1、 技術與設計 一第一章 技術與其性質一、技術的巨大作用1、技術的起源：源于原始人類尋找、生產食物；制作衣服；與野獸搏斗等生存的基本需要。此時的技術并不是以科學知識為基礎的。它具有保護人、解放人和發展人的作用保護人（例：原始人隨身拾磨制好的石器，現代人對瘧疾、天花、肺結核等疾病不再恐慌）解放人（例：體力解放：自行車、燃動力、電力，手機信息傳遞）發展人（例：愛迪生、袁隆平）2、技術：技術是人類為滿足自身的需求和愿望對大自然進行的改造,是人類改造大自然的工具和方法。3、技術與科學的區別與聯系科學是通過各種方法和實驗，從而發現規律、理論，并予以驗證和公式化的知識體系。如：牛頓發現萬有引力、達爾文發現進

2、化論、居里夫人發現鐳等。技術則是人類為了滿足自身的需要和愿望對大自然進行的改造。如：瓦特發明蒸汽機、貝爾發明、恩格爾巴特發明鼠標、愛迪生發明電燈泡等科學回答“是什么”“為什么”的問題技術則更多地回答“怎么辦”的問題科學促進了技術的發展，技術推動了科學的進步。4、技術的巨大影響技術對生活、生產、文化等方面的影響：技術促進社會的發展。技術豐富社會文化容。技術改變社會生活方式。是推動社會發展和文明進步的主要動力之一。技術對自然的價值：（1）依靠技術，人類得以利用自然和改造，并與自然保持和諧共處的友好關系。（例：都江堰、南水北調、西氣東輸）（2）人類利用技術開發、改造自然時，應把握合理的尺度，要注意對

3、自然的保護，不能忽視技術或產品對環境可能造成的負面影響。（3）技術的發展給自然環境帶來了問題，但也給解決這些問題提供了可能（例：物料的再循環工藝）5.技術的基本特性：目的性、創新性（技術的發展需要創新）、綜合性(指的是運用多種學科知識)、兩面性（有利有弊，例如：電池）、專利性（專利權）。6.知識產權：知識產權是人們基于自己的智力活動創造的成果和經營活動的標記、信譽而依法享有的權利。狹義的知識產權包括著作權、專利權、商標權三部分。專利在產權保護制度下對技術活動的重要性知識產權制度允許專利所有權人對專利技術具有一定的性，使其專利技術和產品在一定時間獨占市場，從而得到豐厚的回報，保持發明創造的積極性

4、，使技術創新活動趨向良性循環。專利的特性:獨占性（獨自擁有其各種權利）、時間性（在一定的時間）、地域性（專利有地域區分，主要是國家與國家與國際）專利種類： 發明專利（指對產品、方法或者改進所提出的新的技術方案。保護期限：20年，自申請日算起）實用新型專利：是指對產品的形狀、構造或者其結合所提出的適于實用的新的技術方案。（保護期限：10年，自申請日算）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用于工業上應用的新設計。（保護期10年，自申請日算）專利申請步驟：提交申請階段受理階段初審階段公布階段實審階段授權階段二、技術發明與技術革新1、發明與革新是技術的源泉1、發明

5、：創造發明出自然界原來沒有的事物。（電弧燈）2、革新：對原來的舊的技術加以改造和提高。（白熾燈）3、發明和革新的結果：就是以新的技術取代舊的和落后的技術。正是由于技術不斷發明和革新推動了技術與其產品的不斷進步與完善。三、設計是技術的關鍵1、技術創新的重要途徑是設計:技術的目的是解決實際問題。設計的目的是研究解決問題的方法.2、技術創新的來源:1、是來源于有計劃有步驟的設計，如航天技術；2、是來源于偶然的發現，如青霉素的發現；1設計的涵：設計是基于一定設想的、有目的的規劃與創造活動。（例：書寫工具的發展、電動剃須刀的發展。）2技術與設計的關系：設計是技術成果轉化的橋梁和紐帶。（例：白色污染和可降

