高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计1》2.4 技术试验及其方法 精品课件(共53张PPT)

(共53张PPT)
2.4技术试验及其方法
新 课 导 入
填空：
汽车碰撞 验
化学 验
试
实
思考：“试验”与“实验”的区别？
我们熟悉的在物理、化学、生物课中所进行的实验，是为了验证某种科学理论或假设而进行的某种操作或从事某种活动，是一种科学探究活动，目的甄别真伪。
试验是为了查看某事物的结果或某物的性能而从事的某种活动，可以获得大量技术数据，经过分析综合得出产品的使用质量的基本水平及其极限状况的过程，技术试验的目的在于选择和优化。是一种创造性的技术活动，目的是选择和优化
一、什么是技术试验？
在技术活动中，为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动。
1讨论：日常生活中技术试验有哪些？
①医院青霉素皮试
②药品小白鼠试验
③甲型H1N1流感疫苗的接种试验
④计算机性能测试（优化大师的使用）
⑤安全帽撞击试验
⑥苹果嫁接移植试验
⑦弹簧床垫弹性测试试验
⑧福厦高铁通车试验等
讨论：为什么要进行技术试验呢？
神舟系列飞船
　　我们国家载人航天
的成就让每一个中国人
都感到骄傲和自豪。
从神舟1号到神舟
10号，神舟系列飞船
是中国自行研制，具有
完全自主知识产权，达
到或优于国际第三代载
人飞船技术的飞船。
编号 发射时间 返回时间 发射地点 乘组
神舟
一号 1999年11月20日06时30分 1999年11月21日03时41分 酒泉卫星发射中心 无人飞船
神舟
二号 2001年01月10日01时00分 2001年01月16日19时22分 无人飞船
神舟
三号 2002年03月25日22时15分 2002年04月01日16时54分 搭载模拟人
神舟
四号 2002年12月30日00时40分 2003年01月05日19时16分 搭载模拟人
神舟系列飞船发射时间与乘组一览表
乘载设备和完全模拟载人状态的一名矮小结实 的“小伙子”。
神舟三号
搭乘南通灵芝等
神舟二号
神舟一号
搭乘少量青椒等
神舟四号
搭乘更多设备和一个模拟人
编号 发射时间 返回时间 乘组
神舟五号 2003年10月15日09时00分 2003年10月16日06时28分 杨利伟
神舟六号 2005年10月12日09时00分 2005年10月17日04时32分 费俊龙、聂海胜
神舟七号 2008年09月25日21时10分04秒 2008年09月28日17点37分 翟志刚、刘伯明、景海鹏
神舟八号 2011年11月01日05时58分10秒 2011年11月17日19时32分 搭载模拟人
神舟九号 2012年06月16日18时37分24秒 2012年06月29日10时07分 景海鹏、刘旺、刘洋
神舟十号 2013年06月11日17时38分 2013年06月26日08时07分 聂海胜、张晓光、王亚平
神舟系列飞船发射时间与乘组一览表
问题：
前面的四艘飞船为什么没有送人上天呢？
