資源簡介

(共29張PPT)
技術與設計1
教材p01-p11
第一章 走進技術世界
在人類發展的歷史長河中,有無數寶貴的技術發明閃耀著永不熄滅的光輝，有力地推動了社會變革和經濟發展，也把我們帶入了高速發展的信息時代。
今天,我們的生活處處離不開技術,我們所在的物質世界就是各種技術協同工作的結果。我們穿的衣服、住的房子、使用的各種家用電器、乘坐的各種交通工具等都是技術的產物。
那么，技術的含義是什么 技術具有哪些性質 技術具備什么價值 讓我們走進技術世界去探索吧!
第一節 技術及其性質
今天，我們聽到技術這個詞的時候，往往會想到計算機、機器人等現代科技產品，實際上，技術的歷史十分悠久，技術的種類也是多種多樣。“鉆木取火”技術點燃了人類文明的曙光，“結廬造屋”技術使人類有了家的庇護，而輪子的發明讓人類可以走得更遠……
一、技術的含義
問題思考
觀察圖1-1，在輪子的發展歷程中，發生了哪些變化，這些變化又帶來了哪些使用上的便利和舒適，滿足了人類什么樣的需求
技術是指從人類需求出發，秉持一定的價值理念，運用各種物質及裝置、工藝方法、知識技能與經驗等，實現一定使用價值的創造性實踐活動。技術不僅包含物質手段、工具或方法，還是從技術方案設計轉化為生產技術和工程技術的過程。這個過程是一個不斷發展、創新的過程。
技術是人類文明的重要組成部分，是社會生產力水平的重要標志之一，人們常常把某種主導技術作為劃分社會時代的標志，如石器時代、青銅器時代、鐵器時代、蒸汽時代、電氣時代等。
技術是伴隨著人類的思維、學習和勞動等活動而產生的。例如，人們想利用某種材料制作一件物品，就要通過不斷地探索來達到自己的目的，隨之就產生了加工技術。技術是對客觀自然規律的應用，隨著時代的發展，技術不斷進步，技術的內涵也不斷豐富。
閱讀材料
技術改變出行方式和其他技術一樣，現代化工程技術被大規模應用于鐵路、公路和橋梁建設，新型交通工具不斷出現，運輸技術正在改變著人們的生活，影響著人們認識世界和探索世界的方式。在中國的明朝和清朝，鄉試和會試每三年舉辦一次，往返的交通方式主要為步行或依靠畜力(如騎馬或乘坐馬車）。
工業革命以后，火車成為重要的交通工具。民國時期，人們就已乘火車出行了，從北京到南京，需要先乘火車，再坐船過江到達南京，總計用時超過30h。1968年南京長江大橋通車，火車過江時間由過去靠輪渡的1.5 h縮短為2min，是我國橋梁工程技術的重大成就。今天，中國高速公路的總里程已經位居世界首位，從北京到南京，如果選擇駕車出行，全程大概只需要12h。由我國自主研發的京滬高鐵是世界上設計建設標準最高的高速鐵界上設計建設標準最高的高速鐵路之一。復興號動車組列車（圖1-2）是中國標準動車組的中文命名，是具有完全自主知識產權、達到世界先進水平的動車組列車。復興號CR400在京滬高鐵線路上以350 km/h的速度運行，從北京到上海只需約4.5h，從北京到南京則只需約3.5 h。
調查研究
請查閱相關資料，調查我國高鐵技術所取得的成就，并分析高鐵在我國經濟建設中發揮了哪些作用，如何提升了我國的社會生產力水平。
技術根據行業可以分為交通運輸技術、信息通信技術、生產制造技術、能源技術、建筑技術、生物技術等。各種技術之間是協同工作的，如交通運輸技術往往與橋梁、隧道等的建筑技術聯系在一起。技術的價值在于通過產品、服務或系統上的應用，滿足人們的需要，改善人們的生活方式。例如，一件衣服（產品）是制造技術的應用，網上商城（服務）是信息技術的應用，物流和配送（系統)是交通運輸技術的應用。
技術在人們生活中不僅普遍存在，還具有十分重要的作用，是人類認識世界和建設世界的重要力量。技術與人類生產、生活的方方面面緊密結合，促進了社會生產的發展，豐富了社會文化的內容，改變了人們生活的方式，推動了人類文明的進程。
討論交流
請同學們按“衣、食、住、行”分組，每組尋找一個生活中技術應用的案例，討論技術發揮了哪些作用,說明技術的普遍性和重要性。
