資源簡介

通用技術
技術與設計1
什么是通用技術？
通用技術是指信息技術之外的，較為寬泛的、體現基礎性和通用性并與專業技術相區別的技術，是日常生活中應用廣泛、對廣大同學的發展具有廣泛遷移價值的技術。
《通用技術》課程是一門立足實踐，注重創造、高度綜合、科學與人文融合的課程。

目錄
1
2
3
4
5
怎樣進行設計

設計的實現——制作

設計的交流與評價

技術及其性質

設計的基礎

第一章 技術及其性質
1
技術的性質及其巨大作用



一、技術源于什么


技術最早源于人類尋找、生產食物，制作衣服和與野獸搏斗等生存的基本需要。

一、技術源于什么


石斧
石刀
骨針
人類最早期的縫紉工具。骨針從舊石器時代晚期開始出現，到新石器時代和商周時期普遍使用，直到戰國秦漢時期鐵針出現并普遍使用后才被淘汰。

石斧是遠古時代用于砍伐等多種用途的石質工具。斧體較厚重，一般呈梯形或近似長方形。
石斧既是勞動工具，也是隨身攜帶的武器。
技術的進步源于什么


技術的進步源于人們改變自身生存條件、改造自然的愿望。
名揚天下的黃道婆曾在水南村居住學藝。早在南宋理宗帝年代，年僅13歲的黃道婆為逃避當童養媳，隨商船漂落到崖州水南村。當時黎族人的棉紡織技術領先于中原漢族，黃道婆就傾心向黎民學習用木棉絮紡紗，用米酒、椰水、樹皮和野生植物作為顏料調色染線，用機杼綜線、挈花、織布的紡織印染技術，并比歐洲早400年發明出腳踏“三綻三線”紡紗車和“踞織腰機”織布機，提高了織錦質量，成了一名“中國古代偉大的女紡織家”。

織布機
蒸汽機


詹姆斯·瓦特是英國著名的發明家，是工業革命時期的重要人物。英國皇家學會會員和法蘭西科學院外籍院士。他對當時已出現的蒸汽機原始雛形作了一系列的重大改進，發明了單缸單動式和單缸雙動式蒸汽機，提高了蒸汽機的熱效率和運行可靠性，對當時社會生產力的發展作出了杰出貢獻。
“技術”是什么


從廣義的角度來看，“技術”這個詞有多種含義。
它可以指工具、人類發明的產品和人工制品，如收音機是一項技術，殺蟲劑也是一項技術；
它可以表示創造這種產品所需的知識體系；
它可以表示技術知識的產生過程以及技術產品的開發過程、協議、程序；
它可以表示包括產品、知識、人員、組織規章制度和生活結構在內的整個系統。
總而言之，技術是人類改造自然的工具與方法。
技術是什么



技術是人類改造自然的工具與方法

人

滿足自身需求和愿望

主體

目的



二、技術的發展歷史







石器時代
青銅器時代
鐵器時代
蒸汽機時代
電氣時代
信息時代
技術的三次重大變革








































第一次

第二次

第三次
約14000年前至18世紀
人類由游牧生活變為定居生活

從18世紀至19世紀中葉
蒸汽機的出現帶來的工業革命

二十世紀末
計算機及高速通信網的發展

三、技術的性質


性質 具體釋義 例證
實踐性 技術源于實踐
綜合性 每一門技術都可以看成由多學科的知識綜合而成 制造技術是一門以機械為主的交叉性學科，
與光學、電工、電子、材料、管理、藝術及
社會科學等學科密切相關
技術的形式是由多種多樣的要素綜合而成的 技術的形式包括人類發明的產品，人工制品，
創造某種產品需要的知識體系、技術產品的
開發過程、協議、程序……
創新性 在原有技術的基礎上，人們依據一定的技術原理和社會需要，有計劃，有目的地進行應用研究和生產發展的技術開發活動 今天，除了在家用電器博物館外，人們在業看不到幾十年前設計的過時的洗衣機了
相關性 一項技術的發展需要其他技術的支持；與此同時，一項技術的發展又可以帶動其他相關技術的發展 半導體技術的發展，就大大促進了電視技術和計算機技術的發展
價值性 技術本身的價值性所決定。技術的應用可以產生社會效益，也可以產生經濟效益 醫療隊下鄉義診，就產生巨大的社會效益；醫療技術在醫院中的作用，除產生社會效益外，還產生經濟效益
保密性 技術的發明創造，需要付出艱辛的勞動，為了保護發明者的合法權益，許多技術需要保密 新發明的技術申請專利保護
三、技術的性質


