2-3 技术试验及其方法12
2.3技术试验及其方法
案例 P41
《当核材料接近临界值》
1945年的一天，斯洛廷和其他 几位科学家正在聚精会神地进行原子 弹临界质量试验。突然，两块装有核 材料的半球越来越接近，就快达到临 界值，中子在迅速地释放着，核反应 即将进行！正在这时，斯洛廷手中的 螺丝刀滑脱，情急之中，奋然不顾自 己会遭受大剂量核辐射的危险，用手 分开了两个半球，阻止它们达到临界 值。之后，他又镇静地记下当时的数 据，才安然地躺到前来抢救的担架上。 犹太裔加拿大科学家：斯 9天之后，斯洛廷去世了，却留下一 份用生命的代价换来的珍贵资料。 洛廷（1910-1946）
神 舟 一 号
搭乘少量青椒等 搭乘南通灵芝等
神 舟 二 号
神 舟 三 号
乘载设备 和完全模 拟载人状 态的一名 矮小結实 的“小伙 子”。
搭乘 更多 设备 和一 个模 拟人
神舟四号
神舟三号飞船是我国首次 完全模拟载人状态进行飞 行试验的，因此引起国内 外的广泛关注。神舟三号 是无人飞船，可船舱里却 安坐了一名矮小结实的 “小伙子”。据飞船系统 副总指挥秦文波的介绍， 这是飞船上新添的模拟人 設备。虽说是假人可“他” 却会“呼吸”、 能“排 汗”，皮皮肤绵绵的很像 真人
技术试验是一种探索性的实践 活动，需要试验者具有科学的精 神、严谨的态度，技术试验往往 要经历一个曲折的过程，需要试 验者拥有顽强的毅力。
斯洛廷
邓稼先
思考和讨论： 不同的技术试验报告应该呈现哪些共同的内容呢？
（2）试验报告的写作
①试验目的； ②试验准备；（材料、仪器、工具和设备） ③试验步骤； ④试验记录； ⑤试验总结。
吗？
请将下列答案用线连起来
优选试验法 模拟试验法 虚拟试验法
橘子丛长江南移植到长江北 的种植试验 汽车的碰撞试验
1-2-3技术试验及其方法
采用虚拟试验方法比传统的方法有什么好处？ 采用虚拟试验技术，很多试验可以在计 算机上完成，大大缩短研制周期、节省研制 经费。
（4）强化试验法
通过扩大和强化试验对象的作用，以提高 试验效率的方法。
如：汽车道路强化腐蚀试验、高温高湿试 验、盐水搓板路试验、强化坏路行驶试验…
高温高湿试验室
强化坏路行驶
各国宇宙飞船载人前试验飞行次数
中国： 4次 前苏联： 7次 美国： 8次
神舟五号
发射时间：2003年 10月15日9时整 飞行时间/圈数：21 小时/14圈 搭载物品：除了中国 飞天第一人杨利伟外，飞 船返回舱内还搭载有一面 具有特殊意义的中国国旗、 一面北京2008年奥运会会 旗
神舟六号
2005年10月12 日9时发射 航天员费俊龙、 聂海胜乘坐神舟六号 飞船在太空停留5天5 夜，于2005年10月 17日凌晨安全返回。
P042练习
降水量的定义： 降落在地面上未经蒸发、渗透和流失的液态 降水或固态降水的积水量，以积水深度表示，单 位为毫米。 １毫米降水量就等于每亩地里增加了0.667 立方米的水。 影响测量误差的因素：
造成降水量观测误差的主要原因是雨水溅 失、蒸发损失和风的影响。
各类雨的降水量标准：
小雨: 24小时降水量小于 10.0 12小时降水量小于5.0 中雨: 24小时降水量 10.0-24.9 12小时降水量 5.0-14.9 大雨: 24小时降水量 25.0-49.9 12小时降水量 15.0-29.9 暴雨： 24小时降水量 50.0-99.9 12小时降水量 30.0-69.9 大暴雨： 24小时降水量 100.0-249.0 12小时降水量 70.0-139.9 特大暴雨：24小时降水量 250.0以上 12小时降水量 140.0以上
2.3 技术试验及其方法
1.优选试验法
运用数理统计方法，选定若干次典型意义的试 验，逻辑地推出全面试验所达到的最佳效果。
思考：
同学们还经历过其他的优选试验吗？
二、技术试验的方法
水稻施肥对比试验 同种水稻有没有施 肥的对比试验。 水稻选种对比试验 在相同的自然环 境和管理条件下，通 过种植不同品种的水 稻进行对比试验找到 水稻的良种试验。
(1)技术试验的实施包括 ①制定计划 ②抽取样本 ③进行试验 ④分析数据 ⑤得出结论
案例分析
《当核材料接近临界值》
犹太裔加拿大科学家：斯洛廷
邓稼先与核弹试验
1979年9月13日的空 投核试验，降落伞未打开， 导致核弹落地未爆炸，却 撞成碎片。 期间，他为了找到试 验失败原因，不让别人去， 自己却进入事故地点察看。 最终导致英年早逝。
案例分析
《纸张的结构造型与强度的关系的试验报告》
说一说:
试验报告撰写有什么特点?
