈夫凯峰上班前,用电子锁锁上门。
中午,凯峰想起来要为母亲准备生日礼物,于是他用手机上了因特网,选定合适的商品后,用手机的电子购物功能来购买商品。按一下自己的掌上电脑地图,他看到代表文莉位置的点就在附近的一家快餐店里,于是他赶到快餐店,和文莉一起共进午餐。
下午文莉在驾车回家之前,先在车里查看了一下家里的温度,她决定将暖气调高2℃,用好怕掌上电脑或手机进行这种调节易如反掌。走进家门,家庭娱乐设备已探测到她的进入,顿时自动开启她喜欢的音乐。文莉从冰箱里拿出晚餐需要的食物,取出的时候,内置传感器自动记录她取出的食物,家庭网络同时更新了每周的补充购物单。此外,这些设备还可自动检出已过期的食物。凯峰回来了,他们一起做了晚饭。
讨论
请你根据自己所知道的技术,并结合案例,大胆设想,口头续编文莉一家晚上的生活。
阅读
《告后人书》
爱因斯坦曾写下一篇“写给五千年后人民”的《告后人书》,文中写道:“我们这个时代产生了许多天才人物,他们的发明可以使我们生活舒适得多--------纵然有这一切------人人都生活在恐惧的阴影里,生怕失业------而且不同国家的人民还不时互相残杀。因此一想到未来,大家都忧心忡忡。”
辩论
有人认为,技术的进一步发展可以解决当前技术自身引发的一系列问题,我们要相信技术,依赖技术。
有人则认为,技术的进一步发展固然可以消除它所带来的一切已知的危害,但是谁能保证,它不会给我们带来新的更为严重的灾难呢?
请就上述观点展开辩论。
对“技术的未来”的追思和憧憬,既不需要技术迷惘中的旷世悲怆,也不需要技术崇拜中的盲目乐观。应当从人类的根本利益出发,从人类的共同利益出发,从人类的长远利益出发,更加理性地看待技术,以更为负责、更有远见、更具道德的方式使用技术,以亲近技术的情感、积极探究的姿态参与技术活动,并共同建构个人与社会、人类与自然、经济与文化相协调的未来的技术世界。
阅读
“月球城市”
中国科学院院士欧阳自远在新近出版的《院士展望二十一世纪》一书中撰文认为,人类将于2005年在月球建立装备加压舱、发电设备、生活必需品和月球队表面活动车等,使月球成为一个庞大、稳固而功能齐全的“天然空间站”;2010年将建立设备齐全的永久性居住地,研究人员可在月球表面滞留几星期,以开展生命科学实验和天文观测;2015年将在月球建立小型的永久居住的月球基地;2020年将在月球兴建实验工厂、农场等,使月球的“地球村”自给自足,逐步建立“月球城市”。
21世纪,人类有可能在“月球城市”中建立全球性、并联式的太阳能发电厂,并且通过传输为地球提供长期、稳固的能源。同时,人类还将从月球土壤和月球岩石中提取金属、氧和其他气体资源甚至水,利用月球上的弱重力、高真空和超纯净的条件,研制和生产地球上极难获得的新型材料等。
练习
查阅资料,分析互联网、克隆技术、转基因食品等高新技术未来的发展将给我们的生活带来怎样的影响。
本章小结
人类的需求和愿望是技术发明与创新的动力,而技术的发展,为人类解放和发展自身提供了支撑,为人类改变工作和生活方式提供了平台。技术在保护人、解放人、发展人的同时,促进了社会经济的发展、综合国力的增强,推动了社会发展和文明进步。人类掌握的技术越广泛,对自然的利用和改造就越深入。人类和自然应该成为朋友,人类在利用自然、合理地改造自然的同时,应与自然和谐发展。
技术以满足人类的需求和愿望为目的,目的性贯穿技术活动的始终;创新性是技术的灵魂所在,任何技术的发展都需要发明和革新;技术具有跨学科的性质,需要综合运用多门学科的多方面知识,技术与科学、艺术的关系尤为密切;技术既有实用性又有功利性,由此引发的技术伦理问题尤其值得人们关注和思考;技术是创造性劳动的成果,具有专利性,专利保护的权利需要依法取得。
技术的未来既充满希望,也隐含威胁。理性地看待技术的未来,才不至于迷失在技术的世界里。
综合实践
1、查阅并整理有关20世纪重大发明者的资料,分析其对人们生活和社会发展有何重要影响,评选出全班同学公认的“20世纪十大重大发明”,在此基础上,选择其中某一项发明,分析其技术性质并预测其未来发展趋势。
2、结合日常生活中某项技术的应用所带来的正反两方面的影响,谈谈你对恩格斯下面这段话的理解。
早在100多年前,恩格斯就曾警告人类,“不要过分陶醉于人类对自然界的胜利”,“人类每一次对自然界的胜利都必然要受到大自然的报复”。
3、阅读下文,谈谈你对“割骨增高术”的看法,并就“如何理性地选择技术”这一问题与同学展开讨论。
2004年5月30日,广州某医院给接受“割骨”挑战新高度的管小姐施行了手术。手术后,她脚上套着两个沉重的铁架,身上挂着引流管,背上插着镇痛棒,俨然就是一个全副武装即将出征的“斗士”。据了解,管小姐所接受的“下肢延长人体增高术”,就是截断双腿腿骨,通过人工方法强行让骨骼和肌肉拉伸而达到增高的目的。手术后7天内,管小姐只能卧床疗养,半年内生活都将无法自理。
第一章学习评价
评价内容 自我评价
学习过程 课内完成学习任务情况
课外完成学习任务情况
学习态度评价
学评价
学习结果 本单元学习目标实现情况
学习本单元内容的收获与不足
第二章 技术世界中的设计
技术世界因设计而愈加精彩,设计是技术发展的关键。技术世界中的设计以满足人的需要为最终目的,因此,设计时需考虑人机关系,以使设计的技术产品更加宜人。通过技术试验可以改进和优化设计,将设计的风险降至最低。
一、技术与设计的关系
学习目标
理解技术与设计的关系,学会分析设计在技术发明和革新中的作用;了解技术更新对设计产生的重要影响;理解设计的丰富内涵。
1、技术的发展离不开设计
技术世界既是丰富多彩的,又是发展变化的,而这一切都离不开设计。设计是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动。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。尤其在当代,技术发展一日千里,设计与技术的关系越来越密切,成为推进技术发展的重要驱动力。
案例分析
书写工具
1884年,英国的沃特曼设计了一种用毛细管供给墨水的钢笔。此笔的端部可以卸下,用一个小的滴管即可将墨水注入毛细管。这样,钢笔就可以自由吸水了。钢笔的设计是对鹅毛笔吸水技术的改进,而用小圆珠笔代替笔尖的设计则使得圆珠笔技术得以诞生。如此,制笔技术又向前推进一步。
电动剃须刀
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。
讨论
1、结合以上案例,谈谈设计对技术的发展有什么重要的价值。
2、设计促进技术发展的例子还有很多,你能想到哪些?
