设计是技术的关键

1、第三节 设计是技术的关键青霉素青霉素 苏格兰科学家亚历山大苏格兰科学家亚历山大弗莱弗莱明原来从事流感研究工作。明原来从事流感研究工作。19281928年年 9 9月的下午，弗莱明像月的下午，弗莱明像往常一样来到了实验室。在他往常一样来到了实验室。在他的实验室里培养了一些葡萄球的实验室里培养了一些葡萄球菌菌一种引起传染性皮肤病一种引起传染性皮肤病和脓肿的常见细菌。一次非常和脓肿的常见细菌。一次非常偶然的机会，由于疏忽而忘记偶然的机会，由于疏忽而忘记为一个盛有葡萄球菌的培植盘为一个盛有葡萄球菌的培植盘子盖上盖子，结果他发现盘子子盖上盖子，结果他发现盘子中生长出的青色霉菌将周围的中生长出的青色霉菌将

2、周围的葡萄球菌全部杀死。后来，弗葡萄球菌全部杀死。后来，弗莱明还曾风趣地说，这一发现莱明还曾风趣地说，这一发现要归功于他的粗心大意。要归功于他的粗心大意。一、技术创新的重要途径一、技术创新的重要途径设计设计冰棒冰棒 19051905年，年，1111岁的弗兰克岁的弗兰克易普易普森（森（Frank EppersonFrank Epperson）把他的）把他的苏打制作模具落在外面放了一苏打制作模具落在外面放了一整夜。第二天，他用来搅拌水整夜。第二天，他用来搅拌水和调味剂的小棍被冻了在溶液和调味剂的小棍被冻了在溶液里面，第一根冰棍就这样诞生里面，第一根冰棍就这样诞生了。大约了。大约2020年以后，已经

3、长大年以后，已经长大成人的易普森才把制作冰棒申成人的易普森才把制作冰棒申请成为了专利。请成为了专利。微波炉微波炉微波辐射器（磁控管）曾在第二次世界大战中被盟军用微波辐射器（磁控管）曾在第二次世界大战中被盟军用于雷达设施。它加热食品的这一新功能是于雷达设施。它加热食品的这一新功能是19461946年才被人们年才被人们发现的。当时，美国发现的。当时，美国RaytheonRaytheon公司一位名叫皮尔斯公司一位名叫皮尔斯斯朋斯朋塞尔的工程师发现口袋中的巧克力被磁控管熔化后他制造塞尔的工程师发现口袋中的巧克力被磁控管熔化后他制造出了第一台微波炉，那时候这台机器足有出了第一台微波炉，那时候这台机器足有

4、5 5英尺（英尺（1.5241.524米）米）多高。多高。巧克力曲奇饼巧克力曲奇饼 马萨诸塞州韦克菲尔马萨诸塞州韦克菲尔德市的一家旅店老板德市的一家旅店老板鲁斯鲁斯韦克菲尔德（韦克菲尔德（Ruth WakefieldRuth Wakefield）想）想要给她的客人们烤一要给她的客人们烤一个巧克力味的点心，个巧克力味的点心，但是其中的巧克力片但是其中的巧克力片没有完全融化。而她没有完全融化。而她的客人们却大爱这种的客人们却大爱这种巧克力曲奇饼，巧克力曲奇饼， 白兰地酒白兰地酒 中世纪时代的商人们为了让葡萄酒在运输过中世纪时代的商人们为了让葡萄酒在运输过程中少占地方和延长保持期而将酒中的水分程中少

5、占地方和延长保持期而将酒中的水分蒸馏掉。但后来有些擅长投机的商人在酒运蒸馏掉。但后来有些擅长投机的商人在酒运输到目的地后并没有将酒恢复到原来的模样输到目的地后并没有将酒恢复到原来的模样，这样就产生了白兰地。，这样就产生了白兰地。 烟火起源于大约烟火起源于大约20002000年以前的中国，传说是年以前的中国，传说是一个厨子偶然把木炭、硫磺和硝石混在一起一个厨子偶然把木炭、硫磺和硝石混在一起而制成的，那时候所有这些原料在厨房里都而制成的，那时候所有这些原料在厨房里都随手可见。随手可见。 1853年，一家餐厅的某位顾客总是抱怨炸土豆不够脆，并不停地把它们送回到厨房里，于是乔治克拉姆（George C

6、rum）主厨再也HOLD不住了，他把土豆切得非常的薄，炸熟，然后又加上些盐。这脆脆的薯片立马在新英格兰当地一炮走红，人们就以它的发明地命名，叫作“萨拉托加薯片”。 以上发明来源于？以上发明来源于？技术创新的来源：技术创新的来源：P23P231 1、偶然的发现、偶然的发现2 2、有计划、有步骤的设、有计划、有步骤的设计计航天技术航天技术天宫一号天宫一号什么是设计？什么是设计？P23 1 1、设计的定义：是基于一定设、设计的定义：是基于一定设想的、有目的的规划及创造活想的、有目的的规划及创造活动。动。 2 2、设计的分类：技术设计、艺、设计的分类：技术设计、艺术设计、工业设计、教学设计术设计、工业

