高二通用技术学业水平检测基本内容素材

2011年高二通用技术学业水平检测基本内容必修1 ——技术与设计1

要求：①了解技术的含义、作用、对人类的影响、技术活动特点、技术的知识产权等；

②设计交流的途径、掌握三视图及其画法；③如何制定设计方案、设计的优化及其产品说明书的使用；④设计过程中及时检查和评价的意义、设计评价的一般方法及其设计总结报告、通过实例能对他人或现有作品进行评价。

技术与设计1（必修）

第一章技术与其性质

技术是人类为满足自身的需求和愿望而对大自然进行的改造。

技术的作用可以概括三个方面：

（1）技术推动人类物质文明的进步：技术推动社会生产力的发展，推动人类生活质量的提高，推进人类劳动推荐的改善。

（2）技术推动精神文明的改进：技术推进人类认识能力的提高，推动观念的革和思维方式的改变，推动社会民主的扩大、文化的繁荣、教育的普及、道德水准的提高以及整个人精神生活的现代化。

( 3 )技术促进社会的变革：技术促进经济结构的更新，促进生产关系的变革，促进社会结构的变革和世界政治经济格局的变革。

现代技术的迅猛发展，技术活动的社会地位和作用日益显著，并对生产发展、经济变革、社会进步、伦理道德、生态环境等方面产生广泛而深刻的影响。技术的发展改变了整个社会，影响着人类的前途和命运。

技术是一把双刃剑，其影响可能是正面的，也可能是负面的。为了战争的目的，把核能技术用于核弹，把生物技术用于生化武器，人类为自己带来了现实的或潜在的无穷灾难。

技术本身是中性的，无好坏之分，但在开发、使用新技术时要慎重权衡技术可能产生的正面效应和负面影响，伦理方面的考虑也是重要的。

技术活动是多种知识的综合运用。如：要设计一款造型美观、性能优良、操作舒适的鼠标，根据思考设计问题就需要用到人体测量学、生物学、生理学、电子技术、光学技术、

加工技术、检测技术等。要从事比较系统、复杂的技术活动，就需要有全面、深入的自然科学和社会科学的知识。

科学和技术的统一，是当今大科学时代的一个基本特征。科学发现是技术发明的基础，技术的发展为科学的发展提供了技术手段，

知识产权是指公民或者法人，对其在科学、技术、文化、艺术等领域的发明、成果和作品，依法享有的专有权。技术知识产权的保护主要是通过专利制度来实现的。技术发明人一旦申请专利成功，便拥有对申请时所描述技术的专有权。专利又分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利。专利制度以“申请优先权”为主要技术权界定准则，建立了对新技术研发的激励就机制，促使发明人尽快申请、公布、实施其最新发明。

第二章技术设计的知识准备

设计是构思和思想交流的过程，需要通过恰当的“语言”和方式来表达。三视图是产品从设计到生产过程的交流手段的基础，是一种基于投影理论的规范的技术语言。

要掌握三视图的基本绘制。主视图反映了物体上下、左右的位置关系，即反映了物体是高度和长度；俯视图反映了物体左右、前后的位置关系，即反映了物体的长度和宽度；侧视图反映了物体上下、前后的位置关系，即反映物体的高度和宽度。

画三视图和看图必须遵循的最基本的“三等规律”，即：主、俯视图“长对正”；主、侧视图“高平齐”；俯、侧视图“宽相等”。

第三章设计过程

任何一项技术都是设计的产物，设计过程就是将设想转变成最终的产品的过程。

设计过程一般分为五个阶段：

（1）发明与明确问题：通过对人们的需要和愿望的调查，发现与明确值得解决的技术问题，并能判断是否具备解决这个问题的技术能力与条件。如：解决技术问题需要的知识、技能、时间、设备等各种条件。根据设计对象和现有的工作条件列出具体的设计要求，包括应达到的标准和所受到的限制。如：所设计的产品在功能、大小、安全、外观、耐用性等方面要达到一定的标准。

（2）制定设计方案；首先，通过各种渠道收集与所设计产品有关的各种信息，并进行处理；例如：收集信息的渠道有：用户调查、查阅图书馆资料、收看广播电视、浏览互联网、进行专家咨询等。与产品有关的信息包括：产品所用材料、设备、工艺以及市场现状等方面

的信息。其次，根据设计要求选择适合的材料或标准件。选择材料时除了要考虑到材料的性能和加工方法外，还要考虑在现有情况下有哪些材料可供使用，以及材料使用与资源保护的关系。在设计中考虑使用标准件可以简化制作过程，实现通用互换。其二、要制定符合一般设计原则和相关设计规范的完整设计方案；设计方案应包括设计图样、设计说明书等。最后，通过比较和权衡，能在多个方案中选定满足设计要求的最佳方案或集中各种方案的优点来改进原有方案。