设计是技术成果转化的桥梁纽带。通过设计,可以把技术的潜在价值发挥出来,使科技成果更贴近人们的生活,更好地为人类服务。
案例分析
环保餐具的设计
塑料包装袋引发的白色污染日益严重,并且威胁人类的生存环境和社会发展,人们希望采矿有效的措施,减少白色污染对环境造成的压力。可降解无污染的餐具正是为实现此目的而设计出的一种替代品。其主要原料为价廉、易得的农副产品的不被食用的部分,利用小麦、玉米、稻米、高粱、红薯等各种农作物的秸秆、稻壳、花生壳、杂草等,制成各种可供一次或多次使用的盒、筷、杯、勺等餐具。环保餐具质硬、耐热、卫生、无污染,而且使用后还可以作饲料或有机肥料。
讨论
试着分析设计在技术成果转化中的作用,结合自己的认识谈谈设计对于技术转化的重要作用。
设计促进技术的革新。富有创造性特征的设计使产品具有新的品质,这种新品质的实现可能要求更先进的技术予以投入和支持,从而使技术在实现设计方案的过程中得以发展。
2、技术更新对设计产生重要影响
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。技术的进步直接制约着设计的发展,先进的技术可以使人们的设计得以实现。
阅读
达 芬奇的飞行器
早在16世纪文艺复兴时期,意大利艺术家达 芬奇就设想了飞行器等交通工具,敏锐地洞悉到现代生活中自行车、飞机、汽车和潜艇的应用,但当时的技术水平不能满足其设计的要求,随着现代科学技术的发展,他的设计终于在今天得以实现。
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更新换代创造了更加便利的条件。
案例分析
灯具
用蜡烛作光源的灯具,其造型与油盏、煤油灯有着明显不同。当电灯发明之后,灯具更是发生了显著变化,灯具的造型和功能日益千姿百态。对于电灯来说,尽管灯泡相同,但根据不同的需要设计生产民各种各样的吊灯、台灯、壁灯、吸顶灯、庭院灯等;当日光灯管出现以后,又改变了白炽灯泡作光源的圆形、球形灯具;而当电池发明之后,各种携带方便的手电筒便应运而生。
思考
请大胆设想,随着科学技术的进步,灯具的设计还将会有什么新发展?
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、新工艺来改进现有的产品,如何有机地结合各种技术来开发新产品等问题。发展的技术不断丰富着人们的设计手段和方法。例如,计算机技术应用于设计,改变了设计的技术手段,改变了设计的程序和方法;电脑、扫描仪、打印机使得设计手段更加便捷、丰富。
3、设计的丰富内涵
技术世界中的设计,其核心是技术设计。一般意义上的设计指的是综合设计,它涉及广阔的领域。而具体领域中的设计,如技术设计、艺术设计等则更具有本领域的独特性。技术设计侧重于功能、结构、材料、程序、工艺等,围绕技术的目的而展开,如电饭煲的设计、候车亭的设计;艺术设计侧重于欣赏、审美,更强调感觉的需要,如雕像的设计、装饰钟的设计。
马上行动
根据上文提示,请试着归纳艺术设计和技术设计的侧重点。
技术设计:功能、结构、 、 、------
艺术设计:色彩、造型、 、 、------
在很多情况下,技术设计和艺术设计紧密地联系在一起。例如,有些产品的设计既要照顾到实用的价值,体现出技术的魅力,也要考虑到美观的要求,体现出艺术的风采。
本教科书涉及的设计侧重于技术产品的设计。
练习
请结合以下材料,分析技术与设计的关系。
1、隐形篱笆让狗不敢擅离职守。所谓“隐形篱笆”,是一种用无线电装置控制的电子围墙。该设计充分利用电子控制技术,将电线环绕庭院四周,由发送器发出电波信号,直接发送到狗颈圈上装设的接收器。当狗接近家园边界隐藏的篱笆时,颈圈就会发出一种声音,警告狗停止前进。这种隐形篱笆可保证狗不会丢失,也不会去伤害过路的陌生人。
隐形篱笆的设计极大地融入了高技术的成分,为人们的生活带来了极大的便利。
2、随着激光技术的不断发展,激光唱片被设计出来。它采用激光束照射唱片上的音槽,不会发出摩擦声,播放的乐曲优美纯净、自然动听,如同乐队和演员就站在眼前演出一样。并且,唱片设计采用激光技术后,其录入的信息量大大增加。
二、设计中的人机关系
学习目标
理解人机关系的含义;熟悉人机关系在设计中要实现的目标;了解在设计中如何合理运用人机关系。
1、什么是人机关系
生活中,我们每个人无时无刻不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的关系。这种相互的关系称为人机关系。人机关系中所指的“机”除了人们通常所说的机器外,还包括各种各样的工具、仪器、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与环境的相互关系。在设计中,我们所设计的产品都是从人的需求出发,为人服务的。因此,人机关系也就成为设计活动中必须考虑的核心问题之一。
马上行动
找出下列活动中的“人”与“机”,体会其人机关系。
1、教师拿着粉笔板书。 2、农民用锄头锄地。
3、渔翁在河边用钓鱼竿钓鱼。 4、司机手握方向盘。
5、妈妈拿着拖把拖地
在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。以开门为例,人走近门,便与门板构成人机关系;人要握住把手,便与门把手构成人机关系;人开门以后要通过门,便与门构成人机关系。
案例分析
如下图所示,乘电梯到某一楼层去存在着很多方面的人机关系。
讨论
在乘电梯到某一楼层去的过程中存在哪些方面的人机关系?
1、人与 ;
2、人与 ;
3、人与电梯厢体之间构成的人机关系;
4、人与 ;
------
马上行动
分析人坐在椅子上的时候,人体的一些部位与椅子构成了哪些人机关系?
1、手臂与椅子的扶手;
2、背与 ;
3、臀与 ;
4、腿与 ;
5、脚与 ;
------
小辞典
人机工程学
人机工程学是研究“人—机—环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系,为解决系统中人的效能、健康等问题提供理论与方法的科学。人机关系是人机工程学研究中的一部分内容。
2、人机关系要实现的目标
人与机之间存在着复杂的关系,我们在设计中考虑人机关系,需要实现哪些目标呢?
