第二章 第三节 技术试验及其方法

1 / 40第二章 第三节 技术试验及其方法文章来源m 下载:第三节技术试验及其方法第三节技术试验及其方法【教材版本】通用技术技术与设计 1 ，江苏教育出版社出版【设计理念】围绕上一节提出的“以人为本”的理念及技术要求新求变的特点，对技术试验各个方面展开讨论，通过大量实例与视频，使学生深入了解技术设计的概念和具体实施方法。【教材分析】1.知识结构分析本节课属于设计的评价内容标准范畴，也是全书的重点之一。本节内容通过案例引出技术试验的定义，再通过反面案例说明技术试验在技术设计过程中的重要性，并介绍了几种常用的技术试验方法，和技术试验报告的写作方法及格式。其编排方式对于落实课程标准起了很好的铺垫作用，对于学生学会进行简单的技术试验方法，以及如何撰写技术试验报告都起了抛砖引玉的作用。2 / 402 课时2.知识发生发展过程分析技术试验是技术设计中重要的课程内容，它是技术设计过程中的一个重要环节，也是技术探究中一种重要的方法。这一节是真正学习如何设计之前的铺垫，属于设计进行和完成阶段伴随设计并检验设计的一项必不可少的环节。3.知识学习意义分析与前两节相结合，是作为设计者在进行设计前都必须了解，并且要在设计中学会去使用的必要知识。可以培养设计者在设计前就具有纵览全局的观念，对于培养学生的技术素养和良好的品质，培养学生的创新精神和实践能力，具有不可替代的作用。4.教学建议与学法指导说明技术试验不同于科学实验，对于这部分不太熟悉的知识需要多举案例分析引导。如果有条件，最好让学生自己动手进行试验，初步掌握简单技术试验的方法和试验报告的写作。【学情分析】1.原有认知发展分析高中生对于科学实验已经有所接触，但对于技术试验仍然在认识上都只有一个模糊不清的概念，需要在案例中逐步引导。但两者间的区别个人认为没必要在此时进行强调，3 / 40当学生理解技术试验是怎样的，或可形成巩固的认识后再行区分。而学生对技术试验的实施方法以及试验报告的撰写也不是很了解，但是生活当中应该亲身经历过很多技术试验的例子，因此可引导学生自主观察、分析和总结，鼓励学生分析相关案例积极思考问题。2.原有知识结构分析通过前面章节的学习，学生已经明白了技术与科学的区别与联系，并了解到设计与技术间的重要关系及在设计过程中需要考虑的因素，而本节作为检验、优化、探究过程是必须让学生了解到的另一重要环节。3.非认知因素分析学生对于责任感、道德心以及科学严谨的态度可能多数仍局限于口号或教条的认识，借助本课，可以在技术试验方法和操作的讨论中入情入境得到深化。【教学目标】1.知识与技能（1）了解技术试验的重要性。（2）能进行简单的技术试验，并写出试验报告。2.过程与方法通过引导、体验、交流、协作、评价等教学过程，让学生明白技术试验往往会经历一个曲折的过程，技术试验不可能一帆风顺。4 / 403.情感、态度与价值观培养学生的技术素养和良好的品质，培养学生的创新精神和实践能力。明白我们的设计产品和成果都是为人而设计的，对产品进行技术试验，发现设计的缺陷，改进设计方案，是为了确保人们安全、有效的使用设计成果，培养社会责任感和道德心以及科学严谨的技术责任感。【重点难点】1.教学重点（1）理解技术试验的重要性。（2）技术试验的方法。2.教学难点能进行简单的技术试验并写出试验报告。【教学环境】在多媒体教室内进行。【教学方法】体验法、讲授法、讨论法。【教学思路】把知识点置于具体的情景当中，通过具有影响力的现实案例，使学生感触到技术试验时处处存在我们的生活中，从而激发学生的求知欲。顺应这种求知欲，在此基础上介绍技术试验的方法及如何实施。【教学过程】5 / 40一、问题引入用问题“怎样拍掌拍得最响？”来设置情景，让学生不由自主的动手拍掌进行试验。教师评析拍掌拍得响不响，同学们不知道答案不能直接回答，所以同学们要拍掌来试一下，而这种尝试，可以称之为试验，怎么样拍得最响，我们用试验的方法很容易得到答案。那我们在技术领域出现的未知问题又该怎么办呢？这就是今天要和大家一起探讨的主题。引出课题：第三节技术试验及其方法。二、新课讲解（一）什么是技术试验：案例分析大家都知道我们国家的载人航天成就让我们每一个中国人感到骄傲和自豪，那么为什么只有神舟 5 号、6 号、7 号真正的载人上天，神舟 1、2、3、4 号又干什么去了呢？