資源簡介

第一章 走進技術世界
一、技術的價值
1、技術對人類的價值：a
技術的作用保護人（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（體力解放：自行車、內燃動力、電力，手機——信息傳遞）
發展人（愛迪生、袁隆平）
2、技術對生活、生產、文化等方面的影響：a
技術促進社會生產的發展、豐富社會文化的內容、改變社會生活的方式，是推動社會發展和文明進步的主要動力之一。具體為：
⑴ 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。
⑵ 隨著技術的發展，勞動力結構也發了較 ( http: / / www.21cnjy.com )大的變化，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。如因為農業技術的發展與勞作方式的變革使農業從業人口減少。
⑶ 技術不僅為生產提供了先進的手段和工具 ( http: / / www.21cnjy.com )，提高了生產效率和經濟效益，而且豐富了人們的社會生活，使人們衣、食、住、行、交往、娛樂、教育等方面都發生了改變。
⑷ 技術進步不僅帶動社會生產的發展和社會活動的變化，而且滲透到軍事、政治、文化各領域。
3、技術對自然的價值（技術與自然的關系）：c
（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（都江堰、南水北調、西電東送）
（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）
二、技術的性質
1.技術的發展與發明和革新關系：b
技術的基本特性：目的性、創新性、綜合性（運用多種知識）、兩面性、專利性。
創新是技術發展的核心。技術創新常常表現為技 ( http: / / www.21cnjy.com )術革新和技術發明。技術革新是在原有基礎上的變革和改進，技術發明是一項新技術的產生（瓦特蒸汽機與第一次技術革命、顯示器的革新和電視機的創新，具體見課本12-13頁）。技術以滿足人類的需求和愿望為目的--目的性。
2．技術的兩面性：a
任何事物客觀上都有正反兩面性，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。
（例：電池可以帶來光明和動 ( http: / / www.21cnjy.com )力，也可以帶來嚴重的環境污染。網絡技術方便人們交流溝通，但也有人利用網絡犯罪。B超技術可以用于醫療，但也有人進行胎兒鑒別）
3．技術與科學的區別與聯系：b
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 技術則是人類為了滿足自身的需要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，如發現萬有引力定律 技術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
望遠鏡、顯微鏡、電視直播節目、網絡視頻會議、電話、紅外線成像、X光拍片、遙感技術、潛水艇、航天飛機、太陽帆等都屬于技術活動。
聯系：科學促進了技術的發展，技術推動了科學的進步。
4、知識產權在技術領域的重要作用：a
（1）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 專利的特性:獨占性、時間性、地域性
（2）專利申請步驟：提交申請→受理→初審→公布→實質審查→授權
（3）專利在產權保護制度下對技術活動的 ( http: / / www.21cnjy.com )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，使技術創新活動趨向良性循環
三、技術的未來
技術的發展趨勢，對技術的情感和理性態度：b
對“技術的未來”的追思和憧憬，既不 ( http: / / www.21cnjy.com )需要技術迷惘中的曠世悲愴，也不需要技術崇拜中盲目樂觀。理性地看待技術，應以負責、更有遠見、更有具道德的方式使用技術。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。
第二章 技術世界中的設計
一、技術與設計的關系
1、設計的內涵：b
設計是基于一定設想的、有目的的規劃及創造活動。（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：b（務必掌握！）
①技術的發展離不開設計，設計是技術成果轉化的橋梁和紐帶，設計促進技術的革新與發展。（例：白色污染和可降解餐具）
②技術是設計的平臺，技術的革新對設計產生重要影響，為設計提供了廣闊的發展空間。（例：移動通信系統的發展歷程）
說明：一般意義上的設計指綜合設計， ( http: / / www.21cnjy.com )領域廣。而技術設計側重于功能、結構、材料、程序、工藝等；藝術設計側重于色彩、造型等的欣賞、審美，如雕像、裝飾鐘的設計。
