資源簡介

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設計圖樣的繪制
陜西省西安中學 趙錦鵬
郵箱：zjpzyjzzy@ qq：119623859
本章位置分析
《設計圖樣的繪制》是在學生完成方案構思、制定了設計計劃后，進入了設計的第三個環節——制作模型或原型的前期內容，是學生設計思想的延續，是學生動手制作模型的前提。
課標分析：
知識與技能
1、了解技術語言的種類及其應用，能用恰當的方式與他人交流設計想法和成果。
2、能繪制草圖表達設計意圖。
3、能識讀效果圖。
4、學習并掌握形體正等軸測圖的畫法。
5、掌握一般技術圖樣所采用的投影方法。
6、能繪制簡單的三視圖并學會標注簡單的尺寸。
7、了解一般的機械加工土、電子線路圖所用符號的含義及表達方法，能識讀一般機械加工圖和線路圖
過程與方法：
通過技術語言的學習，培養學生在技術活動中的交流的方法；經歷簡單設計圖的繪制過程，體驗設計構思轉化為設計語言的過程；學生學會多角度地思考問題，發展思維能力；
情感、態度和價值觀：
培養對技術語言的興趣，提高審美情趣；培養良好的合作交流態度，領略設計的繪圖的重要性，體驗技術語言的魅力，明白并建立親歷情景，動手體驗，建構知識的理念。
學生分析
我所帶班級的學生基本上是理科學生，由于學習壓力大（尤其是物理學科）、時間緊，再加上處于新、老課程的變更期，本身對非高考科目的不重視等快餐式學習態度，以及前一段時期的新鮮感逐漸減弱等原因，造成了通用技術課越來越難上的現象。
教師自身能力分析
自身受教育體系的限制，教材中的部分內容，我自己本身
就一知半解，如軸測圖的概念、三視圖、機械加工圖的識
讀中的部分符號等，就是草圖自己也畫得很別扭。
教材分析
本章共包括兩節必修內容，其中第一節設計表現圖中草圖的
繪畫和正等測圖的繪畫是重點，由于學生在以前的美術課，
繪圖有基礎，故正等測圖的繪畫是難點；第二節常見的技術
圖樣中繪制簡單的三視圖和識讀一般的機械加工圖是重點，
由于學生本身在初中和高中的數學中學習過三視圖，故難點
在于識讀一般的機械加工圖。
關于教材的使用
兩種觀點：嚴格按教材教、完全脫離教材
個人觀點：達到目的即可，目前可根據自己、學校、學
生的實際情況，不必拘泥于形式，長期應對教材進行二
次開發，應聚集所有一線教師在專家的引領下進行集體
合作式開發，僅靠個人的打拼不現實
備課過程
1、學習新課標對本部分內容的要求。
2、精讀教材。
3、查閱資料、咨詢部分專業人員，盡可能的弄懂本部分內容。
4、與同課頭教師研討，在分析教材、學生、自身的能力以及學校的實際情況下形成本部分內容施教的初步設想。
5、上網查閱該部分的其他先行者的教案和課件。
6、形成自己的教學設計和課件。
上課中的調整和反思
備課的過程和設計一樣，都有閉門造車的嫌疑和想當然的
痕跡，因此在實際的課堂中適時、適當的調節是必要的。
1、技術語言的種類與應用
第一節：設計表現圖
第六章 設計圖樣的繪制
2、草圖的繪制
3、透視效果圖的識讀
4、正等軸測圖
一、技術語言的種類和應用
1.什么是技術語言(Technical Language)
技術語言是一種在技術活動中進行信息交流的特有的語言形式。
2、技術語言的種類:
一、技術語言的種類和應用
按專業類型分
計算機程序語言
工程圖學語言
按人的感覺分
按人的視覺形式分
視覺語言
聽覺語言
觸覺語言
圖形符號語言
文字符號語言
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
機械加工圖
1）圖樣
建筑施工圖
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
1）圖樣
電子電路圖
布線圖
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
1）圖樣
奧運會會徽圖樣
吉祥物圖樣
2）圖表
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
2）圖表
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
透視效果圖
草 圖
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
3）模 型
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
3）模 型
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
4）符號
禁止通行
禁止帶寵物
注意
停車
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
4）符號
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
5）手勢
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
5）手勢
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
6）計算機語言
2.技術語言的種類
一、技術語言的種類和應用
7）其他技術語言
口頭語言、
計算機演示、
網絡語言等等
３、技術語言有什么特征？
言簡意賅、通俗直觀、規范統一
技術語言 種類 適用范圍及特點
口頭語言
圖 樣
圖 表
計算機演示、網絡語言
(生動形象、靈活、開放)適用于遠程交流
非正式、即時交流
呈現復雜產品的設計方案和對設計進行詳細說明（規范、直觀、準確）
呈現構思方案、比較方案
馬上行動
請說出適合以下技術活動所用的技術語言
1.詳細說明神州飛船的結構
2. 指導學生對電路進行連接
3.考場示意學生保持安靜
4.比較西安中學歷年高考升學率
5.提醒人禁止在加油站吸煙
6.破解“熊貓燒香”病毒
模型
圖樣
手勢
圖表
符號
計算機語言
二. 草圖的繪制
（1）、徒手繪圖:
第一步:掌握正確的握筆姿勢
第二步:徒手畫線練習
第三步:提高對筆的控制能力
1、設計表現的基礎
（ 2）、網格法徒手畫:
與地面垂直的線垂直畫，與地面平行的線按網格的斜線畫，同時以網格上的小格來確定物體的比例關系。
（3）、基本圖形的畫法
（ａ）畫圓
“正等測圓”的畫法類似，只是把畫“正方形”改為畫“菱形”而已
（ｂ）畫圓柱體
①畫兩個正等測圓
②用兩條平行線連接兩個正等測圓
（ｃ）畫立方體
①畫正等測正方形（兩條虛線）
②確定立方體的高，畫四角垂線（內側垂線為虛線）
③畫一個平行于底面的正等測正方形
（ｄ）畫錐體
①畫兩條與水平面成30°角的射線
②畫一條垂線
③連接線（內側為虛線）
（4）、直線與曲線的連接
２草圖的分類
構思草圖
設計草圖
：是以具體圖形把想法表現出來
：是經過整理、選擇、修改、和完善的草圖
二、草圖的繪制
3.草圖繪制的步驟
草圖的繪制可以分哪幾步？分別是怎樣做？
1、技術語言的種類與應用
第一節：設計表現圖
第六章 設計圖樣的繪制
2、草圖的繪制
3、透視效果圖的識讀
4、正等軸測圖
三、透視效果圖的識讀
與草圖相比，效果圖有什么優點？
在識讀時要注意什么？
P116 兩個注意
與草圖相比.效果圖更能真實地表現產品的式樣、材質和空間效果等.
1、 要注意從整體上把握產品的形態,功能和特征；
2、要注意從中了解產品外觀上的實際比例關系和色彩搭配及材質感,了解產品內部結構和色彩裝飾效果。
四,正等軸測圖
正等軸測圖: 是一種可以表現物體三維結構
特征的圖形
※軸測圖的形成
將物體連同其直角坐標系，沿不平行于任一坐標平面的方向，用平行投影法投射在一投影面（稱為軸測投影面）上所得到的圖稱為軸測圖。軸測圖按投射方向與軸測投影面是否垂直，分為正軸測圖和斜軸測圖。
V
H
W
正面投影面（V面）
水平投影面（H面）
側面投影面（W面）
o
X
V ∩ H =OX軸
V ∩ W=OZ軸
H ∩ W=OY軸
Y
兩投影面相交，
其交線稱為投影軸
z
1、平面結構形體的正等軸測圖
的繪制 p117
四、正等軸測圖
2、圓的正等軸測圖的繪制P118
一、正等軸測圖的軸間角和伸縮系數
軸向伸縮系數：
p = q = r = 0.82
軸間角：
XOY = XOZ= YOZ =120°
二、 正等軸測圖的畫法
2. 切割法
3. 堆積法
4. 綜合法
基本方法：
1. 坐標法：根據物體在正投影圖上的
坐標，畫出物體的軸測圖。
根據物體的形狀特點確定作圖方法，以使作圖最簡便。
墊塊的正等測畫法
圓柱的正等測畫法
正 等 軸 測 圖
軸測圖是用平行投影原理繪制的一種單面投影圖，軸測圖能同時反映形體長、寬、高三個方向的形狀，具有立體感強，形象直觀的優點，但不能確切地表達零件原來的形狀與大小．且作圖較復雜，因而軸測圖在工程上一般僅用作輔助圖樣。
軸測投影的基本知識
三視圖和軸測圖
一、軸測圖的形成
將物體連同其直角坐標系，沿不平行于任一坐標平面的方向，用平行投影法投射在單一投影面（稱為軸測投影面）上所得到的圖形稱為軸測圖。軸測圖按投射方向與軸測投影面是否垂直，分為正軸測圖和斜軸測圖。
二、軸測圖的軸測軸、軸間角
確定物體空間位置的直角坐標系的三根坐標軸X、Y、Z在軸測投影面上的投影X1、Y1、Z1，稱為軸測軸，它們之間的夾角稱為軸間角。
三、軸測投影的基本性質
（1）物體上相互平行的線段的軸測投影仍相互平行。
（2）物體上平行于坐標軸的直線段的軸測投影仍與相應 的軸測軸平行。
（3）物體上兩平行線段或同一直線上的兩線段長度之比， 其軸測投影保持不變。
凡是與坐標軸平行的直線，就可以在軸測圖上沿軸向進行度 量和作圖。
四、軸測圖的分類
按投射線與投影面是否垂直分為：正軸測圖 斜軸測圖
按軸向伸縮系數的不同情況分為：等測 二測 三測
常用的軸測圖為：正等測和斜二測
正 等 軸 測 圖
一、正等測的形成及其軸間角和軸向伸縮系數
當物體上的三個直角坐標軸與軸測投影面的傾角相等時，三個軸向伸縮系數均相等，這時用正投影法所得到的圖形稱為正等軸測圖，簡稱正等測。
正等測中的三個軸間角都等于120°，其中Z1軸畫成鉛垂方向，如圖下所示。軸向伸縮系數相等，都是0.82，為作圖方便，通常采用簡化的軸向伸縮系數p1 ＝ q 1＝ r 1＝ 1，即凡與軸測軸平行的線段，作圖時按實際長度直接量取。
120°
120°
120°
Z1
O1
X1
Y1
二、平面立體的正等測畫法
畫平面立體軸測圖的方法，有坐標法和方箱法兩種。
（1） 坐標法
根據物體表面上各頂點的坐標，分別畫出它們的軸測投影，然后依次連接成物體表面的輪廓線，這種方法稱為坐標法。坐標法是繪制軸測圖的基本方法。
例1 根據正六棱柱的投影圖，用坐標法畫出其正等測。
作圖步驟如下:
六棱柱正等側圖畫法
(2) 方箱法
對于由長方體切割形成的平面立體，先畫出完整長方體的軸測圖，然后用切割方法逐步畫出它的切去部分，這種方法稱為方箱法。
例2 用方箱法作出下圖所示立體的正等測。
18
8
25
16
20
36
10
X
Y
Z
O
25
8
20
18
36
Z
X
X
Y
Y
Z
O
O
O
步驟1
步驟2
18
8
25
16
20
36
10
Z
X
X
Y
Y
Z
O
O
O
16
10
X
Y
Z
O
完成
18
8
25
16
20
36
10
畫軸測圖的一般步驟：
（1）根據形體結構特點，確定坐標原點的位置，一般選在形體的對稱軸線上，且放在頂面或底面處。
（2）根據軸間角，畫出軸測軸。
（3）按點的坐標作點、直線的軸測圖，一般自上而下， 根據軸測投影基本性質，依次作圖，不可見棱線通常不畫。
（4）檢查，擦去多余圖線并加深。
三、 回轉體的正等測畫法
平行于坐標面的圓的正等測是橢圓。下圖表示按簡化伸縮系數繪制的分別平行于XOY、XOZ和YOZ三個坐標面的圓的正等測投影。橢圓的方位因不同的坐標面而不同，其中橢圓的長軸垂直于與圓平面相垂直的軸測軸，而短軸則平行于這條軸測軸。如平行于XOY坐標面圓的正等測橢圓的長軸垂直于Z1軸，而短軸則與Z1軸平行。
X1
Y1
Z1
畫圖時，為簡化作圖，通常采用四段圓弧連接成近似橢圓的作圖方法。現以XOY坐標面上的圓為例說明作圖步驟。
平行于V面
的橢圓長軸
⊥O1Y1軸
平行于H面的橢
圓長軸⊥O1Z1軸
平行于W面的橢
圓長軸⊥O1X1軸
例1 四心法畫橢圓
Z
o2
o3
o4
o5
例 2 圓柱的正等側畫法
