高中通用技术粤科版必修 1.2 技术发明与技术革新 课件（42张幻灯片）

(共91张PPT)
技术的发明与革新
第二节
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第二节 技术的发明与革新
技术发明
技术革新
主要内容：
技术是综合知识的结晶
集成电路：采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构
中学学科
一、技术发明
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。
集成电路的发明
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。
如果没有集成电路会怎样呢？
体积偏大 质量偏重 寿命偏短 稳定性偏差 耗电量偏大 维修量偏大
一、技术发明

历史上一些重要的技术发明对技术发展具有巨大的推动作用。

中国的四大发明：
指南针
造纸术
火药
活字印刷
20世纪新四大发明：
原子能
半导体
计算机
激光器
发明指的是创造自然界原来没有的事物。
11项“超级发明”：

眼镜　 原子弹 印刷术 时钟 水管设备　 马镫　 阿拉伯数字　 橡皮和涂改液　 电脑　 古典音乐 　避孕药

科学家们认为这些都是两千年来改变人类生活的重大发明。
二、技术革新

案例:小电话的大变化
改革开放30年来，电话机的基本功能虽然没有发生根本性的变化，但它早已“面目全非”。从带摇把的磁石电话机，到拨号盘式自动电话机和按键电话机，再到现代家居新宠数字无绳电话，可以说电话机的发展映射出了科技的不断进步和人们生活品位的逐年提高。

技术革新：指对原有技术加以改造和提高。
二、技术革新
1、1978年模糊的记忆——手摇式电话
70年代生的人，记忆中最早的电话可能还有这种摇把电话的影子。1978年开始改革开放，那时电话离老百姓的生活还很远，只有政府机关才会有。每次打电话都像开手扶拖拉机，一通体力劳动过后才打到话务员那里，他再给转接。
二、技术革新
2、80年代，电话走进生活——转盘式电话
1981年开始，国家开始对普通百姓开放电话安装政策。也正是这一年，转盘式的电话走进寻常百姓家，虽然样子古板，拨号麻烦，但是拥有一部电话的家庭比现在拥有一辆奥迪的还要少。这时的电话在刚刚进入“寻常百姓家”之后还颇留有几分“阳春白雪”的孤寂。
二、技术革新

3、90年代，电话普及运动——按键式电话
随着科技的进步，按键式结构的电话解决了线路紧缺的问题，满足人们对于基本通话的一切需要，在人们的日常生活中像雨后春笋般迅速普及。大多数的中国人，家里的第一部电话，是这种90年代占统治地位的按键式电话。这时，改革开放的成果开始显现，中国进入经济高速发展的腾飞阶段，老百姓的生活日新月异。电话发展的大时代终于到来。
二、技术革新


4、90年代末，“喂，小丽呀”——模拟无绳电话
随着“喂，小丽呀”这一段经典广告的出现，电话发生了重大变化——无绳电话，开始出现在百姓的视野中。解脱了电线的束缚，电话可以在家里的任何一个角落发挥作用。20世纪90年代末到21世纪初，一部分时尚的城市家庭，率先让家里的电话进入了“无绳时代”。不过这一时期的无绳电话，主要是模拟数字信号的无绳电话。信号不稳定、电话杂音大、待机时间短等等问题，使得无绳电话没有像按键电话一样得到真正意义上的普及。

二、技术革新
5、21世纪家居新宠——数字无绳电话成为家居新宠
时钟进入21世纪初，随着数字时代的来临，数字无绳电话腾空出世，电话真正进入了“无绳时代”。与模拟无绳电话不同，数字无绳电话采用2.4GHz高频数字信号传输形式，不仅将子母机之间的连接距离延伸至了300米，更有着通话清晰，保密性强的优点，同时在设计造型上也更小巧精致。凭借上述特点如今数字无绳电话已经成为了众多用户的首选电话机，尤其是那些对于家居有着一定品位的朋友。
二、技术革新
技术革新的特征：
1、功能：单一→多功能化
外观：大、笨、重→小、巧、轻
性能：繁、杂、慢→简、易、快
2、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。
三、技术是综合知识的结晶
杂交水稻技术需要多学科知识
袁隆平是世界著名的水稻育种专家, 具有全面、深厚的农业科学知识。1973年, 袁隆平和他的助手终于成功地实现了水稻的三系配套,使水稻的产量提高了20%。这一成果轰动了世界。
三、技术是综合知识的结晶


但是，三系配套与生产应用还有一定距离，必须经过亲本繁殖、杂交育种，才能生产出大量杂交水稻种子，供大面积推广应用。同时，由于过去从来没有种杂交水稻，它的播种时间、播种方法、播种量，施肥品种、施肥量、施肥期，以及生长过程中会发生哪些病虫害，田间水分怎样管理等问题，都需要运用多种知识进行试验和研究。于是，他们又一鼓作气攻下了育种和栽培关，实现了整个杂交水稻技术的配套。杂交水稻技术研制成功后，不仅在全国大面积推广，而且还走出国门，推广到了许多国家和地区。
三、技术是综合知识的结晶


