資源簡介

第二章技術世界中的設計
《技術試驗及其方法》的教學設計
撰寫人：李錦玉
一、設計思想：
　　技術試驗是技術設計中重要的課程內容，它是技術設計過程中的一個重要環(huán)節(jié)，也是技術探究中一種重要的方法。它是全書的重點之一。技術試驗在技術發(fā)明、技術革新、技術推廣過程中的作用不可忽視，它是解決技術問題的一個重要方法。技術試驗具有很豐富的教育價值，對于培養(yǎng)學生的技術素養(yǎng)和良好的品質，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，具有不可替代的作用。讓學生“經歷觀 察、設想、試驗、測試等簡單的技術試驗過程，學會簡單的技術試驗方法，理解技術試驗在技術發(fā)明、技術革新中的作用，形成初步的技術試驗能力”的同時，感受技術試驗是一種重要的技術方法。
二、教材分析：
　 《課程標準》對本節(jié)提出了兩點要求：1、了解1至2類產品的常用測試方法；2、能根據(jù)需要進行簡單的技術試驗，并進行評價，寫出試驗報告。
三、學情分析：
　 根據(jù)學生已經學習的內容和認知特點，我們利用兩個課時來完成本節(jié)的教學，讓學生通過回憶親身體驗和對相關案例的分析，引導學生通過進行一些小試驗和一些典型的技術試驗案例分析，讓學生了解技術測試的重要性及其方法，激發(fā)學生的好奇心和主動學習的欲望，對教學內容進行步步展開，使學生親歷自主探索和思維升華的過程。并能根據(jù)設計要求使用簡單的方法對對產品進行測試，并能在分析測試結果，掌握相應的學習方法和動手能力。
四、教學目標：
1知識目標：
　 理解技術試驗的重要性。
　 了解技術產品的常用試驗方法。
2能力目標：
　 能進行簡單的技術試驗，并能分析簡單技術試驗的測試結果。
　　能寫出有關技術試驗的試驗報告。
3態(tài)度和情感：
　 　知道我們的設計產品和成果都是為人而設計的，我們對產品進行技術試驗，發(fā)現(xiàn)設計的缺陷，改進設計方案，確保人們安全、有效的使用我們的設計成果，培養(yǎng)學 生的社會責任感和道德心以及科學嚴謹?shù)募夹g責任感，讓學生知道在技術設計中注重實事求是的精神，形成富有責任感的技術設計觀。
五、教學重、難點：
教學重點：
　　1 技術試驗的重要性。
　　2 能進行簡單的技術試驗并寫出試驗報告。、
　　3 技術試驗不僅僅是技術設計過程中的一個重要環(huán)節(jié)，它更是技術研究中不可缺少的基本方法和手段。
教學難點：能寫出有關技術試驗的試驗報告。
六、教學策略：
　　1、通過觀察和回憶，思考和分析，讓學生感受技術試驗的重要性。
　　2、通過案例分析，讓學生明確技術實驗是技術研究活動中的一種重要的技術方法。
　　3、在處理“技術試驗方法”這部分內容時，不需要面面懼到，只側重講一兩個方法即可。
　　4.讓學生親自動手進行試驗，初步掌握簡單技術試驗的方法和試驗報告的寫作?！　?br/>　　5. 教學時間：2課時
七、教學準備：
準備一段神州飛船發(fā)射的錄像、汽車破壞碰撞試驗視頻。
八、教學過程的設計：
1、引入新課
　 　教師：今天我們要學習的是“第二章第三節(jié)----技術試驗及其方法”，我們現(xiàn)在已經能夠運用新材料、新工藝和現(xiàn)代科學技術、制造出許許多多高精尖的機器設備。就拿飛行器來說，經過短短一百多年的努力，我們已經從萊特兄弟制造的最簡單的飛機（1903）發(fā)展到飛向太空的宇宙飛船，而這一系列的發(fā)展過程，都要經過一系列的科學技術試驗才能完成。技術試驗是技術活動中的一項重要內容，什么是技術試驗？為什么要進行技術試驗呢？請同學們看
案例分析－－技術試驗衛(wèi)星
　　技術試驗衛(wèi)星是進行新技術試驗或為應用衛(wèi)星進行試驗的衛(wèi)星，人造衛(wèi)星在發(fā)射上天前必須經過一系列的地面試驗，以考驗衛(wèi)星的技術性能，但是地面試驗畢竟不同于天上，在地面上試驗完了還必須上天試一試，無論哪個國家在發(fā)射每一種應用衛(wèi)星之前，都要發(fā)射一些技術試驗衛(wèi)星。
　 　教師：例如我們每天看到的中央和其他省市的電視節(jié)目都是通過通訊衛(wèi)星傳送的，而每天的天氣預報則是根據(jù)氣象衛(wèi)星測出的，這些衛(wèi)星在投入正式運營以前都要 經過一系列的試驗。自從我國在1970年發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星以來，經過30多年的努力，我國不但可以發(fā)射各種用途的衛(wèi)星，在2006年我國又成功發(fā) 射了神州6號宇宙載人飛船，下面請看一段有關神州6號的錄像：
　　（播放神州六號飛行錄像）
　　中國“神舟”飛船發(fā)射歷程
　　中國于1992年開始實施載人飛船航天工程，研制了載人飛船和高可靠運載火箭，開展了航天醫(yī)學和空間生命科學的工程研究，選拔了預備航天員，研制了一批空間遙感和空間科學試驗裝置。
　　1999年11月20日，中國自主研制的第一艘航天試驗飛船“神舟”號發(fā)射成功，經過21小時11分的太空飛行，“神舟”號順利返回地球。中國載人航天工程首次飛行試驗取得圓滿成功。
　　2001年1月10日，“神舟”二號無人飛船發(fā)射升空，10分鐘后成功進入預定軌道。飛船按照預定軌道在太空飛行近七天，環(huán)繞地球一百零八圈，并順利完成預定空間科學和技術試驗任務。
　　2002年3月25日，“神舟”三號無人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空?！吧裰邸比柺且凰艺龢訜o人飛船，飛船技術狀態(tài)與載人狀態(tài)完全一致。
　　2002年12月30日“神舟”四號飛船發(fā)射，是中國“神舟”飛船在無人狀態(tài)下考核最全面的一次飛行試驗：北京航天醫(yī)學工程研究所承擔的航天員系統(tǒng)和飛船環(huán)境控制與生命保障分系統(tǒng)全面參加試驗，將進一步驗證飛船內載人環(huán)境參數(shù)和環(huán)控生保分系統(tǒng)飛行狀態(tài)。
　　2004年10月5日 “神舟五號”載人飛船的發(fā)射成功及順利返回。教師：從上面的數(shù)據(jù)可以看出，我國在最短的時間內，在最少的試驗次數(shù)下成功的進行了載人的航天飛行。通過上面的試驗我們知道：
　　一項新產品設計生產出來后，其設計是否合理，性能和質量是否符合要求，都需要通過（技術試驗）來驗證。那么，何為技術試驗呢？
2.什么是技術試驗？
（1）、技術試驗——人們?yōu)榱四撤N目的所進行的嘗試、檢驗、優(yōu)化等探索性實踐活動稱技術試驗。
（2）、問題情景
請同學們從日常生活中，或從媒體上了解到哪些技術試驗，舉例說明？
如：醫(yī)院青霉素皮試、藥品小白鼠試驗、愛滋病疫苗的接種試驗、汽車的碰撞試驗、大壩水利試驗、計算機性能測試（優(yōu)化大師的使用）、上海東方明珠塔模型在風洞試驗室中作抗強風試驗等等。
　　思考：為什么要進行技術試驗呢？如果不做這些技術試驗結果會怎樣呢？帶著這個問題，我們走進
　　案例分析－－阿什塔比拉河橋的挎塌。
　　1863年，美國鐵路巨頭斯托恩全部采用鐵制材料建造了鐵路橋，由于對新材料的過度信任，未經技術試驗就投入使用，13年后火車經過大橋時鐵架發(fā)生斷裂，大橋垮塌，使100多名旅客喪身。
（3）、師生互動：
　　這個案例給了我們什么啟發(fā)？