6、解餐具）設計促進技術的革新。技術是設計的平臺，沒有技術作基礎，設計將難以表現和實現。（例：早在16世紀達芬奇就設計了飛行器，但當時技術水平不夠，導致飛行器難以實現）技術更新為設計提供更廣闊的發展空間。（例：電燈發明之后，人們設計出了各種各樣的燈泡）技術進步還促進人們設計思維和手段的發展。發展的技術不斷豐富著人們的設計手段和方法。（例：計算機、打印機的發展改變了設計的手段）技術設計側重于功能、結構、材料、工藝等，藝術設計側重于色彩、造型、審美等一、 設計中的人機關系1人機關系的含義：當我們使用物品時，物品就與人產生了一種相互關系。這種相互的關系就稱為人機關系。當人們身處某一環境的時候，這時的人機

7、關系就體現為人與環境的相互關系。“機”是指計算機、機器、工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛以與勞動保護用具等等。在人機關系中，往往存在復雜的多方面關系。不一定要有接觸。（例：開門、乘電梯）2人機關系在設計中要實現的目標： 高效 人機協調，提供人的工作效率。例：“科學管理之父”泰勒“鐵鍬作業試驗”。 健康 長期使用，產品對人的健康不造成不良影響。例：高跟靴、設計不合理的椅子 舒適 產品使用中，人體能處于自然狀體，感覺舒適。例：培土小工具手把處理 安全 產品對人的身體不構成生理上的傷害。如：安全帽、安全帶、課桌角等3在設計中如何合理運用人機關系：a如何實現合理的人機關系，首先應明確設計涉

8、與哪些人機關系，其次要考慮這些人機關系涉與哪些因素和技術指標，此外還就注意處理以下方面的關系：普通人群和特殊人群（例：要考慮到殘疾人的需求、考慮不同人種的身體差異）靜態的人與動態的人（例：賓館床位之間距離的設計）人的心理需求和人的生理需求（例：咖啡屋設計以暖色調為主，辦公空間一般應以冷色調為主）信息的交互（例：機的無液晶屏顯示、有液晶屏顯示、可以視屏通話。案例：汽車的顏色）第二章 設計的基礎一、做一名優秀的設計師1、正確的思維方式的培養：1、發散思維：又叫輻射思維，它以思考的問題為中心，從多角度、多個層次來探討解決問題的方法，擴展思路，然后從多個方法中選擇最好的。2、定勢思維：又叫思維定勢，是

9、指人的思想長期被慣例和習慣所束縛，迫使自己按照常規的思路和想法去思考問題和處理問題的思維方式。3、逆向思維：又叫反向思維。采用和正向思維相反的方法來思考問題和解決問題的方法。二、設計的基本方法和基礎知識1、技術設計的種類1、原創性設計：就是最初的最原始的設計，也叫開發性設計。如：最初的開瓶器。2、改進性設計：在原有的技術發明基礎上加以改進，使其更加合理、完善。如改進后開瓶器。 3、綜合性（組合）設計：各種功能組合在一起（適當了解）2. 設計的8個基本原則創新原則、科學原則、需要和實用原則、經濟原則、美觀原則、道德原則、安全性原則、技術規原則、可持續發展原則、最優化原則、可靠性原則（使用壽命長一

10、點）、工程心理學和生理學原則（用的舒服，看的舒服）、通用標準性原則（標準件）、時效性原則標準件：按統一的形狀、大小、公差、技術要求等生產的零件和部件。如國家標準的螺釘、螺母、墊圈、齒輪等。選用標準件的作用：簡化制作過程、實現通用通換。3.設計的一般過程發現與明確問題，制定設計方案，制作模型或原型，測試、評估與優化，產品的使用和維護三、設計和交流中的技術語言1、設計交流的技術語言與作用1、設計的技術語言：口頭語言、書面語言、技術符號、技術圖紙、圖樣、圖表、模型、原型、效果圖等都是設計交流的技術語言。2、機械制圖與圖紙的識讀 1、投影和投影法投影：指物體在光線的照射下在地面或墻面上出現影子叫物體的