（3）模型或原型的制作；在现代设计中的产品设计、建筑设计、水利设计、规划设计、展示设计以及环境艺术设计等，需要按照一定的比例制成模型，把设计者的构思在开发或施工前表现出来，经过分析、实验，不断地修改已达到最佳的设计效果。同时模型也是估算产品实际成本，确定加工工艺等方面的依据。无论是制作模型还是实物，都是利用工具对各种原材料进行加工处理（如：测量、切削、热处理等），这个过程称为工艺。技术活动离不开工艺方法，只有具备一定的工艺方法，技术才能实现目标。根据工艺的工种分，可分为机工、木工、电工等；依据加工材料分，可分为金属加工、木料加工、塑料加工等。

（4）设计的优化：在明确问题、选择设计方案、模型制作等过程中，都需要比较和权衡，综合考察设计或制作，并进行一系列综合测试，以达到设计的最佳目的。

（5）产品的使用说明：产品说明书是设计者与产品使用者之间沟通的纽带。产品说明书或用户手册，采用通俗、客观的语言介绍产品，按照操作程序分别逐条列出每一项操作使用的原理和方法，以便用户按照正确的程序、方法使用产品，达到安全使用、延长产品寿命的目的。一般包括封面、目录和正文。

编写产品使用说明书时，要注意以下三点：（1）内容要全面、完整地说明产品的使用方法和注意事项；（2）语言要通俗易懂，让普通用户能够看懂并能正确操作使用。（3）使用方法要按照操作和使用的先后顺序来写。

第四章设计的评价

设计过程中的及时检查和评价的意义主要包括三个方面：一是按要求保证制造出的零件及其装配符合技术要求，进而保证最终产品符合设计要求；二是可以结合制造随时改进设计，包括设计方案、设计结构和制造工艺的改进，以不断提高产品性能，延长产品的生命周期；三是可以有效节约设计成本、缩短设计周期，包括节省原材料和制作工时等。

检查为评价提供具体的数据资料，评价是为了改进设计方案和制造工艺。

检查和评价一般应有三个层次。

第一个层次是设计和制造者的自我检查和评价。

第二个层次是设计、制造团体根据产品对象特点划分的工序性、阶段性检查和评价。

第三个层次是政府职能检测部门组织的权威性检测和评价。

评价可以通过技术试验进行，也可以对设计过程和最终产品依据指标开展多方面的评价。

因评价的目的不同，用于评价的方法很多，有淘汰法、各项积分法、技术——经济评价法、综合评价法、价值工程评价法、模糊评价法等。

对产品的评价主要看它是否符合设计要求（实用性、工作效率、安全性、外观、成本、耐用性等），以及它使用和最终处理会产生什么样的影响（经济、社会、环境、道德伦理等）。

对设计过程的评价着重于是否合理、能否优化、有无创造性或个性。

要对他人的或现有产品进行评价，大致要经过以下步骤：首先通过阅读产品使用说明书、听商家介绍、向使用该产品的用户了解、观看操作演示等途径进行。其次是根据评价的要求不同，从不同角度确定需要评价的内容。接着是根据需要评价的内容、列出需评价的项目获得评价数据。最后，把获得的评价数据进行科学的量化分析，一报告的形式给出评价结论。

评价报告是以评价数据为依据，以评价结论为核心的全面的、多方面的产品评价描述。对历史上的技术产品（如建筑、交通工具等）的评价，要联系当时的时代背景、技术水平、它对技术发展的影响；对于现有产品的评价，可以讨论它所采用的先进技术、现代人的审美情趣、流行时尚的变化、它对环境造成的后果，以及它所存在的缺点和改进的可能等问题。评价报告是对评价的结论及评价过程的综合性的全面总结，所以用词要严谨、确切，语言要简洁明了，论述要有力有据，切忌华而不实、模棱两可。

技术与设计2（必修）

要求：本部分是在“技术与设计1”基础上设置的具有典型意义的专题性技术与设计的学习内容。通过学习应该理解结构、流程、系统和控制的基本概念、掌握结构设计、流程设计和系统设计的基本思想和方法，初步掌握简单控制设计的基本思想和方法；能使用常用的规范的技术语言表达设计方案；能结合生产和生活的实际形成设计方案并初步实施；学会从技术、环境、经济、文化等角度综合评价技术设计方案和实施的结果。

①结构的含义和作用、能识别常见的结构类型、能进行结构受力分析、知道影响结构强度和稳定性的因素；②会绘制设计结构模型图样、通过实例进行简单的结构的技术评价和欣赏；③流程的含义和作用、知道流程的设计步骤、分析与优化；④知道系统的概念、功能、以及系统分析，明确系统设计的原则与步骤；⑤知道控制的含义、控制技术的分类、遥控与数控的作用；⑥掌握控制系统的组成和各部分的基本特性，初步掌握控制系统的设计流程。试题类型：填空题、判断题、选择题、简述题、设计题、案例分析。

第一章结构及其设计

从力学的角度讲，结构是指可承受一定载荷和应力的架构形态，结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。