　 如果不進行技術試驗，你不可能了解材料的性能，產品的性能，不能發(fā)現(xiàn)設計中的問題，不能避免事故的發(fā)生，如果事先對材料的性能和設計方案進行了試驗，將會最大限度降低失誤，避免損失。對于一些大型建筑工程建筑，我們就要縮小比例，用模型進行試驗。所以，無論什么產品，大到航天飛機，小到吃穿用的生活用品，在使用之前都要進行技術試驗。
（4）、完成“馬上行動”。（出示實物凳子）
　　請同學們仔細觀察這個凳子，再分析一下李寧的試驗方法有什么不合理的地方，如果換成你，你會這么做？
（5）、設想：“就自己設計的小凳”進行檢驗其承重力，舒適度和穩(wěn)定性，你用什么方法？（請同學上來試一下）
測試內容 試驗方法
承重力 放一些重物在椅子上，看是否能承受
舒適度 親自坐在椅子上感受一下
穩(wěn)定性 用手左右晃一晃，看是否穩(wěn)固
（6）、技術試驗的種類
剛才，同學們列舉了許多技術試驗的例子，那么這些都屬于什么技術試驗類別呢？技術試驗的分類不是唯一的，有很多的分類方法，同一個技術試驗，分類的標準不同、類別也就不同。
根據(jù)應用的范圍不同進行分類：如農業(yè)試驗，工業(yè)試驗，國防試驗，科學技術試驗等
根據(jù)目的的不同進行分類：性能試驗，優(yōu)化試驗，預測試驗，信息試驗等。
根據(jù)試驗的性質不同分類：物理性能，化學性能試驗，生物性能試驗等。
3、技術試驗方法
既然技術試驗有如此重要的作用，那么我們該如何進行技術試驗呢？有什么樣的方法？在技術發(fā)展的漫長過程中，人們總結了許多技術試驗的方法，這些方法有著各自的特點，同時也有著各自的適應范圍和作用，下面選擇常用的方法加以介紹。
（1）、優(yōu)選試驗法
舉例： A．不同品種棉花的對比試驗。
B．在鋼里加入某種元素以制造特種鋼的時候，要用優(yōu)選試驗法測定加入某種元素的量。
（2）、模擬試驗法（結合實例著重講解）
[舉例] A．風洞試驗（幻燈片展示）
B．汽車的碰撞試驗就可以選用模擬試驗法進行試驗，在專用的場所模擬現(xiàn)實中的撞車事故，以考察汽車的性能。采用這種方法進行試驗，可以減小風險，提高效率。
【設問】：在汽車碰撞試驗中為什么要用模擬人試驗呢？同學們還知道哪些模擬試驗的方法？
【小組討論】回答：用模擬人試驗可以檢測在事故發(fā)生時對撞擊人體造成的傷害，從而總結經驗，改善汽車的安全性能設計，降低事故風險。
【生】：水利工程模擬、航空地面模擬試驗、神州三號模擬人試驗等（總結得到）
C．神州飛船用模擬人試驗工作艙內人的生存環(huán)境（圖片），神舟三號是無人飛船，可船艙里卻安坐了一名矮小結實的“小伙子”。據(jù)飛船系統(tǒng)副總指揮秦文波的介紹，這是飛船上新添的模擬人設備。雖說是假人可“他”卻會“呼吸”、能“排汗”，皮膚軟綿綿的很像真人。
（3）、虛擬試驗法
利用計算機技術來虛擬現(xiàn)實中的技術設計原型并進行試驗的方法稱為虛擬試驗法。
舉例：利用計算機摸擬“勇氣”號火星探測器登陸火星表面的場景效果；
【設問】：采用虛擬試驗方法比傳統(tǒng)的方法有什么好處？
【生】：采用虛擬樣機技術，很多試驗可以在計算機上完成，大大縮短研制周期與研制經費。
（4）、強化試驗法
通過擴大和強化試驗對象的作用，以提高試驗效率的方法稱為強化試驗法。
[舉例] A．測定某一品牌地板的耐磨性，抗壓性。
B．檢測鋼鐵的硬度
（5）、移植試驗法
在相互具有差異的事物之間，將某些共同相關的因素從一物移植到另一物進行試驗。
舉例：農作物的嫁接或移植試驗；橘子從長江以南移植到長江以北的種植試驗。
【小結】技術試驗的方法還有很多，并不是所有的技術試驗都用這幾種方法，比如課本上的“馬上行動”題，在測試椅子的穩(wěn)定性，舒適度、結構度時，就可以不用上述的幾種方法。
4、技術試驗的實施與報告的寫作
（1）、引導學生以物理實驗為例，回憶物理實驗的實施步驟應該有哪幾條，然后板演技術試驗的步驟：
① 試驗準備
制定周密的試驗方案；做好試驗條件的準備；
② 試驗實施
準確記錄試驗中得到的所有數(shù)據(jù)；注意意外事故；試驗應重復多次。
同學們：在物理實驗中，對我們實驗者是有一定的要求的，那么我們技術試驗者又應具備什么品質呢 請同學閱讀
案例分析——當核材料接近臨界值
歸納：技術試驗者又應具備的品質：科學的精神、嚴謹?shù)膽B(tài)度和頑強的毅力。
③ 試驗報告
撰寫試驗結果 提出試驗結論
（2）、怎樣寫一份試驗報告
試驗目的；試驗準備（材料、工具、儀器和設備）；試驗步驟；試驗總結；試驗記錄
（3）、動手實踐：“探究紙張的結構造型與強度的關系”。
撰寫試驗報告；
試驗目的： 探究紙張的結構造型與強度的關系
試驗準備：大小相同的紙張若干，膠水，高度相同的木塊兩塊（做支架），不同質量的砝碼若干，試驗記錄紙，試驗報告書。
試驗步驟：根據(jù)試驗需要同學自己設計試驗步驟，并按步驟進行試驗，記錄下數(shù)據(jù)（可以參考下表）
試驗次數(shù) 紙張形狀 砝碼質量(克） 材料下彎距離(毫米）



試驗總結：同學可以參考課本自己進行總結。
5、技術試驗在設計中的作用
在技術活動中，技術試驗是必不可少的。通過試驗可以發(fā)現(xiàn)問題、深化認識、推動技術設計的發(fā)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(shù)據(jù)。如通過小板凳承重力試驗來解決小板凳設計的安全性問題，如通過小板凳的穩(wěn)定性試驗來解決小板凳結構的設計問題。
技術試驗在技術活動中是必不可少的一項內容，它是技術成功與否的關鍵，更是發(fā)現(xiàn)問題、探究規(guī)律、優(yōu)化技術的關鍵。而技術試驗的種類很多，我們要根據(jù)設計的具體目的和要求選擇合適的試驗方法來進行技術試驗。技術試驗完成后，我們要分析和總結試驗結論，撰寫技術試驗報告。
九、知識結構
第三節(jié) 技術試驗及其方法
一、什么是技術試驗
1、技術試驗——為了某種目的所進行的嘗試、檢驗、優(yōu)化等探索性實踐活動。
2、技術試驗的分類
按應用范圍分類
農業(yè)試驗 國防試驗 科學試驗 工業(yè)試驗 優(yōu)化試驗 預測試驗 信息試驗 性能試驗
按目的分類
二、技術試驗方法
優(yōu)選試驗法 模擬試驗法 虛擬試驗法 強化試驗法 移植試驗法
三.技術試驗的實施與報告的寫作
1、技術試驗的基本步驟：
（1）試驗準備
●制定周密的試驗方案。 ●作好試驗條件的準備。
（2）試驗實施
●準確地記錄試驗中得到的所有數(shù)據(jù)； ●注意意外情況 ； ●試驗應重復多次。
（3）試驗報告
●撰寫試驗結果 ●提出試驗結論
2、試驗報告的內容：
（1）試驗目的； （2）試驗準備（材料、儀器、工具和設備）； （3）試驗方法；
（4）試驗步驟； （5）數(shù)據(jù)記錄、處理和分析； （6） 試驗結果和結論。
十、作業(yè)設計
結合教材補充完成“紙張的結構造型與強度的關系的試驗報告”。另外請你為小板凳的穩(wěn)固性設計幾種試驗方法，然后選擇其中一種進行試驗，并寫出其試驗報告。（要求：16K紙，名字和班級寫在右下角）
【問題研究】：　
　如何進一步加強學生技術試驗的思想和能力？
怎樣使學生結在生活中開展技術試驗？
課外知識：技術試驗和科學實驗的區(qū)別
【師】很多同學常常容易將技術試驗和科學試驗這兩個概念混淆，所在在此列出兩者的概念，加以區(qū)別。
（幻燈片展示）所謂科學實驗，就是我們?yōu)榱藢崿F(xiàn)預期的研究目的，利用科學儀器設備，主動觀察、模擬或控制自然現(xiàn)象，排除干擾和次要因素，突出主要因素，力爭在最有利的條件下，去發(fā)現(xiàn)和探討自然規(guī)律的一種活動。比如物理實驗，化學實驗，生物實驗等。