7、设计、教学设计等。等。本书讨论的主要是本书讨论的主要是技术设计技术设计（简称设计）。（简称设计）。技术设计技术设计侧重于功能、结构、材料、程序、侧重于功能、结构、材料、程序、工艺、实用、寿命、舒适工艺、实用、寿命、舒适等，等，围绕技围绕技术的目的而展开，术的目的而展开，如电饭煲的设计、候车如电饭煲的设计、候车亭的设计。亭的设计。艺术设计艺术设计侧重于色彩、造型、线条、审美侧重于色彩、造型、线条、审美、欣赏、感觉、视觉效果、音响效果、欣赏、感觉、视觉效果、音响效果更强调更强调感觉的需要感觉的需要，如雕像的设计、装，如雕像的设计、装饰钟的设计。饰钟的设计。工业设计工业设计侧重于外观、概念、侧重于外

8、观、概念、 平面，如汽平面，如汽车、手机的设计。车、手机的设计。1 1、技术的发展离不开设计、技术的发展离不开设计 技术的根本目的是解决实际问题，而设技术的根本目的是解决实际问题，而设计正是产生解决方法的主要途径。计正是产生解决方法的主要途径。v一项技术的创新、一个技术产品的更替、一项技术的创新、一个技术产品的更替、一项新工艺的改进都需要设计，一项新工艺的改进都需要设计，设计是技设计是技术发展的动力。术发展的动力。技术与设计之间的关系？技术与设计之间的关系？ 电动剔须刀发明之初体积很电动剔须刀发明之初体积很大，携带不方便。于是，有人设大，携带不方便。于是，有人设计出一种小巧便携式的电动剔须计出

9、一种小巧便携式的电动剔须刀。这一设计推动了电机微型化刀。这一设计推动了电机微型化技术的发展。技术的发展。v设计是技术成果转化的桥梁和纽带设计是技术成果转化的桥梁和纽带v设计促进了技术的革新设计促进了技术的革新 人们通过设计可以把自己人们通过设计可以把自己或他人的由创造性构思得到的或他人的由创造性构思得到的设想具体化。设想具体化。2 2、技术更新对设计产生重要影响（、技术更新对设计产生重要影响（设计设计的实现以技术为基础的实现以技术为基础）技术是设计的平台，技术的进步直接技术是设计的平台，技术的进步直接制约着设计的发展，先进的技术可以制约着设计的发展，先进的技术可以使人们的设计得以实现。使人们的

10、设计得以实现。 早早在在1616世纪，意大利艺术家世纪，意大利艺术家达达芬奇就设想到了飞行器等交通芬奇就设想到了飞行器等交通工具。但当时的技术水平不能满工具。但当时的技术水平不能满足其设计的要求，随着现代科学足其设计的要求，随着现代科学技术的发展，他的设计终于在今技术的发展，他的设计终于在今天得以实现。天得以实现。达达芬奇简介芬奇简介 列奥纳多列奥纳多达达芬奇（芬奇（Leonardo da Leonardo da VinciVinci，14521452年年4 4月月1515日日15191519年年5 5月月2 2日日），），IQ=230，意大利文艺复兴时期最意大利文艺复兴时期最负盛名的艺术大师

11、。他不但是个负盛名的艺术大师。他不但是个大画家大画家，同样还是一位，同样还是一位数学家、音乐家、发明数学家、音乐家、发明家、解剖学家、雕塑家、物理学家和机家、解剖学家、雕塑家、物理学家和机械工程师械工程师。可以称之为史上全能的天才可以称之为史上全能的天才。他因自己高超的绘画技巧而闻名于世他因自己高超的绘画技巧而闻名于世。他还设计了许多在当时无法实现，但。他还设计了许多在当时无法实现，但是却现身于现代科学技术的发明。总的是却现身于现代科学技术的发明。总的来说，达芬奇推动了建筑学，解剖学和来说，达芬奇推动了建筑学，解剖学和天文学的发展。因为他在不同的学科里天文学的发展。因为他在不同的学科里都有极高