二、設計中的人機關系
1、人機關系的含義：b（務必掌握！具體問題中至少能寫出3個的人機關系）
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。
“機”是指計算機、工具、儀器、家具、交通車輛 ( http: / / www.21cnjy.com )以及勞動保護用具等等。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（如電梯中人與梯內的按鍵、眼睛與電腦的屏幕等）。
2.人機關系在設計中要實現的目標：a
①高效：“科學管理之父”泰勒“鐵鍬作業試驗” ②健康：高跟靴、設計不合理的椅子
③舒適：培土小工具手把處理 ④安全：安全帽、安全帶、課桌角、建筑外墻的尼龍網等
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 ( http: / / www.21cnjy.com )系，首先應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，此外還就注意處理以下方面的關系：
① 考慮到普通人群和特殊人群（要考慮到殘疾人的需求、考慮不同人種的身體差異）
② 考慮靜態的人與動態的人的關系
③ 滿足人的心理需 ( http: / / www.21cnjy.com )求和生理需求（視聽觸味覺等的感受，如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。）
④信息的交互（電話機的無液晶屏顯示、有液晶屏顯示、可以視屏通話、洗衣機面板上小燈等。案例：汽車的顏色）
三、技術試驗及其方法
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實驗。（例：技術試驗衛星）
1.技術試驗的重要性：b（務必掌握！）
①技術試驗是技術活動中的一項重要內容，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
②技術試驗是技術研究不可缺少的基本方法和手段，對技術應用的實現起到了有力的保障作用
③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。（例：阿什塔比拉河橋的垮塌、青霉素皮試試驗）
2．技術試驗的常用方法：a
①優選試驗法：不同品種水稻的對比試驗 ②模擬試驗法：汽車碰撞試驗；大壩水利試驗
③虛擬試驗法：例：計算機虛擬火星探測器模擬登陸動畫等。
④強化試驗法：例：磚塊等施工材料的抗壓試驗、耐火試驗
⑤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。許多生物領域的試驗。
3．簡單的技術試驗：c
（1）技術試驗的實施與報告的寫作
技術試驗的實施步驟：制定試驗計劃、抽取樣本、進行試驗、分析數據、得出結論
技術試驗試驗報告：試驗項目、試驗目的、試驗準備、試驗步驟、試驗記錄、試驗總結
（2）技術試驗在設計中的作用：通過 ( http: / / www.21cnjy.com )試驗可以發現問題、深化認識、推動技術設計的發展。特別是在設計的后期，對設計進行綜合性的整體試驗，可以為設計的評價提供準確、客觀的數據。
第三章 設計過程、原則及評價
設計的一般過程
1．設計的一般過程（流程）：a
發現與明確問題→制定設計方案→制作模型或原型→測試、評估及優化→產品的使用和維護
2．設計過程的設計要求和設計方案：a
發現和明確問題：設計是技術發展的關鍵，從本質上說，設計是一個問題求解的過程。
制定方案的步驟（流程）：收集信息→設計分析→方案構思→方案呈現→方案篩選
3．方案設計中創新的意義：b
創新就是通過引入新概念、新思想、新方法 ( http: / / www.21cnjy.com )、新技術等，或對已有的產品的革新來創造具有相當社會價值的事物或形式。創新是設計的核心。可以從原理、結構、技術、材料、工藝等方面進行考慮改進和突破，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和方法。
設計的一般原則
1．設計的一般原則：b
①創新原則（引入新概念、新思想、新方法、新材料、新技術來處理產品或對已有產品的革新），是設計核心。
②實用原則（如產品使用的安全、方便、宜人，給人愉悅感等，具體見課本59頁），是最基本的設計原則
③經濟原則（盡可能就地取材、減少運輸成本）
④美觀原則 ⑤道德原則 ⑥技術規范原則（標準件）
⑦可持續發展原則（要考慮到人類長遠的發展、資源與能源的合理利用、生態的平衡等可持續發展的因素）
2．設計一般原則的相互關系：b 它們之間不是孤立的，往往相互聯系、制約、促進、影響、滲透，具有一定的開放性。
設計的評價
1．設計過程中的評價：b
（1）設計的評價是指依據一定的原則，采取一定方法和手段，對設計所涉及的過程及結果進行事實判斷和價值認定的活動。
加強對設計過程的評價是樹立質量管理意識、加強質量管理、實現設計目標的關鍵。