技術試驗：技術試驗是為了全面考核產品質量和性能的穩(wěn)定性可靠性，獲取大量技術數(shù)據(jù)，經過分析綜合得出產品的使用質量的基本水平及其極限的狀況的過程，是一種創(chuàng)造性的技術活動。比如風洞試驗，飛機試飛試驗，農業(yè)高新技術試驗等。
教學反思
技術試驗在技術活動中是必不可少的一項內容，它是技術成功與否的關鍵，更是發(fā)現(xiàn)問題、探究規(guī)律、優(yōu)化技術的關鍵。因此，它是本書的重點內容之一。然而 它對學生來說又是很陌生的。教師必須在教學中引導學生將它與他們早就熟悉的科學實驗區(qū)別開來。為了打破學生對技術試驗的神秘感，我用學生很熟悉的神舟飛船 錄像引入新課，將學生的注意力吸引到技術試驗這個內容上。通過耳聞能詳?shù)脑∑降碾s交水稻試驗、汽車破壞性碰撞試驗、青霉素皮下注射試驗、原子彈試驗等等 這些例子讓學生理解技術試驗與科學試驗的區(qū)別，使學生初步理解技術試驗的概念及它在技術活動中的重要性。為了提高學生的興趣，我還增加了析因試驗法，介紹 了美國世貿大樓在911事件中倒坍的析因試驗研究，學生果真很感興趣。這兩節(jié)課，學生的興趣很高的，很積極地參與課堂活動。課后都認真完成了技術試驗報告 的寫作。從學生呈上來的技術試驗報告發(fā)現(xiàn)，絕大部分的同學是按技術試驗報告的格式來完成，但還有極少部分學生受思維定勢的影響，仍將試驗報告寫成了實驗報 告，還是按物理實驗報告的格式來書寫。這說明這部分學生的頭腦里還沒有完全將技術試驗與科學實驗區(qū)分開來。
第三節(jié) 技術試驗及其方法
【教材版本】通用技術《技術與設計1》，江蘇教育出版社出版
【設計理念】
圍繞上一節(jié)提出的“以人為本”的理念及技術要求新求變的特點，對技術試驗各個方面展開討論，通過大量實例與視頻，使學生深入了解技術設計的概念和具體實施方法。
【教材分析】
1.知識結構分析
本節(jié)課屬于設計的評價內容標準范疇，也是全書的重點之一。本節(jié)內容通過案例引出技術試驗的定義，再通過反面案例說明技術 試驗在技術設計過程中的重要性，并介紹了幾種常用的技術試驗方法，和技術試驗報告的寫作方法及格式。其編排方式對于落實課程標準起了很好的鋪墊作用，對于 學生學會進行簡單的技術試驗方法，以及如何撰寫技術試驗報告都起了拋磚引玉的作用。
2課時
2.知識發(fā)生發(fā)展過程分析
技術試驗是技術設計中重要的課程內容，它是技術設計過程中的一個重要環(huán)節(jié)，也是技術探究中一種重要的方法。這一節(jié)是真正學習如何設計之前的鋪墊，屬于設計進行和完成階段伴隨設計并檢驗設計的一項必不可少的環(huán)節(jié)。
3.知識學習意義分析
與前兩節(jié)相結合，是作為設計者在進行設計前都必須了解，并且要在設計中學會去使用的必要知識?？梢耘囵B(yǎng)設計者在設計前就具有縱覽全局的觀念，對于培養(yǎng)學生的技術素養(yǎng)和良好的品質，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，具有不可替代的作用。
4.教學建議與學法指導說明
技術試驗不同于科學實驗，對于這部分不太熟悉的知識需要多舉案例分析引導。如果有條件，最好讓學生自己動手進行試驗，初步掌握簡單技術試驗的方法和試驗報告的寫作。
【學情分析】
1.原有認知發(fā)展分析
高中生對于科學實驗已經有所接觸，但對于技術試驗仍然在認識上都只有一個模糊不清的概念，需要在案例中逐步引導。但兩者間的區(qū)別個人認為沒必要在此 時進行強調，當學生理解技術試驗是怎樣的，或可形成鞏固的認識后再行區(qū)分。而學生對技術試驗的實施方法以及試驗報告的撰寫也不是很了解，但是生活當中應該 親身經歷過很多技術試驗的例子，因此可引導學生自主觀察、分析和總結，鼓勵學生分析相關案例積極思考問題。
2.原有知識結構分析
通過前面章節(jié)的學習，學生已經明白了技術與科學的區(qū)別與聯(lián)系，并了解到設計與技術間的重要關系及在設計過程中需要考慮的因素，而本節(jié)作為檢驗、優(yōu)化、探究過程是必須讓學生了解到的另一重要環(huán)節(jié)。
3.非認知因素分析
學生對于責任感、道德心以及科學嚴謹?shù)膽B(tài)度可能多數(shù)仍局限于口號或教條的認識，借助本課，可以在技術試驗方法和操作的討論中入情入境得到深化。
【教學目標】
1.知識與技能
（1）了解技術試驗的重要性。
（2）能進行簡單的技術試驗，并寫出試驗報告。
2.過程與方法
通過引導、體驗、交流、協(xié)作、評價等教學過程，讓學生明白技術試驗往往會經歷一個曲折的過程，技術試驗不可能一帆風順。
3.情感、態(tài)度與價值觀
培養(yǎng)學生的技術素養(yǎng)和良好的品質，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。明白我們的設計產品和成果都是為人而設計的，對產品進行技術試驗，發(fā)現(xiàn)設計的缺陷，改進設計方案，是為了確保人們安全、有效的使用設計成果，培養(yǎng)社會責任感和道德心以及科學嚴謹?shù)募夹g責任感。
【重點難點】
1.教學重點
（1）理解技術試驗的重要性。
（2）技術試驗的方法。
2.教學難點
能進行簡單的技術試驗并寫出試驗報告。
【教學環(huán)境】
在多媒體教室內進行。
【教學方法】
體驗法、講授法、討論法。
【教學思路】
把知識點置于具體的情景當中，通過具有影響力的現(xiàn)實案例，使學生感觸到技術試驗時處處存在我們的生活中，從而激發(fā)學生的求知欲。順應這種求知欲，在此基礎上介紹技術試驗的方法及如何實施。
【教學過程】
一、問題引入
用問題“怎樣拍掌拍得最響？”來設置情景，讓學生不由自主的動手拍掌進行試驗。
[教師評析]
拍掌拍得響不響，同學們不知道答案不能直接回答，所以同學們要拍掌來試一下，而這種嘗試，可以稱之為試驗，怎么樣拍得最 響，我們用試驗的方法很容易得到答案。那我們在技術領域出現(xiàn)的未知問題又該怎么辦呢？這就是今天要和大家一起探討的主題。引出課題：第三節(jié)技術試驗及其方 法。
二、新課講解
（一）什么是技術試驗：
[案例分析]　
大家都知道我們國家的載人航天成就讓我們每一個中國人感到驕傲和自豪，那么為什么只有神舟5號、6號、7號真正的載人上天，神舟1、2、3、4號又干什么去了呢？
[學生思考討論]
[教師評析]
一項新產品設計生產出來后，其設計是否合理，性能和質量是否符合要求，都需要通過技術試驗來驗證，同樣的航天火箭發(fā)射也一樣，我們開始不能保證我們 的火箭能載人航天，所以我們分別進行了神舟１號到４號火箭的發(fā)射，這四枚火箭相對神舟５號６號7號而言都可以說是在進行技術試驗。那么到底什么是技術試驗 呢？
1.技術試驗的概念：
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(yōu)化等探索性實踐活動稱為技術實驗（Technical Test）。
[提問]技術試驗與科學實驗是不是一樣的呢？
[學生思考討論]
[教師評析]
我們熟悉的在物理、化學、生物所進行的實驗，是對事物的客觀規(guī)律和現(xiàn)象進行觀察、分類、歸納、演繹、推理、驗證的科學過程，是一種科學探究活動。
技術試驗是為了全面考核產品質量和性能的穩(wěn)定性和可靠性，獲取得大量技術數(shù)據(jù)，經過分析綜合得出產品的使用質量的基本水平及其極限狀況的過程。是一種創(chuàng)造性的技術活動.