学生思考讨论教师评析一项新产品设计生产出来后，其设计是否合理，性能和质量是否符合要求，都需要通过技术试验来验证，同样的航天火箭发射也一样，我们开始不能保证我们的火箭能载人航天，所以我们分别进行了神舟号到号火箭的发射，6 / 40这四枚火箭相对神舟号号 7 号而言都可以说是在进行技术试验。那么到底什么是技术试验呢？1.技术试验的概念：我们通常将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称为技术实验（TechnicalTest） 。提问技术试验与科学实验是不是一样的呢？学生思考讨论教师评析我们熟悉的在物理、化学、生物所进行的实验，是对事物的客观规律和现象进行观察、分类、归纳、演绎、推理、验证的科学过程，是一种科学探究活动。技术试验是为了全面考核产品质量和性能的稳定性和可靠性，获取得大量技术数据，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。是一种创造性的技术活动.科学实验验证假设，行成结论。技术试验验证方案的可行性与合理性，并实现优化。科学实验的目的在于甄别真伪，而技术试验的目的在于选择和优化。讨论7 / 401.你在日常生活中接触了哪些技术试验？请举例说明医院青霉素皮试、药品小白鼠试验、计算机性能测试（优化大师的使用）安全帽超载试验、苹果树嫁接移植试验、大桥通车试验、弹簧床垫弹性测试试验、青藏铁路通车试验、防弹背心击穿测试试验、橡皮筋弹性试验、各种疫苗测试试验、天气预报等。2.为什么要进行技术试验？（前面同学们拍掌及神舟飞船都进行了技术试验，那我们为什么要进行技术试验呢？可不可以不进行技术试验呢？）案例分析技术试验卫星、阿什塔比拉河桥的垮塌、青梅素皮试试验。课外阅读：技术原因造成的-十件悲剧提问这些案例给了我们什么启发？学生思考讨论教师评析如果不进行技术试验,不可能了解材料的性能,产品的性能,不能发现设计中的问题,不能避免事故的发生,如果事先对材料的性能和设计方案进行了试验,将会最大限度降低失误，避免损失。对于一些大型建筑工程建筑，我们就要缩小比例，用模型进行试验。所以,无论什么产品,大到航天飞机,小到吃穿用的生活用品,设计制造出来的产品都要进行一系列的试验,来检验你的设计是否合理,性能是否达到8 / 40要求。技技术试验的重要性：（1）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的保障作用。（2）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。马上行动：学生应用已有的知识经验进行思考和讨论教材第 37 页“马上行动” 。李宁同学自己做了个小板凳，他要做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。教师评析凳子的承重力和稳定性主要决定于凳腿对地面的支撑力和角度、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。9 / 40我们知道了技术试验的重要性了，现在我们一起来学习一下，技术试验的分类。2.技术试验的分类：可以根据试验的性质不同分类:物理性能试验，如：材料机械性能试验。试验的内容主要是测量材料的强度、硬度、刚性、塑性和韧性等。机械性能试验可分为静力试验和动力试验两大类。静力试验包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、扭转试验、硬度试验、应力松弛试验、断裂韧性试验等。动力试验包括冲击试验、疲劳试验等。化学性能试验，如：材料的老化、抗腐蚀试验等。生化性能试验，如：疫苗试验、病理试验、药物临床试验等。可以根据应用的范围不同进行分类，如农业试验、工业试验、国防试验、科学技术试验等。还可以根据目的的不同进行分类，如性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等。