因为还不确定人类是否能适应飞船到太空后的生活，以及飞船中存在哪些问题还是未知的
阅读（P51）“阿什塔比拉河桥的垮塌” 案例给我们什么启示？
案例分析
阿什塔比拉河桥的垮塌
斯托恩对这种较新的铁制材料过于信任，未经技术试验就投入了使用。使阿什塔比拉河桥垮塌成为美国历史上最为严重的桥梁垮塌事故。
它向人们说明了使用尚未被验证的新材料来代替原有材料会是多么的危险！
案例给了我们什么启发？
这是由于轻视技术试验而造成的事故，若在建桥前采用“模拟试验”，也许不会发生事故。
——技术试验的重要性
讨论：为什么要进行技术试验呢？
通过上面的例子我们知道：技术试验是研究不可缺少的基本方法和手段，它对技术应用的实现起到有力的保障作用，通过技术试验，可以使设计得以改进和完善，将设计的风险和失误降到最低。这就是为什么要进行技术试验的原因。
不同材质的毛线产品,我们只需要一个工具（打火机），大体就能区分出来:
1）棉线
棉线燃烧时， 会有烧纸的味道，火焰桔黄色，有蓝
色烟，毛线不缩不熔，离开火源，还能继续燃烧，有少
量灰色粉沫，粉沫细软，手轻轻一碰就碎了；
2）羊毛线
靠近火源时，羊毛线会马上卷曲，慢慢溶解，火焰
桔黄色，有一种烧头发的烟味，颗粒为有光泽的块状
物，松脆且较粗糙，手磨马上粉碎；
3）涤纶纤维、锦纶纤维、腈纶纤维等
燃烧时冒烟，残留物为不同颜色圆珠。
你知道如何检验毛线的质地吗？
棉麻、化纤、羊毛
马上行动：
李宁同学做一张小板凳，要进行试验，
你认为他应该从哪些方面检验它的性能呢
承重力和稳定性
李宁同学自己做了两个小试验来检验小凳的承重力和稳定性，你认为他的试验合理吗？
1.在小凳上逐步加重物，把重物将小凳压垮前的
一次重力记录为小凳的承重力。
2.在小凳上固定一个特制的挡风屏障用电风扇在
一定距离之外吹风，电扇由远及近移动，风力由小变
大，记录屏障连同小凳一同倒下时电风扇与小凳之间
的距离以及电风扇的风力。
分析板凳承重力和稳定性测试试验
凳子的承重力主要取决于材料、结构和连接形
式及构件的形状与尺寸；
其稳定性主要决定于凳腿与地面接触形成的支
撑面的大小和使用过程中凳腿与地面所成的角度。
所以第一个试验应该做而第二个试验不必做。
由此也可以看出,对不同用途的产品,其功能不
同,用途不同，用来检验的方法也有所不同。
3、技术试验的分类
1.按应用范围分类
农业试验
国防试验
工业试验
科学技术试验
2.按目的分类
优化试验
预测试验
性能试验
抗拉力、冲击力，耐高低温等
提高质量、产量、性能、效益等
受淋雨、撞击等的结果状态
信息试验
研究行人保护装置采集数据
　　对技术试验类型的划分不是绝对的，有时同样的试验，因为目的的不同，也可以从不同的类型来理解。
在技术发展的漫长过程中，人们总结了许多技术试验的方法。这些方法有着各自的特点，同时也有着各自的适用范围和作用。
下面我们来对常用的方法进行学习。
技术试验方法
优选试验法
模拟试验法
虚拟试验法
移植试验法
强化试验法
运用数理统计的方法,选定若干次典型意义的试验,逻辑地推出全部试验所达到的最佳效果.
