通用技术学业水平考试必修1和2知识点总结

技术与设计一

第一章  技术及其性质

一、技术的性质及其巨大作用

1、技术的起源：源于原始人类寻找、生产食物；制作衣服；与野兽搏斗等生存的基本需要。

2、技术：是人类改造大自然的工具和方法。

3、技术和科学的关系和区别：

科学的任务是认识世界，技术的任务是改造世界。技术是从科学到生产的中间环节，是把科学原理转化为生产力的桥梁。技术来源于实践经验的总结和科学原理的指导。科学回答“是什么”、“为什么”的问题。技术则更多地回答“怎么办”的问题。

4、技术的性质：实践性、创新性、综合性（运用多种知识）、相关性、价值性。

5、技术的巨大影响

[1]、技术的影响:在当今社会，技术已经渗透到社会的经济、政治、军事、外交、文化等

[2]、技术的两面性：技术的两面性是指技术既能满足人类需求，为人类造福(正面影响)，同时也会对人类带来一定的危机、隐患、甚至是灾难(负面影响)。如原子能技术、农药技术的应用。

二、技术发明与技术革新

1、发明与革新是技术的源泉

   [1]、发明：创造发明出自然界原来没有的事物。（电弧灯）[2]、革新：对原来的旧的技术加以改造和提高。（白炽灯）

   [3]、发明和革新的结果：就是以新的技术取代旧的和落后的技术。正是由于技术不断发明和革新推动了技术及其产品的不断进步与完善。发明和革新是技术的源泉。

2、知识产权内容:广义上著作权、邻接权、商标权、商号权、商业秘密权、产地标记权、专利权、植物新品种权、集成电路布图设计权、计算机程序著作权等；狭义上包括著作权、专利权、商标权；

3、知识产权在技术领域的重要作用  

（1）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。    专利的特性:独占性、时间性、地域性。

（2）专利的种类：发明专利（20年保护期限），实用新型专利（10年），外观设计专利（10年）。

（3）专利申请步骤：向国家知识产权局提交申请→受理→初审→公布→实质审查→授权

（4）专利在产权保护制度下对技术活动的重要性：知识产权制度允许专利所有权人对专利技术具有一定的垄断性，使其专利技术和产品在一定时间内独占市场，从而得到丰厚的回报；保持发明创造的积极性，使技术创新活动趋向良性循环。

三、设计是技术的关键

1、设计是指基于预定的设想和目标，遵从相关的原则和规范进行的构思和规划，最后用某种形式表达出来的活动。

2、技术创新的重要途径是设计:技术的目的是解决实际问题。设计的目的是研究解决问题的方法.

3、技术创新的来源:[1]、是来源于有计划有步骤的设计，如航天技术；[2]、是来源于偶然的发现；

第二章  设计的基础

一、做一名优秀的设计师

1、正确的思维方式的培养：

[1]、发散思维：又叫辐射思维，它以思考的问题为中心，从多角度、多个层次来探讨解决问题的方法，扩展思路，然后从多个方法中选择最好的。

[2]、定势思维：又叫思维定势，是指人的思想长期被惯例和习惯所束缚，迫使自己按照常规的思路和想法去思考问题和处理问题的思维方式。

[3]、逆向思维：又叫反向思维。采用和正向思维相反的方法来思考问题和解决问题的方法。

二、设计的基本方法和基础知识

1、技术设计的种类

   [1]、原创性设计：就是最初的最原始的设计，也叫开发性设计。如：最初的开瓶器。

    [2]、改进性设计：在原有的技术发明基础上加以改进，使其更加合理、完善。如改进后开瓶器。

 [3]、综合性（组合）设计：（适当了解）

2、技术设计的基本原则：科学性原则、创新性原则、实用性原则、美观性原则、安全性原则、经济性原则、技术规范性原则、可持续发展性原则。

三、设计和交流中的技术语言

1、设计交流的技术语言及作用

[1]、设计的技术语言：口头语言、书面语言、技术符号、技术图纸、图样、图表、模型、原型、效果图等都是设计交流的技术语言。

2、机械制图与识读基础

   [1]、投影和投影法

①投影：指物体在光线的照射下在地面或墙面上出现影子叫物体的投影。②投影法：是指用物体投影的方法和原理来表示物体的形状和大小叫投影法。③正投影：投影光线与投影面垂直的投影叫正投影。投影光线必须是互相平行的投影线。④视图：用正投影法得到的物体的投影叫视图。