（2）設計過程的評價內容：設計過程 ( http: / / www.21cnjy.com )是否完備，過程是否全心投入，計劃是否科學嚴密，組織是否協調；分工是否合理；采用的方法是否正確，工作是否具有創新性；各環節或階段的任務是否完成；形成的中間成果（方案）是否符合要求；全過程是否有質量控制和相應的監督、改進措施；是否注意把握各個環節或階段的主要任務和目標；是否要注意把握設計過程中各個環節或階段之間的銜接和協調；設計資源運用是否合理。
2．對產品多方面的評價：b
最終產品是設計過程的結晶，是設計質量、設計水平的集中體現。
（1）對最終產品評價的依據：一是參照設計的一般原則，二是事先制定的設計要求進行評價。在實際評價中，這兩個方面也可以結合起來。
（2）日常用品評價：功能、形態、效 ( http: / / www.21cnjy.com )率、創新性、安全性、易操作性、性能價格比、美學因素、對社會、環境、資源的影響以及市場應用前景等（注意：很可能為設計題型）。
3．評價報告c
第四章 發現與明確問題
一、發現問題
1．發現問題的重要性：a
從技術角度看，人類進步與發展的過程就是不斷地發現問題，不斷地進行設計，從而解決問題的過程。問題的產生？
人類生存活動中必然會遇到的問題 來源于生活
②由別人給出問題，設計者必須針對問題尋求解決方案 來源于需要
③基于一定的目的由設計者自己主動發現，并試圖解決（如右圖的新款手電筒的設計）。來源于你的主動積極發現
發現問題的重要性：第一、第二種問題的 ( http: / / www.21cnjy.com )提出往往比較明確，主要是針對一般的和已有的問題提出的，而第三種問題卻是全新的，它需要我們積極主動的思考，需要我們細致入微的工作，需要我們獨具慧眼的發現。這類問題的發展，一方面可以挑戰和拓展我們的能力，另一方面也有可能更好地滿足人們的需要，推進技術的發展和創新。
2．發現問題的一般方法：c
①觀察日常生活（包括有意識觀察和無意注意）
②收集和分析信息（文獻法，問卷調查法，詢問法）
③技術研究與技術試驗（奧斯特發現電流磁效應）
3．設計產品相關信息的收集與處理：c
我們通過對信息的收集、檢索和分析，往往 ( http: / / www.21cnjy.com )可以發現有些有價值的問題；通過問卷調查、詢問訪談等方式進行信息的收集，也會有驚人的發現。我們把對已有文獻信息進行收集、分析的方法稱為文獻法；把問卷的方式進行實際調查，獲取信息、發現問題的方法稱為問卷調查法；把以詢問的方式收集和獲取信息、發現問題的方法稱為詢問法。其中，詢問法包括直接詢問法、間接詢問法、集體詢問法、家庭走訪詢問法、個別詢問法。
4．技術研究與技術試驗的重要性：a
技術研究、技術試驗是重要的技術 ( http: / / www.21cnjy.com )活動，也是發現問題的途徑與方法。通過技術研究、 技術試驗，我們有可能從對已有技術問題的研究中發現與之相聯系的問題，從已有的研究結論中發現新的問題，也有可能在技術研究、技術試驗的過程中獲得靈感、體悟，進而發現新的問題。
二、明確問題
1．明確問題的重要性：a
問題表述本身是否明確、問題產生的原因是否明確、提出問題的目的是否明確等
2．判斷問題價值的方法：c
①是否遵循了基本的科學原理？
②迄今為止，能否確認該問題尚未得到充分解決？
③在調查的范圍內，該問題是否有普遍意義，在更廣的范圍內，該問題是否有意義？
④在多個問題同時發生時，該問題是否是主要問題？
⑤現有的技術條件能否解決這個問題？技術發展以后呢？
⑥解決該問題所需要的投入是多少？投入與產出的比是否理想？
3.設計要求、標準和限制：c
4．制定一般的設計計劃表：c
制定周密的設計計劃對確保設計有目的、有計劃地進行也有著重要的意義，參照P89能制定一般的設計計劃表
第五章 方案的構思及其方法
1．產品設計分析的三個要素：c
產品設計的三要素：物（功能、結構穩定、安全可靠、成本適當、易于制作等）、人、環境（很重要）
設計方案的常用構思方法：c
方案的構思是指人們在一定的調查研究 ( http: / / www.21cnjy.com )和設計分析的基礎上，通過思考將客觀存在的各要素按照一定的規律架構起來，形成一個完成的抽象物，并采用圖、模型、語言、文字等方式呈現思維過程。
①草圖法
②模仿法（仿生技術）
③聯想法
④奇特性構思法
3．設計方案的制定：c
4．對產品設計分析，根據設計要求選擇合適的材料和標準件：c
好處：采購方便；直接使用，簡化制作過程；相對便宜，從而降低產品成本；實現通用通換，易維護
5．對設計方案進行比較和權衡：c
對方案進行評判和比較，要從設計的目的出發， ( http: / / www.21cnjy.com )針對一些相互制約的問題進行權衡和決策，選出較為滿意的方案或集中各方案的優點進行改進。考慮的方面：實用、美觀、創新、穩定性、安全性、環保性、加工難易程度、經濟成本等。
第六章 設計圖樣的繪制
一、設計表現圖
1．技術語言的種類及其應用：a
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。（常見的有：圖樣、圖表、模型等）
按照專業類型來分：計算機程序語言、工程圖學語言等；
