高中通用技术第四章第三节黑箱方法
黑箱·黑箱方法的科学基础·黑箱求解
对 一个确定系统来说 以 已
知输入 及其相应 的拍 出 可 以判 别它 的功能或 行为 构 想出它的 至少是与 它通融 的组织和结 构 达到对 黑箱的了解和 控制
,
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模 拟求解 对 于 某类无 法接近或 不复存在 的黑箱 彼 时彼地 已无 可奈 何 不妨顺 应 其态 以 条 件相 类 环境相 似 功 能相 同为前 提 塑 造一个 替身 或营建一个模 型 然后通 过研 究人为 的替 身或 模 型 解开黑箱奥秘
,
治病 计算机 计算 雷达操 纵 我 们无一不是 将 它 们作为黑箱来处理 的 就是探求黑箱 内幕 我 们也多有使用
。 。
如常常根据上下文 的意义来揣
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乱 但 总 体 原理 和深 层 规律 总 是 那 么 简洁 明 了
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测生词 的意 思 , 通过 一 些物理手段 来识别写字 人的年龄段 , 通过 对人的表悄 体态 的观察来辨 别一个人深层 的心理活动等
习 我 们完全 可 以 让黑 箱 思 维从 下意识和 经验
的层次上升为理性 的 自 觉行 为
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如果我 们从万
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其实 黑箱方法 不仅科学 可行 而 且 有 比 分解方法更具优点 的地方 如果我们仅靠分解
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物所遵 循的相关性 统一性 因果性 简单性 等 准则 出发 则 完全可 以使黑箱 思 维成为一 种科 学的认识 思 维
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统一性 告诉 我们 事物 总是 呈系统形 式存 在 于 和谐 乏 中 同结构 的事物功能相类 功能相 同的事物结构相类 家米 切尔
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高中通用技术第四章-材料、工具、工艺、模型制作
通用技术-必修1
第四章 展现设计成果
4.1 材料 4.2 工具与设备 4.3 工艺常识
4.4 原型与模型制作
4.1 材料
一、材料的分类
1.天然材料 天然材料是指取材于大自然且保持着原本特 质的材料，如木材、黏土、石材等。
4.1 材料
2.合成材料 合成材料又称人造材料，是人为把不同物质经化学 方法或聚合作用而成的材料，其特质与原料不同，如塑 料、玻璃、钢铁等。
4.2工具与设备
（2）錾子。錾子用碳素工具钢锻成，其切削部分磨成刀 刃形状，并经过热处理使其达到较高的硬度。有扁錾、 尖錾和油槽錾三种：①扁錾主要用于錾削平面，去除毛 刺和分割板料等；②尖錾主要用于錾削沟槽及分割曲线 形板料；③油槽錾主要用于錾削平面或曲面上的油槽。
4.2工具与设备
3.锉刀及其使用 （1）锉刀结构有锉身和锉柄两部分组成，各部位名称 如下图： （2）锉刀的种类。锉刀按其用途不同，可分为普通钳 工锉、整形锉和异形锉三类。
4.2工具与设备
4.攻丝工具及其使用 手工攻丝常用的工具有手用丝锥和攻丝绞手。
4.2工具与设备
手用丝锥。手用丝锥是加工内螺纹的工具，用 碳素工具钢或合金工具钢制成，有普通丝纹锥、圆柱 管螺纹丝锥和圆锥管螺纹丝锥。丝锥表面有开槽的外 螺纹，由工作部分和柄部所组成。工作部分又由切削 部分和校正部分组成。切削部分呈圆锥形，有锋利的 切削刃，切削负荷由多个切削刃分担，校正部分有完 整的牙形，主要是用于修光和校正切削部分已切出的 螺纹，具有导向作用。柄部为圆柱形，末端为方榫， 供夹持并传递扭矩。
4.2工具与设备
凿子: 凿子有平凿和 圆凿等，主要用于 凿削榫眼或其他局 部形状的铲削。凿 榫眼的平凿按宽窄 不同分为多种规格， 一般按凿眼宽度需 要来选用合适规格 的凿子。