[2]、正投影的特性：正投影有如下特性：1、真实性；2、积聚性；3、收缩性；

[3]、三视图：三视图是指用三个相互垂直的投影面中的视图来表示物体的形状和大小，叫三视图。三视图的规律：长对正、高平齐、宽相等。

[4]尺寸三要素：①尺寸界线  ②尺寸线   ③尺寸数字

第三章 怎样进行设计

一、发现与明确值得解决的问题

    技术问题的三个来源：一个是人类生存活动的需求；第二来源是来自别人的委托。第三个来源是，基于一定的目的，由设计人员自己主动的发现问题，并试图去解决它。

发现问题的途径和方法：１、观察日常生活：日常生活蕴藏着丰富的问题资源，同时也离我们最近。

２、收集和分析信息：文献法 、问卷调查法 、询问法

二、明确解决问题的能力、条件与要求

1、主观条件：是否有解决问题所需要的知识技能。

   客观条件：人力、物力、财力以及时间，需要一定的材料、资料、仪器、设备以及空间等。

  2、明确设计要求（包括设计标准和设计限制）

明确设计的要求就是弄清楚设计要达到的标准和所受到的限制。

三、收集并处理与设计有关的信息

１、信息收集的原则：①准确性原则    ②全面性原则   ③时效性原则

２、信息收集有以下一些方式 ：实地调查（实时）、访问有关人员（历史性问题）、借助媒体（广播、电视、报刊、杂志）、借助因特网、查阅图书资料、进行专家咨询、调查市场现状。

3、信息整理的常见方式：

    归类——把收集到的信息按性质和内容归类整理。

    去伪存真——把收集到信息进行鉴别处理，区分信息的真伪的可靠性。

    抓住重点，突出主要因素——把收集到的信息进行筛选处理，按重要性排队

四、怎样挑选材料

 1、材料分类及其标准件

    [1]、材料的分类

天然材料：竹子、木头、大理石等。优点是安全、无害。缺点是生长周期长，破坏环境和生态平衡。金属材料：铜、铁、金、银等。优点是机械性能好，有韧性、可塑性，容易加工，可大量生产。缺点是冶炼时消耗大量能源，产生废水、废气等污染环境。

化学材料：油漆、涂料、塑料等，优点是稳定、耐用性能好。缺点是生产过程产生有毒有害物质，塑料不易降解，污染环境。复合物质：各类铝合金、玻璃等。优点是有特殊的性能，如铝合金即轻又硬。缺点是生产制造困难。新材料：指纳米材料、高温超导材料等。优点是有新的特性，如超导电性能。缺点是难生产，成本高。混合材料：是天然材料与合成材料的综合，如胶合板、纸、混纺料等。

[2]、材料的特性

可塑性：指固态材料的保持形状的特性。如金属、木头、塑料等。弹性：固态材料恢复形状的特性。如橡胶、钢材等。耐腐蚀性：指材料的化学性能稳定。如塑料耐酸碱。其它特性：光学特性（玻璃）、放射性（大理石）、硬度特性（钢、钻石）。

[3]、元器件是指在电子和电器产品中，某一功能部件被广泛、大量使用，人们出于使用方便、简化制作过程和节约成本的需求，单独设计和生产了这种零部件，称为元器件。

[4]、标准件：按统一的形状、大小、公差、技术要求等生产的零件和部件。如国家标准的螺钉、螺母、垫圈、齿轮等。

 2、材料选择和资源保护的要求

选择材料时要坚持合理、合适的原则。要求不要太高，以免浪费；也不要太低，以免达不到要求。选择材料时要尽量选择标准件和元器件。可以节约成本和能源。选择材料时要尽量选可再生的资源、再生周期短的资源。