12、的造诣，被认为是世界历史上都有极高的造诣，被认为是世界历史上智商最高的人之一。智商最高的人之一。达达.芬奇自画像芬奇自画像达达芬奇设计的密码筒内有一个装芬奇设计的密码筒内有一个装着醋液的容器，如果强行砸烂密着醋液的容器，如果强行砸烂密码筒，醋液就会流出溶解莎草纸码筒，醋液就会流出溶解莎草纸。要打开密码筒，必须解开一个。要打开密码筒，必须解开一个5 5位数的密码，密码筒上有位数的密码，密码筒上有5 5个转个转盘，每个转盘上都有盘，每个转盘上都有2626个字母，个字母，可能作为密码的排列组合多达可能作为密码的排列组合多达1188137611881376种。种。 达芬奇手稿达芬奇手稿 “他的优雅与优

13、美无与伦比，他的才智之他的优雅与优美无与伦比，他的才智之高可使一切难题迎刃而解。高可使一切难题迎刃而解。”这是文艺复这是文艺复兴时期的传记作家瓦萨里对达兴时期的传记作家瓦萨里对达芬奇的溢芬奇的溢美之词美之词 达达芬奇反对经院哲学家们把过去芬奇反对经院哲学家们把过去的教义和言论作为知识基础，他的教义和言论作为知识基础，他鼓励人们向大自然学习，到自然鼓励人们向大自然学习，到自然界中寻求知识和真理。他认为知界中寻求知识和真理。他认为知识起源于实践，应该从实践出发识起源于实践，应该从实践出发，通过实践去探索科学的奥秘。，通过实践去探索科学的奥秘。 达达芬奇的飞行器芬奇的飞行器 早在早在1616世纪文艺

14、复兴时期，意大利艺术家世纪文艺复兴时期，意大利艺术家达达芬奇就设想了飞行器等交通工具，敏锐芬奇就设想了飞行器等交通工具，敏锐地洞悉到现代生活中自行车、飞机、汽车地洞悉到现代生活中自行车、飞机、汽车和潜艇的应用，但当时的技术水平不能满和潜艇的应用，但当时的技术水平不能满足其设计的要求，随着现代科学技术的发足其设计的要求，随着现代科学技术的发展，他的设计终于在今天得以实现。展，他的设计终于在今天得以实现。达达.芬奇的飞行器芬奇的飞行器案例：灯具案例：灯具 如果还是用火照明，能设如果还是用火照明，能设计这样的路灯吗？计这样的路灯吗？技术更新为设计提供了广阔的发展空间。技术更新为设计提供了广阔的发展空

15、间。 技术更新对设计产生重要影响技术更新对设计产生重要影响波音波音747-8，467人（人（3舱）舱） 首次面对观众的首次面对观众的A380A380客舱，除了传统的头等、公务、经济三级客舱布局外，客舱，除了传统的头等、公务、经济三级客舱布局外，飞机上还专门设置了旅客接待台、酒吧、读书室、聊天室等休闲空间。飞机上还专门设置了旅客接待台、酒吧、读书室、聊天室等休闲空间。 全球第一架全球第一架A380A380在法国图卢兹交付给新加坡航空公司，首次投入商业飞行在法国图卢兹交付给新加坡航空公司，首次投入商业飞行。A380A380是空中客车公司研制的全球最大民用客机，机舱采用双层设计，载客量是空中客车公司

16、研制的全球最大民用客机，机舱采用双层设计，载客量可达到可达到555555人人，最高载客量为，最高载客量为840840人。人。 图为该飞机连接客舱一二层的楼梯图为该飞机连接客舱一二层的楼梯 图为该飞机头等舱图为该飞机头等舱n精巧的设计，可大大地推动技术发精巧的设计，可大大地推动技术发明和技术革新，使技术水平及其产明和技术革新，使技术水平及其产生的效益，达到新的高峰。生的效益，达到新的高峰。 创造性设计对技术提出了更高的创造性设计对技术提出了更高的要求，推动着技术的不断创新。新技要求，推动着技术的不断创新。新技术在应用于实际生产生活时，围绕需术在应用于实际生产生活时，围绕需要解决的问题，不同的设计

17、会产生不要解决的问题，不同的设计会产生不同的解决方案。同的解决方案。如何让技术的潜在价如何让技术的潜在价值得到最大限度地挖掘，使其更好地值得到最大限度地挖掘，使其更好地为人类服务，关键在于设计为人类服务，关键在于设计。设计是技术的关键设计是技术的关键二、设计需要不断的改进二、设计需要不断的改进案例：案例：汽车外形设计从灰姑娘到公主的历史汽车外形设计从灰姑娘到公主的历史（卡尔（卡尔本茨和他发明的世界上第一辆三轮汽车）本茨和他发明的世界上第一辆三轮汽车） 汽油机装配在汽油机装配在三轮车上，就是人三轮车上，就是人类最早的汽车，这类最早的汽车，这辆辆“灰姑娘灰姑娘”诞生诞生在在18851885年的德国