高中通用技术会考复习全资料
高中通用技术会考复习全资料必修1第一单元走进技术世界技术: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）、（解放人）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）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。
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：科学促进了技术的发展，技术推动了科学的进步。
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。
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：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）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。
高中通用技术 第四章发现与明确问题教学案
高中通用技术第四章发现与明确问题教学案高中通用技术第四章发现与明确问题教学案第四章发现与明确问题学习目标1．明确发现问题的重要性；初步掌握发现问题的一般方法；能通过各种渠道收集与发现问题相关的各种停息，并进行处理。
2．能根据设计对象和现有的工作条件列出具体的设计要求，包括应达到标准和所受到的限制；能制定一般的设计计划表。
知识要点一、发现问题1．问题的产生，主要有以下三种情况：人类生存活动中必然会遇到的问题；由别人给出的问题；基于目的由设计自己主动地发现问题，并试图解决它。
2．发现问题的途径有：观察日常生活；收集和分析信息；技术研究与技术试验等。
二、明确问题1．问题的价值一般从以下几方面来考虑：学科性、新颖性、实用性、技术可行性、投入产出比等。
2．问题解决所受的限制主要由以下几方面决定的：设计对象的特点和问题解决的标准、设计者的技术能力与条件。
限制是一种对设计的约束。
3．制定设计计划，主要包括以下内容：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、使用与维护。
例题分析解答于是他设计出右图这双鞋子。
按下鞋侧的按钮，就可将鞋在27码至37码之间调整。
据称，对很多两只脚不一样大的孩子来说，这样的鞋子是再好不过了，他们可以根据两只脚的尺寸自由调节鞋子。
这个家长发现问题的途径和方法是（）Ａ、观察日常生活B、收集信息C、分析信息D、技术研究与技术试验考核要求发现问题的一般方法应用考核难度容易题参考答案A解题分析发现问题的方法主要有四种：观察日常生活、收集信息、分析信息、技术研究与技术试验，这是一个生活中发现的问题，这位家长通过观察日常生活从而发现了问题。
[例2]某同学在研究性学习中，经过自己的努力，终于有了件小发明。
可是在他申请发明专利时，才猛然发现相同的产品在市场上已经早有销售了。
产生这样问题的原因，可能是忽略了设计的（）A、发现和明确问题环节B、制定设计方案环节C、制作模型和原型环节D、测试、评估和优化环节考核要求判断问题价值的方法应用考核难度稍难题参考答案A解题分析判断问题的价值，迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决？这位同学设计的产品在市场上已经有销售了，说明该问题已经被解决了。
高中学业水平考试(通用技术)知识点复习
高中学业水平考试(通用技术)知识点复习高中学业水平考试(通用技术)知识点复技术与设计1第一章走进技术世界第一节技术的价值技术对人类有保护、解放和发展的作用。
它可以提供抵御不良环境和防止侵害的手段和工具，延长身体器官的功能，促进人的精神和智力的发展。
第二节技术的性质技术的性质包括目的性、创新性、综合性、两面性和专利性。
技术的产生和发展都是为了满足人类的需求和愿望，需要综合运用多个学科的知识。
技术具有两面性，既可以带来好处，也可能带来危害。
保护技术发明者的合法权益不受侵害，是技术的专利性。
技术和科学有区别和联系。
科学是认识自然的过程，技术是改造自然的过程。
科学回答“为什么”，技术解决“怎么办”。