多学科知识的综合运用使得航天成为现实。例如航天器的设计研究就涉及各门学科，如数学，物理学,天文学,流体力学,计算机科学,气象学,机械学,材料力学等.
神舟5号飞船发射的瞬间
稳固
花纹
舒适
木质
粘合
外观
……
款式
三、技术是综合知识的结晶
杂交水稻技术
服装设计技术
航天器的设计
植物学、作物育种学、作物栽培学、土壤肥料学、植物保护学等。
美术、工艺学、人体解剖学、数学、心理学、制图学等。
数学、物理学、天文学、流体力学、空气动力学、计算机科学、无线通讯学等。
三、技术是综合知识的结晶
技术或技术项目 需要运用的知识



世界十大多产发明家

莱昂纳多.达.芬奇（意大利）


最著名的发明：
计算器
绘 画
雕 塑
最著名的发明：计算器
提到达芬奇和他的发明时，你最好问这样的问题：“什么东西不是他发明的？”因为他发明的东西实在太多了。达芬奇的工作日志里绘有许多东西的设计图，但其中最值得一提的就是计算器的设计。
　　达芬奇堪称文艺复兴开山鼻祖，他能画(比如杰作《蒙娜丽莎》)，能雕塑，也能发明。他那至今令全世界着迷的日记，描绘勾勒了从人体到直升机和坦克的很多事物。
最酷的事实：达芬奇日记长达13000多页，至今仍在影响科学研究。2005年，一名英国外科医生还利用达芬奇设计的方法做心脏修复手术，这件事情本身就让人吃惊，你若知道达芬奇当时连人体循环系统工作机理的一点概念都没有时，那简直就是惊诧了。

尼古拉.特斯拉（美国）
最著名的发明：无线电

世界十大多产发明家
虽然尼古拉特斯拉生前没有因此得到认可，但美国联邦最高法院最终还是肯定了他的专利申请，确认是他而不是马可尼发明了无线电。
　　特斯拉也许就是为标新立异而生的。虽然他发明的一种称做“交流电”的输电方法应用至今，其实他研究的焦点集中于电的理论应用(遗憾的是许多研究成果仍停留在绘图板上)。就是这个总是自己制作实验设备(比如用来聚集电能的著名的特斯拉线圈)的特斯拉，提出了范围涉及从X射线到地震仪的一系列观点。
　 最酷的事实：特斯拉直到生命快要结束时还在研究一种致命射线。他的观点听起来有点象科幻故事，美国联邦调查局确实也看不出什么有趣的东西，结果胡佛总统只好下令将特斯拉的科研资料收走并宣布为“绝密”。


亚历山德罗.伏特
(意大利)
最著名的发明：电池


世界十大多产发明家


伏特虽然没有发现电，但是他却想出了一个可将电携带的好点子。要知道“伏特电池”可是现代电池的先驱。
伏特一生职业都在搞电的东西。早期他发明了起电盘(即一次充电单板电容)，一年之后致力于封闭室燃气点火发电实验，在此过程中他发现了沼气(甲烷)，即今天家庭普遍使用的一种气体。然而真正使其出名的却是“伏特电池”，其实就是一堆锌片和铜片交互排列，再加上两种金属片之间为增强导电性而浸了盐水的布料而已。但就是这种粗陋的电池向世界展示了如何利用金属-化学组合生电的奥秘。
　 最酷的事实：1810年，拿破仑授予伏特伯爵称号，以表彰这位伟大的意大利发明家。但荣誉并未就此打住，1881年，以其名字作为电压的单位“伏特”。



亚历山大.贝尔
（英国）
最著名的发明：电话



世界十大多产发明家

“你能听到我讲话吗？”
　“是的！”
　 我们能听到对方讲话，多亏了亚历山大贝尔发明的电话。
　 现在有那么多的电话提供商，但正是亚历山大贝尔的功劳造就了世界第一个(也是实力最强的)电话公司――贝尔电话公司。贝尔并不只是个单打一的奇才，他的研究思想涉及空调(实际上他在自己屋里就搞了原始的空调系统)、水翼船及信息磁存概念(该概念导致生前从未见到的创新发明――电脑)等。
　 最酷的事实：亚历山大贝尔还是世界上第一个金属探测器的发明者，他组装这个装置是为了发现美国总统詹姆士加菲尔德体内的子弹。结果探测器倒是能工作，不过就是定不出子弹的位置，因为检查时加菲尔德总统躺在了一张金属架床上。