根据分类试验的性质物理性能试验、化学性能试验、生化性能试验应用范围10 / 40农业试验、工业试验、国防试验、科学技术试验等目的不同性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等性能试验：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（低）温试验、振动颠簸试验等。优化试验：对试验对象进行条件优化或条件组合。如农业中不同的品种的对比试验预测试验：通过试验，预测被试对象状态的变化及产生的后果。如：老化试验、天气预测预测台风韦帕。信息试验：通过测量、采集、识别和处理信息来影响试验效果。如航测。教师评析当然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。过渡：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11 / 40范围和作用。下面我们来对常用的方法进行学习。3.技术试验方法：(1)优选试验法：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，这种试验方法称为优选试验法。如：有没有施肥水稻的对比试验、袁隆平与杂交水稻的育种成功。提问还有没有优选试验法的应用？教师评析优选试验法有很多。比如说我们前面讲到了神舟号航天飞船，那我们为什么选择了杨利伟做为第一位上天的航天员啊？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他的对不对？下面我们来看一看宇航员的一段训练视频“航天员失重训练” 。提问航天员为什么要进行这样的训练啊？学生思考讨论教师评析12 / 40因为在太空中是没有空气没有重力的，宇航员在太空时都是处于失重状态的，为了让宇航员很好的适应失重状态，所以要在地球上对宇航员进行失重训练，而这种训练是模拟太空环境来进行的，利用失重飞机完成的。它可以使宇航员感受、体验和熟悉失重环境，在失重的时间里可以做各种试验，如吃东西、喝水、穿脱衣服、闭眼与睁眼的定向运动，训练太空的出舱活动。而这种通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法称为：（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。如汽车的碰撞试验就可以选用模拟试验法进行试验，在专用的场所模拟现实中的撞车事故，以考察汽车的性能。采用这种方法进行试验，可以减小风险，提高效率。模拟试验法还可以通过缩小(放大)比例来模拟所设计的现场效果。案例分析汽车碰撞试验、汽车安全气囊、大坝水利试验、飞行器的风洞试验、船舶的船体试验；提问在汽车碰撞试验中为什么要用模拟人试验呢？学生思考讨论用模拟人试验可以检测在事故发生时对撞击人体造成的13 / 40伤害，从而总结经验，改善汽车的安全性能设计，降低事故风险。同学们前面我们看了航天员失重训练的视频，现在我们再来看看凤凰号火星探测器模拟登陆动画。提问这段视频是真实发生的吗？学生思考讨论教师评析对，我们暂时还无法直接把火星探测器登陆的视频拍下来，可是我们可以利用计算机技术来虚拟实现，这就是我们要学习的第三个试验方法。（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型并进行试验的方法称为虚拟试验法。除了刚才我们看到的凤凰号火星探测器模拟登陆动画外，还有虚拟人等采用了虚拟试验法。视频：神州七号发射及太空行走 3D 虚拟场景提问采用虚拟试验方法比传统的方法有什么好处？教师评析帮助学生一起总结出，采用虚拟试验技术，很多试验可以在计算机上完成，大大缩短研制周期与研制经费。虚拟14 / 40人研究者利用来源于自然人的解剖信息和生理信息，集成虚拟的数字化人体信息资源，经计算机模拟构造出虚拟人，可以开展无法在自然人身上进行的一系列诊断与治疗研究。提问同学们我想大家应该都知道，要成为一个宇航员不容易，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。请问为什么他们要进行这么多高强度的训练啊？学生思考讨论教师评析宇航员进行这么多高强度的训练，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。