水准测量原理教案1

第一篇：水准测量原理教案1

第一节

水准测量原理

▲教学目标

一、能力目标

1、能够理解水准测量的基本原理；

2、一个测站两点高差的计算方法；

3、能够合理地选择水准点、转点和分段、连续设站的方法施测。

二、知识目标

1、知道水准测量的理论依据；

2、知道水准点、转点、三种水准路线的含义和区别；

三、情感目标

1、培养理论联系实际思考的习惯； ▲教学重点

1、一个测站两点高差的计算方法，利用视线高进行高程测量的计算；

2、理解连续设站的方法施测，进行高程测量的计算。▲教学难点

1、水准测量原理；

2、高差的计算。▲教学方法 问题解答法。▲教学用具

课件：① 单元学习目标；② 水准测量原理图；③ 水准点标石示意图；

▲教学过程

[投影] 本节课的学习目标

第二章 水准测量 第一节 水准测量原理

高程测量：测定地面点的高程工作。

高程测量的方法按照使用的仪器和施测方法不同分为： 水准测量、三角高程测量、气压高程测量、GPS定位测量

水准测量：是利用水准仪和水准尺，根据水平视线测定两个点之间的高差，进而推算出高程。测量精度较高的一种方法。

为了统一全国的高程系统，我国采用与黄海平均海水面相吻合的大地水准面作为全国高程系统的基准面，在该面上的各点的绝对高程为0m。

1985年国家高程基准，青岛国家水准原点高程为72.2604m。

一、水准测量的原理

水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线，通过水准尺上的读数，采用计算方法，测定两个点之间的高差，由一点的已知高程，进而推算出另一点的高程。

水准测量的原理图：

图1 水准测量的原理图

公式推导：hAB=a-b

(2-1)高差等于后视读数减去前视读数。

二、计算未知点高程 1．高差法

a为后视读数，b为前视读数 hab表示由已知高程的A点推算至未知高程的B点的高差．（前面的字母代表己知点点号）。——高差法

适用于仪器在两点中间一次便测得高差。

2．仪高法

用仪器的视线高计算B点的高程。——仪高法（视线高法）

B点的高程HB可按下式计算：

HB=HA+ hAB

(2-2)B点的高程也可通过视线高程HI计算：

HI=HA+ a HB=HI-b

(2-3)

适用于道路、管线等工程的高程放样工作。在施工测量中，有时安置一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用仪高法就比较方便。3．中间法

如果A、B两点距离较远、高差较大或遇到障碍物使视线受阻，不能安置一站仪器完成观测任务时，可采取分段、连续设站的方法施测，在线路中间设置一些转点TP（临时高程传递点，须放置尺垫）来完成测量工作。

转点：临时立尺点，作为传递高程的过渡点。（一般转点上均需使用尺垫）

测站：每安置一次仪器，称为一个测站。

如图2.1.2所示，可容易得到高程计算公式：

hiaibi(i1,2，n)habhabHBHAhab

(2-4)或

TP1高程：H1HAh1TP2高程：H2H1h2点B高程：HBHn1hn

(2-5)

对于精度较高的测量，必须将仪器置于前后视点之间大致等距离处DADB,利用地球曲率等距等影响hAhB的原则，使测站高差计算中自动消除曲率对前后视读数的影响，这种方法称为中间法，是精密测量中常用的方法。

第二篇：二等水准测量实习报告1

测绘学院

《大地测量学基础》

实习报告

专业 测绘工程 班级 小组 学号 姓名 指导老师 时间

0

目录

一、实习目的 ………………………………………………… 2 二.实习任务……………………………………………………….2

三、实习的组织与准备……………………………………………2

四、实习要求……………………………………………………..2

五、仪器及工具………………………………………………..…2

六、实习步骤…………………………………………….………4

七、注意事项…………………………………………………….6

八、实习心得体会…………………………………………...一、实习的目的

控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科。它的服务对象主要是各种工程建设、城镇建设和土地规划与管理等工作。它是各种测量学的基础。所以控制测量的实习非常重要。

