資源簡介

(共49張PPT)
◆發現與明確問題
◆制定設計方案
◆制作模型與原型
◆優化設計方案
◆編寫產品說明書
回顧
設計的一般過程
需求調查
設計分析
方案構思
模型制作
測試和評估
設計是一個動態發展的過程,在設計中有些步驟之間可能出現一定的循環。
技術試驗及其方法
一、什么是技術試驗？
通常將技術活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗等探索性實踐活動稱為技術試驗。
思考：生活中都有哪些技術試驗？
青霉素皮下試驗
藥品小白鼠試驗
思考：生活中都有哪些技術試驗？
自行車剎車性能試驗
冰箱門的密閉性能試驗
思考：生活中都有哪些技術試驗？
家庭漏電保護開關性能試驗
燃氣灶省氣試驗
思考：生活中都有哪些技術試驗？
家庭漏電保護開關性能試驗
燃氣灶省氣試驗
思考：
為什么要進行技術試驗？
閱讀54頁案例內容，思考案例給了我們什么啟示？
思考：
為什么要進行技術試驗？
閱讀54頁案例內容，思考案例給了我們什么啟示？
桁架結構：房屋、橋梁等架空的骨架式承重結構。
思考：
為什么要進行技術試驗？
泰坦尼克號的沉沒給了我們什么啟示？
1912年4月10日，泰坦尼克號從英國南安普敦出發，托馬斯·安德魯斯設計的這艘“永不沉沒”的巨輪，2小時40分鐘后沉沒。事后調查發現，事故原因之一是由于劣質的鋼板造成的。
@
思考：
為什么要進行技術試驗？
泰坦尼克號的沉沒給了我們什么啟示？
造船工程師只考慮到要增加鋼板的硬度，而沒有想到增加其韌性。為了增加鋼板的硬度，往煉鋼爐料中加入了大量的硫化物，導致鋼材在低溫下的脆性大大增加。經試驗，從海底打撈出來的鋼材在當時的水溫下，在受到可能強度的撞擊下，很快斷裂，而拿當今用于造船的鋼板在同樣的溫度和撞擊強度下進行對比實驗，結果鋼板只是變成V型，而不斷裂。
案例：
11月29日23時08分，搭載神舟十五號載人飛船的長征二號遙十五運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射，約10分鐘后，神舟十五號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，航天員乘組狀態良好，發射取得圓滿成功。
思考：
前面的四艘飛船為什么沒有送人上天呢？它們去干什么了呢？
神舟五號
楊利偉
神舟六號
費俊龍
聶海勝
神舟七號
翟志剛
景海鵬
劉伯明
思考
乘載完全模擬載人狀態的一名矮小結實 的“小伙子”。
神舟三號
搭乘南通靈芝等
神舟二號
神舟一號
搭載國旗等
神舟四號
送模擬人上天試驗
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。
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概率降到最低。
意義：
技術試驗
科學實驗
區分
驗證內容：驗證方案的合理性和可行性，并實現優化。
目的：篩選方案和優化方案。
驗證內容：驗證假設，形成結論。
目的：甄別真偽、驗證操作是否正確。
1
按應用領域分：農業試驗、工業試驗、國防試
驗等
2
按目的分：性能試驗、優化試驗、預測試驗等
分類
農業試驗：
分類
袁隆平院士進行雜交水稻試驗
@
工業試驗：
分類
國防試驗：
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性能試驗：通過改變所給的條件，測量試驗對象的狀態變化，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
分類
安全帽耐壓性能試驗
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。
分類
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。
分類
汽車發生撞擊后結果預測試驗
類型劃分不是絕對的，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。
根據技術專業或學科可以分為物理試驗、化學試驗、生化試驗等；
根據試驗對象可以分為材料試驗、結構試驗、元器件試驗等。
分類
1
強化試驗法
2
3
4
技術試驗方法
5
優選試驗法
模擬試驗法
虛擬試驗法
移植試驗法
通過擴大和強化試驗對象的作用，以提高試驗效率。