而在技术试验中通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法称为（4）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。15 / 40汽车道路强化腐蚀试验、高温高湿试验、盐水搓板路试验、强化坏路行驶试验提问在前面我们讲到了宇航员要进行“失重训练” 。同学们失重训练的这个环境在我们地球上本来有没有？教师评析这种失重的环境实际上是我们模拟的太空环境，是不是也可以说是把太空的环境移植到了地球？而这种移植也是一种技术试验方法。（5）移植试验法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的方法。农作物的嫁接或移植试验（如橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验。这就是一种非常典型的移植试验） 。提问同学们还知道些什么样的移植试验法的应用？教师提示西瓜移植试验、小白鼠、用动物试验非典疫苗。马上行动：某同学对所制做的座椅根据测试内容设计了相应的试验方法，请你用线将二者连起来。测试内容试验方法稳定性亲自坐在椅子上感受一下舒适度放一些重物在椅子上，看是否能承受16 / 40结构强度用手左右晃一晃，看是否稳固小结：从以上的试验中我们知道,技术试验是从多方面多角度地检验材料,产品性能的技术手段，试验方法也不局限于上面提到的 5 种方法，除了我们刚才所学的以外还有创新转化试验法、中间试验法、工业试验法、析因试验法等。以后同学也可以在自己的实践中学习和总结其他更多的试验方法。第二课时：教师讲解上一节我们介绍了技术试验的相关内容，熟悉了技术试验的方法，那么技术试验如何开展呢？3.技术试验的实施与报考的写作：（1）技术试验的实施包括：制定试验计划、抽取样本、进行试验、分析数据、得出结论。在实施技术试验之前，必须对试验过程做周密的设计。案例分析当核材料接近临界值：讨论：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，你对此有什么体会？技术试验是一种探索性的实践活动，需要试验者具有科17 / 40学的精神、严谨的态度；技术试验往往要经历一个曲折的过程，需要试验者拥有顽强的毅力。（2）试验报告的写作技术试验报告是技术试验工作完成后应当形成的成果，其项目包括：试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结等。技术试验报告记录稿班级：组序：组员：记录：试验名称：试验目的：试验准备：试验步骤：试验记录：18 / 40试验总结：注意：试验报告的文字应力求简明扼要。试验记录应该完整和真实。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。技术试验完成后要分析和总结试验结论，技术试验报告的格式不是惟一的，不同的技术试验内容或方法可以形成不同的试验报告。我们通过纸张的结构造型与强度的关系这个小试验，来体验一下技术试验过程。案例分析：纸张的结构造型与强度的关系的试验报告 P41【学生试验名称】：纸张的结构造型与强度的关系【试验前学生准备】：用普通纸一张，改变纸张的结构造型，然后试验它的强度。 （可折叠，卷曲，三角柱，四边柱，圆柱，瓦楞型等等结构） 。【试验实践过程】：纸张的结构造型与强度的关系技术试验报告19 / 40班级：组序：组员：记录：时间：试验目的探究 A4 纸的结构造型与强度的关系试验准备材料人员分工大小相同不同结构纸张若干、笔、高度相同的书、试验报告表负责人：摆放试验纸：放重物：记录员：试验过程造型粗图（尺寸）最大承重量排名20 / 40试验总结1、物体的结构造型对有影响。2、相同材料的物体结构不同，不同3、相同结构造型的材料，间距不同，强度4、我们可以改变来增强物体的结构强度拓展：思考 1：试验操作过程不规范，将给试验带来什么后果？思考 2：纸张的结构研究试验成果，可否用于其他材质，为什么？思考 3：技术试验在设计中有什么作用？设想用截面为凹槽形状的构件做杠件，凹槽侧向放置与向上放置所承受的重力是否不同？21 / 404.