控制测量学集中学习是在课堂结束之后在实习地集中的实践性教学，是各项课间的综合应用，是巩固和深化课堂所学知识的必要环节。通过实习，不仅了解到了控制测量的全过程，系统地掌握测量仪器的操作和检校、待定点计算的基本技能，而且为今后解决实际工程中的有关问题打下基础，还能在业务组织能力和实际工作能力方面的锻炼。通过一条水准环线的施测，掌握二等精密水准测量的观测和记录，使所学知识得到一次 实际的应用在实习中培养了我们严格认真的科学态度、塌实求实的工作作风、吃苦耐劳的献身精神和团结协作的集体观念。二.实习任务

利用精密水准仪围绕本学校。每个组员都要轮换进行观测，拉尺，举尺还有就是记录数据并行结算。尽量做到人人都能熟练掌握精密水准的操作和使用方法和技巧，并能快速准确无误的记录和处理结算处正确的结果。

三、实习的组织与准备

了解精密水准测量的规范，掌握规范要求和注意点，了解精密水准测量记录纸的观察记录顺序。

对班级人员分组，精密水准测量分组情况（共5人）：

本组组员：石明智 孙健 孙璟康 孙旺 王洪涛

四、实习要求

１、每人选定一条2-3Km的闭合水准环线，每人完成不少于一个测站上的观测、记录、扶尺、拉绳的作业。

五、仪器及工具测量工具的使用

每组借用水准仪一套，水准尺一对，尺垫一副，30m皮尺，记录板一块，自备铅笔，小刀和记录手薄。5.1.仪器的使用

(1)仪器安装在三脚架上之后，不论是否在观测，必须有人守护，禁止无关人员拨弄，避免路过的行人和车辆碰撞。

(2)在阳光下观测，应撑伞防晒，雨天应禁止观测；对于电子测量仪器，在任何情况下，均应撑伞防护。5.2 仪器的搬迁

(1)在行走不便的地段搬迁测站或远距离迁站时，必须将仪器装箱后再搬。(2)近距离或在行走方便的地段迁站时，可以将仪器连同三脚架一起搬迁。先检查连接螺旋是否转紧，松开各制动螺旋，如为经纬仪，则将望远镜物镜向着度盘中心，均匀收拢各三脚架腿，左手托住仪器的支架或基座，右手抱住脚架，稳步行走。严禁斜扛仪器于肩上进行搬迁。

(3)迁站时，应带走仪器所有附件和工具等，防止遗失。

5.3仪器的装箱

(1)实验结束后，仪器使用完毕，套上物镜盖，将脚螺旋调至中段并使大致同高。一手握住仪器支架或基座，一手旋松连接螺旋使与脚架脱离，双手从脚架头上取下仪器。

(2)仪器放入箱内，使正确就位，试关箱盖，确认放妥(若箱盖合不上口，说明仪器位置未放置正确，应重放，切不可强压箱盖，以免损伤仪器)后，再拧紧仪器各制动螺旋，然后关箱，搭扣，上锁。(3)清除箱外的灰尘和三脚架脚尖上的泥土。(4)清点仪器附件和工具。

(1)皮尺的使用方法基本上与钢尺的使用方法相同，但量距时使用的拉力应小于使用钢尺时的拉力，皮尺沾水的危害更甚于钢尺，皮尺如果受潮，应晾干后再卷入盒内，卷皮尺时，切忌扭转卷入。