小結
1、軸測圖是用軸測投影的方法畫出的一種富有立體感的圖形，它接近于人們的視覺習慣，在生產和學習中常用它作為輔助圖樣，幫助我們想象和構思。
2、畫軸測圖要切記兩點，一是利用平行性質作圖，這是提高作圖速度和準確度的關鍵。二是沿軸向度量，這是作圖正確的關鍵。
第一節：常見的技術圖樣
第六章 設計圖樣的繪制
1、正投影與三視圖
2、形體尺寸的標注
3、機械加工圖
4、刨視圖
5、線路圖
投影
1、投影：在光的照射下，形體在地面上產生的影子。
2、正投影法：假設投影光線與投影平面垂直，在投影平面上求取物體的投影方法。
一個方向的投影能不能完整地表達物體的形狀和大小 ，能不能區分不同的物體？
a.正面投影面用“V”標記；
b.側面投影面用“W”標記；
c.水平投影面用“H”標記；
三投影面之間兩兩的交線
稱為投影軸，分別用OX、OY、OZ表示；
三根軸的交點Ｏ
稱為原點。
三視圖的三投影面體系
三視圖的形成
主視圖：物體由前向后投影所得的圖形，通常反映物體的主要特征。
俯視圖：物體由上向下投影所得的圖形
左視圖：物體由左向右投影所得的圖形。
三視圖的形成及其投影規則
選擇主視圖
畫圖步驟
a、確定畫圖比例和圖紙幅面
根據所畫物體的大小和復雜程度選用
c、在圖紙上畫出各視圖的中心線、對稱線、軸線及其他基準線。
b、布置視圖位置
主視圖確定之后，其他兩個視圖也就相應地確定了。
是主要視圖。選擇表現形態結構最多的面，同時兼顧其他兩個視圖 虛線盡量少
注意：考慮到尺寸布置的需要，可適當加大各視圖之間的距離，
d、 畫底稿
用稍硬的鉛筆（2H鉛筆）。
畫圖順序：為由大到小、由外形到內形及3 個
視圖配合作圖，使每個部分符合“長對正、高平
齊、 寬相等”的投影規律。
e、檢查和描深
底稿完成后，按原畫圖順序仔細檢查，糾正
錯誤和補充遺漏，用 HB 或 B 鉛筆按標準線描出
各線條。
畫圖時應注意的問題
1、先畫主體部分，后畫次要部分。
2、幾個視圖要配合著畫。
不要先畫完一個視圖，再畫另一個視圖。
3、各部分之間畫出分界線
4、描深時先畫圓或圓弧，后畫直線，不可 見
部分用虛線畫出，對稱線、軸線和圓的中心
線均用點劃線畫出。
比例（GB/T14690-1993 ）
圖線（GB/T17450-1998、GB4457.4-1984）
線型的圖線寬度（B）應按圖樣的類型和尺寸大小在下列數系中選擇：0.13mm,0.18mm,0.25mm,0.35mm,0.5mm,0.7mm,1mm,1.4mm,2mm
尺規繪圖工具的使用方法
一．圖板、丁字尺、三角板
圓規、分規
鉛筆
形體結構三視圖
2、形體的尺寸標注
（1）尺寸標注的基本要求 :
正確、完整、清晰、合理。
（2）尺寸要素
（2）尺寸要素
尺寸界線
尺寸界線用細實線繪制，并應由圖形的輪廓線、軸線或對稱中心線處引出。也可利用輪廓線、軸線或對稱中心線作尺寸界線。
尺寸數字
尺寸線用細實線繪制，不能用其它圖線代替，一般也不得與其它圖線重合或畫在其延長線上。
尺寸線
圖樣上所注尺寸表示形體的真實大小與圖樣的大小及繪圖的準確度無關。
尺寸組成的要素
（3）尺寸標注舉例
標注直徑尺寸
標注半徑尺寸
標注形體尺寸
你能完成嗎？
根據右圖所給形體的主視圖、左視圖，分析形體的結構，標注形體尺寸。
（2）組成：
是以三視圖的形式來表達機械加工方法的一種技術圖樣。
（1）定義：
三視圖及其尺寸標注
必要的其他視圖
標題欄和文字說明
3、機械加工圖
4、剖視圖
（1）定義：假想采用剖切平面的方法剖開物體，將觀察者與剖切面之間的部分移去，將其余部分向投影面投影所得的圖形稱為~。
（2）剖切面的特征：
（3）畫剖視圖，要注意什么？
(1)包含內部結構如孔、槽的軸線，或物體的對稱面；
(2)平行于相應的投影面
5、線路圖
電子線路圖是指用圖形符號和線段組成的電子工程用的略圖。包括電路原理圖、接線圖和邏輯圖。
如何識讀線路圖？
(1)認識元器件符號；(2)清楚元器件的連接方式；(3)確定信號流向
馬上行動
閱讀右面的電路圖:
1．說明電路中有哪些元器件。
2．根據元器件符號間的連接，判斷信號流向，并說明該電路可以實現什么樣的功能。
教學反思
1、決不能教教材、也不能完全完全脫離教材，需把二者結合起來。
2、決不能一言堂，必須了解學生的實際情況，有所舍
棄，盡可能做到“做中學、學中做”，調動學生的積極性。
3、教師必須提前充電，熱蒸現賣式容易讓教師自己剛經
過努力搞明白的知識下意識的當成了重點。通用技術——技術與設計1
隨著科學技術突飛猛進的發展，技術日益成為我們生活中幾乎無時不在、無處不在、無所不在的客觀存在，成為引起社會變化和應對社會變化的重要因素。因此，技術素養是當代青少年的基本素養。
通用技術在本課程中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、注重創新、高度綜合、科學與人文融合的課程。它的學習過程是同學們主動建構知識、不斷拓展能力、形成良好情感態度與價值觀的過程，是一個富有生機、充滿探究、方式多元的活動過程。
相信通用技術的學習一定會成為同學們豆蔻年華中夯實基礎、挑戰自我、享受創造與發展樂趣的美好生活的一部分。
第一章 走進技術世界
從人類遠祖掌握鉆木取火的技術開始，人類歷史便掀開了文明的序幕。技術，不僅保護人、解放人、發展人，滿足人類的需求，而且推動社會的發展，促進文明的進步。技術的迅猛發展更為人類的未來生活描繪了神奇燦爛的圖景。走進技術世界，即走入了一個全新的異彩紛呈的生活世界。
一、技術的價值
學習目標
理解技術的產生與人類需要之間的關系；理解技術對個人的生活、經濟、社會和環境等方面的影響，能對典型案例進行分析。
1、技術與人
從人類磨制石器、鉆木取火開始，技術就為滿足人類需要而開始了它的歷史旅程。人類在生活中，需要著衣以遮身御寒，于是有了紡織、印染、縫制技術的產生；需要進食以補充能量，于是有了食品烹飪加工技術以及農作物栽培、家畜飼養技術的產生；需要住所以避風擋雨、抵御外來侵害，于是有了建筑技術的產生；需要出行以認識更廣闊的世界，于是有了車船制造技術的產生；需要交往以保持與別人的聯系，于是有了通信郵電技術的產生------
案例分析
從火到燈——人類走向文明的歷程
燈火象征著光明、希望和威力。從普羅米修斯盜火拯救人類，到阿拉丁神燈實現人的愿望，再到寶蓮燈賦予人以力量，這些神話充分說明了燈火在人們心中的重要地位和作用。
遠古時代，人類在夜間依靠星星和月亮投射而來的微弱的光亮照明。170萬年前，人類才發現雷擊或火山爆發所產生的天然火可以照明，并學會將其引入洞穴、保存火種。直到人類掌握了以石擊石、鉆木取火的人工取火技術之后，人類歷史才真正進入了人工照明的時代，人類“日出而作，日落而息”的生活方式發生了改變，活動時間得以延長。
為了滿足照明方面不斷發展的需求，人類逐漸有意識地采用各種方法和手段發明和改進了燈具。火把是燈的雛形，但是其照明不夠持久和方便。舊石器時代，人類在煮食動物時發現動物油脂易燃，于是學會將動物油脂盛在空心石頭或海螺里點燃，這樣就有了最原始的燈。后來發現松脂比動物油脂更清潔，于是植物油燈日益取代了動物油脂燈。人類學會以植物油為原料制成蠟燭以后，蠟燭的應用得到推廣。采礦技術和化工技術的發展使煤油燈、煤氣燈得以問世。
19世紀以來，人類獲取人造光的途徑和手段更加豐富，同時對照明也有了新的需求，希望人造光能夠更亮、更省、更清潔、更高效、更安全，技術的發展則很好地實現了這些要求。1809年，英國化學家戴維發明電弧光燈，人類進行了利用電照明時代。1906年，愛迪生以鎢絲為燈絲發明了家用電燈泡。以后，白熾燈、日光燈、節能燈以及當代利用高科技發明的各種高科技燈如雨后春筍般登上照明的舞臺，極大地方便了人們的生產和生活。
討論
1、如果人類沒有控制和利用火的技術，沒有發明燈，世界將會是怎樣一幅圖景？
2、人類對于光明的需求，怎樣推動了照明技術的產生與發展？
閱讀
火與烹飪、制陶、冶煉技術
雷電擊中了大樹，引起森林火災。人類的祖先從食用被火燒死的野獸中受到啟示，學會了用火來燒烤食物。這也許是人類最早的烹飪技術。
在原始時代，人類在用火取暖和燒烤食物的過程中，發現被燒過的泥罐變得堅固耐用，而且可以貯水。這樣，制陶技術就逐漸產生了。
在燒制陶土的過程中，人類發現礦砂經過火燒，可以冶煉出青銅。于是，最早的冶煉技術開始萌芽。冶煉技術的出現，使得人類可以使用金屬制造生產工具，極大地促進了農業生產的發展，推動了人類社會的不斷發展和進步。
技術的產生和發展，能更好地滿足人們的需求，使人們的生活更加精彩。如紡織技術的產生和發展為人們提供了種類繁多、功能各異的面料，而縫制技術的產生，則使服裝的制作更加簡易、快捷。色彩、面料、款式各異的服裝把人們的生活裝點得更加多姿多彩。
馬上行動
分析下列技術的產生分別滿足了人們的哪些需求。
印刷技術
農耕技術
攝像技術
B超技術
技術具有保護人、解放人和發展人的作用。它首先為人提供了抵抗不良環境，防止野獸、病菌等侵害的手段和工具，從而使人在適應自然的過程中生存下來。人往往需要依靠技術保護自己。
思考
1、原始人最初為什么要選擇穴居或在樹上棲居等居住方式？
2、原始人隨身攜帶磨制好的尖削石器，除了用來切割獸皮獸肉以外，還有什么用途？
3、瘧疾、天花、鼠疫、肺結核等疾病曾奪去數百萬人的生命，為什么現代人對它們不再如此恐慌？
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、眼、耳、腦等身體器官，拓展了活動空間，提高了勞動效率，增強了利用自然、保護自然、合理地改造自然的能力。以人的體力解放為例，隨著蒸汽動力、內燃動力、電力、核動力、太陽能動力等技術的發展，人的體力得到了愈加高效的解放。
討論
交通工具的發展使人們的出行便捷、舒適，但是也可能使人們過分依賴現代交通工具而缺乏鍛煉，以致影響身體健康。你認為應該如何看待這一問題？
人類在探究技術、使用技術、發展技術的過程中，不僅改變著客觀世界，而且改變著主觀世界。技術促進人的精神和智力的發展，使得人的創新精神和批判能力得到提高，思維方式發生轉變，自我價值得以實現。
案例分析
通過技術活動實現自我價值——愛迪生的故事
愛迪生從小就是個求知欲特別強的孩子。為了弄懂船為什么能浮在水面上，他縱身跳進水中，險些淹死；看到母雞孵出小雞，他也學母雞的樣子趴在雞蛋上------對技術的濃厚興趣和熱情推動著愛迪生不斷地進行創造和發明。他創造了碳極式發射器、碳阻送話器和受話器，使貝爾電話的音質成倍地提高；發明并不斷更新、改造了留聲機；歷經10余年努力發明了電燈。
1929年，在電燈發明50周年的時候，包括美國總統在內的500多名社會名流在華盛頓隆重集會慶祝。愛迪生在經久不息的掌聲中出場，他激動地說：“倘若我做的工作給這個社會哪怕只能帶來一絲幸福，那我也就因此而滿足了------”1931年10月18日，愛迪生逝世。在舉行葬禮的那天晚上，美國全國停電1分鐘以示哀悼。愛迪生，這位技術大師，在億萬人的心中放射出奪目而永恒的光彩。
討論
技術上的創造與發明使愛迪生得到終身的發展和自我價值的實現。結合你的經驗，談談參與技術活動對你個人發展的作用和意義。
2、技術與社會
在當代，技術在社會發展中的作用更加巨大。它促進了社會生產的發展，豐富了社會文化的內容，改變了社會生活的方式，是推動社會發展和文明進步的主發動力之一。
技術是社會財富積累的一種形式，對社會生產具有直接的經濟意義。它促進了社會經濟的增長，實現了產業結構的升級，并為企業的發展提供了基礎。
案例分析
福特T型車的生產流水線
1908年，福特汽車公司吸取了流水線和互換性設計與制造的新思想，推出了T型車。T型車利用新的制造技術和新材料，大大簡化了生產過程，降低了生產成本，并使新型汽車能適應鄉間交通的條件，而且易于維修。從此，汽車脫下了高貴的外衣，開進了成千上萬的尋常百姓家，美國變為“車輪上的國家”，福特也成了汽車的代名詞。
1914年，福特在裝配過程中按加工對象的特點來設置機器，并遵循科學管理的原則，把制造技術和復雜工作的規范進行分解，創立了世界上首條汽車生產流水線，首次實現了汽車大批量、高效率、低成本的生產，使汽車市場大大擴展。1903年，福特公司初建時，汽車的年產量僅為1700輛；1908年推出T型車時，年產量為1萬輛；1914年采用流水線生產汽車，年產量猛增到30萬輛；1923年達190萬輛，占世界汽車總產量的44%。
討論
技術對企業的發展具有什么重要意義？
鏈接
863中國高技術研究發展計劃http://www.863.