11、投影。投影法：是指用物體投影的方法和原理來表示物體的形狀和大小叫投影法。正投影：投影光線與投影面垂直的投影叫正投影。投影光線必須是互相平行的投影線。視圖：用正投影法得到的物體的投影叫視圖。2、正投影的特性：正投影有如下特性：1、真實性；2、積聚性；3、收縮性；3、三視圖：三視圖是指用三個相互垂直的投影面中的視圖來表示物體的形狀和大小，叫三視圖。三視圖的規律：長對正、高平齊、寬相等。三視圖投影規律：主視圖反映物體的長和高，俯視圖反映物體的長和寬，左視圖反映物體的高和寬。長對正，高平齊，寬相等。3 一般的機械加工圖：a尺寸三要素：尺寸界線尺寸線尺寸數字以三視圖的形式來表達機械加工方法的一種技術圖樣

12、，是完成產品機械加工的主要依據。它通常由三視圖與其尺寸標注，必要的其他視圖、標題欄和文字說明幾部分組成。注意：尺寸數字的標注是豎直方向是往上標注，水平方向是往字頭的左邊標注，半圓以上標直徑。詳細看圖。第三章 怎樣進行設計一、怎樣挑選材料 1、材料分類與其標準件1、材料的分類天然材料：竹子等。優點是安全、無害。缺點是生長周期長，破壞環境和生態平衡。金屬材料：銅、鐵、金、銀等。優點是機械性能好，有韌性、可塑性，容易加工，可大量生產。缺點是冶煉時消耗大量能源，產生廢水、廢氣等污染環境。 化學材料：油漆、涂料、塑料等，優點是穩定、耐用性能好。缺點是生產過程產生有毒有害物質，塑料不易降解，污染環境。復合

13、物質：各類鋁合金、玻璃等。優點是有特殊的性能，如鋁合金即輕又硬。缺點是生產制造困難。新材料：指納米材料、高溫超導材料等。優點是有新的特性，如超導電性能。缺點是難生產，成本高。2、材料的特性可塑性：指固態材料的保持形狀的特性。如金屬、木頭、塑料等。彈性：固態材料恢復形狀的特性。如橡膠、鋼材等。耐腐蝕性：指材料的化學性能穩定。如塑料耐酸堿。其它特性：光學特性（玻璃）、放射性（石）、硬度特性（鋼、鉆石）。3、元器件是指在電子和電器產品中，某一功能部件被廣泛、大量使用，人們出于使用方便、簡化制作過程和節約成本的需求，單獨設計和生產了這種零部件，稱為元器件。 2、材料選擇和資源保護的要求選擇材料時要堅持

14、合理、合適的原則。要求不要太高，以免浪費；也不要太低，以免達不到要求。選擇材料時要盡量選擇標準件和元器件。可以節約成本和能源。選擇材料時要盡量選可再生的資源、再生周期短的資源。二、技術試驗 1、技術試驗是從技術角度對材料、元器件與整機產品進行測試和試驗。2、 技術試驗的方法：實物實驗、對比實驗、模擬實驗、計算機仿真實驗。3、 發現與明確問題：1. 設計問題的來源：人類生存活動中必然會遇到的問題。由別人給出問題，設計者必須針對問題尋求解決方案。基于一定的目的有設計者自己主動發現問題。2. 明確設計要解決的技術問題：判斷問題是否能夠解決（科學性）；判斷問題是否當前可以解決（當前的技術，自身的能力，

15、時間，經費等是否有）；判斷問題是否值得解決。4、 信息的收集：全面、真實準確。5、 第四章 設計的實現制作1、工藝1、工藝是利用工具和設備對原材料、半成品進行技術處理，使之成為產品的方法。是技術活動中的加工過程和加工方法。2、加工的目的就是改變材料的大小、形狀、特性、外觀等，使其符合設計的規格。2、常用的工藝種類（1）、零部件加工工藝：1、切削加工工藝：就是用切削工具把壞料上多余的部分去除，以獲得我們需要的幾何形狀、尺寸、表面質量的加工方法。如剪紙、線鋸鋸木材等。2、成型加工工藝：就是使用適當的外力，利用材料的可塑性，改變材料的外形、大小、形狀等，且改變后材料的質量不變，叫成型加工工藝。有折彎

