通用技術(shù)《技術(shù)與設計I》復習提綱

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第一章　走進技術(shù)世界

一、技術(shù)的價值：

1、技術(shù)與人的關(guān)系

技術(shù)是人類滿足自身的需求、愿望，更好的適應大自然，而采取的方法和手段。

⑴、人類需要著衣遮身避寒---------紡織、印染、縫制技術(shù)。

⑵、人類學要進食補充能量---------食品烹飪加工、農(nóng)作物栽培、家禽飼養(yǎng)技術(shù)。

⑶、人類需要住所以避風擋雨------建筑技術(shù)。

⑷、人類需要抵御野獸攻擊和傷害-----武器制造技術(shù)。

⑸、人類需要出行--------車、船制造技術(shù)。

⑹、人類需要交往、保持聯(lián)系------通訊技術(shù)。

技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，能更好地滿足人們的需求，使人們的生活更加精彩。

技術(shù)的作用：

保護人：提供抵抗不良環(huán)境，防止被侵害的手段和工具。

解放人：解放或延長身體器官，拓展活動空間，提高勞動效率，增強各方面的能力。

發(fā)展人：技術(shù)促進人的精神和智力的發(fā)展，使得人的創(chuàng)新精神和批判能力得以提高，思維方式發(fā)生轉(zhuǎn)變，自我價值得以體現(xiàn)。

2、技術(shù)與社會的關(guān)系

技術(shù)促進社會的發(fā)展。技術(shù)豐富社會文化內(nèi)容。技術(shù)改變社會生活方式。是推動社會發(fā)展和文明進步的主要動力之一。具體為：

⑴、技術(shù)是社會財富積累的一種形式，對社會生產(chǎn)具有直接的經(jīng)濟意義。它促進了社會經(jīng)濟的增長，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，并為企業(yè)的發(fā)展提供了基礎。如福特T型車的生產(chǎn)流水線。

⑵、隨著技術(shù)的發(fā)展，勞動力結(jié)構(gòu)也發(fā)了較大的變化，第一第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)者數(shù)量減少，第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)者數(shù)量大幅度增加。如因為農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展與勞作方式的變革使農(nóng)業(yè)從業(yè)人口減少。

⑶、技術(shù)不僅為生產(chǎn)提供了先進的手段和工具，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，而且豐富了人們的社會生活，使人們衣、食、住、行、交往、娛樂、教育等方面都發(fā)生了改變。

⑷、技術(shù)進步不僅帶動社會生產(chǎn)的發(fā)展和社會活動的變化，而且滲透到軍事、政治、文化各領(lǐng)域。

3、技術(shù)與自然的關(guān)系

⑴、利用技術(shù)，人類可以改造和利用自然。如：都江堰、荷蘭的風車。

⑵、人類利用技術(shù)和改造自然要有合理的尺度，要注意對自然的保護，不能忽視對自然的保護，不能忽視一些技術(shù)或產(chǎn)品對環(huán)境可能造成的負面影響。

⑶、技術(shù)的發(fā)展給自然環(huán)境帶來了問題，但也給解決這些問題提供了可能。

“綠色”技術(shù)：主要包括綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)以及清潔工藝等。

二、技術(shù)的性質(zhì)?

1、技術(shù)的目的性

技術(shù)總是從一定的目的出發(fā)，針對、具體的問題，形成解決方案，從而滿足人們的某方面的需求。如：助聽器的發(fā)明。人類有目的、有計劃、有步驟地技術(shù)活動推動了技術(shù)的不斷發(fā)展。

2、技術(shù)的創(chuàng)新性

創(chuàng)新是技術(shù)發(fā)展的核心。技術(shù)的發(fā)展需要創(chuàng)新。技術(shù)創(chuàng)新常常表現(xiàn)為技術(shù)革新和技術(shù)發(fā)明。技術(shù)革新一般是在原有技術(shù)的基礎上的變革和改進，技術(shù)發(fā)明則是一項新技術(shù)的產(chǎn)生。技術(shù)創(chuàng)新是一個艱難的歷程。

3、技術(shù)的綜合性

⑴、技術(shù)活動往往需要綜合運用多種知識。

技術(shù)具有跨學科的性質(zhì)，綜合性是技術(shù)的內(nèi)在特性。一般地，每一項技術(shù)都需要綜合運用多個學科、多方面的知識。

⑵、技術(shù)與科學的區(qū)別與聯(lián)系

科學是對各種事實和現(xiàn)象進行觀察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計算和實驗，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并予以驗證和公式化的知識體系?？茖W側(cè)重認識自然，力求有所發(fā)展（科學是回答“為什么”）；科學通過實驗驗證假設，形成結(jié)論。

技術(shù)則是人類為了滿足自身的需要和愿望對大自然進行的改造。技術(shù)側(cè)重改造和利用自然（技術(shù)是解決“怎么辦”），科學促進了技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)推動了科學的進步。技術(shù)通過試驗，驗證方案的可行性與合理性，并實現(xiàn)優(yōu)化。

例如：科學活動有牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律、愛因斯坦提出相對論、伽利略提出自由落體定律；技術(shù)活動有瓦特發(fā)明蒸汽機、貝爾發(fā)明電話、莫爾斯發(fā)明電報。

科學研究為技術(shù)發(fā)展拓展空間，成為技術(shù)發(fā)展的重要基礎，技術(shù)發(fā)展也促進科學的應用與延伸，科學促進技術(shù)發(fā)展，技術(shù)推動科學進步。

⑶、技術(shù)與其他科學都有聯(lián)系，如技術(shù)與藝術(shù)，技術(shù)與工藝學，技術(shù)與材料學等。

4、技術(shù)的兩面性

任何事物客觀上都有兩面性，技術(shù)也不例外。它既可以給人們帶來福音，也可能給人們帶來危害。例如：電池可以帶來光明和動力，也可以帶來嚴重的環(huán)境污染。

試講述一下下列技術(shù)的正反兩方面的影響：

網(wǎng)絡技術(shù)??（方便人們交流溝通，但也有人利用網(wǎng)絡犯罪）、

B超技術(shù)??（可以用于醫(yī)療，但也有人進行胎兒鑒別）、

克隆技術(shù)??（克隆人體器官用于醫(yī)療，但也會挑戰(zhàn)人類倫理道德）、

核技術(shù)????（發(fā)電，但也會用于戰(zhàn)爭）、

空間技術(shù)??（科學實驗，衛(wèi)星通訊。產(chǎn)生太空垃圾）。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)（可制造符合人類要求的動植物，但其負作用還未知）

5、技術(shù)的專利性

技術(shù)作為創(chuàng)造性勞動成果，是技術(shù)發(fā)明人的智慧和勞動的結(jié)晶，它包含豐富的社會價值和經(jīng)濟價值。在技術(shù)實現(xiàn)其價值的過程中，技術(shù)發(fā)明者對此項有一定權(quán)力，這種權(quán)利受法律保護。

知識產(chǎn)權(quán)：是人們基于自己的智力活動創(chuàng)造的成果和經(jīng)營活動的標記、信譽而依法享有的權(quán)利。狹義的知識產(chǎn)權(quán)包括著作權(quán)、專利權(quán)、商標權(quán)三部分。

專利權(quán)是指依法批準的發(fā)明人或其權(quán)利受讓人對其發(fā)明成果在一定年限內(nèi)享有的獨占權(quán)或?qū)Ｓ脵?quán)。專利權(quán)是一種專有權(quán)，一旦超過法律規(guī)定的保護期限，就不再受法律保護。

專利的特性：獨占性、時間性、地域性?

專利申請步驟：

寫好專利文件à遞交專利文件并交納申請費à專利局審查文件à批準專利à領(lǐng)取專利證書并繳納年費及證書費。

三、技術(shù)的未來

對“技術(shù)的未來”的思考和憧憬，既不需要技術(shù)迷惘中的曠世悲愴，也不需要技術(shù)崇拜中肓目樂觀。理性地看待技術(shù)，以負責、更有遠見、有具道德的方式使用技術(shù)。

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技術(shù)世界中的設計

一、技術(shù)與設計的關(guān)系

1、技術(shù)的發(fā)展離不開設計

設計的定義：設計是基于一定設想的、有目的的規(guī)劃及創(chuàng)造活動。一項技術(shù)的創(chuàng)新需要設計，一個技術(shù)產(chǎn)品的更新需要設計，一項新工藝的改進也需要設計。如：書寫工具的發(fā)展、電動剃須刀的發(fā)展。

（1）、設計是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的橋梁和紐帶。案例：白色污染和可降解餐具

（2）、設計促進技術(shù)的革新。案例：移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程

2、技術(shù)的更新對設計產(chǎn)生重要影響

（1）、技術(shù)是設計的平臺，沒有技術(shù)作基礎，設計將難以表現(xiàn)和實現(xiàn)。如：達·芬奇的研究和發(fā)明

（2）、技術(shù)更新為設計提供了更為廣闊的發(fā)展空間，使設計的主題更加豐富，設計的表達方式更加多樣，設計的效率更高。同時，技術(shù)更新也為產(chǎn)品的更新?lián)Q代創(chuàng)造了更加便利的條件。如：燈具的發(fā)展

（3）、技術(shù)進步還促進人們設計思維和手段的發(fā)展。發(fā)展的技術(shù)不斷豐富著人們的設計思維，它促使人們不斷考慮如何應用新技術(shù)、新材料、新工藝來改進現(xiàn)有的產(chǎn)品，如何有機地結(jié)合各種技術(shù)來開發(fā)新產(chǎn)品等問題。發(fā)展的技術(shù)不斷豐富著人們的設計手段和方法。如：奧運場館“鳥巢”中使用的新技術(shù)、新材料、新工藝。

3、設計的豐富內(nèi)涵

技術(shù)世界的設計，其核心是技術(shù)設計。設計主要分為：技術(shù)設計與藝術(shù)設計。技術(shù)設計側(cè)重：功能、結(jié)構(gòu)、材料、程序、工藝；藝術(shù)設計側(cè)重：欣賞、審美、色彩、造型、聽覺效果、情感。在很多情況下，技術(shù)設計和藝術(shù)設計緊密地聯(lián)系在一起的。