科学和技术相互促进，科学推动了技术的发展，技术推动了科学的进步。
知识产权是人们基于自己的智力活动创造的成果和经营管理活动的标记、信誉而依法享有的权利。
狭义的知识产权包括著作权、专利权和商标权。
专利的申请和获得需要提交申请、受理、初审、公布、实质审查和授权等步骤。
第三节技术的未来第二章技术世界中的设计第一节：技术与设计的关系设计是一种有目的的创造活动，是基于一定设想的规划。
技术则是实现这些设想的手段和工具。
技术和设计密不可分，两者相互依存，相互促进。
第二节：设计中的人机关系人机关系是指在使用物品时物品与人之间产生的相互关系。
为了实现高效、健康、舒适和安全的人机关系，需要考虑普通人群和特殊人群、静态和动态的人、人的生理和心理需求以及信息的交互等因素。
第三节：技术试验及其方法技术试验是为了达成某种目的而进行的尝试和检验探索性实践活动。
常见的技术试验方法包括优选试验法、模拟试验法、虚拟试验法、强化试验法和移植试验法。
这些方法可以用于性能试验、优化试验、预测试验和信息试验等不同类型的试验。
第三章：设计过程、原则及评价第一节：设计的一般过程设计的一般过程包括发现和明确问题、制定设计方案、制作模型或原型、测试、评估和优化以及产品的使用和维护。
《通用技术》复习九：第四单元 控制与设计
《通用技术》复习九：第四单元控制与设计高二（）姓名号次基本内容：1．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。
2．控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。
把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称为闭环控制系统。
控制系统的工作过程通常可以用方框图来表示。
3．在控制系统中，除输入量以外引起被控量变化的各种因素，就是干扰因素。
4．以功能和行为的相似性为基础，用‘模型’、模拟‘原型’的功能和行为的方法就是功能模拟方法；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。
5．控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程就是反馈。
利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为反馈方法。
一、控制的手段和应用1．控制系统中属于自动控制系统的是：（）A．按钮开关控制 B．普通自来水龙头C．花房恒温度控制D．汽车驾驶2．普通家用自行车的刹车控制属于：（）A．机械控制 B．气动控制 C．液压控制 D．电子控制3．家用压力锅实现压力自动控制的部件是①锅盖②密封圈③安全阀④重锤（ ）A．①②③ B．①②④ C．③④ D．①②③④二、控制系统的工作过程与方式4．按时间顺序进行控制的“交通路口红绿灯控制系统”系统中被控对象是（）。
A．控制电路 B．红绿灯 C．开关装置 D．路面车辆5．根植于历史文化名城泉州的提线木偶戏古称“悬丝傀儡”,又名“丝戏”,民间俗称“嘉礼”,乃流行于闽南语系地区的古老珍稀戏种，在提线木偶的控制过程中控制对象是（ ） A．手 B．提绳 C．木偶 D．大脑6．自动门控制系统的组成是（ ）A．门、控制对象、传感器 B．控制对象、门、控制器、传感器C．控制对象、执行器、控制器、传感器 D．门、驱动器、传感器、控制对象7．投篮的过程中，控制量是：（ ）A．篮框的位置 B．投篮的力度、角度 C．篮球的落点 D．以上皆是8．自行车刹车控制过程如下：刹车时，施加一定的握把力，通过杠杆系统，使刹车片压紧车圈（或轮轴），车轮减速。
黑箱法
“黑箱法”是指一个系统内部结构不清楚.或恨（根）本无法弄清楚时,从外部输入控制信息,使系统内部发生反应后输出信息,再恨据其输出信息来研究其功能和特性的一种方法。
1945年，控制论创始人N.维纳提出了“封闭盒”概念及其研究途径。
1948年，W.R.阿什比提出了黑箱概念，他说的黑箱就是维纳所说的封闭盒。
所谓“黑箱”，就是指那些既不能打开，又不能从外部直接观察其内部状体的系统，比如人们的大脑只能通过信息的输入输出来确定其结构和参数。
“黑箱”研究方法的出发点在于：自然界中没有孤立的事物，任何事物间都是相互联系，相互作用的。
