1、設計是指基于預定的設想和目標，設計是指基于預定的設想和目標，遵從相關的原則和規范進行的構思遵從相關的原則和規范進行的構思和規劃，最后用某種形式（模型、和規劃，最后用某種形式（模型、圖紙、圖表、文字文本等）表達出圖紙、圖表、文字文本等）表達出來的活動。來的活動。什么是設計？什么是設計？一、技術創新的重要途徑一、技術創新的重要途徑設計設計一、技術創新的重要途徑一、技術創新的重要途徑設計設計技術的目的是要解決問題技術的目的是要解決問題如：汽車技術產生解決了人們的交通如：汽車技術產生解決了人們的交通工具問題。工具問題。汽車這樣交通工具如何制造出來的？汽車這樣交通工具如何制造出來的？設計是產生解決問題的

2、方法的主要途設計是產生解決問題的方法的主要途徑。徑。設計的種類：設計的種類：技術設計、藝術設計、工業設計、技術設計、藝術設計、工業設計、程序設計、教學設計等程序設計、教學設計等 本書討論的主要是本書討論的主要是技術設計技術設計（簡稱（簡稱設計）。設計）。一、技術創新的重要途徑一、技術創新的重要途徑設計設計技術設計技術設計側重于功能、結構、材料、程序、側重于功能、結構、材料、程序、工藝、實用、壽命、舒適工藝、實用、壽命、舒適等，等，圍繞技圍繞技術的目的而展開，術的目的而展開，如電飯煲的設計、候車如電飯煲的設計、候車亭的設計。亭的設計。藝術設計藝術設計側重于色彩、造型、線條、審美、側重于色彩、造型

3、、線條、審美、欣賞、感覺、視覺效果、音響效果欣賞、感覺、視覺效果、音響效果更強調更強調感覺的需要感覺的需要，如雕像的設計、裝，如雕像的設計、裝飾鐘的設計。飾鐘的設計。工業設計工業設計側重于外觀、概念、側重于外觀、概念、 平面，如汽平面，如汽車、手機的設計。車、手機的設計。技術創新從來源上可分為兩類：技術創新從來源上可分為兩類： 一是來源于一是來源于有計劃、有步驟的設計有計劃、有步驟的設計，如航天技術、萊特兄弟設計出第一架如航天技術、萊特兄弟設計出第一架飛機等；飛機等；二是來源于二是來源于偶然的發現偶然的發現，如抗生素，如抗生素藥物的發現、鋸子的發明等藥物的發現、鋸子的發明等 。一、技術創新的重

4、要途徑一、技術創新的重要途徑設計設計青霉素青霉素 蘇格蘭科學家亞歷山大蘇格蘭科學家亞歷山大弗弗萊明原來從事流感研究工作。萊明原來從事流感研究工作。1928年年 9月的下午，弗萊明月的下午，弗萊明像往常一樣來到了實驗室。像往常一樣來到了實驗室。在他的實驗室里培養了一些在他的實驗室里培養了一些葡萄球菌葡萄球菌一種引起傳染一種引起傳染性皮膚病和膿腫的常見細菌。性皮膚病和膿腫的常見細菌。一次非常偶然的機會，由于一次非常偶然的機會，由于疏忽而忘記為一個盛有葡萄疏忽而忘記為一個盛有葡萄球菌的培植盤子蓋上蓋子，球菌的培植盤子蓋上蓋子，結果他發現盤子中生長出的結果他發現盤子中生長出的青色霉菌將周圍的葡萄球菌青

5、色霉菌將周圍的葡萄球菌全部殺死。后來，弗萊明還全部殺死。后來，弗萊明還曾風趣地說，這一發現要歸曾風趣地說，這一發現要歸功于他的粗心大意。功于他的粗心大意。 1905年，11歲的弗蘭克易普森（Frank Epperson）把他的蘇打制作模具落在外面放了一整夜。第二天，他用來攪拌水和調味劑的小棍被凍了在溶液里面，第一根冰棍就這樣誕生了。大約20年以后，已經長大成人的易普森才把制作冰棒申請成為了專利。 科學家們發現，服用降壓藥敏樂啶（Loniten）的患者們還有一項額外的福利，那就是他們的頭發越來越濃密了，于是脫發的治療方法也就應運而生。 1945年，雷神公司的一位工程師在操作一個軍用雷達系統中的磁

