資源簡介

專題01 走進技術世界
【學習目標】
理解技術的定義及其在人類歷史中的發展軌跡，從最初的石器時代到現代信息時代，以及中國在各個時代的技術創新和貢獻。
探討技術的未來趨勢，包括技術如何塑造社會、引導社會變化，并從人類的根本利益出發，理性地看待技術的發展。
通過案例分析和活動體驗，感知技術的普遍性及其在個人生活中的實際應用，理解技術對人的保護、解放和發展的多重作用。
分析技術與社會的關系，包括技術如何推動社會發展、改變生活方式、豐富文化內容，以及在政治、軍事、文化等領域的應用。
探究技術與自然的關系，強調在開發利用自然資源時必須考慮環境保護，實現人與自然的和諧共生。
分析技術的性質，包括技術的目的性、實踐性和綜合性，理解技術與科學、社會、工程、數學、藝術等學科的關聯。
討論技術的創新性、復雜性和專利性，理解創新在技術發展中的核心地位，以及技術發展帶來的倫理道德問題和知識產權的重要性。
培養學生使用技術的責任意識，形成對待技術的積極情感和理性態度，鼓勵學生積極參與技術活動，共同建構和諧的技術世界。
【思維導圖】
【知識梳理】
知識點一：技術的發展
追溯技術的歷史
技術是為了滿足人類需要而不斷發展
衣
著衣遮身御寒 縫制、紡織、印染技術
食
進食以補充能量 食品烹飪加工、農作物栽培、家畜飼養技術
住
避風擋雨、抵御外來侵害 建筑技術
行
認識廣闊的世界 車船制造技術
交往聯系
交往以保持與別人的聯系 通信技術
技術的定義
技術是從人類需求出發，秉承一定的價值理念，運用各種物質及裝置、工藝方法、知識技能與經驗等，實現具有一定使用價值的創造性實踐活動。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，是人類物質財富和精神財富的積累形式之一。
【技術體驗】鉆木去火
體驗目的：通過鉆木取火，體驗技術的產生和發展。
活動準備：美工刀、手電鉆、木工夾。材料：見下表（單位：mm）。
主要過程：
體驗一：
1. 準備好助燃物。
2.用手電鉆在①號松木板中間位置鉆出小凹孔。
3.用木工夾固定帶有小凹孔的①號松木板。
4.將③號櫸木棍對準凹孔并反復搓動櫸木棍，鉆木取火。
5.用②號桐木板重復以上過程。
體驗二：
1.使用表中③～⑥號材料組裝成如圖1—2所示的鉆木取火工具。
2.使用該工具在鉆好小凹孔的①號松木板上鉆木取火。
3.用②號桐木板重復以上過程。
討論：
在兩次體驗活動中，用松木板和桐木板有什么不同？鉆木工具和木板之間應該如何匹配？
松木板和桐木板在質地上存在差異，這直接影響了鉆木取火的效率。通常，松木板較軟，更容易被鉆出火星，而桐木板較硬，可能需要更大的力氣和更多的搓動才能產生火種。在選擇木板時，應考慮木材的密度和硬度，以及是否易于產生火種。
鉆木工具與木板之間的匹配非常重要。工具的鉆頭應與預備的凹孔大小相適應，以保證可以最大程度地接觸并摩擦木板。此外，工具的材質也會影響效率，一般選擇硬度較高的木材或金屬工具來提高取火的成功率。
鉆木取火工具中慣性輪的作用是什么？如果換一個不同直徑、不同厚度的慣性輪會對取火效率產生什么影響？繩子、慣性輪等如何安裝才有利于取火操作？
慣性輪的作用主要在于增加旋轉動能，存儲能量并在需要時釋放，以保持旋轉速度的平穩，從而在鉆木過程中產生持續且穩定的摩擦力。
如果更換直徑更大或厚度不同的慣性輪，可能會對取火效率產生影響。一般來說，直徑較大的慣性輪可以存儲更多的動能，有助于保持更長時間的旋轉，但同時也會增加整體裝置的重量和體積。厚度的增加可能會讓慣性輪更穩定，但過厚可能會使得整體裝置過于笨重，不利于操作。