(2)使用水准尺和标杆时，应注意防止受横向压力，防止竖立时倒下，防止尺面分划受磨损。标杆更不能作棍棒使用。

六、实习步骤 6.1、作业步骤

二等水准测量中采用如下的观测程序：

往测奇数站的观测程序为：后前前后

往测偶数站的观测程序为：前后后前

返测奇数站的观测程序为：前后后前

返测偶数站的观测程序为：后前前后 6.2、观测操作程序：

1)、首先将仪器整平；

2）、照准后视水准尺，将望远镜调到最清晰。再按测量键。记录之

3）、旋转望远镜照准前视水准尺，将望远镜调到最清晰。再按测量键。记录之 下面以二等水准测量为例来说明精密水准测量的实施。

按光学测微法进行观测，以往测奇数测站为例，一测站的操作程序如下：（1）置平仪器。气泡式水准仪望远镜绕垂直轴旋转时，水准气泡两端影像的分离，不得超过 lcm，对于自动安平水准仪，要求圆气泡位于指标圆环中央。（2）将望远镜照准后视水准标尺，使符合水准气泡两端影像近于符合（双摆位自动安平水准仪应置于第 Ⅰ 摆位）。随后用上、下丝分别照准标尺基本分划进行视距读数（如表 5-2 中的（1）和（2））。视距读取 4 位，第四位数由测微器直接读得。然后，使符合水准气泡两端影像精确符合，使用测微螺旋用楔形平分线精确照准标尺的基本分划，并读取标尺基本分划和测微分划的读数（3）旋转望远镜照准前视标尺，并使符合水准气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪仍在第 Ⅰ 摆位），用楔形平分线照准标尺基本分划，并读取标尺基本分划和测微分划的读数（4）。然后用上、下丝分别照准标尺基本分划进行视距读数（5）和（6）。

（4）用水平微动螺旋使望远镜照准前视标尺的辅助分划，并使符合气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪置于第Ⅱ摆位），用楔形平分线精确照准并进行标尺辅助分划与测微分划读数（7）。

（5）旋转望远镜，照准后视标尺的辅助分划，并使符合水准气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪仍在第Ⅱ摆位），用楔形平分线精确照准并进行辅助分划与测微分划读数（8）。表 5-2 中第（1）至（8）栏是读数的记录部分，（9）至（18）栏是计算部分，现以往测奇数测站的观测程序为例，来说明计算内容与计算步骤。高差闭合差的计算：

fh=∑h往-∑h返

fh容=±4√L=±5.6mm

七、注意事项

１、在观测中，不允许为通过限差规定而凑数，以免成果失去真实性。

２、记录员除了记录和计算外，还必须检查观测条件是否合乎规定，限差是否满足要求，否则应及时通知观测员重测。记录员必须牢记观测程序，注意不要记录错误。字迹要整齐清晰，不得涂改，更不允许描字和就字改字。在一个测站上应等计算和检查完毕，确信无误后才可搬站。

３、扶尺员在观测之前必须将标尺立直扶稳。严禁双手脱开标尺，以防摔坏标尺的事故发生。

４、量距要保证通视，前、后视距相等和一定的视线高度，并尽量使仪器和前后标尺在一直线上。

八、实习心得体会

通过这次的实训，通过实际的测量实习，让我学到了很多实实在在的东西，比如对实验仪器的操作更加熟练，很大程度上提高了动手和动脑的能力。我体会到，一次测量实习要完整的做完，单单靠一个人的力量和构思是远远不够的，只有小组的合作和团结才能让实习快速而高效的完成。另外这次测量实习也培养了我们小组的分工协作的能力，增进了同学之间的感情，深化了友谊。当然在实习过程中难免会碰到一矛盾，各有各的方法和见解，但是我们能够及时地进行交流和沟通，得到统一的答案！实训的目的是为了让我们每个学生更加深刻的了解怎样熟练的使用精密水准仪，并且能够单独的完成一项工作，达到相应的锻炼效果后进行轮换，以达到共同进行的目的，而不是单纯抢时间，赶进度，草草了事收工，在这一点上我们本组是做的很认真的，每个组员都分别进行独立的观察，记录每一站，对全站仪测量都是在现场进行计算，发现问题及时解决，没有对上一步的检核，绝不进行下一步的测量，做到步步有检核，回来后还要对内业进行准确计算，因为这样做不但可以防止误差的积累，及时发现错误，更可以提高测量的效率，避免测量的不准确还要进行重测。即使重测，我们怀着严谨的态度，错了就返工，决不马虎。我们深知搞工程这一行，需要的就是细心、耐心、毅力和做事严谨的态度。所以我们一直在克服以前的缺点，一步一个脚印的想前迈进！

第三篇：管道水准测量

“B=”?B:“H=”?H:“I%=”?I:“D=”?D回车

Lbl 3

“M=“?M:”C=“?C:

”A="(B+(I%M)-D)-(H-C)▲

Goto 3

操作：B=？为设计高程

H=?为水准仪高（后视标高+后视读数）

I%=？为坡度百分比(上坡为+？%下坡为-？%）D=？为垫层厚度

M=？为走坡的坡长

C=?为前视读数

+填—挖

第四篇：设计原理教案-1(SY)