中國高新技術產業導報http://www.
隨著技術的發展，勞動力結構也發生了較大變化，第一、第二產業從業者數量減少，第三產業從業者數量大幅度增加。同時，勞動者隊伍出現了知識化的新趨勢，整體的科學技術和文化素質日益提高。
辯論
有人認為，技術發展導致失業；也有人認為，技術發展提供了就業機會。請就此問題展開辯論。
案例分析
農業技術的發展與勞作方式的變革
傳統農業通過發展復種、間種、套種等技術，一定程度上打破了土地面積的制約，這些技術的運用需要增加單位面積上的勞動投入量，因此，統稱為以勞動換取土地的技術。
現代農業技術一般可分為現代生化技術和現代機械技術兩大類。現代生化技術被稱為節約土地的技術，現代機械技術被稱為節約勞動的技術。
思考
采用現代農業技術的農民，其勞作方式將會發生怎樣的改變？
技術不僅為生產提供了先進的手段和工具，提高了生產效率和經濟效益，而且豐富了人們的社會生活，使人們的衣、食、住、行、交往、娛樂、教育等方面都發生了改變。
案例分析
相同距離，不同出行方式時間對比圖
隨著技術進步所帶來的交通工具的發展，人們的出行方式發生了重大變化，人們出行的時間大大縮短，出行的方便程度大大提高。下圖是一般情況下采用不同的出行方式從甲地到乙地的時間對比示意圖。
討論
交通工具的新發展給當代人們的生活和工作帶來了哪些改變？
技術在軍事、政治、文化等領域也發揮著重要作用。現代通信技術、航空航天技術等的發展，使地球上的各個國家和民族之間的文化交流更加頻繁和直接，地球日益成為一個“村落”；高新技術應用于軍事系統，使現代武器裝備的性能大大提高，對現代戰爭的作戰方式、組織指揮、通信聯絡等產生了重大影響。技術的發展水平已經成為一個國家綜合國力強弱和文明程度高低的標志之一。
3、技術與自然
自然為人類的繁衍生息提供資源。依靠技術，人類得以利用自然和改造自然，并與自然保持和諧共處的友好關系。如技術使填海造田、南水北調、西氣東輸成為可能，在保證自然不受破壞的前提下，合理地實現了自然為人所用的目的。
案例分析
都江堰——“活”的水利博物館
都江堰是戰國時期秦國蜀郡太守李冰父子率眾于公元前256年前后建造的一座運用水動力學原理，采用無壩引水建筑形式的古代大型水利工程。其主體工程規劃科學，布局合理，配合巧妙，聯合發揮了分水、導水、引水和泄洪排沙的功能，形成了科學完整、調控自如的工程體系。
都江堰水利工程創造了人與自然和諧共存的水利形式，它既有灌溉、排水功能，又是水運通道，為成都和周邊城鎮的供水、水運、環保和防洪發揮了多種效益，還衍生了多種文化現象，成為中國乃至世界“‘活’的水利博物館”。
荷蘭風車
荷蘭由于特殊的地理環境，1/3的土地在海平面6m以下，是一個“低地之國”。幾千年來，荷蘭的土層持續緩慢下降，荷蘭人不僅要防止海水吞沒國土，還要圍海造地，不斷擴大自己的生存空間。修筑堤壩和圍海造地都需要大量排水，古代沒有電力，荷蘭人便利用當地極為豐富的風力資源。1229年，荷蘭人發明了世界上第一座為人類提供動力的風車，后來還創造了高達9m的抽水風車。風車成為荷蘭人向大海奪取土地的強有力的武器，大小風車日夜轉動，起到了排出海水、灌溉田地的巨大作用，在荷蘭人向大海奪取土地的斗爭中立下了豐功偉績。同時，風車還被廣泛用于榨油、脫谷等生產勞動中，為荷蘭歷史上的繁榮與發展起到了巨大作用。在歐洲流傳著這樣一句話：上帝創造了人，荷蘭風車創造了陸地。
討論
都江堰的建造使得成都平原由“年年洪災水患”變為“沃野千里，水旱從人，不知饑饉，時無荒年”，并使直接受益的成都成為“天府之國”，抽水風車的轉動使得荷蘭從大海中取得近1/3的國土。請結合案例體會技術在人類利用自然、保護自然、合理地改造自然、實現人與自然和諧共處的過程中所起的重要作用，并聯系實際，談談你還知道哪些類似的例子。
人類在利用技術開發、改造自然時，應把握合理的尺度，注意對自然的保護，不能忽視一些技術或產品對環境可能造成的負面影響。自然資源是有限的，無法承受人類永無止境的開發利用。技術的發展，尤其是能源技術的發展，應以可持續發展為目標，從而實現以更少的能源消耗獲取更大的效益。人類和自然應該成為朋友，人類要改造和利用自然，更要愛護自然。
馬上行動
分析技術給我們的自然環境帶來了哪些問題，與同學交流，提出相應的解決對策，并填入下表。
問 題 解決對策
溫室效應
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，尤其是現代高新技術的發展，更加注重環境保護。
閱讀
造就“綠色”的技術
隨著可持續發展理念的形成，在綜合治理污染、保護生態環境等方面出現了一系列造就“綠色”的技術，主要包括綠色產品的生產技術以及清潔工藝等。
綠色產品是指在生產和使用過程中，不會污染環境和破壞生態的產品的總稱。這些產品從開發設計、原料采用、加工制造、流通、使用、報廢處理到再利用的全過程，都采取無污染和少污染的工藝，以最大限度減輕或消除對環境產生的不良影響。綠色產品包括綠色食品、環保服裝、綠色電視機、綠色計算機、綠色冰箱、綠色汽車、綠色建筑、綠色建材等。
清潔工藝是指各種末端處理技術及減少環境污染的新型生產工藝和生產過程的各個環節。如各種廢氣、廢水、廢物的處理和回收，物料的再循環工藝，有毒有害原料的替代技術，節能技術、少廢無廢的工藝和設備，無毒無害的中間產品等。
練習
1、鞋子最基本的功能是保護我們的腳不受損傷。查閱資料，調查鞋子的發展歷程，試著從以下兩個方面分析鞋子為什么會得到發展：（1）滿足了人類的哪些需求；（2）需要運用哪些技術。
2、技術的發展使人們的工作和生活方式發生了巨大的變化。訪問你的親友，收集這方面的信息，并在全班交流。在此基礎上，總結歸納出全班同學公認的對人們工作和生活方式影響最大的10項技術。
3、調查本地工業或農業中的某項技術產生的背景和發展過程，并評價其對工業或農業發展以及當地自然環境的效應和價值。
二、技術的性質
學習目標
知道技術的發展需要發明和革新，能通過案例進行說明；理解技術活動往往需要綜合運用多種知識；理解技術對倫理道德的影響，能對典型案例進行分析；知道知識產權在技術領域的重要性，了解專利的作用、有關規定及申請方法。
1、技術的目的性
任何技術的產生和發展，都是人類有意識、有目的活動的成果。它總是從一定的具體目的出發，針對具體的問題，形成解決的方法，從而滿足人們某方面的具體需求。
案例分析
對于聽覺不太靈敏的人來說，能自如地聽到外界的聲音、正常地與人交流，是一件夢寐以求的事。助聽器的發明正是從這一愿望出發，使他們的夢想變為現實。
為了使聽覺不太靈敏的人清楚地聽到外界的聲音，人們作過很多嘗試。例如，在椅子與椅子之間通過管子傳送聲音，使之不會消散。但是耳聾的人需要的是能將聲音放大，并方便佩戴的助聽工具。1923年，馬可尼公司研制出由電子管控制的助聽器，裝在一個16磅的盒子里。20世紀30年代，電子管趨于小型化，人們可以把電子助聽器做成盒式照相機一樣大小。但是，這么大的助聽器還是沒有辦法佩戴，人們需要一種更小巧、更輕便的助聽器。20世紀50年代，晶體管的問世帶領人們進入了微型化的時代，人們把助聽器中的微型電路做成針頭一樣大小，這樣的助聽器既能將放大的聲音更清晰地傳入耳中，又方便佩戴，從而使耳聾人與外界的交流更加便捷。
討論
助聽器的發明：
1、從什么具體目的出發 。
2、解決了什么具體問題 。
3、滿足了什么具體需求 。
技術的目的性體現在豐富多彩的技術活動之中。人類有目的、有計劃、有步驟的技術活動推進了技術的不斷優化和不斷發展。
2、技術的創造性
創新是技術發展的核心所在，也是技術對人類富有挑戰意義的內在原因。在人類歷史的長河中，每一項技術的問世都是創新的結果，都閃爍著創新的光芒。
小辭典
創新就是建立一種新的生產函數。
——熊彼特
創新就是為達到一個有用的目的而采用一種新方法。
——西蒙。德魯克
創新就是在經濟和社會領域內成功地生產、吸收和應用新事物。
——歐盟1995年度《創新綠皮書》
討論
有人認為技術創新就是一項發明的第一次應用。你是否贊同？說說你的理由。
技術的發展需要創新。技術創新常常表現為技術革新和技術發明。技術革新一般是在原有的基礎上的變革和改進，技術發明則是一項新技術的產生。歷史上一些重要的技術發明對技術發展具有巨大的推動作用。
案例分析
瓦特發明的蒸汽機是一種成本效益合理的動力機器，它改變了人類過去完全靠人力、畜力、水力作為主要動力的歷史，形成了一個以動力技術為主導技術，以機器加工、蒸汽動力、機械制造、鐵路運輸和鋼鐵冶煉等技術為主導技術群的技術體系，從而引發了第一次技術革命，把人類從手工業時期帶到了機器時代。
討論
蒸汽機的發明如何推動了技術的發展？你能列舉1—2個類似的實例嗎？
技術的創新是一個艱難而曲折的歷程，有時一個產品往往要經歷漫長的進化過程，需要不斷的更新換代。技術的不斷革新是通向技術發展之路的重要機制。
案例分析
顯示器的革新與電視機的創新
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、柱面顯像管、平面直角顯像管到純平顯像管等革新過程。
液晶顯示器是一種平板顯示器，它經歷了從動態散射液晶顯示器、扭曲向列液晶顯示器、超扭曲向列液晶顯示器到最新的薄膜晶體管液晶顯示器的發展過程。
等離子體顯示器是發光型平板顯示器，它利用惰性氣體放電產生紫外線激勵平板內的紅、綠、藍熒光粉發光而產生彩色影像。
因顯示器的革新，電視機也相應地得到了發展，產生了球面電視機、平面直角電視機純平電視機、液晶顯示電視機、等離子體電視機等電視機。
思考
電視機的創新和發展經歷了哪幾個技術革新階段？
3、技術的綜合性
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。一般地，每一項技術都需要綜合運用多個學科、多方面的知識。小到小板凳的作用技術，大到航空航天技術，都是多種知識共同作用的結果。
馬上行動
分析制作一個小板凳需要綜合運用哪些學科的哪些知識，在左圖中的小橢圓形空白處填寫這些學科的名稱。
技術與科學的區別與聯系
科學和技術是兩個不同的概念。科學是對各種事實和現象進行觀察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計算和實驗，從而發現規律，并予以驗證和公式化的知識體系；技術則是人類為滿足自身的需求和愿望對大自然進行的改造。
科學側重認識自然，力求有所發現，技術則側重利用和合理地改造自然，力求有所發明；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；科學通過實驗驗證假設，形成結論，技術則通過試驗，驗證方案的可行性與合理性，并實現優化。
馬上行動
牛頓發現萬有引力定律是典型的科學活動，而瓦特發明蒸汽機則是典型的技術活動。
結合自己的知識和經驗，分別舉出3個科學活動和技術活動的實例。
科學活動 技術活動
古代，技術推動了當時實用科學的發展，而當時的科學對技術的影響甚微，往往只有依靠長期的經驗積累而形成的技能和手藝。到了現代，科學研究為技術發展拓展空間，成為技術發展的重要基礎。同時，技術發展也促進科學的應用與延伸。科學促進技術發展，技術推動科學進步。
討論
有人將科學與技術的關系比喻成一對“聯體嬰兒”，你怎樣評價？
技術與其他學科的關系
技術不僅與科學有著緊密的關系，而且與其他學科也有著千絲萬縷的聯系。如當代技術與藝術的關系就十分密切。技術常常涉及工具、材料、技能、工藝、程序等，而藝術則涉及人類的價值觀、審美觀、藝術修養等。藝術能觸發智慧的火花，激發技術創造的想像力，而技術進步也會帶來藝術創作方式的改變。
4、技術的兩面性
任何事物客觀上都具有兩面性，技術也不例外。它既可以給人們帶來福音，也可能給人們帶來危害。如電池可以隨時地為人類帶來光明和動力，但是任意丟棄的廢舊電池中所含有的重金屬會對環境造成巨大的破壞，一粒鈕扣電池就能污染6×105L水。
馬上行動