案例分析一：水龍頭
討論下面三個問題：
水龍頭從什么具體目的出發？

水龍頭解決了什么具體問題？

水龍頭滿足了人們什么要求？


控制水量
能開能關，控制水量
方便，節約用水
三、技術的性質


案例分析二：電視機
電視機的創新和發展經歷了哪幾個階段？


按色彩劃分：黑白—>彩色
按屏幕劃分：球面—>平面直角—>超平—>純平
按顯像管劃分：電子管—>液晶—>等離子
四、技術的影響


最近一百年
對人類影響最大的十項技術
四、技術的影響






文字

印刷術

騎兵馬戰術
使人類文明得以傳承，架起了人類溝通的橋梁。
極大地提高了人類信息傳遞的速度與容量。


火的使用
使人從蠻荒時代走向文明


汽車
使人類的生活得到改變，美國已經被稱為車輪上的國家，中國今后會怎樣呢？
馬戰技術出現后，促成了強大國家的產生。
四、技術的影響






原子彈

激光技術

生物科技
人類文明可以在一瞬間被催毀。它告訴人們，核武器是多么危險，爭取和平是多么重要。
在生物、化工、制藥、武器、機械制造方面產生了巨大的革新。


電腦
使人類社會進入了信息時代


航天技術
使人類走入太空時代
探尋生物奧秘，轉基因食品、克隆技術，深刻影響了人類生活。
技術的兩面性


生物技術之克隆技術 積極影響 消極影響
解除無法成為母親的女性的痛苦 男性將失去遺傳上的意義
促進遺傳學的發展 需要大量的人力物力，成功率較低
檢測胎兒遺傳缺陷 干擾自然化進程
治療神經系統損傷 挑戰倫理
減少遺傳變異 提高疾病傳染風險
技術的兩面性


計算機網絡
技術的兩面性


請思考：核能的利與弊？
技術的兩面性


練習題


技術產品 滿足人類需求 造成不良后果 解決弊端方法
電池
手機
塑料袋
提供人類生產生活所需的能源
信息傳播和交流
方便包裝物品，容易攜帶
廢舊電池污染環境
手機控、沉迷手機游戲等
產生大量白色垃圾，污染環境
用新能源替代電池
豐富業余生活，多與家人朋友交流
使用環保袋
第一章 技術及其性質
2
技術發明與技術革新



一、發明和革新是技術的源泉


發明是創造發明自然界原來沒有的事物。
革新是對原有技術加以改造和提高。
發明和革新的結果都是用新的技術來取代已經陳舊和落后的技術。
洗衣機的變遷


蒸汽洗衣機
單缸單洗衣機
雙缸半自動
全自動
不用洗衣粉
一、發明和革新是技術的源泉


技術革新本身并不是發明，而是在別人的技術發明（現有成熟技術）的基礎上，進行某些改進，使其逐步完善、提高，以適應各種新的需求。
發明和革新的區別


發明
革新
革新
革新
革新
發明和革新的區別


我國古代四大發明 —技術發明
發明和革新的區別


我國重大的技術革新
發明和革新的區別


雜交水稻之父——袁隆平院士指導的超級稻第三期目標畝產900公斤高產攻關獲得成功，其隆回縣百畝試驗田畝產達到926.6公斤
發明和革新的區別


我國神舟飛船的改進——技術革新
神舟1號
神舟5號
神舟7號
二、技術創新的保護制度——知識產權


定義 是指對智力勞動成果享有的占有使用、處理、收益的權利，是一種無形的財產權，是從事智力創造性活動取得成果后依法享有的權力
范圍 廣義 著作權、鄰接權、商標權、商號權、商業秘密權、產地標記權、專利權、植物新品種權、集成電路布圖設計權、計算機程序著作權等
狹義 專利權、商標權、著作權
影響 保護了發明者的創造，使發明者能設計創造出更多的新產品