所以，即使我们不清楚黑箱的内部结构，仅注意到它对于信息刺激如何作出反映，主义到它的输入--输出关系，就可以对它作出研究。
黑箱法从综合的角度为人们提供了一条认识事物的重要途径，尤其对某些内部结构比较复杂的系统，对迄今为止人们的力量尚不能分解的系统，黑箱理论提供的研究方法是非常有效的黑箱概念黑箱亦称“黑盒”或“黑匣”。
它是指内部构造还不清楚，由于条件的限制，只能通过外部观测和试验去认识其功能和特性的系统。
例如人的大脑、地球、密封的仪器等，都可以看作是黑箱。
我们把外部对黑箱的影响称为黑箱的输入，把黑箱对外部的反应称为黑箱的输出。
黑箱方法，也称“黑箱系统辨识法”。
通过观测外部输入黑箱的信息和黑箱输出的信息的变化关系，来探索黑箱的内部构造和机理的方法。
“黑箱”指内部构造和机理不能直接观察的事物或系统。
黑箱方法注重整体和功能，兼有抽象方法和模型方法的特征。
所谓黑箱方法，就是通过考察系统的输入、输出及其动态过程，而不通过直接考察其内部结构，来定量或定性地认识系统的功能特性、行为方式，以及探索其内部结构和机理的一种控制论认识方法。
黑箱方法，就是在不打开黑箱的情况下，只是通过外部观测、试验，找出输入和输出的关系，并由此来研究黑箱的功能和特性，探索其构造和机理的一种科学方法。
黑箱方法的出发点??“黑箱”的研究方法的出发点在于：自然界中没有孤立的事物，任何事物间都是相互联系，相互作用的，所以，即使我们不清楚“黑箱”的内部结构，仅注意到它对于信息刺激作出如何的反应，注意到它的输入—输出关系，就可对它作出研究。
闭环控制系统的工作过程 教案-高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》
闭环控制系统的工作过程教材：普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）章节：第四单元控制与设计第三节闭环控制系统的工作过程课时：第1课时一、核心素养目标(1)理解闭环控制系统的含义。
(2)通过实践体验，能分析闭环控制系统的基本组成和工作过程。
(3)通过案例分析简单的闭环控制系统，学会画闭环控制系统的方框图。
(4)能结合闭环控制系统的工作过程，分析反馈在控制系统中的作用及其基本原理。
(5)能结合案例分析影响简单控制系统运行的主要干扰因素。
二、教学重点学会分析闭环控制系统的基本组成及工作过程，并画出控制系统的方框图.三、教学难点掌握分析闭环控制系统的一般方法。
四、设计思想1. 教材分析本节课教学内容为苏教版《技术与设计2》第四单元“控制与设计”的第三节“闭环控制系统的工作过程”。
在本节的学习中，学生要经历恒温箱控制系统的技术试验和分析过程，要站在工程设计的高度，应用系统分析方法与控制原理，解决生活中的实际问题，促使学生的系统思考和工程思维能力提升。
2. 教学策略设计（1）创设情境：以技术体验“搭建恒温箱控制系统”，引出课题。
（2）引导学生分析案例，概括出闭环控制系统工作过程，学会用方框图描述其控制过程。
（3）通过案例分析，认识反馈和干扰因素，能结合闭环控制系统的工作过程，分析反馈和干扰现象及其基本原理。
（4）通过巩固练习，引导学生总结、梳理重点。
五、教学准备1. 课件2.技术体验装置;恒温箱控制系统序号教学步骤教师活动学生活动1 情景导入走进情境：陈晨家住在北京，阳台上种植了许多植物。
冬天室外寒冷，陈晨想要设计一款恒温箱让阳台上的植物安全过冬。
创设情境，引出课题２任务一：解析闭环控制系统工作过程1. 搭建恒温箱控制系统技术体验：搭建恒温箱控制系统思考：恒温箱控制电路的工作状态取决于来自什么装置的信号？用方框图表示恒温箱控制系统的工作过程：设定→控制电路→制热或制冷模块→恒温器→实际温度温度检测装置在系统的输入量和输出量之间，除了从输入端到输出端之间，除了有从设定温度到实际温度的信息传递，还有一条从输出端返回到输入端的反馈环节，它们形成了一条闭合回路。
通用技术课件-必修一第四章：方案的构思及方法
紧固件
连接件
密封件
轴承
弹簧
4.2 方案的构思过程
构思设计方案
梳理设计需求：根据设计要求，找出设计需要解决的主要问题，并 分析其可能的解决办法。
呈现设计方案：不同的产品设计一般有不同的呈现方式。设计方案 时，我们运用设计草图进行构思。