科學實驗——驗證假設，行成結論。
技術試驗——驗證方案的可行性與合理性，并實現(xiàn)優(yōu)化。
科學實驗的目的在于甄別真?zhèn)?，而技術試驗的目的在于選擇和優(yōu)化。
[討論]
1.你在日常生活中接觸了哪些技術試驗？請舉例說明
醫(yī)院青霉素皮試、藥品小白鼠試驗、計算機性能測試（優(yōu)化大師的使用）安全帽超載試驗、蘋果樹嫁接移植試驗、大橋通車試驗、彈簧床墊彈性測試試驗、青藏鐵路通車試驗、防彈背心擊穿測試試驗、橡皮筋彈性試驗、各種疫苗測試試驗、天氣預報等。
2.為什么要進行技術試驗？（前面同學們拍掌及神舟飛船都進行了技術試驗，那我們?yōu)槭裁匆M行技術試驗呢？可不可以不進行技術試驗呢？）
[案例分析]技術試驗衛(wèi)星、阿什塔比拉河橋的垮塌、青梅素皮試試驗。
課外閱讀：技術原因造成的----十件悲劇
[提問]這些案例給了我們什么啟發(fā)？
[學生思考討論]
[教師評析]
如果不進行技術試驗,不可能了解材料的性能,產品的性能,不能發(fā)現(xiàn)設計中的問題,不能避免事故的發(fā)生,如果事先對材料的性能和設計方案進行了試驗,將會最大限度降低失誤，避免損失。對于一些大型建筑工程建筑，我們就要縮小比例，用模型進行試驗。所以,無論什么產品,大到航天飛機,小到吃穿用的生活用品,設計制造出來的產品都要進行一系列的試驗,來檢驗你的設計是否合理,性能是否達到要求。
技技術試驗的重要性：
（1）技術試驗是技術研究不可缺少的基本方法和手段，它對技術應用的實現(xiàn)起到了有力的保障作用。
（2）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降到最低。
馬上行動：
學生應用已有的知識經驗進行思考和討論教材第 37 頁“馬上行動”。
李寧同學自己做了個小板凳，他要做兩個小試驗來檢驗小凳的承重力和穩(wěn)定性，你認為他的試驗合理嗎？
（1）在小凳上逐步加重物，把重物將小凳壓垮前的一次重力記錄為小凳的承重力。
（2）在小凳上固定一個特制的擋風屏障用電風扇在一定距離之外吹風，電扇由遠及近移動，風力由小變大，記錄屏障連同小凳一同倒下時電風扇與小凳之間的距離以及電風扇的風力。
[教師評析]
凳子的承重力和穩(wěn)定性主要決定于凳腿對地面的支撐力和角度、所以第一個試驗應該做而第二個試驗不必做。由此也可以看出,對不同用途的產品,其功能不同,用途不同，用來檢驗的方法也有所不同。
我們知道了技術試驗的重要性了，現(xiàn)在我們一起來學習一下，技術試驗的分類。
2.技術試驗的分類：
可以根據(jù)試驗的性質不同分類:
物理性能試驗，如：材料機械性能試驗。試驗的內容主要是測量材料的強度、硬度、剛性、塑性和韌性等。機械性能試驗可分為靜力試驗和動力試驗兩大類。靜力試驗包括拉伸試驗、壓縮試驗、彎曲試驗、扭轉試驗、硬度試驗、應力松弛試驗、斷裂韌性試驗等。動力試驗包括沖擊試驗、疲勞試驗等。
化學性能試驗，如：材料的老化、抗腐蝕試驗等。
生化性能試驗，如：疫苗試驗、病理試驗、藥物臨床試驗等。
可以根據(jù)應用的范圍不同進行分類，如農業(yè)試驗、工業(yè)試驗、國防試驗、科學技術試驗等。
還可以根據(jù)目的的不同進行分類，如性能試驗、優(yōu)化試驗、預測試驗、信息試驗等。
根 據(jù) 分 類
試驗的性質 物理性能試驗、化學性能試驗、生化性能試驗
應用范圍 農業(yè)試驗、工業(yè)試驗、國防試驗、科學技術試驗等
目的不同 性能試驗、優(yōu)化試驗、預測試驗、信息試驗等
性能試驗：
通過改變所給的條件，測量試驗對象的狀態(tài)變化并分析其原因，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。
優(yōu)化試驗：
對試驗對象進行條件優(yōu)化或條件組合。 如農業(yè)中不同的品種的對比試驗
預測試驗：
通過試驗，預測被試對象狀態(tài)的變化及產生的后果。 如：老化試驗、天氣預測—預測臺風韋帕。
信息試驗：
通過測量、采集、識別和處理信息來影響試驗效果。如航測。
[教師評析]
當然對技術試驗類型的劃分不是絕對的，有時同樣的試驗，因為目的的不同，也可以從不同的類型來理解。
過渡：
在技術發(fā)展的漫長過程中，人們總結了許多技術試驗的方法。這些方法有著各自的特點，同時也有著各自的適用范圍和作用。下面我們來對常用的方法進行學習。
3.技術試驗方法：
(1)優(yōu)選試驗法：
運用數(shù)理統(tǒng)計的方法，選定若干次典型意義的試驗，邏輯地推出全部試驗所達到的最佳效果，這種試驗方法稱為優(yōu)選試驗法。
如：有沒有施肥水稻的對比試驗、袁隆平與雜交水稻的育種成功。
[提問]
還有沒有優(yōu)選試驗法的應用？
[教師評析]
優(yōu)選試驗法有很多。比如說我們前面講到了神舟５號航天飛船，那我們?yōu)槭裁催x擇了楊利偉做為第一位上天的航天員啊？其實這里也用到了優(yōu)選試驗法，當時一定是在所有的航天員中反復的選擇、比較，最后認為楊利偉最合適所以選他的對不對？
下面我們來看一看宇航員的一段訓練視頻“航天員失重訓練”。
[提問]
航天員為什么要進行這樣的訓練??？
[學生思考討論]
[教師評析]
因為在太空中是沒有空氣沒有重力的，宇航員在太空時都是處于失重狀態(tài)的，為了讓宇航員很好的適應失重狀態(tài)，所以要在地球 上對宇航員進行失重訓練，而這種訓練是模擬太空環(huán)境來進行的，利用失重飛機完成的。它可以使宇航員感受、體驗和熟悉失重環(huán)境，在失重的時間里可以做各種試 驗，如吃東西、喝水、穿脫衣服、閉眼與睜眼的定向運動，訓練太空的出艙活動。
而這種通過再現(xiàn)的形式來模擬現(xiàn)實發(fā)生情況的方法稱為：
（2）模擬試驗法
通過再現(xiàn)的形式來模擬現(xiàn)實發(fā)生情況的方法。 如汽車的碰撞試驗就可以選用模擬試驗法進行試驗，在專用的場所模擬現(xiàn)實中的撞車事故，以考察汽車的性能。采用這種方法進行試驗，可以減小風險，提高效率。模擬試驗法還可以通過縮小(放大)比例來模擬所設計的現(xiàn)場效果。
[案例分析]
汽車碰撞試驗、汽車安全氣囊、大壩水利試驗、飛行器的風洞試驗、船舶的船體試驗；
[提問]
在汽車碰撞試驗中為什么要用模擬人試驗呢？
[學生思考討論]
用模擬人試驗可以檢測在事故發(fā)生時對撞擊人體造成的傷害，從而總結經驗，改善汽車的安全性能設計，降低事故風險。
同學們前面我們看了航天員失重訓練的視頻，現(xiàn)在我們再來看看鳳凰號火星探測器模擬登陸動畫。
[提問]
這段視頻是真實發(fā)生的嗎？
[學生思考討論]
[教師評析]
對，我們暫時還無法直接把火星探測器登陸的視頻拍下來，可是我們可以利用計算機技術來虛擬實現(xiàn)，這就是我們要學習的第三個試驗方法。
（3）虛擬試驗法：
利用計算機技術來虛擬現(xiàn)實中的技術設計原型并進行試驗的方法稱為虛擬試驗法。
除了剛才我們看到的鳳凰號火星探測器模擬登陸動畫外，還有虛擬人等采用了虛擬試驗法。視頻：神州七號發(fā)射及太空行走3D虛擬場景
[提問]