商標權指商標所有人在法律規定的有效期內，對其經商標主管機關核準注冊的商標享有獨占的、排他的使用和處分的權利。

著作權（又稱版權），是指作者依法對其創作的文學、藝術和科學作品享有的專有權。
二、技術創新的保護制度——知識產權
三、專利的申請與保護


專利通常指專利權。是一種獨占權，指國家專利審批機關對提出專利申請的發明創造，經依法審查合格后，向專利申請人授予的、在規定時間內對該項發明創造享有的獨占權。

專利的意義在于保護技術創新，防止科技成果的流失，進而有利于科技進步和經濟發展。

專利的種類


專利種類 定義 審查制度 保護期限
發明專利 對產品、方法或改進所提出的新的技術方案 早期公開、延遲審查 20年，自申請之日起算
實用新型專利 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（又稱小發明或小專利） 初步審查 10年，自申請之日起算
外觀設計專利 對產品的形狀、圖案、色彩所作出的富有美感并適于工業上應用的新設計 初步審查 10年，自申請之日起算
專利申請步驟


向國外申請專利的程序


申請國內專利
報呈國務院有關主管部門
到國家知識產權局辦理優先權證明和手續
委托涉外專利代理機構代理
填寫相關申請表格
辦理其他必要文件





專利的保護


專利小知識


中國專利申請號由小數點前的8位阿拉伯數字和小數點后的1位阿拉伯數字構成。
最前邊的兩位數字表示申請專利的年代，第三位數字表示專利類型，“1”代表發明專利；“2”代表實用新型專利；“3”代表外觀設計專利；第四位至第八位數字為流水號，小數點后邊的一位數字為計算機校驗位。如申請號02146134.1中的“02”表示該專利為2002年申請的專利，第三位“1”表示該專利為發明專利；46134為流水號，小數點后的“1”為計算機校驗位。專利授權后，專利申請號即為專利號，但須在其前邊加“ZL”字樣，如ZL02146134
2003年10月1日啟用新的編號形式（共12位數字，加上一個小數點）專利申請號其中年位為四位，如02年申請的，則用2004表示；專利類型沒變，流水號由原來的五位升到現在的7位，如200410001635。

專利公開號：亦稱文獻號，在專利初審結束后，給予公開號，組成方式為“國別號+分類號+流水號+標識代碼”，如CN1340998A，表示中國的第340998號發明專利。

專利小知識


水益生廣告中專利號：200420067168.6




專利證書


專利證書


練習一


下列選項中，屬于技術發明的是（）
A.人們制造出圓盤鋸、帶鋸、鋼絲鋸等，以滿足各種不同鋸割的需要
B.某技師采用新的鉆頭刃口形狀，提高了鉆孔效率
C.魯班被邊緣有齒的茅草割破了手，由此受到啟發，造出了鋸子
D.未來滿足不同消費者的需求，工廠生產出了不同款式的手機
練習二