注意：
1．试验报告的文字应力求简明扼要。
2．试验记录应该完整和真实。
3．记录内容应包括实验的全过程。实验现
象反常时，应做出明显标记，做详细记录。
4．为了数据准确，试验应重复若干次。
5．技术试验完成后要分析和总结试验结论。
练习：P43第3小题。
请你为检测台灯的稳固性设计几种试验方 法，下堂课交流。
同学们还知道哪些移植试验法的应用？
其他：创新试验法、中间试验法、工业试验法等等。
具体的技术试验如何开展呢？
如“试验在哪里进行？” “都有谁参加？” “具体分工 怎样？” “采取哪些试验方法？ “试验步骤怎样？” “试验过 程可能会出现哪些情况？” “情况一旦发生如何应付？”
三、技术试验的实施与报告的写作
2.3技术试验的目的、类型、试验方法以及试验报告
技术试验的重要性
• 可以验证技术是否成功，也是发现问题、 探究规律、优化技术的关键
• 通过技术试验,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.
分析板凳承重测试试验
• 凳子的承重力和稳定性主要决定于凳腿对 地面的支撑力和角度、所以第一个试验应 该做而第二个试验不必做。由此也可以看 出,对不同用途的产品,其功能不同,用途不 同，用来检验的方法也有所不同
神 飞船，飞船技术状态与载人状态完全一致。 舟 三 号
送模拟人 上天试验
• 2002年4月1日，我国自行 研制的神舟三号飞船在太空绕 地球飞行108圈后，在我国 内蒙古中部地区成功地着陆。
• 此次神舟三号飞船是我国首次 完全模拟载人状态
进行飞行试验的，因此引起国内 外的广泛关注。神舟三号是无 人飞船，可船艙里卻安坐了一 名矮小結实的“小伙子”。据 飞船系统副总指挥秦文波的介 紹，这是飞船上新添的模拟人 設备。虽說是假人可“他”卻 会“呼吸”、 能“排汗”， 皮肤軟綿綿的很像真人
阅读p37阿什塔比拉大桥的垮塌
思考：从以上案例能给我们什么启示呢?
• 如果不进行技术试验,你不可能了解材料的性 能,产品的性能,不能发现设计中的问题,不能 避免事故的发生,如果事先对材料的性能和设 计方案进行了试验,将会最大限度降低失误， 避免损失。对于一些大型建筑工程建筑，我们 就要缩小比例，用模型进行试验。所以,无论 什么产品,大到航天飞机,小到吃穿用的生活用 品,设计制造出来的产品都要进行一系列的试 验,来检验你的设计是否合理,性能是否达到要 求。
利用计算机技术来虚拟现实中的技术 设计原形并进行试验的方法
强化试验法
通过扩大和强化试验对象的作用, 以提高试验效率的方法
在相互具有差异的事物之间,将某些
必修1-2.3 技术试验及其方法
强化试验法
移植试验法
通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验 效率的方法
在相互有差异的事物之间，将某些共同相关的 因素从一物移植到另一物进行试验 创新试验发、中间试验法、工业试验法等等。
三、技术试验的实施
首先需要对试验的过程作周密的设计。 步骤：制定试验计划、抽取样本、进行 试验、分析数据、得出结论等 技术试验是一种探索性实践活动。
• 过去，美国桥梁设计界一直采用可靠的豪威木制桁架结构。 1863年，克里夫兰的铁路巨头Amasa.B.斯托恩骄傲地宣称， 他们在桥梁设计技术上取得了一项重大的进步，即桥梁的 建筑材料全部采用铁制材料。然而，斯托恩对这种较新的 材料过于信任，未经技术试验就投入了使用。事实上，全 部使用铁制材料建造桥梁存在实质性的缺陷：这种铁制桥 梁是靠压力将各部分装配在一起的，如果有一个接合处发 生移动，则整个结构都会随之移动。 • 果然，在1876年12月29日，当一列旅客列车经过阿什塔比 拉河时，一个内部隐藏着气泡的铁架发生断裂，整个桥梁 随之倒塌，100多名旅客在事故中丧生。阿什塔比拉河桥 垮塌成为美国历史上最为严重的桥梁垮塌事故。
技术试验及其方法
技术试验 用合理、恰当的方法对自己的作 品进行技术试验
一、什么是技术试验
技术实验是： 在技术活动中，为了某种目 的所进行的尝试、检验、优化等探索性的活 动。 技术试验在技术活动中，不仅是对技术成 功与否的验证、更是发现问题、研究规律、 优化技术的关键。
