高中通用技术粤科版必修 1.2 技术发明与技术革新 课件（62张幻灯片）

(共118张PPT)
第二节 技术发明与技术革新
一、发明与革新是技术的源泉
技术创新是技术发展的灵魂，是技术发展的核心所在。
在人类历史的长河中，每一项技术的问世都是创新的结果。
技术创新表现为两种形式：
一种是技术发明；
一种是技术革新；
人类需求不断提高
技术需要创新（创新性）
技术发明
人类历史无数的技术发明，勾绘出了技术创新的轨迹。
集成电路的发明
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美国硅谷是微电子工业的发祥地和中心，轰动世界的集成电路，最早就是在这里发明的。美国贝尔实验室经过精心研究，发现了半导体的电流放大原理，并发明了可代替电子管的晶体管。1958年，硅谷的一家公司发明并制造出了世界上第一块用半导体硅制成的集成电路。此后，许多科技人员进行了无数次应用技术实验、研制出了从装有1000个以上晶体管的集成电路到自身具有完整功能单元的大规模集成电路，再到装有10万~100万个晶体管的集成度更高的超大规模集成电路。集成电路——大规模集成电路——超大规模集成电路的发展轨迹，其实就是一个技术不断创新的过程。
电子管
晶体管半导体收音机
晶体管
大规模集体电路
电脑主板
集成电路的发明，促进了计算机的更新换代，同时对航空、航天、通信以及家用电器的发展产生了深远影响。可以说，20世纪60年代以后，全球技术发生的日新月异的变化，都离不开集成电路。
INTER
晶体管的栅极间距每两年缩小0.7倍
32纳米制程技术晶体管数量超过19亿个，单元面积0.171平方微米，容量291Mb，运行速度4GHz
20纳米制程上有了重大进展
在当今的知识经济社会，技术发展的灵魂是创新，技术发明是推动人类社会进步的动力。不久前，80多位科学家在选出了9项“超级发明”：
他们认为，这些都是两千年来改变了人类生活，但往往容易被忽视的重大发明。
下面是80多位科学家严格筛选的9项对人类贡献最大的技术：（超级发明）
第1项：眼镜 　　眼镜使眼睛有缺陷的人，对世界更加亲近；人类的缺陷，可以通过技术发明来弥补。
第2项：原子弹 　　人类文明，可以在一瞬间被摧毁。它告诉人们，核武器是多么的危险，争取和平是多么的重要。
第3项：印刷术 　　极大地提高了人类信息传递的速度和容量，打破贵族阶级对知识的垄断。
第4项：管道技术 　　防止霍乱等传染病的散播，改善了公 共卫生环境，水管设备用于灌溉，也可强化农业。
第5项：骑兵马战技术(马镫) 　　马战技术出现后，促成了强大国家的产生。
马战对于古代战争的影响是巨大的。中国在战国时期开始推广马战，到汉朝马战则彻底地取代了车战。在此之前，人类主要是步兵编制，无论是行动能力还是作战能力都相当小，远征只能是天方夜谭。由于人类自身驾驭能力低下，因此当时的国家都是小国。马战，在人类战争史上引发了革命性的改变。人类的征战能力产生飞跃性的发展。东西方许多幅员辽阔的强国都是在这一基础上形成的。
第6项：时钟 　　时钟使时间有了客观标准，人类不用再仅靠经验和感觉来判断时间，使我们知道自然规律可以计算出来， 对于科学发展非常重要。
第7项：数字 　　数字系统促进现代数学和科技发展。物理学家牛顿发明的微积分也建基于数字系统。
第8项：音乐 　　它陶冶人们情操，净化人们思想，还有一定的医疗功能。影响了人类另一种认知能力和思想，优雅的乐章为人们带来无限快乐。
第9项：电脑 　　它使人类社会进入了信息时代。
二、技术革新
技术革新是技术创新的另一种形式。技术革新和技术发明有什么区别呢？
二、技术革新
洗衣机的进步
用手洗，用棒槌捶打
带衣服搅拌器的木质圆桶式洗衣机
二、技术革新
1906年，美国人费西尔设计了世界上第一台电动洗衣机。
半自动洗衣机
全自动洗衣机
二、技术革新
全自动洗衣机--带烘干功能
免粉洗衣机-臭氧杀菌消毒-节能
二、技术革新
熄火自动关气装置
二、技术革新
瓶盖不会再弄丢
二、技术革新
仔细分析上面的案例，我们可以发现，这几种技术革新有一个共同点，那就是它们本身并不是发明，而是在别人的技术发明（现有成熟技术）的基础上，进行某些改进，使其逐步完善、提高，以适应各种新的需求。