16、、壓制等方法，如石膏雕像制作、鋼筋柵欄。3、澆鑄與模塑加工工藝：利用澆鑄模具成型來生產產品的方法。金屬、瓷、塑料、玻璃、石膏、蠟等都適合采用澆鑄或注塑的方法。如塑料相框、蠟燭、石膏像、古代的青銅器等。（2）、零部件裝配工藝1、零部件裝配工藝概念:將兩件以上的零部件暫或永久的結合在一起的加工方法。常用的裝配方法有粘接、焊接、榫接、釘接、鉚接、螺接等。鉸連接被連接的構件在連接外不能相對移動，但可相對轉動。如：門與門框的連接剛連接被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動。如：榫接、膠接、焊接（3）、表面涂飾工藝：是指在工件表面施以保護性或裝飾性處理的加工方法。如木材表面涂油漆、貼木皮、貼塑

17、料皮處理；汽車表面防銹和噴漆處理；瓷表面上釉處理。表面刷光工序：準備（清除毛刺和鐵屑）粗處理（用細銼銼平金屬表面）細處理（用精細級金剛砂紙打磨）3.認識一些加工的工具。（技術與設計1，p122-p125）鋸割：操作要領：1.站位和握鋸姿勢要正確，2.推鋸加壓，回拉不加壓，3.鋸程要長，4.推拉要有節奏 （P123）銼削：操作要領：1.銼削時要注意身體和手臂動作的協調，2.在推銼過程中，左手的施壓要由大變小，右手的施壓要由小變大，使銼刀平衡而不上下擺動。二、模型和原型的制作 1、模型與原型概念1、原型：通常是樣品，有時也是最終的產品。它是第一個能全面反映產品的功能和性能的產品。如設計一款新型的汽

18、車時通常要制作出一輛汽車的原型，以評估該款汽車的安全性、美觀性、人機工程學、可制造性、可維護性等。2、模型：在多數情況下由于資金、材料、場地等條件的限制不能直接制作出原型，只能使用仿真材料和精密的加工手段，按照一定的比例加工制作出尺寸精確、材質逼真的模型。第五章 設計的交流與評價一、設計的交流1、設計交流的意義：通過交流可以改進設計中的不中之處；消除設計中存在的隱患；選出最佳的設計方案；可以將自己的設計變成產品服務社會。2、設計交流的方式：文本、圖紙、表格、設計模型、生活中的口頭語言、計算機演示、網頁等都是設計交流中的常用交流方式。3、設計師和用戶的交流：1、產品說明的重要性：設計師通常不能和

19、用戶直接交流，只有通過用戶手冊和產品說明書向用戶傳遞信息，因此生產商必須為用戶提供用戶手冊或說明書，以防止用戶由于產品信息缺乏而導致利益受損。2、說明書或用戶手冊的編寫容：（適當了解）技術與設計 二第一單元 結構與設計一、認識結構1、結構的概念：結構是可以承受一定 應力的物體形態，結構可以抵抗引起形狀和大小改變的力。（作用在結構和構件上的五種力的形式：拉力、壓力、剪切力、彎曲力、扭轉力）拉力壓力彎曲力剪切力扭曲力構件：椅面、椅背、椅腿和橫檔是椅子的組成部分。任何結構都是由許多部件和零件所組成的，在工程中稱這些部件或零件為構件。變形：在外力作用下，結構會發生幾何形狀的改變，構件的形狀和大小也會有