艾萨克.牛顿（英国）
最著名的发明：微积分
提出：牛顿定律
万有引力定律




世界十大多产发明家



如果你费好大劲总算上完了高等数学课程，那你或许就不会是牛顿爵士的热心崇拜者，因为你遇到的难题基本上就是他的错――是他发明了微积分。
　　如果你现在学习物理，无论是谈到重力问题(一个苹果从树上下落的故事，不管真假，确是一个有力的例证)，还是光线和光学原理，你还得从艾萨克牛顿爵士的研究成果开始。牛顿第一个提出“光是由粒子构成的”，这原理让他研制出了反射望远镜(如今以他的名字命名)。此外，牛顿还在声、热原理研究方面作出了贡献。
　

最酷的事实：人们很容易认为科学家就是一群不问世事的实验室“耗子”，不过牛顿是个例外：他曾给英格兰国王当了将近两年的法官，干着处决假币伪造者的买卖。他这段法律生涯快结束的时候，手下还有10个待处决的罪犯。





霍华德.休斯（美国）
最著名的发明：改进飞机设计




世界十大多产发明家

霍华德休斯并没有发明飞机，他作为“环球航空公司(TWA)之父”主要写了些关于航空公司的书籍。
他曾经对客机提出了一系列的创新设计。比如他重新设计了“H-1”，使可收放式起落架、连杆和连接件等收进机体内部，从而减小了飞行中的空气阻力。这种创新改进对二战时期的一系列战斗机设计都有影响。
最酷的事实：1972年，休斯受雇于美国中情局，为中情局的一次行动打掩护。这次代号为“珍妮佛计划”的行动，目的是打捞在夏威夷海域沉没的苏联潜艇，这次行动的效果有限。1975年，一名强盗搞走了休斯的一些秘密资料，将其与中情局的瓜葛抖了出来。




本杰明.富兰克林（美国）
最著名的发明：双焦距眼镜



世界十大多产发明家

我们都知道阅读是根本，但看却是读的先决条件。多亏了本杰明富兰克林发明的双焦距眼镜（既能看清近处又能看清楚远处的事物），即使视力低于20/20的人也能浏览网站的网页。
创造的许多专用名词如正电、负电、导电体、电池、充电、放电等成为世界通用的词汇。他最先提出了避雷针的设想，由此而制造的避雷针，避免了雷击灾难，破除了人们对雷电的迷信。
他一生最真实的写照是他自己所说过的一句话“诚实和勤勉，应该成为你永久的伴侣。” 　




詹姆斯.瓦特（英国）
最著名的发明：改进型的蒸汽机




今天我们是不会把蒸汽当作主要能源了，可回到工业革命早期，蒸汽却是大出风头的时候。瓦特花了大量时间改进蒸汽机，驱动世界向前进步。
　 瓦特虽没有发明蒸汽机，但却能让蒸汽机为人工作。事实上，正是瓦特的创新改进使世界发生了从农业为主到工业为主的重大转变。除对动力和机器做出如此大贡献外，瓦特还发明了旋转机和一种可自动调整机器转速的被称作“飞球”的装置。
最酷的事实：功率的单位“瓦特”就是以他的名字命名的。




约翰内斯.古腾堡（德国）
最著名的发明：现代印刷术



世界十大多产发明家
　　
我们谁也不知道《圣经》出自何人之手，但知道其出版发行者的名字：古腾堡。没错，此前中国人活字印刷已用了几百年，但古腾堡是第一个将字印成书籍出版，而不是丝帛书。这项创新使范围更广的人能够接触到知识，从而催生了“启蒙时代”。不过，研究学者得出了不同的结论，认为西方的活字印刷术来源于中国，汉学家安田朴曾以“欧洲中心论欺骗行为的代表作：所谓古登堡可能是印刷术的发明人”为题论证。

维克多·雨果称印刷术为世界上最大的发明。古腾堡的印刷术使得印刷品变得非常便宜，印刷的速度也提高了许多，印刷量增加。它使得欧洲的文盲大量减少。
古腾堡作为发明家数一数二，但作为一名商人却是倒霉蛋。他的印刷术改变了世界，但这并没有让他发财，而且在一场状告自己出资人的官司中，他连这项技术的发明权也丢掉了。
最酷的事实：在债务缠身的困境中，古腾堡靠给美因茨大主教“打工”艰难度过晚年，大主教给他提供食宿，以帮他戒掉嗜饮恶习。




托马斯.爱迪生（美国）
最著名的发明：灯泡



世界十大多产发明家


人们一想到爱迪生很容易把目光聚到灯泡上(他实际改进并使之可行的一个发明设计)，其实他真正的意图是给灯泡通电让其发光。
他拥有2000余项发明，包括对世界极大影响的留声机，电影摄影机，和钨丝灯泡等。在美国，爱迪生名下拥有1093项专利，而他在美国、英国、法国和德国等地的专利数累计超过1500项。1892年创立通用电气公司。他是有史以来最伟大的发明家，迄今为止，世界上没有一个人能打破他创造的发明专利数世界纪录。