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第三节 技术试验及其方法
长安一中　蒋建波
神舟五号
发射时间：2003年10月15日9时整 飞行时间/圈数：21小时/14圈 搭载物品：除了中国飞天第一人杨利伟外，“神舟”五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗…… 等等。
神舟六号
费俊龙、聂海胜，神六载人航天飞行航天员，2005年10月12日9时点火 4秒升空 12秒拐弯120秒抛掉逃逸塔 ，乘坐神舟六号载人飞船进入太空，在太空停留5天5夜，于2005年10月17日凌晨安全返回。
2008年9月25日21时10分，神舟七号飞船在酒泉卫星发射中心升空。 27日16点48分，翟志刚在太空迈出第一步，刘伯明上身出舱，递给翟志刚一面五星红旗，翟志刚向着镜头挥动。 28日17时37分，神舟七号飞船返回舱成功降落在内蒙古中部预定区域。我国神舟七号载人航天飞行获得圆满成功。
神舟七号
大家都知道我们国家的载人航天成就让我们每一个中国人感到骄傲和自豪，那么为什么只有神舟5号、6号、7号真正的载人上天，神舟1、2、3、4号又干什么去了呢？
一项新产品设计生产出来后，其设计是否合理，性能和质量是否符合要求，都需要通过技术试验来验证，同样的航天火箭发射也一样，我们开始不能保证我们的火箭能载人航天，所以我们分别进行了神舟１号到４号火箭的发射，这四枚火箭相对神舟５号６号7号而言都可以说是在进行技术试验。
神舟一号
发射时间：1999年11月20日6时30分7秒 飞行时间/圈数：21小时11分/14圈 搭载物品： 一是旗类，中华人民共和国国旗澳门特别行政区区旗、奥运会会旗等；二是各种邮票及纪念封；三是各10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麦等农作物种子，此外还有甘草、板蓝根等中药材。
神舟二号
发射时间：
2001年1月10日1时0分3秒 飞行时间/圈数：
6天零18小时/108圈 试验项目：我国第一艘正样无人飞船。
神舟三号
发射时间：2002年3月25日22时15分 飞行时间/圈数：6天零18小时/108圈 试验项目：“神舟”三号是一艘正样无人飞船，飞船技术状态与载人状态完全一致。
送模拟人上天试验
2002年4月1日，我国自行研制的神舟三号飞船在太空绕地球飞行108圈后，在我国内蒙古中部地区成功地着陆。
此次神舟三号飞船是我国首次完全模拟载人状态
进行飞行试验的，因此引起国内外的广泛关注。神舟三号是无人飞船，可船艙里卻安坐了一名矮小結实的“小伙子”。据飞船系统副总指挥秦文波的介紹，这是飞船上新添的模拟人設备。虽說是假人可“他”卻会“呼吸”、 能“排汗”，皮肤軟綿綿的很像真人
为什么要进行
“模拟人”试验？
神舟四号
送模拟人上天试验
发射时间：2002年12月30日0时40分 飞行时间/圈数：6天零18小时/108圈 搭载物品：除了大气成分探测器等19件设备已经参加过此前的飞行试验外，其他的空间细胞电融合仪等33件科研设备都是首次“上天”。
中国神州号： 4次 神州1号 1999年 11月20日 神州2号 2001年 1月10日 神州3号 2002年 3月25日 神州4号 2002年 12月30日 前苏联载人前飞船试验次数： 共7次 美国载人前飞船试验次数： 共8次
我国宇宙飞船载人前试验飞行次数
那么到底什么是技术试验呢？
思考：“试验”与“实验”的区别：
我们先看《现代汉语词典》中这两个词的释义：
【实验】为了检验某种科学理论或假设而进行某种操作或从事某种活动。
【试验】为了察看某事的结果或某物的性能而从事某种活动。
一、什么是技术试验
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（Technical Test）
技术试验与科学实验是不是一样的呢？
我们熟悉的在物理、化学、生物所进行的实验，是对事物的客观规律和现象进行观察、分类、归纳、演绎、推理、验证的科学过程，是一种科学探究活动。
技术试验是为了全面考核产品质量和性能的稳定性和可靠性，获取得大量技术数据，经过分析综合得出产品的使用质量的基本水平及其极限状况的过程。是一种创造性的技术活动.
