高中通用技术在线教学系统专题网站 - 学员资源

    “不论现在还是将来，设计的重要性，要超过我的政府工作”----英国前首相撤切尔夫人
    “21世纪将是工业设计世纪，一个不重视工业设计的国家将是落伍者”----诺贝尔奖获得者杨振宁
    “15年前，各公司在价格上竞争，今天在质量上竞争，明天将在设计上竞争”----哈佛大学罗伯特·海斯教授
    一、技术创新的重要途径——设计
    技术创新包括发明和革新两种形式。技术创新离不开设计，设计是技术创新的重要途径。设计是技术的关键。
    设计是指基于预定的设想和目标，遵从相关的原则和规范进行的构思和规划，最后用某程形式（模型、图纸、图表、文字文本等）表达出来的活动。
    1、设计的分类：
    (1)从类型划分：
    ①技术设计;
    ②艺术设计; 解释

    ③工业设计; 解释
    对批量生产的工业产品，凭借训练、技术、经验及视觉感受，赋予产品以材料、结构、形态、色彩、表面加工以及装饰以新的质量和性能。
    工业设计的核心是产品设计.如如：日用陶瓷、玻璃器皿、文具、家具；各类家用电器；机床、医疗器械、计算机；自行车、摩托车、汽车、火车、飞机、轮船；建筑物及其内外装饰等

    ④程序设计;
    ⑤教学设计等;
    (2)从来源划分：
    ①有计划的设计（如航天技术）
    ②偶然的发现（如抗生素的发现）。
    2、阅读材料：莱特兄弟设计第一架飞机（课本23页）
    讨论：文中提到的哪些工作属于设计的范畴？
    二、设计需要不断改进
    创造性的设计不断推动着技术的进步。
    例子：汽车的功能与性能的改变用到的各种技术

1769年古诺第一架蒸汽动力车
    1763年，法国陆军的技术军官古诺所在的兵工厂生产一种炮身由生铁铸成的大炮，需要几匹强壮的马才能拉动。古诺希望将蒸汽力作为拉大炮车辆的牵引力，并且向陆军部提出了制造一台样机的建议。他很快得到了法国陆军大臣肖瓦兹尔公爵的支持，拨给他20000英镑进行试制。经过6年努力，1769年，古诺制成了他设想中的蒸汽车。
    蒸汽车车身是很重的木制框架，前面支撑着一个大锅炉，后面是两个汽缸，锅炉产生的蒸汽送进汽缸，推动着装在里面的活塞上下运动，再通过曲柄把活塞的运动传给装在车框架下面的前轮，操纵前轮转动前进。
    古诺驾着他的蒸汽车真的走起来了！不过它的速度1小时只有4000米，比马车慢得多。而且蒸汽车走了15分钟就停下来了，原来锅炉里的蒸汽已经用完了。古诺只好下车给锅炉添水加煤，等到锅炉里重新喷出蒸汽以后才能继续行走。古诺的这辆蒸汽动力车在陆地上行驶，并不依赖木轨或铁轨运行，因此它可以被看作是马车之后汽车出现之前的动力车辆，而不能看作是火车的前身。
    又经过反复改进，这台蒸汽车上已经可以乘坐4个人，速度也提高到每小时9000米了。陆军部下令古诺制造更大的蒸汽车，要求达到载重4580千克的标准。1771年，一台更大型的蒸汽车经过改进，已经可以达到牵引4~5吨重物的水平。但这辆车造成后，法国政府对此已经没有什么兴趣了。
    尽管如此，古诺的试验蒸汽动力车却是自车轮发明以来，有关陆地运输的最大事件。在此之前，车轮只是一种被动性装置，用以减少车辆与地面之间的磨擦。只有古诺的机器是将蒸汽机的动力通过齿轮传到车轮本身，使车轮变成实际推动车辆运行的工具。这是今日所有火车，汽车与货车行驶时的基本原理。车轮第一次可借人力或畜力以外的动力向任何方向行驶，而且车轮的基本作用已完全改变了。

    设计不断改进：
    1、改进发动机的点火、燃烧系统。（提高燃烧率和输出功率）
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    2、改进机械传动系统。（提高传动效率、动力性、耐用性，减少噪声和震动，提高车速，实现自动换档）
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    3、改善制动系统和转向系统。（提高制动性和操纵稳定性，使汽车更安全、灵活、可靠，确保行车安全）
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    4、设置自动防撞系统，安置防撞气囊等辅助安全系统。（改善汽车防撞性能，保护司乘人员免受伤害）
    5、改进悬挂系统。（提高行驶的平顺性和舒适性）
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    6、研究、改进汽车轮胎。（保证汽车在高速状态下长时间运行不出现故障，提高使用受命）
    7、设计汽车自动驾驶系统和卫星导航系统。（实现自动驾驶、导航）
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    8、设计防盗系统。（用于防盗）
    9、设计适用不同能源的汽车。（适应环保的要求和开拓新的可用能源）
    10、设计适用不同车型、不同档次的车内装饰和电子装置。（适应不同的需要，提高舒适性）
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    以上例子可看出，设计在技术发明和革新中起着重要作用。设计是技术的关键。
    三、设计需要多种知识
    设计往往是多种知识的综合运用。
    例子：汽车设计与制造技术所用到的各种知识及其综合运用：
    1、使燃料燃烧更完全，产生最大的推动力。（燃烧学和热力学）
    2、研究各部件的承重状况、传动方式等。（机械学和力学）
    3、使各部件材料性能满足其功能要求。（材料学）
    4、保证各部件温升不超过规定值以及空调系统正常工作。（传热学）
    5、蓄电池放电、点火、照明、显示系统。（电工学）
    6、发动机点火、防盗、智能防撞、显示系统。（电子学、计算机科学）
    7、利用液体传动压力。（液体传动学）
    8、减少运动阻力，提高运动速度。（流体力学、空气动力学）
    9、使汽车美观漂亮。（美学）
    10、使设计的功能更完善、操作系统的使用更为舒适、方便。（人体工程心理学）
    由上可知，要做好设计工作，还必须掌握好相关的各门科学知识。
    任何一项技术的产生都可以看做是多种知识的综合。
    四、布置作业（参观或调查）：
    请选择下列其中的一个项目进行调查（可以采用实地考察、上网查询或其它方法），说明这些项目使用了哪些知识：
    1、蔬菜大棚种植反季节蔬菜技术；
    2、修筑小型水利设施的技术；
    3、民用住宅楼或平房的建筑设计技术；
    4、多媒体教室的设计与安装技术。
    作业要求：调查的内容包括：
    ①用途；
    ②应用到的知识；
    ③综合运用说明。
    请把调查结果填入下面的评论栏，（注：姓名填班别和真实姓名，这是平时成绩的依据）。