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。如通过小板凳承重力试验来解决小板凳设计的安全性问题，如通过小板凳的稳定性试验来解决小板凳结构的设计问题。练习:P042降水量的定义：降落在地面上未经蒸发、渗透和流失的液态降水或固态降水的积水量，以积水深度表示，单位为 mm。1 毫米的降水量是指单位面积上水深 1 毫米。1 毫米降水落到田地里有多少呢？我们知道,每亩地面积是平方米,因此,1 毫米降水量就等于每亩地里增加了立方米的水。每立方米的水是1000 公斤,这样,1 毫米降水量也就等于向每亩地浇了约 650公斤水。影响测量误差的因素：造成降水量观测误差的主要原因是雨水溅失、蒸发损失和风的影响。各类雨的降水量标准：小雨:24 小时降水量小于22 / 4012 小时降水量小于中雨:24 小时降水量12 小时降水量大雨:24 小时降水量12 小时降水量暴雨：24 小时降水量12 小时降水量大暴雨：24 小时降水量12 小时降水量特大暴雨 24 小时降水量以上12 小时降水量以上有了上面一些基本概念之后，就可以设计一个实验报告了。根据教材，其基本内容可否包括如下几点：一、试验名称二、试验目的三、试验设备简介四、试验记录（表格）时间雨量记录人气象台数据雨量等级0 点1 点1 点2 点23 / 4023 点24 点五、测量精度评价及误差分析六、对设备和测量方法的改进意见本章小结：1.技术与设计的关系技术发展离不开设计技术更新对设计产生重要影响设计的丰富内涵2.设计中的人机关系人机关系的含义：人和周围物品的关系。人机关系的目标：高效、健康、舒适、安全。如何实现合理的人机关系3.技术试验及其方法技术试验：（根据目的分类）性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等。技术实验法：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。技术试验报告的写作技术试验在设计中的作用知识巩固：1.在装修学生宿舍时，工人师傅在宿舍走廊的围墙上又增加了用铁管做成的护栏。这是考虑了人机关系的什么目标（）24 / 40A.健康 B.舒适 c.高效 D.安全2.以往电路图的设计都是手工绘制，烦琐且易出错；随着电子技术发展，尤其电脑的发展，现在专门的电路图设计软件大大方便了电路设计，而且还可以进行仿真测试，这体现了技术与设计的什么关系？（）A.技术的发展为设计创新提供了条件 B.技术的发展和设计无关c.技术的发展对设计不产生影响 D.技术就是设计3.学生在上机操作时，构成主要的人机关系是（）A.学生与电脑 B.学生与教室 c.学生与教师 D.学生与课本4.水利大坝从理论，设计到开工建设进行了许多次实验。一般采取下列的什么方法（）A.优选实验法 B.模拟实验法 c.虚拟实验法 D.强化实验法5汽车的碰撞实验是（）A.优选实验法 B.模拟实验法 c.移植实验法 D.强化实验法6.对不同品种的水稻进行对比试验，这种试验方法是（）A.模拟试验法 B.优选试验法 c.移植试验法 D.强化试验法7.遭遇车祸的概率最高的是（）A棕色车子 B银灰色车子 c白色车子 D绿色车子年英国的沃特曼设计了一种用毛细管供给墨水的钢笔。此笔的端部可以卸下用一个小的滴管即可将墨水注入毛细25 / 40管，这样，钢笔就可以自由吸水了。钢笔的设计是对鹅毛吸水技术的改进，而小圆珠代替笔尖的设计则使圆珠笔技术得以诞生。这个案例说明了技术与设计的关系是（）A.技术的发展离不开设计 B.技术更新对设计产生重要影响c.设计的丰富内涵 D.设计制约技术的发展9.技术试验的实施包括_、_、_、_、_等几个步骤。10.技术试验根据目的的不同可分为：_、_、_、_等。11.性能试验：_。12.预测试验：_。13.技术试验报告包括_、_、_、_、_等。课外阅读：技术试验的其他方法：26 / 401、对比试验法通过两组或多组试验的研究，比较它们之间的优劣差异，权衡利弊，选择一种最优方案，它是一种为决策提供依据的试验。例如：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。农业试验中，往往采用对比试验法。