請你列舉幾項常見的技術，并分析其正反兩面性。
常見的技術 正反兩面性
正
反
正
反
正
反
正
反
實用性是技術的基本特性。沒有實用價值的技術，就無法滿足人類的需求，也就沒有存在的意義。但是，如果實用性被發展到不恰當的地步，甚至于不考慮技術對環境、對他人造成的不良影響而盲目地追求功利性，這就違背了技術的本義，走向了它的反面。在技術發明和使用的過程中，應避免急功近利、目的不良、使用不當等情況的發生，始終堅持技術造福人類的信念。
閱讀
信息技術帶來的困擾
信息技術的發展使人們之間的溝通和交流更加便捷高效，但是信息技術使用不當，也產生了種種利用現代信息和電子通信技術從事犯罪的活動，如非法截取信息、竅取各種情報，復制與傳播計算機病毒、黃色影像制品和精神垃圾，偽造和篡改信息、進行詐騙活動，遙控指揮走私、販毒、恐怖活動等。
現代技術的發展，也挑戰著傳統的倫理道德觀念。由技術引發的倫理道德問題，已引起人們的關注和反思，如大家熟悉的克隆技術就是一個很好的例子。
案例分析
決定胎兒性別的技術
1986年，日本科學家利用離心機將含有X染色體和含有Y染色體的精子分離開，而后將卵子放在試管中與選出的精子結合，“制造”出男孩和女孩。發展這項技術的初衷是選擇女孩以控制血友病。但現在，這項技術已用于為希望生男孩的夫婦服務。這就引起了一場決定胎兒性別的技術是否合乎道德觀念的激烈爭辯。反對者擔心這樣會改變人口中男女人數的自然平衡，破壞自然法則，助長傳統的重男輕女的風氣，使人口結構發生改變。贊成者認為這項技術將有助于防止遺傳病，況且人們有權選擇自己孩子的性別。
討論
你對“決定胎兒性別的技術”是支持還是反對？請展開討論。
5、技術的專利性
技術作為創造性勞動的成果，是技術發明者智慧和勞動的結晶，它凝結著豐富的社會價值和經濟價值。在技術實現其價值的過程中，技術發明者對此享有一定的權利，這些權利受到法律的保護。知識產權制度正是保護技術發明者的合法權益，對技術創新活動，從發明創造的構思開始，一直到研究、開發、實現產業化、走向市場這一全過程起激勵、信息傳播和市場保護作用的制度。
小辭典
知識產權是人們基于自己的智力活動創造的成果和經營管理活動的標記、信譽而依法享有的權利。廣義上包括著作權、鄰接權、商標權、商號權、商業秘密權、產地標記權、專利權、集成電路布圖設計權等各種權利。狹義上包括著作權、專利權、商標權三個部分。
案例分析
復印機的專利壁壘
20世紀中葉，美國施樂公司發明者的復印機掀起了一場劃時代的辦公室革命，購買復印機的公司趨之若鶩。昂貴的售價為施樂公司帶來了巨額的利潤。面對廣闊的發展前景和巨大的利潤誘惑，日本的佳能、理光等企業更是處心積慮地籌劃進入復印機制造領域。施樂公司為了阻止這些公司的加入，先后為其研發的復印機申請了500多項專利，幾乎囊括了復印機的全部部件和關鍵技術環節。對于施樂公司設置的專利壁壘，這幾家公司一籌莫展。最后佳能公司因開發了小型復印機技術，這才繞過了施樂公司設置的專利壁壘。
（摘自http://business./81/65/article204196581.html ( http: / / business. / 81 / 65 / article204196581.html )）
討論
結合案例談談專利有什么作用。
知識產權制度體現了市場經濟條件下，人們對知識的尊重和保護。它允許專利所有權人對專利技術具有一定的壟斷性，使其專利技術和產品在一定時間內獨占市場，從而得到豐厚的回報，保持發明創造的積極性，使技術創新活動走向良性循環。
鏈接
中國知識產權網http://
中國知識產權司法保護http://www. ( http: / / www. )
小辭典
專利制度
專利制度是技術、法律、經濟三位一體的知識產權保護最重要的形式，是以技術上的發明創造為基礎，在《專利法》的保護下，以獨占市場為主要特征，以謀求發明創造獲得最大經濟效益為目標的國際公認和通行的手段。
專利權是不能自動取得的，對于符合新穎性、創造性、實用性的發明或實用新型技術，必須履行《專利法》所規定的專利申請手續，向國家專利局提交必要的申請文件，經過法定的審批程序，最后審定是否授予專利權。
1、提交申請階段
申請人提交請求書、說明書及其摘要和權利要求書等文件一式兩份，申請文件應打印或印刷
2、受理階段
代辦處對受理的專利申請文件進行審查，確定申請曰，給予申請號，發出申請受理通知書、費用繳納通知書。
3、初審階段
審查申請是否存在明顯缺陷以及申請文件是否齊備、其格式是否符合要求。
4、發明專利申請公布階段。
5、發明專利申請實質審查階段
全面審查專利申請是否具備新穎性、創造性、實用性以及專利法規定的其他實質性條件。
6、授權階段
專利局發現授權通知書和辦理登記手續通知書。申請人接到以后，在兩個月內按照通知的要求辦理登記手續并交納規定費用的，專利局將授予專利權，頒發專利證書，在專利登記簿記錄，并在《專利公報上公告》。
馬上行動
全班同學為兩組，分別扮演某項專利的申請方和專利授予方，模擬專利申請的過程。
思考
你認為技術還有哪些特性？請作具體說明。
練習
1、閱讀下文，談談你的看法，并嘗試草擬“科學合理地使用技術應遵循的條例”。
技術及其應用有點像錘子的使用：給小孩一把錘子，他會無論什么都用錘子去敲。當我們有了一把奇巧的技術錘子時，我們當中就會有這種小孩。我們必須謹防自己受不住誘惑，而拿它來敲敲這敲敲那，什么都用它來敲。我們需要錘子，但是不能濫用錘子。
2、查閱有關空間技術的資料，分析它怎樣體現了技術的目的性、創新性、綜合性、兩面性和專利性等性質。
三、技術的未來
學習目標
了解技術的未來發展趨勢，形成對技術的積極情感和理性態度。
在日新月異的21世紀，人類社會將繼續發生重要變化。技術將日益成為引導社會變化、塑造社會變化、應對社會變化的重要因素。面對技術對人類、對社會所產生的重大影響，人們常常會問：未來的技術將走向何處？
案例分析
“無線家庭”一天的“無線生活”
文莉家安裝有無線家庭網絡，每個家庭成員都可接入無線高速因特網。退休在家的母親閑暇時，或者看看電視，或者上網與同齡人一起下象棋。家里的幾臺電視都無線連接到同一信號源，她既可以在臥室或客廳里用電視或電腦收看節目，也可以在浴室里使用防水掌上電腦收看。
文莉早晨上班前，先到機場接客戶。到了機場，發現客戶的航班晚點了，于是她便利用等待的時間用掌上電腦接入辦公室的網絡收發郵件。與此同時，文莉的丈夫凱峰上班前，用電子鎖鎖上門。
中午，凱峰想起來要為母親準備生日禮物，于是他用手機上了因特網，選定合適的商品后，用手機的電子購物功能來購買商品。按一下自己的掌上電腦地圖，他看到代表文莉位置的點就在附近的一家快餐店里，于是他趕到快餐店，和文莉一起共進午餐。
下午文莉在駕車回家之前，先在車里查看了一下家里的溫度，她決定將暖氣調高2℃，用好怕掌上電腦或手機進行這種調節易如反掌。走進家門，家庭娛樂設備已探測到她的進入，頓時自動開啟她喜歡的音樂。文莉從冰箱里拿出晚餐需要的食物，取出的時候，內置傳感器自動記錄她取出的食物，家庭網絡同時更新了每周的補充購物單。此外，這些設備還可自動檢出已過期的食物。凱峰回來了，他們一起做了晚飯。
討論
請你根據自己所知道的技術，并結合案例，大膽設想，口頭續編文莉一家晚上的生活。
閱讀
《告后人書》
愛因斯坦曾寫下一篇“寫給五千年后人民”的《告后人書》，文中寫道：“我們這個時代產生了許多天才人物，他們的發明可以使我們生活舒適得多--------縱然有這一切------人人都生活在恐懼的陰影里，生怕失業------而且不同國家的人民還不時互相殘殺。因此一想到未來，大家都憂心忡忡。”
辯論
有人認為，技術的進一步發展可以解決當前技術自身引發的一系列問題，我們要相信技術，依賴技術。
有人則認為，技術的進一步發展固然可以消除它所帶來的一切已知的危害，但是誰能保證，它不會給我們帶來新的更為嚴重的災難呢？
請就上述觀點展開辯論。
對“技術的未來”的追思和憧憬，既不需要技術迷惘中的曠世悲愴，也不需要技術崇拜中的盲目樂觀。應當從人類的根本利益出發，從人類的共同利益出發，從人類的長遠利益出發，更加理性地看待技術，以更為負責、更有遠見、更具道德的方式使用技術，以親近技術的情感、積極探究的姿態參與技術活動，并共同建構個人與社會、人類與自然、經濟與文化相協調的未來的技術世界。
閱讀
“月球城市”
中國科學院院士歐陽自遠在新近出版的《院士展望二十一世紀》一書中撰文認為，人類將于2005年在月球建立裝備加壓艙、發電設備、生活必需品和月球隊表面活動車等，使月球成為一個龐大、穩固而功能齊全的“天然空間站”；2010年將建立設備齊全的永久性居住地，研究人員可在月球表面滯留幾星期，以開展生命科學實驗和天文觀測；2015年將在月球建立小型的永久居住的月球基地；2020年將在月球興建實驗工廠、農場等，使月球的“地球村”自給自足，逐步建立“月球城市”。
21世紀，人類有可能在“月球城市”中建立全球性、并聯式的太陽能發電廠，并且通過傳輸為地球提供長期、穩固的能源。同時，人類還將從月球土壤和月球巖石中提取金屬、氧和其他氣體資源甚至水，利用月球上的弱重力、高真空和超純凈的條件，研制和生產地球上極難獲得的新型材料等。
練習
查閱資料，分析互聯網、克隆技術、轉基因食品等高新技術未來的發展將給我們的生活帶來怎樣的影響。
本章小結
人類的需求和愿望是技術發明與創新的動力，而技術的發展，為人類解放和發展自身提供了支撐，為人類改變工作和生活方式提供了平臺。技術在保護人、解放人、發展人的同時，促進了社會經濟的發展、綜合國力的增強，推動了社會發展和文明進步。人類掌握的技術越廣泛，對自然的利用和改造就越深入。人類和自然應該成為朋友，人類在利用自然、合理地改造自然的同時，應與自然和諧發展。
技術以滿足人類的需求和愿望為目的，目的性貫穿技術活動的始終；創新性是技術的靈魂所在，任何技術的發展都需要發明和革新；技術具有跨學科的性質，需要綜合運用多門學科的多方面知識，技術與科學、藝術的關系尤為密切；技術既有實用性又有功利性，由此引發的技術倫理問題尤其值得人們關注和思考；技術是創造性勞動的成果，具有專利性，專利保護的權利需要依法取得。
技術的未來既充滿希望，也隱含威脅。理性地看待技術的未來，才不至于迷失在技術的世界里。
綜合實踐
1、查閱并整理有關20世紀重大發明者的資料，分析其對人們生活和社會發展有何重要影響，評選出全班同學公認的“20世紀十大重大發明”，在此基礎上，選擇其中某一項發明，分析其技術性質并預測其未來發展趨勢。
2、結合日常生活中某項技術的應用所帶來的正反兩方面的影響，談談你對恩格斯下面這段話的理解。
早在100多年前，恩格斯就曾警告人類，“不要過分陶醉于人類對自然界的勝利”，“人類每一次對自然界的勝利都必然要受到大自然的報復”。
3、閱讀下文，談談你對“割骨增高術”的看法，并就“如何理性地選擇技術”這一問題與同學展開討論。
2004年5月30日，廣州某醫院給接受“割骨”挑戰新高度的管小姐施行了手術。手術后，她腳上套著兩個沉重的鐵架，身上掛著引流管，背上插著鎮痛棒，儼然就是一個全副武裝即將出征的“斗士”。據了解，管小姐所接受的“下肢延長人體增高術”，就是截斷雙腿腿骨，通過人工方法強行讓骨骼和肌肉拉伸而達到增高的目的。手術后7天內，管小姐只能臥床療養，半年內生活都將無法自理。
第一章學習評價
評價內容 自我評價
學習過程 課內完成學習任務情況
課外完成學習任務情況
學習態度評價
學評價
學習結果 本單元學習目標實現情況
學習本單元內容的收獲與不足
第二章 技術世界中的設計
技術世界因設計而愈加精彩，設計是技術發展的關鍵。技術世界中的設計以滿足人的需要為最終目的，因此，設計時需考慮人機關系，以使設計的技術產品更加宜人。通過技術試驗可以改進和優化設計，將設計的風險降至最低。
一、技術與設計的關系
學習目標
理解技術與設計的關系，學會分析設計在技術發明和革新中的作用；了解技術更新對設計產生的重要影響；理解設計的豐富內涵。
1、技術的發展離不開設計