高效
在设计中,应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,以促进二者的协调,提高人的工作效率。同时,人机所在的环境中的一些因素,如温度、湿度、噪声、照明、振动、污染和失重等也影响人的效率和行为。
案例分析
铁锹的作业效率
被称为“科学管理之父”的美国人泰勒于1898年在伯利恒钢铁公司进行了著名的“铁锹作业试验”。
铁锹作业试验首先系统地研究铲上的负载应为多大的问题。他用5kg、10 kg、17 kg和20 kg四种装煤量的铁锹进行试验,发现用10 kg的铁锹作业时工人的工作效率最高。每次装煤量过多,虽然每次的搬运量大,但会令工人很快疲劳,从而减少搬运次数;每次装煤量过少,虽然可以增加运送次数,但运送总量得不到保证。其次研究各种材料能够达到标准负载的锹的形状、规格问题,与此同时还研究了各种原料装锹是最好方法问题。此外,还对每一套动作的精确时间作了研究,从而得出了一名“一流工人”每天应该完成的工作量。这一研究的结果是非常出色的,堆料场的劳动力从400—600人减少为140人,平均每人每天的操作量从16t提高到59t。
思考
“铁锹作业试验”中改进了哪些具体的人机关系而使工人的工作效率大大提高?
健康
人机关系所追求的健康,是指人在长期操作或使用产品的过程中,产品对人的健康不会造成不良的影响。如果产品设计不合理,就会使人处于不恰当的作业姿态,长时间地操作或使用它,不仅使人感到疲劳,还会影响人的身体健康。
马上行动
“人的身体自重主要由臀部坐骨结节承担,在座椅前缘处,大腿与椅子之间压力应尽量减小,座面倾角要适中;腰椎下部应提供支撑,设计适当的靠背以降低背部紧张;坐者应能方便地变换姿势;椅垫必须有足够的垫料和适合的硬度,让压力均匀地分布于坐骨结节区域------”
根据以上椅子的设计原则,指出下列图片中设计不合理、有损人体健康的地方。
舒适
人机关系中的舒适,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,从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。
案例分析
培土小工具
右边两幅图都是培土用的工具。它们的造型、结构很相似,只是一幅图中的把手部分作了处理。
思考
你觉得右边两幅图中的小工具,哪个使用起来更舒适?为什么?
想一想,生活中还有哪些类似的例子。
安全
人机关系中的安全,是指人们在操作和使用产品的过程中,产品对人的身体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边槽,易产生危险的地方应进行安全保护设计,如汽车的安全带设计、冲床的安全保护设计、儿童座椅前的护栏设计等,其目的是避免操作者和使用者产生因作业而引起的伤害或伤亡。
思考
在设计中,除了上述目标以外,人机关系还需要实现哪些目标?
3、如何实现合理的人机关系
在设计中,合理的人机关系应该达到高效、健康、舒适、安全的目标。如何实现这种合理的人机关系呢?首先应该明确设计涉及哪些人机关系,其次要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标。如要实现人与门之间合理的人机关系,就要考虑门的高度、宽度等,而要实现人与门把手之间合理的人机关系,除需考虑门把手的大小、安装的高度外,还要考虑人旋动门把手时所需要施力的大小。
在实现合理的人机关系的设计中,我们还应该处理好以下几个方面的关系。
普通人群与特殊人群
大多数产品是为普通人群设计的,设计参照的标准是依据普通人群的数据确定的。如常见的门,其高度、宽度、门把手的位置等(一般说来,门高200cm,宽70——80cm,门把手高100cm)都是以普通人群的身高、体宽以及左右手习惯等为标准设计的,适于普通人群操作、使用。
马上行动
在繁华的商业中心设计地下通道,是为了方便行人安全地通过马路。右图所示的地下通道,你认为其设计忽略了哪些人群的需要?
静态的人与动态的人
人们使用产品时处于静态和动态两种状态交替之中,因此,设计的产品不但要符合人体的静态尺寸,也要符合人体的动态尺寸。
小辞典
静态尺寸与动态尺寸
静态尺寸是指人的构造尺寸。动态尺寸是指人的功能尺寸,包括人的动作范围、体形变化等测量数据。
马上行动
两张靠着的单人床,床间距形成的空间可以让一个成年人自由走动或者站立,却不足以让他蹲下来打开抽屉。这里便涉及动态尺寸和静态尺寸的问题。
请你试着找一找,在我们的生活中,是不是也有很多类似的情况,并将它们列举出来。
为了形成良好的人机关系,不仅要使产品符合人体静态尺寸,而且要让人在使用它时,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。
人的生理需求与人的心理需求
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、味觉等都影响人的心理感受,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。视觉主要获得形状、空间关系、色彩等方面的信息。茶座、咖啡屋的设计应以暖色调为主,将空间处理得小一些,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。
马上行动
取出你手边的任意一件产品(一支笔、一副眼镜等),从造型、色彩等方面分析它给你带来的心理感受是怎样的。也可就教室的环境,包括空间、色彩、照明等方面谈谈它给你带来的心理感受,并说明理由。
信息的交互
人与产品的互动过程就是人与产品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够获得更好的人机关系。例如,前些年的按键式固定电话,只有按键而没有液晶显示屏,无法显示拨号信息,人们只能通过电话按键提示音判断是否按下按键。现今出现的液晶显示屏电话,可以提供给人们视、听觉双重信息传递途径,大大地方便了用户的操作。
讨论
日常生活中,还有很多产品较好地实现了人机之间的信息传递,如带显示器的接线板。你还能想到哪些类似的产品?列举出来。
不同的信息传递类型有着不同的特征,不恰当的信息传递类型的选取往往导致不良的人机关系,我们应该根据目的为人机交互选择最佳的信息传递类型。
思考
如果汽车的喇叭声换成闪灯会出现什么后果?
选定了信息传递类型后,还要注意设计好信息源。信息源的布置应该符合安全、明确、快速定位的要求,并且要考虑操作流程、重要性、使用频率等方面。
探究
电脑界面越来越人性化,用户只需轻轻点击鼠标,所有的任务就可以在系统提示下完成,操作起来非常简单、方便。例如,当电子邮件都接收完毕时,不仅有文字提示,同时还有声音提示。
想一想,电脑还有哪些操作界面充分考虑了人机关系?
阅读
汽车的颜色
新西兰的专家们通过调查分析得出,浅颜色的车子看起来非常显眼,因此在车祸高发的夜晚时段开浅色车子会很安全,而银灰色又是浅颜色中最能避免车祸的,因为这种颜色可以反射灯光,更容易令其他司机注意到。专家表示:“银灰色车遭遇车祸的概率只是其他颜色车子的一半。”研究小组还注意到,棕色车子遭遇车祸的概率最高,然后是绿色和灰色车子,而红色、黄色、蓝色车子则相对安全一些。
练习
1、选择日常生活中的某一产品,分析其在人机关系处理上存在的缺陷,提出改进意见,并填写下表。
产品名称: 。
现有缺陷 改进意见
1、
2、
3、
4、
2、图示的两把剪刀,如果你站在工作台前用它们来裁剪布料,你觉得哪一把使用起来会比较方便、省力、效率高?如果你处于坐姿的状态下,使用它们来剪裁纸张,哪一把用起来会比较方便呢?分析其原因。
三、技术试验及其方法
学习目标
了解技术试验的重要性;能进行简单的技术试验,并写出试验报告。
1、什么是技术试验
我们通常将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试验。技术试验是技术活动中的一项重要内容,在技术发明、技术革新、技术推广等活动中,它不仅是对技术成功与否的验证,更是发现问题、探究规律、优化技术的关键。
案例分析
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。
人造卫星在发射上天前必须经过一系列的地面试验,以考验卫星的技术性能。但是地面环境毕竟不同于天上,在地面上试验完了还必须上天试一试。无论哪个国家在发射每一种应用卫星之初,都要发射一些技术试验卫星。美国的返回式卫星就是在发射了12颗技术试验卫星后才掌握了卫星回收技术的。
讨论
1、为什么要进行技术试验?