6、電管設備時，發現自己口袋里的糖果居然融化掉了。發明家帕西斯賓塞（Percy Spencer）在意識到是輻射把工程師的糖果烤化后，他制造出了第一臺微波爐，那時候這臺機器足有5英尺（1.524米）多高。 “煙火起源于大約2000年以前的中國，傳說是一個廚子偶然把木炭、硫磺和硝石混在一起而制成的，那時候所有這些原料在廚房里都隨手可見。 橡皮泥在成為深受兒童喜愛的玩具以前，它的最初設計目的是作為清潔產品。它第一次進入市場的形象是作為骯臟壁紙的清潔物。這一發現拯救了即將破產的Kutol Products公司，這并不是因為它的清潔效果有多么好，而是因為小學生們開始用它制作圣誕裝飾物。該公司去掉橡皮泥里的清

7、潔劑成分，加入顏料和好聞的氣味，使它成為世界上最受歡迎的一種玩具，這一改變讓這個瀕臨破產的公司取得了巨大成功。有時候在別人沒注意到你以前，你并不清楚自己到底有多聰明 糖精是一種很古老的甜味劑。有這么一種說法，說糖精的發現是一個飯前不洗手的科學家發現的。傳說斯坦丁法赫伯格在實驗室擺弄煤焦油忙碌了一天，疲倦的他沒有洗手就回到家去廚房吃晚餐卷。拿在手上的晚餐卷嘗起來比平時甜很多，于是他問妻子緣由。他妻子自然不知道就是這家伙臟兮兮的雙手沾上的，就是以后成為人造甜味劑的糖精。萊特兄弟設計出第一架飛機萊特兄弟設計出第一架飛機 世界航空先驅，美國飛機發明家。兄W.萊特（18671912），弟O.萊特（187

8、11948），自幼對飛行懷有濃厚興趣。1896年德國李林塔爾失事犧牲，萊特兄弟深受感動，決心研制動力飛行器。萊特兄弟在李林塔爾研究的基礎上，堅持一切經過試驗的科學態度。1901年制作了200多個不同形狀的機翼模型在不同角度下進行上千次的風洞試驗；又用展弦比不同的機翼測量升力，發現展弦比越大，產生的升力也越大。萊特兄弟重視從理論和實踐兩個方面解決飛機的穩定操縱問題。所制造的滑翔機進行了近千次滑翔飛行，最后完全達到了穩定操縱要求。在穩定操縱的滑翔機上安裝一臺自制的8.8千瓦（12馬力）功率的內燃機，帶動兩副二葉推進式螺旋槳，采用升降舵在前、方向舵在后的布局。翼剖面呈弧形，翼展13.2米，滑橇式著陸

9、裝置，駕駛員俯臥操縱。飛機命名為飛行者1號。1903年12月17日，飛行者1號在基蒂霍克試飛成功，其中最長飛行距離為260米、空中時間59秒，這是公認的最早空中持續動力飛行。萊特兄弟作為航空先驅受到人們的崇敬，曾獲得多種榮譽和獎勵。人們在基蒂霍克試飛成功的地方建有萊特兄弟的紀念碑。 飛機的發明成功與萊特兄弟的飛機的發明成功與萊特兄弟的精心設計密不可分，設計不是一次精心設計密不可分，設計不是一次就完成的，一項發明的設計過程往就完成的，一項發明的設計過程往往是通過多次的改進來完成。往是通過多次的改進來完成。由此可見，精巧的設計，可大大地推由此可見，精巧的設計，可大大地推動技術發明和技術革新，使技術