2、析因试验法它是一种由已知结果去寻找原因的试验，以便发现问题的症结，寻找正确的方法，使之设计方案更加完善。例如：机械设备出现裂纹或早期失效，设备运转发生故障，生产工艺流程不稳定等现象，一时无法查明原因，就往往要转入试验研究，分析各种复杂因素，找出问题的主要原因。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，如图 2。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布局和评估其飞行性能。（略）神州飞船的模拟人试验：为了试验飞船返回舱内人的生27 / 40存环境，采用仿真模拟人试验人在飞船飞行过程中，呼吸系统、排泄系统、血液循环系统等一系列情况。 （略）技术原因造成的-十件悲剧（1） “瓦萨”号沉没（2）海厄特摄政通道垮塌（3）易洛魁剧院大火（4）Eschede 列车出轨（5）阿什塔比拉河桥垮塌（6）圣弗朗西斯水坝决口（7） “大西洋皇后”号和“爱琴海舰长”号相撞事故（8）ATT 电话线路瘫痪日（9）1965 年美国东北部电力中断（10） “协和”飞机失事“瓦萨”号战舰在瑞典首都斯德哥尔摩有个特殊的博物馆，它是为一艘打捞上来的战舰专门修建的。受到这样特殊待遇的沉船便是“瓦萨”号战舰。瓦萨王朝统治时期，瑞典是欧洲的强国之一。为了与劲敌丹麦、波兰对抗称霸波罗的海，瑞典国王古斯塔夫阿道夫斯二世要求建造一批新的战舰，并要求战舰航速要快、火力要强、装饰要华丽，因为这样才足以显示瓦萨王朝的权力、财富和战斗力。1626 年初，作为其中最大28 / 40的战舰“瓦萨”号在国王的亲自监督下正式开始建造。国王总是有太多要求。在“瓦萨”号建造期间，他不断下令依照他的旨意改变设计和建造要求。在“瓦萨”号的骨架已经安装好的时候，他下令增加战舰的长度。面对以性情暴躁闻名的国王，经验丰富的主造船师亨里克哈伯特备感无奈只得奉命行事。1627 年，亨里克哈伯特病逝他的助手、没有太多经验的海因雅各布森接替他主持建造。而此时，国王得知了丹麦建成双层炮舰的消息，于是他又决定为原计划修建单层炮舰的“瓦萨”号增加一个枪械甲板，把它改建成“双层”炮舰。这样一来“瓦萨”号便拥有了双排其 64 门舰炮，全长达到了 69 米，成了当时装备最齐全、武装程度最高的战船。但对于横粱和压舱物来说，在一个并不稳固的平台上安装的这些装备显得过高过长了而且与平台的功能极不相称但国王的命令没人敢违抗。对“瓦萨”号进行的稳定性测试试验更像一场闹剧：让30 个船员从船一端跑到另一端，以此检测船的摇动情况。试验中“瓦萨”号发生了危险的摇动，但对这个预警信号，海因雅各布森却视而不见，还是决定取消试验，准备航行结果首航沉没成绝唱1628 年 8 月 10 日，斯德哥尔摩码头人头攒动，人们都在29 / 40焦急地等待，翘首企盼着堪称世界最顶级的“瓦萨”号战舰。“启动了!”人群中一片欢呼。看着眼前的情景，接受着舰上全体水兵的致敬国王古斯塔夫阿道夫斯心中一阵激动。他想像“瓦萨”号乘风破浪，纵横驰骋勇斗顽敌但突然，他脸上的笑容僵住了。离岸还没来得及扬帆远航的“瓦萨”号在一阵大风浪过后，开始倾斜，接着又慢慢恢复平衡但随即再一次朝右舷倾斜。岸上的人们都惊得目瞪口呆。 “瓦萨”号的下层甲板在慢慢进水，舰体开始晃动下沉。 “瓦萨”号就在众目睽睽之下沉没了。“瓦萨”号首航仅仅 10 多分钟就结束了。建造过程中埋下的那些隐患：安置太多重炮却没有足够的压舱物，导致战舰重心过高，首航前没有经过严格测试等等都是“瓦萨”号沉没的罪魁。但因为一切都是依照国王的要求建造的，所以，这个轰动一时的沉船事件最后也就不了了之。333 年后重见天日1959 年，潜水员在“瓦萨”号沉没的海底挖掘坑道用以穿引钢缆。打捞人员利用 16 艘趸船系牢各钢缆两端，同时将各趸船水舱内的水分 18 次抽出，增加趸船浮力将“瓦萨”号成功兜起离开海底，并将其在水中拖移到船坞附近浅水区。因为在水下多年的木船一旦离水，极易腐朽，因此所有打捞到的船上物品均保存于海水中登记整理编号，30 / 40同时开始对船体清淤堵漏。进行水下防腐处理。一切就绪后，1961 年 4 月 24 日在海底沉睡 333 年的“瓦萨”号终于重见天日。对从水中打捞出的数百年前的木船进行防腐处理工作是空前的。