二、設計中的人機關(guān)系

1、什么是人機關(guān)系

在現(xiàn)實生活中，我們每時每刻都會與身邊的物品發(fā)生聯(lián)系。當我們使用這些物品時，物品就與人產(chǎn)生了一種相互關(guān)系。這種相互的關(guān)系就稱為人機關(guān)系。

當然“人機關(guān)系”中的機并不僅僅是指計算機或機器。還包括各種各樣的工具、儀器、儀表、設備、設施、家具、交通車輛以及勞動保護用具等，當人們身處某一環(huán)境的時候，這時的人機關(guān)系就體現(xiàn)為人與環(huán)境的相互關(guān)系。案例：乘電梯、進門中存在的人機關(guān)系。
　　在人與某個產(chǎn)品構(gòu)成的人機關(guān)系中，往往存在復雜的多方面關(guān)系。

2、人機關(guān)系要實現(xiàn)的目標

（１）、高效

在設計中,應該把人和機作為一個整體來考慮,合理或最優(yōu)地分配人和機的功能,促進二者的協(xié)調(diào),提高人的工作效率。

也可通過改變環(huán)境因素來提高工作效率,環(huán)境因素包括溫度、濕度、噪聲、照明、振動、污染和失重等。如：“科學管理之父”美國人泰勒“鐵鍬作業(yè)試驗”。

（２）、健康
　　人機關(guān)系所追求的健康?, 是指在長期操作或使用的情況下?, 產(chǎn)品對人的健康不會造成不良的影響。案例：高跟靴、煙

（３）、舒適
　　人機關(guān)系中的舒適是指人在使用產(chǎn)品的過程中,人體能處于自然的狀態(tài), 操作或使用的姿勢能夠在人們自然、正常的肢體活動范圍之內(nèi), 而使人不致過早地產(chǎn)生疲勞。心理上的舒適感受也是人機關(guān)系應當考慮的目標。案例：培土小工具

（４）、安全
　　安全是指在人們的操作使用中,產(chǎn)品對人不構(gòu)成生理上的傷害，產(chǎn)品與人接觸的部分不允許有尖角和鋒利的邊槽。如：安全帽、安全帶、安全氣囊等　

3、如何實現(xiàn)合理的人機關(guān)系

（１）、考慮到普通人群和特殊人群

現(xiàn)在大多數(shù)產(chǎn)品是為了普通人群設計的，設計參照的標準是依據(jù)普通人群的數(shù)據(jù)確定的。但是特殊人群也是社會的重要組成部分，他們往往有著獨特的需要。所以在設計時，還應充分地考慮特殊人數(shù)的特點和需要。如：要考慮到殘疾人的需求。

（２）、考慮靜態(tài)的人與動態(tài)的人的關(guān)系
　　人們使用產(chǎn)品時時常處于動態(tài)和靜態(tài)兩種狀態(tài)之中，因此，設計的產(chǎn)品不但要符合人體靜態(tài)的尺寸，也要符合人體的動態(tài)尺寸。要讓人在使用它時，能夠方便施力、有足夠的空間等。這樣的設計有利于減少人體疲勞，提高效率，滿足健康、舒適的要求。

（３）、滿足人的心理需求和生理需求
　　設計中的人機關(guān)系，不僅要滿足人的生理需求，而且要滿足人的心理需求。產(chǎn)品的色彩、材質(zhì)等都會對人的心理產(chǎn)生影響。視覺、聽覺、觸覺、味覺等都影響人的心理感受，如果能在設計中注意滿足人在這些方面的心理需求，就可以將人機關(guān)系處理得更好。

案例：茶座、咖啡屋的設計應以暖色調(diào)為主，將空間處理得小一些，以營造溫馨、寧靜的效果；而辦公空間一般應以冷色調(diào)為主，空間處理要簡潔明快，以求產(chǎn)生嚴謹、高效的工作氛圍。這樣的設計都是為了滿足人的心理需求。

（４）、信息的交互
　　人與產(chǎn)品的互動過程就是人與產(chǎn)品之間信息傳遞的過程.即人機之間運用信息語言交流的過程。改善信息傳遞的途徑能夠獲得更好的人機關(guān)系。
　　如：電話機的無液晶屏顯示、有液晶屏顯示、可以視屏通話。案例：汽車的顏色

三、技術(shù)試驗及其方法

1、什么是技術(shù)試驗

（1）定義；我們通常將技術(shù)活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗、優(yōu)化等探索性實踐活動稱為技術(shù)實驗。如：技術(shù)試驗衛(wèi)星

要注意技術(shù)試驗與科學實驗并不一樣。

（２）作用：技術(shù)試驗是技術(shù)研究不可缺少的基本方法和手段，對技術(shù)應用的實現(xiàn)起到了有力的保障作用。通過技術(shù)試驗，可以使設計得以改進和完善，將設計的風險和失誤降到最低。如：阿什塔比拉河橋的垮塌、青梅素皮試試驗

（３）分類：對技術(shù)實驗，我們可以根據(jù)應用的范圍不同進行分類，如農(nóng)業(yè)試驗、工業(yè)試驗、國防試驗、科學技術(shù)試驗等；還可以根據(jù)目的的不同進行分類，如性能試驗、優(yōu)化試驗、預測試驗、信息試驗等。

2、技術(shù)試驗方法

（1）優(yōu)選試驗法：運用數(shù)理統(tǒng)計的方法，選定若干次典型意義的試驗，邏輯地推出全部試驗所達到的最佳效果。如不同品種水稻的對比試驗等。

（２）模擬試驗法：是通過再現(xiàn)的形式來模擬現(xiàn)實發(fā)生情況的方法。如汽車碰撞試驗。還可以通過縮?。ǚ糯螅┍壤齺砟M所設計的現(xiàn)場效果。大壩水利試驗等。

（３）虛擬試驗法：利用計算機技術(shù)來虛擬現(xiàn)實中的技術(shù)設計原型并進行試驗的方法稱為虛擬試驗法。如：計算機虛擬火星探測器模擬登陸動畫等。

（4）強化試驗法：是在技術(shù)試驗中通過擴大和強化試驗對象的作用，提高試驗效率的方法。

（５）移植試驗法：　在相互有差異的事物之間，將某些共同相關(guān)的因素從一物移植到另一物進行試驗的方法。如橘子從長江以南移植到長江以北的種植試驗。這就是一種非常典型的移植試驗。如：小白鼠等。

3、技術(shù)試驗的實施與報告的寫作

技術(shù)試驗的實施包括：制定試驗計劃、抽取樣本、進行試驗、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論

技術(shù)試驗是一種探索性的實踐活動，需要試驗者具有科學的精神、嚴謹?shù)膽B(tài)度；技術(shù)實驗往往要經(jīng)歷一個曲折的過程。因此，科學的精神、嚴謹?shù)膽B(tài)度、頑強的毅力等良好品質(zhì)對于技術(shù)試驗的實施具有重要作用，實際書試驗者必須具備的基本品質(zhì)。

技術(shù)試驗試驗報告的寫作順序：試驗目的、試驗準備、試驗步驟、試驗記錄、試驗總結(jié)?

4、技術(shù)試驗在設計中的作用

通過試驗可以發(fā)現(xiàn)問題、深化認識、推動技術(shù)設計的發(fā)展。特別是在設計的后期，對設計進行綜合性的整體試驗，可以為設計的評價提供準確、客觀的數(shù)據(jù)。

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第三章?設計過程、原則及評價

一、設計的一般過程

發(fā)現(xiàn)和明確問題

從本質(zhì)上說，設計是一個問題求解的過程。它從問題出發(fā)，并圍繞問題展開各項活動。因此，設計必須從調(diào)查需求、分析信息、發(fā)現(xiàn)和明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎上提出設計項目，明確設計要求。

制定設計方案

在發(fā)現(xiàn)和明確要求的基礎上，我們緊接著要做的就是通過各種渠道，盡可能廣泛地收集設計所需的信息，通過對各種信息的歸納和分析，挖掘影響設計的主要因素，大膽提出各種設計想法，并依據(jù)一定條件對各種想法進行篩選，確定最終的設計方案。這就是制定設計方案的過程。

在這個過程中，要大膽突破傳統(tǒng)觀念的束縛，始終明確。

（1）運用不同的材料、結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生不同的設計方案。

（2）任何設計方案都有改進的可能性，好方案決不會僅有一個。

收集信息：可以通過用戶調(diào)查，專家咨詢，查閱圖書資料，收聽收看廣播電視，瀏覽互聯(lián)網(wǎng)等渠道收集有關(guān)的信息。

設計分析：面對收集到的各種信息，要根據(jù)設計要求，找出設計需要解決的主要問題，并分析其可能的解決辦法。面對設計要求和約束條件之間的相互矛盾，為了找到最好的解決辦法，應該提出盡可能多的設想，以便于權(quán)衡利弊，作出選擇。

方案構(gòu)思：方案構(gòu)思是設計過程中最富有挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)，它要求我們根據(jù)設計要求，大膽構(gòu)思，努力挖掘自己的創(chuàng)造潛力，提出解決問題的多個設想。

方案呈現(xiàn)：構(gòu)思過程中產(chǎn)生的設計想法常常是模糊的，為了使其具體化，我們通常會用草圖把它們轉(zhuǎn)化為視覺形象。同時，這些想法又是零散的，從中我們并不能看到一個完整的設計方案，所以我們還要對這些想法進行綜合。

方案篩選：當多個設計方案產(chǎn)生以后，我們就要依據(jù)一定的原則，對這些方案進行篩選。

制作模型或原型

完成方案篩選后，我們就要開始制作模型或者原形了。一般地，模型制作包括兩個階段，既繪制圖樣和制作模型或原型。對于圖樣，我們既可以手工繪制，也可以用計算機輔助制圖。對于小型、簡單的產(chǎn)品可以直接制作產(chǎn)品原型，而對于大型、復雜的產(chǎn)品先制作縮小、簡化的模型。

測試、評估及優(yōu)化

要明確設計方案是否可行，我們還必須進行各種測試、評估，以優(yōu)化設計方案、完善產(chǎn)品原型。

測試：在模型或原型制作完成后，一般需要對其進行測試。測試的目的是檢驗產(chǎn)品在操作、使用過程中，在結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能等方面能否達到預定的設計要求。

