第一单元   走进技术世界

一、技术的价值

1、技术对人类的价值：

技术:是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。它具有（保护人）、（人）和（发展人）的作用。

2、技术对生活、生产、文化等方面的影响：

技术促进（社会生产）的发展。技术丰富（社会文化）内容。技术改变（社会生活）方式。是推动社会发展和文明进步的主要动力之一。

3、技术对自然的价值：

（1）依靠技术人类得以（利用自然）和（改造自然），并与自然保持和谐共处的友好关系。

（2）人类利用技术开发、改造自然时，应把握合理的尺度，要注意对自然的保护，不能忽视技术或产品对环境可能造成的负面影响。

二、技术的性质

1.技术的发展与发明和革新关系：

技术的基本特性：目的性、创新性、综合性、两面性、专利性。

技术的发展需要创新，技术创新表现为（技术革新）和（技术发明）。

2.技术与科学的区别与联系：

技术与科学的区别与联系

4．知识产权在技术领域的重要作用：

知识产权是人们基于自己的智力活动创造的成果和经营活动的标记、信誉而依法享有的权利。狭义的知识产权包括（著作权）、（专利权）、（商标权）三部分。

专利申请步骤：提交申请阶段→受理阶段→初审阶段→公布阶段→实审阶段→授权阶段

第二单元 技术世界中的设计

一、技术与设计的关系

1．设计的内涵：

设计：是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动。

2．技术与设计的关系：

①设计是技术成果转化的桥梁和纽带。②设计促进技术的革新。

二、设计中的人机关系

1．人机关系的含义：

当我们使用物品时，物品就与人产生了一种相互关系。这种相互的关系就称为人机关系。

2．人机关系在设计中要实现的目标：

①高效　②健康　③舒适　④安全　

3．在设计中如何合理运用人机关系：

① 考虑到普通人群和特殊人群② 考虑静态的人与动态的人的关系

③ 满足人的心理需求和生理需求（例：办公空间一般应以冷色调为主，空间处理要简洁明快，以求产生严谨、高效的工作氛围。）

④信息的交互（例：电话机的无液晶屏显示、有液晶屏显示、可以视屏通话。案例：汽车的颜色）

三、技术试验及其方法

1．技术试验的重要性：

技术实验：我们通常将技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动称为。

重要性：技术试验可以使设计得以改进和完善，将设计的风险和失误降到最低。（例：阿什塔比拉河桥的垮塌、青霉素皮试试验）

2．技术试验的常用方法：

①优选试验法②模拟试验法（例：汽车碰撞试验；大坝水利试验等。）

③虚拟试验法④强化试验法⑤移植试验法：

3．简单的技术试验：

技术试验的实施与报告的写作

    技术试验的实施步骤：制定试验计划、抽取样本、进行试验、分析数据、得出结论

    技术试验试验报告：试验项目、试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结 

第三章  设计过程、原则及评价

一、设计的一般过程

1．设计的一般过程： 

发现与明确问题制定设计方案制作模型或原型测试、评估及优化编写产品说明书

2.制定方案的步骤：

收集信息—设计分析—方案构思—方案呈现—方案筛选 

二、设计的一般原则

1．设计的一般原则：

①创新原则②实用原则（物理功能、生理功能、心理功能、社会功能）   ③经济原则④美观原则⑤道德原则⑥技术规范原则⑦可持续发展原则

三、设计的评价

1．设计过程中的评价：

评价涉及到（评价对象）和（评价者），从评价对象来看，设计的评价可以分为两类：一是（设计过程）的评价，而是（设计成果）的评价。从评价者来看，也有两类：一是设计者自我评价（自评），而是他人的评价（他评）