技術世界既是豐富多彩的，又是發展變化的，而這一切都離不開設計。設計是基于一定設想的、有目的的規劃及創造活動。一項技術的創新需要設計，一個技術產品的更新需要設計，一項新工藝的改進也需要設計。尤其在當代，技術發展一日千里，設計與技術的關系越來越密切，成為推進技術發展的重要驅動力。
案例分析
書寫工具
1884年，英國的沃特曼設計了一種用毛細管供給墨水的鋼筆。此筆的端部可以卸下，用一個小的滴管即可將墨水注入毛細管。這樣，鋼筆就可以自由吸水了。鋼筆的設計是對鵝毛筆吸水技術的改進，而用小圓珠筆代替筆尖的設計則使得圓珠筆技術得以誕生。如此，制筆技術又向前推進一步。
電動剃須刀
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。
討論
1、結合以上案例，談談設計對技術的發展有什么重要的價值。
2、設計促進技術發展的例子還有很多，你能想到哪些？
設計是技術成果轉化的橋梁紐帶。通過設計，可以把技術的潛在價值發揮出來，使科技成果更貼近人們的生活，更好地為人類服務。
案例分析
環保餐具的設計
塑料包裝袋引發的白色污染日益嚴重，并且威脅人類的生存環境和社會發展，人們希望采礦有效的措施，減少白色污染對環境造成的壓力。可降解無污染的餐具正是為實現此目的而設計出的一種替代品。其主要原料為價廉、易得的農副產品的不被食用的部分，利用小麥、玉米、稻米、高粱、紅薯等各種農作物的秸稈、稻殼、花生殼、雜草等，制成各種可供一次或多次使用的盒、筷、杯、勺等餐具。環保餐具質硬、耐熱、衛生、無污染，而且使用后還可以作飼料或有機肥料。
討論
試著分析設計在技術成果轉化中的作用，結合自己的認識談談設計對于技術轉化的重要作用。
設計促進技術的革新。富有創造性特征的設計使產品具有新的品質，這種新品質的實現可能要求更先進的技術予以投入和支持，從而使技術在實現設計方案的過程中得以發展。
2、技術更新對設計產生重要影響
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。技術的進步直接制約著設計的發展，先進的技術可以使人們的設計得以實現。
閱讀
達 芬奇的飛行器
早在16世紀文藝復興時期，意大利藝術家達 芬奇就設想了飛行器等交通工具，敏銳地洞悉到現代生活中自行車、飛機、汽車和潛艇的應用，但當時的技術水平不能滿足其設計的要求，隨著現代科學技術的發展，他的設計終于在今天得以實現。
技術更新為設計提供了更為廣闊的發展空間，使設計的主題更加豐富，設計的表達方式更加多樣，設計的效率更高。同時，技術更新也為產品的更新換代創造了更加便利的條件。
案例分析
燈具
用蠟燭作光源的燈具，其造型與油盞、煤油燈有著明顯不同。當電燈發明之后，燈具更是發生了顯著變化，燈具的造型和功能日益千姿百態。對于電燈來說，盡管燈泡相同，但根據不同的需要設計生產民各種各樣的吊燈、臺燈、壁燈、吸頂燈、庭院燈等；當日光燈管出現以后，又改變了白熾燈泡作光源的圓形、球形燈具；而當電池發明之后，各種攜帶方便的手電筒便應運而生。
思考
請大膽設想，隨著科學技術的進步，燈具的設計還將會有什么新發展？
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思維，它促使人們不斷考慮如何應用新技術、新材料、新工藝來改進現有的產品，如何有機地結合各種技術來開發新產品等問題。發展的技術不斷豐富著人們的設計手段和方法。例如，計算機技術應用于設計，改變了設計的技術手段，改變了設計的程序和方法；電腦、掃描儀、打印機使得設計手段更加便捷、豐富。
3、設計的豐富內涵
技術世界中的設計，其核心是技術設計。一般意義上的設計指的是綜合設計，它涉及廣闊的領域。而具體領域中的設計，如技術設計、藝術設計等則更具有本領域的獨特性。技術設計側重于功能、結構、材料、程序、工藝等，圍繞技術的目的而展開，如電飯煲的設計、候車亭的設計；藝術設計側重于欣賞、審美，更強調感覺的需要，如雕像的設計、裝飾鐘的設計。
馬上行動
根據上文提示，請試著歸納藝術設計和技術設計的側重點。
技術設計：功能、結構、 、 、------
藝術設計：色彩、造型、 、 、------
在很多情況下，技術設計和藝術設計緊密地聯系在一起。例如，有些產品的設計既要照顧到實用的價值，體現出技術的魅力，也要考慮到美觀的要求，體現出藝術的風采。
本教科書涉及的設計側重于技術產品的設計。
練習
請結合以下材料，分析技術與設計的關系。
1、隱形籬笆讓狗不敢擅離職守。所謂“隱形籬笆”，是一種用無線電裝置控制的電子圍墻。該設計充分利用電子控制技術，將電線環繞庭院四周，由發送器發出電波信號，直接發送到狗頸圈上裝設的接收器。當狗接近家園邊界隱藏的籬笆時，頸圈就會發出一種聲音，警告狗停止前進。這種隱形籬笆可保證狗不會丟失，也不會去傷害過路的陌生人。
隱形籬笆的設計極大地融入了高技術的成分，為人們的生活帶來了極大的便利。
2、隨著激光技術的不斷發展，激光唱片被設計出來。它采用激光束照射唱片上的音槽，不會發出摩擦聲，播放的樂曲優美純凈、自然動聽，如同樂隊和演員就站在眼前演出一樣。并且，唱片設計采用激光技術后，其錄入的信息量大大增加。
二、設計中的人機關系
學習目標
理解人機關系的含義；熟悉人機關系在設計中要實現的目標；了解在設計中如何合理運用人機關系。
1、什么是人機關系
生活中，我們每個人無時無刻不與身邊的物品發生聯系。當我們使用這些物品時，物品就與人產生了一種相互的關系。這種相互的關系稱為人機關系。人機關系中所指的“機”除了人們通常所說的機器外，還包括各種各樣的工具、儀器、設備、設施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等。當人們身處某一環境的時候，這時的人機關系就體現為人與環境的相互關系。在設計中，我們所設計的產品都是從人的需求出發，為人服務的。因此，人機關系也就成為設計活動中必須考慮的核心問題之一。
馬上行動
找出下列活動中的“人”與“機”，體會其人機關系。
1、教師拿著粉筆板書。 2、農民用鋤頭鋤地。
3、漁翁在河邊用釣魚竿釣魚。 4、司機手握方向盤。
5、媽媽拿著拖把拖地
在人與某個產品構成的人機關系中，往往存在復雜的多方面關系。以開門為例，人走近門，便與門板構成人機關系；人要握住把手，便與門把手構成人機關系；人開門以后要通過門，便與門構成人機關系。
案例分析
如下圖所示，乘電梯到某一樓層去存在著很多方面的人機關系。
討論
在乘電梯到某一樓層去的過程中存在哪些方面的人機關系？
1、人與 ；
2、人與 ；
3、人與電梯廂體之間構成的人機關系；
4、人與 ；
------
馬上行動
分析人坐在椅子上的時候，人體的一些部位與椅子構成了哪些人機關系？
1、手臂與椅子的扶手；
2、背與 ；
3、臀與 ；
4、腿與 ；
5、腳與 ；
------
小辭典
人機工程學
人機工程學是研究“人—機—環境”系統中人、機、環境三大要素之間的關系，為解決系統中人的效能、健康等問題提供理論與方法的科學。人機關系是人機工程學研究中的一部分內容。
2、人機關系要實現的目標
人與機之間存在著復雜的關系，我們在設計中考慮人機關系，需要實現哪些目標呢？
高效
在設計中，應把人和機作為一個整體來考慮，合理或最優地分配人和機的功能，以促進二者的協調，提高人的工作效率。同時，人機所在的環境中的一些因素，如溫度、濕度、噪聲、照明、振動、污染和失重等也影響人的效率和行為。
案例分析
鐵鍬的作業效率
被稱為“科學管理之父”的美國人泰勒于1898年在伯利恒鋼鐵公司進行了著名的“鐵鍬作業試驗”。
鐵鍬作業試驗首先系統地研究鏟上的負載應為多大的問題。他用5kg、10 kg、17 kg和20 kg四種裝煤量的鐵鍬進行試驗，發現用10 kg的鐵鍬作業時工人的工作效率最高。每次裝煤量過多，雖然每次的搬運量大，但會令工人很快疲勞，從而減少搬運次數；每次裝煤量過少，雖然可以增加運送次數，但運送總量得不到保證。其次研究各種材料能夠達到標準負載的鍬的形狀、規格問題，與此同時還研究了各種原料裝鍬是最好方法問題。此外，還對每一套動作的精確時間作了研究，從而得出了一名“一流工人”每天應該完成的工作量。這一研究的結果是非常出色的，堆料場的勞動力從400—600人減少為140人，平均每人每天的操作量從16t提高到59t。
思考
“鐵鍬作業試驗”中改進了哪些具體的人機關系而使工人的工作效率大大提高？
健康
人機關系所追求的健康，是指人在長期操作或使用產品的過程中，產品對人的健康不會造成不良的影響。如果產品設計不合理，就會使人處于不恰當的作業姿態，長時間地操作或使用它，不僅使人感到疲勞，還會影響人的身體健康。
馬上行動
“人的身體自重主要由臀部坐骨結節承擔，在座椅前緣處，大腿與椅子之間壓力應盡量減小，座面傾角要適中；腰椎下部應提供支撐，設計適當的靠背以降低背部緊張；坐者應能方便地變換姿勢；椅墊必須有足夠的墊料和適合的硬度，讓壓力均勻地分布于坐骨結節區域------”
根據以上椅子的設計原則，指出下列圖片中設計不合理、有損人體健康的地方。
舒適
人機關系中的舒適，是指人在使用產品的過程中，人體能處于自然的狀態，操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常的肢體活動范圍之內，從而使人不致過早地產生疲勞。心理上的舒適感受也是人機關系應當考慮的目標。
案例分析
培土小工具
右邊兩幅圖都是培土用的工具。它們的造型、結構很相似，只是一幅圖中的把手部分作了處理。
思考
你覺得右邊兩幅圖中的小工具，哪個使用起來更舒適？為什么？
想一想，生活中還有哪些類似的例子。
安全
人機關系中的安全，是指人們在操作和使用產品的過程中，產品對人的身體不構成生理上的傷害，產品與人接觸的部分不允許有尖角和鋒利的邊槽，易產生危險的地方應進行安全保護設計，如汽車的安全帶設計、沖床的安全保護設計、兒童座椅前的護欄設計等，其目的是避免操作者和使用者產生因作業而引起的傷害或傷亡。
思考
在設計中，除了上述目標以外，人機關系還需要實現哪些目標？
3、如何實現合理的人機關系
在設計中，合理的人機關系應該達到高效、健康、舒適、安全的目標。如何實現這種合理的人機關系呢？首先應該明確設計涉及哪些人機關系，其次要考慮這些人機關系涉及哪些因素和技術指標。如要實現人與門之間合理的人機關系，就要考慮門的高度、寬度等，而要實現人與門把手之間合理的人機關系，除需考慮門把手的大小、安裝的高度外，還要考慮人旋動門把手時所需要施力的大小。
在實現合理的人機關系的設計中，我們還應該處理好以下幾個方面的關系。
普通人群與特殊人群
大多數產品是為普通人群設計的，設計參照的標準是依據普通人群的數據確定的。如常見的門，其高度、寬度、門把手的位置等（一般說來，門高200cm，寬70——80cm，門把手高100cm）都是以普通人群的身高、體寬以及左右手習慣等為標準設計的，適于普通人群操作、使用。
馬上行動
在繁華的商業中心設計地下通道，是為了方便行人安全地通過馬路。右圖所示的地下通道，你認為其設計忽略了哪些人群的需要？
靜態的人與動態的人
人們使用產品時處于靜態和動態兩種狀態交替之中，因此，設計的產品不但要符合人體的靜態尺寸，也要符合人體的動態尺寸。
小辭典
靜態尺寸與動態尺寸
靜態尺寸是指人的構造尺寸。動態尺寸是指人的功能尺寸，包括人的動作范圍、體形變化等測量數據。
馬上行動
兩張靠著的單人床，床間距形成的空間可以讓一個成年人自由走動或者站立，卻不足以讓他蹲下來打開抽屜。這里便涉及動態尺寸和靜態尺寸的問題。
請你試著找一找，在我們的生活中，是不是也有很多類似的情況，并將它們列舉出來。
為了形成良好的人機關系，不僅要使產品符合人體靜態尺寸，而且要讓人在使用它時，能夠方便施力、有足夠的空間等。這樣的設計有利于減少人體疲勞，提高效率，滿足健康舒適的要求。
人的生理需求與人的心理需求