通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法
利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原形并进行试验的方法
通过扩大和强化试验对象的作用,以提高试验效率的方法
在相互具有差异的事物之间,将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验法
运用数理统计方法，选定若干次典型意义的试验，逻辑地推出全面试验所达到的最佳效果。
同学们还经历过其他的优选试验吗？
1.优选试验法
二、技术试验方法
思考：
如果你想买五斤苹果，而水果店有三个可供你选择的品种，你会怎么做？
袁隆平杂交水稻试验
在相同的自然环境和管理条件下，通过种植不同品种的水稻进行对比试验找到水稻的良种试验。
水稻选种对比试验
同种水稻有用不同肥料施肥的对比试验。
水稻施肥对比试验
优选试验法　　
1
为了找到棉花的良种，在相同的自然环境和管理条件下，通过种植不同品种的棉花进行对比试验，最后确定一种高产的、抗病虫害能力强、棉纤维质量符合要求、易管理的棉花品种进行推广。
比如，前面讲到了神舟５号航天飞船，为什么选择杨利伟做为第一位上天的航天员呢？其实这里也用到了优选试验法，当时一定是在所有的航天员中反复的选择、比较，最后认为杨利伟最合适，所以选择了他。
2.模拟试验法
通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。
模拟试验可以通过缩小或放大比例来模拟所设计的现场效果。（如销售楼盘时呈现给买主的模拟房子。）
你们还知道哪些模拟试验呢？
思考：
模拟试验法
模拟太空飞行
飞机风洞试验
问题 ：
为什么还要模拟人参加撞击试验 ？
行人安全试验
模拟撞击
用模拟人试验可以检测在事故发生时对撞击人体造成的伤害，从而总结经验，改善汽车的安全性能设计，降低风险。
　　模拟试验法还可以通过缩小或放大比例来模拟所设计的现场效果。
3.虚拟试验法
利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原形并进行试验的方法。
用计算机模拟“勇气号”火星探测仪登陆火星表面。
采用虚拟试验法的好处：
缩短周期、节省研制经费。
模拟试验法和虚拟实验法的区别：
模拟试验法：以再现的形式模拟现实发生的情况的试验方法。
虚拟试验法：利用计算机虚拟现实中的技术设计原形进行的试验方法。
强化试验法　　
４
大家应该知道，要成为一个宇航员不容易，除了要经过层层的选拔，选拔成为宇航员后还要经过很多高强度的体能训练。宇航员的训练远比我们想象的艰苦，有些训练甚至让人难以忍受。当初苏联宇航员在一年内，要骑自行车1000公里，滑雪3000公里，越野跑步200多公里。当年美国的宇航员登月前要穿几十千克重的宇航服，在炎热的佛罗里达沙漠中，每天行走二三十千米。而今我国的宇航员也在进行高强度的训练。
为什么他们要进行这么多高强度的训练呢？
是为了让他们在执行太空任务时能更好地适应太空的环境，
并能很好的处理各种突发事件。
4.强化试验法
通过扩大和强化对试验对象的作用，以提高试验效率的方法。
高温高湿试验室
盐水搓板路行驶
盐水喷雾室
强化坏路行驶
汽车相关的强化试验法
一位渔民看到大连人养殖海参经济效益好，也想到老家东海养海参致富。
他马上从大连引进大批量 “参苗”进行养殖合适吗？
讨论
在相互有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验。
5.移植试验法
其他试验法：创新试验法、中间试验法、工业试验法等。
人工心脏移植
橘子移植
思考：同学们还知道哪些移植试验法的应用？
西瓜移植试验、小白鼠药物试验、用动物试验非典疫苗
如图所示是小明在互联网上看到的用手枪射击来检验防弹玻璃性能的试验。该试验的方法属于
A.虚拟试验法
B.模拟试验法
C.优选试验法
D.移植试验法
目前国际上都在积极研发针对新冠肺炎的疫苗。在疫苗进行临床研究前，需要将临床前疫苗注射到动物身上做安全性测试，通过观察注射疫苗后动物的反应，来推断疫苗在人体上使用的安全与否，这种试验方法属于