瑞典科学家研究决定采用聚乙烯乙二醇与水的混合液进行雾状喷洒，从 1962 年开始用 500 只喷头每喷洒25 分钟间歇 20 分钟，重复不断这样长年累月一直喷到1979 年，连续喷洒了 17 年，使得这艘到当时已 350 多岁的木制战船得以固化。打捞、修复沉船工作前后持续了近 20年。瑞典的专家、工人采用各种现代化手段，一丝不苟地将战舰恢复原貌。从水中捞出的万余件船体附属部件和700 余件雕塑经过防腐、防缩处理后。也都放回到船上原来的位置。之后，又经过数年船身加固等艰苦工作，沉船修复工作才宣告结束。至此，一个横跨 300 多年的战舰呈现在了世人面前。海厄特摄政通道垮塌1981 年 7 月 17 日，美国密苏里州堪萨斯城新建的海厄特摄政通道的三个“悬浮通道”发生垮塌。事故发生后，人们猜测可能是由于站在上面跳舞的客人有节奏的舞步引起了共振，导致天桥发生弯曲和垮塌。而此后的调查证明，事故原因并未如人们所预料的那样。工程师的最初设计是将三个通道中的两个悬挂在公用的垂直金属杆上。但施工31 / 40方却没有按照这一设计，而是采取了最致命的简单办法，用较短的杆将每一层悬挂在上一层上。这样两层的通道实际上就挂在了四层上，使其连接头处承受的重量加倍。当通道上聚集了过多的人时，连接处就承受不住了。施工方称他们已经就这一变动征求过设计者的意见，但负责设计的工程师们却坚持没有人问过他们这个问题。设计者们曾要求在施工过程中亲临现场，但这被一个不愿再付出额外开销的业主回绝了。由于信息交流渠道不畅以及偷工减料，114 条生命成为了这场美国历史上最严重的建筑结构事故中的牺牲品。易洛魁剧院大火1903 年 12 月 30 日，芝加哥的易洛魁剧院失火。它在当时可以称得上是陆地上的“泰坦尼克” ，两者有着很多的相似之处：事故发生之前它们的设计都被认为是最新的、不可能被摧毁的，而出事时却造成了巨大的人员伤亡。当时，易洛魁剧院的拥有者轻率而狂妄，他们在剧院中没有安装任何灭火设备，没有进行消防演习，在没有安装好自动喷淋设备的情况下就开始营业。他们把防火安全完全放在一项所谓的新技术上，那就是石棉幕，它在出现较常见的后台失火时会落下来保护观众，并由此而宣称其为“绝对防火”的建筑。事发前，众多观众正在剧院欣赏歌舞剧明星 EddieFoy 表演的蓝胡子先生 ，此时一个涂有32 / 40油的背景幕在与一盏很热的钙弧聚光灯摩擦后被点燃了，石棉幕便开始降落，但它却被一盏舞台灯绊住而未能落下。工作人员和演员们打开了舞台的后门逃生，这使得外面的强风带着火球吹向没有任何保护措施的观众。逃生的观众们不是被隔断的门挡住，就是不会拧开门上新式的插销，结果造成 602 人丧生，比 32 年前芝加哥大火死亡人数的两倍还要多。Eschede 列车出轨在高速铁路投入运营的 34 年里，全世界范围内没有发生过任何高速铁路致人死亡的事故。但这一纪录在 1998 年的6 月 3 日终结了。在德国北部 Eschede 附近的城际快速铁路线上，一项对乘坐舒适度的小小改进却使这个一直精心运营的系统发生了出轨事故。高速列车一般是在固态“单块”的金属车轮上运行，但为了减小噪音和振动，像许多低速轻轨列车一样，城际快速铁路在车轮上裹上了垫有橡胶填充物的金属“车胎” 。巡查员们每天都对这些轮胎进行检查，但就在这一天，即使超声波也未检测到一个轮胎上有一个微小的裂缝，正是这处断裂导致了火车部分出轨。但当时火车并没有倾覆，如果不是此时正好通过一架老式的桥梁，火车或许能够安全地停下来。这座桥和比较新的桥梁不一样，它是被安置在一个中央桥墩上，而这个桥墩正好立在铁路的两条轨道33 / 40之间。恰在此时一辆摇摆的汽车撞在了桥墩上，大桥随即倒塌砸在了火车上，造成了连环事故，有 101 人在事故中死亡。这次事故反映出的问题是，在将新的高性能技术用到较老的基础设施中时，由于原来的设施是在比较大的误差范围内使用的，这时就有可能出现问题。因此，有些时候即使是安全性最高的技术也可能受到周围不太适宜的环境影响。阿什塔比拉河桥垮塌这是美国历史上最为严重的一起桥梁垮塌事故，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。1863 年，克里夫兰的铁路巨头 AmasaB的斯托恩骄傲地宣称，他们在桥梁设计技术上取得了一项重大进步，即桥梁的建筑材料全部采用铁制材料。