設計中的人機關系，不僅要滿足人的生理需求，而且要滿足人的心理需求。產品的色彩、材質等都會對人的心理產生影響，視覺、聽覺、觸覺、味覺等都影響人的心理感受，如果能在設計中注意滿足人在這些方面的心理需求，就可以將人機關系處理得更好。視覺主要獲得形狀、空間關系、色彩等方面的信息。茶座、咖啡屋的設計應以暖色調為主，將空間處理得小一些，以營造溫馨、寧靜的效果；而辦公空間一般應以冷色調為主，空間處理要簡潔明快，以求產生嚴謹、高效的工作氛圍。這樣的設計都是為了滿足人的心理需求。
馬上行動
取出你手邊的任意一件產品（一支筆、一副眼鏡等），從造型、色彩等方面分析它給你帶來的心理感受是怎樣的。也可就教室的環境，包括空間、色彩、照明等方面談談它給你帶來的心理感受，并說明理由。
信息的交互
人與產品的互動過程就是人與產品之間信息傳遞的過程，即人機之間運用信息語言交流的過程。改善信息傳遞的途徑能夠獲得更好的人機關系。例如，前些年的按鍵式固定電話，只有按鍵而沒有液晶顯示屏，無法顯示撥號信息，人們只能通過電話按鍵提示音判斷是否按下按鍵。現今出現的液晶顯示屏電話，可以提供給人們視、聽覺雙重信息傳遞途徑，大大地方便了用戶的操作。
討論
日常生活中，還有很多產品較好地實現了人機之間的信息傳遞，如帶顯示器的接線板。你還能想到哪些類似的產品？列舉出來。
不同的信息傳遞類型有著不同的特征，不恰當的信息傳遞類型的選取往往導致不良的人機關系，我們應該根據目的為人機交互選擇最佳的信息傳遞類型。
思考
如果汽車的喇叭聲換成閃燈會出現什么后果？
選定了信息傳遞類型后，還要注意設計好信息源。信息源的布置應該符合安全、明確、快速定位的要求，并且要考慮操作流程、重要性、使用頻率等方面。
探究
電腦界面越來越人性化，用戶只需輕輕點擊鼠標，所有的任務就可以在系統提示下完成，操作起來非常簡單、方便。例如，當電子郵件都接收完畢時，不僅有文字提示，同時還有聲音提示。
想一想，電腦還有哪些操作界面充分考慮了人機關系？
閱讀
汽車的顏色
新西蘭的專家們通過調查分析得出，淺顏色的車子看起來非常顯眼，因此在車禍高發的夜晚時段開淺色車子會很安全，而銀灰色又是淺顏色中最能避免車禍的，因為這種顏色可以反射燈光，更容易令其他司機注意到。專家表示：“銀灰色車遭遇車禍的概率只是其他顏色車子的一半。”研究小組還注意到，棕色車子遭遇車禍的概率最高，然后是綠色和灰色車子，而紅色、黃色、藍色車子則相對安全一些。
練習
1、選擇日常生活中的某一產品，分析其在人機關系處理上存在的缺陷，提出改進意見，并填寫下表。
產品名稱： 。
現有缺陷 改進意見
1、
2、
3、
4、
2、圖示的兩把剪刀，如果你站在工作臺前用它們來裁剪布料，你覺得哪一把使用起來會比較方便、省力、效率高？如果你處于坐姿的狀態下，使用它們來剪裁紙張，哪一把用起來會比較方便呢？分析其原因。
三、技術試驗及其方法
學習目標
了解技術試驗的重要性；能進行簡單的技術試驗，并寫出試驗報告。
1、什么是技術試驗
我們通常將技術活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗、優化等探索性實踐活動稱為技術試驗。技術試驗是技術活動中的一項重要內容，在技術發明、技術革新、技術推廣等活動中，它不僅是對技術成功與否的驗證，更是發現問題、探究規律、優化技術的關鍵。
案例分析
技術試驗衛星
技術試驗衛星是進行新技術試驗或為應用衛星進行試驗的衛星。
人造衛星在發射上天前必須經過一系列的地面試驗，以考驗衛星的技術性能。但是地面環境畢竟不同于天上，在地面上試驗完了還必須上天試一試。無論哪個國家在發射每一種應用衛星之初，都要發射一些技術試驗衛星。美國的返回式衛星就是在發射了12顆技術試驗衛星后才掌握了衛星回收技術的。
討論
1、為什么要進行技術試驗？
2、你在日常生活中接觸了哪些技術試驗？請舉例說明。
鏈接
登陸中國航天人才網http:// ( http: / / )，查閱有關航天技術試驗的資料。
案例分析
阿什塔比拉河橋的垮塌
過去，美國橋梁設計界一直采用可靠的豪威木制桁架結構。1863年，克里夫蘭的鐵路巨頭斯托恩驕傲地宣稱，他們在橋梁設計技術上取得了一項重大進步，即橋梁的建筑材料全部采用鐵制材料。然而，斯托恩對這種較新的材料過于信任，未經技術試驗就投入了使用。事實上，全部使用鐵制材料建造橋梁存在實質性的缺陷：這種鐵制橋梁是靠壓力將各部分裝配在一起的，如果有一個接合處發生移動，則整個結構都會隨之移動。
果然，在1876年12月29日，當一列旅客列車經過阿什塔比拉河橋時，一個內部隱藏著氣泡的鐵架發生斷裂，整個橋梁隨之倒塌，100多名旅客在事故中喪生。阿什塔比拉河橋垮塌成為美國歷史上最為嚴重的橋梁垮塌事故。
思考
這個案例給了我們什么啟發？
技術試驗是技術研究不可缺少的基本方法和手段，它對技術應用的實現起到了有力的保障作用。通過技術試驗，可以使設計得以改進和完善，將設計的風險和失誤降到最低。
馬上行動
李寧自己動手制作了一個小板凳，他進行了如下的小試驗來檢驗小板凳承重力和穩定性，你認為他的做法合理嗎？
1、在小板凳上逐步加重物，把重物將小凳壓垮前的一次重力記錄為該小凳的承重力。
2、在小凳上固定一個特制的擋風屏障，用電風扇在一定距離之外吹風，電風扇由遠及近移動，風力由小漸大，記錄擋風屏障連同小凳一起倒下時電風扇與小凳之間的距離以及電風扇的風力。
對技術試驗，我們可以根據應用的范圍不同進行分類，如農業試驗、工業試驗、國防試驗、科學技術試驗等，還可以根據目的的不同進行分類，如性能試驗、優化試驗、預測試驗、信息試驗等。
性能試驗：通過改變所給的條件，測量試驗對象的狀態變化并分析其原因，明確試驗對象的性能或性能故障，如對產品的高（低）溫試驗、振動顛簸試驗等。
小資料
以下是用專用的測量儀器測試材料的一些性能的示意圖。
優化試驗：對試驗對象進行條件優化或條件組合，如農業中不同品種的對比試驗。
預測試驗：通過試驗，預測被試對象狀態的變化及產生的后果，如可以通過老化試驗預測零件老化后的結果。
閱讀
對安全帽的超載試驗
香港科技大學在對安全帽預測的超載試驗中，選擇三種最典型、最常用品牌的安全帽（分別為A、B和C）進行了全面的沖擊試驗和評估。
據ISO3873—1977安全標準，當沖擊能量為50J時，如果安全帽所傳送的最大沖擊力超過5000N，或者當沖擊后安全帽破裂時，安全帽就不再具有保護頭部安全的功能。試驗發現，所有安全帽都能順利通過標準沖擊試驗。但是，在100J的沖擊能量下，A和B安全帽所傳送的最大沖擊力分別超過7000N和8000N，盡管從帽殼上看不出損壞，它卻失去部分保護作用。然而，同樣情況下，C安全帽所傳送的最大沖擊力還保持在3000N以下，仍對頭部有可靠的保護作用。因而，從抗沖擊的角度考慮，C安全帽為最優。
信息試驗：通過測量、采集、識別和處理信息來影響試驗效果。
應當注意到，對技術試驗類型的劃分不是絕對的，有時同樣的試驗，因為目的不同，也可以從不同的類型來理解。
鏈接
http://www.student. ( http: / / www.student. )
2、技術試驗方法
在技術發展的漫長過程中，人們總結了許多技術試驗的方法。這些方法有著各自的特點，同時也有著各自的適用范圍和作用。下面選擇常用的方法加以介紹。
優選試驗法
運用數理統計的方法，選定若干資助典型意義的試驗，邏輯地推出全部試驗所達到的最佳效果，這種試驗方法稱為優選試驗法，如不同品種水稻的對比試驗等。
模擬試驗法
通過再現的形式來模擬現實發生情況的方法稱為模擬試驗法。如汽車碰撞試驗就可以選用模擬試驗法進行試驗，在專用的場所模擬現實中的撞車事故，以考察汽車的性能。采用這種方法進行試驗，可以減小風險，提高效率。
模擬試驗法還可以通過縮小（放大）比例來模擬所設計的現場效果。如水庫大壩從論證、設計到開工建設進行了許多試驗，可將大壩制成等比例的縮小模型，進行水利試驗。
虛擬試驗法
利用計算機技術來虛擬現實中的技術設計原型并進行試驗的方法稱為虛擬試驗法。如用計算機模擬“勇氣”號火星探測器登陸火星表面的場景效果。
強化試驗法
通過擴大和強化試驗對象的作用，以提高試驗效率的方法稱為強化試驗法。檢測產品的抗壓性能時可采用強化試驗法，選用專用的壓力設備，對產品施加一定的壓力，來考察產品承受壓力的最大限度，這是強化外力對產品作用的試驗方法。
移植試驗法
在相互具有差異的事物之間，將某些共同相關的因素從一物移植到另一物進行試驗，這樣的方法就是移植試驗法。如橘子從長江以南移植到長江以北的種植試驗。
馬上行動
某同學對所制作的座椅根據測試內容設計了相應的試驗方法，請你用線將二者連起來。
測試內容 試驗方法
穩定性 親自坐在椅子上感受一下
舒適度 放一些重物在椅子上，看是否能承受
結構強度 用手左右晃一晃，看是否穩固
此外還有創新轉化試驗法、中間試驗法、工業試驗法等。大家也可以在自己的實踐中學習和總結其他更多的試驗方法。
3、技術試驗的實施與報告的寫作
一般地，技術試驗的實施包括制定試驗計劃、抽取樣本、進行試驗、分析數據、得出結論等幾個步驟。
在實施技術試驗之前，必須對試驗過程作周密的設計。“采取哪些試驗方法？”“試驗過程中可能會出現哪些情況？”“情況一旦發生如何應對？”------這些都需要在試驗實施之前做到了然于胸。只有這樣，才能確保技術試驗的順利實施。
技術試驗是一種探索性的實踐活動，需要試驗者具有科學的精神、嚴謹的態度；技術試驗不可能一帆風順，往往會經歷一個曲折的過程，它更需要試驗者擁有頑強的毅力。因此，科學的精神、嚴謹的態度、頑強的毅力等良好品質對于技術試驗的實施具有重要作用，是技術試驗者必須具備的基本品質。
案例分析
當核材料接近臨界值
1945年的一天，斯洛廷和其他幾位科學家正在聚精會神地進行原子彈臨界質量試驗。突然，兩塊裝有核材料的半球越來越接近，就快達到臨界值，中子在迅速地釋放著，核反應即將進行！正在這時，斯洛廷手中的螺絲刀滑脫，情急之中，奮然不顧自己會遭受大劑量核輻射的危險，用手分開了兩個半球，阻止它們達到臨界值。之后，他又鎮靜地記下當時的數據，才安然地躺到前來搶救的擔架上。9天之后，斯洛廷去世了，卻留下一份用生命的代價換來的珍貴資料。
思考
人們在技術試驗中可能會遭遇不可預料的危險，甚至有人為了獲得資料在試驗中英勇獻身，你對此有什么體會？
技術試驗報告是技術試驗工作完成后應當形成的成果，其項目包括試驗目的、試驗準備、試驗步驟、試驗記錄、試驗總結等。試驗報告的文字應力求簡明扼要。
試驗記錄作為試驗的原始記錄，應該是完整和真實的。記錄內容應包括試驗的全過程，當試驗現象反常時，應做出明顯標記，作詳細的記錄。
案例分析
紙張的結構造型與強度的關系的試驗報告
高一（3）班趙梅同學在完成了紙張的結構造型與強度的關系的試驗之后撰寫了如下的試驗報告。
試驗目的：探究紙張的結構造型與強度的關系。
試驗準備：大小相同的紙張若干，膠水，高度相同的木塊兩塊（用做支架），不同質量的砝碼若干，試驗記錄紙，試驗報告書。
試驗過程：
1、取一張紙片放在支架上，再將砝碼放于紙片上，觀察試驗現象并記錄紙片所能承受的砝碼的質量。
2、將其余紙張通過折疊、卷曲等操作，制作成不同的造型（必要時用膠水粘貼），再放于支架上，然后放上砝碼，分別記錄不同造型的紙張所能承受的砝碼的質量。
3、列表比較各次試驗中不同結構造型的紙張的強度。
試驗總結：物體的結構造型對強度有很大的影響，在現實生活中，有很多事例都是通過改變物體的結構造型來增加物體的強度的。
討論
技術試驗報告的格式不是唯一的，不同的技術試驗內容或方法可以形成不同的試驗報告。自己確定一個技術試驗內容，并嘗試設計該試驗的報告。
4、技術試驗在設計中的作用
在技術設計活動中，技術試驗是必不可少的。在技術設計后期，進行綜合性的整體試驗可為設計的評價提供準確、客觀的數據，此時，技術試驗更是必要。通過試驗可以發現問題、深化認識、推動技術設計的發展。
以臺燈設計為例，我們可以通過光照度和反光性的試驗來解決性能的設計問題，通過穩固性試驗來解決結構的設計問題，通過材料絕緣測試來解決設計的安全性問題。