在讨论什么是设计之前，我们先来看2张图，这两张图表现的是在艺术史上很有名的2个事件。1917年，在美国独立艺术家协会举办的展览上，交了6美元进场费的杜尚拿出了他的新作品———男士小便池，这个小便池是他在商店买的，他只是在上面签了一个名字。杜尚此举震惊了整个艺术界。由于这是一次公开展览，所以尽管一些艺术家表示抗议和不满，但是都不能阻止杜尚展览自己的作品。连当时的独立艺术家协会的会长也看不惯这一作品，他对支持杜尚参展的著名收藏家沃尔特·阿伦斯伯格抱怨说：“您的意思是，如果一个人把马粪粘到画布上，我们也必须接受？”阿伦斯伯格的回答是：“恐怕我们必须得接受。”这一评论被看作具有划时代意义。

1961 年' 意大利藝術家 Piero Manzoni皮耶羅.曼佐尼，號稱將自己的大便 '裝到90個罐頭裡面，並且將罐頭都密封，出售每個罐頭都有皮耶羅.曼佐尼簽名 '以及獨一無二的編號。這件作品標題很直接 ' 就叫做 : “ Artist's Shit 藝術家的大便 ”(意大利文: “Merda d'artista”)皮耶羅.曼佐尼當時另外還做了一件作品 ,叫做 “Artist's Breath”(“藝術家吐的氣 ' 意大利文 : Fiato d'artista”)' 是很多氣球裡裝著 Piero Manzoni 吹進去的氣' “藝術家的大便 ”每一罐裝30公克的內容物 ' 當時售價是打算比照黃金的市場價格來賣 '每年跟隨金價浮動2005年, 編號57號的大便罐頭 '拍賣了十一萬歐元，2007年, 編號18號的大便罐頭 ,在米蘭的蘇富比Sotheby's 拍賣會上，拍賣了十二萬四千歐元，大概是當時的台幣七百多萬。如果以三十公克的糞便來計算，每公克糞便的價格早已比黃金貴了。

那什么又是设计呢？我们来看几张图片。I love NY”（其中love由一颗红心代替），这可能是世界被复制最多的平面作品之一，美国传奇平面设计师米尔顿格拉塞最早设计成型。70年代初，美国经济陷入一片萧条之中，冷战的阴影、大面积失业的恐慌，让人们对生活失去信心。当时米尔顿格拉塞设计的“我爱纽约”仿佛一只强心药使美国人兴奋起来并开始重燃希望。从此，这个简单可爱并富有生命力的LOGO标语成为美国历史上最经典的平面设计作品之一，至今仍然作为纽约精神的象征充满在城市的每个角落。对于许多人来说，米尔顿就是半个世纪以来美国平面设计的化身，而76岁的他属于纽约。在“9•11”事件发生以后，他立即推出 “I LOVE NY MORE THAN EVER”(我比以往更爱纽约)来安慰受到惊吓的纽约人，那颗红色的心依旧稳热，只是左下方有个一小块黑色的伤痕，象征位于纽约西南的世贸中心发生的惨剧。

提起设计起源说，如同艺术起源说一样有着许多的观点。但设计起源说并不像艺术起源说那样已经有了比较明确的五种说法，即模仿说、劳动说、游戏说、巫术说和表现说。设计起源说，大多包裹在人类进化历史的探寻，以及传说和古代文献史料的记载中。归纳起来大致也有五点：如人类进化造物说、古代传说中的造物说、先秦文献中的造物说、柏拉图《理想国》中的造物说，以及基督教《圣经》中的创世说等。

1、人类进化造物说

这一说法是按照历史唯物主义的认识论来做基本判断的，即从人类进化史的线索来厘清设计的起源。简而言之，设计起源大致经历了三个阶段。其一，是采集和拣取中出现的设计意识；其二，是石器打制过程形成的设计行为；其三，是从事陶器、青铜等生产制作中逐步完善的设计认识。

