資源簡介

通用技術知識專題
技術與設計1：
第一章 走進技術世界
一、技術的價值
技術是人類為滿足自身的需求和愿望對大自然進行的改造。技術與人:它具有保護人、解放人和發展人的作用。
技術與社會: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。
技術與自然：1、人類依靠技術改造自然、利用自然，應與自然和諧發展。
2、應把握尺度,合理發展,注意對自然的保護，技術對自然產生負影響，應以可持續發展為目標開發利用自然。 P8
二、技術的性質 P11 技術的目的性；技術的創新性；技術的綜合性；技術的兩面性；技術的專利性
1.創新是技術發展的核心所在，創新推動技術的發展。
2.技術創新表現為：技術革新（改進）、技術發明（創造）。
技術的綜合性：電學、光學、聲學、機械學、材料學、人體工程學……
科學是發現規律并對其驗證和公式化的知識體系。技術則是為了滿足人的需要而對大自然的改造。 P14
側重：科學發現什么，為什么； 技術回答怎么辦；
過程：科學用實驗證明理論規律； 技術用試驗驗證可行、合理性
聯系：科學是技術發展的基礎，技術發展促進科學的應用。
技術的兩面性：技術既有實用性又有功利性。實用性是技術的基本特性； P15
知識產權：著作權、專利權、商標權。
專利不能自動取得。符合新穎性、創造性、實用性的發明技術可以提出申請。并有年限：10年（改進）、20年（發明）
申請專利6步：提交申請階段、受理階段、初審階段、發明專利申請公布階段、發明專利申請實質審查階段、授權階段 P18
技術的未來：既充滿希望也隱含威脅 要理性看待。
第二章 技術世界中的設計
一、 技術與設計的關系
1.技術的發展離不開設計：設計是基于一定設想的、有目的的規劃及創造活動。
（1）設計是推動技術發展的重要驅動力。技術的創新、技術產品的更替、工藝的改進都需要設計。
（2）設計是技術成果轉化的橋梁和紐帶。（3）設計促進了技術的革新。
2.技術更新對設計產生重要影響
（1）技術是設計的平臺，技術的進步直接制約著設計的發展。
（2）技術更新為設計提供了更為廣闊的發展空間。
（3）技術進步還促進人們設計思維和手段的發展。
3.設計的豐富內涵：一般意義上的設計指的是綜合設計，在技術世界中的設計核心是技術設計。
技術設計側重：功能、材料、程序、工藝；藝術設計側重：色彩、造型、欣賞、審美、感覺
二、設計中的人機關系
人機關系要實現的目標：高效、健康、舒適、安全。
實現合理的人機關系要注意（1）普通人群與特殊人群
（2）靜態的人與動態的人：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。
（3）人的生理需求與人的心理需求：設計中的人機關系，滿足人的生理需求，也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。
（4）關注信息的交流：人與產品的互動過程就是人與產品之間信息傳遞的過程。
第三節 技術試驗及其方法 1.技術試驗：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。
2.技術試驗分：性能試驗、優化試驗、預測試驗、信息試驗。方法有：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。
技術試驗實施：1制定試驗計劃2抽取樣本、進行試驗、分析數據、得出結論
技術試驗報告：1試驗目的2試驗準備3試驗步驟4試驗記錄5試驗總結
技術試驗的重要性：1驗證技術成功與否，更是發現問題、探究規律、優化技術的關鍵；2是技術研究不可缺少的基本方法和手段，它對技術應用起到了有力的保障作用；3使設計得以改進和完善，將設計的風險和失誤降到最低；4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
一、設計的一般過程
發現和明確問題
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、發現和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。
制定設計方案
在發現和明確要求的基礎上，我們緊接著就是通過各種渠道，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和分析，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。
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：通過用戶調查、專家咨詢、查閱資料、收聽收看廣播電視、互聯網等渠道收集相關信息。
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。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辦法，應該提出盡可能多的設想，以便于權衡利弊，作出選擇。
方案構思：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。方案構思是設計過程中最富有挑戰性的環節。
方案呈現：常常是，為了使其，我們通常會用草圖把構思過程中產生的模糊的零散的設計想法轉化、綜合為具體化視覺形象。