上述几类技术革新都是立足于对原有技术加以改造和提高，是技术创新的良好形式和途径。与技术发明一样，技术革新也是推动人类社会进步的动力。
二、技术革新
技术革新的两种形式：
A．功能由单一到多功能化，其技术原理的整体性没有改变，只是技术功能发生了局部性变化。
B．其技术原理和功能基本不变，但其产品结构、形状发生了某些变革，性能有所增强。
二、技术革新
在别人技术发明的基础上，进行的改进、完善、提高等。
大胆想象，2050年的未来洗衣机是什么样子的？
洗衣机的发明改变了人类的生活方式。在没有洗衣机的日子里，人们洗衣服往往只能脚踩手搓，实在是一件又累又无趣的体力活。但有了洗衣机后，我们还不满足。随着相关技术的不断进步，未来洗衣机的轮廓也日渐清晰。那么未来的洗衣机究竟“长”什么样呢？
拓展.思考

　房价越来越高，居住空间越来越小。据预测，到了2050年，全球绝大多数人口都将生活在城市里，也就是说，我们中很多人将面临生活空间不足问题。于是，为了节省空间，把家用电器挂在墙上，就成为一种一举两得的好办法。考虑到未来的这种发展状况，意大利设计师打造了这款壁挂式概念洗衣机。
　　这款微型洗衣机可以挂在墙上，也可放在盥洗室台面下方。在提供独特环境照明的同时，洗衣机前端的灯也可充当所剩洗衣时间的倒计时显示器，既简洁又实用。
壁挂式微型洗衣机
　　这款采用磁悬浮概念的洗衣机具有强烈的科幻色彩。它个头小巧但非常节能。其最显著的特征当属水晶球般的外形设计，能够朝所有方向旋转。磁悬浮能够让这个“水晶球”在旋转时处于合适位置，由于减少了摩擦阻力，这款洗衣机将非常省电，并且其衣物的清洗能力超过传统的滚筒洗衣机。
磁悬浮洗衣机
1997年全球创新能力排名
日本(10.00)，瑞士(9.71)、芬兰(9.50)、
美国(9.50)、瑞典 (9.44)、德国(9.40)、
台湾(9.37)、荷兰(9.16)、以色列(9.13)和丹麦(9.08)。
我国排名26
2010年国家创新能力排名
发明指的是创造发明自然界原来没有的事物。
革新指的是对原有技术加以改造和提高。
无?有
有?优
两者的结果都用新的技术来取代已经陈旧和落后的技术。因此，发明和革新是技术的源泉。
总结—发明与革新
课堂练习（单项选择题）
1、下列选项中属于技术发明的是（ ）
A.人们制造出圆盘锯、带锯、钢丝锯等，以满足各种不同锯割的需要。
B.某技师采用新的钻头刃口形状，提高了钻孔效率。
C.鲁班被边缘有齿的茅草割破了手，受此启发，造出了锯。
D.为满足市场需要，工厂生产出了不同款式的手机。
C
2、下列选项中说法错误的是（ ）
A.某厂生产出了微型摄像机是一项重大发明。
B.技术发明是推动人类社会进步的动力。
C.人类的技术发展史实际上是一部技术创新史。
D.技术革新是在别人现有成熟技术的基础上进行的某些改进。
课堂练习（单项选择题）
A
课堂练习（连线题）
技术发明

技术革新
原子弹
印刷术
微型家用洗衣机
蒸汽机
微型汽车
笔记本电脑
集成电路
多功能缝纫机
电子计算机
下列实例属于技术发明的是（ ）
A.1953年前后，英国工程师怀逊.瓦特研制出雷达。
B.人们发现半导体具有电流放大作用，于是制作出了取代电子管的晶体管。
C.科技人员研发出了大规模集成电路。
D.爱迪生制造出白炽灯泡取代了油灯、蜡烛和弧光灯照明。
E.伽利略通过观察封闭玻璃容器内液体由于温差而流动，从而设计出温度计。
课堂练习（多项选择题）
ABDE
二、技术创新的保护制度——知识产权
西方发达国家侵犯知识产权的例子实在是太多了，举不胜举。