方案的比较：要从设计的目的和原则出发，针对一些相互制约的问 题进行分析，选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
不同的设计问题关涉不同的人机关系 设计中都要考虑人机关系需要实现的目标
高效 安全 健康 舒适
4.1 设计中的人机关系
人机关系目标|高效
在设计中,应把人和机作为一个整体来考虑， 合理或最优地分配人和机的功能，以促进二 者的协调，提高人的工作效率。
4.1 设计中的人机关系
人机关系目标|安全
指人们在操作和使用产品的过程中，产品对人的身体不构成生理上 的伤害，产品与人接触的部分不允许有尖角和锋利的边槽，易产生危险 的地方应进行安全保护设计。
EG:汽车的气囊设计、冲床的安全保护设计、儿童座椅前的护栏设计等。
4.1 设计中的人机关系
人机关系目标|健康
人机关系所追求的健康,是 指人在长期使用产品过程中不会 对健康造成不良的影响。
4.1 设计中的人机关系
人机关系目标|舒适
在自然状态下，不会过早 的疲劳。
包括心理上的舒适感受。
4.1 设计中的人机关系
设问法借助各种思维技巧，抓住事物具有普遍意义的 方面进行提问。
例如：检核表法、5W2H法、和田12动词法等。
奥斯本检核表法
奥斯本的检核表法: (1)现有的发明有无其他的用途? (2)现有的发明能否引入其他的创造性设想? (3)现有的发明可否改变形状、制作方法、颜色、音响、味道? (4)现有的发明能否扩大使用范围，延长它的寿命? (5)现有的发明可否缩小体积、减轻重量或者分割化小? (6)现有的发明有无替代用品? (7)现有的发明能否更换一下型号，或更换一下顺序? (8)现有的发明是否可以颠倒过来使用? (9)现有的几种发明是否可以组合在一起?
4、黑箱方法
我们把所要研究的对 象看成黑箱，通过对 系统输入和输出的研 究，进而推断出系统 内部结构及功能的方 法。
我们把外部对黑箱 1、事物本身特征 的影响称为黑箱的 2、人们的认识能力 输入，把黑箱对外 部的反应称为输出。
归纳总结（二）
程序的测试阶段，测 试时，负责设计输入 和输出时检验程序的 对与错，而不负责程 序代码具体是怎样运 行的。
对弱智人进行测试，让 他来拼搭图案，这种简 单的图案，弱智人群拼 搭所需要的时间比正常 人要长，反应迟钝。这 说明他智商有问题。
中医诊断疾病， 人口的研究，人口学家利
通过对病人的望、 用人口普查获得的信息建
闻、问、切来了 立我国人口发展的动态模病。
种细节，人口变化的信息
来推断若干年后的变化状
况
旋转快
熟
用同样的力，使鸡
蛋在桌子上转动.
旋转慢
生
课后思考：利用黑箱方法如何挑选西 瓜，并完成技术试验报告？
Thank You!
祝大家学习愉快!
讨论： 1、什么是黑箱？什么是黑箱方法？
2、如何理解黑箱定义中的系统输入和输出？ 试举例说明。
3、黑箱方法能否破坏我们的研究对象？确 定一个事物是否是“黑箱”的依据是什么？
4、黑箱方法的应用领域有哪些？请举例说 明。
归纳总结（一）
黑箱亦称“黑匣”或 “黑盒”。是指内部构 造不清楚，由于条件的 限制，只能通过外部观 测和试验去认识其功能 和特性的系统。
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2017-12
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3、黑箱思想
思考：1、芯片是不是一个黑箱？ 2、对于维修工人而言有无必要了解芯片的内部结构？
结结论论：：对黑电箱路不的仅集是成个是待一解个决黑的箱问化题的，过更程是，一是种一简种化简复化杂电问路题的的方思法想
03
黑箱方法的思想
思考：
ΔQ
电流
电流
应用：
01
苏教2003课标版 高中通用技术 黑箱方法
丰城市第九中学 徐鹏
1
认识黑箱和黑箱方法
01
输入
黑箱
输出
02 黑箱方法
看、摇、拍 西瓜 嫩或老 黑箱
输入
控制系统 黑箱
输出
02
黑箱方法的应用
I
III
生产
II
生活
科研
02 黑箱方法的应用
小组究活动
实验一：利用黑箱方法如何判别鸡蛋的生熟
利用黑箱方法如何辨别人民币的真伪
2mgh
2h
04
课堂小结
04 总结
运用黑箱方法 B
A 认识黑箱方法 C 体会黑箱思想
谢谢
THANK YOU
FOR WATCHING