豫科版:技术与设计2(2003)

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2020年9月3日10:25:01 评论 84 4969字

义务教育教科书·高中·通用技术(2003版)技术与设计2

前 言
同学们 , 你们好!高中“通用技术”系列教材已经与大家见面了。它由《技术与设计 1》《技术与设计 2》《简易机器人制作》《家政与生活技术》《电子控制技术》《汽车驾驶与保养》《现代农业技术》《建筑及其设计》和《服装及其设计》共 9 个模块组成。这套教材中的《技术与设计 1》和《技术与设计 2》两个模块为必修模块,后面的 7 个模块为选修模块。其中的必修模块是一定要选的,而选修模块则可以根据同学们各自的兴趣、需要和爱好来选择。例如,喜欢机器人,就可以选《简易机器人制作》;喜欢汽车,可以选择《汽车驾驶与保养》;有些同学喜欢电子技术,那么可以选《电子控制技术》;还有一些同学乐意为我国的农业现代化施展才华,则可以选《现代农业技术》;如此等等。这样有利于同学们发展个性,培养创造性。
可能同学们还不清楚,为什么在高中的课程设置中开“通用技术”系列课程呢?
原因很简单,就是为了使我们的国家能够尽快地更加强大起来,迅速赶上发达国
家的科学技术水平,永远屹立于世界民族之林。
同学们已经知道,我国的“神舟”5 号航天飞船于 2003 年发射成功并胜利返
航,首位航天员杨利伟已经成为民族英雄;而美国相继发射的“勇气”号和“机
遇”号探测器,不但经历了浩瀚而漫长的太空之旅顺利抵达火星,而且开始了对
火星的探索,并向地球发回了一系列清晰的图片。更让人羡慕的是,当“勇气”
号出现技术故障暂时失去功能时,处在星际之遥的地球科学家经过精心设计和维
修,竟然使它又站了起来,重新开始探索计划。科学技术的发展速度和水平真是
前所未有,我们不能不惊叹人类的智慧与才华!事实上,除了空间技术外,同学
们只要放开视野,环顾四周,从日常使用的电视机、电冰箱、微波炉、数码相机,
到造型新颖的汽车、不断提速的火车、洲际旅行的喷气式飞机,一直到运算神速
的计算机和“鼠标一点,全知天下”的互联网,就不难发现,我们身边到处都充
满着设计与技术的应用。看到这些,同学们应该认真地思考一下,自己所肩负的
责任是什么?
尽管在新中国成立后,特别是改革开放以来,我国科学技术发展的速度也很快,
但总体来说,国家的经济实力,尤其是综合的科技竞争力与发达国家相比,仍然
存在很大的差距。为了缩小这个差距,必须尽快建立起国家的创新体系,培养出
一大批理论基础宽厚、工程实践能力强、综合素质高,并富于开拓创新能力的人才,同时也要培养出更大量的技能高超的技术工人。要实现这一目标,不仅我国的高等教育需要继续深化改革,而且面向更广大中学生的基础教育改革更是刻不容缓。
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由于长期以来,我国的基础教育是以“应试教育”为主体的知识性教育,学生所具有的知识体系并不理想,而能力的培养又没有受到足够的重视,因此技术素养差、实践能力差、心理素质差,以及高分低能的现象并不鲜见。同学们从自己的所见、所闻和所做中,可能也会意识到这一点。
“通用技术”系列教材在高中的推广使用,一方面是为了改善同学们的知识
结构,以适应知识经济和竞争性社会发展的需要;另一方面是希望通过紧密结合
课程内容的系列活动,不断深化同学们的认知层次,增加参与机会,提高实践能力,领悟设计与技术活动的综合性,培养对科学与技术的兴趣,明察自己的优势与弱点,发展独立思维和创新思维能力,为日后进一步深造或就业创造条件。事实上,中国的今天和明天,不仅需要爱因斯坦和陈景润,而且需要爱迪生和倪志福,同样还需要千千万万各具特长,甚至身怀绝技的能工巧匠。总之,我们需要用全体
公民的聪明才智来托起共和国的坚实大厦,来创造中华民族更加美好的明天。
那么,同学们选择的必修课《技术与设计 2》有什么特色?它与《技术与设计 1》
有什么联系与区别呢?
应该说,这两本书属于姊妹篇,编写的主要指导思想是一样的,所具有的特
点也基本一致,因此不再多花笔墨。大体说来,《技术与设计 1》主要是使同学
们在理解技术及其性质的基础上,经历一般的技术设计的全过程,从而对技术与
设计建立起宏观的认识和理解。当然为达此目的,也贯穿了一些细节问题,如对
工具和材料的选择,对工程技术语言──制图与识图的介绍,以及关于技术评价
的过程和方法等。
《技术与设计 2》作为在《技术与设计 1》基础上的必修模块,主要介绍了
具有典型意义的专题性技术设计,它们是结构及其设计、流程及其设计、系统及
其设计、控制及其设计,这些设计专题具有丰富的思想内涵和广泛的应用性。同
学们在后续的选修课程中将会一再看到它们的应用。
同学们在学习过程中,与《技术与设计 1》一样,一定会遇到不少难题。例
如构件在静态下的受力分析,这本来是大学“理论力学”中的一部分重要内容。
实际上,对于一个受力构件来说,还可能受到匀速运动甚至加速运动的影响,这
又进一步涉及力学中的运动学和动力学问题。所有这些,并不需要我们在高中阶
段予以解决。还有很多深入性的问题,对于同学们来说,只是开始接触和感受,
并伸出自己的思维触角。在高中阶段,重点是通过对具体案例的分析和对教学活
动的参与,解决相对简单的综合性问题,并逐步掌握解决技术问题的思路和方法。
与《技术与设计 1》一样,为了拓宽同学们的知识视野,培养实践能力和创
新思维能力,本书同样精心设计了“学习目标”“探究与交流”“实践与体验”“阅
读材料”“小资料”“新视窗”和“活动延伸”等,在附录中也给出了“部分中
英文词汇对照表”。上面所提及的内容,同学们可能一下子还难以深入理解。但是当你们在学习
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中逐步进入角色时,就会发现这是一个学习知识、增强能力、提高素质、培养和
施展才华的新领域。当然,有一点还要提醒一下,由于技术与设计课程所涉及的
知识比较综合,同学们在学习的过程中可能会遇到某些困难;但只要和任课老师
密切配合,积极思考,认真探讨,相信同学们一定能够打开思路,学有所获。
还要提到的一点是,尽管本教材的编者们付出了很大的努力,但囿于对基础
教育改革理念的领悟水平、编写时间的短促,以及编者水平所限,这本书仍然会
存在许多不足甚至错误之处,恳请同学们在学习的过程中积极思考,努力发现存
在的问题,和任课老师一起,向我们提出宝贵的意见,以便使本书在今后的修订
中日臻完善。
普通高中课程标准实验教科书《通用技术》总主编 傅水根
2004 年 4 月 10 日于北京