采用虛擬試驗方法比傳統(tǒng)的方法有什么好處？
[教師評析]
幫助學生一起總結出，采用虛擬試驗技術，很多試驗可以在計算機上完成，大大縮短研制周期與研制經費。虛擬人――研究者利用來源于自然人的解剖信息和生理信息，集成虛擬的數(shù)字化人體信息資源，經計算機模擬構造出虛擬人，可以開展無法在自然人身上進行的一系列診斷與治療研究。
[提問]
同學們我想大家應該都知道，要成為一個宇航員不容易，要經過層層的選拔，選拔成為宇航員后還要經過很多高強度的體能訓 練。宇航員的訓練遠比我們想象的艱苦，有些訓練甚至讓人難以忍受。當初蘇聯(lián)宇航員在一年內，要騎自行車1000公里，滑雪3000公里，越野跑步200多 公里。當年美國的宇航員登月前要穿幾十千克重的宇航服，在炎熱的佛羅里達沙漠中，每天行走二三十千米。而今我國的宇航員也在進行高強度的訓練。請問為什么 他們要進行這么多高強度的訓練啊？
[學生思考討論]
[教師評析]
宇航員進行這么多高強度的訓練，是為了讓他們在執(zhí)行太空任務時能更好適應太空的環(huán)境，并能很好的處理各種突發(fā)事件。而在技術試驗中通過擴大和強化試驗對象的作用，以提高試驗效率的方法稱為
（4）強化試驗法
通過擴大和強化試驗對象的作用,以提高試驗效率的方法。汽車道路強化腐蝕試驗、高溫高濕試驗、鹽水搓板路試驗、強化壞路行駛試驗…
[提問]
在前面我們講到了宇航員要進行“失重訓練”。同學們失重訓練的這個環(huán)境在我們地球上本來有沒有？
[教師評析]
這種失重的環(huán)境實際上是我們模擬的太空環(huán)境，是不是也可以說是把太空的環(huán)境移植到了地球？而這種移植也是一種技術試驗方法。
（5）移植試驗法　
在相互有差異的事物之間，將某些共同相關的因素從一物移植到另一物進行試驗的方法。農作物的嫁接或移植試驗（如橘子從長江以南移植到長江以北的種植試驗。這就是一種非常典型的移植試驗）。
[提問]同學們還知道些什么樣的移植試驗法的應用？
[教師提示]西瓜移植試驗、小白鼠、用動物試驗非典疫苗。
馬上行動：某同學對所制做的座椅根據(jù)測試內容設計了相應的試驗方法，請你用線將二者連起來。
測試內容 　　試驗方法 　
穩(wěn)定性 　　　親自坐在椅子上感受一下 　
舒適度 　　　放一些重物在椅子上，看是否能承受　　
結構強度 　　用手左右晃一晃，看是否穩(wěn)固
小結：
從以上的試驗中我們知道,技術試驗是從多方面多角度地檢驗材料,產品性能的技術手段，試驗方法也不局限于上面提到的5種方法，除了我們剛才所學的以外還有創(chuàng)新轉化試驗法、中間試驗法、工業(yè)試驗法、析因試驗法等。以后同學也可以在自己的實踐中學習和總結其他更多的試驗方法。
第二課時：
[教師講解]
上一節(jié)我們介紹了技術試驗的相關內容，熟悉了技術試驗的方法，那么技術試驗如何開展呢？
3.技術試驗的實施與報考的寫作：
（1）技術試驗的實施包括：
制定試驗計劃、抽取樣本、進行試驗、分析數(shù)據(jù)、得出結論。
在實施技術試驗之前，必須對試驗過程做周密的設計。
案例分析《當核材料接近臨界值》：
討論：
人們在技術試驗中可能會遭遇不可預料的危險，甚至有人為了獲得資料在試驗中英勇獻身，你對此有什么體會？
技術試驗是一種探索性的實踐活動，需要試驗者具有科學的精神、嚴謹?shù)膽B(tài)度；技術試驗往往要經歷一個曲折的過程，需要試驗者擁有頑強的毅力。
（2）試驗報告的寫作
技術試驗報告是技術試驗工作完成后應當形成的成果，其項目包括：試驗目的、試驗準備、試驗步驟、試驗記錄、試驗總結等。
技術試驗報告記錄稿
班級： 組序： 組員： 記錄：
試驗名稱：試驗目的： 試驗準備： 試驗步驟： 試驗記錄： 試驗總結：
注意：
ⅰ試驗報告的文字應力求簡明扼要。
ⅱ試驗記錄應該完整和真實。
ⅲ記錄內容應包括實驗的全過程，實驗現(xiàn)象反常時，應做出明顯標記，做詳細記錄。
ⅳ技術試驗完成后要分析和總結試驗結論，技術試驗報告的格式不是惟一的，不同的技術試驗內容或方法可以形成不同的試驗報告。
我們通過《紙張的結構造型與強度的關系》這個小試驗，來體驗一下技術試驗過程。
案例分析：紙張的結構造型與強度的關系的試驗報告 P41
【學生試驗名稱】：《紙張的結構造型與強度的關系》
【試驗前學生準備】：用普通紙一張，改變紙張的結構造型，然后試驗它的強度。（可折疊，卷曲，三角柱，四邊柱，圓柱，瓦楞型等等結構）。
【試驗實踐過程】：
《紙張的結構造型與強度的關系》技術試驗報告
班級： 組序： 組員： 記錄： 時間：
試驗目的 探究A4紙的結構造型與強度的關系
試驗準備 材料 人員分工
大小相同不同結構紙張若干、筆、高度相同的書、試驗報告表 負責人： 擺放試驗紙：放重物： 記錄員：
試驗過程 造型粗圖（尺寸） 最大承重量 排名






試驗總結 1、物體的結構造型對 有影響。2、相同材料的物體結構不同， 不同3、相同結構造型的材料，間距不同，強度 4、我們可以改變 來增強物體的結構強度

拓展：
思考1：試驗操作過程不規(guī)范，將給試驗帶來什么后果？
思考2：紙張的結構研究試驗成果，可否用于其他材質，為什么？
思考3：技術試驗在設計中有什么作用？
設想用截面為凹槽形狀的構件做杠件，凹槽側向放置與向上放置所承受的重力是否不同？
4.技術試驗在設計中的作用
在技術活動中，技術試驗是必不可少的。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、客觀的依據(jù)，同時也可發(fā)現(xiàn)問題、深化認識、推動技術設計的發(fā)展。
如通過小板凳承重力試驗來解決小板凳設計的安全性問題，如通過小板凳的穩(wěn)定性試驗來解決小板凳結構的設計問題。
練習:
P042
降水量的定義：
降落在地面上未經蒸發(fā)、滲透和流失的液態(tài)降水或固態(tài)降水的積水量，以積水深度表示，單位為mm。1毫米的降水量是指單位面積上水深1毫米。1毫米降 水落到田地里有多少呢 ？我們知道,每畝地面積是666.7平方米,因此,1毫米降水量就等于每畝地里增加了0.667立方米的水。每立方米的水是1000公斤,這樣,1毫米降 水量也就等于向每畝地澆了約650公斤水。
影響測量誤差的因素：造成降水量觀測誤差的主要原因是雨水濺失、蒸發(fā)損失和風的影響。
各類雨的降水量標準：
小雨:24小時降水量小于10.0
12小時降水 量 小于5.0
中雨: 24小時降水量 10.0-24.9
12小時降水量 5.0-14.9
大雨:24小時降水量 25.0-49.9
12小時降水量 15.0-29.9
暴雨： 24小時降水量 50.0-99.9
12小時降水量 30.0-69.9
大暴雨：24小時降水量 100.0-249.0
12小時降水量 70.0-139.9
特大暴雨 24小時降水量 250.0以上
12小時降水量 140.0以上
有了上面一些基本概念之后，就可以設計一個實驗報告了。根據(jù)教材，其基本內容可否包括如下幾點：
一、試驗名稱
二、試驗目的
三、試驗設備簡介
四、試驗記錄（表格）
時間 雨量 記錄人 氣象臺數(shù)據(jù) 雨量等級