10、水平動技術發明和技術革新，使技術水平及其產生的效益達到新的高峰。設計及其產生的效益達到新的高峰。設計是技術的關鍵。是技術的關鍵。 創造性設計對技術提出了更高的創造性設計對技術提出了更高的要求，推動著技術的不斷創新。新技要求，推動著技術的不斷創新。新技術在應用于實際生產生活時，圍繞需術在應用于實際生產生活時，圍繞需要解決的問題，不同的設計會產生不要解決的問題，不同的設計會產生不同的解決方案。同的解決方案。如何讓技術的潛在價如何讓技術的潛在價值得到最大限度地挖掘，使其更好地值得到最大限度地挖掘，使其更好地為人類服務，關鍵在于設計為人類服務，關鍵在于設計。二、設計需要不斷改進二、設計需要不斷改進 以

11、汽車的功能與性能的改進為例以汽車的功能與性能的改進為例來說明：來說明： 創造性的設計不斷推動著技術的創造性的設計不斷推動著技術的進步，改變著我們的生活。進步，改變著我們的生活。1903年,福特A型車 1885年,第一輛汽車 1949年,美國福特V8型小客車1925年，阿爾法羅密歐敞篷車汽車的變遷：汽車的變遷：1952年,美國別克小客車福特T型車 大眾“甲殼蟲” 雪鐵龍 C-Cactus 概念車i MIEV Sport概念車改進設計改進設計安裝方向舵安裝方向舵安裝腳踏板安裝腳踏板安裝實心橡膠輪胎安裝實心橡膠輪胎安裝傳動系統安裝傳動系統安裝剎車系統安裝剎車系統安裝充氣輪胎安裝充氣輪胎應用無縫鋼管應

12、用無縫鋼管應用折疊設計應用折疊設計安裝變速系統安裝變速系統作用作用增加安全性增加安全性減少自行車體積，方便攜帶減少自行車體積，方便攜帶增強自行車的環境適應性增強自行車的環境適應性提高行駛速度提高行駛速度改變行駛方向改變行駛方向改進自行車的避震功能改進自行車的避震功能雙腳離開地面雙腳離開地面減輕自行車重量減輕自行車重量使騎行更省力使騎行更省力 技術發明和技術活動往往需要技術發明和技術活動往往需要多種知識的綜合運用。這種綜合不多種知識的綜合運用。這種綜合不是簡單的組合，它可能是在不同情是簡單的組合，它可能是在不同情況、不同條件下有機地綜合運用。況、不同條件下有機地綜合運用。三、設計需要多種知識三、

13、設計需要多種知識汽車汽車流體力學流體力學燃燒學和熱力學燃燒學和熱力學機械學和力學機械學和力學材料學材料學電工學電工學美學美學人類工程心理學人類工程心理學電子學電子學椅子椅子穩固穩固花紋花紋舒適舒適木質木質粘合粘合外觀外觀試一試：試一試：（美學）（美學）（工程心理學）（工程心理學）（力學）（力學）（化學）（化學）（材料學）（材料學）（美學）（美學）設計自行車活動設計自行車活動選擇材料選擇材料顏色搭配顏色搭配車身結構車身結構座位設計座位設計傳動系統傳動系統表面噴涂表面噴涂應用的知識應用的知識美學美學化學化學力學力學材料學材料學物理學物理學人機工程學人機工程學四、技術與設計的關系（補充）四、技術與設

14、計的關系（補充）1.1.技術的發展離不開設計技術的發展離不開設計 例：電動剃須刀例：電動剃須刀 電動剃須刀發明之初體積很大，攜電動剃須刀發明之初體積很大，攜帶不方便。于是，有人設計出一種帶不方便。于是，有人設計出一種小巧、便攜式的電動剃須刀，這一小巧、便攜式的電動剃須刀，這一設計推動了電機微型化技術的發展。設計推動了電機微型化技術的發展。 案例：環保餐具的設計案例：環保餐具的設計一次性餐具（很難降解）一次性餐具（很難降解）環保餐具（容易降解）環保餐具（容易降解） 技術的發展離不開設計技術的發展離不開設計案例：手機的發展案例：手機的發展 第一代模擬蜂窩手機（大哥大）第一代模擬蜂窩手機（大哥大）：