五、技术试验

 1、技术试验是从技术角度对材料、元器件及整机产品进行测试和试验。

2、技术试验的方法：实物实验、对比实验、模拟实验、计算机仿真实验。(会举例)

 六、会制定完整的设计方案

  1、设计方案是设计者与制造者沟的通语言。设计者设计方案，制造者根据设计方案制作设计产品的过程，是设计思想的物化过程，制造者要用实物告诉人们：设计的产品是这样的。

一般规定方案设计要根据设计任务书进行编制，由设计说明书、设计图纸及成本估算等3部分组成。

  2、设计方案的优选和改进

1、在多个方案经构思形成之后，我们往往要对这些方案进行评判和比较，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。

2、方案的权衡是一个综合考虑过程，要抓住设计的核心与关键。

3、设计方案的改进

确定设计方案后，在施工（制作、生产）或者产品的施用过程中，由于条件的改变和潜在的问题的暴露，需要对原设计方案作进一步的改进。

4、设计方案的拓展

    设计，特别是产品（商品）的设计，通常都是从低级到高级，从单一功能拓展到多功能，一代一代逐步发展起来的。

第四章  设计的实现——制作

一、工艺

1、工艺

[1]、工艺是技术活动中的加工过程和加工方法。

[2]、加工的目的就是改变材料的大小、形状、特性、外观等，使其符合设计的规格。

[3]、金、木工手工工具：锯：1.锯条锯齿朝外；2.起锯角度要小;3.推锯是工作行程要施压力，回锯不施压）（螺纹加工：内螺纹如螺母用丝锥和攻丝绞手，外螺纹如螺杆用板牙和板牙架。在金属板上划线用画针。打磨金属用金工锉，锯断金属用钢锯。

[4]、木工操作流程：（下料→锯割→刨平→打磨→组装→上漆）

2、常用的工艺种类

（1）、零部件加工工艺：

[1]、切削加工工艺：就是用切削工具把坏料上多余的部分去除，以获得我们需要的几何形状、尺寸、表面质量的加工方法。如剪纸、线锯锯木材等。

[2]、成型加工工艺：就是使用适当的外力，利用材料的可塑性，改变材料的外形、大小、形状等，且改变后材料的质量不变，叫成型加工工艺。有折弯、压制等方法，如石膏雕像制作、钢筋栅栏。

[3]、浇铸及模塑加工工艺：利用浇铸模具成型来生产产品的方法。金属、陶瓷、塑料、玻璃、石膏、蜡等都适合采用浇铸或注塑的方法。如塑料相框、蜡烛、石膏像、古代的青铜器等。

（2）、零部件装配工艺

[1]、零部件装配工艺概念:将两件以上的零部件暂或永久的结合在一起的加工方法。常用的装配方法有粘接、焊接、榫接、钉接、铆接、螺接等。

[2]、零部件接合方式：

1.  用胶水、焊条、焊锡等胶合零部件。如用热熔胶、强力胶乳白胶胶合部件、用化学药剂溶解部件接触表面后接合、用高温将工件或焊条、焊锡等熔融后接合，如电焊、电路板焊接。

2.  用类似于订书机的方式以机械外力接合部件。如用铁钉或螺丝钉接合木头、用榫头接合木材、用铆钉接合部件、用铆钉接合金属板。

（3）、表面涂饰工艺：是指在工件表面施以保护性或装饰性处理的加工方法。如木材表面涂油漆、贴木皮、贴塑料皮处理；汽车表面防锈和喷漆处理；陶瓷表面上釉处理。

二、模型和原型的制作

 1、模型与原型概念

[1]、原型：通常是样品，有时也是最终的产品。它是第一个能全面反映产品的功能和性能的产品。如设计一款新型的汽车时通常要制作出一辆汽车的原型，以评估该款汽车的安全性、美观性、人机工程学、可制造性、可维护性等。

[2]、模型：在多数情况下由于资金、材料、场地等条件的限制不能直接制作出原型，只能使用仿真材料和精密的加工手段，按照一定的比例加工制作出尺寸精确、材质逼真的模型。