如果你幫助一食品廠設計出很有吸引力的包裝紙，你應該申請的專利是（）
A.發明專利
B.實用新型專利
C.外觀設計專利
D.商標權
練習三


有位同學提出：由于學習的需要，經常要看一些外文專著或光盤資料。但購買原版專著或光盤價格昂貴，而他的一些朋友則通過網上下載免費獲得這些資源，甚至購買盜版光盤。請大家分析和討論：
（1）上述這些行為有沒有構成對知識產權的侵犯？
（2）保護知識產權會不會造成知識壟斷，從而不利于科學技術的普及？
知識產權追溯形成歷史，其前身是始于封建社會皇家授予的一種獨占壟斷權。在近現代社會的推動科技進步、經濟繁榮和社會發展的進程中，這種特權逐漸演變成為法律賦予權力人對特定客體的一種合法獨占壟斷權，權利人在法律授權的范圍內能夠排他性地享有、行使其知識產權。因此知識產權在通常情況下是作為反壟斷法使用的例外而存在的，其“壟斷性本身就是刺激科技進步、鼓勵科技創新與壟斷智力成果之間折衷調和的產物”。
在現今知識經濟的大背景下，隨著高新技術日新月異的生產、傳播和使用，科技與經濟的一體化和全球化程度越來越高。這一趨勢的不斷加強，一方面使得社會進步越來越快，另一方面也使得侵犯知識產權的行為越來越多元化與規模化。這必然要求更有效地加強對知識產權的保護：調整保護范圍和保護期限，提高保護水平，加大保護力度。
第一章 技術及其性質
3
設計是技術的關鍵



一、技術創新的重要途徑——設計


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和規劃，最后用某種形式（模型、圖紙、圖表、文字文本等）表達出來的活動。
設計可以是技術設計、藝術設計、工業設計（包括外觀、概念、平面、景觀設計等）、程序設計和教學設計等。我們目前學習的內容主要討論的是技術設計。
設計的根本目的是解決實際問題，而設計正是產生解決問題方法等主要途徑。

一、技術創新的重要途徑——設計


技術創新從來源上可分為兩大類：
來源于有計劃、有步驟的設計，如汽車、飛機、蒸汽機、航天技術等；
來源于偶然的發現，如微波爐、可口可樂、抗生素藥物的發現等。

一、技術創新的重要途徑——設計


微波爐等偶然發現
微波爐等發明者是美國的斯本賽。有一次，他在一個啟動的雷達設備上工作時，突然發覺自己放在口袋里的巧克力融化了。還有一次，他把一袋玉米粒放在波導喇叭口前，發現玉米粒就像放在火堆前一樣，他猜測可能是微波使物體發熱。第二天，他又將一個雞蛋放在喇叭口前，結果雞蛋受熱突然爆炸，濺了他一身，這證實了他對微波能使物體發熱的猜測。他把微波使物體發熱應用到烹飪爐子的研制中，并經過進一步的設計與改造，獲得了成功。從此，微波爐逐漸走入了千家萬戶。
一、技術創新的重要途徑——設計


萊特兄弟設計出第一架飛機
1903年12月之前，人類還沒有坐過任何比空氣重的飛行器離開地面，是美國的萊特兄弟發明了世界上第一架真正的飛機。
萊特兄弟都十分熱衷于飛行研究，他們經常閱讀、討論有關飛行的報道和文獻，關注飛機研究的進程。他們發現，鳥在飛行中拐彎時，往往會轉動和扭動翼尖和翼邊，以保持身體平衡。他倆首先把這種現象與空氣動力學原理相聯系，并應用到飛機設計上。他們設計建造了一個小型風洞實驗室。在風洞實驗中，他們發現當飛機主翼兩端的后緣都向上拉升時，就能保持左右兩方的穩定，這正是鳥飛行中保持平衡的方法之一。為了驗證他們的理論和設計，他們制造了翼端卷曲、裝有活動方向舵滑行機。1900-1902年，他們先后進行了1000多次滑翔飛行實驗，不斷改進設計，獲得了大量寶貴的數據。
1903年，萊特兄弟在取得了大量滑翔飛行經驗之后，在滑翔機上安裝當時最先進的汽油活塞發動機，接著又試制了螺旋槳。就這樣，一架用輕質木材為骨架、帆布為基本材料的雙翼飛機制造成功，兄弟倆將其命名為“飛行者”號。后來，經過不斷改進設計，他們與1908年用“飛行者”號創造出連續飛行2小時20分23秒的新紀錄。由此，他們的“飛行者”號被人們公認為世界上的第一架飛機。

二、設計需要不斷改進


設計需要不斷的改進，在改進技術的同時推動著技術的進步，使技術的功能更加完善，更能解決實際問題。
二、設計需要不斷改進——汽車


德國工程師戴姆勒和本茨被公認為世界汽車業的鼻祖和元勛。
1886年是“汽車王國”的“元年”，戴姆勒和本茨各自制造了第一輛汽車。
在高高聳立的埃菲爾鐵塔下，來自五大洲的2000萬觀眾看到了未來的“馬路天使”。
美國127歲蒸汽老爺車460萬美元天價拍賣
英國最老汽車107歲從未出現故障
二、設計需要不斷改進——汽車