評估：在測試的基礎上，我們還要對設計方案和產(chǎn)品進行較為全面的評估。這種評估，在設計過程中需要反復進行。

優(yōu)化：為了優(yōu)化設計方案，我們既要分析測試和評估的具體記錄，也要重視對公眾意見的調(diào)查，以明確改進的方向。一般說來，我們可以對三種典型人群，即專家、潛在客戶和用戶進行調(diào)查，征集優(yōu)化的具體意見。

產(chǎn)品的使用和維護

在產(chǎn)品使用過程中，正確的使用和維護既可以使產(chǎn)品更好地滿足人民的需求，又能延長其使用壽命。因此，掌握正確的使用和維護方法對于產(chǎn)品使用者來說尤為重要。為此，我們通常要設計一份產(chǎn)品設計說明書。

設計實際上是一個動態(tài)的過程。在一項具體設計中，有些階段或步驟可能會發(fā)生變化，有些步驟之間則可能出現(xiàn)一定的循環(huán)。因此，我們不能將設計的過程簡單化、模式化，而應根據(jù)設計的需要進行靈活安排。

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二、設計的一般原則

在長期的設計實踐中，人們逐漸總結(jié)出創(chuàng)新、實用、經(jīng)濟、美觀、道德、技術(shù)規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展等設計的一般原則。這些原則往往互相聯(lián)系，互相制約，互相滲透，并體現(xiàn)在設計過程的各環(huán)節(jié)中，成為指導設計過程和進行設計評價的基本準則。

創(chuàng)新原則

設計是人類為了追求美好生活而進行的創(chuàng)造性活動。

創(chuàng)新就是通過引入新概念、新思想、新方法、新技術(shù)等，或?qū)σ延械漠a(chǎn)品的革新來創(chuàng)造具有相當社會價值的事物或形式。創(chuàng)新是設計的核心。生活因設計而豐富多彩，設計因創(chuàng)新而魅力四射。

設計過程中，一般可以從原理、結(jié)構(gòu)、技術(shù)、材料、工藝等方面進行考慮改進和突破，以實現(xiàn)創(chuàng)新的目標。要實現(xiàn)產(chǎn)品設計的創(chuàng)新，除了了要最大限度地發(fā)揮人的智慧外，還應注意利用最新的技術(shù)成果和現(xiàn)代的設計理論和方法。

實用原則

設計中的實用性是指設計的產(chǎn)品為了實現(xiàn)其目的而具有的基本功能。物理功能（性能、構(gòu)造、效率精度和可靠性）、生理功能（方便性、安全性、宜人性）、心理功能（造型、色彩、機理和裝飾）、社會功能（個人價值、興趣、愛好和社會地位）。

產(chǎn)品的實用性是從設計的目的出發(fā)的，它隨時代的改變而改變，隨人群的改變而改變，具有鮮明的個性特征。

經(jīng)濟原則

設計中的經(jīng)濟原則是指以最低的費用最得最佳的效果。所謂最低的費用，是指產(chǎn)品在得到最優(yōu)良的設計，實現(xiàn)最佳的功能的同時，所涉及到的各方面的成本和總量最小。由于產(chǎn)品所用的材料都有其特定的性能和加工的方法，作為設計者，如果只追求形式美而不了解生產(chǎn)工藝，往往就會出現(xiàn)無法生產(chǎn)或成本很高的情況。另一個方面，如果設計者只追求價廉而粗制濫造，就從根本上違背了設計的目的，可能會導致產(chǎn)品滯銷或虧本銷售，造成更大的浪費。

產(chǎn)品設計必須從消費者的利益出發(fā)，合理使用優(yōu)質(zhì)價廉、能優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量的原材料，并在明確目標市場、控制生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品附加值等基礎上改進與完善產(chǎn)品設計，為企業(yè)的生存與發(fā)展服務。

功能成本比=功能/成本。提高功能成本比的方法：在功能不變的前提下降低成本；在價格不變的前提下，增加功能；在增加功能的同時降低成本。

美觀原則

產(chǎn)品外觀的美是通過對產(chǎn)品造型，大小比例，使用材料，色彩搭配，裝飾圖案等的設計組合來表達的。通過各種元素組合，表現(xiàn)產(chǎn)品不同的設計特點，強調(diào)形態(tài)美，技術(shù)美，材質(zhì)美，色彩美等獨特的表現(xiàn)元素，就會產(chǎn)生不同的產(chǎn)品風格，帶給人們各種美的享受。

產(chǎn)品設計中的美觀原則是多元的，受到消費者、功能、技術(shù)、文化傳統(tǒng)等多方面的影響。

道德原則

產(chǎn)品設計者必須具有寬廣的眼界和高度的社會責任感，并力求用設計完美的產(chǎn)品奉獻社會，維護、完善社會倫理道德，推進人類文明的發(fā)展。

產(chǎn)品的設計應始終堅持為人民服務的宗旨，不能出于某種不道德的目的。產(chǎn)品的設計不能單純?yōu)榱酥\取利益而損害人類所居住的環(huán)境，更不能為了私利而設計制造低級趣味的產(chǎn)品，生產(chǎn)假冒偽劣產(chǎn)品，甚至用報廢、有毒材料制造食品、藥品等關(guān)系到人們身體健康的產(chǎn)品。此外，設計是創(chuàng)造性的活動，在利用有關(guān)知識產(chǎn)權(quán)和專利的法律法規(guī)保護自己的成果的同時，還要尊重他人的知識產(chǎn)權(quán)、技術(shù)成果的道德觀念。

技術(shù)規(guī)范原則

產(chǎn)品的設計必須符合一定的技術(shù)規(guī)范。技術(shù)規(guī)范是有關(guān)開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的知識、領(lǐng)域、方法和規(guī)定的綜合。

技術(shù)規(guī)范既有強制性的標準，也有推薦使用的技術(shù)規(guī)范。強制性標準是產(chǎn)品設計制造必須達到的要求，否則將出現(xiàn)各種質(zhì)量和安全方面的事故。推薦性的技術(shù)規(guī)范不是產(chǎn)品制作必須要達到的，而是對企業(yè)形象和產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響的要求。

可持續(xù)發(fā)展原則

在技術(shù)世界中，技術(shù)產(chǎn)品是與生態(tài)、環(huán)境、資源等緊密相連的。樹立可持續(xù)發(fā)展的理念，體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求，不僅是產(chǎn)品設計者應當遵守的原則，而且是產(chǎn)品設計者應當承擔的責任。技術(shù)設計的可持續(xù)發(fā)展原則是指產(chǎn)品的設計既滿足當代發(fā)展的需求，又要考慮未來發(fā)展的需要，不以犧牲后人的利益和長遠的利益為代價來滿足當代人的需求。

可持續(xù)發(fā)展原則是隨著人類社會的發(fā)展和人類認識的深入而不斷發(fā)展變化的。

總之，產(chǎn)品的設計要考慮到人類長遠的發(fā)展，資源與能源的合理利用、生態(tài)的平衡等可持續(xù)發(fā)展的因素。

設計是一項綜合活動，其一般原則對設計的成功具有重要影響。但是在實際運用中，各種原則并不是各自獨立的，它們之間有著相互聯(lián)系、相互制約、相互影響的關(guān)系。最基本的原則是使用原則，創(chuàng)新是核心。

三、設計的評價

設計的評價是指依據(jù)一定的原則，采取一定方法和手段，對設計所涉及的過程及結(jié)果進行事實判斷和價值認定的活動。它對設計者樹立質(zhì)量管理意識、強化質(zhì)量管理、高質(zhì)量完成設計任務有重要作用，同時也有助于設計中的信息交流和工作反思。

評價涉及到評價對象和評價者。從評價對象來看，設計的評價可以分為兩類：一是對設計過程的評價，二是對設計成果的評價。從評價者來看，也有兩類：一是設計者自我評價，二是他人的評價。

無論是對設計過程的評價還是對設計成果的評價，都應建立在事實判斷的基礎上。也就是說，評價者首先應對設計過程和設計方案的各個細節(jié)進行準確的判斷、說明、闡述。只有在事實確定的前提下，評價才會有效，才不至于失真。

進行評價必須制定相應的標準。由于設計的目標和內(nèi)容不同，設計評價的標準也就不同，有時可以有所側(cè)重。評價標準的制定應當客觀、明確，體現(xiàn)科學性和可操作性。

對設計過程的評價

加強對設計過程的評價是樹立質(zhì)量管理意識、加強質(zhì)量管理、實現(xiàn)設計目標的關(guān)鍵。

對設計過程的評價要注意把握各個環(huán)節(jié)或階段的主要任務和目標，要注意把握設計過程中各個環(huán)節(jié)或階段之間的銜接和協(xié)調(diào)，要注意階段性成果的質(zhì)量。對設計過程的評價應服務于完善設計方案、促進個人發(fā)展的根本目標，不僅僅是設計過程終結(jié)時的回顧性、反思性評價，而且也包括設計過程之中的即時性、階段性評價。因此，對設計過程的評價應寓于設計的全過程。

對最終產(chǎn)品的評價

最終產(chǎn)品是設計過程的結(jié)晶，是設計質(zhì)量、設計水平的集中體現(xiàn)。對最終產(chǎn)品的評價，有兩個基本的依據(jù)：一是參照設計的一般原則進行評價，二是依據(jù)事先制定的設計要求進行評價。在實際評價中，這兩個方面也可以結(jié)合起來。

由于對最終產(chǎn)品的評價是對設計成果的總評價，因此，應從多方面把握評價內(nèi)容。對于不同的產(chǎn)品，評價的內(nèi)容及標準可能有所不同。

設計的評價和設計的交流

很多情況下，設計的評價目的往往不是為了甄別，而是為了相互交流信息、征求意見、共同研討，進而完善設計方案。即使是從參與設計成果的評價出發(fā)而進行的評價，也離不開設計的交流。因此，設計的交流貫穿于設計的全過程，是設計評價的基礎。

設計的交流可以通過多種方式進行。其方式有口頭語言、文本、技術(shù)圖樣、圖表、模型、計算機演示、網(wǎng)頁等。具體方式的選用可根據(jù)不同的場合、不同的目的、不同的要求，不同的對象等因素進行選擇。

