《电子课本苏教版 通用技术 选修九【高清教材】.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子课本苏教版 通用技术 选修九【高清教材】.pdf（86页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、ISBN 978-7-5499-8713-99 787549 987139定价：6.70元将本章所学内容与本学科其他内容、与其他学科知识、与自己已有知识和经验综合起来，可以提高综合能力，领略学习的最高境界。对学习过程和学习结果作一回顾总结和反思，有助于学习目标的真正实现，有助于核心素养的有效形成。生动活泼、形式多样的作业，使我们所学的内容得以巩固，同时也打通了与课外活动结合的通道。在学完一章后，以思维导图形式，对学习内容进行概括和归纳，有助于我们学会学习和自我建构。穿插在课文之中、形式多种多样的活动使我们所学的知识与技能得到及时的巩固、应用和内化，也是我们学会技术学习的有力工具。技 术 试 验
2、 是在技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性的实践活动，使我们的实践才能和创新能力得到展示。亲临其境、亲自动手、亲身体验是本栏目的宗旨。这里的一系列精彩项目将使我们经历激动人心的操作实践，使我们感受到技术实践的特有乐趣，感悟到技术世界的丰富多彩。每节有24个相互联系的任务。我们将在完成一个个任务的过程中，建构积极价值观、必备品格和关键能力，形成核心素养。基于学生生活经验和技术学科基本特点的情境，带领我们走进真实的技术世界，发现复杂而真实的技术问题，进入富有意义建构的学习过程。学习目标会使我们明确学习的方向，为进入学习过程做好心理准备。本栏目富有典型意义的范例、素材、话题是学习中
3、对话的平台，使我们享受到由丰富的技术感性走向深刻的技术理性的快乐。这些是我们技术学习中拓宽视野、深化认识、铸造精神、品味技术信息的“美味佳肴”，不要错过哟。基于关键的技术问题，立体化地加以呈现，这是我们思维互联、智慧众筹、头脑风暴的广阔天地。了解本书章节和任务的构成，能使我们总揽全貌，形成关于课程学习的宏观架构。节选用选用选用学习目标第二章 创造性思维与技法通用技术创造力开发与技术发明037036选择性必修9组合法是将两个或两个以上已有的技术原理或物品，通过巧妙组合，从而获得新技术、新产品的一种创造技法。组合法包括主体附加、同物组合、异类组合和重组组合等多种形式。图 2-17 CT 机请在红绿
4、灯主体功能的基础上增加一些实用功能，如可显示温度、交通拥堵情况等功能。分组活动，看哪一个小组提出的组合功能最多，实用性最强。层扫描技术（CT技术），荣获了诺贝尔生理学或医学奖。X光机和计算机都是划时代的重大发明，它们的组合为医疗诊断开辟了一条崭新道路。讨论：结合案例分析，想一想生活中还有哪些物品是由两种或两种以上物品组合而成的。自动秋千由于各种阻力的作用，秋千需要人力不断推动才能持续运动。有人提出自动秋千的设想：只需开始时用人力推动，之后就可以在一段时间内，不需人力补充能量，秋千也能保持同样的摆幅运动。自动秋千将摆钟与秋千组合在一起（如图2-18），摆钟是以重锤作为储能工具的，通过棘爪作为逐渐
5、释放势能的手段，在钟摆每次摆到极限返回时提供一点能量，这点能量足以克服摆钟所受到的阻力，使钟摆可以持续地摆动。图 2-18 自动秋千示意图讨论：自动秋千可以实现吗？请说明理由。任务二 体验智力激励法智力激励法也称“头脑风暴法”，是以小组讨论的形式激励思维，进行发散联想，形成创造性设想的一种创造技法。该技法是通过一种特殊会议，使参加人员围绕着一个问题开动脑筋、快速构思、畅所欲言、自由设想和相互启发，要求每一个参与者都要像“突击队队员”那样，勇敢地向共同目标突进，从而引起创造性设想和连锁反应，产生众多创意，综合集体创造形成创意方案。红绿灯设计的头脑风暴主持人：我们今天的任务是讨论怎样使红绿灯装置安
6、全、高效和环保，大家有什么好办法？甲：晴天或下大雨时，红绿灯看不清，红绿灯亮度能不能强一点？主持人：这个问题好，大家有没有其他解决办法？乙：将红绿灯设计成有声音的。丙：可以将整个红绿灯灯柱都设计成红绿灯。（发展了前面的设想）丁：红灯亮起时，行人在斑马线上能感知到声音、图案等变化，从而提高安全性。（不仅想到了红绿灯，还想到了斑马线）主持人：大家再想一想，有什么办法在斑马线上提高行人的安全性？可分离式病床久病卧床者和肢体障碍人士，要想摆脱病床，偶尔享受一下阳光，都需要经历一个从床榻挪动到轮椅的过程。而这个过程，有时需要几个帮手。可分离式病床结合了病床和轮椅的设计，它有一张可以从病床中脱离出来的轮椅