序號 改進設計
1 改進發動機的點火、燃燒系統
2 改進機械傳動系統
3 改善制動系統和轉向系統
4 設置自動防撞系統，安裝保險帶和防撞氣囊等安全裝置
5 改進懸掛系統
6 研究、改進汽車輪胎
7 設計汽車自動駕駛系統和衛星導航系統
8 設計防盜系統
9 設計使用不同能源的汽車
10 設計不同車型、不同檔次的車內裝飾和電子裝置
作用
提高燃燒效率和輸出功率
提高傳動效率、動力性、耐用性，減少噪音和震動，提高車速，實現自動換擋
提高制動性和操作穩定性，使汽車更安全、靈活、可靠，確保行車安全
改善汽車防撞性能，保護司乘人員免受傷害
提高行使的平順性和舒適性
保證高速運行不出故障（如輪胎爆炸）提高使用壽命
實現自動駕駛、導航
用于防盜
適應環境的要求和開拓新的可用能源
適應不同需求，提高舒適性
二、設計需要不斷改進——汽車


在汽車發動機中，如果燃油噴射量不準確，點火不是發生在活塞處于氣缸的最合適位置，都會使汽油和空氣混合物發生不完全的燃燒，造成發動機效率不高，能力損失，排放出的尾氣還含有大量雜質，污染空氣。通過采用電子控制燃油噴射裝置精確地控制燃油噴射的時間和噴射量，不但可以使燃油燃燒更充分，發動機功率得到提高，而且還可以使汽車排放的有害物質進一步降低。
現在許多汽車的轉向系統都安裝有轉向助力裝置，使駕駛人轉動方向盤時輕松靈活。
汽車在高速行駛時緊急制動，傳統的汽車很容易造成車輪抱死，使汽車發生側滑失控，容易導致汽車翻車。而采用了“防抱死”這項新技術，可以使汽車既能在緊急制動時減少制動距離，使汽車避免側滑失控，同時可以操縱汽車轉向。
汽車在發生不可避免的碰撞時，如果碰撞力超過一定的限度，汽車中的安全輔助系統的安全氣囊會自動彈出，在乘員與汽車之間形成一個緩沖氣墊，以保護車上乘員免受傷害。
二、設計需要不斷改進——汽車


改進懸掛系統，可提高汽車的平順性和舒適性，減少顛簸和震動。現在，很多轎車車輪的前軸和后軸的兩個輪子都不是簡單用一根整體的車軸與汽車連接，而是各自獨立懸掛在汽車大梁上，并設有減震和緩沖系統，這樣，當單個車輪遇到路面顛簸時，不至于對其他車輪造成影響，以提高轎車的舒適性。
在汽車導航系統打開時，只要駕駛人輸入要到達的目的地，導航系統會自動指示你前方道路的情況，并給出3～5套到達目的地的路徑、各種設施及加油站的分布情況供你選擇，還會告知你前方是否應該左轉、右轉或掉頭或進入哪一條道路行駛，直到你到達目的地為止。
裝有防盜系統的汽車有著各種各樣的防盜功能：有的在被盜時會自動發出警報聲，以嚇跑盜車賊；有的能在被盜時切斷汽車油路或電路，使發動機不能啟動；還有的會將汽車被盜或正在被盜的信息自動發出至指定目標。