2、你在日常生活中接触了哪些技术试验?请举例说明。
链接
登陆中国航天人才网http:// ( http: / / ),查阅有关航天技术试验的资料。
案例分析
阿什塔比拉河桥的垮塌
过去,美国桥梁设计界一直采用可靠的豪威木制桁架结构。1863年,克里夫兰的铁路巨头斯托恩骄傲地宣称,他们在桥梁设计技术上取得了一项重大进步,即桥梁的建筑材料全部采用铁制材料。然而,斯托恩对这种较新的材料过于信任,未经技术试验就投入了使用。事实上,全部使用铁制材料建造桥梁存在实质性的缺陷:这种铁制桥梁是靠压力将各部分装配在一起的,如果有一个接合处发生移动,则整个结构都会随之移动。
果然,在1876年12月29日,当一列旅客列车经过阿什塔比拉河桥时,一个内部隐藏着气泡的铁架发生断裂,整个桥梁随之倒塌,100多名旅客在事故中丧生。阿什塔比拉河桥垮塌成为美国历史上最为严重的桥梁垮塌事故。
思考
这个案例给了我们什么启发?
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。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。
马上行动
李宁自己动手制作了一个小板凳,他进行了如下的小试验来检验小板凳承重力和稳定性,你认为他的做法合理吗?
1、在小板凳上逐步加重物,把重物将小凳压垮前的一次重力记录为该小凳的承重力。
2、在小凳上固定一个特制的挡风屏障,用电风扇在一定距离之外吹风,电风扇由远及近移动,风力由小渐大,记录挡风屏障连同小凳一起倒下时电风扇与小凳之间的距离以及电风扇的风力。
对技术试验,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。
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,如对产品的高(低)温试验、振动颠簸试验等。
小资料
以下是用专用的测量仪器测试材料的一些性能的示意图。
优化试验:对试验对象进行条件优化或条件组合,如农业中不同品种的对比试验。
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,如可以通过老化试验预测零件老化后的结果。
阅读
对安全帽的超载试验
香港科技大学在对安全帽预测的超载试验中,选择三种最典型、最常用品牌的安全帽(分别为A、B和C)进行了全面的冲击试验和评估。
据ISO3873—1977安全标准,当冲击能量为50J时,如果安全帽所传送的最大冲击力超过5000N,或者当冲击后安全帽破裂时,安全帽就不再具有保护头部安全的功能。试验发现,所有安全帽都能顺利通过标准冲击试验。但是,在100J的冲击能量下,A和B安全帽所传送的最大冲击力分别超过7000N和8000N,尽管从帽壳上看不出损坏,它却失去部分保护作用。然而,同样情况下,C安全帽所传送的最大冲击力还保持在3000N以下,仍对头部有可靠的保护作用。因而,从抗冲击的角度考虑,C安全帽为最优。
信息试验:通过测量、采集、识别和处理信息来影响试验效果。
应当注意到,对技术试验类型的划分不是绝对的,有时同样的试验,因为目的不同,也可以从不同的类型来理解。
链接
http://www.student. ( http: / / www.student. )
2、技术试验方法
在技术发展的漫长过程中,人们总结了许多技术试验的方法。这些方法有着各自的特点,同时也有着各自的适用范围和作用。下面选择常用的方法加以介绍。
优选试验法
运用数理统计的方法,选定若干资助典型意义的试验,逻辑地推出全部试验所达到的最佳效果,这种试验方法称为优选试验法,如不同品种水稻的对比试验等。
模拟试验法
通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法称为模拟试验法。如汽车碰撞试验就可以选用模拟试验法进行试验,在专用的场所模拟现实中的撞车事故,以考察汽车的性能。采用这种方法进行试验,可以减小风险,提高效率。
模拟试验法还可以通过缩小(放大)比例来模拟所设计的现场效果。如水库大坝从论证、设计到开工建设进行了许多试验,可将大坝制成等比例的缩小模型,进行水利试验。
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。如用计算机模拟“勇气”号火星探测器登陆火星表面的场景效果。
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称为强化试验法。检测产品的抗压性能时可采用强化试验法,选用专用的压力设备,对产品施加一定的压力,来考察产品承受压力的最大限度,这是强化外力对产品作用的试验方法。
移植试验法
在相互具有差异的事物之间,将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验,这样的方法就是移植试验法。如橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验。
马上行动
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,请你用线将二者连起来。
测试内容 试验方法
稳定性 亲自坐在椅子上感受一下
舒适度 放一些重物在椅子上,看是否能承受
结构强度 用手左右晃一晃,看是否稳固
此外还有创新转化试验法、中间试验法、工业试验法等。大家也可以在自己的实践中学习和总结其他更多的试验方法。
3、技术试验的实施与报告的写作
一般地,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、得出结论等几个步骤。
在实施技术试验之前,必须对试验过程作周密的设计。“采取哪些试验方法?”“试验过程中可能会出现哪些情况?”“情况一旦发生如何应对?”------这些都需要在试验实施之前做到了然于胸。只有这样,才能确保技术试验的顺利实施。
技术试验是一种探索性的实践活动,需要试验者具有科学的精神、严谨的态度;技术试验不可能一帆风顺,往往会经历一个曲折的过程,它更需要试验者拥有顽强的毅力。因此,科学的精神、严谨的态度、顽强的毅力等良好品质对于技术试验的实施具有重要作用,是技术试验者必须具备的基本品质。
案例分析
当核材料接近临界值
1945年的一天,斯洛廷和其他几位科学家正在聚精会神地进行原子弹临界质量试验。突然,两块装有核材料的半球越来越接近,就快达到临界值,中子在迅速地释放着,核反应即将进行!正在这时,斯洛廷手中的螺丝刀滑脱,情急之中,奋然不顾自己会遭受大剂量核辐射的危险,用手分开了两个半球,阻止它们达到临界值。之后,他又镇静地记下当时的数据,才安然地躺到前来抢救的担架上。9天之后,斯洛廷去世了,却留下一份用生命的代价换来的珍贵资料。
思考
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?