練習
高一（1）班的氣象興趣小組決定設計制作一個統計降雨量的小儀器——降雨量度量器，并用其進行降雨量統計的試驗。請為他們設計一份試驗報告。
本章小結
技術世界異彩紛呈，技術突飛猛進，設計在其中起著舉足輕重的作用。設計是技術發展的關鍵。一般意義中的設計具有豐富的內涵，它主要包括技術設計、藝術設計以及融技術與藝術于一體的綜合設計等。
設計中需考慮人機關系，實現高效、健康、舒適、安全等目標，以使設計的產品符合為人、宜人的理念。合理的人機關系的實現，需要綜合考慮普通人群與特殊人群、靜態的人與動態的人、人的生理需求與人的心理需求以及信息的交互等方面的問題。
在技術發明、技術革新、技術推廣的活動中，技術試驗的作用不可忽視，它是發現問題、探究規律、優化技術的關鍵。技術試驗的種類和方法有很多，應根據具體的目的選擇合適的試驗方法實施技術試驗。技術試驗完成后，應及時總結并撰寫技術試驗報告。
綜合實踐
1、海爾集團之所以能夠不斷、全面、成功地推出深受市場歡迎的小容量洗衣機、變頻健康空調器、環保節能冰箱、拉幕式彩色電視機等創新型家用電器，一個重要原因就是以重視設計為主導，以技術創新為支柱，正確處理了設計和技術之間的關系。
請查閱資料，了解海爾集團為此做了哪些努力。
2、仔細觀察下圖，找出其中人機關系設計不合理的地方。
3、請你為檢測臺燈穩固性設計幾種試驗方法，然后選擇其中一種進行試驗，并寫出其試驗報告。
第二章學習評價
評價內容 自我評價
學習過程 課內完成學習任務情況
課外完成學習任務情況
學習態度評價
學評價
學習結果 本單元學習目標實現情況
學習本單元內容的收獲與不足
第三章 設計過程、原則及評價
大千世界，萬千事物，一切自有其生長的過程，一切自有其生成的機理。人類的設計也是如此。動態而有章可循的過程、開放而有規可矩的原則，是人類設計生生不息、不絕江河的重要保證。
一、設計的一般過程
學習目標
掌握設計的一般過程；知道設計過程中有可能產生多個方案；理解設計過程需要不斷優化。
設計是一個有計劃的創新活動，它有著科學合理的基本工作程序。
1、發現與明確問題
從本質上說，設計是一個問題求解的過程。它從問題出發，并圍繞問題展開各項活動。因此，設計必須從調查需求、分析信息、發現與明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎上提出設計項目，明確設計要求。
陳晨是某市第一中學高一（6）班的學生。在平常的生活中，他發現兒童非常喜歡到戶外活動，但是當他們玩累了，想休息一會兒時，卻常常不能馬上找到適合他們坐的小凳。陳晨想，能不能為小朋友們設計一種適合他們在戶外活動時使用并攜帶方便的小凳呢？
經過討論，陳晨與另外三位同學組成了一個小組。他們在老師的指導下，設計了訪談提綱和調查問卷，并利用課余時間到幼兒園、小學等處，就小凳的一般需求對兒童及成人進行了調查。
調查結束后，陳晨等同學對調查的資料進行了統計、分析，并將各統計結果繪制成了相應的圖表。在此基礎上，他們進行了一次熱烈的討論，最終確定將便攜式小凳作為設計項目，并列出了具體的設計要求。
便攜式小凳的設計要求：
1、結構簡單、穩固，易于制作；
2、自重輕，體積小，攜帶方便；
3、成本不高于5元。
馬上行動
你認為陳晨等同學在設計的發現與明確問題階段進行了哪些具體工作？
主要環節 具體工作內容
調查需求
2、制定設計方案
在發現問題和明確要求的基礎上，我們緊接著要做的就是通過各種渠道，盡可能廣泛地收集設計所需的信息，通過對各種信息的歸納與分析，挖掘影響設計的主要因素，大膽提出各種設計想法，并依據一定條件對各種想法進行篩選，確定最終的設計方案。這就是制定設計方案的過程。
在這個過程中，要大膽突破傳統觀念的束縛，始終明確：
1、運用不同的材料、結構可以產生不同的設計方案；
2、任何設計方案都有改進的可能性，好方案決不會僅有一個。
收集信息
可以通過用戶調查、專家咨詢、查閱圖書資料、收聽收看廣播電視、瀏覽互聯網等渠道收集有關信息。
為了獲得設計所需要的大量資料，陳晨等同學利用課余時間，分頭到商店、工廠、圖書館等處收集到了有關凳子的各種資料，并在互聯網上查到了相應的信息。
1、收集有關各類凳子的資料。
2、收集有關各類便攜、折疊、組合式凳子的資料。
3、查閱人機工程學的有關資料。
4、觀看有關坐具的手工生產和機械化生產的音像資料。
5、訪問木工師傅，了解他們制作凳子的經驗。
6、在幼兒園和小學收集兒童所用凳子的尺寸資料。
思考
你認為還需要收集哪些方面的信息？可以通過哪些途徑收集？
設計分析
面對收集到的各種信息，要根據設計要求，找出設計需要解決的主要問題，并分析其可能的解決辦法。
通過對設計要求和所收集到的各種信息的分析，大家發現，要設計好一個便攜式小凳，必須解決好小凳的材料選擇、結構設計、攜帶方式等主要問題。
在明確了所要解決的主要問題后，陳晨等同學積極思考，提出了一些可能的解決辦法。
在設計分析中我們可以看到，凳子的自重減輕了，卻帶來了材料、結構方面的問題；凳子結構的穩固程度增強了，卻又造成凳子的自重、攜帶方面的問題；凳子攜帶方便了，結構和制作方面卻又出現了問題------
面對設計要求和約束條件之間的相互矛盾，為了找到最好的解決方法，應該提出盡可能多的設想，以便于權衡利弊，作出選擇。
馬上行動
根據設計要求，你認為設計便攜式小凳還需要解決哪些問題？有哪些解決辦法？
解決辦法還需解決的問題 辦法1 辦法2 辦法3 ------
A
B
C
D
方案構思
方案構思是設計過程中最富有挑戰性的環節，它要求我們根據設計要求，大膽構思，努力挖掘自己的創造潛力，提出解決問題的多個設想。
為解決設計分析階段提出的三個關鍵問題，陳晨等同學所在的班級開展了一次別開生面的“頭腦風暴”活動，大家積極思考，提出了符合設計要求的多種材料、結構及連接方式。
材料、結構、連接方式
思考
你還能提出符合設計要求的其他材料、結構和連接方式嗎？
方案呈現
構思過程中產生的設計想法常常是模糊的，為了使其具體化，我們通常會用草圖把它們轉化為視覺形象。同時，這些想法又是零散的，從中我們并不能看到一個完整的設計方案，所以我們還要對這些想法進行綜合。
在大家提出了多種設想后，陳晨等同學對這些設想進行了綜合，并用草圖的形式將它們呈現出來。
A、采用瓦楞紙材料的方案草圖
B、采用木板、木棍材料的方案草圖
C、采用五夾板材料的方案草圖
D、采用其他材料的方案草圖
馬上行動
將全班同學分成四組，每組同學選擇上述設計方案草圖中的一組，先在小組內對所選組中的各個方案的利弊進行討論，然后再在全班進行交流。
方案篩選
當多個設計方案產生以后，我們就要依據一定的原則，對這些方案進行篩選。
考慮到制作出來的小凳要適合批量生產，陳晨等同學選擇了以五夾板為制作材料的五個方案。接著，他們又根據設計要求對這五個方案進行了再次篩選，最后選中了三個方案。
方案C1：1、凳面采用中空的盒式結構；2、兩塊凳腳板平行插入凳面。
方案C2：1、凳面采用中空的盒式結構；2、兩塊凳腳板呈丁字形結構。
方案C3：1、凳面采用中空的盒式結構；2、兩塊凳腳板呈十字形結構。
3、制作模型或原型
完成方案篩選以后，我們就要開始制作模型或原型了。一般地，模型制作包括兩個階段，即繪制圖樣和制作模型或原型。
對于圖樣，我們既可以手工繪制，也可以用計算機輔助繪制。
陳晨等同學手工繪制出了三個設計方案的三視圖。左圖是方案C3 的三視圖。
對于小型、簡單的產品可以直接制作產品原型，而對于大型、復雜的產品先制作縮小、簡化的模型。
陳晨等同學根據繪制的加工圖樣進行了產品原型的制作，在經過鋸、削、刨、磨和裝配等幾道工序之后，他們制作出三個方案的產品原型。
4、測試、評估及優化
要明確設計方案是否可行，我們還必須進行各種測試、評估，以優化設計方案、完善產品原型。
測試
在模型或原型制作完成后，一般需要對其進行測試。測試的目的是檢驗產品在操作、使用過程中，在結構和技術性能等方面能否達到預定的設計要求。
陳晨等同學為了比較三個方案的優劣，對所制作的原型進行了承重力測試和穩定性測試，并對測試結果進行了匯總。
思考
你認為應如何具體實施承重力測試和穩定性測試？還可以通過哪些測試來檢驗設計方案的可行性？
評估
在測試的基礎上，我們還要對設計方案和產品進行較為全面的評估。這種評估，在設計過程中需要反復進行。
陳晨等同學綜合考慮了各方面的因素，對三個方案進行了評估。
評估指標方案 質量（克） 拆卸后體積（cm3） 成本（元） 造型精美程度 結構穩定程度 使用便利程度 加工難易程度
方案C1
方案C2
方案C3
根據測試和評估結果，對照設計要求，陳晨等同學認為，五夾板方案C3是較理想的設計方案。
優化
為了優化設計方案，我們既要分析測試和評估的具體記錄，也要重視對公眾意見的調查，以明確改進的方向。一般說來，我們可以對三種典型人群，即專家（銷售者、制造者）、潛在客戶（可能會用的人）和用戶（正在使用的人）進行調查，征集優化的具體意見。
陳晨等同學在廣泛聽取意見的基礎上，對凳腳板和小凳外觀作了改進和優化。
增加結構強度
五夾板方案C3的凳面是中空的盒式結構，為了使凳面受壓后不發生大的形變，他們在凳腳板上部“造”出一個“肩”，這樣在凳面受到壓力的時候，它的上板和下板都能得到“肩”形結構的支撐。
美化外觀
1、在凳腳板的左右兩側及下方，各挖去一個弧形板。這樣，既美化了外觀，減輕了凳子的自重，又不影響它的結構強度。
2、將小凳的凳面用紙進行包裝，紙面可根據自己的愛好而設計。經美化的小凳拆卸后，將凳腳板放回中空的盒式凳面內，再將它放在書架上，真使人難以分辨書和小凳哩。
5、產品的使用和維護
在產品使用過程中，正確的使用和維護既可以使產品更好地滿足人們的需求，又能延長其使用壽命。因此，掌握正確的使用和維護方法對于產品使用者來說尤為重要。為此，我們通常要設計一份產品使用說明書。
為了使小凳使用者學會正確使用和維護小凳的方法，陳晨等同學又就五夾板方案C3編寫了一份產品使用說明書。
便攜式小凳使用說明書
產品簡介 本產品是一款專門為小朋友外出活動設計的便攜式小凳。它自重輕，體積小，攜帶方便，組裝的方法簡單。
產品構成 中空式凳面，凳腳板（兩塊）
技術指標 凳子高度：16.5cm。
凳子質量：350g。
凳面面積：432cm2 。。
使用方法 先將兩塊凳板從凳面中取出，然后對準插縫，將它們插接起來，再將插接好的凳腳板插入凳面的槽縫中，并用手或其他物體使凳腳板與凳面完全貼緊。
注意事項 1、使用完畢后，要及時拆卸，將凳腳板放回中空的盒式凳面內。
2、勿將過重的物體（大于42kg）放置在小凳上，以免凳面彎曲變形。
3、避免小凳長時間日曬雨淋，以防材料爆裂或受潮。
適用范圍 5—9歲的兒童
為了反思設計過程、總結設計經驗，陳晨等同學在王老師的指導下組織了一次形式活潑、內容豐富的“便攜式小凳設計過程展”，向全班同學展示了他們的“成果”——調查問卷、訪談記錄、資料分析、設計草圖、模型、測試和評估結果以及優化方案，并作了口頭匯報。通過這次活動，陳晨等同學對設計過程有了切身的體會，全班同學在分享他們的成功和喜悅的同時，也加深了對設計過程的認識。
馬上行動
根據課文中的案例，請采用圖示方式展示陳晨等同學設計便攜式小凳的過程。
設計實際上是一個動態發展的過程。在一項具體設計中，有些階段或步驟可能會發生變化，有些步驟之間則可能出現一定的循環。因此，我們不能將設計的過程簡單化、模式化，而應根據設計的需要進行靈活安排。
討論
下圖是一幅描述產品設計過程的示意圖，請就此圖談談你的看法，并與同學交流。
練習
1、選擇課文中的一個或幾個方案，或者改進課文中的某個方案，或者自己設計一個便攜式小凳的設計方案，然后用厚卡紙制作它的模型。
（1）材料：25g16開卡紙兩張，透明膠帶紙，棉線。
（2）工具：筆，尺，刀，剪，針。
（3）要求：①凳高8—9cm，凳面大于40cm2。