7、。病患想出去时，只要从床的中间挪动到床的边缘即可。这个独特的组合设计，不仅减少了帮手的数量，而且不需要搬动患者，非常方便。讨论：病床和轮椅的连接部分该如何设计？类似的设计还可以用在哪些地方？图 2-19 可分离式病床通用技术第三章 创新工具与创客文化通用技术创造力开发与技术发明049048选择性必修9用于资源勘探、救灾排险、医疗服务、家庭娱乐、军事和航空航天等其他领域，也是先进制造技术不可缺少的自动化设备。智能制造是新一代信息通信技术与先进制造技术的深度融合，贯穿于设计、生产、管理和服务等制造活动的各个环节，是具有自感知、自学习、自决策、自执行和自适应功能的新型生产方式。加快发展智能制造，是培
8、育我国经济增长新动力的必由之路，对实现制造强国的目标具有重要战略意义。任务二 运用创新工具进行装配与测试萤火虫创造社在完成设计图、加工制作出沙盘后，着手装配交通路口安全高效信号灯装置。装配与测试是创新过程的重要环节。装配是按设计时的技术要求将零件和部件配合并连接成作品的过程，一般分为部件装配、总装配和调整三个阶段。装配时，注意整体性、顺序性和可靠性，规范操作，注意安全。萤火虫创造社绘制了交通路口安全高效信号灯装置电路图，图3-7是时间继电器控制电路。请尝试绘制出交通路口安全高效信号灯装置其他相关电路图。图 3-6 智能化汽车生产线红灯黄灯绿灯KT1KT2KT3KT3KT2KT1KA3KA1KA
9、2Vcc0V图 3-7 时间继电器控制电路图KA1KA2KA3交通路口安全高效信号灯装置电路模块的制作体验目的：通过交通路口安全高效信号灯装置电路模块的制作，熟悉电子电工工具的使用方法和操作要领。情境展示：萤火虫创造社在组装交通路口安全高效信号灯装置模型之前，要完成相应的电路模块。问题分析：将交通路口安全高效信号灯装置的电路模块分为行人感应模块、车辆检测计数模块、人行道光带模块和时间控制模块四个功能子模块，分别对不同子模块做相应电路的设计、组装及调试。活动准备：材料：杜邦线、双母头若干，一字小螺丝刀1把，Arduino单片机1个，Type-B数据线若干，74HC595静态驱动2段数码管显示模块
10、1个，红绿灯模块1个，红外对射管1个，蜂鸣器1个，WS2812 灯珠模块1个，KT板1张，焊锡丝、钉子若干。工具：偏口钳、镊子、电烙铁、锥子、美工刀、热熔胶枪、手锯、锤子。主要过程：1.制作交通路口安全高效信号灯装置总控制模块。2.制作行人感应模块、车辆检测计数模块、人行道光带模块和时间控制模块。3.模块集成。讨论：在模块集成过程中会遇到哪些问题？你是如何解决的？测试是测定装配完成的作品是否达到设计要求的一种手段，主要包括功能试验、强度试验和安全试验。测试需要明确测试对象和测试内容，选取有效的测试方法，做好相关测试记录和分析讨论，据此提出改进意见。图 3-8 交通路口安全高效信号灯装置电路流程
11、图开始结束初始化各部分驱动绿灯亮黄灯亮修改红绿灯时间关黄灯，红灯亮行人闯红灯检测关红灯车辆计数显示关绿灯，时间周期是否修改不修改修改第一章 技术与创造力开发通用技术选择性必修9创造力开发与技术发明007006红绿灯的发明现代生活中，道路上的各种车辆南来北往，川流不息。车辆虽多，却能秩序井然，交通信号灯发挥了重要作用。世界上最先使用交通信号灯的城市是英国伦敦。当时，伦敦道路上的主要交通工具是马车，它们横冲直撞，经常发生交通事故。为此，英国机械师德哈特发明了一个高达7 m的灯柱，只有一盏光源，且通过煤气灯罩前的两块红绿玻璃，由执勤警察通过牵动皮带轮控制。这是第一盏用于街道的交通信号灯。后来，美国交
12、通信号灯公司制作了一套电力信号灯系统。这是人类历史上第一套投入使用的电力信号灯系统，它只有红、绿两种颜色，在灯切换之前蜂鸣器会先发出警告。1918年，美国底特律交通警察威廉波茨发明了世界上第一盏“红、绿、黄”三色交通信号灯。讨论：红绿灯的发明推动了哪些技术的发展？技术创新包括发明和革新。技术发明是运用科学原理从无到有地设计或制造出新事物、新产品和新方法的创造性活动。例如，设计一种新产品、研制一种新工具、改革一种工艺流程或创立一种新方法。发明成果可以是物质性的（如新产品、新工具），也可以是方法性的（如新工艺、新方法）。技术革新是在原有产品基础上降低成本，提高效能和改进质量，替换材料，扩大应用范围