我们知道，人类由原始采集到集体渔猎，还只是从自然界中获取自己的生活所需，并无大的奢求。但在采集中出现的拣取意识，却是人类设计的萌芽。所谓的“拣”，有挑选的意思，是人类有选择性地对使用物进行辨认的过程。并且，在挑选中最主要的动机是人类为满足自己的需求而作出的判断，这样就推进了设计的发展。之后，原始农业和原始畜牧业的出现，却是人们在自然界中创造了自己的生活所需。这一革命性的变革，是出现在旧石器时代晚期和新石器时代早期。农业最早是依赖石器工具和火，被称为“刀耕火种”的农业生产。人们先用石器工具将地面上的树木、柴草砍倒，晒干，然后点上火，将地上面的柴草之类烧尽，最后撒上种子。古人在种子播种下去之后，便任其生长。待作物成熟后，再用石器工具收割，后以石磨或石碾加工，生产便完成了。尽管这些石器是相当粗糙的，但是它们毕竟是人类有目的、有意识地打凿成形的东西。这便是设计行为的形成。再后来，经过无数次的实践，人类的经验丰富了，打制成的石器器形也越来越规整，逐渐形成几种不同的类型，诸如砍砸器、刮削器、尖状器等，这些石器在我们祖先的手中发挥过巨大作用和威力。根据考古判断，在人类的石器时期，要制成一件有一定用途的石器是件不容易的事，需要多方面的知识和经验，并不是任何一块石头都能打制出一件能用的石器。因此，人类需要懂得辨别不同的石头。而且，石头比较笨重，形状也比较短小，在使用上有时就不大方便。于是，人类又在石器上安装上木头或骨角的把柄，这时，出现了复合农业工具。复合工具的出现，是人类工具发展史上的一大进步。到了新石器晚期，人们又学会制造和使用石耜、骨耜、石犁等农具，于是农业又发展到“耕锄农业”。

到新石器中期，制陶逐渐形成了一套比较完整的和较为合理的工艺流程，制陶技术也相当成熟并应用于实践中。同时，在陶器上已经普遍绘有各种图案，即彩陶的出现。这说明人类对于美的感觉和技术文明已发展到自觉阶段了。比如，这一时期的彩陶中，有舞蹈、鱼型，甚至十分规整而漂亮的各式几何纹图案，有曲线、直线、水纹、三角形等等。这些纹饰图案表明，人类已经具有比较成熟的设计及审美意识，人类的设计文化又向前迈进了一步。到了新石器晚期，又出现制坯时广泛使用的机械——陶轮。这样，陶器的质地和形状也更加丰富。不仅原来的黑陶、红陶、灰陶更精巧，还出现了白陶。

人类最早认识的金属是铜和黄金，只有这两种金属最引人注目。因为它们在自然界中偶有以单质状态存在的，人们很容易认识它。金和铜都具有延展性，可以敲砸成形。不过金子稀少，性也太软，人们更有兴趣的还是铜。1955年，在河北省唐山市大城山遗址发掘时曾发现两块铜牌。铜质呈红色，由于所在土层干燥，锈蚀程度不太严重。形状为梯形，上端有两面穿成的单孔。从这个遗址出土的其他文物分析，它们属于龙山文化后期的遗存。铜牌不像是铸造出来的，而很像是敲打出来的。后来又在甘肃威龙山晚期遗址中发现铜器近20件，经鉴定，均是人们利用天然纯铜直接锤锻而成。人们在采集自然铜的时候，常与自然铜伴生的色彩鲜艳的孔雀石也很引人注目。把孔雀石和木炭同放在陶器内燃烧也能炼出铜来，最早的炼铜技术就是这样开始的。这一来，人们可以更有效地利用铜，因为铜可以延展，可以任意做成所需形状，锤打不碎，而且可以重复利用，色泽美观。这些优点都不是石器所能比拟的。但是铜的硬度较低，不如石头坚利，产量又很少，所以暂时难以取代石器而成为主要的生产工具。人类在这一时期是金石并用的，通常被称为金石并用时代。不过，铜器的出现已经预示着石器时代的行将结束。

诚如，马克思在《1844年哲学经济学手稿》中指出：“动物只按照其需求造物，但只限于动物的内在需求尽度之内，而人则按照美的规律造物。”[1] 从严格的哲学意义看，人与动物的区别，已经模糊不清，现在唯一能保存的，就是人的创造，即人的造物行为所产生的一切物质的、精神的创造的总和。但是这种造物活动的起源，历来争执不休。因此，对人类进化造物说的思考，实际上就是对设计本质的思考。对这一些问题的思考，马克思在《1844年哲学经济学手稿》中也有明确的认识，这就是“人类生活有着与一般动物所不能比拟的种种智能活动，其中最重要的就是造物活动。”