技术试验报告是技术试验工作完成后应当形成的成果,其项目包括试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结等。试验报告的文字应力求简明扼要。
试验记录作为试验的原始记录,应该是完整和真实的。记录内容应包括试验的全过程,当试验现象反常时,应做出明显标记,作详细的记录。
案例分析
纸张的结构造型与强度的关系的试验报告
高一(3)班赵梅同学在完成了纸张的结构造型与强度的关系的试验之后撰写了如下的试验报告。
试验目的:探究纸张的结构造型与强度的关系。
试验准备:大小相同的纸张若干,胶水,高度相同的木块两块(用做支架),不同质量的砝码若干,试验记录纸,试验报告书。
试验过程:
1、取一张纸片放在支架上,再将砝码放于纸片上,观察试验现象并记录纸片所能承受的砝码的质量。
2、将其余纸张通过折叠、卷曲等操作,制作成不同的造型(必要时用胶水粘贴),再放于支架上,然后放上砝码,分别记录不同造型的纸张所能承受的砝码的质量。
3、列表比较各次试验中不同结构造型的纸张的强度。
试验总结:物体的结构造型对强度有很大的影响,在现实生活中,有很多事例都是通过改变物体的结构造型来增加物体的强度的。
讨论
技术试验报告的格式不是唯一的,不同的技术试验内容或方法可以形成不同的试验报告。自己确定一个技术试验内容,并尝试设计该试验的报告。
4、技术试验在设计中的作用
在技术设计活动中,技术试验是必不可少的。在技术设计后期,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,此时,技术试验更是必要。通过试验可以发现问题、深化认识、推动技术设计的发展。
以台灯设计为例,我们可以通过光照度和反光性的试验来解决性能的设计问题,通过稳固性试验来解决结构的设计问题,通过材料绝缘测试来解决设计的安全性问题。
练习
高一(1)班的气象兴趣小组决定设计制作一个统计降雨量的小仪器——降雨量度量器,并用其进行降雨量统计的试验。请为他们设计一份试验报告。
本章小结
技术世界异彩纷呈,技术突飞猛进,设计在其中起着举足轻重的作用。设计是技术发展的关键。一般意义中的设计具有丰富的内涵,它主要包括技术设计、艺术设计以及融技术与艺术于一体的综合设计等。
设计中需考虑人机关系,实现高效、健康、舒适、安全等目标,以使设计的产品符合为人、宜人的理念。合理的人机关系的实现,需要综合考虑普通人群与特殊人群、静态的人与动态的人、人的生理需求与人的心理需求以及信息的交互等方面的问题。
在技术发明、技术革新、技术推广的活动中,技术试验的作用不可忽视,它是发现问题、探究规律、优化技术的关键。技术试验的种类和方法有很多,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。
综合实践
1、海尔集团之所以能够不断、全面、成功地推出深受市场欢迎的小容量洗衣机、变频健康空调器、环保节能冰箱、拉幕式彩色电视机等创新型家用电器,一个重要原因就是以重视设计为主导,以技术创新为支柱,正确处理了设计和技术之间的关系。
请查阅资料,了解海尔集团为此做了哪些努力。
2、仔细观察下图,找出其中人机关系设计不合理的地方。
3、请你为检测台灯稳固性设计几种试验方法,然后选择其中一种进行试验,并写出其试验报告。
第二章学习评价
评价内容 自我评价
学习过程 课内完成学习任务情况
课外完成学习任务情况
学习态度评价
学评价
学习结果 本单元学习目标实现情况
学习本单元内容的收获与不足
第三章 设计过程、原则及评价
大千世界,万千事物,一切自有其生长的过程,一切自有其生成的机理。人类的设计也是如此。动态而有章可循的过程、开放而有规可矩的原则,是人类设计生生不息、不绝江河的重要保证。
一、设计的一般过程
学习目标
掌握设计的一般过程;知道设计过程中有可能产生多个方案;理解设计过程需要不断优化。
设计是一个有计划的创新活动,它有着科学合理的基本工作程序。
1、发现与明确问题
从本质上说,设计是一个问题求解的过程。它从问题出发,并围绕问题展开各项活动。因此,设计必须从调查需求、分析信息、发现与明确需要解决和值得解决的问题开始,并在此基础上提出设计项目,明确设计要求。
陈晨是某市第一中学高一(6)班的学生。在平常的生活中,他发现儿童非常喜欢到户外活动,但是当他们玩累了,想休息一会儿时,却常常不能马上找到适合他们坐的小凳。陈晨想,能不能为小朋友们设计一种适合他们在户外活动时使用并携带方便的小凳呢?
经过讨论,陈晨与另外三位同学组成了一个小组。他们在老师的指导下,设计了访谈提纲和调查问卷,并利用课余时间到幼儿园、小学等处,就小凳的一般需求对儿童及成人进行了调查。
调查结束后,陈晨等同学对调查的资料进行了统计、分析,并将各统计结果绘制成了相应的图表。在此基础上,他们进行了一次热烈的讨论,最终确定将便携式小凳作为设计项目,并列出了具体的设计要求。
便携式小凳的设计要求:
1、结构简单、稳固,易于制作;
2、自重轻,体积小,携带方便;
3、成本不高于5元。
马上行动
你认为陈晨等同学在设计的发现与明确问题阶段进行了哪些具体工作?
主要环节 具体工作内容
调查需求
2、制定设计方案
在发现问题和明确要求的基础上,我们紧接着要做的就是通过各种渠道,尽可能广泛地收集设计所需的信息,通过对各种信息的归纳与分析,挖掘影响设计的主要因素,大胆提出各种设计想法,并依据一定条件对各种想法进行筛选,确定最终的设计方案。这就是制定设计方案的过程。
在这个过程中,要大胆突破传统观念的束缚,始终明确:
1、运用不同的材料、结构可以产生不同的设计方案;
2、任何设计方案都有改进的可能性,好方案决不会仅有一个。
收集信息
可以通过用户调查、专家咨询、查阅图书资料、收听收看广播电视、浏览互联网等渠道收集有关信息。
为了获得设计所需要的大量资料,陈晨等同学利用课余时间,分头到商店、工厂、图书馆等处收集到了有关凳子的各种资料,并在互联网上查到了相应的信息。
1、收集有关各类凳子的资料。
2、收集有关各类便携、折叠、组合式凳子的资料。
3、查阅人机工程学的有关资料。
4、观看有关坐具的手工生产和机械化生产的音像资料。
5、访问木工师傅,了解他们制作凳子的经验。
6、在幼儿园和小学收集儿童所用凳子的尺寸资料。
思考
你认为还需要收集哪些方面的信息?可以通过哪些途径收集?