阅读材料——阿什塔比拉河桥的垮塌
四、技术试验报告的写作
技术试验报告是技术实验工作完成后应当形成的成果，
试验目的 试验准备 试验步骤 试验记录 试验总结 ……
试验记录应该是完整 和真实的。记录的内容 包括实验的全过程。当 实验现象出现反常现象 是，应做出明显标记， 作详细的记录。
2.3技术试验及方法
第二章第三节《技术试验及其方法》教学设计本内容是让学生“经历观察、设想、安装、测试、调试、测量等简单的技术试验过程，学会简单的技术试验方法，理解技术试验在技术发明、技术革新中的作用，形成初步的技术试验能力”的同时，感受技术试验是一种重要的技术方法。
一.教材内容分析1. 教材的地位和作用从全书编写的内容来看，技术试验是技术设计中重要的课程内容，它是技术设计过程中的一个重要环节，也是技术探究中一种重要的方法。
它是全书的重点之一。
技术试验在技术发明、技术革新、技术推广过程中的作用不可忽视，它是解决技术问题的一个重要方法。
技术试验具有很丰富的教育价值，对于培养学生的技术素养和良好的品质，培养学生的创新精神和实践能力，具有不可替代的作用。
本内容是让学生“经历观察、设想、安装、测试、调试、测量等简单的技术试验过程，学会简单的技术试验方法，理解技术试验在技术发明、技术革新中的作用，形成初步的技术试验能力”的同时，感受技术试验是一种重要的技术方法。
2. 教材的重点（1）技术试验的重要性。
（2）能进行简单的技术试验并写出试验报告。
（3）技术试验不仅仅是技术设计过程中的一个重要环节，它更是技术研究中不可缺少的基本方法和手段。
二、教学对象分析在理、化、生的学习中，学生对科学实验已经很了解，知道科学实验目的在于甄别真伪，但对技术试验是很陌生的，甚至将两者等同起来。
他们不知道技术试验目的在于选择和优先，是一种很重要的技术方法。
技术试验的实施方法以及试验报告的撰写和科学实验的区别，学生并不了解。
由于思维定势的影响，学生不能将技术试验和科学实验两者很好的区别开来，这成为本节内容教学上的难点。
三、教学目标1. 能够认真思考和分析技术试验的案例，了解技术试验在技术研究活动中的重要性。
2. 在技术试验的过程中，能够认真观察和操作，能够完成简单的技术试验，写出规范的试验报告。
四、教学策略1. 应用“建构主义的学习理论”，主动建构技术试验的概念。
2.3技术试验及其方法
六、技术试验在设计中的作用
在技术活动中，技术试验是必不可少的。 通过试验可以发现问题、深化认识、推动技 术设计的发展。特别是在设计的后期，对设 计进行综合性的整体试验，可以为设计的评 价提供准确、客观的数据。
作业
仔细观察下图，找出其中人机关系设计不 合理的地方
试验报告的内容： 试验报告的内容：
1.试验目的； 1.试验目的； 试验目的 2.试验准备 材料、仪器、工具和设备）； 试验准备（ 2.试验准备（材料、仪器、工具和设备）； 3.试验方法； 3.试验方法； 试验方法 4.试验步骤 试验步骤； 4.试验步骤； 5.数据记录 处理和分析； 数据记录、 5.数据记录、处理和分析； 6.试验结果和结论 试验结果和结论。 6.试验结果和结论。
马上行动
李宁自己动手制作了一个小板凳，他进行了如下的小试验来检验小板凳承 重力和稳定性，你认为他的做法合理吗? 1. 在小凳上逐步加重物，把重物将小凳压垮前的一次重力记录为该小 凳的承重力。 2. 在小凳上固定一个特制的挡风屏障，用电风扇在一定距离之外吹风， 由远及近移动，风力由小渐大，记录挡风屏障连同小凳一起倒下时电风扇 与小凳之间的距离以及电风扇的风力。
我们现在已经能够运用新材料、新工艺和 现代科学技术、制造出许许多多高精尖的机器 设备。就拿飞行器来说，经过短短一百多 年的 努力，我们已经从莱特兄弟制造的最简单的飞 机发展到飞向太空的宇宙飞船，而这一系列的 发展过程，都要经过一系列的科学技术试验才 能完成。技术试验是技术活动中的一项重要内 容。
思考
神 舟 三 号
发射时间： 发射时间：2002 年3月25日22时 月 日 时 15分 分 飞行时间/圈数 圈数： 飞行时间 圈数：6 天零18小时 小时/108 天零 小时 圈 试验项目： 神舟” 试验项目：“神舟” 三号是一艘正样无 人飞船， 人飞船，飞船技术 状态与载人状态完 全一致。 全一致。