技术试验 科学实验
验证内容
目 的
验证方案的可行性与合理性，并实现优化。
验证假设，行成结论
选择和优化
甄别真伪
1.你在日常生活中接触了哪些技术试验？请举例说明
讨论
医院青霉素皮试
药品小白鼠试验
甲型H1N1流感疫苗的接种试验
计算机性能测试（优化大师的使用）
安全帽超载试验
苹果嫁接移植试验
大桥通车试验
弹簧床垫弹性测试试验
青藏铁路通车试验
防弹背心击穿测试试验
橡皮筋弹性试验
各种疫苗测试试验
天气预报等
2.为什么要进行技术试验？
我国宇宙飞船载人前试验
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。
人造卫星在发射前必须经过系列的地面试验, 但是地面试验毕竟不同于天上, 还必须上天试验。
[案例分析] 阿什塔比拉河桥的垮塌
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。是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。
案例给了我们什么启发？
如果不进行技术试验,你不可能了解材料的性能,产品的性能,不能发现设计中的问题,不能避免事故的发生,如果事先对材料的性能和设计方案进行了试验,将会最大限度降低失误，避免损失。对于一些大型建筑工程建筑，我们就要缩小比例，用模型进行试验。所以,无论什么产品,大到航天飞机,小到吃穿用的生活用品,设计制造出来的产品都要进行一系列的试验,来检验你的设计是否合理,性能是否达到要求。
技术试验的重要性：
1.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。
2.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。
没做皮试输液 老人药物过敏死亡
大众网热线消息,今年9月26日，济南历城区一位70多岁的老人因为咳嗽、胸闷到医院就诊，医生在没有做皮肤试验的情况下注射抗生素药物，结果老人在医生不在现场的情况下发生过敏反应，后经抢救无效死亡。
课外阅读：技术原因造成的----十件悲剧
（1）“瓦萨”号沉没
（2）海厄特摄政通道垮塌
（3）易洛魁剧院大火
（4）Eschede列车出轨
（5）阿什塔比拉河桥垮塌
（6）圣弗朗西斯水坝决口
（7）“大西洋皇后”号和“爱琴海舰长”号相撞事故
（8）AT&T电话线路瘫痪日
（9）1965年美国东北部电力中断
（10）“协和”飞机失事
马上行动：
李宁同学做一张小板凳，要进行试验，你认为他应该从哪些方面检验它的性能呢
承重力和稳定性
李宁同学自己做了两个小试验来检验小凳的承重力和稳定性，你认为他的试验合理吗？
1.在小凳上逐步加重物，把重物将小凳压垮前的一次重力记录为小凳的承重力。
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，电扇由远及近移动，风力由小变大，记录屏障连同小凳一同倒下时电风扇与小凳之间的距离以及电风扇的风力。
分析板凳承重力和稳定性测试试验
凳子的承重力和稳定性主要决定于凳腿对地面的支撑力和角度、所以第一个试验应该做而第二个试验不必做。由此也可以看出,对不同用途的产品,其功能不同,用途不同，用来检验的方法也有所不同。
2.技术试验的分类：
根 据 分 类
应用范围 农业试验、工业试验、国防试验、科学技术试验等
目的不同 性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等
1.按应用范围分类
农业试验
工业试验
国防试验
科学试验
2.按目的分类
性能试验
优化试验
预测试验
信息试验
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.如对产品的高温试验、振动颠簸试验等
高温试验
压力试验
拉力试验
视频：安全帽试验
性能试验
优化试验
对试验对象进行条件优化或条件组合。如农业中不同的品种的对比试验。
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：老化试验、天气预测。
老化试验
信息试验
通过测量、采集、识别和处理信息来影响试验效果。如航测。
当然对技术试验类型的划分不是绝对的，有时同样的试验，因为目的的不同，也可以从不同的类型来理解。
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。下面我们来对常用的方法进行学习。
袁隆平与杂交水稻的育成功
（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.
有没有施肥水稻的对比试验
为了找到棉花的良种，在相同的自然环境和管理条件下，通过种植不同品种的棉花进行对比试验，最后确定一种高产的、抗病虫害能力强、棉纤维质量符合要求、易管理的棉花品种进行推广。
袁隆平与杂交水稻的育种成功
还有没有优选试验法的应用？
优选试验法有很多。比如说我们前面讲到了神舟５号航天飞船，那我们为什么选择了杨利伟做为第一位上天的航天员啊？其实这里也用到了优选试验法，当时一定是在所有的航天员中反复的选择、比较，最后认为杨利伟最合适所以选他。
我们要制造某种特种钢的时候，需要向钢里面加入某种元素，要用优选试验法来测定加入某种元素的量.
