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。它具有保護人、解放人和發展人的作用。
1.技術改造自然、利用自然，使自然造福人類。
2.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。
二、技術的性質
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、技術發明。
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。
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。
知識產權：著作權、專利權、商標權。
專利權申請：符合新穎性、創造性、實用性的發明技術可以提出申請。
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
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
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。
（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
第三章 設計過程、原則及評價
一、設計的一般過程：
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
1.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。
2.制定設計方案
制定方案的步驟：（1）收集信息（2）設計分析（3）方案構思方案（4）方案呈現（5）方案篩選
二、設計的一般原則
創新原則、實用原則、經濟原則、美觀原則、道德原則、技術規范原則、可持續發展原則。
三、設計的評價
1.設計過程的評價
一項設計成果的好壞，60%-70%是由設計過程的質量所決定的。沒有良好的設計過程,就不可能有良好的設計成果。 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.對最終產品的評價——對設計成果的總評價
兩個基本依據：參照設計的一般原則進行評價 根據事先制定的設計要求進行評價
3.設計的交流方式：
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）
第四章 發現與明確問題
一、發現問題
1.問題的來源：（1）人類生存活動中必然會遇到的問題；（2）別人給出的問題，設計者必須針對問題尋求解決方案；（3）基于一定的目的有設計者自己主動發現問題。
2.發現問題的途徑與方法：（1）觀察日常生活；（2）收集和分析信息；（3）技術研究與技術試驗．
二、明確問題
1.明確問題的內容與價值：
①問題表述本身是否明確 ②問題產生的原因是否明確 ③提出問題的目的是否明確
2.明確解決問題受到的限制及具體的設計任務
限制主要由兩方面決定：（1）設計對象的特點和問題解決的標準；（2）設計者的技術能力與條件
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
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）
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（如圖形、表格、聲音、手勢、標志等）。
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
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。
形體的尺寸標法：
（1）尺寸標注的基本要求：正確、完整、清晰、合理。
（2）尺寸要素：①尺寸界線；②尺寸線；③尺寸數字。
機械加工圖：是工程圖的一種，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。
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:
（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（樣品）。
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劃線、鋸割、切削等工序。
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
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
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）。
第八章 技術產品的使用和保養
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?？梢园蚜鞒汤斫鉃闉榱艘欢ǖ哪康娜プ鍪虑榈捻樞?。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?？梢杂孟旅娴姆娇驁D來描述：
HYPERLINK "http://img.blog./photo/YSN6e61NQjKciIg6WrE1Fg==/2011420183574995867.jpg" \t "_blank"
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：
HYPERLINK "http://img.blog./photo/R_mlGDxsyOhVgjVwAJneiA==/2005509209063853812.jpg" \t "_blank"
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。
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