斯托恩对这种较新的更为昂贵的材料过于信任，殊不知全部使用铁制材料建造桥梁存在实质性的缺陷：铁制桥梁就像联锁曲线锯一样靠压力将各部分装配在一起，而不是像原本的木制结构中各部分牢固的连接；如果有一个接合处发生移动，则整个结构都会随之移动。而在 20 多年的时间里，美国桥梁设计界一直采用可靠的豪威木制桁架结构，它在经典的对角线木制桁架结构中加入了螺纹钢直立支架，铁制接头提供了更高的强度，并且避免了全木制桁架结构34 / 40所需的费力的细木工活。尽管如此，斯托恩还是声称他在 1865 年的这一创造是“绝对理想”的。在此后的 11 年中，尽管桥的局部发生了移位，但总体结构基本保持完好。然而在 1876 年 12 月 29日，当一列旅客列车经过大桥时，一个内部隐藏着气泡的铁架发生断裂，整个桥梁随之倒塌，列车中的火炉引发了大火，有一百多名旅客在事故中丧生。圣弗朗西斯水坝决口威廉姆马赫尔兰德是一位成就卓著的设计师，他是洛杉矶供水系统的创建人，著名的胡佛水坝及巴拿马运河也是他参与设计的，而他却在一个鲜为人知的圣弗朗西斯水坝项目上阴沟翻船。这个水坝位于洛杉矶西北 72 公里处的圣弗朗西斯科特峡谷。1928 年 3 月 12 日，就在马赫尔兰德刚刚检查过这座水坝并且声称状况良好的第二天，这座水坝便决口了，喷涌出的水幕据称有 24 米高，决堤的水流急速地向太平洋方向奔涌，水流经过之处有超过 500 人丧生。开始人们还误认为是岩石构造的不稳定造成了这次决口，但后来的调查表明，水坝的基座较原来认为的要薄，而且工程师们并没有完全意识到水的上涌作用，没有建造用于渗漏减压的设备。而事故的深层原因则是：20 世纪初美国兴起了一股修建水坝的热潮，工程师们凭着猜想和推理，在并不熟悉的地35 / 40形上竖起大坝拦截水流，而且规模都是以前从未尝试过的。马赫尔兰德也不例外。他在接受调查时对自己的失误后悔不已，但一切都已经晚了，他不得不在事故的调查中结束自己的设计生涯。不过这次水坝决口为世人留下了一笔重要的遗产：世界上第一个水坝安全管理机构应运而生，统一的工程测试标准开始建立，并且形成了一套对责任死伤事故诉讼进行责任认定的国家监督机制，这套机制到今天仍然在采用。“大西洋皇后”号和“爱琴海舰长”号相撞事故巨型油轮存在着潜在的事故危险。这些漂浮着的庞然大物足有 400 米长，重量超过 40 万吨，需要 5 公里的距离才能够停下来。大多数油轮仅有一个较大的推进器，同时油轮上用于应对紧急情况的设备形同虚设，而油轮上的人员、动力以及处理意外情况的能力都十分有限。两艘油轮在天气晴好的条件下依靠雷达导航，如果航行速度过快，可能会发生相互碰撞。1979 年 7 月 19 日，可能发生的不幸终于不可避免地发生了：在一场并不算罕见的暴风雨中，向当时实行种族隔离制度的南非偷运原油的“大西洋皇后”号和“爱琴海舰长”号在多巴哥岛附近相撞了。两艘船上总共有 26 名船员丧生，而且向海中泄漏了亿升原油，相当于 1989 年阿拉斯加瓦尔36 / 40迪兹港原油泄漏量的倍。但由于事发地点远在千里之外，因此这次历史上最大的油轮泄漏事件很快就从人们的记忆和新闻报道中消失了。ATT 电话线路瘫痪日千年虫是人们预料到的可能爆发的问题，却没有大规模发作；而 10 年前美国电话电报公司(ATT)的软件故障却是没有人预料到的。ATT 旗下的 maBell 公司拥有世界上最大、最知名的性能可靠的电话网络系统，即使飓风和地震都不能对它造成损坏。然而在 1990 年 1 月 15 日，ATT114 个交换中心中，有一个开关发生了很小的机械故障，正是这点小故障却立刻导致了该中心的瘫痪。故障发生后，当工作人员启动备份系统时，系统却发出了使其他交换中心掉线并重置的信号，而且其他中心也随之向外发送类似的信号。事后一位作家在他的文章中描述说，那天系统全部崩溃，“就像一百多个摔跤选手挤在一个小台子上一样” ，每一个人站起来都要把别人拉到。美国航空公司估计他们在这次事故中损失了二十多万个预定电话，而哥伦比亚广播公司甚至都不能到其本地电话局查询损失的情况。最后调查证明，这次事故的罪魁祸首是一个复杂软件的升级版本中一行错误的代码，ATT 进行此次升级的目的是要加快电话拨叫的速度。37 / 40ATT