航天员为什么要进行这样的训练啊？
视频：航天员失重训练
因为在太空中是没有空气没有重力的，宇航员在太空时都是处于失重状态的，为了让宇航员很好的适应失重状态，所以要在地球上对宇航员进行失重训练，而这种训练是模拟太空环境来进行的，利用失重飞机完成的。它可以使宇航员感受、体验和熟悉失重环境，在失重的时间里可以做各种试验，如吃东西、喝水、穿脱衣服、闭眼与睁眼的定向运动，训练太空的出舱活动。
（2）模拟试验法
通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法.
如汽车的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。
视频:碰车试验
模拟侧翻
模拟淋雨
视频：汽车安全气囊
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。
视频：飞行器的风洞试验
在汽车碰撞试验中为什么要用模拟人试验呢？
用模拟人试验可以检测在事故发生时对撞击人体造成的伤害，从而总结经验，改善汽车的安全性能设计，降低事故风险。
同学们前面我们看了航天员失重训练的视频，现在我们再来看看凤凰号火星探测器模拟登陆动画。
视频：“勇气号”火星探测器3D虚拟登陆视频
这段视频是真实发生的吗？
我们暂时还无法直接把火星探测器登陆的视频拍下来，可是我们可以利用计算机技术来虚拟实现，这就是我们要学习的第三个试验方法。
（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。
除了刚才我们看到的凤凰号火星探测器模拟登陆动画外，还有虚拟人等采用了虚拟试验法。
视频：神州七号发射及太空行走3D虚拟场景
采用虚拟试验方法比传统的方法有什么好处？
采用虚拟试验技术，很多试验可以在计算机上完成，大大缩短研制周期与研制经费。虚拟人――研究者利用来源于自然人的解剖信息和生理信息，集成虚拟的数字化人体信息资源，经计算机模拟构造出虚拟人，可以开展无法在自然人身上进行的一系列诊断与治疗研究。
同学们我想大家应该都知道，要成为一个宇航员不容易，要经过层层的选拔，选拔成为宇航员后还要经过很多高强度的体能训练。宇航员的训练远比我们想象的艰苦，有些训练甚至让人难以忍受。当初苏联宇航员在一年内，要骑自行车1000公里，滑雪3000公里，越野跑步200多公里。当年美国的宇航员登月前要穿几十千克重的宇航服，在炎热的佛罗里达沙漠中，每天行走二三十千米。而今我国的宇航员也在进行高强度的训练。
为什么他们要进行这么多高强度的训练啊？
宇航员进行这么多高强度的训练，是为了让他们在执行太空任务时能更好适应太空的环境，并能很好的处理各种突发事件。
在技术试验中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。
（4）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。汽车道路强化腐蚀试验、高温高湿试验、盐水搓板路试验、强化坏路行驶试验…
高温高湿试验室
盐水搓板路
盐水喷雾室
强化坏路行驶
在前面我们讲到了宇航员要进行“失重训练”。同学们失重训练的这个环境在我们地球上本来有没有？
这种失重的环境实际上是我们模拟的太空环境，是不是也可以说是把太空的环境移植到了地球？而这种移植也是一种技术试验方法。
（5）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法。
农作物的嫁接或移植试验（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）。
同学们还知道些什么样的移植试验法的应用？
西瓜移植试验、小白鼠、用动物试验非典疫苗。
马上行动
稳定性
舒适度
结构强度
亲自坐在椅子上感受一下
放一些重物在椅子上,看是否能承受
用手左右晃一晃,看是否稳定
请将测试内容和相应的试验方法连起来
小结：
从以上的试验中我们知道,技术试验是从多方面多角度地检验材料,产品性能的技术手段，试验方法也不局限于上面提到的5种方法，除了我们刚才所学的以外还有创新转化试验法、中间试验法、工业试验法、析因试验法等。
三、技术试验的实施与报告的写作
(1)技术试验的实施包括
①.制定计划
②.抽取样本
④.分析数据
③.进行试验
⑤.得出结论
上一节我们介绍了技术试验的相关内容，熟悉了技术试验的方法，那么技术试验如何开展呢？
讨论：
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？
案例分析
《当核材料接近临界值》
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；技术实验往往要经历一个曲折的过程，需要试验者拥有顽强的毅力。
