2.4 技术试验及其方法 课件(共59张PPT)-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计1》

(共59张PPT)
第二章 技术世界中的设计
2.4 技术试验及其方法
走进情境
从公园出来，孙宇在公路转弯处
目睹了一起离奇的车祸，一辆爆胎的汽车在路边更换轮胎时，被后车追尾。发生追尾的原因竟是一块小小的机动车用三角警告牌未按规定摆放。处理事故的交警说：“类似事故经常发生，所以千万不要小看这个机动车用警告牌，它对于安全的保障作用是巨大的。
一、什么是技术试验
技术试验是： 在技术活动中，为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性的活动。
试验---为了察看某事的结果或某物的性能而从事某种活动。
实验---按照别人原先设定好的程序取得结果。
机动车用三角警告牌离地间距、
垂直度的技术试验
目前，市场上销售的机动车用三角警告牌大多数都具有等边三角形的特征。虽然形状相似，但所用材料和结构各有差异，如材料有塑料、金属和混合材料。结构上既有折叠式又有固定式的。那么什么样的机动车用警告牌才符合技术标准呢？
技术试验
神舟一号
发射时间：1999年11月20日6时30分7秒
飞行时间/圈数：21小时11分/14圈
搭载物品：中华人民共和国国旗等
神舟二号
发射时间：
2001年1月10日1时0分3秒
飞行时间/圈数：
6天零18小时/108圈
试验项目：我国第一艘正式无人飞船。
神舟三号
发射时间：2002年3月25日22时15分
飞行时间/圈数：6天零18小时/108圈
试验项目：“神舟”三号是一艘正式无人飞船，飞船技术状态与载人状态完全一致。
送模拟人上天试验
2002年4月1日，我国自行研制的神舟三号飞船在太空绕地球飞行108圈后，在我国内蒙古中部地区成功地着陆。
此次神舟三号飞船是我国首次完全模拟载人状态
进行飞行试验的，因此引起国内外的广泛关注。神舟三号是无人飞船，可船艙里卻安坐了一名矮小結实的“小伙子”。据飞船系统副总指挥秦文波的介紹，这是飞船上新添的模拟人設备。虽說是假人可“他”卻会“呼吸”、 能“排汗”，皮肤軟綿綿的很像真人
为什么要进行
“模拟人”试验？
神舟四号
送模拟人上天试验
发射时间：2002年12月30日0时40分
飞行时间/圈数：6天零18小时/108圈
搭载物品：除了大气成分探测器等19件设备已经参加过此前的飞行试验外，其他的空间细胞电融合仪等33件科研设备都将是首次“上天”。等等。
神舟五号
发射时间：2003年10月
15日9时整
飞行时间/圈数：21小时
/14圈
搭载物品：除了中国飞天第一人杨利伟外，“神舟”五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗…… 等等。
2005年10月17 日，凌晨4时33分，在经过115小时32分钟的太空飞行，完成我国真正意义上有人参与的空间科学实验后，神舟六号载人飞船返回舱顺利着陆，航天员费俊龙、聂海胜安全返回。
神舟6号
神舟7号
2008年9月25日21时10分，长征二号F型运载火箭点火，神舟七号飞船在酒泉卫星发射中心升空在实施第三次载人航天飞行过程中，我国航天员将首次进行太空行走实验，把足迹印在神奇浩瀚的宇宙之中。我国航天员迈入太空的一小步，标志着我国载人航天工程发展迈出了一大步
（右起）翟志刚、刘伯明、景海鹏
神舟十号
神舟11号
景海鹏
陈冬
我国宇宙飞船载人前试验飞行次数
　　 中国神州号： 4次
　　神州1号 1999年 11月20日
　　 神州2号 2001年 1月10日
　　 神州3号 2002年 3月25日
　　 神州4号 2002年 12月30日
　　 前苏联载人前飞船试验次数： 共7次
　　 美国载人前飞船试验次数： 共8次
如果不进行神州1到4的发射，只要技术先进，直接发射神州5行不行？
为什么要进行技术试验？
可以验证技术是否成功，也是发现问题、探究规律、优化技术的关键.
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.