依照人的感覺類型的不同來分：視覺語言、聽覺語言和觸覺語言等；
依據人的視覺形式的不同來分：有圖形符號語言、文字符號語言等
[技術語言的特征]：言簡意賅、通俗直觀、
[口頭語言]：較多適用于面對面的、規范要求并不過于嚴格的場合，其特點是簡潔、方便。
[技術圖樣]：采用某種 ( http: / / www.21cnjy.com )規范形式將設計用圖樣的形式表達出來。特點：易于把握技術特征，最具技術特征。呈現較復雜產品的設計方案及對設計進行詳細說明陳述時，比較合適。（克 服了語言障礙，直接明了地進行表達與交流。）
[模型]：具有感性、直觀的特點，特點：容易吸引觀眾或讀者的注意
[圖表]：交流方式相對比較正式， ( http: / / www.21cnjy.com )具有一定技術要求的交流，其特點：較為規范，可以反復查閱、核對。是表達設計思想的一種十分有效的手段。圖表包括：表格、草圖、效果 圖等。
[計算機演示、網頁]：使各組成部分具體情況、結構和運作方式一目了然，比較生動、形象等
[網絡語言]：幫助人們實現了遠程的設計交流的需要。
2．簡單的草圖：c
草圖（方案草圖或設計速寫）：它能迅速捕 ( http: / / www.21cnjy.com )捉和記錄設計者轉瞬即逝的創作靈感，表達設計創意，是把設計構思轉化為現實圖形的有效手段之一。可分為構思草圖和設計草圖。草圖的繪制步驟，詳細參看P115
3．簡單的效果圖：a
在識圖時要注意從整體上把握產品的形態、功 ( http: / / www.21cnjy.com )能和特征，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。
4．基本幾何體的正等軸測圖的畫法：a
軸間角：1200，軸向變形系數：1
切割法要領：1.先畫軸線，2.再畫出整體的軸測圖，3.然后再切割，4.可見輪廓線加粗（P117）
二、常見的技術圖樣
1．一般技術圖樣所采用的投影方法：a
正投影法就是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的方法。為了確定物體的結構形狀，需要采用多面正投影
2．簡單形體的三視圖：c 三視圖的繪制步驟見P122-123
三視圖：物體的正面投影，即物體由前向后投影所 ( http: / / www.21cnjy.com )得的圖形，通常反映物體的主要形狀特征，稱為主視圖；物體的水平投影，即物體由上向下投影所得的圖形，稱為俯視圖；物體的側面投影，即物體由左向右投影所得的圖形，稱為左視圖。
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：①尺寸界線 ②尺寸線 ③尺寸數字
它以三視圖的形式來表達機械加工 ( http: / / www.21cnjy.com )方法的一種技術圖樣，是完成產品機械加工的主要依據。它通常由三視圖及其尺寸標注，必要的其他視圖、標題欄和文字說明幾部分組成。標題欄通常包括：設計的名稱、材料、圖的比例、設計者、設計單位、設計日期、審核等。（A4圖紙：210×297）
讀圖：首先要了解它的組成部分，其次要了解各個部分給我們提供了什么樣的信息
第七章 模型或原型的制作
一、模型
1．模型及其功能：a
模型是根據實物、設計圖樣或構思，按比例、生態或其他特征制成的與實物相似的一種物體。
模型在設計的過程中，具有以下兩個功能：
使設計對象具體化
②幫助分析設計的可能性（設計復雜的產品，例：大東方號）
2．模型制作在產品設計的不同階段的作用：a
草模：產品造型設計的初期階段，可以采用立體模型將設計構思簡單地表示出來，供設計人員深入探討時使用。
概念模型：用于設計構思初步完成之后， ( http: / / www.21cnjy.com )在草模的基礎上，用概括的手法表示產品的造型風格、布局安排，以及產品與人、環境的關系等，從整體上表現產品造型的整體概念。
結構模型：用于研究產品造型與結構的關系，清晰地表達產品的機構尺寸和連接方法，并用于進行結構強度試驗等。
功能模型：主要用于研究產品的各種性能以及人機關系，同時也用于分析檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系，并在一定條件下用于試驗。
展示模型：展示模型是在 結構模型和功能模型的基礎上，采用真實材料，按照準確的尺寸，做成的與實際產品幾乎一致的模型（樣品）。
二、工藝
1．工藝的含義和常用工藝的種類：a
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。
工藝的種類：有加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、 鑄造工藝、表面處理工藝等。
工藝的作用：保證產品質量，提高生產效率；影響產品的功能、強度、外觀
2．金工常用的工具和設備：a
金工工藝： 包括劃線、鋸割、銼削、鉆孔、連接和表面處理，等等。
[劃線]就是在待加工的材料上用相應的工具劃出加工部件的輪廓線或基準點或基準線。
一般步驟為：①劃出基準②劃尺寸線③劃輪廓線④沖眼。