15、出現于出現于70年年代末，代末，80年代初，傳輸的是模擬信號，體積大，提年代初，傳輸的是模擬信號，體積大，提只提供話音業務，沒有數據業務，功能單一。只提供話音業務，沒有數據業務，功能單一。 第三代手機（第三代手機（3G手機、多媒體手機）手機、多媒體手機）：出現于出現于90年代中后期，提供話音，數據及多媒體等多種業務，年代中后期，提供話音，數據及多媒體等多種業務，具有高數據傳輸率，功能強大。具有高數據傳輸率，功能強大。 第二代數字蜂窩手機第二代數字蜂窩手機：出現于出現于80年代末，年代末，90年年代初，傳輸的是數字信號，體積小，提供話音及簡代初，傳輸的是數字信號，體積小，提供話音及簡簡單數據業務

16、，功能相對增多。簡單數據業務，功能相對增多。MOTO3200 技術的發展離不開設計技術的發展離不開設計NOKIA8310Apple 3G手機手機iPhone模擬手機模擬手機缺點：體積大，功能單一，外觀難看。缺點：體積大，功能單一，外觀難看。缺點：傳輸速率低，不支持多媒體業務。缺點：傳輸速率低，不支持多媒體業務。優點：體積小巧，支持數據業務：短優點：體積小巧，支持數據業務：短一一一一一一一一一一一一一一一一信、游戲、彩鈴、手機報等。信、游戲、彩鈴、手機報等。優點：傳輸速率高，支持多媒體業務：手優點：傳輸速率高，支持多媒體業務：手機電視、手機在線聽音樂、手機在線看電機電視、手機在線聽音樂、手機在線

17、看電影等。影等。 技術的發展離不開設計技術的發展離不開設計多媒體手機多媒體手機數字手機數字手機再看看達再看看達芬芬奇的飛行器，奇的飛行器，為什么當時沒為什么當時沒有出現而現在有出現而現在出現了呢？出現了呢？ 技術更新對設計產生重要影響技術更新對設計產生重要影響2、技術更新對設計產生重要影響、技術更新對設計產生重要影響案例：達案例：達.芬奇的飛芬奇的飛行器行器技術是設計的的平技術是設計的的平臺，沒有技術作基礎，臺，沒有技術作基礎，設計將難以表現和實設計將難以表現和實現。現。 先進的技術可以使先進的技術可以使人們的設計得以實現。人們的設計得以實現。案例：燈具案例：燈具 如果還是用火照明，能設如果還

18、是用火照明，能設計這樣的路燈嗎？計這樣的路燈嗎？技術更新為設計提供了廣闊的發展空間。技術更新為設計提供了廣闊的發展空間。 技術更新對設計產生重要影響技術更新對設計產生重要影響 新技術、新材料、新工新技術、新材料、新工藝的出現豐富著人們的設藝的出現豐富著人們的設計思維。計思維。 計算機、掃描儀、打印計算機、掃描儀、打印機等技術的出現改變了設機等技術的出現改變了設計的程序和方法。計的程序和方法。 技術進步還促進人們技術進步還促進人們設計思維和手段的發展。設計思維和手段的發展。 技術更新對設計產生重要影響技術更新對設計產生重要影響一、設計是技術發展的基礎一、設計是技術發展的基礎 設計是推動技術發展的