微软现在使用的桌面快捷方式实际上在早期的操作系统中就有过使用的先例，比如中间的一些小图标等等，但由于没有注册专利，微软才得以将这一技术顺利应用。

　　电话的专利权之争也是一个著名的案例。电话机的最初发明者其实并不是亚历山大?贝尔，而是意大利籍的美国人梅乌奇。在1871年，梅乌奇向专利局提交了专利申请并注册成功。两年后，由于自己的经济状况不佳，梅乌奇无法交纳延续专利权所需的费用，从而致使专利书过期。在1874年，亚历山大?贝尔成功申请到电话的专利权，随后梅乌奇对他提出诉讼。在1887年7月，法庭判决贝尔获胜，专利权就这样扼杀了一个伟大发明家一生的成就。
西方发达国家侵犯知识产权的案例
——佳能何以将施乐“挑落马下”
当时美国的专利保护有效期为10年，施乐复印机关键技术的专利保护期限截至1976年。
有一项制造复印机的关键技术佳能并不能够掌握，并且在全日本也只有一家小型公司才有。
当施乐专利保护期限刚刚过去，佳能就以施乐的成本价来销售复印机，并且还能获利。
佳能能够成功的关键是在于那家日本小型公司把佳能不能掌握的技术无偿转让给了他们。转让的理由是：为了日本国家的利益。
美国的施乐公司1959年发明了世界上第一台复印机。
从1976年到1981年，施乐在复印机市场的市场份额从82%直线下降到35%。
侵犯知识产权的案例
二、技术创新的保护制度——知识产权
知识产权：是指对智力劳动成果所享有的占有使用、处理和收益的权利，是一种无形财产权，是从事智力创造取得成果后依法享有的权利。
正如林肯所言：“专利制度给智慧之火加上了利益之油。”
赋于发明人一定期限，一定程度的相对权利
广义上包括：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和计算机程序著作权等各种权利。

狭义上包括：著作权、专利权、商标权3个部分。
二、技术创新的保护制度——知识产权
专利权：是一种独占权，指国家专利审批机关对提出专利申请的发明创造，经依法审查合格后，向专利申请人授予的，在规定时间内对该项发明创造享有的专有权。
（1）发明专利
（2）实用新型专利
（3）外观设计专利
专利的种类：
专利权
（1）发明专利
发明专利是指对产品、方法或者其改进所提出的新技术方案。发明专利权的权限为20年，自申请日算起。
（2）实用新型专利
实用新型专利是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。实用新型专利的权期限为10年，自申请日算起。
比如瑞士军刀，如果现在功能最多的是10种功能，你现在设计出来的军刀有超过10种的功能，并申请了专利，那就是实用新型专利。
（3）外观设计专利
外观设计是指对产品（或产品包装）的形状、图案、色彩或者其结合所作出的富有美感并适于工业应用的新设计。外观设计专利的权期限为10年，自申请日算起。
我国目前专利的种类
发明专利
实用新型专利
外观设计专利
对产品、方法或者改进所提出的新的技术方案。
对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。
对产品形状、图案、色彩等所作出的富有美感并适于工业上应用的新设计。
专利类型 适用范围 保护期限
20年

10年

10年
商标权：是指商标所有人在法律规定的有效期内，对其经商标主管机关核准注册享有的独占的、排他的使用和处分的权利。
商标权
商标：一般认为商标是商品生产者、经营者或者服务者，使用在其商品或服务中的用来区别于其它生产者、经营者的商品或服务的一种显著标志。这种标志通常由文字、图形，或文字与图形的组合构成。
商标











