地质版通用技术第一章第二节技术的发明与革新

1、第一章 走进技术世界第二节第二节 技术的发明与革新技术的发明与革新技术创新是技术发展的灵魂（技术的第三个性质：创新性 )技术创新表现为两种形式技术创新表现为两种形式： 一种是技术一种是技术发明发明； 一种是技术一种是技术革新革新； 第一代计算机是一个庞然大物，用了18000个电子管，占地170平方米，重达30吨，耗电功率约150千瓦，每秒钟可进行5000次运算，这在现在看来微不足道，但在当时却是破天荒的。 ENIAC以电子管作为元器件，所以又被称为电子管计算机，是计算机的第一代。电子管计算机由于使用的电子管体积很大，耗电量大，易发热，因而工作的时间不能太长。集成电路的发明 美国硅谷是微电子工业

2、的发祥地和中心，轰动世界的集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。代替电子管的晶体管。1958年，硅谷的一家公司发明并年，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制造出了世界上第一块用半导体硅制成的集成电路。此。此后，许多科技人员进行了无数次应用技术实验、研制出后，许多科技人员进行了无数次应用技术实验、研制出了从装有了从装有1000个以上晶体管的集成电

3、路到自身具有完整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，再到装有功能单元的大规模集成电路，再到装有10万万100万个晶万个晶体管的集成度更高的超大规模集成电路（图体管的集成度更高的超大规模集成电路（图1-5）。）。集成集成电路电路大规模集成电路大规模集成电路超大规模集成电路超大规模集成电路的发展的发展轨迹，其实就是一个技术不断创新的过程。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，促进了计算机的更促进了计算机的更新换代新换代科学家选出的11项超级发明：第第1项：眼镜项：眼镜眼镜使眼睛有缺陷的人，对世界更加亲近；眼镜使眼睛有缺陷的人，对世界更加亲近

4、；人类的缺陷，可以通过技术发明来弥补。人类的缺陷，可以通过技术发明来弥补。第第2项：原子弹项：原子弹人类文明，可以在一瞬间被摧毁。它人类文明，可以在一瞬间被摧毁。它告诉人们，核武器是多么的危险，争取和告诉人们，核武器是多么的危险，争取和平是多么的重要。平是多么的重要。第第3项：印刷术项：印刷术理由：极大地提高了人类信息传递的速理由：极大地提高了人类信息传递的速度和容量。度和容量。第第4项：项：时钟时钟时钟的发明，使得人类的生活节奏更加规律和精确。它时钟的发明，使得人类的生活节奏更加规律和精确。它也使人们对效率引起了重视。也使人们对效率引起了重视。第第5项：水项：水管设备（管道技术）管设备（管道

5、技术）把洁水带到各家各户，又把污秽水带走。把洁水带到各家各户，又把污秽水带走。第第6项：项：马镫（骑兵马战技术）马镫（骑兵马战技术）马镫技术出现后，促成了强大国家的产生。马镫技术出现后，促成了强大国家的产生。第第7项：阿拉伯项：阿拉伯数字数字数字及数学，成了人们生活、工作、创造的有力工具。数字及数学，成了人们生活、工作、创造的有力工具。推动了科技的进步。推动了科技的进步。第第8项：项：橡皮和涂改液橡皮和涂改液 这些发明给予我们改错机会，也鼓这些发明给予我们改错机会，也鼓励了人类在科学上作大胆假设励了人类在科学上作大胆假设 。第第9项：项：电脑电脑它使人类社会进入了信息时代它使人类社会进入了信息

6、时代, ,它的产它的产生是科技史上的一次革命。生是科技史上的一次革命。第第10项：古典音乐（项：古典音乐（音乐技术）音乐技术）它陶冶人们情操，净化人们思想，它陶冶人们情操，净化人们思想，还有一定的医疗功能。在人类自身成还有一定的医疗功能。在人类自身成长史上功不可没。长史上功不可没。第第11项：避孕药（避孕节育技术）项：避孕药（避孕节育技术）它对于人类控制自身发展功不可没。它对于人类控制自身发展功不可没。助听器的发明助听器的发明盒式助听器盒式助听器传统型数码编程耳背式传统型数码编程耳背式助听器助听器全数码深耳道式助听器全数码深耳道式助听器讨论讨论: : 助听器的发明助听器的发明(1) (1) 从

7、什么具体的目的出发？从什么具体的目的出发？使听觉不太灵敏的人能自如地听到外界的声音、使听觉不太灵敏的人能自如地听到外界的声音、正常地与人交流正常地与人交流(2)(2)解决了什么具体的问题？解决了什么具体的问题？将声音放大、传入耳中，体积小巧、方便佩戴将声音放大、传入耳中，体积小巧、方便佩戴 (3) (3) 满足了什么具体的需求？满足了什么具体的需求？使耳聋人方便地与外界进行语言交流使耳聋人方便地与外界进行语言交流 1985199420002000200220052015 手机的革新：讨论：电视机的发展经历了哪些阶段？黑白电视机黑白电视机球面彩电球面彩电纯平彩电纯平彩电液晶、等离子彩电液晶、等离