繩子和慣性輪的安裝應該保證結構穩固且能夠順暢轉動。繩子應均勻纏繞在慣性輪上，不宜過緊或過松，以免影響旋轉的連貫性和速度。同時，確保所有的連接部位固定牢靠，避免在操作中出現危險。
除了鉆木取火外，古人還探索和掌握了滑動取火、擊石取火、金燧取火、火鐮取火等方式，這些取火方式具有哪些特點？
滑動取火是通過快速摩擦兩塊特定材料（如木棍與木板）來產生火花，其特點是簡單易操作，但需要精準的技巧和適當的材料。
擊石取火是使用硬質石頭敲擊產生火花到易燃物上，這種方式依賴于選對合適的石頭和敲擊技巧，具有一定的難度和技術要求。
金燧取火利用金屬物品的摩擦產生火花，這種方法適用于攜帶方便且可靠性較高的場景。
火鐮取火是通過刮擦火鐮產生火花點燃易燃物，它的特點在于取火速度快，但需要一定的技巧和質量良好的火鐮。
3.生產工具作為生產力的標志，它的進步推動了人類社會不斷向前發展
信息時代：20世紀四五十年代開始的第三次工業革命，以原子能、電子計算機和空間技術及其產業為主要標志。
電氣時代：19世紀70年代，發電機和電動機的相繼發明使電力得以實際應用，人類進入電氣時代。
蒸汽時代：18世紀中葉，瓦特成功改良聯動式蒸汽機，機器加工、蒸汽動力成為生產力的主導，人類進入蒸汽時代。
鐵器時代：公元前1200年左右，人類掌握了滲碳、淬火、回火等人工煉鐵技術。
青銅時代：人類在冶煉天然銅的過程中，發明了青銅。青銅成為生產工具和兵器的主要材料。
石器時代：以打制和磨制的石器為主要工具，使早期的農業和畜牧業得到發展。
知識點二：技術的未來
對“技術的未來”的思考和憧憬，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，更加理性的看待技術；以更為負責、更有遠見、更其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，并共同建造個人與社會、人類與自然、經濟與文化相協調的技術世界。
知識點三：技術的價值
技術與人的關系：
保護人（保護人的安全和健康——生存）
解放人（解放或延伸了人體功能，效率更高能力更強——舒適）
發展人（人們拓寬認知、更新方法，精神智力發展——智慧）
技術與社會的關系：
技術推動社會發展和文明進步
促進社會的發展
改變社會生活方式
豐富社會文化內容
3、技術與自然的關系：
人類依靠技術利用和改造自然。
技術或產品對環境可能造成負面影響，要把握合理的尺度，保護自然。
技術的發展也給解決環境問題提供了可能（例：物料的再循環工藝）
知識點四：技術的性質
目的性：技術因人產生，為人服務。強調產品有功能、作用。
實踐性：技術是把自然物加工成人造物的活動，產生于實踐，在實踐活動中實現。
綜合性：跨學科、綜合多方面知識（綜合性并非指多功能、多特點、多工作模式）
技術與科學的區別：科學是發現規律并予以驗證和公式化的知識體系。側重認識自然。回答“是什么”“為什么”的問題。技術是人類開發大自然的手段和工具。側重開發利用自然。回答“怎么辦”的問題。
技術與科學的聯系：科學促進了技術的發展，技術推動了科學的進步。
創新性：是技術發展的核心。創新表現為技術革新和技術發明。
復雜性：技術內容和體系變復雜，技術應用環境變復雜。
技術的復雜性使技術有兩面性：可以帶來福音和危害。（不是所有優缺點）
專利性：知識產權在狹義上包括：著作權、專利權、商標權。
專利包括:發明專利、實用新型專利、外觀設計專利。
專利申請過程：提交申請→受理→初審→申請公布→實質審查→授權
用一個發明實例來理解技術的性質：
以“智能環保垃圾桶”的發明與實踐過程為例。
1. 目的性