13、，延长使用寿命，简化结构和工艺流程的一种创造性活动。超级计算机超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快且存储容量最大的计算机，多用于高科技领域和尖端技术研究，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。超级计算机通过先进的架构设计，分开存储和运算，确保用户数据、资料在软件系统更新或CPU升级时不受任何影响，保障了信息存储的安全，可保持长时、高效、可靠的运算并易于升级和维护。我国的超级计算机发展迅速，已跃升到国际先进水平国家之中。其中，神威太湖之光和天河二号超级计算机已位居世界前列。图 1-8 超级计算机请观察右侧的场景，尝试提出12两种技术发明的设想。图 1-7 第一盏交通信号灯 观察一下房间里
14、的灯具、门窗和桌椅等物品，你是否有了技术革新的灵感？如果有，请填写在下表中。物品进行技术革新灯具门窗桌椅讨论：超级计算机与普通计算机相比，其技术革新有哪些？请举例说明。图 1-6 生活场景示意图第二章 创造性思维与技法通用技术创造力开发与技术发明023022选择性必修9下开口式鱼缸传统鱼缸是上开口式的，需要经常换水和清理鱼儿的排泄物，操作起来比较麻烦，也容易造成鱼儿死亡。下开口式鱼缸将传统鱼缸的形状进行变通，采用了蜗牛壳的螺旋造型，用较小的力就可以滚动鱼缸，从而改变开口方向。更重要的是，这个鱼缸还改变了传统鱼缸的水位特点，利用大气压使鱼缸出现两种高低不同的水位效果，这样一来，清除鱼儿的排泄物等
15、杂质就非常方便了。讨论：下开口式鱼缸的原理是什么？请发挥你的创造力，对鱼缸进行再创造。图 2-2 下开口式鱼缸在自行车轮胎气不足时，你是怎样给轮胎充气的？你使用过以下哪种充气方式？你还能提出哪些新的充气方式？任务二 感受创造性思维的独创性与精致性独创性反映思维的新颖、新奇和独特的程度，提出的设想、方案或方法大大超出一般人，具有匠心独具、新颖奇特的特点。它是创造性思维的本质特征。独创性要求以新的角度、新的观点去认识事物，表现出超乎寻常的独特见解。对中学生而言，独创性既可能意味着超越了群体水平，解决了多数同龄人不能解决的问题，也可能意味着超越了自己现有水平，获得从来没有过的新成果。图 2-3 增强
16、现实红绿灯幕墙增强现实红绿灯幕墙乌克兰的研发团队模拟了一款利用增强现实（AR）技术制作的红绿灯。这款红绿灯摒弃了传统造型，用增强现实技术在路口处设立屏障。绿灯、红灯交叉变化，并在幕墙上显示变灯潘建伟求解量子奥秘的“创新者”自古以来，信息的绝对安全就是人类不断追求的目标。随着信息技术的发展，信息安全瓶颈成为亟待解决的问题。中国科学院院士、中国科学技术大学潘建伟提出了独特的方法通过量子纠缠加密，其特点是具有鬼魅般的超距作用和不可复制性，目的是防止信息被窃听，进而造成实质性损害。如果有人想要窃听或者截取量子纠缠加密后的信息，那么处于纠缠状态下的两个量子就会立刻发生坍缩，这样一来窃听者就无法获得信息。
17、潘建伟率先突破了量子信息处理的关键技术，全面解决了量子保密通信在现实条件下的安全性问题；牵头研制成功国际上首颗量子科学实验卫星“墨子号”，建成国际上首条量子保密通信骨干网“京沪干线”，构建了首个空地一体的广域量子保密通信网络雏形，使我国量子保密通信技术处于国际领先水平。讨论：分析潘建伟团队所表现出来的独创性思维。倒计时。因为这个红绿灯的面积大且非常醒目，仿佛一堵墙，所以隔离了人和车辆。讨论：这款红绿灯的设计有哪些独创性？给你带来了什么启发？精致性反映思维的精细度，是指创造者能想象并描述事物或事件的具体细节。精致即精巧、精密和精美。在创造过程中，创造者要考虑作品的材料、结构、功能和美观要求，还要
18、考虑研究过程的合理性、操作流程的科学性。图 2-4 潘建伟通用技术第三章 创新工具与创客文化通用技术创造力开发与技术发明047046选择性必修9一般情况下，创新工具可以分为设计工具和制造工具。设计工具主要用于绘制具体的创新设计方案，可以是一般的绘图工具，如铅笔、直尺、圆规和量角器等；也可以是绘图软件，如二维设计软件和三维设计软件等。制造工具主要用于创新作品的物化和实现，包括木工工具、金工工具和电子电工工具。木工工具是加工木材的基本工具，常用的有木工锯、木工刨、木工锤、凿子、手摇钻、木工锉等。金工工具是用来加工金属材料的基本工具，常用的有划针、钢锯、锉刀、钻床和台虎钳等。电子电工工具是制作电子作