第四章  发现与明确问题

一、发现问题

1．发现问题的重要性：

从技术角度看，人类进步与发展的过程就是不断地（发现问题），不断地进行设计，从而（解决问题）的过程。

第五章  方案的构思及其方法

方案的构思方法

1．产品设计分析的三个要素：

产品设计的三要素：物、人、环境

2．设计方案的常用构思方法：

①草图法②模仿法（例：仿生技术）③联想法④奇特性构思法

3．对产品设计分析，根据设计要求选择合适的材料和标准件：c

标准件：采购方便；直接使用，简化制作过程；相对便宜，从而降低产品成本；实现通用通换，易维护

第六章   设计图样的绘制

一、设计表现图  

1．技术语言的种类及其应用：

技术语言是一种在技术活动中进行信息交流的特有的语言形式。（常见的有：图样、图表、模型等）

[技术语言的特征]：言简意赅、通俗直观、       

2．简单的草图：

草图可分为（构思草图）和（设计草图）。

4．基本几何体的正等轴测图的画法：轴间角：1200

二、常见的技术图样    

1．简单形体的三视图：

三视图投影规律：主视图反映物体的长和高，俯视图反映物体的长和宽，左视图反映物体的高和宽。长对正，高平齐，宽相等。

2． 一般的机械加工图：

尺寸三要素：①尺寸界线  ②尺寸线   ③尺寸数字

第七章 模型或原型的制作

一、模型

1．模型及其功能：

模型：是根据实物、设计图样或构思，按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。

2．模型分类

①草模②概念模型③结构模型④功能模型展示模型

二、工艺

1．工艺的含义和常用工艺的种类：

工艺：是利用工具和设备对原材料、半成品进行技术处理，使之成为产品的方法。

2．金工常用的工具和设备：

划线工具一般有：划针、钢直尺、角尺、划规和样冲。

钻孔操作步骤：①划线定位 ②装夹工件③装夹钻头④钻孔。

金属表面处理方法有：（表面刷光）、（喷涂油漆）、（镀层）等。

第8章 产品说明书及其编写

产品说明书的结构由（标题）、（正文）和（产品标记）组成。

必修 2        

第一单元 结构与设计

一、常见结构的认识

1、结构的概念：

结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配合排列。

（结构的五种受力形式：拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力）

2、结构的分类：

根据物体的结构形态，结构分为（实体结构）、（框架结构）、（壳体结构）三种基本类型。

（生活中很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成，称为组合结构，如埃菲尔铁塔等。）

二、稳固结构的探析

1、结构的稳定性：

结构的稳定性：指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。

2、影响结构稳定性的主要因素：

①重心位置的高低②结构与地面接触所形成的支撑面积的大小、③结构的形状。

3、影响结构强度的主要因素：

结构的强度：是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力

① 结构的形状、② 使用的材料、③构件之间的连接方式

结构构件的连接通常有两类：（铰连接）和（刚连接）。

四、结构的欣赏：

1、经典结构设计的欣赏与评价：

——（技术角度）与（文化角度）两个角度进行。

技术角度：使用功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料合理性、工艺精湛程度等。

文化角度：文化寓意与传达，美学原则，反映时代、民族、习俗方面特征，个性特征等。

第二单元 流程与设计

一、生活和生产中的流程

1、流程的含义：

流程：是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。包含环节与时序。

2、流程对生活工作、生产的意义：

提高工作和学习的效率，使我们生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障。

  3、时序与环节：

⑴时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完成。这种时间顺序关系，称为时序。 （例：买票→ 候车→检票→上车。）

⑵环节：活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可将该过程分解为若干个小过程，称这些小过程为环节。

   4、常见的流程表达方式（流程图）：

常用的流程图有（文字表达）、（表格表达）、（图示表达）。

二、流程的设计

1、流程设计应考虑的基本因素：

总体上：流程设计应该要研究内在属性与规律。

具体的：流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员和资金、环境等。

三、流程的优化

1、流程的优化及目的：

在设计和实施流程的过程中，经常需要进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过程，叫做流程的优化。