在設計的交流過程中，應當注意提煉關(guān)鍵的技術(shù)信息。對他人所提出的理念、信息、意見要做客觀的、有意義的、實事求是的分析，要能敏捷地抓住他人的意見、建議中的創(chuàng)新點或?qū)ψ约涸O計活動有啟發(fā)意義的部分，用以改進自己的設計，從而師交流的過程成為改進自己設計、開闊自己視野的過程。

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第四章?發(fā)現(xiàn)與明確問題

一、發(fā)現(xiàn)問題

問題的來源

生活中，有許多形形色色我們所不知道的需要解答的問題，這就是問題。在技術(shù)課程中，我們討論的主要是技術(shù)方面的問題。

從技術(shù)角度看，人類進步與發(fā)展的過程就是不斷地發(fā)現(xiàn)問題，不斷地進行設計，從而解決問題的過程。問題是如何產(chǎn)生的？

第一種：人類生存活動中必然會遇到的問題。

第二種：由別人給出問題，設計者必須針對問題尋求解決方案。

第三種：基于一定的目的由設計者自己主動發(fā)現(xiàn)問題，并試圖解決它。

第一、第二種問題的提出往往比較明確，主要是針對一般的和已有的問題提出的，而第三種問題卻是全新的，它需要我們積極主動的思考，需要我們細致入微的工作，需要我們獨具慧眼的發(fā)現(xiàn)。這類問題的發(fā)展，一方面可以挑戰(zhàn)和拓展我們的能力，另一方面也有可能更好地滿足人們的需要，推進技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。

發(fā)現(xiàn)問題的途徑和方法

觀察日常生活

日常生活是我們尋在的背景和基礎，它往往蘊藏著豐富的問題資源，同時也離我們最近。對于日常生活中的問題，我們還可以通過有目的、有計劃的觀察來加以發(fā)現(xiàn)。這樣的觀察，往往需要根據(jù)一定的目的，先制定一個觀察提綱或觀察表，然后用自己的感官和輔助工具觀察日常生活的某一個方面，最后在一定的總結(jié)與分析的基礎上提出問題。

收集和分析信息

我們通過對信息的收集、檢索和分析，往往可以發(fā)現(xiàn)有些有價值的問題；通過問卷調(diào)查、詢問訪談等方式進行信息的收集，也會有驚人的發(fā)現(xiàn)。我們把對已有文獻信息進行收集、分析的方法稱為文獻法；把問卷的方式進行實際調(diào)查，獲取信息、發(fā)現(xiàn)問題的方法稱為問卷調(diào)查法；把以詢問的方式收集和獲取信息、發(fā)現(xiàn)問題的方法稱為詢問法。其中，詢問法包括直接詢問法、間接詢問法、集體詢問法、家庭走訪詢問法、個別詢問法。

技術(shù)研究與技術(shù)試驗

技術(shù)研究、技術(shù)試驗是重要的技術(shù)活動，也是發(fā)現(xiàn)問題的途徑和方法。通過技術(shù)研究、技術(shù)試驗，我們有可能從對已有技術(shù)問題的研究中發(fā)現(xiàn)與之相聯(lián)系的問題，從已有的研究結(jié)論中發(fā)現(xiàn)新的問題，也有可能在技術(shù)研究、技術(shù)試驗中獲得靈感、體悟，進而發(fā)現(xiàn)新的問題。

二、明確問題

明確問題的內(nèi)容和價值

問題是否明確

采用各種方法可以發(fā)現(xiàn)很多問題，但這些問題有時可能是模糊不清的，需要我們進一步加以明確。明確問題需從問題表述本身是否明確、問題產(chǎn)生的原因是否明確、提出問題的目的是否明確等方面進行考慮。

問題的價值

明確了問題的內(nèi)容以后，還需要確定問題是否有價值。

（1）所提出的問題是否尊循了基本的科學原理。

（2）迄今為止，能否確認該問題尚未得到充分解決。

（3）在調(diào)查的范圍內(nèi)，該問題是否有普遍意義，在更廣的范圍內(nèi)，該問題是否有意義？

（4）在多個問題同時發(fā)生時，該問題是否是主要問題？

（5）現(xiàn)有的技術(shù)條件能否解決這個問題？技術(shù)發(fā)展以后呢？

（6）解決該問題所需要的投入是多少？投入與產(chǎn)出的比是否理想？

明確問題的內(nèi)容和價值，除了需要一些主觀的分析外，還可以借助于一些研究手段來進行。這樣，既可以深化對問題的認識，進一步明確問題的內(nèi)容和價值，又可以為分析問題解決的條件及實現(xiàn)的可行性、提出設計要求奠定的基礎。

明確解決問受到的限制及具體的設計任務

在明確問題的內(nèi)容與價值后，還應該明確解決這一問題所受到的主觀條件的限制，明確設計所應受到的限制和所應達到的標準，進而提出設計任務。

無論是一個問題的解決，還是一項設計的進行，它的限制主要是由兩方面決定，一是設計對象的特點和問題解決的標準，二是設計者的技術(shù)能力和條件。

當我們對解決問題所受到的限制作了全面的梳理和分析后，就可以將該問題明確地視為一個設計對象，并依據(jù)已有的調(diào)查、研究和分析，提出具體的具有一定可行性的設計要求了。

設計計劃

為了保證設計的順利實現(xiàn)，我們需要制定設計計劃。設計計劃可以更好地保證設計有目的、有計劃地進行，它可以通過工作程序的排列來表示。

為了統(tǒng)籌安排設計進度，合理利用設計資源，并根據(jù)時間要求以及設計各個階段的工作量和設計的難易程度，科學、合理地分配時間，在完成設計計劃的基礎上，還需要制定一份時間進度計劃表。設計各階段工作的展開有的可以同時進行，有的需要依次推進。

根據(jù)需要，時間進度計劃表還可以用設計計劃書的形式來表達。

第五章?方案的構(gòu)思方法

一、方案的構(gòu)思方法

設計分析

合理的設計分析是成功地進行技術(shù)設計的關(guān)鍵一步，分析得當可以指引以后的技術(shù)上可以少走或不走彎路。

產(chǎn)品本身是一個整體，包括功能、造型、材料等，但任何產(chǎn)品都不是孤立存在的，一方面，它是為人服務的，人的需求在很大程度上決定著產(chǎn)品的設計；另一方面，它是在一定的環(huán)境中使用的，必然受到環(huán)境的制約，并對環(huán)境產(chǎn)生影響。因此，設計任何產(chǎn)品都應綜合考慮物、人、環(huán)境三個方面。詳見書本P95臺燈分析的例子。

方案的構(gòu)思方法

方案的構(gòu)思是指人們在一定的調(diào)查研究和設計分析的基礎上，通過思考將客觀存在的各要素按照一定的規(guī)律架構(gòu)起來，形成一個完成的抽象物，并采用圖、模型、語言、文字等方式呈現(xiàn)思維過程。

方案的構(gòu)思過程中，考慮到的許多問題是模糊的、零散的、不系統(tǒng)的，而且也是不具體的，怎樣把這些模糊的、零散的、不系統(tǒng)的設計想法變成我們能看到的、比較完整的具體方案呢？這就需要一定的方法

（1）草圖法

設計時，我們可以運用草圖法進行構(gòu)思。草圖不僅能將一些想法明確地表達出來，而且可以隨意修改。在運用草圖法進行構(gòu)思的過程中，學生可以捕捉靈感、自由發(fā)揮、不受約束。

（2）模仿法

模仿現(xiàn)實生活中存在的一些事物進行方案的構(gòu)思。如仿生技術(shù)

（3）聯(lián)想法

要用聯(lián)想的方法進行方案的構(gòu)思，人們就必須具備豐富的實踐經(jīng)驗、較廣的見識、較好的知識基礎及豐富的想象力。

利用聯(lián)想法進行方案的構(gòu)思，不一定能使技術(shù)設計一次性成功，但它有可能為構(gòu)思找到一種方法或一條形成方案的路徑。運用聯(lián)想法進行構(gòu)思后，我們不能盲目地實踐，而應該首先對方案進行科學論證，而后再進行制作和實施。

（4）奇特性構(gòu)思法

奇特性構(gòu)思法所形成的方案一般具有原創(chuàng)性。這些構(gòu)思在歷史上很少發(fā)生，或從來沒有發(fā)生過，甚至有些構(gòu)思在當前的科學、技術(shù)、經(jīng)濟條件下無法實現(xiàn)。

方案的比較和權(quán)衡

在多個方案經(jīng)構(gòu)思形成后，我們往往要對這些方案進行評判和比較，同時要從設計的目的出發(fā)，針對一些相互制約的問題進行權(quán)衡和決策，最后選出較為滿意的方案或集中各方案的優(yōu)點進行改進。

對方案進行比較和權(quán)衡的過程是一個綜合考慮的過程，各個指標并不是獨立的，它們相互關(guān)聯(lián)、相互制約。抓住設計的核心與關(guān)鍵是權(quán)衡設計方案的必要條件。

考慮的方面：實用、美觀、創(chuàng)新、穩(wěn)定性、安全性、環(huán)保性、加工難易程度、經(jīng)濟成本。

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第六章?設計圖樣的繪制

一、設計表現(xiàn)圖

1、技術(shù)語言的種類與應用

技術(shù)語言是一種在技術(shù)活動中進行信息交流的特有的語言形式。技術(shù)活動的豐富性使得技術(shù)語言具有多樣性。比如圖樣、圖表、模型、符號等。

技術(shù)語言可以有不同的分類方法。按照專業(yè)類型來分，?有計算機程序語言、工程圖學語言等；依照人的感覺類型的不同來分，有視覺語言、聽覺語言和觸覺語言等；依據(jù)人的視覺形式的不同來分，有圖形符號語言、文字符號語言等。

技術(shù)語言的兩大特征：言簡意賅、通俗直觀。

不同的技術(shù)語言往往適用于不同的應用范圍，具有不同的功能。

口頭語言：較多適用于面對面的、規(guī)范要求并不過于嚴格的場合，其特點是簡潔、方便。

技術(shù)圖樣：是采用某種規(guī)范形式將設計用圖樣的形式表達出來的一種設計交流的語言。具有直觀性、高效性、準確性和永久性。說明和陳述比較詳細。

模型：具有感性、直觀的特點，容易吸引觀眾或讀者的注意，并使人更容易把握技術(shù)的特征，是最具有技術(shù)特征的一種表達方式

圖表包括相關(guān)的表格、草圖、效果圖等。圖表是表達設計思想的一種十分有效的手段。文本、圖表之類的交流方式相對比較正式，適用于具體有一定技術(shù)要求的交流，其特點是較為規(guī)范，可以反復查閱、核對。