19、品时使用的工具，常用的有电烙铁、多用电表、剥线钳等。创新工具的发展性人类从刀耕火种发展到信息时代，不仅经历了多次生产力变革，而且促进了创新工具的不断进步。从我们祖先开始使用简单的木棒、石头，到现在驾驭智能机器人，都体现了人类创新工具的发展。绘图工具木工工具金工工具电子电工工具图 3-3 常见的创新工具孙琪和王峰按照加工尺寸图，先用激光切割机切割亚克力板，制作了一个交通路口安全高效信号灯装置沙盘底座，然后用三维打印机打印制作了汽车、红绿灯支架、绿化树、行人模型等。请选择合适的工具和材料制作沙盘模型。现代社会已经进入了智能工业时代。在现代化生产车间，有许多机械臂组成的智能机器人生产线，智能化创新工
20、具已被广泛应用于生产实践。智能制造机器人机器人作为最新的智能化创新工具，可代替或协助人类完成各种工作。一些枯燥的、危险的、有毒的和有害的工作，都可由机器人大显身手。机器人除了广泛应用于制造业外，还应现代化创新工具随着生产力的不断发展，各种先进工具不断被发明制造并应用到生产活动中，创新工具蓬勃发展，如数控机床、激光切割机和三维打印机等广泛应用于各行各业。三维打印机数控机床激光切割机现在广泛使用的电子类工具主要是开源硬件，可分为积木式开源硬件和开源硬件开发平台。开放式电子积木模块开源硬件 Arduino 模块讨论：还有哪些现代化创新工具？请交流分享。图 3-5 积木式开源硬件和开源硬件开发平台图
21、3-4 现代化创新工具通用技术第三章 创新工具与创客文化通用技术创造力开发与技术发明057056选择性必修9请结合现实生活中的案例，说说创客文化与创客精神的区别与联系。创客文化与创客、创客活动、创客空间、创客精神紧密相连。创客文化的主体是创客，载体是创客活动，场所是创客空间，内核是创客精神。创客精神主要由“黑客”精神、极客精神、工匠精神和开源精神继承和发展而来。“黑客”是指专注于发现计算机程序漏洞，并协助程序设计人员修补漏洞的人。极客是指抱有狂热爱好且投入大量时间、精力的一类人。工匠是指有工艺专长的匠人。开源是指开放源代码，创客的开源是一种自由、共享和充分利用资源的行为，更是一种信仰、一种文化
22、和一种精神。创客文化是创新、创业的根基和土壤。创客文化的发展不仅有力地促进了“中国制造”到“中国创造”的战略重点转移，而且将随着“互联网+”行动计划和“大众创业、万众创新”的深入实施，迎来更大的发展机遇，推动国家战略从“中国创造”到“中国智造”的演进。“黑客”精神工匠精神开源精神极客精神创客精神图 3-14 创客精神的组成创客嘉年华创客嘉年华是指创客们参与、分享和展示创客作品的科技狂欢节。它最早由美国前总统奥巴马发起，由此推动了美国乃至世界各国的创客运动。在我国，创客嘉年华是创客们的大聚会，是创客们灵感和手工的盛宴，是大众们接触科技的游乐场。通过亲身体验参与、动手制作激发大家的创新潜能和源动力
23、。创客嘉年华已在北京、上海、深圳等多地举办，并以开源联合的互联网方式，在全国各地陆续展开。图 3-13 参加创客嘉年华的学生创客文化不仅改变人们的生活态度和消费理念，而且引领着社会风尚和价值追求；不仅影响国家的经济政策和就业政策，还有利于科学技术的普及与发展；不仅推动经济发展，提升民族创新能力，还能重塑教育，以创客教育促进教育变革。萤火虫创造社的创新设想萤火虫创造社在制作完交通路口安全高效信号灯装置后，继续对交通路口安全、拥堵和环保问题进行拓展探究，提出优化设想，希望能够最大限度地解决交通拥堵和安全问题。他们提出了如下设想：1.“十字路口”除了单独建设环岛、红绿灯或立交桥外，能否组合或使用其他
24、方法更好地解决交通安全与拥堵问题？2.如何去掉“十字路口”？是否能设计出较为彻底地解决交通安全和拥堵问题的方案？3.除“十字路口”外，还有三岔路口、多支路口等情况，如何设计出新颖、独特的解决交通安全和拥堵问题的方案？讨论：哪种设想最具有创新性和现实价值？哪种设想可以在创客空间得到实现？我们应如何把所学的各学科知识和核心素养结合在创客活动中，成为新时代的创客青年？1.请结合下述材料谈谈对创客文化的理解。2015年3月5日，“创客”首次进入政府工作报告，成为一个热词。2015年3月11日，国务院办公厅印发关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见，强调要大力推进大众创业、万众创新工作，并在公共服务
25、、财政支持和投融资机制等方面予以支持。在政策支持下，我国迎来了“创意+技术+产品”深度融合的创客时代，创客实现了由“好玩”“乐玩”到“会玩”的转变，初步形成了创新社会特有的“创客文化”。2.上网搜索国内外成功的创客空间，分析比较这些创客空间的特色，并针对本校情况提出建设或改进创客空间的具体构想。第二章 创造性思维与技法通用技术创造力开发与技术发明031030选择性必修9如图2-13所示的整齐划一的停车方式是当下最常见的停车场设计。从批判性思维的角度分析，请设计更高效、容量更大的停车方案。图 2-13 整齐划一的停车场泡的横截面为正六边形；再观察蜂巢，发现蜂巢中间的蜂房是正六边形的，边缘的蜂房却