第五章  设计的交流与评价

一、设计的交流

1、设计交流的意义：通过交流可以改进设计中的不中之处；消除设计中存在的隐患；选出最佳的设计方案；可以将自己的设计变成产品服务社会。

2、设计交流的方式：文本、图纸、表格、设计模型、生活中的口头语言、计算机演示、网页等都是设计交流中的常用交流方式。

3、设计师和用户的交流：

[1]、产品说明的重要性：设计师通常不能和用户直接交流，只有通过用户手册和产品说明书向用户传递信息，因此生产商必须为用户提供用户手册或说明书，以防止用户由于产品信息缺乏而导致利益受损。

[2]、说明书或用户手册的编写内容：（适当了解）

技术与设计二

第一章 结构与设计

一、认识结构

1、结构的概念：

结构是可以承受一定 应力 的物体形态，结构可以抵抗引起形状和大小改变的力。

（作用在结构和构件上的五种力的形式：拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力）

构件：椅面、椅背、椅腿和横档是椅子的组成部分。变形：在外力作用下，结构会发生几何形状的改变，构件的形状和大小也会有改变，这些改变在工程上称为变形。

2、结构的分类：

根据物体的结构形态，结构分为实体结构、框架结构、壳体结构三种基本类型。

实体结构是指结构体本身是实心的结构。其受力特点是：自身承受外力，主要是压力。如实心墙、大坝等。

框架结构是指结构体由细长的构件组成的结构。其受力特点是：通过组成框架的条状物来承受外力，既可承受拉力，也可以承受压力。如铁架塔、建筑用脚手架，厂房的框架等。

壳体结构是指层状的结构。其受力特点是：通过外壳传递力和承受外力，当外壳顶部受力，能将力均匀扩散。如摩托车手的头盔、飞机的外壳、贝壳等。

二、探究结构

1、结构的稳定性：

结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有的平衡形式的能力，就叫做结构的稳定性。如三边确定的三角形构成稳定的几何结构。

2、影响结构稳定性的主要因素：

结构的稳定性与它的几何形状、支撑面积的大小和重心位置密切相关。也就是必须做到：结构的几何形状科学合理、结构的支撑面积越大越好、结构的重心越低越好。

3、影响结构强度的主要因素：

内力：结构的强度是通过构件和材料实现的，构件在外力的作用下会发生形变，此时构件内部各质点之间会发生相互作用力，这种作用力叫作内力。构件受的外力越大，内力就越大，以维持构件的内力和外力的平衡。

强度：在工程技术中不允许构件在正常使用的情况下被破坏，要求构件和材料具有抵抗破坏的能力，这种能力叫强度。

应力：构件单位面积所受的内力叫做应力。

在国际单位制中应力的单位叫帕，符号是Pa，一般使用MPa；内力的单位是牛顿，符号是N；横截面积的单位是平方米，符号是M²。

第二章 流程与设计

一、了解流程

1、流程的含义：

流程是一系列连续有规律的活动，这些活动以确定的方式发生或执行，导致特定的结果实现。

回家开门的流程：取钥匙—插入锁孔—>旋转—>开门—>进屋；

2、工作流程和工艺流程

工作流程是反映要完成一件事情、一项任务而要进行的一系列有序的工作或活动的全过程。

邮寄包裹的工作流程：取包裹单—>购买标准包装箱—>包装密封—>填写包裹单—>交寄—>收好回执单；

工艺流程是反映了从原料投入到成品产出，通过一系列加工环节，顺序进行生产或制造某种产品的全过程。

蔡伦造纸工艺流程：收集原料—>水浸—>剁碎—>水洗—>浸入草木灰水中—>加热蒸煮—>漂洗—>捣碎形成纸浆—>用纸模捞取纸浆—>滤水晾干成纸；

二、流程的组成和描述

1、流程的基本组成

任何流程都包括具体的环节和时序的关系。

⑴时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完成。这种时间顺序关系，称为时序。（例：买票→ 候车→检票→上车。）