計算機演示、網(wǎng)頁：是各組成部分和運作一目了然，比較生動、形象，其中網(wǎng)頁的方式還具有交流時間靈活、開放性強等特點。

網(wǎng)絡語言：幫助人們實現(xiàn)了遠程的設計交流的需要。

除了上述技術(shù)語言外，在技術(shù)活動中，我們還需要借助另外的技術(shù)語言如技術(shù)符號、精度要求、必要的文字說明等。各種技術(shù)語言的靈活應用構(gòu)成了對設計的完美表達。

2、草圖的繪制

徒手繪圖：掌握正確的握筆姿勢，徒手自由畫線練習，提高對筆的控制能力。

網(wǎng)格徒手畫：作圖的要領(lǐng)是與地面垂直的線垂直畫，與地面平行的線按網(wǎng)格上的斜線畫，同時以網(wǎng)格上的小格來確定物體的比例關(guān)系。作圖時，先按照作圖的要領(lǐng)，用鉛筆畫出物體的結(jié)構(gòu)線，使物體的各部分結(jié)構(gòu)關(guān)系能清楚地表達出來，然后用墨線描出物體的輪廓線，注意外輪廓的實線要略為粗一點。

基本圖形的繪制請參看書本P113 ?

草圖也叫方案草圖或設計速寫，它能迅速捕捉和記錄設計者轉(zhuǎn)瞬即逝的創(chuàng)作靈感，表達設計創(chuàng)意，是把設計構(gòu)思轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實圖形的有效手段之一?？煞譃闃?gòu)思草圖和設計草圖。

構(gòu)思草圖是設計者在設計過程中產(chǎn)生的設計想法的記錄，它以具體圖形的形式記錄和描繪設計者頭腦中的諸多想法。設計的主體構(gòu)思基本上是在繪制構(gòu)思草圖階段完成的。

設計草圖是經(jīng)過設計者整理、選擇，修改和完善的草圖，它是一種正式的草圖方案。設計草圖是構(gòu)思草圖中挑選出來的，可以繼續(xù)深入的，可行的實際方案，是通過對細節(jié)的完善得到的。

草圖的繪制步驟，詳細參看P115

透視效果圖的識讀

學會識讀效果圖，可以通過畫面所表現(xiàn)的形式獲取需要的設計信息。與草圖相比，效果圖更能真實地表現(xiàn)產(chǎn)品的式樣、材質(zhì)和空間效果等。因此在識圖時要注意從整體上把握產(chǎn)品的形態(tài)、功能和特征，要注意從中了解產(chǎn)品外觀上的實際比例關(guān)系和色彩搭配及材質(zhì)感，了解產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和色彩裝飾效果。

正等軸測圖

正等軸測圖是一種可以表現(xiàn)物體三維結(jié)構(gòu)特征的圖形。采用這種投影圖可以表示最初的設計思想。

建立坐標軸的時候，各軸的夾角是120度。具體繪制過程參看P117-118。

二、常見的技術(shù)圖樣

1、正投影和三視圖

正投影法就是假設投影光線與投影平面垂直，在投影平面上求取物體的投影的方法。為了確定物體的結(jié)構(gòu)形狀，需要采用多面正投影。

三視圖：物體的正面投影，即物體由前向后投影所得的圖形，通常反映物體的主要形狀特征，稱為主視圖；物體的水平投影，即物體由上向下投影所得的圖形，稱為俯視圖；物體的側(cè)面投影，即物體由左向右投影所得的圖形，稱為左視圖。

為了在同一張紙上畫三視圖，三個投影面必須展開，在同一個平面上。俯視圖在主視圖的正下方，左視圖在主視圖的正右方。主視圖反映物體的長和高，俯視圖反映物體的長和寬，左視圖反映物體的高和寬。長對正，高平齊，寬相等。

三視圖的繪制步驟見P122-123。

2、形體的尺寸標注

四個基本的要求：正確（符合國家標準）、完整（不重復、不遺漏）、清晰、合理

尺寸三要素：

（1）尺寸界線

尺寸界線用細實線繪制，并由圖形的輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心處引出，也可利用輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心作尺寸線。

（2）尺寸線

尺寸線用細實線繪制。尺寸線必須單獨畫出，不能與其他圖線重合或在其延長線上。一般采用箭頭作為尺寸線終端。

（3）尺寸數(shù)字

圖樣上所注尺寸表示形體的真實大小，形體的真實大小與圖樣的大小及繪圖的準確度無關(guān)。圖樣上的尺寸，以毫米mm為單位時，不注寫單位，否則必須注明。線性尺寸的尺寸數(shù)字一般注寫在尺寸線上方或其中斷處，水平方向尺寸字頭向上，垂直方向尺寸數(shù)字寫在尺寸線的左側(cè)且字頭向左。

標注舉例：

尺寸界線超過箭頭2mm，尺寸線與尺寸線，尺寸線與輪廓線相距5-7mm。如P124

直徑：符號為?，整圓或大于半圓的圓弧需要標注直徑。標注直徑的方式有多種，選用何種方式通常由圓的大小和位置來決定。如P125。

半徑：符號為R，半圓或者不足半圓的圓弧需要標注半徑。標注半徑的方式也有多種，采用方式也應根據(jù)圓弧的尺寸與位置來確定。如P125

3、機械加工圖

以三視圖的形式來表達機械加工方法的一種技術(shù)圖樣，是完成產(chǎn)品機械加工的主要依據(jù)。它通常由三視圖及其尺寸標注，必要的其他視圖、標題欄和文字說明幾部分組成。必要的其他視圖如局部放大圖、剖視圖等可以用來將三視圖不能完全表示的物體形狀表現(xiàn)清楚。詳見P126

4、剖視圖

假想采用剖切平面的方法剖開物體，將處于觀察者與剖切面之間的部分移去，將其余部分向投影面投影所得的圖形稱為剖視圖。剖切平面一般具有以下兩個特征：（1）包含內(nèi)部結(jié)構(gòu)如孔、槽的軸線，或物體的對稱面（2）平行于相應的投影面。

畫圖時應注意：

（1）物體被剖開后，用粗實線畫出物體的剖面輪廓及剖切平面后的可見輪廓。（2）采用剖視圖后，應省略不必要的虛線，只有對尚未表達清楚的物體結(jié)構(gòu)才畫出虛線。（3）由于剖切平面是假想的，因此在一個視圖上取剖視，并不影響其他視圖的投影（4）剖面需按規(guī)定畫出與物體材料相應的剖面符號，金屬材料的剖面符號為與水平線成45度的一組平行細實線，同一物體的各剖視圖的剖面線應間隔相等、方向一致。

5、線路圖

電子線路圖一般是指用圖形符號和線段組成的電子工程用的略圖，包括電路原理圖、接線圖和邏輯圖。

在識讀線路圖的過程中，首先要認識線路圖中的元器件符號，知道它所代表的元器件；其次要弄清楚元器件符號相互之間的連接方式；最后確定信號如何流通。

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第七章?模型或原型的制作

一、模型

原型：是在產(chǎn)品生產(chǎn)之前制作的與產(chǎn)品大小相同、使用功能一致的物體?？梢允钱a(chǎn)品本身。

模型：是根據(jù)實物、設計圖樣或構(gòu)思，按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實物相似的一種物體。由于模型有制作成本低、便于修改等優(yōu)點，設計者一般通過模型來呈現(xiàn)產(chǎn)品的設計方案。模型制作是產(chǎn)品設計過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。模型制作的過程不僅是設計思想體現(xiàn)的過程，也是發(fā)展構(gòu)思的創(chuàng)造性過程。

模型具有以下兩個功能：

（1）使設計對象具體化。

模型可視、可觸、可控制，可以形象地表達所設計的產(chǎn)品的比例、尺度、線型、?色彩、材質(zhì)以及每一個構(gòu)成面。它是一種實體設計語言，為設計的表達和交流提供了一條有效途徑，使設計委托者、生產(chǎn)單位和設計人員之間能夠直接溝通，全面認識設計方案。

（2）幫助分析設計的可能性

由于現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品大部分是在大規(guī)模、自動化和巨額資金投入下生產(chǎn)出來的，因此，僅憑圖紙?zhí)峁┰O計意圖，很難把握設計的可靠性。如果設計一旦失敗，損失將十分巨大，所以，設計一件復雜的產(chǎn)品，必須通過模型制作，才能投入生產(chǎn)。

模型制作是技術(shù)設計中的一個環(huán)節(jié)，也是一種技術(shù)方法。通過模型可以研究技術(shù)活動的規(guī)律和特征。在設計過程的不同階段，根據(jù)不同的要求往往需要制作不同的模型。

草模：用于產(chǎn)品造型設計的初期階段，它可以采用立體模型將設計構(gòu)思簡單地表示出來，供設計人員深入探討時使用。

概念模型：用于設計構(gòu)思初步完成之后，在草模的基礎上，用概括的手法表示產(chǎn)品的造型風格、布局安排，以及產(chǎn)品與人、環(huán)境的關(guān)系等，從整體上表現(xiàn)產(chǎn)品造型的整體概念。

結(jié)構(gòu)模型：用于研究產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，清晰地表達產(chǎn)品的機構(gòu)尺寸和連接方法，并用于進行結(jié)構(gòu)強度試驗等。

功能模型：主要用于研究產(chǎn)品的各種性能以及人機關(guān)系，同時也用于分析檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關(guān)系，并在一定條件下用于試驗。

展示模型：展示模型是在?結(jié)構(gòu)模型和功能模型的基礎上，采用真實材料，按照準確的尺寸，做成的與實際產(chǎn)品幾乎一致的模型。作為產(chǎn)品的樣品，展示模型為研究人機關(guān)系、結(jié)構(gòu)、制造工藝、外觀、市場宣傳等提供實體形象，并可以直接向設計委托方征求意見，為審核方案提供實物依據(jù)。