（2）试验报告的写作
①.试验目的；
②.试验准备（材料、仪器、工具和设备）
③.试验步骤
④.试验记录
⑤. 试验总结。
技术试验报告记录稿
班级： 组序： 组员： 记录：
试验名称：
试验目的：
试验准备：
试验步骤：
试验记录：
试验总结：
ⅰ试验报告的文字应力求简明扼要。
ⅱ试验记录应该完整和真实。
ⅲ记录内容应包括实验的全过程，实验现象反常时，应做出明显标记，做详细记录。
ⅳ技术试验完成后要分析和总结试验结论，技术试验报告的格式不是惟一的，不同的技术试验内容或方法可以形成不同的试验报告。
注意：
案例分析
《纸张的结构造型与强度的关系的实验报告》
试验报告的文字应力求简明扼要。技术试验报告的格式不是惟一的，不同的技术试验内容或方法可以形成不同的试验报告。
《纸张的结构造型与强度的关系》技术试验报告
班级： 组序： 组员： 记录： 时间：
试验目的 探究A4纸的结构造型与强度的关系
试验准备 材料 人员分工
大小相同不同结构纸张若干、笔、高度相同的书、试验报告表 负责人： 摆放试验纸：
放重物： 记录员：
试验过程 造型粗图（尺寸） 最大承重量 排名
试验总结 1、物体的结构造型对 有影响。
2、相同材料的物体结构不同， 不同
3、相同结构造型的材料，间距不同，强度
4、我们可以改变 来增强物体的结构强度
拓展：
思考1：试验操作过程不规范，将给试验带来什么后果？
思考2：纸张的结构研究试验成果，可否用于其他材质，为什么？
思考3：技术试验在设计中有什么作用？
设想用截面为凹槽形状的构件做杠件，凹槽侧向放置与向上放置所承受的重力是否不同？
四、技术试验在设计中的作用
在技术活动中，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、客观的依据，同时也可发现问题、深化认识、推动技术设计的发展。
如通过小板凳承重力试验来解决小板凳设计的安全性问题，如通过小板凳的稳定性试验来解决小板凳结构的设计问题。
P042练习
降水量的定义：
降落在地面上未经蒸发、渗透和流失的液态降水或固态降水的积水量，以积水深度表示，单位为mm。1毫米的降水量是指单位面积上水深1毫米。1毫米降水落到田地里有多少呢 ？我们知道,每亩地面积是666.7平方米,因此,1毫米降水量就等于每亩地里增加了0.667立方米的水。每立方米的水是1000公斤,这样,1毫米降水量也就等于向每亩地浇了约650公斤水。
影响测量误差的因素：
造成降水量观测误差的主要原因是雨水溅失、蒸发损失和风的影响。
各类雨的降水量标准：
小雨:24小时降水量小于10.0 12小时降水 量 小于5.0
中雨: 24小时降水量 10.0-24.9 12小时降水量 5.0-14.9
大雨:24小时降水量 25.0-49.9 12小时降水量 15.0-29.9
暴雨： 24小时降水量 50.0-99.9 12小时降水量 30.0-69.9
大暴雨：24小时降水量 100.0-249.0 12小时降水量 70.0-139.9
特大暴雨 24小时降水量 250.0以上 12小时降水量 140.0以上
补充:
1、要检验垃圾袋的质量，可以设计哪些试验？检验垃圾袋的承重力、透水性，该如何设计技术试验？
有了上面一些基本概念之后，就可以设计一个实验报告了。根据教材，其基本内容可否包括如下几点：
一、试验名称
二、试验目的
三、试验设备简介
四、试验记录（表格）
时间 雨量 记录人 气象台数据 雨量等级
0点～1点
1点～2点
23点～24点
五、测量精度评价及误差分析
六、对设备和测量方法的改进意见
⑴技术试验：（根据目的分类）性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等。
⑵技术实验法：优选试验法、模拟试验法、虚拟试验法、强化试验法、移植试验法等。
⑶技术试验报告的写作
⑷技术试验在设计中的作用
小结
早在远古时代，人们就知道利用固体互相刻划来区分材料的软硬，并据此来选用材料。例如，皂石的硬度低，用于制作器皿和装饰品；炬石坚硬，用于制作工具和刀剑等。至今，硬度仍用来表示材料的软硬程度。硬度值的大小不仅取决于材料的成分和显微组织，而且还取决于测量方法,因此对于材料硬度的测试以下较为合适的是:( )
Ａ、预测试验 Ｂ、性能试验 Ｃ、模拟试验 Ｄ、强化试验
B
某市铸管厂承接了一项供水水管的生产任务，为了保证产品的质量，维护本厂信誉，提高产品知名度，对所生产的水管进行质量检测，利用注水加压的方法检测水管的强度，这种试验属于（ ），所用的试测方法是（ ）：
A、性能试验 模拟试验法
B、预测试验 优选试验法
C、优化试验 强化试验法
D、性能试验 强化试验法
D

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