一般用來檢測技術產品的安全等級，或者檢測技術產品在工作狀態下保證其某些功能正常使用的極限條件等。
強化試驗法
機器人進行座椅耐用性試驗
運用數理統計的方法，選定若干次具有典型意義的試驗，按一定的邏輯推出全部試驗所達到的最佳效果。如不同品種水稻的對比試驗等。
以部分代表全部；
以現在推算將來。
優選試驗法
不同品種水稻對比試驗
通過再現的形式來模擬現實發生情況。采用這種方法進行試驗，可以降低風險，提高效率。如汽車的碰撞試驗，在專用的場所模擬現實中的撞車事故，以考察汽車的性能。
模擬試驗法
兒童安全座椅碰撞模擬
@
模擬試驗法
公路靜載試驗
箱梁靜載試驗
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。如水利大壩從論證、設計到開工建設需進行許多模擬試驗。
模擬試驗法
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。如用計算機模擬“勇氣”號火星探測器登陸火星表面的場景。
虛擬試驗法
仿真虛擬汽車
模擬試驗VS虛擬實驗
模擬試驗 虛擬實驗
以再現的形式模擬現實發生的情況的試驗方法。 好處：減小風險，提高效率。 如：宇航員利用水的浮力進行失重試驗。 利用計算機技術虛擬現實中的技術設計原型進行的試驗方法。
好處：縮短周期、節省研制費用。
如：產品機械性能的計算機演示試驗。
在具有差異的事物之間，將某些共同的或相關的因素從一物移植到另一物上進行試驗。如作物的嫁接試驗、器官（基因）移植試驗。
移植試驗法
植物嫁接試驗
歸納
強化試驗法：預測極限，避免危險。
優選試驗法：給出條件，篩選最好。模擬試驗法：造模型在現實中進行，檢測各種意外。虛擬試驗法：節省時間與資金，減少危險。移植試驗法：小量測試，避免大量損失。
練習：連一連
雜交水稻的育種成功
模擬試驗法
強化試驗法
虛擬試驗法
優選試驗法
移植試驗法
三維動畫模擬“天問一號”火星探測器登陸火星
航天員失重試驗
藥品小白鼠試驗
安全帽超載試驗
實施步驟：
制訂試驗方案
抽取樣本
進行試驗
記錄數據
分析數據
得出結論
實施步驟：
①準備階段
②實施階段
③結構處理階段
思考：
試驗在哪里進行？
采取那些試驗方法？
試驗過程是怎么樣的？
試驗過程中可能會出現哪些情況？
案例分析：
思考：技術試驗報告要包含哪些部分？
格式：
注意點：
1．試驗報告的文字應力求簡明扼要。
2．試驗記錄應該完整和真實。
3．記錄內容應包括試驗的全過程。試驗現象反常時，應做出明顯標記，做詳細記錄。
4．為了數據準確，試驗應重復次。
5．技術試驗完成后要分析和總結試驗結論。
技術試驗是否一定會成功？
技術試驗往往會經歷曲折的過程，要求技術試驗者要有科學的精神、嚴謹的態度、頑強的毅力等良好品質。
作用
在技術設計活動中，技術試驗是必不可少的。通過試驗可以發現問題，優化設計，推動技術設計的發展。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。
總結
1.按應用范圍分類
農業試驗
工業試驗
國防試驗
科學試驗
2.按目的分類
性能試驗
優化試驗
預測試驗
信息試驗
技術試驗方法
優選試驗法
模擬試驗法
虛擬試驗法
強化試驗法
移植試驗法
……
技術試驗分類
在技術活動中，技術試驗具有重要作用！
總結
練習
1、某市鑄管廠承接了一項供水水管的生產任務，為了保證產品的質量，維護本廠信譽，提高產品知名度，對所生產的水管進行質量檢測，利用注水加壓的方法檢測水管的強度，這種試驗屬于（ ），所用的試測方法是（ ） （ ）
A、性能試驗 模擬試驗法 B、預測試驗 優選試驗法
C、優化試驗 強化試驗法 D、性能試驗 強化試驗法
D
練習
2、航天員在上天之前，需要進行失重適應訓練，這從技術試驗的角度看屬于（ ）
B
A、移植試驗法 B、模擬試驗法
C、強化試驗法 D、虛擬試驗法
練習
3.早在遠古時代，人們就知道利用固體互相刻劃來區分材料的軟硬，并據此來選用材料。例如，皂石的硬度低，用于制作器皿和裝飾品；炬石堅硬，用于制作工具和刀劍等。至今，硬度仍用來表示材料的軟硬程度。硬度值的大小不僅取決于材料的成分和顯微組織，而且還取決于測量方法,因此對于材料硬度的測試以下較為合適的是:( )
Ａ、預測試驗 Ｂ、性能試驗
Ｃ、模擬試驗 Ｄ、強化試驗
B

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