第一章 结构及其设计 …………………………………………………… (1)
第一节 结构的概念………………………………………………………………… (2)
一、结构的含义……………………………………………………………… (2)
二、结构的作用……………………………………………………………… (3)
三、常见的结构类型………………………………………………………… (4)
第二节 结构是如何承受应力的…………………………………………………… (7)
一、结构的受力分析………………………………………………………… (8)
二、结构弯曲的受力分析…………………………………………………… (10)
三、抵抗张力结构的受力分析……………………………………………… (11)
第三节 影响结构强度和稳定性的因素…………………………………………… (13)
一、结构大小和形状的影响………………………………………………… (15)
二、材料性能的影响………………………………………………………… (18)
三、连接方式的影响………………………………………………………… (21)
第四节 结构的模型或原型的设计与制作………………………………………… (24)
一、分析结构的作用和受力情况…………………………………………… (24)
二、设计计算………………………………………………………………… (27)
三、绘制设计图样…………………………………………………………… (27)
四、制作模型或原型的意义………………………………………………… (28)
五、材料、工具和加工设备………………………………………………… (30)
六、制作方法和步骤………………………………………………………… (31)
第五节 结构的技术评价和文化欣赏……………………………………………… (34)
一、桥梁结构分类与技术评价……………………………………………… (34)
二、建筑结构欣赏…………………………………………………………… (36)
第二章 流程及其设计 ………………………………………………………… (41)
第一节 流程的概念………………………………………………………………… (42)
一、流程的含义……………………………………………………………… (42)
二、流程的作用与实例……………………………………………………… (47)
第二节 流程的设计………………………………………………………………… (49)
一、流程设计的步骤………………………………………………………… (49)
二、流程设计分析…………………………………………………………… (50)
三、流程的表达……………………………………………………………… (51)
第三节 流程的优化………………………………………………………………… (58)
一、流程优化的目的与途径………………………………………………… (58)
目 录
1
二、流程优化实例分析……………………………………………………… (60)
第三章 系统及其设计 ……………………………………………………… (66)
第一节 系统的概念………………………………………………………………… (67)
一、系统的含义……………………………………………………………… (67)
二、系统的功能……………………………………………………………… (72)
三、整体突现性……………………………………………………………… (73)
四、系统分析………………………………………………………………… (74)
第二节 系统的结构与层序………………………………………………………… (76)
一、系统的结构……………………………………………………………… (76)
二、系统的层次与秩序……………………………………………………… (78)
第三节 系统的设计………………………………………………………………… (81)
一、系统设计的原则与步骤………………………………………………… (81)
二、系统设计实例…………………………………………………………… (83)
三、系统的优化……………………………………………………………… (86)
第四章 控制及其设计 ………………………………………………………… (91)
第一节 控制的概念………………………………………………………………… (92)
一、生产、生活中的控制问题……………………………………………… (92)
二、控制的含义……………………………………………………………… (94)
第二节 控制技术的分类…………………………………………………………… (96)
一、按照控制方式分类……………………………………………………… (96)
二、按照反馈方式分类……………………………………………………… (97)
三、按照被控量分类………………………………………………………… (98)
四、遥控与数控…………………………………………………………… (101)
第三节 控制系统………………………………………………………………… (103)
一、控制系统的组成……………………………………………………… (104)
二、传感器………………………………………………………………… (105)
三、控制器………………………………………………………………… (107)
四、执行器………………………………………………………………… (109)
五、反馈环节……………………………………………………………… (109)
六、干扰因素……………………………………………………………… (110)
第四节 控制系统的设计与制作………………………………………………… (112)
一、控制系统设计流程…………………………………………………… (112)
二、温度控制装置的设计………………………………………………… (114)
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3
三、温度控制装置的制作和调试………………………………………… (115)
四、时间控制装置的设计与制作………………………………………… (116)
附录 部分中英文词汇对照表 ……………………………………………… (118)

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