⑵环节

方框流程图方框流程图的符号如下所示：

流程图的绘制是指在已经确定了流程的环节和时序，利用预先约定的流程图几何图形和符号绘制出来

第三章 系统与设计

一、认识系统

1、系统的含义：

系统：指由两个或者两个以上相互联系、相互作用的元素所组成的具有一定的结构功能的有机整体。

系统和子系统：系统有大有小，有简单有复杂。任何系统都是由子系统组成。如人体系统是由呼吸系统、神经系统、消化系统、分泌系统、骨骼系统等子系统组成。

子系统和元素：子系统可以层层分解成元素。元素与子系统是相对而言的。如肺是组成人体呼吸系统的子系统，也是组成人体的元素。

2、系统的分类：

1）、按照系统组成元素的性质：自然、人工、复合系统。2）、按照系统组成元素的存在形态：实体、概念。3）、按照系统的运动状态：动态、静态。4）、按照系统和外部环境的关系状态：开放、封闭。

二、系统分析的基本方法

1、系统的基本特性：(1)整体性(2)相关性(3)目的性 (4)层次性(5)环境适应性

第四章 控制与设计

一、了解控制

1、控制的含义：

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。

2、开环控制与闭环控制

能将控制的结果反馈回来与希望值进行比较，并根据它们的误差及时调整控制作用的系统，称为闭环控制系统。不能将控制的结果反馈回来，调整控制作用的系统，称为开环控制系统。

3、手动控制与自动控制

控制系统必须在人的直接干预下才能完成控制任务的系统叫手动控制系统。

控制过程不需要人的干预，就可以按期望的规律或预定的程序运行的控制系统叫自动控制系统。 

二、控制系统的组成和描述

1、控制系统的组成

2、控制器：控制系统的控制命令发出的部分叫做控制器，如上面的离心调节器和人的大脑。

3、执行器：将控制器的控制信号转换成能影响被控对象的信号的装置，叫执行器。如投掷飞镖的手。

4、控制量：能够对控制被控对象产生作用，从而使被控量发生变化的量，叫控制量。

5、被控对象：控制系统控制的对象就是被控对象，如飞镖和发动机。

6、被控量：就是一个系统实际控制的目的，有时系统的控制目的就是系统的被控量。

2、控制系统的框图表示（书中P117页图)

四、控制中的干扰1、干扰对控制的影响：干扰会使被控对象产生误动作。2、干扰:在实际的控制系统中，常常会有一些变化不定的因素对系统的行为造成不利的影响，这种有害的因素称为干扰。

例题：

1.划线是机械加工中的一道重要工序之一，一般步骤是（[**]）。

[**]划基准线-划加工尺寸线-划轮廓线-冲眼 B划加工尺寸线-划基准线-冲眼-划轮廓线

C划轮廓线-划加工尺寸线-冲眼-划轮廓线  D划轮廓线-划加工尺寸线-冲眼-划基准线

2.建筑用脚手架是属于（C）。[**].实体结构       B.壳体结构    C.框架结构    D.组合结构  

3.请根据所学知识，设计制作一个便于在写字台上摆放的相框，要求能方便放照片，具有一定的稳定性和强度，具有一定的装饰性。

（1）请写出设计方案；（3分）（2）请画出草图并加以文字说明。（4分）

（3）请列出制作的材料及所需的工具。（3分）

相框设计方案

一、设计目的

设计一种能放入一般照片、简洁大方、低成本的相框。

二、设计方案

以木条制作矩形外框并以彩色涂料进行装饰；以防火板制作相框背板；以梯形木块与背板黏接形成具有稳定三角支撑的简洁木质相框。具体如下图:

三、设计原理

遵循实用、环保、经济的原则，并综合考虑稳定性和强度及装饰性，原料的获取和手工制作的加工难度，决定设计方案。

四、工具和材料

材料：木条、胶水、彩色涂料。

工具：直尺、铅笔、手锯、锉刀、壁纸刀、砂纸、刷子。

五、制作步骤

1、根据预定尺寸切割木条、背板和支撑木块。

2、用胶水黏接成相框。

3、用彩色涂料粉刷装饰相框。

六、成本估算

木条及背板3元，胶水2元，涂料5元，合计10元。

（强调：试卷一定不能留空白，特别是最后的25题一定要认真画草图。）