目的：提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产等。

2、流程优化的内容：

工期优化：例——书本P55（制作台灯的工期优化）

工艺优化：例——书本P55（法兰加工工艺优化）

成本优化：例——书本P56（配送路线安排的成本优化）

技术优化：例——书本P57（银行自动取款机的发明）

质量优化：例——书本P58（洗衣流程的优化）

注：工期优化目的是为了缩短加工时间。主要手段是在不改变工艺的条件下，将某些环节的串行改为并行。

3、流程优化的条件：

流程优化与（设备）、（材料）、（工艺）有着密切的联系。

第三单元 系统与设计

一、系统的结构

1、系统的含义：

概念：系统是由相互联系、相互作用、相互以来和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。

构成系统必须具备的三个条件：

（1）至少要有两个或两个以上的要素（部分）；

（2）要素（部分）之间互相联系、互相作用，按照一定方式形成一个整体；

（3）整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。

2、系统的分类：

（1）自然系统和人造系统。 

（2）实体系统和抽象系统。

3、系统的基本特性：

(1)整体性（全局、集合）：——侧重于“部分影响整体”。是系统的最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。

系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。

系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。

例：巴尔扎克的塑像、“木桶理论”、一招不慎全盘皆输、弃卒保车、“阿波罗”登月飞船上的零件

(2)相关性（匹配、关联）：——侧重于“部分与部分之间的关联”

  构成系统的各元素之间是相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响的，是彼此相关的。

  例：古代建筑的“梁柱结构”、合金钢材料各种性能的相互影响、家庭装修工程

(3)目的性（功能）：

    任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能，这是区别不同系统的主要标志。

(4)动态性（更新）：

    物质都是不断变化，因此系统是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。

(5)环境适应性（自适应）：

系统都存在于一定的环境之中，并不断的与外界环境进行物质的能量的和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化。

例：“春捂秋冻”、电冰箱不能紧贴墙放置

二、系统的分析

1、系统分析及其一般步骤：

（1）什么是系统分析？

系统分析一般是从系统的整体功能出发，全面地思考与解决问题。

    系统分析的出发点是为了发挥系统的整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策。

2、系统分析的主要原则：

（1）整体性原则     （2）科学性原则     （3）综合性原则

三、系统的设计

系统设计的一般步骤主要包括：1、将系统分解为若干子系统；2、确定各子系统的目标、功能及其相互关系；3、对子系统进行技术设计和评价；4、对系统进行总体技术设计和评价等。

第四单元 控制与设计

一、控制的手段与应用

一、

二、

1、

2、

3、

1、控制的含义：

人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。

    从控制过程中人工干预的情形来分，控制有（人工控制）和（自动控制）。

二、控制系统的工作过程与方式

1、简单开环控制系统的基本组成和工作过程：

开环控制系统：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。

例：红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统、红外线自动门控制系统、普通电风扇风速控制系统、可调光台灯控制系统等。

特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。

方框图：

2、闭环控制系统的基本组成：

闭环控制系统：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。

例：供水水箱的水位自动控制系统、加热炉的温度自动控制系统、花房温度控制系统、投篮、家用电饭锅保温控制系统、家用电冰箱温度控制系统等。

基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检测装置、比较器。

3、闭环控制系统的方框图： 

4、控制器和执行器的作用：

控制器：对输入信号（偏差值）进行运算处理，并发出控制命令。

执行器：根据指令对被控对象直接控制。

三、闭环控制系统的干扰与反馈

1、干扰因素：

在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。

    有的干扰因素是环境造成的，如影响自行车行驶速度的变化的自然风等；

有的干扰因素是人为原因所致，如影响飞机导航信号的手机信号等。

2、反馈的含义：

控制系统中，将输出量通过适当的检测装置，返回到输入并与输入量进行比较的过程，就是反馈。

例：投篮、自动电水壶

3、反馈环节的作用：

通过将输出量通过适当的检测装置，返回到输入并与输入量进行比较，从而减少输出量的偏差，稳定输出量。

  4、闭环控制系统的工作过程：

（1）闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制量（输出量）的偏差。

5、黑箱方法：  

把将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。

例：通过输入图像、电或声音信号，观测、分析脑电波的输出反应，研究人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功能，得知人脑内部结构的细节，就是黑箱方法的运用。

6、开环控制系统与闭环控制系统的比较：

开环控制系统一般结构简单，适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。

闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对复杂，构成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一种方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。

四、控制系统的设计与实施  P118 

1、闭环控制系统的设计(书本P120案例分析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计)

基本要求：第一、一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。

第二、控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许的范围之内。

第三、闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。

在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛盾，需要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。下载本文