二、技術的性質
技術內容廣泛，性質也各不相同。總的來說，體現為實用性、創新性、時效性、綜合性、兩面性等方面。
(一）實用性
塑料走進千家萬戶
塑料是一種人造合成材料。1862年，英國人發明了塑料。后來，美國人改進了合成技術，命名為“賽璐珞”，并投入商業應用。
1909年，美國人發明了一種新的廉價的復合材料，稱為酚醛塑料，俗稱電木或者膠木。由于電木耐高溫、絕緣性好且有一定的硬度，在20世紀上半葉被廣泛用于制作收音機、電話、鐘表等產品。第一次世界大戰結束后，塑料材料的研究取得了一個又一個新的突破，德國一家公司開發了聚苯乙烯（ PS)和聚氯乙烯(PVC)，前者一般用于制作文具尺、梳子、肥皂盒等日常用品，后者則用于制作雨衣、臺布、窗簾以及各種管道。塑料與木材、金屬等材料相比，具有韌性好、不導電、不怕水、耐腐蝕等優點，所以塑料制品在許多場合具有很強的實用性，圖1-3為常用塑料產品。
所謂技術的實用性,是指技術能解決人類面臨的問題，滿足人類的需求。
在人類發展的歷史長河中，技術的發明和應用，給人類不斷帶來進步與財富，有力地推動了社會發展。正是因為技術具有極高的實用性，受到了社會的高度重視，所以社會的發展反過來又推動了技術的進步。
有的技術在剛剛出現的時候并不能完全顯現它的實用價值，一般情況下要通過設計制作的產品才能使其逐漸發揮作用。例如，MP3技術最早誕生于實驗室，是一種用于把音頻文件進行壓縮的技術，直到2000年前后，符合市場需要的MP3播放器逐漸進入市場，才被大家所熟悉。
(二）創新性
飛機的誕
生長期以來，人類一直夢想像鳥一樣在天空自由飛翔。不少先驅者為此付出了大量心血，做過無數次飛天嘗試，但最后都失敗了。1900—1903年，美國的萊特兄弟吸取前人的經驗，試驗和改進了三架滑翔機，初步掌握了穩定和操縱的規律。經過努力，他們造出了一架裝有一臺12馬力(1馬力~ 735.5 W）的活塞式發動機，機身、機翼由既輕又牢的樅木和校木制成的飛機(圖1-4）。1903年12月17日，哥哥威爾伯·萊特駕駛它在59 s內飛行了260 m。盡管這次試飛歷時不到一分鐘，卻把人類借助機械翱翔藍天的夢想變成了現實。
應用廣泛的多旋翼無人機
多旋翼無人機有四旋翼、六旋翼、八旋翼等多種，可以利用衛星定位、智能控制、傳感器、電池、通信等技術實現遙控飛行和全自主飛行。多旋翼無人機可應用于農業、軍事、物流、藝術、通信等領域。
以四旋翼無人機為例，四個旋翼對稱分布在機體的前、后、左、右四個方向，處于同一高度平面，且結構和半徑都相同，四個電機對稱地安裝在飛行器的支架端，支架中部空間安放飛行控制計算機和外部設備。結構形式如圖1-5所示。四旋翼無人機通過調節四個電機轉速來改變旋翼轉速，實現升力的變化，從而控制無人機的姿態和位置。
人類的技術水平是在不斷創新的過程中得到發展的，技術創新是技術發展的靈魂。技術創新表現為兩種形式:一種是技術發明，一種是技術革新。人類歷史上無數的技術發明，勾繪出了技術創新的軌跡;技術革新立足于對原有技術加以改造和提高，是技術創新的良好形式和途徑。習近平總書記在黨的十九大報告中指出:創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。要瞄準世界科技前沿，強化基礎研究，實現前瞻性基礎研究、引領性原創成果重大突破。加強應用基礎研究，拓展實施國家重大科技項目，突出關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術創新，為建設科技強國、質量強國、航天強國、網絡強國、交通強國、數字中國、智慧社會提供有力支撐。
技術探究
查閱有關資料，探究智能手機比傳統手機有哪些創新之處，未來手機還可能有哪些創新。
(三)時效性