方案篩選：當多個設計方案產生以后，要依據一定的原則，對這些方案進行篩選。
制作模型或原型
完成方案篩選后，要開始制作模型或者原形了。模型制作包括兩個階段，既繪制圖樣和制作模型或原型。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。
測試、評估及優化
要明確設計方案是否可行，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：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。（放重物是測試承重力、材料強度、結構強度；電風扇吹是測試重心穩定性；親自坐上感受一下是測試舒適度；用手左右晃一晃看是否穩固是測試結構穩定程度、穩固性）
評估：在測試的基礎上，還要對設計方案和產品進行較為全面的評估。評估，在設計過程中需要反復進行。
優化：為了優化設計方案，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進行調查，征集優化的具體意見。三種人群即專家（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）
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民的需求，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。
設計過程是一個動態的過程。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。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。
二、設計的一般原則
創新原則
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。（案例：洗衣機的發展歷程）
實用原則
設計中的實用性是指設計的產品為了實現其目的而具有的基本功能。它包括
物理功能（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）
社會功能（產品象征或顯示個人價值、興趣、愛好和社會地位）
經濟原則
經濟原則是指以最低的費用最得最佳的效果。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和總量最小。（包括運輸成本等）
由于產品所用的材料都有其特定的性能和加工的方法，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。另一個方面，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。
產品設計必須從消費者的利益出發，合理使用優質價廉、能優化產品質量的原材料，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。
功能成本比=功能/成本。
美觀原則
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特點，強調形態美，技術美，材質美，色彩美等獨特的表現元素，產生不同的產品風格，帶給人們各種美的享受。
產品設計中的美觀原則是多元的，受到消費者、功能、技術、文化傳統等多方面的影響。
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。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。
①設計應堅持為人民服務的宗旨，以人為本，不能出于某種不道德的目的；（刑訊逼供器具）
②設計不能單純為了謀取利益而損害他人和環境；（假冒偽劣，有毒材料制造食品、藥品等）
③設計要尊重他人知識產權、技術成果。不能一味抄襲別人的設計。
技術規范原則
技術規范是有關開發生產技術的知識、領域、方法和規定的綜合。產品的設計必須符合一定的技術規范。技術規范既有強制性的標準，也有推薦使用的技術規范。
可持續發展原則
可持續發展原則是指產品的設計既滿足當代發展的需求，又要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。
應充分考慮產品對環境可能造成的影響，并盡量采取措施減少其負面影響；
應盡可能選用可再生資源和可重復使用材料，應盡量減少原料和自然資源的使用，降低產品在生產中的損耗和產品的回收問題
設計一般原則之間的關系
各種原則并不是各自獨立的，它們之間往往相互聯系、相互制約、相互促進、相互影響、相互滲透。具有一定的開放性。
三、設計的評價
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。
它對設計者樹立質量管理意識、強化質量管理、高質量完成設計任務有重要作用，同時也有助于設計中的信息交流和工作反思。
從評價對象來分：一是對設計過程的評價，二是對設計成果的評價。
從評價者角度來分：一是設計者自我評價，二是他人的評價。
對設計評價應建立在事實判斷的基礎上。評價者首先應對設計過程和設計方案的各個細節進行準確的判斷、說明、闡述。只有在事實確定的前提下，評價才會有效，才不至于失真。
對設計過程的評價
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。