18、。年的德国。 18851885年，德国工程师卡尔年，德国工程师卡尔本茨在曼海姆制造成一辆装有汽油本茨在曼海姆制造成一辆装有汽油机的三轮车，拉开了汽车现代史的帷幕。在此后的机的三轮车，拉开了汽车现代史的帷幕。在此后的100100多年内，多年内，汽车无论是从车身造型还是从动力源或底盘、电器设备来讲，都汽车无论是从车身造型还是从动力源或底盘、电器设备来讲，都有了翻天覆地的变化。其中最富特色、最具直观感的当数车身外有了翻天覆地的变化。其中最富特色、最具直观感的当数车身外形的演变。形的演变。马车形汽车马车形汽车当时的汽车外形基本上沿用了当时的汽车外形基本上沿用了马车的造型，因此被人们称为马车的造型，因此

19、被人们称为无马的无马的“马车马车”。美国农民出身的亨利美国农民出身的亨利福特在福特在18961896年造出第一辆福特车。年造出第一辆福特车。19081908年福特公司开始生产一年福特公司开始生产一种种T T形汽车，以其结构紧凑、形汽车，以其结构紧凑、坚固耐用、容易驾驶、价格坚固耐用、容易驾驶、价格低廉而受到欢迎并以产量之低廉而受到欢迎并以产量之高而著称于世。福特还首先高而著称于世。福特还首先采用流采用流水作业。大大提高了劳动生水作业。大大提高了劳动生产率，并为今天的汽车生产产率，并为今天的汽车生产所继承。所继承。设计是技术的关键设计是技术的关键箱形汽车箱形汽车 马车型汽车很难抵马车型汽车很难抵

20、挡风雨的侵袭，美挡风雨的侵袭，美国福特汽车公司在国福特汽车公司在19151915年生产出一种年生产出一种新型的福特新型的福特T T形车形车，这种车的车室部，这种车的车室部分很像一只大箱子分很像一只大箱子，并装有门和窗，并装有门和窗，人们把这类车称为人们把这类车称为箱形汽车。箱形汽车。 随看生活节奏的加快，人们对车速的要求也越来越高。要想随看生活节奏的加快，人们对车速的要求也越来越高。要想汽车跑得快，有两条主要途径：一是增大功率，二是减小空汽车跑得快，有两条主要途径：一是增大功率，二是减小空气阻力。通过提高功率的办法来克服空气的阻力。这样一来气阻力。通过提高功率的办法来克服空气的阻力。这样一来，

21、发动机由单缸变成四缸、六缸、八缸，而且气缸是一列排，发动机由单缸变成四缸、六缸、八缸，而且气缸是一列排开的，因而发动机罩也随之变长。典型的例子就是意大利开的，因而发动机罩也随之变长。典型的例子就是意大利 19311931年生产的阿尔法年生产的阿尔法罗密欧牌汽车的外形。罗密欧牌汽车的外形。 流线型汽车流线型汽车 19361936年福特公司在气流牌汽车的基础上，加年福特公司在气流牌汽车的基础上，加以精练并吸收商品学要素研制成功林肯以精练并吸收商品学要素研制成功林肯和风和风牌流线形小客车牌流线形小客车。以后出现的流线形汽车有。以后出现的流线形汽车有19371937年的福特年的福特V8V8型、型、19

22、371937年的菲亚特和年的菲亚特和19551955年的雪铁龙年的雪铁龙等等 。 1936年林肯年林肯和风牌流线形汽车和风牌流线形汽车1955年的雪铁龙年的雪铁龙 19331933年德国的波尔舍博士设计了一种类似甲壳虫外形的汽车年德国的波尔舍博士设计了一种类似甲壳虫外形的汽车。波尔舍最大限度地发挥了甲壳虫外形的长处，使之成为同。波尔舍最大限度地发挥了甲壳虫外形的长处，使之成为同类车中之王，甲壳虫也成为该车的代名词。类车中之王，甲壳虫也成为该车的代名词。船形汽车船形汽车 美国福特公司经过几年的努力，于美国福特公司经过几年的努力，于19491949年推年推出具有历史意义的新型的福特出具有历史意义的新型的福特V8V8型汽车。型汽车。 鱼形汽车鱼形汽车 由于斜背式汽车的背部像鱼的脊背，所以这类车称由于斜背式汽车的背部像鱼的脊背，所以这类车称为鱼形汽车或者是为鱼形汽车或者是“斜背式汽车斜背式汽车”。最初的鱼形车。最初的鱼形车是美国是美国19521952年生产的别克牌小客车。年生产的别克牌小客车。 楔（楔（xie)形汽车形汽车 将车身整体向前下方倾斜，车身后部像刀切将车身整体向前下方倾斜，车身后部像刀切一样平直，这种造型能有效地克服升力。一样平直，这种造型能有效地克服升力。1963年司蒂倍克年司蒂倍克阿本提第一次设计了楔形汽阿本提第一次设