2-3核酸分析技术OK
（一） 聚丙烯酰胺凝胶的本质
在TEMED (四甲基乙二胺) 催化过硫酸铵还原产生的自由
基的存在下，丙烯酰胺单体的乙烯基聚合形成聚丙烯酰胺的 线状长链。 在双功能交联剂如N，N`-亚甲双丙烯酰胺的参与下的共聚 合反应中，聚丙烯胺的交联形成三维带状网格结构。
网格孔径的平均直径决定于丙烯酰胺和双功能交联剂的浓 度。
核酸分析技术
电泳技术
电泳现象 带电粒子在电场中的定向移动 电泳技术 利用电泳现象进行分离分析的技术
正 极
负 极
琼脂糖凝胶电泳
样品的电荷效应
带电多，迁移快
凝胶的筛选效应
分子量小，阻力小，迁移快
主要用于分离鉴定核酸
• 琼脂糖凝胶电泳是一种非常简便、快速、最常用的分离 纯化和鉴定核酸的方法 • 琼脂糖是从海藻中提取的一种线状高聚物 • 根据琼溶解温度，把琼脂糖分为一般琼脂糖和低熔点琼 脂糖
注:N,N`-亚甲双丙烯酰胺的浓度为丙烯酰胺的1/30;
PAGE电泳装置
PAGE的结果观察
考马斯蓝染色 凝胶成像仪扫描
核苷酸序列测定
末端终止法——Sanger
2’，3’双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）是DNA合成 链延伸的抑制剂。
DNA序列分析仪： 四色荧光基团标记的 dNTP
（二）DNA的化学法测序：
琼脂糖凝胶浓度 迁移率 0.6% 1Kb 1% 0.6Kb 1.4% 0.2Kb 2% 0.15Kb
• 二甲苯青：水溶液呈兰色，电泳时，其迁移速率与双链线 性DNA大致相当
琼脂糖凝胶浓度
迁移率 1% 2Kb 1.4% 1.6Kb
琼脂糖凝胶电泳分离DNA
3. 电泳
琼脂糖凝胶电泳分离DNA
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第二章技术世界中的设计
三技术试验及其方法
神舟五号
发射时间：2003年10月15日9时整
飞行时间/圈数：21小时/14圈
主要试验项目：杨利伟成为中国首个飞上太空的人
神舟六号
发射时间：2005年10月12日9时整
飞行时间/圈数：115小时33分/76圈
主要试验项目：从一人一天到多人多天，并实
现了有人参与的科学实验
神舟七号
发射时间：2008年9月25日21时10分04秒
飞行时间/圈数：2天20小时28分/
主要试验项目：中国航天员首次空间出舱活动，同时开展卫星伴飞、卫星数据中继等空间科学和技术试验。
神舟八号
发射时间：2011年11月1日5时58分10秒
飞行时间/圈数：16天13小时
主要试验项目：无人飞船，与天宫一号对接。
对未来的载人任务进行充分的技术验证和准备。
神舟九号
发射时间：2012年6月16日18时37分24秒
飞行时间/圈数：13天/200圈
主要试验项目：中国实施的首次载人空间交会对接。
神舟十号
发射时间：2013年6月11日17时38分02.666秒
飞行时间：在轨飞行15天，其中12天与天宫一号组
成组合体在太空中飞行
主要试验项目：自动和手动交会对接、组合体飞行、
绕飞等。
美国载人前飞船试验次数：共8次
前苏联载人前飞船试验次数：共7次
中国神州号载人前飞船试验次数：4次
为什么神州号飞船要进行4次飞船思考
试验才决定载人？
通过技术试验,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。
技术试验在设计中的作用
在技术设计后期，进行综合性的整体试
验可为设计的评价提供准确、客观的数据。
通过技术试验可以发现问题、深化认识、
推动技术设计的发展。
在技术设计活动中，技术试验是必不可
少的。
小结
1.按应用范围分类
农业试验
工业试验
国防试验
科学技术试验
优化试验
预测试验
性能试验
抗拉力、冲击力，耐高
低温等提高质量、产量、
性能、效益等受淋雨、撞击等的信息试验研究行人保护
2.按目的分类
2、技术试验方法
优选试验法
模拟试验法虚拟试验法
强化试验法
移植试验法
技术试验方法
运用数理统计的方法,选定若干次典型意义的试验,逻辑地推出全部试验所达到的最佳效果。
不同品种水稻的对比试验
合金冶炼添加剂对比试验。