著作权：又称版权，是指作者依法对其创作的文学、艺术和科学作品享有的专有权。
著作权
三、专利的申请与保护
专利意义
专利不仅可以防止科技成果的流失，而且有力于科技进步和经济发展。
1、专利权受到国家法律保护，未经专利权人同意许可，
任何单位或个人都不能使用；
2、专利是非常重要的无形资产，可以按照比例作为企业注册资金，
也可以作为一种财产在产权市场中进行交易；
3、专利是企业拥有自主创新能力、核心技术和市场竞争实力的
重要象征，专利产品的社会认知度较高，可以提升产品附加值。
申请专利的必要的基本条件：
创新性
新颖性
实用性
专利技术设计时付出了创造性劳动，设计有实质性特点，对于同类传统技术有所创新。
不能获得专利权的情形：
违反国家法律、社会公德或妨害公共利益
疾病的诊断和治疗方法
违背科学规律的发明
科学发现
智力活动的规则和方法
——了解下即可
专利的申请
直接申请
委托代理人申请
申请费 审查费
发明专利 950元
实用新型专利 500元
外观设计专利 500元 2500元
发明专利年费标准
实用新型与外观设计年费
要获得并保持专利，申请人还需要在申请后的若干年内向专利局交纳专利年费等费用
年度 发明专利(元)
1-3 900
4-6 1200
7-9 2000
10-12 4000
13-15 6000
16-20 8000
年度 实用新型(元) 外观设计(元)
1-3 600 600
4-5 900 900
6-8 1200 1200
9-10 1200 2000
专利的申请流程
1
提交申请阶段
2
受理阶段
3
初审阶段
4
发明专利申请公布阶段
5
发明专利申请实质审查阶段
6
受权阶段
专利审批程序
专利的保护
行政机关处理—专利管理机关
案例分析
司法途径—法院
　　2000年，全球DVD产量大约3000万台，中国生产了其中的1400多万台（含境外企业产量），占46%，其中大部分出口。　　　　
　　中国DVD在国际上的如潮攻势，激起跨国公司的强烈反弹。国外技术开发商纷纷要求我国DVD生产企业交纳专利费。跨国公司先礼后兵，先是持续两年多谈判，最后还是破裂。
　　其结果，2001年2月，欧盟一些国家的海关在3C联盟（飞利浦、索尼、先锋）的请求下，以我国DVD企业没有获得知识产权认证为理由，对我国出口到欧盟国家的DVD产品实施扣押。
3月，6C联盟（东芝、三菱、日立、松下、JVC、时代华纳）向国内DVD生产企业发出“最后通牒”：要求在3月31日前国内DVD生产企业与6C联盟达成专利费交纳协议，并提出要向每台零售价在90-150美元左右的国产DVD收取20美元的专利费，否则将提起诉讼。
案例一：DVD的专利风波
2007年，中国的名牌MP3因涉嫌侵犯意大利Sisvel公司有关MP3方面的专利，在德国汉诺威CeBIT的展台遭到德国海关查抄。
　　一台小小的MP3,里面可能包含了上百种专利技术,目前依然活跃的专利主要有三大类。
　　第一类是音频编/解码专利，包括：wma，专利拥有者是微软；MP3,拥有者是汤姆逊。此外还有Sisvel等。
　　第二类是MP3播放器本身的发明专利。
　　第三类是其他专利：例如外观、按键、附加功能，如图片、无线等应用同样会涉及到相关专利。
　　一台MP3的价格中，究竟包含了多少专利费用？据相关人士透露，仅关于音频格式的编解码格式的专利，wma：0.1美元；MP3解码：0.5美元；MP3编码：1.1美元左右。　
案例二：MP3的专利风波
小结
1、知识产权在狭义上包括：著作权、专利权、商标权
2、专利的特性：独占性、时效性、地域性
3、专利的种类：发明专利、实用新型专利、外观设计专利
4、专利的申请流程：
二、知识产权——保护技术创新
一、创新（发明和革新）是技术发展的源泉与灵魂
1、现在很多食品包装上都印有“商品外包装已申请专利保护，请勿仿造”的字样，这是属于专利的哪个种类？（ ）
A、发明专利 B、外观设计专利
C、实用新型专利 D、食品包装专利
2、人们发布在网上的论文是受国家法律保护的，这是（ ）制度起作用？
A、房地产权 B、知识产权
C、财产权 D、专利权
3、现在社会上存在一种专利抢注的现象，它利用了专利申请的（ ）原则？
A、法律保护 B、占有权 C、先申请 D、收益权
练习
4、麒麟操作系统（KylinOS）是由中国国防科技大学、中软公司、联想公司、浪潮集团和民族恒星公司合作研制的。美国信息安全专家说：“这种操作系统为网络访问提供了硬件密匙，意味着美国军方和情报部门已经无法通过网络间谍程序对中国实施监视。”麒麟操作系统属于知识产权范畴中的（ ）？
A、商标权 B、著作权
C、实用新型专利 D、发明专利权
5、下列有关专利申请不正确的说法是（ ）？
A、当一个设计或产品具备创造性、新颖性和实用性时就具有专利申请的前提条件。
B、专利的申请包括直接申请和委托代理申请两种。
C、当专利权人在自己的专利权受到侵犯时，可以向专利管理机关请求处理，或向人民法院提起诉讼。
D、发明专利的保护期限为十五年。
6、我国的知识产权保护制度保护了发明者的创造并赋予发明人一定的权益，使发明者能设计出更多更好的产品。
下列不属于知识产权保护范围的是（ ）
A、经营权 B、著作权
C、专利权 D、商标权
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