實例：在城市化快速發展的背景下，垃圾問題日益嚴重，傳統的垃圾桶無法有效分類和回收垃圾，因此，設計一款智能環保垃圾桶成為迫切需求。這款垃圾桶的目的在于通過智能識別和分類，提高垃圾分類的效率和準確性，減少環境污染。
過程舉例：在設計初期，團隊明確了垃圾桶的設計目標，即實現自動分類、垃圾量監測和智能提醒等功能。
2. 創新性
實例：智能環保垃圾桶在設計中融入了多項創新技術，如圖像識別技術用于識別不同類型的垃圾，稱重傳感器用于監測垃圾量，以及物聯網技術實現遠程監控和數據傳輸。
過程舉例：在圖像識別技術的選擇上，團隊嘗試并對比了多種算法，最終選擇了一種準確率高、響應速度快的深度學習算法，這一創新選擇大大提高了垃圾桶的分類準確率。
3. 實踐性
實例：智能環保垃圾桶的設計不僅僅是理論上的構想，更需要在實踐中進行驗證和優化。在研發過程中，團隊多次進行實地測試，根據反饋不斷調整和改進產品。
過程舉例：在實地測試中，團隊發現垃圾桶在識別某些特定材質的垃圾時存在困難，于是對圖像識別算法進行了針對性的優化，提高了識別的準確性。
4. 綜合性
實例：智能環保垃圾桶的設計涉及了多個領域的知識和技術，如機械工程、電子技術、計算機科學等，需要團隊成員具備跨學科的綜合能力。
過程舉例：在垃圾桶的結構設計上，團隊成員不僅考慮了機械結構的穩定性，還結合了電子元件的布局和散熱需求，確保了產品的整體性能。
5. 專利性
實例：智能環保垃圾桶的設計成果具備獨創性和實用性，可以申請相關的技術專利，以保護團隊的創新成果。
過程舉例：在產品研發完成后，團隊向國家知識產權局申請了多項技術專利，包括外觀設計專利、實用新型專利和發明專利等。
6. 復雜性
實例：智能環保垃圾桶雖然功能強大，但其內部結構和工作原理相對復雜，需要較高的技術水平和專業知識才能理解和維護。
過程舉例：在垃圾桶的電路設計中，團隊采用了復雜的控制系統和傳感器網絡，這些組件之間的協調和控制需要精確的計算和調試。團隊通過詳細的設計和嚴謹的測試，確保了產品的穩定性和可靠性。
【題型精講】
例1 1
小勇同學發明了“方便握筆器”，該作品參加市青少年科技創新大賽并得了大獎，但某工廠生產了該作品大量投放市場獲得了很高的經濟效益，于是小勇向法院提起了訴訟，但法院卻不予受理。這是因為（ ）
A．小勇參加比賽公開了作品的內容
B．沒有申請專利
C．作品太簡單不予受理
D．小勇的發明已經過期
【答案】B
【講解】小勇同學發明了“方便握筆器”，并參加了市青少年科技創新大賽，這意味著他公開了作品的內容。因此選項A不正確。由于沒有申請專利，該作品沒有得到法律的保護，所以其他工廠可以生產銷售該產品，從而獲得經濟效益。因此，法院不予受理的原因是小勇沒有申請專利。選項C和D與事實不符，因為是否簡單或者發明是否過期并不是法院決定是否受理案件的依據。
例12
如圖所示的智能斑馬線，配有壓力感應器，當有行人踩在上面時，斑馬線會變成紅色，警示過往車輛。而當能見度低的時候，會變成白色，可以讓行人和駕駛員輕松的觀察到斑馬線。下列針對該智能斑馬線說法錯誤的是（ ）
A．該智能斑馬線的設計考慮到人機關系中信息交互因素
B．智能斑馬線能有效降低交通事故的發生率，體現技術的目的性
C．該智能斑馬線需要投入較高的成本，體現了技術的兩面性
D．智能斑馬線的使用，并不能完全保證行人的安全
【答案】C
【講解】智能斑馬線通過壓力感應器和顏色變化來提醒行人和駕駛員，這是一個相對復雜的系統，需要電子、機械和軟件的配合。所以選項C是錯誤的。選項A、B、D都是正確的描述，智能斑馬線確實配備了壓力感應器，并且在特定情況下會改變顏色以適應能見度低的環境。
【強化訓練】
1.．發明專利的保護期是:（ ）
A．5年 B．10年 C．15年 D．20年