设计分析
面对收集到的各种信息,要根据设计要求,找出设计需要解决的主要问题,并分析其可能的解决办法。
通过对设计要求和所收集到的各种信息的分析,大家发现,要设计好一个便携式小凳,必须解决好小凳的材料选择、结构设计、携带方式等主要问题。
在明确了所要解决的主要问题后,陈晨等同学积极思考,提出了一些可能的解决办法。
在设计分析中我们可以看到,凳子的自重减轻了,却带来了材料、结构方面的问题;凳子结构的稳固程度增强了,却又造成凳子的自重、携带方面的问题;凳子携带方便了,结构和制作方面却又出现了问题------
面对设计要求和约束条件之间的相互矛盾,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。
马上行动
根据设计要求,你认为设计便携式小凳还需要解决哪些问题?有哪些解决办法?
解决办法还需解决的问题 办法1 办法2 办法3 ------
A
B
C
D
方案构思
方案构思是设计过程中最富有挑战性的环节,它要求我们根据设计要求,大胆构思,努力挖掘自己的创造潜力,提出解决问题的多个设想。
为解决设计分析阶段提出的三个关键问题,陈晨等同学所在的班级开展了一次别开生面的“头脑风暴”活动,大家积极思考,提出了符合设计要求的多种材料、结构及连接方式。
材料、结构、连接方式
思考
你还能提出符合设计要求的其他材料、结构和连接方式吗?
方案呈现
构思过程中产生的设计想法常常是模糊的,为了使其具体化,我们通常会用草图把它们转化为视觉形象。同时,这些想法又是零散的,从中我们并不能看到一个完整的设计方案,所以我们还要对这些想法进行综合。
在大家提出了多种设想后,陈晨等同学对这些设想进行了综合,并用草图的形式将它们呈现出来。
A、采用瓦楞纸材料的方案草图
B、采用木板、木棍材料的方案草图
C、采用五夹板材料的方案草图
D、采用其他材料的方案草图
马上行动
将全班同学分成四组,每组同学选择上述设计方案草图中的一组,先在小组内对所选组中的各个方案的利弊进行讨论,然后再在全班进行交流。
方案筛选
当多个设计方案产生以后,我们就要依据一定的原则,对这些方案进行筛选。
考虑到制作出来的小凳要适合批量生产,陈晨等同学选择了以五夹板为制作材料的五个方案。接着,他们又根据设计要求对这五个方案进行了再次筛选,最后选中了三个方案。
方案C1:1、凳面采用中空的盒式结构;2、两块凳脚板平行插入凳面。
方案C2:1、凳面采用中空的盒式结构;2、两块凳脚板呈丁字形结构。
方案C3:1、凳面采用中空的盒式结构;2、两块凳脚板呈十字形结构。
3、制作模型或原型
完成方案筛选以后,我们就要开始制作模型或原型了。一般地,模型制作包括两个阶段,即绘制图样和制作模型或原型。
对于图样,我们既可以手工绘制,也可以用计算机辅助绘制。
陈晨等同学手工绘制出了三个设计方案的三视图。左图是方案C3 的三视图。
对于小型、简单的产品可以直接制作产品原型,而对于大型、复杂的产品先制作缩小、简化的模型。
陈晨等同学根据绘制的加工图样进行了产品原型的制作,在经过锯、削、刨、磨和装配等几道工序之后,他们制作出三个方案的产品原型。
4、测试、评估及优化
要明确设计方案是否可行,我们还必须进行各种测试、评估,以优化设计方案、完善产品原型。
测试
在模型或原型制作完成后,一般需要对其进行测试。测试的目的是检验产品在操作、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。
陈晨等同学为了比较三个方案的优劣,对所制作的原型进行了承重力测试和稳定性测试,并对测试结果进行了汇总。
思考
你认为应如何具体实施承重力测试和稳定性测试?还可以通过哪些测试来检验设计方案的可行性?
评估
在测试的基础上,我们还要对设计方案和产品进行较为全面的评估。这种评估,在设计过程中需要反复进行。
陈晨等同学综合考虑了各方面的因素,对三个方案进行了评估。
评估指标方案 质量(克) 拆卸后体积(cm3) 成本(元) 造型精美程度 结构稳定程度 使用便利程度 加工难易程度
方案C1
方案C2
方案C3
根据测试和评估结果,对照设计要求,陈晨等同学认为,五夹板方案C3是较理想的设计方案。
优化
为了优化设计方案,我们既要分析测试和评估的具体记录,也要重视对公众意见的调查,以明确改进的方向。一般说来,我们可以对三种典型人群,即专家(销售者、制造者)、潜在客户(可能会用的人)和用户(正在使用的人)进行调查,征集优化的具体意见。
陈晨等同学在广泛听取意见的基础上,对凳脚板和小凳外观作了改进和优化。
增加结构强度
五夹板方案C3的凳面是中空的盒式结构,为了使凳面受压后不发生大的形变,他们在凳脚板上部“造”出一个“肩”,这样在凳面受到压力的时候,它的上板和下板都能得到“肩”形结构的支撑。
美化外观
1、在凳脚板的左右两侧及下方,各挖去一个弧形板。这样,既美化了外观,减轻了凳子的自重,又不影响它的结构强度。
2、将小凳的凳面用纸进行包装,纸面可根据自己的爱好而设计。经美化的小凳拆卸后,将凳脚板放回中空的盒式凳面内,再将它放在书架上,真使人难以分辨书和小凳哩。
5、产品的使用和维护
在产品使用过程中,正确的使用和维护既可以使产品更好地满足人们的需求,又能延长其使用寿命。因此,掌握正确的使用和维护方法对于产品使用者来说尤为重要。为此,我们通常要设计一份产品使用说明书。
为了使小凳使用者学会正确使用和维护小凳的方法,陈晨等同学又就五夹板方案C3编写了一份产品使用说明书。
便携式小凳使用说明书
产品简介 本产品是一款专门为小朋友外出活动设计的便携式小凳。它自重轻,体积小,携带方便,组装的方法简单。
产品构成 中空式凳面,凳脚板(两块)
技术指标 凳子高度:16.5cm。
凳子质量:350g。
凳面面积:432cm2 。。
使用方法 先将两块凳板从凳面中取出,然后对准插缝,将它们插接起来,再将插接好的凳脚板插入凳面的槽缝中,并用手或其他物体使凳脚板与凳面完全贴紧。
注意事项 1、使用完毕后,要及时拆卸,将凳脚板放回中空的盒式凳面内。
2、勿将过重的物体(大于42kg)放置在小凳上,以免凳面弯曲变形。
3、避免小凳长时间日晒雨淋,以防材料爆裂或受潮。
适用范围 5—9岁的儿童
为了反思设计过程、总结设计经验,陈晨等同学在王老师的指导下组织了一次形式活泼、内容丰富的“便携式小凳设计过程展”,向全班同学展示了他们的“成果”——调查问卷、访谈记录、资料分析、设计草图、模型、测试和评估结果以及优化方案,并作了口头汇报。通过这次活动,陈晨等同学对设计过程有了切身的体会,全班同学在分享他们的成功和喜悦的同时,也加深了对设计过程的认识。