20、改變，這些改變在工程上稱為變形。2、結構的分類：根據物體的結構形態，結構分為實體結構、框架結構、殼體結構三種基本類型。實體結構是指結構體本身是實心的結構。其受力特點是：自身承受外力，主要是壓力。如實心墻、大壩等。框架結構是指結構體由細長的構件組成的結構。其受力特點是：通過組成框架的條狀物來承受外力，既可承受拉力，也可以承受壓力。如鐵架塔、建筑用腳手架，廠房的框架等。殼體結構是指層狀的結構。其受力特點是：通過外殼傳遞力和承受外力，當外殼頂部受力，能將力均勻擴散。如摩托車手的頭盔、飛機的外殼、貝殼等。二、探究結構1、結構的穩定性：結構的穩定性是指結構在荷載的作用下維持其原有的平衡形式的能力，就叫做

21、結構的穩定性。如三邊確定的三角形構成穩定的幾何結構。2、影響結構穩定性的主要因素：結構的穩定性與它的幾何形狀、支撐面積的大小和重心位置密切相關。也就是必須做到：結構的幾何形狀科學合理、結構的支撐面積越大越好、結構的重心越低越好。3、影響結構強度的主要因素：結構的形狀、使用的材料、構件之間的連接方式等力：結構的強度是通過構件和材料實現的，構件在外力的作用下會發生形變，此時構件部各質點之間會發生相互作用力，這種作用力叫作力。構件受的外力越大，力就越大，以維持構件的力和外力的平衡。強度：在工程技術中不允許構件在正常使用的情況下被破壞，要求構件和材料具有抵抗破壞的能力，這種能力叫強度。應力：構件單位面

22、積所受的力叫做應力。在設計中，常用應力的大小來表示強度，應力越大，強度越大；應力越小，強度越小內力N =對應的公式應力 =A橫截面積在國際單位制中應力的單位叫帕，符號是Pa，一般使用MPa；力的單位是牛頓，符號是N；橫截面積的單位是平方米，符號是M2。2、經典結構設計的欣賞與評價：c技術角度與文化角度兩個角度進行。技術角度：使用功能、穩固耐用、造型設計的創意和表現力、材料合理性、工藝精湛程度等。文化角度：文化寓意與傳達，美學原則，反映時代、民族、習俗方面特征，個性特征等。流程與設計一、了解流程1、流程的含義：流程是一項活動或一系列連續有規律的事項或行為進行的程序。包含環節（步驟）與時序（時間順

23、序）。2、工作流程和工藝流程工作流程是反映要完成一件事情、一項任務而要進行的一系列有序的工作或活動的全過程。郵寄包裹的工作流程：取包裹單>購買標準包裝箱>包裝密封>填寫包裹單>交寄>收好回執單；工藝流程是反映了從原料投入到成品產出，通過一系列加工環節，順序進行生產或制造某種產品的全過程。蔡倫造紙工藝流程：收集原料>水浸>剁碎>水洗>浸入草木灰水中>加熱蒸煮>漂洗>搗碎形成紙漿>用紙模撈取紙漿>濾水晾干成紙；二、流程的組成和描述1、流程的基本組成任何流程都包括具體的環節和時序的關系。時序：過程的經歷中，各環節按照

24、一定的時間順序先后出現、完成。這種時間順序關系，稱為時序。 （例：買票 候車檢票上車。）環節：活動或事件在其發展的過程中，依據某種特征或方式，可將該過程分解為若干個小過程，稱這些小過程為環節。流程設計的步驟：1、設計的目的2、分析流程的各種因素，確定流程的環節和時序3、模擬或測試流程的運行情況并修改和調整4、寫出說明書常見的流程表達方式（流程圖）：a流程圖有文字表達、表格表達、圖示表達、模型表達、動畫演示等。方框流程圖是指采用預先約定的幾何圖形和符號來表示流程的各個環節，以與各環節之間的順序關系（時序）。方框流程圖的符號如下所示：檢測點和決策點開始和停止時序環節流程圖的繪制是指在已經