工具一般有：劃針（應緊貼鋼直 ( http: / / www.21cnjy.com )尺）、鋼直尺、角尺（見下圖）、劃規和樣沖（鉆孔前須用樣沖在鉆孔中心處沖出沖眼，防止鉆孔中心滑移，如右圖所示）。各類工具的操作要領詳見P144
[鉆孔]常用的鉆頭是麻花鉆。鉆孔的操作步驟：①劃線定位 ②裝夾工件③裝夾鉆頭④鉆孔
安全操作警示：二要（操 ( http: / / www.21cnjy.com )作時要集中注意力；要戴防護眼睛；）二不（不準帶手套操作；不能用手直接扶持小工件、薄工件，以免造成傷害事故。）
[連接]通過固定連接和半固定連接的方法可以實現金屬件之間的連接。詳見P148
[表面處理]為防止金屬制品表面生銹腐蝕，提高產品的美觀程度，通常需要對金屬表面進行處理
金屬表面處理方法有：表面刷光、噴涂油漆、鍍層等。
[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）
[噴涂油漆]一般先檢驗所選用的油漆對金屬表面的適用性，然后涂防銹漆，再油漆噴涂。
[鍍層]可以在金屬表面涂上一層塑料，也可以采用電鍍的方面
3．金屬材料的鋸割、銼削2種加工方法：c
[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 （P145）
[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。
三、制作模型
1．加工工藝的的選擇：c
2．簡單產品的模型或原型的制作：c
模型制作的一般步驟：
選擇合適的材料→準備適當的工具和加工設備→按設計圖樣劃線→對材料進行加工→裝配→進行表面處理→對產品進行評價→
對設計方案進行修改，做成展示模型。
在模型或原型制作完成之后，根據審美的需要，一般要對產品的外觀加以一定的潤色，以使產品更美觀，更符合人們的心理需求。
必修二
第一章 結構與設計
一、常見結構的認識
1、結構的概念：a 結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列，結構決定著事物存在的性質。
結構的五種受力形式：拉力、壓力、剪切力、彎曲力、扭轉力
2、結構的分類：b
實體結構是指結構體本身是實心的結構，受力特點是外力分布在整個體積中（如實心墻、大壩、柱等）
框架結構是指結構體由細長的構件組成的結構，受力特點是支撐空間而不充滿空間（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，受力特點是：外力作用在結構體的表面上（如摩托車手的頭盔、飛機的外殼、貝殼等）
（由兩種或兩種以上的基本結構類型組合而成，稱為組合結構，如埃菲爾鐵塔等）
二、穩固結構的探析
1、結構的穩定性：b
是指結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。
2、影響結構穩定性的主要因素：b
1) 重心位置的高低：重心越低,穩定性越好；重心越高,穩定性越差。
結構重心所在點的垂線是否落在結構底面的范圍內，落在范圍內就是穩定的，沒有就是不穩定的。
2) 結構的底座，結構與地面接觸所形成的支撐面積的大小。
支撐面越大越穩定，越小越不穩定。如：高塔的共同特點都是上端小而下端大。
3) 結構的形狀：結構的形狀不同，其穩定性也不同。如：三條腿的凳比兩條的穩定。
影響結構穩定性的因素是相互關聯的，需要綜合考慮各種因素來討論結構的穩定性。
3、影響結構強度的主要因素：c （結構的強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力）
①結構使用的材料
②結構的形狀
③各構件之間的連接方式（鉸連接、剛連接）
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、松鉚、松螺栓，傘骨間
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（木材）、膠接、焊接（金屬）
4、結構與功能的關系：b
結構決定著事物的性質，也直接影響事物的功能。
三、結構的設計
1、結構設計應考慮的主要因素：a
符合使用者對設計對象的穩定性和強度要 ( http: / / www.21cnjy.com )求，安全因素，公眾和使用者的審美需求，使用者的個性化需要，對設計對象的成本控制要求和一定的使用壽命等。還有一些需要考慮的因素，如材料、民俗文化、地域特點等。
（功能、安全、壽命、成本、美觀、強度、穩定性、重量、維修、清洗、使用習慣、人機關系等）
2、簡單結構的設計：c ①設計項目—②設計要求—③設計分析—④設計方案—⑤呈現草圖
（如：設計相框、雨傘架、垃圾桶、鞋柜、衣架、筆桶-右圖等）
結構的欣賞：
1、結構的實用性：b
優秀的結構設計不僅表現在結構的實用功能上，也表現在形式上，特別是功能與形式的統一上。
2、經典結構設計的欣賞與評價：c （可從技術和文化兩個角度進行）
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。