26、不是正六边形的，而是半圆形的；如果把蜂巢浸在水中，当蜂巢变为湿润状态时，就可以把蜂巢分离成单个的圆筒。通过实验，他得出结论：蜂房的雏形是圆筒形，由于液体表面张力作用，中间部分的蜂房就形成了正六边形结构，这个过程与肥皂泡的正六边形结构成因是一致的，是液体表面张力作用的结果。蜜蜂是比较“聪明”的动物，但是蜂巢的正六边形结构的形成不能作为蜜蜂比其他动物聪明的依据。讨论：张凌同学是如何进行批判性思维的？批判性思维的分析和评价需要做到清楚、准确并有深度，具有严格的逻辑性。在此基础上还要有严密的推理，这种推理要有合理框架，其过程具有明确的目的性。推理过程中使用的数据应得到相应解释，概念的内涵和外延要表述清
27、楚。只有做到这些，才能称得上是科学的批判性思维。在改进红绿灯系统过程中，萤火虫创造社查阅资料时发现网上有很多红绿灯系统方案，有些方案值得借鉴，有些方案还存在问题，请用批判性思维帮助他们做出判断。图 2-14 各种红绿灯图 2-12 蜂巢1.发散性思维的特点是提出的问题越多越好，我们在思维训练过程中也是这样的吗？2.有人认为：“批判性思维就是批判、反对的意思。”这个认识对吗？其实质是什么？其他常见的创造性思维形象思维 主要指用直观形象和表象解决问题的思维，其特点是具体形象性、完整性和跳跃性。抽象思维 是以概念为思维的基本单元，以抽象为基本的思维方法，以语言、符号为基本表达工具，概念、判断和推理是
28、抽象思维的三种基本思维形式。直觉思维 是突然对问题有“灵感”和“顿悟”的思维，具有简约性、创造性和自信力的特性。它是指人在解决问题时，不经过逐步的分析和推理，迅速对问题答案做出判断或猜想的思维方式。灵感思维 是在无意识的情况下产生的一种突发性的创造性思维活动，是凭直觉进行的快速、顿悟性的思维，具有突发性、偶然性和模糊性。收敛思维 也叫“聚合思维”“求同思维”或“集中思维”，是指在解决问题的过程中，尽可能利用已有的知识和经验，把众多的信息和解题的可能性逐步引导到条理化的逻辑序列中，最终得出一个合乎逻辑的结论。联想思维 是一种由一事物的表象、语词、动作或特征联想到其他事物的表象、语词、动作或特征的
29、思维活动。通俗地讲，联想一般是由于某人或者某事而引起的相关思考，人们常说的“由此及彼”“由表及里”“举一反三”就是联想思维的体现。1.阅读下面的材料，用学过的思维方法进行分析。过去的圆珠笔芯常漏油，开始，人们循着一般的思路去想问题：因为笔珠被磨损而慢慢变小，笔油就随之流出，所以应该增强笔珠的耐磨性。可是又产生了新问题，笔珠的耐磨性强了，笔芯头部内侧与笔珠接触的部分便容易（第 1 题）第三章 创新工具与创客文化043通用技术创造力开发与技术发明042选择性必修9在平台中完成自我测试测试成绩存在的主要问题评价内容达成情况优良合格不合格了解创造性思维的基本特性（TA）能够举例说明生活中的创造性思维（
30、TA、ET）知道创造性思维的主要方式（TA）说出发散思维、求异思维、逆向思维和批判性思维的特点（TA）用发散思维、求异思维、逆向思维和批判性思维等对技术产品提出改良设想（ET、ID、TD）用批判性思维对已有技术成果进行技术分析（TA、ET）熟悉列举法、组合法、智力激励法等创造技法（TA、ID）能运用多种创造技法进行技术产品创新设计（ET、ID、TD、CM）说明TA技术意识，ET工程思维，ID创新设计，TD图样表达，CM物化能力第二章宋书记载：“指南车，其始周公所作，至于秦汉，其制无闻，后汉张衡始复创造。”正如张衡“创造”指南车，“无闻”即为首创。这一创造过程可谓创新设计和制作，与当今社会的创客
31、行为如出一辙。创新工具与创客文化是推动技术进步和人类社会发展的核心力量，是实现中华民族伟大复兴“中国梦”的重要保证。第三章创新工具与创客文化一 常用的创新工具二 创客及创客文化章随着科学技术突飞猛进的发展，技术日益成为我们生活中几乎无时不在、无处不在、无所不在的客观存在，成为引起社会变化、塑造社会变化和应对社会变化的重要因素，也成为实现中华民族伟大复兴的重要支柱。因此，技术素养是当代青少年的基本素养。通用技术课程是普通高中学生人人必须修学的课程。通用技术是指当代技术体系中较为基础、在日常生活中应用较为广泛、育人价值较为丰富并与专业技术相区别的技术，是学生适应社会生活、高等教育和职业发展所必需的
