技術(shù)與科學(xué)的關(guān)系 高中 技術(shù)必修技術(shù)與設(shè)計(jì)1（豫科版2019）

第3節(jié)

技術(shù)與科學(xué)的關(guān)系（1課時(shí)）第1章技術(shù)及其性質(zhì)豫科版2019必修一技術(shù)活動需要多種科學(xué)知識的支撐01技術(shù)活動受當(dāng)時(shí)技術(shù)等條件的限制02科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新03

理解技術(shù)與科學(xué)的關(guān)系。01

了解技術(shù)活動與技術(shù)創(chuàng)新。02新課導(dǎo)入想想一

同學(xué)們，學(xué)校每年都組織你們參加研學(xué)行活動？這些活動中有沒有科技實(shí)踐活動呢？是一些什么樣的活動呢？我們常提到“科學(xué)技術(shù)”這個(gè)詞，你思考過技術(shù)與科學(xué)的關(guān)系嗎？問題：科學(xué)技術(shù)新課導(dǎo)入

我們互動探究一下課本中的案例：欹器技術(shù)所涉及的領(lǐng)域和范圍不同，其復(fù)雜程度也不一樣，但考察一項(xiàng)技術(shù)的設(shè)計(jì)和實(shí)施過程后很容易發(fā)現(xiàn)，技術(shù)活動的進(jìn)行往往需要應(yīng)用許多相關(guān)科學(xué)知識。做中學(xué)新課導(dǎo)入

欹（qi）器，是我國古代勞動人民智慧的結(jié)晶，欹器有一種奇妙的本領(lǐng)，未裝水時(shí)略向前傾，待灌入少量水后，罐身就豎起來一些，而一旦灌滿水時(shí)，罐子就會一下子傾覆過來，把水倒凈而后自動復(fù)原，等待再次灌水。欹器在古代還是一種誡器，具有對人的警示作用。《孔子家語》中記載：孔子觀于魯桓公之廟，有欹器焉。夫子問于守廟者曰：“此為何器？”對曰：“此蓋為宥坐之器?！笨鬃釉唬骸拔崧勫蹲?，虛則欹，中則正，滿則覆。明君以為至誡，故常置之于坐側(cè)?！弊鲋袑W(xué)：新課導(dǎo)入思

考欹

器我們一起來做一個(gè)欹器。然后觀察在灌水過程中，整個(gè)容器系統(tǒng)的重心是怎樣變化的？找一只塑料杯，設(shè)法找到空杯子的重心位置，在重心所在水平面上方一點(diǎn)的杯壁上鉆兩個(gè)孔，孔徑與自行車輻條的直徑等大，并且使兩孔的連線稍稍偏離孔所在的圓的圓心（即使你對準(zhǔn)圓心鉆孔，一般也會產(chǎn)生1~2mm的偏差）。取一段鐵絲（直徑與自行車輻條相同），緊緊地插入杯壁的兩個(gè)小孔中，作為容器的轉(zhuǎn)軸。然后用鐵絲做一個(gè)支架，把杯子的轉(zhuǎn)軸架在支架頂端的凹槽內(nèi)，欹器就制作成功了，如下圖所示。制好后，請灌水試試。想一想：在灌水的過程中，整個(gè)容器系統(tǒng)的重心是怎樣變化的？為什么灌一點(diǎn)水以后，容器會豎直一些？灌滿水后，為什么容器又會一下子傾覆過來？水倒凈后，為什么會自動復(fù)原？請用平衡的原理加以解釋。欹器模型PART01技術(shù)活動需要多種科學(xué)知識的支撐

技術(shù)活動需要多種科學(xué)知識的支撐一

機(jī)械式鼠標(biāo)

簡單、具體的制作、發(fā)明等，用到的知識雖然不是很深奧，卻可以鍛煉我們的動手能力，啟迪思維，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力，提高我們學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識和從事科學(xué)技術(shù)的興趣。從事比較系統(tǒng)、復(fù)雜的技術(shù)活動，就需要有全面、深入的自然科學(xué)和社會科學(xué)的知識。只有具備了扎實(shí)、全面的基礎(chǔ)知識，不斷進(jìn)行技術(shù)實(shí)踐，才能較好地解決技術(shù)活動中的實(shí)際問題。

鼠標(biāo)是計(jì)算機(jī)重要的指向設(shè)備之一。以機(jī)械式鼠標(biāo)（右圖所示）為例，設(shè)計(jì)制造出一款造型美觀、性能優(yōu)良、操作舒適的鼠標(biāo)，需要考慮以下幾個(gè)主要因素。

技術(shù)活動需要多種科學(xué)知識的支撐一

功能設(shè)計(jì)1鼠標(biāo)外殼的主要作用是支撐、保護(hù)其內(nèi)部的元件。只有具備材料學(xué)及相關(guān)的知識才能選擇出合適的材料，使外殼堅(jiān)固耐用又造價(jià)低廉。鼠標(biāo)的基本作用是控制計(jì)算機(jī)顯示屏上光標(biāo)的移動以拾取目標(biāo)。如右圖