第二章 流程與設計
一、生活和生產中的流程
1、流程的含義：a
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，包含環節與時序。
2、流程對生活工作、生產的意義：b
對生活工作：提高工作和學習的效率，使我們生活變得有序、合理，為我們的安全提供保障。
（例：洗衣、煮飯與燒菜的流程安排、碘鹽和味精佐料的加放流程、青霉素注射流程等）
對生產：運用科學合理的流程可以有效地組織生產、提高生產效率、保證產品質量、保證安全生產、保護環境等。
（例：自動流水生產線的發明、農業莊稼的種植流程）
流程中工序的作業方式——串行和并行：上一道工序完成之后才能進入下一道工序——串行；幾項工作同時進行——并行。
3、時序與環節：a
⑴時序：過程的經歷中，各環節按照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。）
⑵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
4、常見流程表達方式（流程圖）：a
流程圖有文字、方框、表格、圖示、模型、動畫演示等
5、流程圖的識讀和分析：c
識讀流程圖的要點： ⑴找流程的環節，明確每個環節的功能和作用；
⑵弄清流程中時序的體現與特征；
⑶流程是技術的核心概念之一。
不同的流程，產生的效益往往不同，“理解流程就是質量”、“流程就是效益”等。
二、流程的設計
1、流程設計應考慮的基本因素：c
總體上：流程設計應該要研究內在屬性與規律
具體有：流程設計的基本因素主要有材料、工藝、設備、人員和資金、環境等
材料：不同的材料有不同的加工處理方法
工藝：不同產品的工藝要求各異，流程設計也不同
設備：生產設備的水平往往決定了流程的自動化水平
人員和資金：不同的技術水平和必要的資金影響生產的過程、質量和周期
環境：關注生產過程對環境的污染以及環境對生產的反作用
2、流程設計的基本步驟：——見右圖
注：流程設計的基本要素是環節和時序；對于有嚴格時間的時序，要標注時間。
3、簡單流程的表達：c
畫流程設計框圖的一般方法：⑴根據對事物 ( http: / / www.21cnjy.com )的內在屬性和規律的分析，以及有關的考慮，將流程的全過程，按每個階段的功能、作用的不同，分解為若干小過程——環節，并用方框表示環節。 ⑵按照每個小過程應該經歷的時間順序，將各環節依次排開，并用箭頭線連接起來。
例：小鐵錘的錘頭加工流程圖：
下料→劃線→鋸削→銼削→劃螺孔中心線→鉆孔→攻絲→倒角→淬火→電鍍。
小鐵錘的錘柄加工流程圖：下料→磨削圓頭→板牙套絲→電鍍。
北京2008年奧運吉祥物產生的流程圖：籌劃→征集→評審→修改→定稿
三、流程的優化
1、流程的優化及目的：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、質量；降低成本、勞動強度；節約能耗；減少環境污染；保證安全生產等。
2、流程優化的內容：b
工期優化（P55制作臺燈的工期優化）
②工藝優化（P55法蘭加工工藝優化）
③成本優化（P56配送路線安排的成本優化）
④技術優化（P57銀行自動取款機的發明）
⑤質量優化（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，將某些環節的串行改為并行。
3、流程優化的條件：b
⑴內部條件：對流程內在機理的深入了解。（例：對洗滌原理的了解，就會在流程中安排兩次漂洗）
⑵外部條件：流程優化要建立在“設備”、“材料”、“工藝”水平提高的基礎上。
（例：只有在具備鍛壓設備時，才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工）
⑶人員技術水平的提高。
4、流程優化過程所應考慮的主要問題：c
對一個流程的優化，可以是整體 ( http: / / www.21cnjy.com )的全面優化，也可以是對某一個指標進行優化。經常會有這樣的情況發生：某一個指標得到了優化，而使另外的指標下降了。比如，技術優化，可能使成本提高。成本優化了，也可能使質量下降。因此，在進行流程優化時，要綜合平衡，以取得整體優化的成效。
第三章 系統與設計
一、系統的結構
1、系統的含義：b
概念：系統是由相互聯系、相互作用、相互以來和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體。
構成系統必須具備的三個條件（在簡答題中可能會出現）：
（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。例：自行車的結構
2、系統的分類：a
（1）自然系統和人造系統。 例：生態系統屬于自然系統；飛船、房舍等屬于人造系統。
（2）實體系統和抽象系統。 例：計算機硬件屬于實體系統；軟件屬于抽象系統。
3、系統的基本特性：b
(1)整體性：側重于“部分影響整體”。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。