32、技术。普通高中通用技术课程，以提高学生的学科核心素养为主旨，以设计学习、操作学习为主要特征，是一门立足实践、注重创造、体现科技与人文相统一的课程。它的学习过程是同学们主动建构知识、不断拓展关键能力、铸造积极价值观和关键品格的过程，是一个富有生机、充满探究、方式多元的活动过程。相信通用技术的学习一定会成为同学们高中时光中夯实基础、练就素养、挑战自我、享受创造与发展乐趣的美好生活的一部分。将本章所学内容与本学科其他内容、与其他学科知识、与自己已有知识和经验综合起来，可以提高综合能力，领略学习的最高境界。对学习过程和学习结果作一回顾总结和反思，有助于学习目标的真正实现，有助于核心素养的有效形成。生动
33、活泼、形式多样的作业，使我们所学的内容得以巩固，同时也打通了与课外活动结合的通道。在学完一章后，以思维导图形式，对学习内容进行概括和归纳，有助于我们学会学习和自我建构。穿插在课文之中、形式多种多样的活动使我们所学的知识与技能得到及时的巩固、应用和内化，也是我们学会技术学习的有力工具。技 术 试 验 是在技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性的实践活动，使我们的实践才能和创新能力得到展示。亲临其境、亲自动手、亲身体验是本栏目的宗旨。这里的一系列精彩项目将使我们经历激动人心的操作实践，使我们感受到技术实践的特有乐趣，感悟到技术世界的丰富多彩。每节有24个相互联系的任务。我们将在完成
34、一个个任务的过程中，建构积极价值观、必备品格和关键能力，形成核心素养。基于学生生活经验和技术学科基本特点的情境，带领我们走进真实的技术世界，发现复杂而真实的技术问题，进入富有意义建构的学习过程。学习目标会使我们明确学习的方向，为进入学习过程做好心理准备。本栏目富有典型意义的范例、素材、话题是学习中对话的平台，使我们享受到由丰富的技术感性走向深刻的技术理性的快乐。这些是我们技术学习中拓宽视野、深化认识、铸造精神、品味技术信息的“美味佳肴”，不要错过哟。基于关键的技术问题，立体化地加以呈现，这是我们思维互联、智慧众筹、头脑风暴的广阔天地。了解本书章节和任务的构成，能使我们总揽全貌，形成关于课程学习
35、的宏观架构。节选用选用选用学习目标第二章 创造性思维与技法通用技术创造力开发与技术发明037036选择性必修9组合法是将两个或两个以上已有的技术原理或物品，通过巧妙组合，从而获得新技术、新产品的一种创造技法。组合法包括主体附加、同物组合、异类组合和重组组合等多种形式。图 2-17 CT 机请在红绿灯主体功能的基础上增加一些实用功能，如可显示温度、交通拥堵情况等功能。分组活动，看哪一个小组提出的组合功能最多，实用性最强。层扫描技术（CT技术），荣获了诺贝尔生理学或医学奖。X光机和计算机都是划时代的重大发明，它们的组合为医疗诊断开辟了一条崭新道路。讨论：结合案例分析，想一想生活中还有哪些物品是由两
36、种或两种以上物品组合而成的。自动秋千由于各种阻力的作用，秋千需要人力不断推动才能持续运动。有人提出自动秋千的设想：只需开始时用人力推动，之后就可以在一段时间内，不需人力补充能量，秋千也能保持同样的摆幅运动。自动秋千将摆钟与秋千组合在一起（如图2-18），摆钟是以重锤作为储能工具的，通过棘爪作为逐渐释放势能的手段，在钟摆每次摆到极限返回时提供一点能量，这点能量足以克服摆钟所受到的阻力，使钟摆可以持续地摆动。图 2-18 自动秋千示意图讨论：自动秋千可以实现吗？请说明理由。任务二 体验智力激励法智力激励法也称“头脑风暴法”，是以小组讨论的形式激励思维，进行发散联想，形成创造性设想的一种创造技法。该
37、技法是通过一种特殊会议，使参加人员围绕着一个问题开动脑筋、快速构思、畅所欲言、自由设想和相互启发，要求每一个参与者都要像“突击队队员”那样，勇敢地向共同目标突进，从而引起创造性设想和连锁反应，产生众多创意，综合集体创造形成创意方案。红绿灯设计的头脑风暴主持人：我们今天的任务是讨论怎样使红绿灯装置安全、高效和环保，大家有什么好办法？甲：晴天或下大雨时，红绿灯看不清，红绿灯亮度能不能强一点？主持人：这个问题好，大家有没有其他解决办法？乙：将红绿灯设计成有声音的。丙：可以将整个红绿灯灯柱都设计成红绿灯。（发展了前面的设想）丁：红灯亮起时，行人在斑马线上能感知到声音、图案等变化，从而提高安全性。（不仅