二、設計需要不斷改進——汽車


發動機啟停系統。該系統可以實現：在車輛行駛過程中需要臨時停車時（如等紅燈），直接踩制動踏板，車輛完全停止大概2秒后，發動機就會自動熄火，一直踩著制動踏板，發動機保持關閉，要繼續前進時，只要一松開剎車，發動機又會馬上自動點火。發動機啟停系統是這幾年來發展最迅猛的汽車環保技術，特別適用于走走停停的城市路況。據介紹，這套系統能在城市工況下達到15%的節油能力。
自動泊車是指汽車自動泊車入位不需要人工控制。順列式駐車通暢是駕駛員比較煩惱的事情。在大城市停車空間有限將汽車駛入狹小的空間已成為一項必備技能。很少有不費一番周折就停好車的情況，停車可能導致交通阻塞、神經疲憊和保險杠被撞彎。使用自動泊車功能，當您找到一個理想的停車地點后，不必再來回折騰，只需輕輕啟動按鈕、坐定、放松，其他一切即可自動完成。
汽車智聯技術，汽車儀表板上能將各種行車信息和車內設備信息（如油耗、行駛里程、車外溫度等）顯示給車內乘員；當汽車出行缺油、水溫過高、潤滑不足、車門未關緊、安全帶未扣好、輪胎胎壓不足等各種不安全狀態下，都會發出各種各樣的警示（如閃亮相應的警示燈或發出警報響聲），以提示乘員及時消除各種不安全因素，并能對汽車的電子控制系統進行自我診斷和故障警告；還可以與汽車音響、通信設備進行互聯互通，方便使用。

三、設計需要多種知識


序號 用途或功能 應用到的知識 綜合運用說明
1 使燃料燃燒更完全，產生最大的推動力 燃燒學和熱力學 不同燃料混入的空氣的量不同，點火時間不同等
2 研究各部件的承重狀況、傳動方式等 機械學和力學 不同噸位、不同用途、不同型號的汽車，有不同的要求
3 使各部件材料性能滿足其功能要求 材料學 由于不同部件受力狀況不同和溫度不同等，應采用不同的材料
4 保證各部件溫升不超過規定值以及空調系統正常工作 傳熱學 采用風冷、水冷、自然冷卻等多種方式配合
5 蓄電池充放電、點火、照明、顯示系統 電工學 各種車型的功能和工作方式不同
6 發動機點火、防盜、智能防撞、導航、娛樂及車載信息系統等 電子學、計算機科學 提高汽車的動力性、安全性、舒適性和信息化水平等
7 利用液體傳動壓力 液壓傳動學 用于自動變速器、無級變速器、制動及動力轉向等
8 減少運動的阻力，提高運動速度 流體力學 、空氣動力學 包括設計流線型外殼等
9 使汽車美觀漂亮 美學 包括外形、顏色搭配等
10 使設計的功能更完善、操作系統的使用更為舒適、方便 人類工程心理學 包括適用不同身高、性別的人
本章節練習——單選題


1、大屏幕智能手機大大滿足了人們玩游戲或播放視頻節目等需求，但這樣的設計凸顯了電池容量的不足，這就促使生產廠家加快研發高能微型電池的步伐，這表明（ ）
A.設計與技術發展沒有直接關系
B.設計創新能夠推動技術的發展進步
C.技術更新對設計沒有影響
D.技術總是無法滿足設計的需求

2、中國人的飛天夢自古就有，在古代由于技術條件的限制，古人多次嘗試利用爆竹將自己送上天空都沒能成功。而現在同樣采用類似爆竹原理的火箭卻把我們送上了太空，實現中國人的飛天夢，這說明（ ）
A.技術的發展離不開精巧的設計
B.技術進步對設計產生重要影響
C.設計的豐富內涵
D.設計制約技術的發展
B
B
本章節練習——填空題


1、設計是基于預定的 和 ，遵從相關的 和 進行的構思和規劃，最后由某種形式（模型、圖紙、圖表、文字文本等）表達出來的活動。
2、技術的根本目的是 ，而 正是產生解決問題的方法的主要途徑。
3、技術創新從來源上可分為兩大類：一是來源于 ；二是來源于 。
設想
目標
原則
規范
解決實際問題
設計
有計劃、有步驟的設計
偶然的發現
本章節練習——判斷題


1、人們通過設計，可以把自己或他人的由創造性構思得到的設想具體化。（ ）
2、創造性的設計不斷推動著技術的進步，所以設計完全可以脫離技術而實現。（ ）
a
x
謝謝！
@

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