0點～1點
1點～2點
23點～24點
五、測量精度評價及誤差分析
六、對設備和測量方法的改進意見
本章小結：
1.技術與設計的關系
⑴技術發(fā)展離不開設計 ⑵技術更新對設計產生重要影響 ⑶設計的豐富內涵
2.設計中的人機關系
⑴人機關系的含義：人和周圍物品的關系。
⑵人機關系的目標：高效、健康、舒適、安全。
⑶如何實現(xiàn)合理的人機關系
3.技術試驗及其方法
⑴技術試驗：（根據(jù)目的分類）性能試驗、優(yōu)化試驗、預測試驗、信息試驗等。
⑵技術實驗法：優(yōu)選試驗法、模擬試驗法、虛擬試驗法、強化試驗法、移植試驗法等。
⑶技術試驗報告的寫作
⑷技術試驗在設計中的作用
知識鞏固：
1.在裝修學生宿舍時，工人師傅在宿舍走廊的圍墻上又增加了用鐵管做成的護欄。這是考慮了人機關系的什么目標（ ）
A.健康 B.舒適 C.高效 D.安全
2.以往電路圖的設計都是手工繪制，煩瑣且易出錯；隨著電子技術發(fā)展，尤其電腦的發(fā)展，現(xiàn)在專門的電路圖設計軟件大大方便了電路設計，而且還可以進行仿真測試，這體現(xiàn)了技術與設計的什么關系？（ ）
A.技術的發(fā)展為設計創(chuàng)新提供了條件 B.技術的發(fā)展和設計無關
C.技術的發(fā)展對設計不產生影響 D.技術就是設計
3.學生在上機操作時，構成主要的人機關系是（ ）
A.學生與電腦 B.學生與教室 C.學生與教師 D.學生與課本
4.水利大壩從理論，設計到開工建設進行了許多次實驗。一般采取下列的什么方法（ ）
A.優(yōu)選實驗法 B.模擬實驗法 C.虛擬實驗法 D.強化實驗法
5．汽車的碰撞實驗是（ ）
A.優(yōu)選實驗法 B.模擬實驗法 C.移植實驗法 D.強化實驗法
6.對不同品種的水稻進行對比試驗，這種試驗方法是（ ）
A.模擬試驗法 B.優(yōu)選試驗法 C.移植試驗法 D.強化試驗法
7. 遭遇車禍的概率最高的是（ ）
A．棕色車子 B．銀灰色車子 C．白色車子 D．綠色車子
8. 1884年英國的沃特曼設計了一種用毛細管供給墨水的鋼筆。此筆的端部可以卸下用一個小的滴管即可將墨水注入毛細管，這樣，鋼筆就可以自由吸水了。鋼筆的 設計是對鵝毛吸水技術的改進，而小圓珠代替筆尖的設計則使圓珠筆技術得以誕生。這個案例說明了技術與設計的關系是（ ）
A.技術的發(fā)展離不開設計 B.技術更新對設計產生重要影響　
C.設計的豐富內涵 D.設計制約技術的發(fā)展
9.技術試驗的實施包括_________、________、_________、_________、________等幾個步驟。
10.技術試驗根據(jù)目的的不同可分為：__________、_________、__________、____________等。
11.性能試驗：____________________________________________________________________。
12.預測試驗：____________________________________________________________________。
13.技術試驗報告包括__________、__________、___________、__________、___________等。
課外閱讀：
技術試驗的其他方法：
1、對比試驗法
通過兩組或多組試驗的研究，比較它們之間的優(yōu)劣差異，權衡利弊，選擇一種最優(yōu)方案，它是一種為決策提供依據(jù)的試驗。
例如：為了找到棉花的良種，在相同的自然環(huán)境和管理條件下，通過種植不同品種的棉花進行對比試驗，最后確定一種高產的、抗病蟲害能力強、棉纖維質量符合要求、易管理的棉花品種進行推廣。農業(yè)試驗中，往往采用對比試驗法。
2、析因試驗法
它是一種由已知結果去尋找原因的試驗，以便發(fā)現(xiàn)問題的癥結，尋找正確的方法，使之設計方案更加完善。
例如：機械設備出現(xiàn)裂紋或早期失效，設備運轉發(fā)生故障，生產工藝流程不穩(wěn)定等現(xiàn)象，一時無法查明原因，就往往要轉入試驗研究，分析各種復雜因素，找出問題的主要原因。
風洞試驗：為了試驗飛行器的空氣動力性能，把飛行器放在產生強大的人工氣流管道裝置內，如圖2。觀測氣流或氣流與飛行器之間相互作用。研究其空氣動力學的規(guī)律。通過風洞試驗來確定飛行器的氣動布局和評估其飛行性能。（略）
神州飛船的模擬人試驗：為了試驗飛船返回艙內人的生存環(huán)境，采用仿真模擬人試驗人在飛船飛行過程中，呼吸系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)等一系列情況。（略）
技術原因造成的----十件悲劇
（1）“瓦薩”號沉沒
（2）海厄特攝政通道垮塌
（3）易洛魁劇院大火
（4）Eschede列車出軌
（5）阿什塔比拉河橋垮塌
（6）圣弗朗西斯水壩決口
（7）“大西洋皇后”號和“愛琴海艦長”號相撞事故
（8）AT&T電話線路癱瘓日
（9）1965年美國東北部電力中斷
（10）“協(xié)和”飛機失事
“瓦薩”號戰(zhàn)艦
在瑞典首都斯德哥爾摩有個特殊的博物館，它是為一艘打撈上來的戰(zhàn)艦專門修建的。受到這樣特殊待遇的沉船便是“瓦薩”號戰(zhàn)艦。
瓦薩王朝統(tǒng)治時期，瑞典是歐洲的強國之一。為了與勁敵丹麥、波蘭對抗．稱霸波羅的海，瑞典國王古斯塔夫·阿道夫斯二世要求建造一批新的戰(zhàn)艦，并要求戰(zhàn)艦航 速要快、火力要強、裝飾要華麗，因為這樣才足以顯示瓦薩王朝的權力、財富和戰(zhàn)斗力。1626年初，作為其中最大的戰(zhàn)艦“瓦薩”號在國王的親自監(jiān)督下正式開 始建造。
國王總是有太多要求。在“瓦薩”號建造期間，他不斷下令依照他的旨意改變設計和建造要求。在“瓦薩”號的骨架已經安裝好的時候，他下令增加戰(zhàn)艦的長 度。面對以性情暴躁聞名的國王，經驗豐富的主造船師亨里克·哈伯特備感無奈．只得奉命行事。1627年，亨里克·哈伯特病逝他的助手、沒有太多經驗的海 因．雅各布森接替他主持建造。而此時，國王得知了丹麥建成雙層炮艦的消息，于是他又決定．為原計劃修建單層炮艦的“瓦薩”號增加一個槍械甲板，把它改建成 “雙層”炮艦。這樣一來“瓦薩”號便擁有了雙排其64門艦炮，全長達到了69米，成了當時裝備最齊全、武裝程度最高的戰(zhàn)船。但對于橫粱和壓艙物來說，在一 個并不穩(wěn)固的平臺上安裝的這些裝備顯得過高過長了．而且與平臺的功能極不相稱但國王的命令沒人敢違抗。
對“瓦薩”號進行的穩(wěn)定性測試試驗更像一場鬧劇：讓30個船員從船一端跑到另一端，以此檢測船的搖動情況。試驗中“瓦薩”號發(fā)生了危險的搖動，但對這個預警信號，海因·雅各布森卻視而不見，還是決定取消試驗，準備航行．結果——
首航沉沒成絕唱
1628年8月10日，斯德哥爾摩碼頭人頭攢動，人們都在焦急地等待，翹首企盼著堪稱世界最頂級的“瓦薩”號戰(zhàn)艦。