對設計過程的評價內容：設計過程是否完備，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；等。
對設計過程的評價應服務于完善設計方案、促進個人發展的根本目標，不僅僅是設計過程終結時的回顧性、反思性評價，而且也包括設計過程之中的即時性、階段性評價。因此，對設計過程的評價應寓于設計的全過程。
對最終產品的評價
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。
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。
日常用品評價：功能、形態、效率、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
（人機關系：主要操作裝置應與人體有關尺寸相適應；主要顯示應清晰易讀，處在人閱讀的最佳范圍內；操作件使用方便，符合人體生物力學特點；在工作區域內無劃傷人的尖棱突角，照明光線柔和，亮度適宜；在危險區域內，有保護裝置，有警示標志；等）
設計的評價和設計的交流
a.口頭交流（非正式） b.文本、圖表之類的交流方式（正式）c.技術圖樣、模型的交流方式（直觀） d.計算機演示、網頁的交流方式（生動、形象）（詳見第六章）
第四章 發現與明確問題
一、發現問題
問題的來源
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。問題是如何產生的？
第一種：人類生存活動中必然會遇到的問題。來源于生活
第二種：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
第三種：基于一定的目的由設計者自己主動發現，并試圖解決。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。
發現問題的途徑和方法
觀察日常生活（包括有意識觀察和無意注意）
收集和分析信息（文獻法，問卷調查法，詢問法）
技術研究與技術試驗
二、明確問題
明確問題的內容和價值
問題是否明確
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。
問題的價值
判斷一個問題是否有價值，必須從以下問題著手：
①所提出的問題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？
明確解決問題受到的限制及具體的設計任務
設計計劃
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
一、方案的構思方法
1.設計分析：
(1) 設計需要考慮的主要因素: 功能、結構穩定、安全可靠、成本適當、易于制作等
(2) 產品設計的三要素：物、人、環境
(3)明確使用對象進行具體設計分析
標準件：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。
2.方案的構思方法：(1)草圖法；(2)模仿法；(3)聯想法；(4)奇特性構思法。
3.方案的比較和權衡（即方案的篩選）
對方案進行評判和比較，要從設計的目的出發，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：在技術活動中進行表達、交流的工具（如圖樣、圖表、模型、符號、聲音、手勢、標志、計算機演示、網絡語言等）。
按照專業類型分：有計算機程序語言、工程圖學語言等；
依據人的感覺類型的不同分：有視覺語言、聽覺語言和觸覺語言等；
依據人的視覺形式的不同分：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
2.草圖：構思草圖和設計（草圖草圖的繪制步驟，詳細參看P115）
二、常見的技術圖樣
正投影的基本特性：A、真實性,B、積聚性，C、收縮性。主視圖、俯視圖、左視圖統稱為三視圖。
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。
（三視圖的繪制步驟見P122-123。）
2、形體的尺寸標注
四個基本的要求：正確（必須符合國家標準）、完整（必須注定齊全、不重復、不遺漏）、清晰（尺寸標注布局整齊、清晰，便于識圖）、合理（尺寸注定方式符合加工要求）
尺寸三要素：
①尺寸界線：尺寸界線用細實線繪制，并由圖形的輪廓線、軸線或對稱中心處引出，也可利用輪廓線、軸線或對稱中心作尺寸線。
②尺寸線：尺寸線用細實線繪制。尺寸線必須單獨畫出，不能與其他圖線重合或在其延長線上。一般采用箭頭作為尺寸線終端。
③尺寸數字：圖樣上所注尺寸表示形體的真實大小，形體的真實大小與圖樣的大小及繪圖的準確度無關。圖樣上的尺寸，以毫米mm為單位時，不注寫單位，否則必須注明。線性尺寸的尺寸數字一般注寫在尺寸線上方或其中斷處，水平方向尺寸字頭向上，垂直方向尺寸數字寫在尺寸線的左側且字頭向左。
直徑： ，整圓或大于半圓的圓弧需要標注直徑。注意小尺寸標注的方法（P125）
半徑：R，半圓或者不足半圓的圓弧需要標注半徑。小尺寸標注方法（P125）
3、機械加工圖
以三視圖的形式來表達機械加工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
4、剖視圖