2．張某發明了一種新型的摩托車自動報警防盜鎖并將發明成果在某專業雜志上做了介紹。數月后某鎖廠根據此資料生產出了這種防盜鎖并投放市場，張某起訴該鎖廠侵權，法院卻不予受理。根據此案例，以下說法正確的是（ ）。
A．張某沒有申請專利，所以不擁有防盜鎖的專利權
B．張某的發明已經過期失效
C．在雜志上介紹相當于獲得了專利權
D．防盜鎖技術不能申請專利權
3．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。說明了技術的（）
A．目的性 B．創新性 C．綜合性 D．兩面性
4．據國外媒體報道，美國蘋果公司最近提交了一個“便攜式設備上的太陽能電池”專利申請，這種電池可以用于手機、音樂播放器和筆記本電腦。現專利局要審查該專利是否具備新穎性、實用性以及專利法規定的其他長期條件。該過程屬于專利申請程序中的哪個階段（ ）
A．受理階段 B．初審階段 C．實質審查階段 D．授權階段
5．傳統的汽車輪胎在汽車轉彎時容易打滑。針對這一問題，人們發明了差速器。差速器允許兩輪以不同的輪速轉動，很好地解決了輪胎轉彎打滑的問題。關于這項技術，以下說法不正確的是( )
A．這項發明可以申請專利，創造經濟效益
B．差速器允許兩輪以不同的輪速轉動，體現了技術兩面性
C．很好地解決了輪胎轉彎打滑的問題，體現了技術的目的性
D．涉及到物理學、材料學等學科，體現了技術的綜合性
6.分析評價
如圖所示的是一款新型臺燈，它由MP4、蓄電池、音箱等組合而成。它的主要特點是：在照明時可以一邊欣賞音樂，一旦停電便可以用蓄電池對其進行供電。試分析：
（1）針對其主要特點，它解決的主要問題是：由MP4、蓄電池，音箱，臺燈組成一個多功能臺燈系統，體現了系統的___________；并且能在停電后通過蓄電池供電。實現了系統的_________。
（2）它解決問題的方法是：通過系統設計，將音箱，蓄電池與MP4組成底座，底座上安裝了支撐架和燈罩等配件。從系統的基本特性看，區別于普通臺燈的主要標志是系統的___________；在照明時可以一邊欣賞音樂，一旦停電便可以用蓄電池對其進行供電，這些的功能的實現，體現了設計的實用與_________原則。
（3）它的一個優點是什么？一個缺點是什么？
（4）針對缺點提出兩個合理的改進意見。
7.填空題
人工在道路上鋪設地磚是一種重體力活，需要工人蹲著或是彎腰鋪設。某公司開發研制的自動鋪磚機(如圖所示)，工人站在操作臺上，只需把磚塊排列好，磚塊會在重力作用下沿著鋪磚機的軌道下滑，自動地鋪在地面上。這臺機器的特點是：
①能根據磚塊的形狀，鋪出各種不同圖案的路面；
②鋪磚機的寬度可調節，適合不同寬度的路面；
③鋪設道路的速度快，工作效率高；
④工人在對磚塊排列時，手臂及腰部基本處于自然狀態；
⑤工人操作不需要彎腰或蹲著搬地磚，勞動強度低；
⑥使用電能不污染環境；
⑦用工數量少，降低人工費用，節約成本。
請根據上述表述回答以下問題(在“ ”處填寫合適的序號)：
（1）能實現人機關系舒適目標的是_______ 、_______；
（2）能實現人機關系高效目標的是_______；
（3）能體現設計實用原則的是_______、_______；
（4）采用鋪路機后，工人可以不必蹲著或是彎腰工作，這體現了技術可以 (從保護人、解放人、發展人中選擇一個，填入“_______”處)。
參考答案
1．D
【詳解】
根據大多數國家的專利法，發明專利的保護期限一般為20年。
2．A
【詳解】
在很多國家，發明人必須通過正式的專利申請程序來獲得專利權。僅僅在專業雜志上做介紹并不等于獲得了專利權。
3．B
【詳解】