二、工藝

工藝是利用工具和設備對原材料、半成品?進行技術(shù)處理，使之成為產(chǎn)品的方法。她體現(xiàn)了生產(chǎn)活動中的知識和經(jīng)驗，并隨著人們認識的深入和經(jīng)驗的積累而不斷地改進和發(fā)展。因目的和功能不同，工藝有很多種，常見的有加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、鑄造、表面處理工藝等。

不同的行業(yè)、不同的工種、不同的工序，往往有其特定的工藝要求和嚴格的工藝規(guī)范。

工藝對保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率具有非常重要的作用。它影響產(chǎn)品的功能、強度以及外觀等方面。

金屬材料的加工工藝

金屬材料；黑色金屬、有色金屬和特殊金屬材料。不同的金屬材料用不同的性能。

金屬的加工工藝包括劃線、鋸割、銼削、鉆孔、連接和表面處理。

劃線：就是在待加工的材料上用相應的工具劃出加工部件的輪廓線或基準點或基準線。一般步驟為：（1）劃出基準（2）劃尺寸線（3）劃輪廓線（4）沖眼。工具一般有：劃針、鋼直尺、角尺、劃規(guī)和樣沖。詳見P144

鋸割：手鋸的安裝和握法，起鋸方法和操作要領(lǐng)。詳見P145。

銼削：為了使工件符合設計所要求的形狀、尺寸和粗糙度，往往需要進行銼削，銑削和磨削。其中銼削加工操作方便，使用廣泛。有扁平銼、半圓銼、圓銼、三角銼。操作要領(lǐng)和方法詳見P146

鉆孔：用鉆頭在實體材料上打孔的方法，稱為鉆孔。常用的設備是臺鉆，鉆頭是麻花鉆。鉆孔的操作步驟：（1）劃線定位（2）裝夾工件（3）裝夾鉆頭（4）鉆孔。

二要二不：操作時要集中注意力；要戴防護眼睛；不準帶手套操作；不能直接用手扶持小工件，薄工件。

連接：通過固定連接和半固定連接的方法可以實現(xiàn)金屬件之間的連接。連接方法見P148

表面處理：表面刷光，噴涂油漆、鍍層。詳見P150

三、模型制作

模型制作的一般步驟：

（1）選擇合適的材料

（2）根據(jù)本地的條件，準備適當?shù)墓ぞ吆图庸ぴO備。

（3）按設計圖樣劃線

（4）對材料進行割據(jù)、切削等加工

（5）裝配

（6）對模型進行表面處理

（7）對產(chǎn)品的外觀造型和色彩進行評價，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能進行檢測和試驗，檢驗是否符合設計要求

（8）對設計方案進行修改，做成展示模型。

在模型或原型制作完成之后，根據(jù)審美的需要，一般要對產(chǎn)品的外觀加以一定的潤色，以使產(chǎn)品更美觀，更符合人們的心理需求。

?

第八章?技術(shù)產(chǎn)品的使用和保養(yǎng)

一、產(chǎn)品說明書及其編寫

1、定義：是指導用戶選擇產(chǎn)品、使用產(chǎn)品的“路標”和“向?qū)А薄?/p>

2、作用：介紹產(chǎn)品特性，確保用戶正確、安全地使用產(chǎn)品，幫助用戶解決問題

3、結(jié)構(gòu)：標題、正文、標記

4、形式：條款直述式、自問自答式

5、寫作要求：（1）充分考慮用戶的閱讀需要（2）體現(xiàn)產(chǎn)品的設計特點（3）不必平均用力，而應有所側(cè)重（4）語言準確、通俗、簡潔，內(nèi)容條理清楚

二、技術(shù)產(chǎn)品的使用、維護和保養(yǎng)

用戶應認真閱讀說明書

明確產(chǎn)品維護和保養(yǎng)的要點，熟悉產(chǎn)品維護的途徑和方法

明確產(chǎn)品常用的服務途徑

?

通用技術(shù)（必修2）知識點匯總

第一章：結(jié)構(gòu)與設計

1、結(jié)構(gòu)的分類：實體結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)。

2、三個因素：

①、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素：主要是重心位置的高低、結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小、結(jié)構(gòu)的形狀等。

②、影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素：結(jié)構(gòu)的材料、材料的形狀、構(gòu)件之間的連接方式等因素有關(guān)。

③、結(jié)構(gòu)設計應考慮的主要因素有：符合使用者對設計對象的穩(wěn)定性和強度的要求，安全因素，公眾和使用者的審美需求，使用者的個性化需要，對設計對象的成本控制要求和一定的使用壽命。

3、五個概念：

①、結(jié)構(gòu)：是指可承受一定應力的架構(gòu)形態(tài)，結(jié)構(gòu)可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。

（廣義上：結(jié)構(gòu)是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。）

②、內(nèi)力：當構(gòu)件受到外力作用時，內(nèi)部各質(zhì)點之間的相互作用會發(fā)生改變．產(chǎn)生一種抵抗的力，稱為內(nèi)力。

③、強度：是指結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。

④、應力：構(gòu)件單位截面面積所受的內(nèi)力稱為構(gòu)件的應力。應力＝內(nèi)力／橫截面積

⑤、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)在外力的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。

4、五個力：拉力：物體所受的拉拽力。

壓力：擠壓物體的力。

彎曲力：作用于物體，使它產(chǎn)生彎曲的力。

扭曲力：反方向向物體兩端均勻施力，使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力。

剪切力：兩個距離很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物體上的平行力。

第二章：流程與設計

1、五個概念：

①、流程：是一系列連續(xù)有規(guī)律的活動，這些活動以確定的方式發(fā)生或執(zhí)行，導致特定的結(jié)果的實現(xiàn)。

②、工作流程：反映了完成一件事情，一項任務而進行的一系列有序的工作或活動的全過程。

③、工藝流程：反映了從原料投入到成品產(chǎn)出，通過一系列工藝或加工環(huán)節(jié)，順利地進行生產(chǎn)或制造某種產(chǎn)品的全過程。

④、環(huán)節(jié)：是具體的處理或加工內(nèi)容和所需的技術(shù)或工藝要求，并對應著相應的設備、裝置和過程。用“ ????????????”表示。

⑤、時序：是生產(chǎn)和制造過程的反映。用“ ????????????”表示。

2、流程描述的方式：文字、流程圖

3、工作流程設計中應考慮的因素：工作效率、工作質(zhì)量、工作規(guī)范。

工藝流程設計中應考慮的因素：設備條件、工藝水平。

4、流程設計的五個步驟：

①、了解設計目的，明確設計目標；

②、分析流程的各種因素，確定流程的各個環(huán)節(jié)；

③、根據(jù)各環(huán)節(jié)之間的關(guān)系，確定時序，初步畫出流程圖；

④、模擬或測試流程的運行情況并進行修改調(diào)整；

寫出說明書。

5、流程改進的目的：提高效率、改進工藝、縮短工期、節(jié)省資源、個性化、便捷和安全。

6、流程改進的三個步驟：①、分析流程的現(xiàn)狀；②、確定改進的目標和要求；③、確定改進的方案。

流程改進的三種方法：①、對環(huán)節(jié)進行改進；②、對時序進行調(diào)整改進；③、對環(huán)節(jié)和時序都進行調(diào)整改進。

第三章：系統(tǒng)與設計

1、系統(tǒng)的定義（構(gòu)成系統(tǒng)的三要素）：

①、至少要有兩個或兩上以上的要素組成；

②、各要素之間相互聯(lián)系、互相作用；

③、具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機整體。

2、系統(tǒng)的分類（分四類）：

①、按系統(tǒng)組成元素的性質(zhì)分：自然系統(tǒng)、人造系統(tǒng)。由自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)復合的系統(tǒng)稱為復合系統(tǒng)。

②、按系統(tǒng)組成元素存在的形態(tài)分：實體系統(tǒng)、概念系統(tǒng)。

③、按系統(tǒng)的運動狀態(tài)分：靜態(tài)系統(tǒng)、動態(tài)系統(tǒng)。

④、按系統(tǒng)與外部環(huán)境的關(guān)系分：開放系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)。

3、系統(tǒng)的特性（五個）：

目的性、相關(guān)性、層次性、整體性、環(huán)境適應性

4、系統(tǒng)分析的原則（四個）：

①、內(nèi)部組成條件與外部條件相結(jié)合；

②、局部與整體相結(jié)合；

③、定性分析與定量分析相結(jié)合；

④、當前目標與長遠目標相結(jié)合。

5、系統(tǒng)優(yōu)化的原則（四個）：

①、系統(tǒng)的優(yōu)化不僅要實現(xiàn)系統(tǒng)中每個元素和子系統(tǒng)的優(yōu)化，還要達到系統(tǒng)整體的優(yōu)化，強調(diào)提高系統(tǒng)的整體效益或功能；

②、系統(tǒng)優(yōu)化的過程中，受一定的條件影響和約束會造成系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)組分之間的矛盾沖突，只有合理解決這些矛盾沖突，才能實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化；

③、必須注意系統(tǒng)各組分之間、組分與整體之間的連接狀況，加強協(xié)調(diào)，才能提高系統(tǒng)的有序性和整體的運行效果。

④、系統(tǒng)的優(yōu)化是一個不斷驗證、完善的過程。

第四章：控制與設計

1、六個概念：

①、控制：人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望目標發(fā)展。

②、開環(huán)控制：不能將控制的結(jié)果反饋回來影響控制作用的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。（無反饋環(huán)節(jié)）

③、閉環(huán)控制：能將控制的結(jié)果反饋回來，形成比較量，并與希望值（又叫給定量、基準量）進行比較，并根據(jù)它們的差距（誤差）及時調(diào)整控制作用，使控制的誤差減小的系統(tǒng)，稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。（有反饋環(huán)節(jié)）

④、手動控制：控制過程是在人的直接干預和全程干預下進行的。

⑤、自動控制：控制過程是在無人直接參與下進行的。

⑥、干擾：在控制系統(tǒng)中，常常會有一些變化不定的因素對系統(tǒng)的行為造成不利的影響，這種有害的因素稱為干擾。

2、開環(huán)控制與閉環(huán)控制的區(qū)別：

開環(huán)控制系統(tǒng)

閉環(huán)控制系統(tǒng)

系統(tǒng)組成

控制器、執(zhí)行器、被控對象

控制器、執(zhí)行器、被控對象、比較器、反饋環(huán)節(jié)

結(jié)構(gòu)圖

開環(huán)，無反饋

有反饋，閉合回路

信息

傳遞路徑

有一條

從輸入端傳到輸出端。

有兩條，一條從輸入端傳到輸出端，另一條從輸出端反傳到輸入端的比較環(huán)節(jié)。

優(yōu) 點

結(jié)構(gòu)簡單

有自動糾正能力，利用反饋的過程來實現(xiàn)減少被控量的偏差，并能克服一定的外界干擾，控制精度高

缺 點

沒有自動糾正能力，控制精度相對比較低，

結(jié)構(gòu)相對復雜，成本較高。

3、克服干擾的方法：克服干擾的基本方法，就是要分析干擾的性質(zhì)，然后對癥下藥。以干擾的性質(zhì)來說，有些干擾是可以避免的，而有些干擾是不可避免的。

必修一?數(shù)據(jù)與計算

第一章?數(shù)據(jù)與信息

1.1?數(shù)據(jù)及其特征

1.1.1?數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是現(xiàn)實世界客觀實物的符號記錄，是信息的載體，是計算機加工的對象。 ?