对于应用于工程建设的结构，主要依据由伽利略、牛顿奠基的经典力学原理来评定其宏观作用，结构要能安全地使用，必须有足够的承载能力，这一能力包括以下三个方面的要求：

（1）应保证在一定的载荷下不致发生破坏，也就是具有足够的强度；

（2）应在使用过程中不产生过大的弹性变形，也就是具有足够的刚度；

（3）保证在载荷作用下不致发生平衡状态的突然改变，也就是具有足够的稳定性。

建筑物是建筑材料按一定规则组成的受力骨架体系，其中有些部分如梁、柱、框等相互联接构成一个整体，起着支撑重量载荷并将其传递到基础的作用，这一骨架体系常被称为土木工程结构，简称工程结构。常见的结构有桁架结构、薄壳结构和实体结构等三大类。

桁架结构：是以刚性的杆件作为组成结构的基本单元，杆件的基本特征是它的长度远大于其他两个尺寸——截面的宽度和高度，杆件按一定的规律在空间排布成复杂

的形状，支持比自身重得多的重量载体。如：工厂厂房的屋顶、火箭发射塔。

薄壳结构：是由若干薄板组成，板的厚度远小于其他两个尺寸的结构，可以做成具有曲面轮廓的外形，造型轻巧而优雅。如：体育馆的屋顶。

实体结构：三个方面的尺度大约为同一数量级的结构。如：挡土墙。

不同的结构其受力方式不同，我们要学会对结构的不同受力情况进行受力分析。

通过实验我们可以发现结构的类型、大小、形状、材料的选择、连接处的强度等都影响着结构的强度和稳定性。

第二章流程及其设计

流程是一系列按照一定的顺序进行的活动组合。

流程具有：目标性、内在性、整体性、动态性、层次性、结构性等六要素。

我们的生活和生产活动的每一刻都处在某种“流程”之中，如去学校上学、商场购物等，如果我们有意识地安排好“流程”，就能够大大提高活动的效率。对于企业来讲，设计科学合理的管理流程和生产工艺流程，可以提高企业运营效率、减少人为差错和延误、量化考核业务、改善企业资源利用、减少浪费，最终达到提高劳动生产率和增加企业利润的目的。

流程设计要分析事物的内在性质、规律和相关因素，应以时序和环节为设计的主要线索。环节取决于流程设计项目的性质和目的，而时序则影响流程的效率。

流程的表达有多种形式，有图形、符号、表格、动画演示、框图等，其中最常用的是框图形式。

绘制流程图的步骤：

（1）根据流程的设计目的，确定该流程图的起点和终点；

（2）明确流程的环节（活动）、各环节之间的关系和时序；

（3）正确选择绘制流程图的符号；

（4）绘制并审核流程图。

流程优化指的是对现有的工作流程进行梳理、完成和改进。以提高工作质量、提高工作效率、降低成本、节约能源或减少污染等。

流程优化的主要途径是设备更新、材料代替、环节简化和时序调整。

第三章系统及其设计

系统是由相互依赖的若干部分组成，各部分之间存在着有机的联系，形成一个整体，以实现一定的功能。

系统的基本特性：

1、相关性：系统内各要素之间存在着相互依赖和相互制约的特定关系，正是由于这

些特定关系把各种要素有机地结合在一起，形成一定的结构，才使系统显示出

整体功能和综合行为。

2、目的性：任何一个系统的存在都具有其特定的目的，因而具有一定的功能。

3、环境适应性：任何系统都不能脱离环境独立存在，系统必须适应外部环境的变化，

否则系统不能继续存在。如：一架正在飞行的飞机自身系统运行要适应周围的

环境。

4、整体性：系统是由两个以上的元素构成，这些元素不是简单的拼凑而是按一定的

结构、为实现系统目标所构成的一个整体。

系统的设计的步骤：

1、分析系统设计的要求；

2、确定系统的设计方案；

3、系统方案的表达。

系统优化是为了实现系统的目的，通过组织和调节活动，使系统在一定环境下形成最佳结构并发挥最好功能。例如：最近要进行期末考试，我们应该先复习哪一门功课？系统地安排自己的复习计划。

第四章控制及其设计

控制就是对事物的发展、变化进行干预，使其遵从人（或行为者）的意愿的行为。事物的发展有多种可能性，人们更具自己的目的，通过一定的手段使事物沿着一确定的方向发展，就形成了控制。在生活、生产中控制无处不在。

按照控制方式可以把控制分为手动控制与自动控制；按照反馈方式可以分为开环控制与闭环控制；按照被控量又可以分为温度控制、压力控制、时间控制、流量控制和移位控制等。另外，按照控制距离又分为直接控制与遥控，或按照信号的性质分为模拟控制与数字控制。

简单的控制系统包括控制器、执行器、被控对象等。

控制系统往往会受到外界各种干扰使被控制量偏离设定值。

控制系统设计流程：

1、确定控制目的和要求；

2、方案设计；

3、元件选择；

4、安装及调试。