19、重要驅動力設計是推動技術發展的重要驅動力 設計是技術成果轉化的橋梁和紐帶設計是技術成果轉化的橋梁和紐帶 設計促進技術更新設計促進技術更新二、技術發展為設計創新提供了條件二、技術發展為設計創新提供了條件 設計的實現以技術為基礎設計的實現以技術為基礎 技術更新擴大設計思維空間技術更新擴大設計思維空間 技術進步促進設計手段發展技術進步促進設計手段發展動腦筋：動腦筋：你能用幾句話總結你能用幾句話總結卡爾本茨（KarlBenz,1884-1929）是現代汽車工業的先驅者之一，人稱“汽車之父”。 1844年，本茨以遺腹子的身份出生于德國，父親原是一位火車司機，但在他出世前的1843年因發生事故去世了。從中

20、學時期，本茨就對自然科學產生了濃厚的興趣，1860年進入卡爾斯魯厄綜合科技學校學習。在這所學校，他較為系統地學習了機械構造、機械原理、發動機制造、機械制造經濟核算等課程，為他日后的發展打下了良好基礎。在經歷過學徒工、服兵役、娶妻生子等人生經歷后，他于1872年組建了“奔馳鐵器鑄造公司和機械工場”，專門生產建筑材料。由于當時建筑業不景氣，本茨工場經營困難，面臨倒閉危險，萬般無奈之際，他決定制造發動機獲取高額利潤以擺脫困境。于是，他領來了生產奧托四沖程煤氣發動機的營業執照，經過一年多的設計與試制，于1879年12月31日制造出第一臺單缸煤氣發動機（轉速為200轉/分，功率約為0.7千瓦）。不過，這

21、臺發動機并沒有使奔馳擺脫經濟困境，他依然面臨著破產的危險，生活十分艱苦。但是，清貧的生活并沒有改變本茨投身發動機研究的決心，經過多年努力，他終于研制成單缸汽油發動機，并將客觀存在安裝在自己設計的三輪車架上。取得了世界上第一個“汽車制造專利權”（1886年1月29日）。 1893年，本茨研制成功了性能近先進在“維克托得亞”牌汽車。它采用本茨專利的3升發動機，方向盤安裝在汽車中部。盡管該車性能先進，但由于價格高達3875馬克，因而很少有人購買得起，成為公司的滯銷品。這樣，這種在技術上為奔馳帶來了極高榮譽的汽車，在經濟上并沒有給他多大的好處。后來，本茨聽從了商人的建議，于1894年開發生產了便宜的“

22、自行車”（定價2000馬克）。這種“自行車”銷路很好，在一年時間內就銷出了125輛。由于是世界上第一種批量生產的機動車，因而給奔馳帶來了較高的利潤。后來，奔馳又對前期生產的“維克托得亞”牌汽車進行了改進，將車箱座位設計成面對面的18個，它因此成為了世界上第一輛公共汽車。 在發明汽車的過程中，卡爾本茨的勇氣令人十分欽佩：首先，他甘心清苦，埋頭于自己的發明工作。其次，他果敢地摒棄了在技術上已十分成熟的蒸汽機而選用了自己并不被人看好的內燃機作動力，反映了他在觀念上的巨大轉變。再次，他既能開發生產反映汽車技術最高水平的“高檔車”，又能及時調整產品結構，組織生產適銷對路的“普通車”，為公司贏得可觀的利潤

23、，說明他既有工程師的基本素質，又有企業家的經營技巧。 技術設計：技術設計： 運用一定的科學知識和實踐經運用一定的科學知識和實踐經驗，根據預定的目標和環境限制條驗，根據預定的目標和環境限制條件，在頭腦中進行想象、構思和分件，在頭腦中進行想象、構思和分析，并運用各種途徑、方法手段表析，并運用各種途徑、方法手段表現出擬定中的新技術、新產品、新現出擬定中的新技術、新產品、新工藝方案的實施過程和結果。工藝方案的實施過程和結果。v1.技術常常可以解決人類所遇到的問題，給人類技術常常可以解決人類所遇到的問題，給人類提供了很大的幫助，而有的時候技術又會給人類提供了很大的幫助，而有的時候技術又會給人類帶來一定的