A.虚拟试验法
B.模拟试验法
C.优选试验法
D.移植试验法
(1)技术试验的实施包括
①制定计划
②抽取样本
④分析数据
③进行试验
⑤得出结论
四、技术试验的实施与报告的写作
技术试验实施过程不是一帆风顺，也会出现意外。
李强学了通用技术后想对A、B两种不同品牌的洗手液的杀菌能力进行对比试验，具体办法是通过显微镜观察使用洗手液前后细菌数量的变化，来认定洗手液的杀菌能力好坏。请你为李强写一份技术试验报告。
试验名称：
试验目的：
试验准备：
试验过程：
试验结论：
洗手液杀菌能力的对比试验
探究不同品牌洗手液的杀菌能力
A、B两种不同品牌洗手液、显微镜、纸笔等
（1）在两名同学的手掌上，用油笔画上等面积的圆。
（2）让两名同学用画有图案的手接触相同的物品，在显微镜下检查细菌数目，做好记录。
（3）用两种洗手液洗手，时间和用量均相同，在显微镜下检查细菌数目，做好记录。
（4）重复以上试验三次，根据记录数据取平均值。
××牌洗手液的杀菌能力比××牌洗手液杀菌能力好。
如图所示是某校学生设计制作的桥梁模型。现要求
测试该模型的稳定性和强度，现提供不同质量的砝码若
干，请设计简易试验方案。
(1)进行模型的稳定性试验，确定模型不发生翻转时所能
承受的最大载荷（在给定示意图上表示试验方法，用文字
说明主要步骤）。
在桥梁模型一侧逐渐叠加砝码，直至模型侧翻，记
录最后一次加载砝码的总重量，即为模型不发生翻转时
所能承受的最大载荷。
(2)进行模型的强度试验，确定模型中部所能承受的最大
载荷 （在给定示意图上表示试验方法，用文字说明主要
步骤）。
在桥梁模型中部逐渐叠加砝码，直至模型发生明显
变形或断裂，记录最后一次加载砝码的总重量，即为模
型中部所能承受的最大载荷。
思考和讨论：
不同的技术试验报告应该呈现哪些共同的内容呢？
①试验目的；
②试验准备；（材料、仪器、工具和设备）
③试验步骤；
④试验记录；
⑤试验总结。
（2）试验报告的写作
　 １．试验报告的文字应力求简明扼要。
　 ２．试验记录应该完整和真实。
　 ３．记录内容应包括实验的全过程。实验现象反常时，应做出明显标记，做详细记录。
　 ４．为了数据准确，试验应重复次。
5．技术试验完成后要分析和总结试验结论。
注意：
试验报告撰写
16、案例阅读P41
《纸张的结构造型与强度的关系的试验报告》
四、技术试验在设计中的作用
在技术活动中，技术试验是必不可少的。在技术设计后期，进行综合性的整体试验可为设计的评价提供准确、客观的依据，同时也可发现问题、深化认识、推动技术设计的发展。
1.技术试验分类（按目的）：性能试验、优化试
验、 预测试验、信息试验等。
2.技术实验方法：优选试验法、模拟试验法、虚拟
试验法、强化试验法、移植试验法等。
3.技术试验报告的写作：
4.技术试验在设计中的作用：
发现问题、深化认识、推动技术发展
小 结
技术试验的实施步骤
技术试验报告的内容
18、本章小结
技术世界异彩纷呈，技术发展突飞猛进，设计在其中起着举足轻重的作用。设计是技术进步的关键。
设计中要考虑人机关系，实现有高效、健康、舒适、安全等目标，以符合设计的产品为人、宜人的理念。合理人机关系的实现要综合考虑普通人和特殊人的需要、生理需求和心里需求、静态人和动态人的不同尺寸及交互信息等方面的问题。
在技术发明、技术革新、技术推广的活动中，技术试验的作用不可忽视，它是发现问题、探究规律的关键。技术试验的方法和种类很多，应根据具体的目的选择合适的方法实施技术试验。技术试验完成后，应及时总结并撰写技术试验报告。
19、课堂练习：
完成课本P43综合实践第2小题。人机不合理的地方？
　　请你为检测台灯的稳固性设计几种试验方法，下堂课交流。
20、练习：P43第3小题。
THANKS
（1）车棚离学校门口太远。
（2）教学楼离马路太近，噪声会影响教学；
（3）小卖部与公共电话亭离教学楼太远；
（4）人行横道应该正对学校大门，方便师生过街；
（5）运动场与操场，教学楼与实验楼应该相对应；
（6）公共汽车站应该与学校在马路同一侧；
（7）红绿灯应该面对车辆，设置在人行横道之前，才能
切实保障行人安全。
人机关系不合理的地方有