38、想到了红绿灯，还想到了斑马线）主持人：大家再想一想，有什么办法在斑马线上提高行人的安全性？可分离式病床久病卧床者和肢体障碍人士，要想摆脱病床，偶尔享受一下阳光，都需要经历一个从床榻挪动到轮椅的过程。而这个过程，有时需要几个帮手。可分离式病床结合了病床和轮椅的设计，它有一张可以从病床中脱离出来的轮椅。病患想出去时，只要从床的中间挪动到床的边缘即可。这个独特的组合设计，不仅减少了帮手的数量，而且不需要搬动患者，非常方便。讨论：病床和轮椅的连接部分该如何设计？类似的设计还可以用在哪些地方？图 2-19 可分离式病床通用技术第三章 创新工具与创客文化通用技术创造力开发与技术发明049048选择性必修9
39、用于资源勘探、救灾排险、医疗服务、家庭娱乐、军事和航空航天等其他领域，也是先进制造技术不可缺少的自动化设备。智能制造是新一代信息通信技术与先进制造技术的深度融合，贯穿于设计、生产、管理和服务等制造活动的各个环节，是具有自感知、自学习、自决策、自执行和自适应功能的新型生产方式。加快发展智能制造，是培育我国经济增长新动力的必由之路，对实现制造强国的目标具有重要战略意义。任务二 运用创新工具进行装配与测试萤火虫创造社在完成设计图、加工制作出沙盘后，着手装配交通路口安全高效信号灯装置。装配与测试是创新过程的重要环节。装配是按设计时的技术要求将零件和部件配合并连接成作品的过程，一般分为部件装配、总装配和
40、调整三个阶段。装配时，注意整体性、顺序性和可靠性，规范操作，注意安全。萤火虫创造社绘制了交通路口安全高效信号灯装置电路图，图3-7是时间继电器控制电路。请尝试绘制出交通路口安全高效信号灯装置其他相关电路图。图 3-6 智能化汽车生产线红灯黄灯绿灯KT1KT2KT3KT3KT2KT1KA3KA1KA2Vcc0V图 3-7 时间继电器控制电路图KA1KA2KA3交通路口安全高效信号灯装置电路模块的制作体验目的：通过交通路口安全高效信号灯装置电路模块的制作，熟悉电子电工工具的使用方法和操作要领。情境展示：萤火虫创造社在组装交通路口安全高效信号灯装置模型之前，要完成相应的电路模块。问题分析：将交通路口
41、安全高效信号灯装置的电路模块分为行人感应模块、车辆检测计数模块、人行道光带模块和时间控制模块四个功能子模块，分别对不同子模块做相应电路的设计、组装及调试。活动准备：材料：杜邦线、双母头若干，一字小螺丝刀1把，Arduino单片机1个，Type-B数据线若干，74HC595静态驱动2段数码管显示模块1个，红绿灯模块1个，红外对射管1个，蜂鸣器1个，WS2812 灯珠模块1个，KT板1张，焊锡丝、钉子若干。工具：偏口钳、镊子、电烙铁、锥子、美工刀、热熔胶枪、手锯、锤子。主要过程：1.制作交通路口安全高效信号灯装置总控制模块。2.制作行人感应模块、车辆检测计数模块、人行道光带模块和时间控制模块。3.
42、模块集成。讨论：在模块集成过程中会遇到哪些问题？你是如何解决的？测试是测定装配完成的作品是否达到设计要求的一种手段，主要包括功能试验、强度试验和安全试验。测试需要明确测试对象和测试内容，选取有效的测试方法，做好相关测试记录和分析讨论，据此提出改进意见。图 3-8 交通路口安全高效信号灯装置电路流程图开始结束初始化各部分驱动绿灯亮黄灯亮修改红绿灯时间关黄灯，红灯亮行人闯红灯检测关红灯车辆计数显示关绿灯，时间周期是否修改不修改修改第一章 技术与创造力开发通用技术选择性必修9创造力开发与技术发明007006红绿灯的发明现代生活中，道路上的各种车辆南来北往，川流不息。车辆虽多，却能秩序井然，交通信号灯
43、发挥了重要作用。世界上最先使用交通信号灯的城市是英国伦敦。当时，伦敦道路上的主要交通工具是马车，它们横冲直撞，经常发生交通事故。为此，英国机械师德哈特发明了一个高达7 m的灯柱，只有一盏光源，且通过煤气灯罩前的两块红绿玻璃，由执勤警察通过牵动皮带轮控制。这是第一盏用于街道的交通信号灯。后来，美国交通信号灯公司制作了一套电力信号灯系统。这是人类历史上第一套投入使用的电力信号灯系统，它只有红、绿两种颜色，在灯切换之前蜂鸣器会先发出警告。1918年，美国底特律交通警察威廉波茨发明了世界上第一盏“红、绿、黄”三色交通信号灯。讨论：红绿灯的发明推动了哪些技术的发展？技术创新包括发明和革新。技术发明是运用
44、科学原理从无到有地设计或制造出新事物、新产品和新方法的创造性活动。例如，设计一种新产品、研制一种新工具、改革一种工艺流程或创立一种新方法。发明成果可以是物质性的（如新产品、新工具），也可以是方法性的（如新工艺、新方法）。技术革新是在原有产品基础上降低成本，提高效能和改进质量，替换材料，扩大应用范围，延长使用寿命，简化结构和工艺流程的一种创造性活动。超级计算机超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快且存储容量最大的计算机，多用于高科技领域和尖端技术研究，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。超级计算机通过先进的架构设计，分开存储和运算，确保用户数据、资料在软件系统更新或CPU升级时不受任何影