24、危害。下邊所列出來的技術對人類危帶來一定的危害。下邊所列出來的技術對人類危害現象中，不是危害地球自然環境的是（害現象中，不是危害地球自然環境的是（ ） A 水土流失水土流失 B 噪聲污染噪聲污染 C 酸雨現酸雨現象象 D 胎兒鑒定胎兒鑒定v2.技術對人的解放作用表現為人依靠技術解放或技術對人的解放作用表現為人依靠技術解放或延長了自己的手、腳延長了自己的手、腳等身體器官，拓展了勞等身體器官，拓展了勞動空間，提高了勞動效率。下列技術的發展解放動空間，提高了勞動效率。下列技術的發展解放了人的體力的是（了人的體力的是（ ） A B超技術超技術 B 攝像技術攝像技術 C 電視技術電視技術 D 蒸汽技術蒸

25、汽技術課堂練習課堂練習DD v3.下列選項當中，屬于技術活動的是（下列選項當中，屬于技術活動的是（ ） A、廣義相對論、廣義相對論 B、牛頓第一定律、牛頓第一定律 C、阿基米德原理、阿基米德原理 D、蒸汽機的發明、蒸汽機的發明v4.下列活動是科學活動的是（下列活動是科學活動的是（ ） A、蒸汽機的發明、蒸汽機的發明 B、B超技術超技術 C、萬有引力的發現、萬有引力的發現 D、攝像技術的發明、攝像技術的發明v 5.如果地球表面溫度的升高按現在的速度繼續發展，如果地球表面溫度的升高按現在的速度繼續發展，到到2050年全球溫度將上升年全球溫度將上升24攝氏度，南北極地冰山將攝氏度，南北極地冰山將大幅

26、度融化，導致海平面大大上升，一些島嶼國家和大幅度融化，導致海平面大大上升，一些島嶼國家和沿海城市將淹于水中，其中包括幾個著名的國際大城沿海城市將淹于水中，其中包括幾個著名的國際大城市：紐約、上海、東京和悉尼。造成上述現象的罪魁市：紐約、上海、東京和悉尼。造成上述現象的罪魁禍首是（禍首是（ ） A 溫室效應溫室效應 B 臭氧空洞臭氧空洞 C 酸雨酸雨 D 核輻射核輻射DCA課堂練習課堂練習v6.20世紀中葉，美國施樂公司發明的復印機掀起世紀中葉，美國施樂公司發明的復印機掀起了一場劃時代的辦公室革命，公司為阻止某些公了一場劃時代的辦公室革命，公司為阻止某些公司的加入，先后為其研發的復印機申請了司的

27、加入，先后為其研發的復印機申請了500多多項專利。這說明了技術的（項專利。這說明了技術的（ ） A、目的性、目的性 B、創新性、創新性 C、綜合性、綜合性 D、專利性、專利性v7.顯示器是電視機的核心部件，普通電視機常用顯示器是電視機的核心部件，普通電視機常用的是陰極射線管。它經歷了從球面顯像管，柱面的是陰極射線管。它經歷了從球面顯像管，柱面顯像管，平面直角顯像管到純平顯像管等革新過顯像管，平面直角顯像管到純平顯像管等革新過程。說明了技術的（程。說明了技術的（ ） A、目的性、目的性 B、創新性、創新性 C、綜合性、綜合性 D、兩面性、兩面性DB課堂練習課堂練習8.專利的申請和獲得要經過以下幾個階段專利的申請和獲得要經過以下幾個階段,1.初審初審2.授權授權3.提交申請提交申請4.實質審查實質審查5.公布公布6.受受理理 。正確的順序是。正確的順序是( ) A、1-2-3-4-5-6； B、3-6-1-4-2-5； C、3-6-1-5-4-2； D、4-6-2-1-3-5課堂練習課堂練習C9.2005年年2月月16日，旨在減少全球溫室氣體日，旨在減少全球溫室氣體排放的排放的京都議定書京都議定書在全球正式生效。這在全球正式生效。這里的溫室氣體是指（里的溫室氣體是指（ ）A SO2 B N2 C CO D CO