“啟動了!”人群中一片歡呼?？粗矍暗那榫埃邮苤炆先w水兵的致敬．國王古斯塔夫·阿道夫斯心中一陣激動。他想像“瓦薩”號乘風破浪，縱橫 馳騁．勇斗頑敵．但突然，他臉上的笑容僵住了。離岸還沒來得及揚帆遠航的“瓦薩”號在一陣大風浪過后，開始傾斜，接著又慢慢恢復平衡．但隨即再一次朝右舷 傾斜。岸上的人們都驚得目瞪口呆?！巴咚_”號的下層甲板在慢慢進水，艦體開始晃動下沉?！巴咚_”號就在眾目睽睽之下沉沒了。
“瓦薩”號首航僅僅10多分鐘就結束了。建造過程中埋下的那些隱患：安置太多重炮卻沒有足夠的壓艙物，導致戰(zhàn)艦重心過高，首航前沒有經過嚴格測試等等．都是“瓦薩”號沉沒的罪魁。但因為一切都是依照國王的要求建造的，所以，這個轟動一時的沉船事件最后也就不了了之。
333年后重見天日
1959年，潛水員在“瓦薩”號沉沒的海底挖掘坑道用以穿引鋼纜。打撈人員利用16艘躉船系牢各鋼纜兩端，同時將各躉船水艙內的水分18次抽出， 增加躉船浮力．將“瓦薩”號成功兜起離開海底，并將其在水中拖移到船塢附近淺水區(qū)。因為在水下多年的木船一旦離水，極易腐朽，因此所有打撈到的船上物品均 保存于海水中登記整理編號，同時開始對船體清淤堵漏。進行水下防腐處理。一切就緒后，1961年4月24日．在海底沉睡333年的“瓦薩”號終于重見天 日。
對從水中打撈出的數(shù)百年前的木船進行防腐處理工作是空前的。瑞典科學家研究決定采用聚乙烯乙二醇與水的混合液進行霧狀噴灑，從1962年開始用 500只噴頭．每噴灑25分鐘間歇20分鐘，重復不斷．這樣長年累月一直噴到1979年，連續(xù)噴灑了17年，使得這艘到當時已350多歲的木制戰(zhàn)船得以固 化。打撈、修復沉船工作前后持續(xù)了近20年。瑞典的專家、工人采用各種現(xiàn)代化手段，一絲不茍地將戰(zhàn)艦恢復原貌。從水中撈出的萬余件船體附屬部件和’700 余件雕塑經過防腐、防縮處理后。也都放回到船上原來的位置。之后，又經過數(shù)年船身加固等艱苦工作，沉船修復工作才宣告結束。至此，一個橫跨300多年的戰(zhàn) 艦呈現(xiàn)在了世人面前。
海厄特攝政通道垮塌
1981年7月17日，美國密蘇里州堪薩斯城新建的海厄特攝政通道的三個“懸浮通道”發(fā)生垮塌。事故發(fā)生后，人們猜測可能是由于站在上面跳舞的客人 有節(jié)奏的舞步引起了共振，導致天橋發(fā)生彎曲和垮塌。而此后的調查證明，事故原因并未如人們所預料的那樣。工程師的最初設計是將三個通道中的兩個懸掛在公用 的垂直金屬桿上。但施工方卻沒有按照這一設計，而是采取了最致命的簡單辦法，用較短的桿將每一層懸掛在上一層上。這樣兩層的通道實際上就掛在了四層上，使 其連接頭處承受的重量加倍。 當通道上聚集了過多的人時，連接處就承受不住了。施工方稱他們已經就這一變動征求過設計者的意見，但負責設計的工程師們卻堅持沒有人問過他們這個問題。設 計者們曾要求在施工過程中親臨現(xiàn)場，但這被一個不愿再付出額外開銷的業(yè)主回絕了。由于信息交流渠道不暢以及偷工減料，114條生命成為了這場美國歷史上最 嚴重的建筑結構事故中的犧牲品。
易洛魁劇院大火
1903年12月30日，芝加哥的易洛魁劇院失火。它在當時可以稱得上是陸地上的“泰坦尼克”，兩者有著很多的相似之處：事故發(fā)生之前它們的設計都被認為是最新的、不可能被摧毀的，而出事時卻造成了巨大的人員傷亡。
當時，易洛魁劇院的擁有者輕率而狂妄，他們在劇院中沒有安裝任何滅火設備，沒有進行消防演習，在沒有安裝好自動噴淋設備的情況下就開始營業(yè)。他們把 防火安全完全放在一項所謂的新技術上，那就是石棉幕，它在出現(xiàn)較常見的后臺失火時會落下來保護觀眾，并由此而宣稱其為“絕對防火”的建筑。 事發(fā)前，眾多觀眾正在劇院欣賞歌舞劇明星Eddie Foy表演的《藍胡子先生》，此時一個涂有油的背景幕在與一盞很熱的鈣弧聚光燈摩擦后被點燃了，石棉 幕便開始降落，但它卻被一盞舞臺燈絆住而未能落下。工作人員和演員們打開了舞臺的后門逃生，這使得外面的強風帶著火球吹向沒有任何保護措施的觀眾。逃生的 觀眾們不是被隔斷的門擋住，就是不會擰開門上新式的插銷，結果造成602人喪生，比32年前芝加哥大火死亡人數(shù)的兩倍還要多。
Eschede列車出軌
在高速鐵路投入運營的34年里，全世界范圍內沒有發(fā)生過任何高速鐵路致人死亡的事故。但這一紀錄在1998年的6月3日終結了。在德國北部 Eschede附近的城際快速鐵路線上，一項對乘坐舒適度的小小改進卻使這個一直精心運營的系統(tǒng)發(fā)生了出軌事故。高速列車一般是在固態(tài)“單塊”的金屬車輪 上運行，但為了減小噪音和振動，像許多低速輕軌列車一樣，城際快速鐵路在車輪上裹上了墊有橡膠填充物的金屬“車胎”。
巡查員們每天都對這些輪胎進行檢查，但就在這一天，即使超聲波也未檢測到一個輪胎上有一個微小的裂縫，正是這處斷裂導致了火車部分出軌。但當時火車 并沒有傾覆，如果不是此時正好通過一架老式的橋梁，火車或許能夠安全地停下來。這座橋和比較新的橋梁不一樣，它是被安置在一個中央橋墩上，而這個橋墩正好 立在鐵路的兩條軌道之間。恰在此時一輛搖擺的汽車撞在了橋墩上，大橋隨即倒塌砸在了火車上，造成了連環(huán)事故，有101人在事故中死亡。
這次事故反映出的問題是，在將新的高性能技術用到較老的基礎設施中時，由于原來的設施是在比較大的誤差范圍內使用的，這時就有可能出現(xiàn)問題。因此，有些時候即使是安全性最高的技術也可能受到周圍不太適宜的環(huán)境影響。
阿什塔比拉河橋垮塌
這是美國歷史上最為嚴重的一起橋梁垮塌事故，它向人們說明了使用尚未被驗證的新材料來代替原有材料會是多么的危險。1863年，克里夫蘭的鐵路巨頭Amasa B．的斯托恩驕傲地宣稱，他們在橋梁設計技術上取得了一項重大進步，即橋梁的建筑材料全部采用鐵制材料。
斯托恩對這種較新的更為昂貴的材料過于信任，殊不知全部使用鐵制材料建造橋梁存在實質性的缺陷：鐵制橋梁就像聯(lián)鎖曲線鋸一樣靠壓力將各部分裝配在一 起，而不是像原本的木制結構中各部分牢固的連接；如果有一個接合處發(fā)生移動，則整個結構都會隨之移動。而在20多年的時間里，美國橋梁設計界一直采用可靠 的豪威木制桁架結構，它在經典的對角線木制桁架結構中加入了螺紋鋼直立支架，鐵制接頭提供了更高的強度，并且避免了全木制桁架結構所需的費力的細木工活。
盡管如此，斯托恩還是聲稱他在1865年的這一創(chuàng)造是“絕對理想”的。在此后的11年中，盡管橋的局部發(fā)生了移位，但總體結構基本保持完好。然而在 1876年12月29日，當一列旅客列車經過大橋時，一個內部隱藏著氣泡的鐵架發(fā)生斷裂，整個橋梁隨之倒塌，列車中的火爐引發(fā)了大火，有一百多名旅客在事 故中喪生。
圣弗朗西斯水壩決口
威廉姆·馬赫爾蘭德是一位成就卓著的設計師，他是洛杉磯供水系統(tǒng)的創(chuàng)建人，著名的胡佛水壩及巴拿馬運河也是他參與設計的，而他卻在一個鮮為人知的圣弗朗西斯水壩項目上陰溝翻船。這個水壩位于洛杉磯西北72公里處的圣弗朗西斯科特峽谷。