時效性是指在一定時間內能起到的作用。任何技術都是在不斷發展變化的，隨著時間的推移，作用也會發生變化。有的技術時效性較長，如陶瓷技術，中國的陶瓷有幾千年歷史，到今天仍然還在使用;而有的技術時效性較短，逐步被新的技術所取代。
調查研究
過去幾十年，隨著電子信息和數字媒體技術的發展，很多技術產品已經淡出了人們的視野。請采訪一位長輩或查閱有關資料，收集隨身聽、尋呼機等技術產品（圖1-6）的相關資料,并說出它們被淘汰的原因。
時效性是一個相對的概念。有些在發達國家已經落伍的技術在某些發展中國家可能仍然被廣泛使用。另外，在很多領域，傳統的手工技術被規模化的機器生產所取代，但傳統手工技術本身所承載的民族文化和工匠精神不會消失，甚至比一些工業技術的生命力還要強。
閱讀材料
造紙術的發明
在古代，人們為了記錄和傳遞信息，把文字刻在龜甲、獸骨、青銅器上，寫在竹木薄片和帛上，但這些記錄用的材料均不夠理想。為滿足人們記錄和傳遞信息的需求，我們的祖先發明了造紙術(圖1-7），為人類找到了理想的書寫材料。在造紙業飛速發展、人類文明高度發達的今天，盡管手工造紙技術早已被現代造紙技術所取代,但歷經千年的磨礪，手工造紙技術傳承至今，在文化創意領域仍有其用武之地，已成為古老文明的“活化石”，以其深邃的文化內涵向世人展現著中國古代勞動人民的勤勞和智慧。
技術探究
現今人們的閱讀方式正在發生改變，電子書的興起對傳統紙質書產生了很大沖擊。想象一下，未來的閱讀可能是什么形式 請同學們分組討論，說明技術的創新性和時效性。
(四）綜合性
技術活動往往需要綜合運用多種知識。技術具有跨學科的性質，綜合性是技術的內在特性。一般來說，每一項技術都需要綜合運用多個學科、多方面的知識。小到小板凳的制作技術，大到航空航天技術，都是多種知識共同作用的結果。
閱讀材料
北京奧運火炬的設計與研制2008年北京奧運火炬的設計、研制是中國人集體智慧的結晶（圖1-8）。北京奧運會組委會曾向全球進行火炬設計的招標，某集團創新設計中心經過一年多研究提出的方案一舉中標。這個團隊的34位設計師跨越了工業設計、平面設計、材料工程、機械工程、人類學和社會學等十大學科專業，多專業背景為“祥云”火炬的誕生奠定了基礎。火炬造型的設計靈感來自中國傳統的紙卷軸。紙是中國古代四大發明之一，通過絲綢之路傳到西方，人類文明也就隨著紙的出現得以傳播。設計師說:“因為火炬傳遞就是一種信息的傳遞，而紙是很好的載體，能夠傳遞文明。”設計方案確定后，項目組集合了包括設計研究、材料工程、工藝制作、火炬試驗、燃燒系統安裝、點火裝置和火炬運行保障等各個領域的專家進行攻關，最終讓北京奧運火炬點燃了中國人的奧運夢想。
(五）兩面性
任何事物在客觀上都具有兩面性，技術也不例外。新技術的應用，在給人類帶來經濟效益和社會效益的同時，也可能造成負面影響，甚至給人類帶來危害，這就是技術的兩面性。
信息技術和網絡技術的發展對人們生活的影響
進入21世紀，人類步入信息時代。在短短的十幾年時間里，信息技術和網絡技術得到了飛速發展，移動網絡、虛擬現實技術、物聯網、大數據和云計算等新技術的應用，讓人們應接不暇。技術把世界變成了一個沒有邊界的信息空間和網絡空間，推動了全球化的迅速發展。同時，信息技術和網絡技術已經滲透到人們日常生產和生活的方方面面，如通信、醫療、教育、服務等。人們足不出戶就可以輕松地實現商品選購、在線教育等;智能手機及其強大的網絡功能使其早已突破了單純通信功能的限制;移動支付逐漸發展成為一種重要的新型支付方式;智能家居控制系統可以讓人們遠程遙控家中的各種電器……技術已經改變了人們的生活方式、工作方式和交往方式，并成為推動全球經濟發展和社會進步的重要力量。但是這些技術若利用不當，在一定的環境和條件下，也會產生一些負面影響。例如，有人利用信息技術和網絡技術非法盜取信息，偽造和竄改信息，復制和傳播計算機病毒，散布違法信息和精神垃圾，從事信息和網絡詐騙等違法犯罪活動。
全球化生態危機