技術的發展經歷了多個階段的革新，表明技術不斷進步和創新。
4．C
【詳解】
在專利申請過程中，實質審查階段是審查員對申請進行詳細分析的階段，以確定其是否符合新穎性、非顯而易見性和實用性的要求。
5．D
【詳解】
雖然差速器的設計和制造可能涉及物理學原理和材料學知識，但這個選項并不是評價差速器技術特點的正確描述。差速器主要體現了技術的創新性和應用性。
6．分析評價題
（1）整體性， 優化
（2）目的性， 創新
（3）優點：節約空間，功能齊全。缺點：設備單一而且受限制，用戶不能使用自己現有的設備。
（4）改進意見：① 將增加一個時鐘功能。② 將MP4功能改進成輸入音頻接口，既節約成本和 空間，又可外接不同的音頻設備，如手機，MP3等。
【詳解】
（1）這款新型臺燈的主要特點在于它將MP4、蓄電池和音箱等組件集成在一起，形成了一個多功能臺燈系統。這種設計體現了系統設計的“整體性”原則，即各個部分或組件相互關聯、相互依賴，形成一個統一的、協調的整體。此外，該臺燈在停電時能夠通過蓄電池繼續供電，這體現了系統設計的“優化”原則，即在滿足用戶需求的基礎上，實現系統的最優性能。
（2）在解決問題時，設計者通過將音箱、蓄電池與MP4組成底座，并配備支撐架和燈罩等配件，完成了臺燈的整體設計。這種設計使得臺燈不僅僅具有照明的功能，還能播放音樂，體現了系統設計的“目的性”原則，即設計是為了滿足特定的目標或需求。同時，在照明時欣賞音樂和停電時使用蓄電池供電等功能的實現，體現了設計的“實用”與“創新”原則。實用原則指的是設計要滿足用戶的需求，創新原則則是指設計要新穎、獨特，能夠給用戶帶來全新的體驗。
（3）這款臺燈的一個優點是它功能齊全且節約空間。它將多種功能集成在一個設備中，使得用戶在使用時更加便捷，同時也節省了空間。然而，它也存在一個缺點，即設備單一且受限制。由于MP4是內置的，用戶可能無法使用自己現有的設備，如手機或MP3等，這在一定程度上限制了用戶的選擇和體驗。
（4）針對上述缺點，可以提出以下兩個合理的改進意見：
① 增加一個時鐘功能：這個功能不僅豐富了臺燈的功能，而且可以滿足用戶在照明和聽音樂的同時查看時間的需求，提高了設備的實用性和便利性。
② 將MP4功能改進成輸入音頻接口：通過這個改進，用戶可以將自己的音頻設備（如手機、MP3等）連接到臺燈上，通過臺燈的音箱播放音樂。這樣既節省了成本和空間，又增加了用戶的靈活性和選擇權。這樣的設計更加人性化，能夠更好地滿足用戶的需求。
7.填空題
（1)④、⑤（2）③；（3）①、②；（4）解放人
【詳解】
首先，我們要明確各個點描述的是關于自動鋪磚機的不同特性和優勢。這些特性和優勢可以對應到人機關系的不同目標、設計的不同原則以及技術對人的影響。
人機關系的舒適目標：這通常指的是設計能夠減少人的體力消耗，使人處于自然舒適的工作姿態。在這里，工人站在操作臺上，手臂及腰部基本處于自然狀態（④），以及工人操作不需要彎腰或蹲著搬地磚（⑤），都是舒適目標的體現。
人機關系的高效目標：這通常指的是設計能夠顯著提高工作效率。自動鋪磚機鋪設道路的速度快，工作效率高（③），是實現高效目標的例子。
設計的實用原則：這一原則要求設計出的產品或系統必須能夠滿足人們的需求和愿望。在這里，鋪磚機能根據磚塊的形狀，鋪出各種不同圖案的路面（①），以及鋪磚機的寬度可調節，適合不同寬度的路面（②），都是實用原則的體現。
技術對人的影響：從描述中，我們可以知道采用鋪路機后，工人可以不必蹲著或是彎腰工作。這反映了技術通過改善人的工作條件來“解放人”。

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