45、响，保障了信息存储的安全，可保持长时、高效、可靠的运算并易于升级和维护。我国的超级计算机发展迅速，已跃升到国际先进水平国家之中。其中，神威太湖之光和天河二号超级计算机已位居世界前列。图 1-8 超级计算机请观察右侧的场景，尝试提出12两种技术发明的设想。图 1-7 第一盏交通信号灯 观察一下房间里的灯具、门窗和桌椅等物品，你是否有了技术革新的灵感？如果有，请填写在下表中。物品进行技术革新灯具门窗桌椅讨论：超级计算机与普通计算机相比，其技术革新有哪些？请举例说明。图 1-6 生活场景示意图第二章 创造性思维与技法通用技术创造力开发与技术发明023022选择性必修9下开口式鱼缸传统鱼缸是上开口式的
46、，需要经常换水和清理鱼儿的排泄物，操作起来比较麻烦，也容易造成鱼儿死亡。下开口式鱼缸将传统鱼缸的形状进行变通，采用了蜗牛壳的螺旋造型，用较小的力就可以滚动鱼缸，从而改变开口方向。更重要的是，这个鱼缸还改变了传统鱼缸的水位特点，利用大气压使鱼缸出现两种高低不同的水位效果，这样一来，清除鱼儿的排泄物等杂质就非常方便了。讨论：下开口式鱼缸的原理是什么？请发挥你的创造力，对鱼缸进行再创造。图 2-2 下开口式鱼缸在自行车轮胎气不足时，你是怎样给轮胎充气的？你使用过以下哪种充气方式？你还能提出哪些新的充气方式？任务二 感受创造性思维的独创性与精致性独创性反映思维的新颖、新奇和独特的程度，提出的设想、方案
47、或方法大大超出一般人，具有匠心独具、新颖奇特的特点。它是创造性思维的本质特征。独创性要求以新的角度、新的观点去认识事物，表现出超乎寻常的独特见解。对中学生而言，独创性既可能意味着超越了群体水平，解决了多数同龄人不能解决的问题，也可能意味着超越了自己现有水平，获得从来没有过的新成果。图 2-3 增强现实红绿灯幕墙增强现实红绿灯幕墙乌克兰的研发团队模拟了一款利用增强现实（AR）技术制作的红绿灯。这款红绿灯摒弃了传统造型，用增强现实技术在路口处设立屏障。绿灯、红灯交叉变化，并在幕墙上显示变灯潘建伟求解量子奥秘的“创新者”自古以来，信息的绝对安全就是人类不断追求的目标。随着信息技术的发展，信息安全瓶颈
48、成为亟待解决的问题。中国科学院院士、中国科学技术大学潘建伟提出了独特的方法通过量子纠缠加密，其特点是具有鬼魅般的超距作用和不可复制性，目的是防止信息被窃听，进而造成实质性损害。如果有人想要窃听或者截取量子纠缠加密后的信息，那么处于纠缠状态下的两个量子就会立刻发生坍缩，这样一来窃听者就无法获得信息。潘建伟率先突破了量子信息处理的关键技术，全面解决了量子保密通信在现实条件下的安全性问题；牵头研制成功国际上首颗量子科学实验卫星“墨子号”，建成国际上首条量子保密通信骨干网“京沪干线”，构建了首个空地一体的广域量子保密通信网络雏形，使我国量子保密通信技术处于国际领先水平。讨论：分析潘建伟团队所表现出来的
49、独创性思维。倒计时。因为这个红绿灯的面积大且非常醒目，仿佛一堵墙，所以隔离了人和车辆。讨论：这款红绿灯的设计有哪些独创性？给你带来了什么启发？精致性反映思维的精细度，是指创造者能想象并描述事物或事件的具体细节。精致即精巧、精密和精美。在创造过程中，创造者要考虑作品的材料、结构、功能和美观要求，还要考虑研究过程的合理性、操作流程的科学性。图 2-4 潘建伟通用技术第三章 创新工具与创客文化通用技术创造力开发与技术发明047046选择性必修9一般情况下，创新工具可以分为设计工具和制造工具。设计工具主要用于绘制具体的创新设计方案，可以是一般的绘图工具，如铅笔、直尺、圆规和量角器等；也可以是绘图软件，
50、如二维设计软件和三维设计软件等。制造工具主要用于创新作品的物化和实现，包括木工工具、金工工具和电子电工工具。木工工具是加工木材的基本工具，常用的有木工锯、木工刨、木工锤、凿子、手摇钻、木工锉等。金工工具是用来加工金属材料的基本工具，常用的有划针、钢锯、锉刀、钻床和台虎钳等。电子电工工具是制作电子作品时使用的工具，常用的有电烙铁、多用电表、剥线钳等。创新工具的发展性人类从刀耕火种发展到信息时代，不仅经历了多次生产力变革，而且促进了创新工具的不断进步。从我们祖先开始使用简单的木棒、石头，到现在驾驭智能机器人，都体现了人类创新工具的发展。绘图工具木工工具金工工具电子电工工具图 3-3 常见的创新工具