马上行动
根据课文中的案例,请采用图示方式展示陈晨等同学设计便携式小凳的过程。
设计实际上是一个动态发展的过程。在一项具体设计中,有些阶段或步骤可能会发生变化,有些步骤之间则可能出现一定的循环。因此,我们不能将设计的过程简单化、模式化,而应根据设计的需要进行灵活安排。
讨论
下图是一幅描述产品设计过程的示意图,请就此图谈谈你的看法,并与同学交流。
练习
1、选择课文中的一个或几个方案,或者改进课文中的某个方案,或者自己设计一个便携式小凳的设计方案,然后用厚卡纸制作它的模型。
(1)材料:25g16开卡纸两张,透明胶带纸,棉线。
(2)工具:笔,尺,刀,剪,针。
(3)要求:①凳高8—9cm,凳面大于40cm2。
②卡纸的剪裁、折叠方式不限,不得使用上述材料之外的其他材料。③组装拆卸方便,自重轻,承重大,拆卸后体积小。
(4)评价:讨论后确定各项指标,采用自评、互评等方式进行评价。
2、在学完这一节的内容之后,你觉得整个设计过程中:
给你印象深的环节是 ;
最具挑战性的环节是 ;
最为关键的环节是 。
二、设计的一般原则
学习目标
理解设计的一般原则;理解设计的一般原则之间存在相互关联、相互制约的关系;初步学会用设计的一般原则来评价某个产品。
“不以规矩,不成方圆。”要设计好一个产品。除了要经历一个科学合理的设计过程外,还应遵循一些基本的原则。在长期的设计实践中,人们逐渐总结出创新、实用、经济、美观、道德、技术规范、可持续发展等设计的一般原则。这些原则往往互相关联、互相制约、互相渗透,并体现在设计过程的各环节之中,成为指导设计过程和进行设计评价的基本准则。
1、创新原则
设计是人类为了追求美好生活而进行的创造性活动。它改变了人们的生活环境,改变了人们的生活方式,同时也促进了社会的发展。那么什么是创新呢?创新就是通过引入新概念、新思想、新方法、新技术等,或对已有产品的革新来创造具有相当社会价值的事物或形式。如创造一种新的产品,或使已有产品具有一种新的特性,或采用一种新的生产方法,或以新的商业方式来处理某种产品等。
案例分析
洗衣机的变迁
洗衣机是每个家庭都熟悉的家用电器。最早出现的洗衣机是用手来操作的,那是一个带柄的不漏水的箱子。洗衣时,将衣服和水都放进箱子里,然后转动手柄来搅动衣服。1907年,美国工程师阿尔瓦 费西尔设计出了第一台电动洗衣机——“托尔”,它利用一个圆筒的来回转动,使衣物翻动洗净。这是一种真正节省劳力的设计。随着工业技术的发展,利用机械代替人从事繁重的劳动成为可能。此后,洗衣机又经历了由单缸单洗到双缸半自动,再到全自动滚筒多次变化和更新的过程。
讨论
1、洗衣机的诞生和发展给我们的生活带来了什么?
2、比较相邻形态洗衣机的发展变化,并填写下列表格。
比较 手工洗衣与手摇洗衣机 手摇洗衣机与单缸单洗洗衣机 单缸单洗洗衣机与双缸半自动洗衣机 双缸半自动洗衣机与全自动滚筒洗衣机
主要变化
创新是设计的核心。一个产品如果没有任何新意,就很容易被不断发展的社会所淘汰。生活因设计而丰富多彩,设计因创新而魅力四射。
设计过程中,一般可从原理、结构、技术、材料、工艺等方面考虑改进和突破,以实现创新的目标。要实现产品设计的创新,除了要最大限度地发挥人的智慧外,还应注意利用最新的技术成果和现代的设计理论与方法。
2、实用原则
“虽有乎千金之玉卮,至贵而无当,漏不可盛水------”这句话出自2000多年前战国时期思想家韩非子之口。意思是说,一个酒杯价值千金,但若是它漏了不能盛酒,也就失去了基本的功能,就没有了使用价值。所以,对于产品设计来说,必须考虑到它的实用性。
设计中的实用性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(产品的造型、色彩、机理和装饰诸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、爱好或社会地位)等。
产品的实用性是从设计的目的出发的,它随时代的改变而改变,随人群的改变而改变,具有鲜明的个性特征。
讨论
从产品的实用性出发进行设计时,需要考虑哪些因素?产品是否功能越多越好?
马上行动
1985年格雷夫斯设计的水壶,实用美观,获得极大的成功,这把水壶具有一个最突出的特征——在壶嘴处有一个小鸟的形象。
请仔细观察右图,结合水壶造型特点分析其功能,完成下面的连线题。
产品外形设计 功能分析
水烧开时,提醒注意
美观、形象
开启出水口
稳定性好
受热面积大,热效率高
保护手不被金属把烫伤
手感舒适
便于倾倒
便于清洗
链接
《百年工业设计集萃:20世纪经典创新设计作品》,(英)拜厄斯、(法)德邦著,詹炳宏等译,中国纺织出版社,2001年2月版。
3、经济原则
卷纸是一种既便宜又轻便的产品,但其运输成本在价格中所占比重较高。因此,在运输中怎样充分利用空间是设计中需要考虑的重要问题。圆形卷纸在捆扎包装时会留有缝隙,造成空间的浪费,这样,方形卷纸在设计中便应运而生。方形卷纸因其断面是方形的,可以缩小缝隙进行打包,具有提高储藏和运输效率的优点。这种设计上的改进降低了运输成本,提高了经济效益,体现了经济原则在设计中的应用。
设计中的经济原则是指以最低的费用取得最佳的效果。所谓最低的费用,是指产品在得到最优良的设计、实现最佳的功能的同时,所涉及到的各方面的成本的总量最小。由于产品所用的材料都有其特定的性能和加工方法,作为设计者,如果只追求形式美而不了解生产工艺,往往就会出现无法生产或成本很高的情况。另一方面,如果设计者只追求价廉而粗制滥造,就从根本上违背了设计的目的,可能会导致产品滞销或亏本销售,造成更大的浪费。
小资料
在设计产品时,要注意采用新工艺、新材料,尽可能做到有利于批量生产,有利于自动化操作和管理,有利于降低材料消耗和节约能源,有利于产品的包装、运输、销售、储存和回收等各个流通环节的畅通。
案例分析
木桶与塑料桶
普通的木桶和塑料桶,功能相同,但由于木桶一般为手工单件生产,塑料桶是批量生产,所以大批量生产时,塑料桶的生产成本就很低,充分实现了其设计中的经济追求。
从设计的经济原则出发,对木桶与塑料桶进行比较,并在下列空格中填上关键词。
制造成本 材料成本 维护成本 使用寿命 运输成本 储存成本 回收成本 其他 总体评价
木桶
塑料桶