系統是一個整體，它不是各個要素（部分）的簡單相加，系統的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態下沒有的
②系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和。
例：巴爾扎克的塑像、“木桶理論”、一招不慎全盤皆輸、棄卒保車、“阿波羅”登月飛船上的零件
(2)相關性（匹配、關聯）：——側重于“部分與部分之間的關聯”
構成系統的各元素之間是相互聯系、作用、依賴、影響的關系，是彼此相關的。
例：古代建筑的“梁柱結構”、合金鋼材料各種性能的相互影響、家庭裝修工程、牽一發動全身
目的性（功能）：任何系統都具有某種目的、實現一定的功能，這是區別不同系統的主要標志。
動態性（更新）：物質都是不斷變化，因此系統是一個動態的系統，處在運動變化和發展之中。
(5)環境適應性（自適應）：
系統都存在于一定的環境之中 ( http: / / www.21cnjy.com )，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：“春捂秋凍”、電冰箱不能緊貼墻放置、生物界的適者生存等
二、系統的分析
1、系統分析及其一般步驟：c
（1）什么是系統分析？
系統分析一般是從系統的整體功能出發，全面地思考與解決問題。
系統分析的目標：發揮系統的功能，實現系統的目標。
系統分析采用的方法：運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗。
系統分析產生的結果：擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原系統提出改進方案。
例：王選漢字激光照排系統
（2）系統分析的一般步驟？
2、系統分析的主要原則：a
（1）整體性原則：系統分析首先要著眼于 ( http: / / www.21cnjy.com )子系統整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前（田忌賽馬、丁謂修復皇宮、街道各部門施工）
（2）科學性原則：系統分析一方面要有嚴格 ( http: / / www.21cnjy.com )的工作步驟，另一方面應盡可能地運用科學方法和數學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具用說服力（種稻“三三進九不如二五一十”）
（3）綜合性原則：系統存在若干目標時，要 ( http: / / www.21cnjy.com )綜合分析，統籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大（孝襄高速公路、都江堰水利工程、埃及阿斯旺水壩等）；某些情況，綜合若干方案的優點。
3、系統的優化：c
——在給定的條件（或約束條件）下，根據系統的優化目標，采取一定的手段和方法，使系統的目標值達到最大化（或最小化）。
約束條件：對系統起限制作用的，并且是不可人為調節的。
影響因素：是指對系統的目標產生顯著影響，并且可以人為調節的因素。
例：農作物種植系統的優化——農業間作套種、利潤問題
三、系統的設計
——系統設計是在系統分析的基 ( http: / / www.21cnjy.com )礎上，設計出滿足預定目標的系統的過程。它包含對某個系統進行技術設計，同時需要運用系統的思想和方法對其設計過程進行分析、設計。
（一）系統設計應考慮的主要問題：c
1、系統設計的目的與要求
要從整體出發，以系統整體功能的最優為目的。
2、系統各部分之間的相互聯系與相互作用
運用系統的思想綜合考慮各部分之間的關聯、沖突問題，注重各部分的橫向、縱向聯系。
3、系統設計方案的優化
先從整體考慮優化，統籌兼顧，再在此基礎上完善各部分的設計。
（二）簡單系統的設計：c
例：手電筒照明供電部分的設計。
第四章 控制與設計
一、控制的手段與應用
1、控制的含義：b
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。
2、控制的手段：a
3、控制的應用：b
（1）生活：控制應用到生活中，提高了人們的生活質量，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環境，使之滿足人們的需要。
（2）生產：生產中往往需要對溫度、濕度、壓力、速度及加工動作等進行控制，控制在生產中得到了極為廣泛的應用。
（3）軍事國防：控制在軍事、國防等領域也有著廣泛的應用。
二、控制系統的工作過程與方式
1、簡單開環控制系統的基本組成和工作過程：c
概念：控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響的控制系統。
例：紅綠燈定時控制系統、防盜報警控制系統、火災自動報警系統、公園的音樂噴泉自動控制系統、
紅外線自動門控制系統、普通電風扇風速控制系統、可調光臺燈控制系統等。
特征：系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞。