假想采用剖切平面的方法剖開物體，將處于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剖視圖。剖切平面一般具有以下兩個特征：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。
畫圖時應注意：
①用粗實線畫出物體的剖面輪廓及剖切平面后的可見輪廓。
②應省略不必要的虛線，只有對尚未表達清楚的物體結構才畫出虛線。
③由于剖切平面是假想的，因此在一個視圖上取剖視，并不影響其他視圖的投影
④剖面需按規定畫出與物體材料相應的剖面符號，剖面線應間隔相等、方向一致。
5、線路圖
電子線路圖一般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。首先要認識線路圖中的元器件符號，知道它所代表的元器件；其次要弄清楚元器件符號相互之間的連接方式；最后確定信號如何流通。
第七章 模型或原型的制作
一、模型
1.模型及其功能
（1）模型：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。模型可以是產品本身，也可以是與產品大小相同、使用功能一致的物體。（2）模型具有兩個功能：①使設計對象具體化。②幫助分析設計的可能性。
2.模型在不同階段的作用
（1）草模:用于產品造型設計的初期階段，它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。
（2）概念模型：在設計構思初步完成之后，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。
（3）結構模型：用于研究產品造型與結構的關系，表達產品的結構尺寸和連接方法，并用于進行結構強度試驗。
（4）功能模型：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。
（5）展示模型：是采用真實材料，按照準確的尺寸做成的與實際產品幾乎一致的模型，研究人機關系、結構、制造工藝、外觀、市場宣傳等。
二、工藝
1.認識工藝
（1）工藝是指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。
（2）工藝的種類：常見的工藝有加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、 鑄造工藝、表面處理工藝等。
（3）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.金屬材料的加工工藝
一般來說，金屬材料的加工包括1劃線、2鋸割、3切削（銼削）、4鉆孔、5連接、6表面處理等工序。
[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。
劃線一般步驟為：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、鋼直尺、角尺、劃規和樣沖。各類工具的操作要領詳見P144
[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 5安裝鋸條時鋸齒向外（P145）
起鋸：從工件遠離自己的一端起鋸，起鋸時用左手大拇指貼住鋸條，起鋸角要小，起鋸時行程要短，壓力要小，缺口2-3mm進，加長行程。
[銼削]：為了使工件符合設計所要求的形狀、尺寸和粗糙度，往往需要進行銼削、銑削和磨削。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。
[鉆孔]：常用的鉆孔設備是臺鉆，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（了解攻絲與套絲方法）
常用的連接方法有：鉚接、黏結、焊接、螺栓和螺母、平頭螺絲、元寶螺帽、墊圈、彈簧墊圈 各種連接應用實例要掌握。
[表面處理]：①目的：防止金屬制品表面生銹腐蝕，提高產品的美觀程度。②常見的方法：表面刷光、噴涂油漆、鍍層
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
三、制作模型
制作模型一般步驟：
1.選擇合適的材料。2.準備適當的工具和加工設備。3.按設計圖樣畫線。4.對材料進行鋸割、切削等加工。5.裝配。6.對模型進行表面處理。7.對產品的外觀造型和色彩進行評價；對產品的結構、功能進行檢測和試驗。8.對設計方案進行修改，做成展示模型（樣品）。
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。
模型制作的一般步驟：
①選擇合適的材料②準備工具和設備。③劃線④加工⑤裝配⑥表面處理⑦評價
第八章 技術產品的使用和保養（選修）
1.產品說明書的編寫：
（1）產品說明書的一般結構——標題、正文、標記。
（2）產品說明書的形式：條款直述式和自問自答式。
（3）產品說明書的寫作要求 ：①充分考慮用戶的閱讀需要；②體現產品的設計特點；③不必平均用力，而應有所側重；④語言準確、通俗、簡潔、內容條理清楚。
2.技術產品的使用、維護和保養：
產品說明書為用戶使用產品提供依據，它必須清楚的告訴用戶產品的使用方法，以使用戶方便地獲知、掌握產品使用方法，恰當、安全、高效地使用產品。
維護產品完好技術狀況或工作狀態而進行的作業，是進行技術設計時必須考慮的問題，產品的維護和保養方法也應當在產品說明或用戶手冊中得以體現。