所示，機(jī)械式鼠標(biāo)移動時(shí)，滾動球滾動，并帶動兩個(gè)方向上的帶條紋的滾輪（光柵輪）轉(zhuǎn)動。光敏三極管感應(yīng)到反射光線的變化并形成脈沖電信號，并把信號傳輸?shù)绞髽?biāo)內(nèi)的控制芯片，再由芯片將鼠標(biāo)的變化數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)。此時(shí)屏幕上的箭頭就可以移動了。機(jī)械式鼠標(biāo)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

技術(shù)活動需要多種科學(xué)知識的支撐一

造型設(shè)計(jì)2

造型設(shè)計(jì)必須以人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)，去確定人和產(chǎn)品之間最適宜的相互作用方式和方法，提高人的操縱活動能力，以達(dá)到高效和高準(zhǔn)確度的要求。要綜合地運(yùn)用人體測量學(xué)、生物力學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等知識，來確定鼠標(biāo)的比例尺度、色彩的搭配等，使其色彩宜人、造型別致且實(shí)用。

技術(shù)活動需要多種科學(xué)知識的支撐一

產(chǎn)品試制或模型制作3完成設(shè)計(jì)后，按照傳統(tǒng)的方法，就要制作樣品，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案是否合

理，并做出必要的修改。試制模型或產(chǎn)品，就要懂得不同的加工設(shè)備、各種加工工藝、技術(shù)和手段，以及成型技術(shù)、檢測技術(shù)等?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)及制造越來越多地應(yīng)用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助制造，并可以用計(jì)算機(jī)模擬，提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量（右圖所示）。機(jī)械設(shè)計(jì)軟件做出的模型

技術(shù)活動需要多種科學(xué)知識的支撐一

實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)功能需要的技術(shù)4

設(shè)計(jì)和制造鼠標(biāo)，需要電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人機(jī)工程學(xué)等知識。電子技術(shù)包括電器件設(shè)計(jì)和選用、電子電路設(shè)計(jì)、電磁技術(shù)、光電技術(shù)等知識；機(jī)械設(shè)計(jì)包括機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用、強(qiáng)度理論、散熱、潤滑、振動等知識；計(jì)算機(jī)科學(xué)涉及處理器、存儲器、顯示器、總線及接口等技術(shù)；人機(jī)工程學(xué)涉及人機(jī)界面等知識。PART02技術(shù)活動受當(dāng)時(shí)技術(shù)等條件的限制

技術(shù)活動受當(dāng)時(shí)技術(shù)等條件的限制二

仍以鼠標(biāo)為例，早期我們使用的鼠標(biāo)為機(jī)械式鼠標(biāo)。后來的設(shè)計(jì)者用光電位移傳感器取代機(jī)械式鼠標(biāo)的滾動球，設(shè)計(jì)出了光電式鼠標(biāo)（右圖所示）；用激光光源代替LED（發(fā)光二極管）光源，又設(shè)計(jì)出了激光式鼠標(biāo)（右圖所示）。鼠標(biāo)的性能變得越來越優(yōu)越。

顯然，機(jī)械式鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)鼠標(biāo)時(shí)，肯定也做了很精心的方案論證，光電位移傳感器或激光技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)時(shí)肯定受到某種限制而沒有被采用，比如是否形成了可應(yīng)用的技術(shù)、可靠性、性價(jià)比等。光電式鼠標(biāo)的工作原理激光式鼠標(biāo)的工作原理

技術(shù)活動受當(dāng)時(shí)技術(shù)等條件的限制二

關(guān)鍵文本更多的鼠標(biāo)設(shè)計(jì)產(chǎn)近年來，無線鼠標(biāo)、空中鼠標(biāo)、手套鼠標(biāo)、磁懸浮鼠標(biāo)等產(chǎn)品也相繼被設(shè)計(jì)出來，體現(xiàn)了技術(shù)發(fā)展的無限潛力（右圖所示）。雖然無限制的、充滿想象力的概念設(shè)計(jì)是每個(gè)設(shè)計(jì)師所向往的，但這些設(shè)計(jì)往往包含成本太高、可靠性差、難以生產(chǎn)制造、有待突破的新技術(shù)的應(yīng)用等制約因素。因此，設(shè)計(jì)必須以現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，考慮設(shè)計(jì)方案能否靠現(xiàn)有技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)。當(dāng)設(shè)計(jì)原理有重大突破時(shí)，制造工藝技術(shù)往往也需要創(chuàng)新。PART03科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新

科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新三

科學(xué)發(fā)現(xiàn)是技術(shù)發(fā)明的基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展遵循著“生產(chǎn)—技術(shù)—科學(xué)”的模式。先有生產(chǎn)活動在漫長的生產(chǎn)活動中積累經(jīng)驗(yàn)早期人類的生產(chǎn)活動主要靠經(jīng)驗(yàn)的積累。提升認(rèn)知提煉出技術(shù)無數(shù)科學(xué)家的努力奮斗，使科學(xué)從技術(shù)實(shí)踐中獨(dú)立出來。