在計算機科學中，數(shù)據(jù)是對所有輸入計算機并被計算機識別、存儲和處理的符號的總成稱，是聯(lián)系現(xiàn)實世界和計算機世界的途徑。即現(xiàn)實世界的各種符號，包括圖形、圖像、視頻、音頻、文本（文字、數(shù)字、數(shù)值、字符）等數(shù)值性和非數(shù)值性符號，都可以被計算機轉(zhuǎn)化為二進制的數(shù)，進行各種邏輯運算，處理成有意義的數(shù)據(jù)；然后將計算機運算的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實世界的信息。

1.1.2?數(shù)據(jù)的基本特征

在計算機科學中，數(shù)據(jù)具有如下基本特征：

（1）?二進制???（2）語義性???（3）分散性????（4）多樣性與感知性。

?

1.2?數(shù)據(jù)編碼

計算機將現(xiàn)實世界的事物現(xiàn)象符號化、數(shù)據(jù)化即將它們處理轉(zhuǎn)換成0和1組成的二進制編碼，進而采用基于二進制的算術(shù)運算和邏輯運算進行處理。

1.2.1?模擬信號與數(shù)字信號

模擬信號是指連續(xù)變化的物理量所表達的信息。其信號的幅度、頻率或相位隨時間做連續(xù)變化，如聲音信號、圖形信號等。

數(shù)字信號是離散實踐信號的數(shù)字化表示。在計算機中，數(shù)字信號的大小常用有限位的二進制數(shù)表示。

1.2.2?編碼的基本方式

文字編碼：是效率相對較低的編碼方式，有單字節(jié)和雙字節(jié)碼兩種。

圖像編碼：是指在滿足一定保真度的條件下，對圖像數(shù)據(jù)進行變換、編碼和壓縮，以較少比特數(shù)表示圖像或圖像中所包含的信息的技術(shù)。

??????????位圖數(shù)據(jù)文件大小 = 圖像分辨率 * 圖像量化位數(shù) ÷?8

聲音編碼：聲音編碼的過程位采樣、量化（是把樣值信號的無限多個可能的取值，近似地用有限個數(shù)的數(shù)值來表示。）、編碼（將量化后的采樣值用二進制數(shù)碼表示，并轉(zhuǎn)換為由二進制編碼組成的數(shù)字信號）

??????????聲音存儲空間=采樣頻率 * 量化位數(shù) * 聲道數(shù) * 時間 ÷?8

?

1.3?信息及其特征

1.3.1?信息???????信息是經(jīng)過加工處理的、具有意義的數(shù)據(jù)。

?

1.3.2?信息的基本特征

普遍性、傳遞性、共享性、依附性和可處理性、時效性、真?zhèn)涡?、價值相對性

?

第二章?知識與數(shù)字化學習

2.1 知識與智慧

2.1.1 知識

知識是人們運用大腦對獲取或積累的信息進行系統(tǒng)化地提煉、研究和分析的結(jié)果，能夠精確地反映事物的本質(zhì)。

?

2.1.2 智慧

智慧是為了達到預定目標而運用知識解決問題的創(chuàng)新思維能力。

?

2.2 數(shù)字化學習與創(chuàng)新

2.2.1 數(shù)字化工具與資源及其優(yōu)勢

數(shù)字化工具是指能夠采集、獲取、檢索、表示、傳輸、存儲和加工多媒體數(shù)字化資源的設備裝置。

按照其功能不同，數(shù)字化工具可大致分為以下幾種：

（1）?數(shù)據(jù)采集工具

（2）?信息獲取工具

（3）?信息檢索工具

（4）?數(shù)字化可視化表達工具

（5）?信息通信交流與傳輸工具

（6）?信息存儲工具

（7）?信息加工工具

（8）?三維設計工具

?

數(shù)字化工具與資源的優(yōu)勢

（1）?獲取的便捷性

（2）?形式的多樣性

（3）?資源的共享性

（4）?平臺的互動性

（5）?內(nèi)容發(fā)擴展性

?

數(shù)字化學習的特點：

（1）?問題化 ?（2）合作性 ?（3）個性化 ?（4）創(chuàng)造性和再生性 ??（5）開放性

?

第三章 ?算法基礎

3.1 體驗計算機解決問題的過程

????計算機解決問題的過程：分析問題、設計算法、編寫程序、調(diào)試運行程序

?

3.2算法及其描述

??算法是指在有限步驟內(nèi)求解某一問題所使用的一組定義明確的規(guī)則。

?

算法的特征：

（1）有窮性 ?（2）確定性 ??（3）數(shù)據(jù)輸入 ?（4）數(shù)據(jù)輸出 ??（5）可行性

?

算法的描述：

算法是對解題過程的精確描述，且需要使用某種方法將其表示出來

（1）?用自然語言描述算法??????(2)用流程圖描述算法??????(3)偽代碼描述算法

?

3.3 計算機程序與程序設計語言

3.3.1 計算機程序

????計算機程序是指為了得到某種結(jié)果而可以由計算機等具有信息處理處理能力的裝置執(zhí)行的代碼化指令序列，或者可被自動轉(zhuǎn)換成代碼化指令序列的符號化指令序列或者符號化語句序列。簡而言之，計算機程序就是指計算機可以識別運行的指令集合。

?????計算機的工作過程實際上是周而復始地獲取指令、執(zhí)行指令的過程。

?

3.3.2 計算機程序設計語言

計算機在解決問題時，必須將算法按照一定的規(guī)則編寫成計算機能夠識別和運行的程序。而人們編寫程序時需要遵循的規(guī)則就是計算機語言規(guī)則。

計算機程序設計語言的發(fā)展，經(jīng)歷了從機器語言、匯編語言到高級語言的發(fā)展過程。

?

第四章 程序設計基礎

Python的常量和變量：

常量：是指在程序運行過程中其值始終不發(fā)生變化的量，通常時固定的數(shù)值或字符串。

變量：是指在程序運行過程中其值可以發(fā)生變化的量。由變量名和變量的內(nèi)容組成。(變量命名以數(shù)字、字母和下劃線構(gòu)成，但首字符不能為數(shù)字)

?

Python的數(shù)據(jù)類型：能夠直接處理的常用數(shù)據(jù)類型由Number（數(shù)值）、String(字符串)、List(列表)、Tuple（元組）、Sets(集合)、Dictionary(字典)

?

Python的運算符與表達式

（1）?算數(shù)運算符與表達式：運算符“+、-、*、/、%、**、//分別表示加、減、乘、除、求余、冪運算、整除“。由這些運算符連接起來的表達式成為算數(shù)表達式。

（2）?邏輯運算符與邏輯表達式：運算符“and(與)、or(或)、not(非)“，由這些運算符連接起來的表達式稱為邏輯表達式。

（3）?關(guān)系運算符與關(guān)系表達式：運算符“>、<、==、<=、>=“

（4）?賦值運算符與表達式：運算符“=、+=、-=、*=、/=、%=、**=、//=“

（5）?成員運算符：in、not in

?

Python的函數(shù)

(1)abs(x):?x的絕對值 ??（2）len(x)：x的長度 ??（3）min(x):?返回x的最小值

?(4) max(x): 返回x的最大值 ??（5）input( ):輸入數(shù)據(jù) ??（6）output( ):輸出數(shù)據(jù)

?

程序的結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)（單分支if、雙分支if、多分支if）、循環(huán)結(jié)構(gòu)（for循環(huán)、while循環(huán)）；（循環(huán)控制語句：break跳出當前循環(huán)體，從而中斷當前循環(huán)；continue不是立刻跳出循環(huán)體，而是當條件符合需要跳轉(zhuǎn)的時候，跳過該次循環(huán)，執(zhí)行下一次循環(huán)）

?

第五章 ?數(shù)據(jù)處理和可視化表達

?5.1 認識大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)是指無法在可承受的時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行高效捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。

?

大數(shù)據(jù)的特征：“4V“特征

（1）?大量：數(shù)據(jù)體量巨大。

（2）?多樣：數(shù)據(jù)類型繁多

（3）?低價值密度：價值密度低

（4）?高速：變換速度快。

?

大數(shù)據(jù)對日常生活的影響：

大數(shù)據(jù)使人們?nèi)粘Ｉ罡鼮楸憬荩悍奖阒Ц?、方便出行、方便購物與產(chǎn)品推介等。

大數(shù)據(jù)對人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生的負面影響：個人信息泄露、信息傷害與詐騙等。

?

5.2 數(shù)據(jù)的采集

數(shù)據(jù)采集的方法和工具

（1）系統(tǒng)日志采集法 ??（2）網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集法 ??（3）其他數(shù)據(jù)采集法

?

數(shù)據(jù)的存儲和保護
（1）數(shù)據(jù)的存儲：存在本地、存在第三方、云存儲

（1）?數(shù)據(jù)的保護：數(shù)據(jù)安全保護技術(shù)是指數(shù)據(jù)不被破壞、更改、泄露或丟失。

數(shù)據(jù)的隱私保護：收集數(shù)據(jù)時進行精度處理，共享時進行訪問控制，發(fā)布時進行人工干擾等

?