1928年3月12日，就在馬赫爾蘭德剛剛檢查過這座水壩并且聲稱狀況良好的第二天，這座水壩便決口了，噴涌出的水幕據(jù)稱有24米高，決堤的水流急 速地向太平洋方向奔涌，水流經過之處有超過500人喪生。開始人們還誤認為是巖石構造的不穩(wěn)定造成了這次決口，但后來的調查表明，水壩的基座較原來認為的 要薄，而且工程師們并沒有完全意識到水的上涌作用，沒有建造用于滲漏減壓的設備。
而事故的深層原因則是：20世紀初美國興起了一股修建水壩的熱潮，工程師們憑著猜想和推理，在并不熟悉的地形上豎起大壩攔截水流，而且規(guī)模都是以前從未嘗試過的。
馬赫爾蘭德也不例外。他在接受調查時對自己的失誤后悔不已，但一切都已經晚了，他不得不在事故的調查中結束自己的設計生涯。不過這次水壩決口為世人 留下了一筆重要的遺產：世界上第一個水壩安全管理機構應運而生，統(tǒng)一的工程測試標準開始建立，并且形成了一套對責任死傷事故訴訟進行責任認定的國家監(jiān)督機 制，這套機制到今天仍然在采用。
“大西洋皇后”號和“愛琴海艦長”號相撞事故
巨型油輪存在著潛在的事故危險。這些漂浮著的龐然大物足有400米長，重量超過40萬噸，需要5公里的距離才能夠停下來。大多數(shù)油輪僅有一個較大的 推進器，同時油輪上用于應對緊急情況的設備形同虛設，而油輪上的人員、動力以及處理意外情況的能力都十分有限。兩艘油輪在天氣晴好的條件下依靠雷達導航， 如果航行速度過快，可能會發(fā)生相互碰撞。
1979年7月19日，可能發(fā)生的不幸終于不可避免地發(fā)生了：在一場并不算罕見的暴風雨中，向當時實行種族隔離制度的南非偷運原油的“大西洋皇后” 號和“愛琴海艦長”號在多巴哥島附近相撞了。兩艘船上總共有26名船員喪生，而且向海中泄漏了1.85億升原油，相當于1989年阿拉斯加瓦爾迪茲港原油 泄漏量的4.5倍。但由于事發(fā)地點遠在千里之外，因此這次歷史上最大的油輪泄漏事件很快就從人們的記憶和新聞報道中消失了。
AT&T電話線路癱瘓日
千年蟲是人們預料到的可能爆發(fā)的問題，卻沒有大規(guī)模發(fā)作；而10年前美國電話電報公司(AT&T)的軟件故障卻是沒有人預料到的。
AT&T旗下的MaBell公司擁有世界上最大、最知名的性能可靠的電話網絡系統(tǒng)，即使颶風和地震都不能對它造成損壞。然而在1990年1 月15日，AT&T114個交換中心中，有一個開關發(fā)生了很小的機械故障，正是這點小故障卻立刻導致了該中心的癱瘓。故障發(fā)生后，當工作人員啟動 備份系統(tǒng)時，系統(tǒng)卻發(fā)出了使其他交換中心掉線并重置的信號，而且其他中心也隨之向外發(fā)送類似的信號。
事后一位作家在他的文章中描述說，那天系統(tǒng)全部崩潰，“就像一百多個摔跤選手擠在一個小臺子上一樣”，每一個人站起來都要把別人拉到。美國航空公司 估計他們在這次事故中損失了二十多萬個預定電話，而哥倫比亞廣播公司甚至都不能到其本地電話局查詢損失的情況。最后調查證明，這次事故的罪魁禍首是一個復 雜軟件的升級版本中一行錯誤的代碼，AT&T進行此次升級的目的是要加快電話撥叫的速度。
AT&T曾被大加稱贊的交換系統(tǒng)也發(fā)生了相同的故障。該公司主席阿蘭在事后承認，正是由于其自身系統(tǒng)的冗余性造成了問題的擴散。它沒有在冗 余系統(tǒng)與主系統(tǒng)之間進行足夠的隔離；它應該在對新軟件完成實際的全面測試之前，保留備份系統(tǒng)中的原有軟件，也許是由于AT&T的程序員們過于相信 自己軟件的可靠性，才沒有這樣做。
1965年美國東北部電力中斷
2001年，加利福尼亞頻繁的停電事故不免讓人們回想起1965年發(fā)生在美國東北部的大規(guī)模的停電事故。但那次事故并不像加州的事故一樣是由于違反 操作規(guī)程、市場操縱或人力短缺造成的。其原因是技術方面的，而且恰恰是由于為防止電力供應不足和電力中斷所采取的措施而引起的。
在上世紀50年代用電量劇增的時候，為了確保電力供應，各電力公司將紐約、新英格蘭和安大略湖地區(qū)的電網連接成一個巨大的網絡。當一個地區(qū)的用電量 達到高峰時，其他地區(qū)可以對其進行補充。但是要想預測多大范圍、多復雜的電網才會起實際作用是非常困難的，工程人員們沒有預測某一地區(qū)電力供應的浪涌會對 其他地區(qū)造成什么樣的影響，而這種影響可以使整個電網崩潰。工程設計人員在從尼亞加拉到安大略地區(qū)的輸電線上僅安裝一個簡單的繼電切換開關作為觸發(fā)器，當 電源浪涌超過設定的某一水平后它將自動跳開。
1965年的9月9日，該線路的電力負載超過了設定值，于是開關跳開，結果原本流向多倫多的電流反過來注入了紐約西區(qū)，使線路發(fā)生堵塞，發(fā)電機不得 不停機才避免子被燒毀。這一環(huán)路向南擴展到紐約市，向東到達了緬因州的邊界。此次停電面積達到了20.72萬平方公里，受影響人口達3000萬，其中包括 美國最大的城市紐約。
“協(xié)和”飛機失事
2000年7月25日之前，有著26年數(shù)千萬公里從未有過失事紀錄的“協(xié)和”式超音速飛機一直是航空界安全性和速度方面的一顆閃亮的明星。雖然“協(xié) 和”式飛機在結構、空氣動力學特性以及推進裝置方面有著出色的設計，但它也具有一些低水平的致命設計缺陷：它的高起飛速度對輪胎的磨損極大，盡管更換頻度 達到了普通噴氣式飛機的5倍，但它的輪胎還是經常發(fā)生爆裂；同時它機翼中的燃料箱也沒有進行足夠的防撞加固，而這在較新型的飛機中是必需的預防措施。
由于存在上述的缺陷，再加上不幸出現(xiàn)了一點意外：從一架大陸航空公司的DC-10飛機上脫落了一根鈦制的“耐磨襯帶”，正好落在法國航空公司一架即 將要從巴黎起飛的“協(xié)和”式飛機的跑道上。當“協(xié)和”式飛機的輪胎與這根防磨帶碰撞時，輪胎上一大塊橡膠被撕裂下來甩入了機翼中，在機翼表面撞開一個 600平方厘米的大洞，導致燃料泄漏燃燒。這次事故使飛機上109名乘客全部喪生，另外4名地面人員死亡?！伴W亮的明星”就這樣在2000年7月25日隕 落了，這正印證了“千里之堤，潰于蟻穴”的道理。
在這次事故后，法國航空公司和英國航空公司給所有的“協(xié)和”式飛機更換了新的輪胎，新輪胎經過測試可以在每小時403公里的速度下承受鈦金屬條的撞 擊，同時他們還對飛機的起落架進行了加固，并安裝了燃料箱防彈襯套以防止發(fā)生類似的燃料泄漏。一個本來可以預見到的事故源終于在發(fā)生了事故之后被消除了。
航天員的保護傘
航天員返回地面離不開“保護傘”。這道傘就是飛船進入大氣層以后用于減速的降落傘。神舟飛船的降落傘足有1200平方米。做傘的布料經過防灼處理，做傘筋用的布帶可以耐住100℃以上的高溫而不會被燒焦。
飛船的降落傘事關航天員的生命，在研制當中作過上百次試驗。試驗是用伊爾７６飛機在大西北茫茫戈壁灘上進行的。
試驗有多種模式，有正常模式，也有故障模式。比如，要試驗傘繩的“功夫”究竟有多大，斷了多少根還能拉得動返回艙。還要試驗萬一主傘出現(xiàn)故障打不開，備份傘自動開傘的情況。

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