科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新三

19世紀(jì)以后從科學(xué)（包括科學(xué)實(shí)驗(yàn)）出發(fā)先進(jìn)行科學(xué)基礎(chǔ)理論研究，發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律和基本原理再利用這些原理，通過一定的技術(shù)途徑，使其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品，形成新的生產(chǎn)力技術(shù)科學(xué)生產(chǎn)先有科學(xué)，后有技術(shù)，最后才將其應(yīng)用于生產(chǎn)

科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新三

1879年電話被發(fā)明并投入使用。愛迪生（1847—1931）改進(jìn)了電燈。交流電及交流電系統(tǒng)的廣泛使用，使得電能能夠遠(yuǎn)距離輸送，從而使人類進(jìn)入了一個(gè)偉大的新時(shí)代。人們的勞動生產(chǎn)力得到了很大的提高，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。1860~1877年19世紀(jì)80年代在這個(gè)時(shí)代

科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新三

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是JamesWatson和FrancisCrick于1953年提出的描述DNA二級結(jié)構(gòu)的模型，也稱為Watson–Crick結(jié)構(gòu)模型。

在20世紀(jì)50年代前后，經(jīng)過許多生物學(xué)家的持續(xù)努力，提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。20年后根據(jù)這個(gè)科學(xué)原理基因工程染色體工程

這些生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域中得到了廣泛的運(yùn)用，從而又掀起了醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的革命。DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型21世紀(jì)生物技術(shù)生物制藥計(jì)算機(jī)生物芯片

科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新三

科學(xué)發(fā)現(xiàn)是技術(shù)發(fā)明的基礎(chǔ)有了科學(xué)的指導(dǎo)，技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的速度也大大提高了?？茖W(xué)知識是從事科學(xué)研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，只有掌握豐富的科學(xué)知識，才能更好地參加科學(xué)實(shí)踐活動，才能更好地使技術(shù)得到發(fā)展。新的科學(xué)革命引起新的技術(shù)革命最終推動整個(gè)社會發(fā)生巨大的變革

科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新三

技術(shù)發(fā)明與技術(shù)革新為科學(xué)的發(fā)展提供了技術(shù)手段科學(xué)技術(shù)密切結(jié)合相互促進(jìn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)手段的進(jìn)步現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展越來越依賴于先進(jìn)、復(fù)雜的技術(shù)手段24531自動化檢測儀器電子顯微鏡高能加速器射電望遠(yuǎn)鏡超級計(jì)算機(jī)等技術(shù)科研探索的領(lǐng)域不斷開闊

科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新三

技術(shù)實(shí)踐的積累是技術(shù)創(chuàng)新的重要條件技術(shù)活動的開展

科學(xué)文化知識的掌握

技術(shù)實(shí)踐的積累，實(shí)踐能力的形成合科學(xué)文化知識技術(shù)實(shí)踐結(jié)

更深刻地體會、理解、鞏固所學(xué)的相關(guān)知識，使所學(xué)知識“活化”，反過來又能在更高層次上指導(dǎo)技術(shù)活動的開展。

科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新三

用科學(xué)熱情愛科學(xué)認(rèn)真學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識創(chuàng)新型學(xué)科學(xué)貢獻(xiàn)積極參加科學(xué)技術(shù)實(shí)踐活動投身于創(chuàng)新型國家的建設(shè)第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)建設(shè)創(chuàng)新型國家，青少年負(fù)有重任。

課堂練習(xí)四

只需知道數(shù)據(jù)之間相互鏈接的順序探討與討論1.下列關(guān)于科學(xué)與技術(shù)區(qū)別的描述,錯誤的是（

）。A.科學(xué)與技術(shù)的含義是一樣的B.科學(xué)與技術(shù)的成果形式不同C.科學(xué)與技術(shù)的任務(wù)不同D.科學(xué)與生產(chǎn)不直接發(fā)生聯(lián)系,而技術(shù)直接服務(wù)于生產(chǎn)2.下面敘述，正確的是（

）

A、科學(xué)要回答“是什么”和“做什么”的問題B、技術(shù)要回答“為什么”和“怎樣做”的問題C、科學(xué)只有通過技術(shù)這個(gè)中介才能轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力D、科學(xué)與技術(shù)之間是一種相互獨(dú)立、互不干涉的關(guān)系A(chǔ)C

課堂練習(xí)四

只需知道數(shù)據(jù)之間相互鏈接的順序探討與討論3.下列關(guān)于技術(shù)的說法，不正確的是（

）A.“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”告訴我們，科學(xué)即技術(shù)，技術(shù)即科學(xué)B.技術(shù)發(fā)明與技術(shù)革新都是技術(shù)創(chuàng)新的表現(xiàn)形式C.技術(shù)是人類利用自然、改造自然的方法與手段D.技術(shù)是人類在長期的生產(chǎn)與生活中積累起來的知識、經(jīng)驗(yàn)、技巧和手段的總和4.下列選項(xiàng)中，屬于技術(shù)活動的是（

）A.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律B.瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)C.居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳D.愛因斯坦發(fā)表相對論AB

小結(jié)五

小

結(jié)1.技術(shù)活動需要多種科學(xué)知識的支撐（1）功能設(shè)計(jì)（2）造型設(shè)計(jì)