25、確定了流程的環節和時序后，利用預先約定的流程圖的幾何圖形和符號繪制出來的。三、流程的優化1、流程的優化與目的：b在設計和實施流程的過程中，經常需要進行不斷的修改和完善，這種對流程修改的過程，叫做流程的優化。目的：提高工作效率、降低成本、降低勞動強度、節約能耗、減少環境污染、保證安全生產等。2、流程優化的容：b工期優化：例書本P55（制作臺燈的工期優化）工藝優化：例書本P55（法蘭加工工藝優化）成本優化：例書本P56（配送路線安排的成本優化）技術優化：例書本P57（銀行自動取款機的發明）質量優化：例書本P58（洗衣流程的優化）注：工期優化目的是為了縮短加工時間。主要手段是在不改變工藝的條件下，將

26、某些環節的串行改為并行。第三單元 系統與設計一、認 識 系 統1、系統的含義：系統：系統是指由兩個或者兩個以上相互聯系、相互作用的元素所組成的具有一定的結構功能的有機整體。構成系統必須具備的三個條件：（1）至少要有兩個或兩個以上的要素（部分）；（2）要素（部分）之間互相聯系、互相作用，按照一定方式形成一個整體；（3）整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。（系統最主要的功能）例如：不屬于構成鞋架作為系統的條件是（b ）A. 、鞋架有兩個以上的要素 B、鞋架應具有合理的外形 C、鞋架具有擺放鞋子的功能 D、組成鞋架的各要素相互聯系系統和子系統：系統有大有小，有簡單有復雜。任何系統都是由

27、子系統組成。子系統各具功能，它們之間相互依賴和相互作用，共同完成系統的整體功能。如人體系統是由呼吸系統、神經系統、消化系統、分泌系統、骨骼系統等子系統組成。元素：是構成系統的最基本的單位。系統的分類：按照系統組成元素的性質：自然系統、人工系統、復合系統按照系統的組成元素存在的形態：實體系統、概念系統按照系統的運動狀態：動態系統、靜態系統按照系統與外部環境的關系：封閉系統、開放系統子系統和元素：子系統可以層層分解成元素。元素與子系統是相對而言的。如肺是組成人體呼吸系統的子系統，也是組成人體的元素。2、系統的分類：1）、按照系統組成元素的性質：自然、人工、復合系統。2）、按照系統組成元素的存在形態

28、：實體、概念。3）、按照系統的運動狀態：動態、靜態。4）、按照系統和外部環境的關系狀態：開放、封閉。二、系統分析的基本方法1、系統的基本特性：(1)整體性：是系統的最基本的特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。(2)相關性：構成系統的各元素之間是相互聯系、相互作用、相互依賴、相互影響的關系，是彼此相關的。例如：人體的各個器官功能實現和人體的整體功能。(3)目的性：任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這是區別不同系統的主要標志。例如：汽車的速度和耗油量。(4)層次性：系統各個層次具有獨自的功能，它們又相互聯系、相互作用共同完成系統的整體功能。例如：人體的功能、自然環境的綜合治理。(

29、5)環境適應性：系統都存在于一定的環境之中，并不斷的與外界環境進行物質的能量的和信息的交換，系統必須適應外部環境的變化。例如：變色龍的改變顏色、雷鳥的羽毛。 2、系統分析與其一般步驟：（1）什么是系統分析？系統分析是系統思想和分析方法的結合。系統分析研究的對象多種多樣,沒有統一的模式，但有基本的步驟和原則。系統分析的原則：整體性：先分析整體，在分析局部，先看長遠，再看當前。科學性：有嚴格的工作步驟。例如：水稻一年三季合算還是一年兩季合算：簡單的說，一年如果三季的，每季畝產300斤，而一年如果種兩季的，每季畝產500斤，明顯還是一年兩季更加合算，也就是三三進九不如二五一十。綜合性：要綜合分析，統籌兼顧，補課顧此失彼，因小失大。例如：工業生產既要產量高，又要質量好，成本低。第四單元 控制與設計一、了 解 控 制1、控制的含義：人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展，這就是控制。 控制的手段按人工干預來分：人工控制、自動控制按執行部件來分：機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制 手動控制與自動控制 控制系統必須在人的直接干預下才能完成控制任務的系統叫手動控制系統。