阿什塔比拉河桥的垮塌
过去，美国桥梁设计界一直采用可靠的豪威木制桁架结构。1863年，克里夫兰的铁路巨头Amasa.B.斯托恩骄傲地宣称，他们在桥梁设计技术上取得了一项重大的进步，即桥梁的建筑材料全部采用铁制材料。然而，斯托恩对这种较新的材料过于信任，未经技术试验就投入了使用。事实上，全部使用铁制材料建造桥梁存在实质性的缺陷：这种铁制桥梁是靠压力将各部分装配在一起的，如果有一个接合处发生移动，则整个结构都会随之移动。
果然，在1876年12月29日，当一列旅客列车经过阿什塔比拉河时，一个内部隐藏着气泡的铁架发生断裂，整个桥梁随之倒塌，100多名旅客在事故中丧生。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。
技术试验是技术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了有力保障作用。通过技术试验，可以使设计得以改时和完善，将设计的风险和失误降到最低。
思考:以上案例给我们什么启发
你在日常生活中接触过哪些技术试验 请举例说明。
医院青霉素皮试
药品小白鼠试验
艾滋病疫苗的接种试验
列车或飞机的运行试验等
二、技术试验的分类
1.按应用范围分类
农业试验
工业试验
国防试验
科学试验
2.按目的分类
性能试验
优化试验
预测试验
信息试验
通过改变所给的条件，测量试验对象的状态变化并分析其原因，明确试验对象的性能或性能故障，如对产品的高温试验、振动颠簸试验等
高温试验
返回
性能试验
优化试验
对试验对象进行优化或条件组合，如农业中不同品种的对比试验。
“杂交水稻之父”袁隆平在试验田
预测试验
预测被试对象状态的变化及产生的后果。
对不同安全帽的超载试验
信息试验
通过测量、采集、识别和处理信息来影响试验效果。
三、技术试验方法
强化试验法
优选试验法
模拟试验法
虚拟试验法
移植试验法
……
1、强化试验法
通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法
盐水搓板路
强化坏路行驶
安全帽的强化试验
便携式小凳的承重强度试验！
24辆总重达1320吨左右的集装箱卡车，装满最高荷载的渣石驶上大桥，在三来三去的车道上排成六列，承受如此“极端重压”，大桥岿然不动！检测人员通过7个控制点上的监测仪器，测出了桥面在重压下的变形情况数据。随后，这些车辆三三两两结伴而行，分别以每小时10公里、20公里、40公里、60公里的时速驶过大桥。检测人员还分别测试了大桥的抗风、抗震等性能。
　　
　　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，这种试验方法称为优选试验法。例如：不同品种水稻的对比试验。
袁隆平在进行水稻的选种试验
2.优选试验法
3、模拟试验法
通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。模拟试验还可以通过缩小（放大）比例模拟所设计的现场效果。
汽车模拟碰撞试验法
欧洲A400M运输机正在接收风洞试验
为了试验飞行器的空气动力性能，把飞行器放在产生强大的人工气流管道装置内，观测气流或气流与飞行器之间相互作用。研究其空气动力学的规律。通过风洞试验来确定飞行器的气动状态和评估其飞行性能。
模型模拟
鸟巢模型
模拟淋雨
场景模拟
神州飞船的模拟人试验：为了试验飞船返回舱内人的生存环境，采用仿真模拟人试验人在飞船飞行过程中，舱内环境对人的呼吸系统、排泄系统、血液循环系统等一系列生理变化情况。
要成为一个宇航员很不容易，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啊？
思考：
是为了让他们在执行太空任务时能更好适应太空的环境，并能很好的处理各种突发事件。
4、虚拟试验法
利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法
计算机虚拟“勇气”号火星探测器
　　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，如作物的嫁接试验、器官（基因）移植试验。
如橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验、
药品小白鼠试验、青霉素皮试、艾滋病疫苗的接种试验……
5、移植试验法
(1)技术试验报告的写作
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、撰写试验报告
重视记录真实的试验数据
试验次数 砝码质量(克） 材料下弯距离(毫米）
(2)技术试验者应具备什么品质
科学的精神
严谨的态度
顽强的毅力
当核材料接近临界值
1945年的一天，斯洛廷和其他几位科学家正在聚精会神的进行原子弹临界质量试验。突然，两块装有核材料的半球越来越接近，就快达到临界值，中子在迅速的释放着，核反应即将进行！正在这时，斯洛廷手中的螺丝刀滑脱，情急之中，他愤然不顾自己会遭受大剂量核辐射的危险，用手分开了两个半球，阻止它们达到临界值。之后他又镇静的记下当时的数值，才安然躺在前来救助的担架上，9天之后，斯洛廷去世了，却留下了一份用生命的代价换来的珍贵资料。
人们在技术试验中可能会遭遇不可预料的危险，甚至有人为了获得资料在试验中英勇献身，你对此有什么看法
1876年，英国人亨利-弗莱斯发明了一种闭路氧气再呼吸器，采用的是压缩氧气，而不是压缩空气。他的发明最初用于修理一艘被水淹没的船只的铁门。后来，他决定带着自己的发明潜水，深度达到9米。不幸的是，弗莱斯最终因吸入纯氧身亡。在压力下，氧气对人体而言变成了毒气。
1912年2月
4日，奥地利出
生的法国裁缝、
发明家和降落伞
运动先驱弗兰兹
-瑞切特从埃菲
尔铁塔上纵身跃
下，测试他设计
的可穿戴式降落
伞。尽管好友和
观众一再劝阻，
瑞切特还是坚持己见，最后从埃菲尔铁塔跳下。不幸的是，降落伞没有打开，瑞切特为自己的此次冒险付出了生命代价。
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、优化技术的关键
五.技术试验在设计中的作用
设计目标：
1.利用报纸、剪刀、胶水等有限材料和工具，设计并制作一款美观、实用的纸袋。
2.至少能承重2500g以上。
3.方便手提，利于放置，方便放取物品。
4.宽不得少于3cm，长不得少于12cm，高不得低于15cm.
设计制作纸袋并进行承重试验
常见纸袋结构造型
步骤：
小组讨论，形成并确定设计方案
将一张报纸通过折叠、卷曲、裁切等操作，制作成不同的结构造型（必要时用胶水粘贴）
逐渐放入砝码，用单手提起后，测试纸袋所能承受的砝码的质量。
展示每组纸袋及最终承重能力，并分析原因。
“承重质量”指的是纸袋损坏前的砝码总质量。
要有认真、严谨的科学态度，不能有“差不多、胡凑活”的思想，试验数据要尊重事实，不能随意修改、杜撰。
思考并讨论：
1.影响纸袋承重能力的因素有哪些？
2.你的作品还有哪些改进的空间？（可利用课余时间自己尝试改进）
作品展示及要求：
1.至少能承重2500g以上。
2.方便手提，利于放置，方便放取物品。
3.宽不得少于3cm，长不得少于12cm，高不得低于15cm.
4.纸袋外形美观，结实耐用。
5.逐渐放入砝码，用单手提起后，测试纸袋所能承受的砝码的质量。
6.展示每组纸袋及最终承重能力，并分析原因。