8、子彩电满足了人们对颜色、视觉、清满足了人们对颜色、视觉、清晰、防辐射和身体健康的需求。晰、防辐射和身体健康的需求。思考：比较案例思考：比较案例1、2，助听器的发，助听器的发明和电视机的革新有什么区别和联明和电视机的革新有什么区别和联系？系？ 助听器的发明：助听器的发明： 手机、电视机的革新：手机、电视机的革新：创造自然界从未有过的事物创造自然界从未有过的事物 在原有技术基础上的变革和改进在原有技术基础上的变革和改进都是新的事物取代陈旧落后的事物；都是新的事物取代陈旧落后的事物；都是推动人类社会进步的动力。都是推动人类社会进步的动力。联系：联系：技术发明技术发明技术革新技术革新技术创新技术创新（

9、技术创新性）（技术创新性）瓦特蒸汽机与第一次技术革命瓦特蒸汽机与第一次技术革命引发了第一次技术革命，把人类引发了第一次技术革命，把人类从手工业时代带到了机器时代从手工业时代带到了机器时代 公元公元8 8世纪的发世纪的发明。明。 现存最早的雕版现存最早的雕版印刷器是印刷器是868868年年的的金刚经金刚经（现存大英博（现存大英博物馆）。物馆）。 1、雕版印刷印刷术的变迁毕昇发明活字印刷术（毕昇发明活字印刷术（1041-10481041-1048）印刷术的变迁2、活字印刷 平版印刷平版印刷: : 印刷部分与非印刷部分没印刷部分与非印刷部分没有高低差别，都是平面的，利有高低差别，都是平面的，利用水油

10、不相混合的原理，使印用水油不相混合的原理，使印纹部分保持一层富有油脂的油纹部分保持一层富有油脂的油膜，而非印纹部分上的版面则膜，而非印纹部分上的版面则可以吸收适当的水分。在版面可以吸收适当的水分。在版面上油墨之后，印纹部分便排斥上油墨之后，印纹部分便排斥水分而吸收了油墨，而非印纹水分而吸收了油墨，而非印纹部分则吸收水分而具有抗墨作部分则吸收水分而具有抗墨作用。利用此种原理印刷的方法，用。利用此种原理印刷的方法，就称为就称为“平版印刷平版印刷”。 平版平版印刷由早期石版印刷发展而来，印刷由早期石版印刷发展而来，工艺极为简单，且成本低廉，工艺极为简单，且成本低廉，故在近代被不断的研究与改进。故在近

11、代被不断的研究与改进。 印刷术的变迁3、 平板印刷 王选发明了激光照排系统王选发明了激光照排系统 将文字通过计算机分解为点阵，将文字通过计算机分解为点阵，然后控制激光在感光底片上扫描，然后控制激光在感光底片上扫描，用曝光点的点阵组成文字和图像。用曝光点的点阵组成文字和图像。 使用激光照排系统不但可以避免使用激光照排系统不但可以避免铅字排版的低效益和对工人的健铅字排版的低效益和对工人的健康伤害，其好处还在于它的易改康伤害，其好处还在于它的易改动、成本低和效率极高等特点。动、成本低和效率极高等特点。目前我国绝大多数的报纸、杂志目前我国绝大多数的报纸、杂志和书籍都在使用着这套系统，它和书籍都在使用着

12、这套系统，它比古老的铅字排版工效至少提高比古老的铅字排版工效至少提高5 5倍。倍。 印刷术的变迁4、 数字化印刷雕版印刷雕版印刷活字印刷活字印刷平版印刷平版印刷数字化印刷数字化印刷需求需求发明革新技术发明技术发明：无：无有有技术起源于发明，并通过革新来发展。技术起源于发明，并通过革新来发展。 技术革新技术革新：有：有优优技术创新的两种表现形式：多功能缝纫机的诞生：功能单一功能单一多功能化多功能化 讨论：技术革新的特征是什么？讨论：技术革新的特征是什么？ A A功能：单一功能：单一多功能化多功能化 外观外观: 大、笨、重大、笨、重小、巧、轻小、巧、轻 性能：繁、杂、慢性能：繁、杂、慢简、易、快简

13、、易、快 B B其技术原理和功能基本不变，但其产品结构、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。形状发生了某些变革，性能有所增强。 技术是综合知识的结晶 （技术的综合性）袁隆平是世界著名的水袁隆平是世界著名的水稻育种专家稻育种专家, , 具有全面、深具有全面、深厚的农业科学知识。厚的农业科学知识。19731973年年, , 袁隆平和他的助手终于成功袁隆平和他的助手终于成功地实现了水稻的三系配套地实现了水稻的三系配套, ,使水稻的产量提高了使水稻的产量提高了20%20%。这一成果轰动了世界。这一成果轰动了世界。杂交水稻技术是杂交水稻技术是植物学、植物学、作物育种

14、学、作物栽培学、作物育种学、作物栽培学、土壤肥料学、植物保护学土壤肥料学、植物保护学等等诸多学科知识的综合应用。诸多学科知识的综合应用。这说明技术具有很强的综合这说明技术具有很强的综合性。性。载人航天飞船的设计载人航天飞船的设计涉及涉及: :数学，物理学数学，物理学, ,天文学天文学, ,流体力学流体力学, ,空空气动力学、计算机科气动力学、计算机科学学, ,无线通讯学、气无线通讯学、气象学象学, ,机械学机械学, ,自动控自动控制学、材料力学制学、材料力学等。等。 杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥，它北起浙江杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥，它北起浙江嘉兴海盐郑家埭，南至宁波慈溪水路湾，全长嘉兴海盐郑家埭，南至宁波慈溪水路湾，全长3636公里公里，是目前世界