方框圖（重點掌握）：
輸入量：控制系統的給定量。
控制器：對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件。
執行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件；
控制量：執行器的輸出信號。
被控對象：控制系統中所要控制的裝置或生產過程；
輸出量：控制系統所要控制的量。
重點要求（務必掌握！）：在具體問題中能明確輸入量、輸出量、被控對象、執行器和控制器
2、閉環控制系統的基本組成：b
概念：系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的控制系統。
例：供水水箱的水位自動控制系統，如下圖所示、加熱爐的溫度自動控制系統、花房溫度控制系統、投籃
家用電飯鍋保溫控制系統、家用電冰箱溫度控制系統等。
基本組成：與開環控制系統相比，閉環控制系統多了檢測裝置、比較器。
3、閉環控制系統的方框圖： c
4、控制器和執行器的作用：c
控制器：對輸入信號（偏差值）進行運算處理，并發出控制命令。
執行器：根據指令對被控對象直接控制。
三、閉環控制系統的干擾與反饋
1、干擾因素：c
在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
有的干擾因素是環境造成的（如影響自行車行駛速度的變化的自然風等）
有的干擾因素是人為原因所致（如影響飛機導航信號的手機信號等）
2、反饋的含義：b
控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置，返回到輸入并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。 例：投籃、自動電水壺
3、反饋環節的作用：a
通過將輸出量通過適當的檢測裝置，返回到輸入并與輸入量進行比較，從而減少輸出量的偏差，穩定輸出量。
4、閉環控制系統的工作過程：a
（1）閉環控制系統的核心是通過反饋來減少被控制量（輸出量）的偏差。
（2）工作過程：由于干擾因素 ( http: / / www.21cnjy.com )的存在，系統的被控量偏離給定值時；系統中的反饋環節能及時檢測出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進行比較；控制器根據比較得到的偏差信號進行調節，從而是系統的被控量接近給定值，達到精確控制的目的。
例：供水水箱（抽水馬桶）的水位自動控制系統、加熱爐的溫度自動控制系統
5、功能模擬方法：a 以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬方法。
黑箱方法：a 把將要研究的系統作為黑箱，通過對系統輸入與輸出關系的研究，進而推斷出系統內部結構及其功能的方法，就是黑箱方法。
例：通過輸入圖像、電或聲音信號，觀測、分析 ( http: / / www.21cnjy.com )腦電波的輸出反應，研究人腦對視覺或聽覺信息的傳遞、變換和處理功能，得知人腦內部結構的細節，就是黑箱方法的運用。
6、開環控制系統與閉環控制系統的比較：
開環控制系統一般結構簡單，適用于控制精度要求不高而系統本身的元件又比較穩定的場合。
閉環控制系統設計比較麻煩，結構相對復雜 ( http: / / www.21cnjy.com )，構成控制系統的成本較高。閉環控制系統是自動控制中廣泛采用的一種方式，用于要求高精度和高可靠性的場合。
四、控制系統的設計與實施 P118 c
1、控制系統設計的一般思路：
明確系統要達到的目標？控制的對象？以及特性？被控量和控制量？外界的主要干擾因素？怎樣的方案既達到目的、又經濟、易于實現？設備和元件？
2、開環控制系統的設計(書本P119案例分析：電吹風控制系統的設計)
開環控制系統的設計相對比較簡單，在明確設計要求，明確被控對象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統的方案。
2、閉環控制系統的設計(書本P120案例分析：抽水馬桶水箱的自動控制系統的設計)
基本要求：
第一、一個閉環控制系統要正常工作，首先必須是穩定的。
第二、控制系統的控制精度必須符合要求，即系統的輸出量與給定值之差應控制在允許的范圍之內。
第三、閉環控制系統應有較好的抗干擾性能。
在進行閉環控制系統的設計時，幾項控制要求之間往往會產生矛盾，需要結合具體問題全面解決或有所側重地解決。
3、家用電冰箱溫度控制系統方框圖
設計對象的特點和問題解決的標準
設計者的技術能力和條件
設計對象具有不同的特點，設計標準有所不同（門鎖和玩具）
設計對象受到成本、環境等限制（工程設計等都要有一定的預算）
主觀條件，是否具有解決問題所需的知識和技能（專業人員和中學生）
限制
客觀條件，要消耗一定的人力、物力、財力以及時間等（材料資料儀器設備）
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

展開更多......

收起↑