现代产品除了满足个别需要的单件制品外,几乎是供多数人使用的批量产品。产品设计必须从消费者的利益出发,合理使用质优价廉、能优化产品品质的原材料,并在明确目标市场、控制生产成本、提高产品附加值等基础上改进与完善产品设计,为企业的生存与发展服务。
小资料
价值优势原理
功能成本比=功能/成本。提高功能成本比的方法:在功能不变的前提下降低成本;在价格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
手表是人们生活中一件重要的计时工具,它极大地方便了人们的生活和公务的安排,同时它也是一件重要的装饰品。在满足计时功能的基础上,手表的样式设计变化多样,表现出不同的美观特性。
马上行动
在观察右面手表设计实例的基础上:
1、谈谈自己对各种款式手表的不同感受。
2、选出自己所喜欢的款式,在下面对应的空白处做上标记,并说明理由。
“爱美之心,人皆有之。”好的产品设计不仅能满足人的物质要求,而且也能让人从产品外观上得到美的体验,享受精神上的愉悦。随着时代的发展和文明程度的提高,美观原则对设计越来越重要。在产品技术含量相同、功能类似的情况下,人们总是愿意用同样或高一点的价格购买更加美观的产品。设计美观的产品可以满足人们求美的心理,美化生活,同时对生产商来说也能增加产品的销量。
产品外观的美是通过对产品造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、装饰图案等的设计组合来表达的。通过各种元素组合,表现产品不同的设计优点,强调形态美、技术美、材质美、色彩美等独特的表现元素,就会产生各种不同的产品风格,带给人们各种美的享受。
产品设计中的美观原则是多元的,它受到消费者、功能、技术、文化传统等多方面的影响。例如,儿童用的玩具收录机通常结构比较简单,造型卡通化,颜色鲜艳,对比强烈,有的就干脆做成一个玩具娃娃的样子,符合儿童天真活泼的天性。而面向年轻人的组合音响一般是多功能的高度集成,外观精致,常有很多操作按键、旋钮,表现出年轻人的时代感、科技感。
思考
分析以下产品设计的实例,试用适当的形容词描述这些产品外观的美学特征。
5、道德原则
产品设计不能只将产品考虑为一个孤立的物的实体,还必须考虑它与人、社会、环境的关系,必须遵循道德原则。产品设计者必须具有宽广的眼界和高度的社会责任感,并力求用设计完美的产品奉献社会,维护、完善社会伦理道德,推进人类文明的发展。
产品的设计应始终坚持为人服务的宗旨,不能出于某种不道德的目的。如设计旨在摧残人的肉体,以逼迫他人就范的刑讯逼供器具,就是一种不道德的设计。同时,产品的设计不能单纯为了谋取利益而损害人类所居住的环境,更不能为了私利而设计制造低级趣味的产品,生产假冒伪劣产品,甚至用报废、有毒材料制造食品、药品等关系到人们身体健康的产品。此外,设计是创造性的活动,在利用有关知识产权和专利的法律法规保护自己的成果的同时,还要尊重他人知识产权、技术成果和道德观念。那种一味抄袭别人的设计成果的行为也是不道德的。
案例分析
给瓜子“美容”
瓜子是人们喜食的休闲食品。一颗小小的瓜子放在嘴里,吃得香,吃得随意方便。
为了能使瓜子更“漂亮”、更“可口”,某些厂家在煮制瓜子时,先是放入明矾,以使瓜子不易受潮变软,保持好的口感;然后将瓜子放入滚筒内,用价格便宜的工业盐代替食用盐加以炒制;十多分钟后,加入滑石粉或工业石蜡给瓜子“抛光”,使炒出来的瓜子光滑、好看;在给瓜子“抛光”的同时,加入调味剂和色素进行调味和调色。如此,经过“美容”的瓜子就出炉了。
经检测部门检测,经过“美容”的瓜子中铝(主要来源于瓜子加工过程中添加的明矾)的含量高出日常饮用水标准13倍。超量的铝对人的机体造成损害,早期症状表现为身体虚弱、抑郁、焦躁、记忆力衰退,严重的会造成肾功能衰竭、尿毒症,如果在脑内沉积过多则会造成痴呆和帕金森综合症。而瓜子“美容”过程中所使用的工业石蜡,遇含有非常强的致癌物。
讨论
1、道德原则对于产品设计有可意义?
2、设计中的创新原则与道德原则有什么关系?
6、技术规范原则
具有全球漫游功能的移动电话可以在全世界上百个国家自由地漫游通话。这个奇迹之所以能成为现实,是因为这些国家都使用相同的移动电话技术规范来建设它们的电话信号收发设备,这样,手机就可以在世界各地畅通无阻地使用了。
案例分析
飞机上的圆形窗户
世界上第一架喷气客运飞机“彗星号”,它的设计一开始受到普遍赞赏,但是飞行不久就出了事故,原因是它的漂亮的方形窗户发生破裂。人们都知道,轮船两侧的窗户都是圆形的,因为圆形能够把受到的力平均分散,使窗户不易被压破,但没有考虑到飞机的窗户在空中也会受到很大的力。从那以后,圆形的窗户就成为飞机设计的一项技术规范。
讨论
请结合上述案例说明技术规范为什么应随着设计的发展而发展。
产品设计不能停留在纸上,必须通过一定的技术手段变成实在的物品。因此,产品的设计必须符合一定的技术规范。技术规范是有关开发生产技术的知识、领域、方法和规定的总和。
技术规范既有强制性的标准,也有推荐使用的技术规范。强制性标准是产品设计制造必须达到的要求,否则将出现各种质量和安全方面的事故。推荐性的技术规范不是产品设计制造必须达到的,而是对企业形象和产品的品质有很大影响的要求。如国际标准化组织的ISO—9000及ISO—14000系列质量、环保标准,电脑的TCO—99环保标准等。产品通过了这些标准的认证,是对其设计、生产、管理高质量的一种体现和认可,而这对消费者选购产品以及企业进入国际市场也都有很大的帮助。
链接
中国标准网http://www.
世界标准化组织htt://www.iso.org
马上行动
寻找生活中应用技术规范较典型的案例,并对技术规范的内容加以说明。
7、可持续发展原则
一次性发泡快餐饭盒曾因其在功能、价格方面的优势而备受消费者的青睐。但是近年来,人们逐渐意识到这种泡沫饭盒的弊端,因丢弃后长时间内无法降解,其所制造的白色污染对环境造成了极大的危害。
在技术世界中,技术产品是与生态、环境、资源等紧密相连的。树立可持续发展的理念,体现可持续发展的要求,不仅是产品设计者应当遵循的原则,而且是产品设计者应当承担的责任。
技术设计的可持续发展原则是指产品的设计既满足当代发展的需求,又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。设计产品时,应充分考虑产品对环境可能造成

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