進入工業社會以后，由于大工業生產的需要，各門各類新技術迅速得到應用，有力地推動了社會生產力的提高和人類文明的進步。與此同時，大量污染性產業及產品加劇了人與自然的矛盾，破壞了生態平衡。自然界中大量的物質作為工業原料被開采出來，隨之進行加工，最后以最終產品的消費而告終。在使用的工業原料中，大約有75%屬于非可再生資源;工業產品中，只有少量的資源在消費中被保留下來，而大部分在開采后一段時間內便變成廢物（固體、氣體和液體）進入自然環境（圖1-9)。年復一年，礦產資源被快速消耗，生態環境遭到破壞，產生的廢物大量堆積，使工業的新陳代謝難以維持，最終將導致全球化的生態危機。
技術應用既能推動社會的發展和進步，也可能因為技術的使用和發展不當等原因,給人類帶來不理想的后果，甚至造成危害。但也不能因噎廢食，不去發展、應用新技術,而是應該利用技術消除或限制這些負面影響。
技術探究
列舉幾項常見的技術，分別指出其給人類帶來的好處和造成的負面影響，并完成下表。
面對技術的兩面性，我們應該認識到:在應用一項技術的時候，不僅要考慮對使用對象的影響，還要考慮對其周邊環境和關聯事物的影響;不僅要考慮當下，還要考慮對未來的影響;不僅要讓技術更好地發揮正面影響，還應當采取有效方法克服其造成的負面影響。例如，在汽車制造業，人們采用先進的尾氣凈化技術和生產新能源汽車，極大地降低了汽車尾氣對空氣的污染程度;在能源領域，人們千方百計地開發新能源，以逐步取代有限且對環境有污染的化石能源;在農藥生產方面，低害、無害農藥的研制一直是人們努力的方向……事實證明，只有我們科學合理地開發和使用技術，才能使技術和技術產品更好地為人類服務，從而避免或最大限度地減少對人類造成的危害。
創客坊
除了上述講到的技術的性質以外，技術還有目的性、實踐性等，請選擇其中的一種性質,通過案例進行說明。
三、技術與科學的關系
我們習慣于把技術與科學兩者聯系在一起，統稱為科學技術，簡稱科技。其實，技與科學是既有聯系又有區別的兩個不同的概念。
閱讀材料
從電磁波傳播理論到無線電技術19世紀60年代，麥克斯韋最早在論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。此后，赫茲在1886—1888年間，首先通過試驗驗證了麥克斯韋的理論，證明了無線電輻射具有波的所有特性。他們的科學研究為無線電技術奠定了基礎。
1895年，意大利的馬可尼和俄國的波波夫利用電磁波傳播理論幾乎同時發明了無線電，無線電的發射和接收設備應運而生，并在很短的時間里不斷改進。1906年，菲森登在美國馬薩諸塞州實現了歷史上首次無線電廣播。英格蘭切爾姆斯福德的馬可尼研究中心在1922年開播世界上第一個定期播出的無線電廣播娛樂節目。20世紀上半葉，無線電技術通過產品（收音機等）、服務（電臺）和系統(無線電發送和接收），改變了信息傳播的方式，對后來的電視和互聯網技術產生了重要影響。
技術與科學有著緊密的聯系。科學是自然界存在的客觀規律,研究的是事物本身的發生和發展規律。而技術則是利用科學知識來解決實際問題，表現為勞動者的技能、生產過程的物質手段、工藝流程和操作方法等，是生產的組成部分，具有實踐性。利用技術可以將科學理論知識轉化為技術原理、技術措施，變為勞動者的知識、能力，物化為工具、機器、技術裝備等，科學才能轉化為生產力。所以，科學是技術的基礎，科學的發展促進了技術的進步，同時，技術的進步反過來又為科學的發展提供動力，為科學研究提供必要的支持。科學的基本任務是認識世界，有所發現，以增加人類的知識財富;技術的基本任務是合理利用自然，有所發明，以創造人類的物質財富，豐富人們的物質和精神文化生活。科學要回答“是什么”“怎么樣”和“為什么”的問題;技術則要回答“做什么”和“怎樣做”的問題。
技術實踐
請結合自己的知識和經驗,列舉幾個科學活動和技術活動的實例。

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