②卡紙的剪裁、折疊方式不限，不得使用上述材料之外的其他材料。③組裝拆卸方便，自重輕，承重大，拆卸后體積小。
（4）評價：討論后確定各項指標，采用自評、互評等方式進行評價。
2、在學完這一節的內容之后，你覺得整個設計過程中：
給你印象深的環節是 ；
最具挑戰性的環節是 ；
最為關鍵的環節是 。
二、設計的一般原則
學習目標
理解設計的一般原則；理解設計的一般原則之間存在相互關聯、相互制約的關系；初步學會用設計的一般原則來評價某個產品。
“不以規矩，不成方圓。”要設計好一個產品。除了要經歷一個科學合理的設計過程外，還應遵循一些基本的原則。在長期的設計實踐中，人們逐漸總結出創新、實用、經濟、美觀、道德、技術規范、可持續發展等設計的一般原則。這些原則往往互相關聯、互相制約、互相滲透，并體現在設計過程的各環節之中，成為指導設計過程和進行設計評價的基本準則。
1、創新原則
設計是人類為了追求美好生活而進行的創造性活動。它改變了人們的生活環境，改變了人們的生活方式，同時也促進了社會的發展。那么什么是創新呢？創新就是通過引入新概念、新思想、新方法、新技術等，或對已有產品的革新來創造具有相當社會價值的事物或形式。如創造一種新的產品，或使已有產品具有一種新的特性，或采用一種新的生產方法，或以新的商業方式來處理某種產品等。
案例分析
洗衣機的變遷
洗衣機是每個家庭都熟悉的家用電器。最早出現的洗衣機是用手來操作的，那是一個帶柄的不漏水的箱子。洗衣時，將衣服和水都放進箱子里，然后轉動手柄來攪動衣服。1907年，美國工程師阿爾瓦 費西爾設計出了第一臺電動洗衣機——“托爾”，它利用一個圓筒的來回轉動，使衣物翻動洗凈。這是一種真正節省勞力的設計。隨著工業技術的發展，利用機械代替人從事繁重的勞動成為可能。此后，洗衣機又經歷了由單缸單洗到雙缸半自動，再到全自動滾筒多次變化和更新的過程。
討論
1、洗衣機的誕生和發展給我們的生活帶來了什么？
2、比較相鄰形態洗衣機的發展變化，并填寫下列表格。
比較 手工洗衣與手搖洗衣機 手搖洗衣機與單缸單洗洗衣機 單缸單洗洗衣機與雙缸半自動洗衣機 雙缸半自動洗衣機與全自動滾筒洗衣機
主要變化
創新是設計的核心。一個產品如果沒有任何新意，就很容易被不斷發展的社會所淘汰。生活因設計而豐富多彩，設計因創新而魅力四射。
設計過程中，一般可從原理、結構、技術、材料、工藝等方面考慮改進和突破，以實現創新的目標。要實現產品設計的創新，除了要最大限度地發揮人的智慧外，還應注意利用最新的技術成果和現代的設計理論與方法。
2、實用原則
“雖有乎千金之玉卮，至貴而無當，漏不可盛水------”這句話出自2000多年前戰國時期思想家韓非子之口。意思是說，一個酒杯價值千金，但若是它漏了不能盛酒，也就失去了基本的功能，就沒有了使用價值。所以，對于產品設計來說，必須考慮到它的實用性。
設計中的實用性是指設計的產品為實現其目的而具有的基本功能。它包括物理功能（產品的性能、構造、效率精度和可靠性等）、生理功能（產品使用的方便性、安全性、宜人性等）、心理功能（產品的造型、色彩、機理和裝飾諸要素給人以愉悅感等）和社會功能（產品象征或顯示個人的價值、興趣、愛好或社會地位）等。
產品的實用性是從設計的目的出發的，它隨時代的改變而改變，隨人群的改變而改變，具有鮮明的個性特征。
討論
從產品的實用性出發進行設計時，需要考慮哪些因素？產品是否功能越多越好？
馬上行動
1985年格雷夫斯設計的水壺，實用美觀，獲得極大的成功，這把水壺具有一個最突出的特征——在壺嘴處有一個小鳥的形象。
請仔細觀察右圖，結合水壺造型特點分析其功能，完成下面的連線題。
產品外形設計 功能分析
水燒開時，提醒注意
美觀、形象
開啟出水口
穩定性好
受熱面積大，熱效率高
保護手不被金屬把燙傷
手感舒適
便于傾倒
便于清洗
鏈接
《百年工業設計集萃：20世紀經典創新設計作品》，（英）拜厄斯、（法）德邦著，詹炳宏等譯，中國紡織出版社，2001年2月版。
3、經濟原則
卷紙是一種既便宜又輕便的產品，但其運輸成本在價格中所占比重較高。因此，在運輸中怎樣充分利用空間是設計中需要考慮的重要問題。圓形卷紙在捆扎包裝時會留有縫隙，造成空間的浪費，這樣，方形卷紙在設計中便應運而生。方形卷紙因其斷面是方形的，可以縮小縫隙進行打包，具有提高儲藏和運輸效率的優點。這種設計上的改進降低了運輸成本，提高了經濟效益，體現了經濟原則在設計中的應用。
設計中的經濟原則是指以最低的費用取得最佳的效果。所謂最低的費用，是指產品在得到最優良的設計、實現最佳的功能的同時，所涉及到的各方面的成本的總量最小。由于產品所用的材料都有其特定的性能和加工方法，作為設計者，如果只追求形式美而不了解生產工藝，往往就會出現無法生產或成本很高的情況。另一方面，如果設計者只追求價廉而粗制濫造，就從根本上違背了設計的目的，可能會導致產品滯銷或虧本銷售，造成更大的浪費。
小資料
在設計產品時，要注意采用新工藝、新材料，盡可能做到有利于批量生產，有利于自動化操作和管理，有利于降低材料消耗和節約能源，有利于產品的包裝、運輸、銷售、儲存和回收等各個流通環節的暢通。
案例分析
木桶與塑料桶
普通的木桶和塑料桶，功能相同，但由于木桶一般為手工單件生產，塑料桶是批量生產，所以大批量生產時，塑料桶的生產成本就很低，充分實現了其設計中的經濟追求。
從設計的經濟原則出發，對木桶與塑料桶進行比較，并在下列空格中填上關鍵詞。
制造成本 材料成本 維護成本 使用壽命 運輸成本 儲存成本 回收成本 其他 總體評價
木桶
塑料桶
現代產品除了滿足個別需要的單件制品外，幾乎是供多數人使用的批量產品。產品設計必須從消費者的利益出發，合理使用質優價廉、能優化產品品質的原材料，并在明確目標市場、控制生產成本、提高產品附加值等基礎上改進與完善產品設計，為企業的生存與發展服務。
小資料
價值優勢原理
功能成本比=功能/成本。提高功能成本比的方法：在功能不變的前提下降低成本；在價格不變的前提下增加功能；在增加功能的同時降低成本。
4、美觀原則
手表是人們生活中一件重要的計時工具，它極大地方便了人們的生活和公務的安排，同時它也是一件重要的裝飾品。在滿足計時功能的基礎上，手表的樣式設計變化多樣，表現出不同的美觀特性。
馬上行動
在觀察右面手表設計實例的基礎上：
1、談談自己對各種款式手表的不同感受。
2、選出自己所喜歡的款式，在下面對應的空白處做上標記，并說明理由。
“愛美之心，人皆有之。”好的產品設計不僅能滿足人的物質要求，而且也能讓人從產品外觀上得到美的體驗，享受精神上的愉悅。隨著時代的發展和文明程度的提高，美觀原則對設計越來越重要。在產品技術含量相同、功能類似的情況下，人們總是愿意用同樣或高一點的價格購買更加美觀的產品。設計美觀的產品可以滿足人們求美的心理，美化生活，同時對生產商來說也能增加產品的銷量。
產品外觀的美是通過對產品造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、裝飾圖案等的設計組合來表達的。通過各種元素組合，表現產品不同的設計優點，強調形態美、技術美、材質美、色彩美等獨特的表現元素，就會產生各種不同的產品風格，帶給人們各種美的享受。
產品設計中的美觀原則是多元的，它受到消費者、功能、技術、文化傳統等多方面的影響。例如，兒童用的玩具收錄機通常結構比較簡單，造型卡通化，顏色鮮艷，對比強烈，有的就干脆做成一個玩具娃娃的樣子，符合兒童天真活潑的天性。而面向年輕人的組合音響一般是多功能的高度集成，外觀精致，常有很多操作按鍵、旋鈕，表現出年輕人的時代感、科技感。
思考
分析以下產品設計的實例，試用適當的形容詞描述這些產品外觀的美學特征。
5、道德原則
產品設計不能只將產品考慮為一個孤立的物的實體，還必須考慮它與人、社會、環境的關系，必須遵循道德原則。產品設計者必須具有寬廣的眼界和高度的社會責任感，并力求用設計完美的產品奉獻社會，維護、完善社會倫理道德，推進人類文明的發展。
產品的設計應始終堅持為人服務的宗旨，不能出于某種不道德的目的。如設計旨在摧殘人的肉體，以逼迫他人就范的刑訊逼供器具，就是一種不道德的設計。同時，產品的設計不能單純為了謀取利益而損害人類所居住的環境，更不能為了私利而設計制造低級趣味的產品，生產假冒偽劣產品，甚至用報廢、有毒材料制造食品、藥品等關系到人們身體健康的產品。此外，設計是創造性的活動，在利用有關知識產權和專利的法律法規保護自己的成果的同時，還要尊重他人知識產權、技術成果和道德觀念。那種一味抄襲別人的設計成果的行為也是不道德的。
案例分析
給瓜子“美容”
瓜子是人們喜食的休閑食品。一顆小小的瓜子放在嘴里，吃得香，吃得隨意方便。
為了能使瓜子更“漂亮”、更“可口”，某些廠家在煮制瓜子時，先是放入明礬，以使瓜子不易受潮變軟，保持好的口感；然后將瓜子放入滾筒內，用價格便宜的工業鹽代替食用鹽加以炒制；十多分鐘后，加入滑石粉或工業石蠟給瓜子“拋光”，使炒出來的瓜子光滑、好看；在給瓜子“拋光”的同時，加入調味劑和色素進行調味和調色。如此，經過“美容”的瓜子就出爐了。
經檢測部門檢測，經過“美容”的瓜子中鋁（主要來源于瓜子加工過程中添加的明礬）的含量高出日常飲用水標準13倍。超量的鋁對人的機體造成損害，早期癥狀表現為身體虛弱、抑郁、焦躁、記憶力衰退，嚴重的會造成腎功能衰竭、尿毒癥，如果在腦內沉積過多則會造成癡呆和帕金森綜合癥。而瓜子“美容”過程中所使用的工業石蠟，遇含有非常強的致癌物。
討論
1、道德原則對于產品設計有可意義？
2、設計中的創新原則與道德原則有什么關系？
6、技術規范原則
具有全球漫游功能的移動電話可以在全世界上百個國家自由地漫游通話。這個奇跡之所以能成為現實，是因為這些國家都使用相同的移動電話技術規范來建設它們的電話信號收發設備，這樣，手機就可以在世界各地暢通無阻地使用了。
案例分析
飛機上的圓形窗戶
世界上第一架噴氣客運飛機“彗星號”，它的設計一開始受到普遍贊賞，但是飛行不久就出了事故，原因是它的漂亮的方形窗戶發生破裂。人們都知道，輪船兩側的窗戶都是圓形的，因為圓形能夠把受到的力平均分散，使窗戶不易被壓破，但沒有考慮到飛機的窗戶在空中也會受到很大的力。從那以后，圓形的窗戶就成為飛機設計的一項技術規范。
討論
請結合上述案例說明技術規范為什么應隨著設計的發展而發展。
產品設計不能停留在紙上，必須通過一定的技術手段變成實在的物品。因此，產品的設計必須符合一定的技術規范。技術規范是有關開發生產技術的知識、領域、方法和規定的總和。
技術規范既有強制性的標準，也有推薦使用的技術規范。強制性標準是產品設計制造必須達到的要求，否則將出現各種質量和安全方面的事故。推薦性的技術規范不是產品設計制造必須達到的，而是對企業形象和產品的品質有很大影響的要求。如國際標準化組織的ISO—9000及ISO—14000系列質量、環保標準，電腦的TCO—99環保標準等。產品通過了這些標準的認證，是對其設計、生產、管理高質量的一種體現和認可，而這對消費者選購產品以及企業進入國際市場也都有很大的幫助。
鏈接
中國標準網http://www.
世界標準化組織htt://www.iso.org
馬上行動
尋找生活中應用技術規范較典型的案例，并對技術規范的內容加以說明。
7、可持續發展原則
一次性發泡快餐飯盒曾因其在功能、價格方面的優勢而備受消費者的青睞。但是近年來，人們逐漸意識到這種泡沫飯盒的弊端，因丟棄后長時間內無法降解，其所制造的白色污染對環境造成了極大的危害。
在技術世界中，技術產品是與生態、環境、資源等緊密相連的。樹立可持續發展的理念，體現可持續發展的要求，不僅是產品設計者應當遵循的原則，而且是產品設計者應當承擔的責任。
技術設計的可持續發展原則是指產品的設計既滿足當代發展的需求，又考慮未來發展的需要，不以犧牲后人的利益和長遠的利益為代價來滿足當代人的需求。設計產品時，應充分考慮產品對環境可能造成

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