5.3 數(shù)據(jù)的分析

?數(shù)據(jù)分析就是在一大批雜亂無章的數(shù)據(jù)中，運用數(shù)字化工具和技術(shù)，探索數(shù)據(jù)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)和規(guī)律，構(gòu)建數(shù)學模型，并進行可視化，通過驗證將模型轉(zhuǎn)化位知識，為診斷過去、預測未來發(fā)揮作用。

數(shù)據(jù)分析一般包括特征探索、關(guān)聯(lián)分析、聚類與分類、建立模型和模型評價等。

?

第六章 人工智能及其應用

??人工智能時計算機科學的一個分支，是研究計算機模擬人的某些感知能力、思維過程和智能行為（如學習、推理、思考、規(guī)劃等）的學科。

人工智能的發(fā)展歷程經(jīng)歷了三個階段：

第一階段（20世紀50年代——80年代）：

第二階段（20世紀80年代——90年代末）：

第三階段（21世紀初）：

?

人工智能的應用：智能制造、智能家居、智能教育、智能交通、智能安防、智能醫(yī)療、智能物流等。

必修二 信息系統(tǒng)與社會

第一章?走進信息社會

1.1?信息社會及其特征

1.1.1?信息社會

信息社會是指通過創(chuàng)造、分配、使用、整合和處理信息進行社會經(jīng)濟、政治和文化活動的社會形態(tài)。信息社會本質(zhì)上是“以信息活動為基礎”的社會。

1.1.2?信息社會的特征

《中國信息社會發(fā)展報告》歸納出信息社會四個方面的主要特征：（1）數(shù)字生活 （2）信息經(jīng)濟 （3）網(wǎng)絡社會 ?（4）在線政府。

信息經(jīng)濟是信息社會的最基本的經(jīng)濟形態(tài)，特點包括：人力資源知識化、以創(chuàng)新核心技術(shù)應用為主、第三產(chǎn)業(yè)比重不斷上升、經(jīng)濟水平發(fā)達。

?

1.2?信息技術(shù)發(fā)展脈絡與趨勢

信息技術(shù)沿著以計算機為核心、到以互聯(lián)網(wǎng)為核心、再到以數(shù)據(jù)為核心的發(fā)展脈絡，深刻影響著社會的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式，加快了全球范圍內(nèi)的知識更新和技術(shù)創(chuàng)新。推動了社會信息化、智能化的建設與發(fā)展，催生出現(xiàn)實空間與虛擬空間并存的信息社會。發(fā)展脈絡：早期以計算機為核心，后來以互聯(lián)網(wǎng)為核心，現(xiàn)在以數(shù)據(jù)為核心。

信息技術(shù)發(fā)展趨勢：（1）從新一代信息技術(shù)發(fā)展的角度。新一代信息技術(shù)發(fā)展的熱點不是信息領(lǐng)域各個分支技術(shù)的縱向升級，而是將信息技術(shù)橫向滲透，融合制造、金融等其他行業(yè)，信息技術(shù)研究的主要方向?qū)漠a(chǎn)品技術(shù)轉(zhuǎn)向服務技術(shù)。

（2）從計算機用戶界面發(fā)展的角度。人與機器id交互方式一直都有一個變化周期：從最早的鼠標、鍵盤，到多點觸屏，再到語音控制和手勢控制；現(xiàn)在更多的自然用戶界面，將機器與計算機更緊密地和生活、工作、學習場景融合；未來的人機觸覺控制，正在創(chuàng)建科學探究的新領(lǐng)域。

（3）從典型技術(shù)驅(qū)動發(fā)展模式向應用驅(qū)動與技術(shù)驅(qū)動相結(jié)合的模式轉(zhuǎn)變的角度。

?

1.3?信息技術(shù)的影響

信息技術(shù)的發(fā)展使人類社會發(fā)生了翻天覆地的變化。由現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展與應用所推動的信息化、雖然歷史不長，但已經(jīng)給經(jīng)濟和社會的方方面面帶來了深刻的影響。

?

1.3.1?信息技術(shù)推動科技革新與進步

信息技術(shù)促進新技術(shù)的變革，極大地推動了科學技術(shù)的進步。（1）基礎學科理論領(lǐng)域 ?（2）量子通信 ??（3）人工智能系統(tǒng)

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1.3.2?信息技術(shù)促進社會變革與發(fā)展

隨著信息技術(shù)的廣泛應用，它已經(jīng)引起了社會各個領(lǐng)域的深刻變革，加快了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高。（1）提升社會建設水平 ??（2）促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)變革 ?（3）提升電子商務可靠性 ?（4）加強數(shù)字世界的治理

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1.3.3?信息技術(shù)提升人們再信息社會的適應力與創(chuàng)造力

信息社會的到來給我們帶來新的機遇和挑戰(zhàn)，信息化生存成為新的生存方式。（1）改變?nèi)藗兩a(chǎn)與工作方式 ?（2）改變?nèi)藗兩钆c交往方式 ?（3）促進人們數(shù)字化學習與創(chuàng)新 （4）培養(yǎng)人們計算思維方式 ?（5）提升人們信息意識與信息社會責任感

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第二章?信息系統(tǒng)的組成與功能

信息系統(tǒng)是一個由人、硬件、軟件、網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)資源等構(gòu)成的人機交互系統(tǒng)。

????信息系統(tǒng)的主要目的和功能是對信息進行輸入、處理、存儲、控制、傳輸和輸出，以支持組織做出快速合理的決策。

計算機和移動終端的作用：

計算機具有海量存儲、高速運算的特點，信息系統(tǒng)中的計算機主要用于數(shù)據(jù)存儲、加工、計算、分類和整理，實現(xiàn)對信息的管理和對各種設備的實時控制。

移動終端是指可以再移動中使用的計算機設備，主要用于實現(xiàn)人機交互，其移動性主要體現(xiàn)為移動通信能力和便攜化體積。

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計算機的發(fā)展以硬件物理器件的變革為主要特征，先后經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的技術(shù)變革。

計算機的基本原理是存儲程序和程序控制。

計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。兩者之間相互依存，互為補充。

計算機功能的強弱或性能的好壞，不是由某項指標決定的，而是由它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、硬件組成、軟件配置等多方面的因素綜合決定的。

第三章?信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡組建

3.1 信息系統(tǒng)與外部世界的連接方式

信息系統(tǒng)與外部世界連接方式的演變：大約經(jīng)歷了三個階段：第一階段，人們解決的主要問題是“讓人和計算機對話”，即操作計算機的人輸入指令，計算機按照人的意圖執(zhí)行指令，完成任務。第二階段，在計算機大規(guī)模普及之后，人們開始考慮“讓計算機與計算機對話”，即讓處在不同空間的計算機可以數(shù)據(jù)傳遞、資源共享，計算機網(wǎng)絡則應運而生。第三階段，人們主要考慮的是將聯(lián)網(wǎng)的終端從計算機擴展到“物“——物體和環(huán)境。

物聯(lián)網(wǎng)：是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應用和網(wǎng)絡延伸，它利用感知結(jié)束與智能裝備對物理世界進行感知識別，通過網(wǎng)絡傳輸互聯(lián)，進行計算、處理和知識挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物的信息交互和無縫銜接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的。

物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)：可以分為三層，分別是感知層、網(wǎng)絡層和應用層。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)按照技術(shù)體系可劃分為感知關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡通信關(guān)鍵技術(shù)、應用關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)和支撐技術(shù)。

3.2 計算機網(wǎng)絡

計算機網(wǎng)絡在信息系統(tǒng)的作用主要是：數(shù)據(jù)傳輸、資源共享、分布式處理三個方面。

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3.3 組建小型無線網(wǎng)絡

??無線網(wǎng)絡的接入方式：移動通信網(wǎng)絡接入、Wi-Fi接入、藍牙技術(shù)、紅外數(shù)據(jù)傳輸。

??無線網(wǎng)絡的設備功能與選型：組建小型無線網(wǎng)絡一般需要無線網(wǎng)卡、路由器、調(diào)制解調(diào)器、交換機等設備。

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第四章?信息系統(tǒng)的軟件與應用

4.1 信息系統(tǒng)的工作過程

4.1.1 信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及其工作過程

目前信息系統(tǒng)主要的體系結(jié)構(gòu)類型由客戶機/服務器結(jié)構(gòu)（C/S）、瀏覽器/服務器結(jié)構(gòu)(B/S)、對等網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)（P2P結(jié)構(gòu)）。

4.1.2 信息系統(tǒng)的開發(fā)過程

?????信息系統(tǒng)的開發(fā)一般分為五個階段，分別是系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)運行與維護。

4.2 信息系統(tǒng)的軟件及其作用

??信息系統(tǒng)的軟件用于完成數(shù)據(jù)的輸入、處理、輸出、存儲、控制信息系統(tǒng)的活動。信息系統(tǒng)中的軟件一般分為基礎軟件和應用軟件。

基礎軟件是安裝在硬件上的第一層軟件，主要指服務器端和客戶端的基礎軟件，包括服務器操作系統(tǒng)、客戶端操作系統(tǒng)，以及一些特定的服務器軟件，如數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。

應用軟件是用于處理特定應用的程序。應用軟件設計過程為：需求分析、體系結(jié)構(gòu)模式選擇、模塊設計、數(shù)據(jù)庫設計。

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4.3 信息系統(tǒng)在社會應用中的優(yōu)勢及局限性

優(yōu)勢：（1）實現(xiàn)了信息資源的有效利用。（2）有助于管理和決策的科學化。（3）進行輔助管理控制 ?（4）降低企業(yè)的人力和信息成本。

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局限性：（1）信息系統(tǒng)設計缺陷導致用戶損失 ?（2）信息系統(tǒng)受制于網(wǎng)絡環(huán)境的安全因素 ?（3）信息系統(tǒng)面臨病毒攻擊的風險 ??（4）信息系統(tǒng)實施過程中隱藏的風險。

第五章?信息系統(tǒng)的安全風險防范

合理使用信息系統(tǒng)：（1）樹立信息安全意識

?????????????????（2）信息系統(tǒng)安全操作規(guī)范

?????????????????（3）信息社會的道德準則與法律法規(guī)

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