3.技術產品的服務途徑
①查閱說明書獲得廠家的服務電話、服務網點分布等信息。
②打電話咨詢或上網查找。
③請教其他用戶獲取服務信息。
技術與設計2：
第一單元 結構與設計
一、常見結構的認識
1.結構：是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。
根據鷹眼的結構,人們正在研制“ 鷹眼”導彈系統。這種導彈系統能自動尋找、識別目標并跟蹤攻擊。
2.從力學角度來說, 結構是指可承受一定力的架構形態, 它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。
３.結構的類型： 實體結構、框架結構、殼體結構
實體結構：結構體本身是實心的，它的受力特點是：外力分布在整個體積中，如：實心墻，大壩。
框架結構：結構體由細長的構件組成，受力特點：支撐空間而不充滿空間。如：鐵架塔。
殼體結構：層狀的結構，受力特點是：外力作用在結構體的表面上，如：頭盔，飛機的外殼，貝殼。
二、穩定結構的探析
1.結構與穩定性
（1）結構的穩定性：是指結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。
結構的穩定性是結構的重要性質之一。如果一個物體的結構不能有效地抵御常見外力的作用，那么該物體是很難承受負載而保持平衡的。
（2）影響結構穩定性的主要因素：
重心位置的高低、結構與地面接觸所形成的支撐面的大小和結構的形狀等。
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。
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。
2.結構與強度：
結構的強度：是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
影響結構強度的主要因素：結構的強度與結構的形狀、使用的材料、構件之間的連接方式等。
①結構的形狀：三角形是框架結構中最基本的形狀之一,它結實、穩定，所用材料最少。
②結構的材料與連接：結構構件的連接通常有兩種：鉸連接 和 鋼連接
3.結構與功能：結構的變化可能導致功能的變化。
三、簡單結構的設計
1.結構設計應考慮的主要因素
結構設計應以一種或幾種功能的實現為基本目標, 應滿足設計規范, 滿足使用者的基本需要。
結構設計應考慮的主要因素有：符合使用者對設計對象的穩定性和強度要求, 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。
在結構設計中還有一些需要考慮的因素, 如材料、民俗文化、地域特點等。
四、經典結構的欣賞
賞析結構設計作品,可從技術與文化兩個角度進行。
（1）技術的角度主要有：結構功能、穩固耐用、造型設計的創意和表現力、材料使用的合理性，工藝制造的精湛程度等。
（2）文化的角度主要有：文化寓意與傳達，公眾認可的美學原則，反映的時代、民族、習俗方面的特征、結構的個性特征等。
第二單元 流程與設計
一、流程
（1）時序：時間上的先后順序就是時序。時序體現了具體活動內容的先后關系，在這種先后關系中，有些步驟之間的時序是不可顛倒的，有些步驟之間的時序是可以顛倒的。
完成某一個具體目標、組成某項生產或某個活動過程的若干階段或小的過程稱為環節。
環節是一個相對的概念，依據問題性質的不同和不同人的理解，環節的劃分可能會有所不同。環節中又包含若干可以分解的、目標更具體的事項。在某項生產或某個或動中，環節是不可缺少的。
（2）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。可以把流程理解為為了一定的目的去做事情的順序。任何流程都反映一定的時序，體現出一定的環節。
流程圖有文字表達、表格表達、圖示表達等方式，有些場合還可用模型表達、動畫演示等。
用箭頭、用數字序號、用時間等表達時序。流程圖的序號或方框反映了環節、工序的具體情況。
生活中處處都有流程，科學合理的流程，可以指導我們正確地做事，提高工作和學習的效率，使我們的生活變得有序、合理、為我們的安全提供保障。
對于生產過程，有加工流程、組裝流程、包裝流程、質量檢查流程、安全生產流程等；對于企業經營過程，有原材料采購過程、市場銷售流程、財務工作流程等。
二、流程的設計
1.流程設計應考慮的基本因素
設計一個流程首先應明確流程要實現的具體目標。
對于工作和生活方面的流程設計，主要應考慮如何節省時間、提高工作效率、提高工作質量等目標。
對于生產活動的流程設計，主要應從提高效率、提高質量、節省資源、安全生產、高經濟效益、提高管理水平等方面明確設計的目標。
2.流程設計的步驟
首先要明確設計的目標和任務，明確流程所應遵循的內在變化規律。
其次，要分析現有材料、設備、資金、人員、工藝和環境因素。
第三，列出流程涉及的主要事項，并進行初步的排列。
第四，分析各事項（步驟）之間先后順序，合理地安排流程的時序和環節。
第五，選擇一種合適的表達方式畫出流程圖，對于有嚴格時間要求的時序，要標注時間。
三、流程的優化
流程優化的目的是為了提高工作效率、降低成本、降低勞動強度、節約能耗、減少環境污染、保證安全生產等。流程優化涉及到工期優化、工藝優化、成本優化、技術優化、質量優化等優化指標。
第三單元 系統與設計
一、系統的結構
1.系統：由相互聯系、相互作用、相互依賴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。部分相對于整體而言，要素相對于系統的元素結構而言。很多情況下，要素和部分又可以通用。
構成系統，必須具備三個條件：
第一，至少要有兩個或者兩個以上的要素（部分）才能組成系統；
第二，要素（部分）之間相互關系、相互作用，按照一定方式形成一個整體；
第三，這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。
2.系統的類型：（1）自然系統和人造系統；（2）實體系統和抽象系統：
人體系統、生態系統是自然系統；城市系統、計算機系統和機械傳動系統是人造系統
生物系統、機械系統是實體系統；哲學系統、計算機的操作系統是抽象系統
3.系統的基本特性：整體性、相關性、目的性、動態性、環境適應性。
⑴整體性：是系統最基本的特性，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）在孤立狀態下所沒有的。系統的任何一個要素（部分）發生變化或出現故障時，都會影響其他要素（部分）或整體的功能的發揮。系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和。
⑵相關性：是指組成系統的各要素之間或系統整體與部分之間的相互作用、相互聯系。
⑶目的性：任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這正是區別不同系統的標志。
對于復雜的系統，目標有多個，往往用一個指標體系來描述系統的目標。
二、系統的分析
系統分析：為了發揮系統的功能，實現系統的目標，運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、實驗，并在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原有的系統提出改進方案的過程。
系統分析的顯著特點是完整地處理問題，考慮各種主要變化因素及其相互的影響，全面地思考和解決問題。
系統分析的一般步驟：
①明確問題，設立目標；②收集資料，制定方案；③分析計算，評價比較；④檢驗核實，作出決策。
系統分析的主要原則：整體性原則、科學性原則、綜合性原則三個主要原則。
2.系統的優化：是指在給定的條件（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）。
三、系統的設計
系統的設計是對各種各樣的系統進行調查分析、籌劃研究、評價實施、運行改善等，直到完成一個能協調工作的實際系統的過程。
系統設計要從整體出發，以系統整體功能的最優為目的。不同行業的系統設計有著不同的技術要求。
系統設計方案的優化：首先從系統整體考慮優化，統籌兼顧，再在此基礎上完善各部分的設計。
系統設計的一般步驟：將系統分解為若干子系統，確定各子系統的目標、功能及其相互關系，對子系統進行技術設計和評價，對系統進行總體技術設計和評價等。
第四單元 控制與設計
一、控制的手段
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。
理解任何控制現象，都要明確控制的對象是什么，控制要達到什么目的和采取什么控制手段。
控制的手段：人工控制和自動控制。
二、控制系統的工作過程與方式
1.控制系統：任何一種控制的實現，都要通過若干個環節，這些環節構成一個控制系統。一般的控制過程都有一個輸入和一個輸出，控制系統的輸入輸出之間有一定的對應關系。
2.開環控制系統：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。
對于開環控制系統，通常可以用下面的方框圖來描述：
3.閉環控制系統：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。
簡單閉環控制系統的方框圖如下：

三、閉環控制系統的干擾與反饋
1.干擾因素：指在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素。有的是環境造成的，有的是人為原因所致。在控制系統中，干擾因素可能有一個，也可能有若干個。
2. 閉環控制系統的工作過程
從反饋來看，閉環控制系統就是指在系統的輸出端與輸入端之間存在反饋問題，輸出量對控制過程產生影響的控制系統。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。
3.功能模擬方法：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。
4.黑箱方法：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。如，中醫切脈診病、瓜農選西瓜等。
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）
限制
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）
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）
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