2、古代传说中的造物说

炎帝和黄帝，是我国古老传说中黄河流域著名的部落首领。那时候，部落之间经常发生战争。东方有强大的蚩尤部落，他们以铜作兵器，勇猛异常。黄帝部落联合炎帝部落，在涿鹿一战中大败蚩尤。相传“炎黄战蚩尤”的涿鹿之战开始之时，蚩尤请来了风伯、雨师施展法术，突然间风雨大作，使黄帝、炎帝部落迷失了方向。黄帝命部下制造指南车，辨别了方向，才把蚩尤打败。有意思的是，这一传说从考古实物中得到验证，即在河南汤阴和洛阳等地，都发现了距今数千年的水井遗迹；山西夏县和浙江湖州，还发现了四五千年前的蚕茧和绢布；半坡和大汶口陶器上的刻画符号，更与仓颉造字的记述相符。这些考古年代的界定时间，是距今约5000——4000年，正好与传说中的炎帝、黄帝和尧、舜、禹时期相吻合。从此，炎帝、黄帝部落结成联盟，经过长期发展，形成日后的华夏族。而黄帝又被称为人文初祖，相传黄帝建造宫室，制作衣裳，还教人们挖井，发明舟车，为后世的衣食住行奠定了基础。他的妻子嫘祖发明养蚕缫丝，他的属下仓颉发明了文字，伶伦编出了乐谱等等。这些传说都是对人类造物起源的一种描述，反映出后人对华夏始祖黄帝的敬重。

3、先秦文献中的造物说

春秋战国时期，是我国社会生产力空前发展，经济出现繁荣，科学与文化大发展的时期，许多发现和发明创造都居于世界科学技术发展的前列。而且，在急剧的社会变革和新的封建制度的建立过程中，更使思想界出现了“诸侯异政，百家异说”的空前活跃局面，齐威王、齐宣王等统治者和吕不韦等人，都比较注重“礼贤下士”，网罗知识分子著书立说，制造舆论，打破了“学在官府”的封闭局面，社会上出现了一个为数较多而又比较活跃的知识分子阶层——“士”。他们或著书立说，或到处游说，或依附诸侯，对学术界产生深远影响。其中一些人比较注重并从事自然科学和实际生产技术的整理，使得一些统治者对工商业和科学技术重视起来。尤其在诸子百家中，关于用与美、关于文与质、关于美的客观性、关于美的社会性等等，展开热烈地讨论，学术气氛十分活跃。如孔子（公元前551～前479年）主张“文质兼备”，认为“质胜文则野，文胜质则史”，即要求内容和形式并重而统一。否则，便会形成要么鄙略粗俗，要么如浮夸的虚饰。孔子还主张美具有社会性，即所谓“仁者乐山，智者乐水”。

墨翟（约公元前478～前392年）是春秋战国时期的著名工匠，在自然科学方面造诣颇深。其门徒亦多来自社会下层的能工巧匠。他所创立的墨家学派与儒家在当时并称为“显学”，有所谓“儒墨同是尧舜”（《韩非子·外储说左上》）的评价。在我国古代设计史中，墨子是最为多才多艺的人物之一，自称是“上无君上之事，下无耕农之难”（《墨子·贵义》）的人，他直接参与设计和从事手工艺制作，并乐在其中。例如《韩非子·外诸说左上》记载了墨子制作木鸢、车轴的事迹：“墨子为木鸢三年而成，蜚一日而败。弟子曰：‘先生之巧至能使木鸢飞。’墨子曰：‘不知为车輗之巧也，用咫长之，不费一朝之事，而三十石之任，致远力多，久于岁数。今我为鸢三年成，蜚一日而败。’”《墨子·公输》中又记载了墨子救宋巧用器械据理力争的事迹：墨子见公输盘，“子墨子解带为城，以堞为械，公输盘九设攻城之机变，子墨子九距之，公输盘之攻械尽，子墨子守圉有余。公输盘诎，而曰：‘吾知所以距子矣,吾不言。’楚王问其故。子墨子曰：‘公输子之意，不过欲杀臣’。杀臣，宋莫能守，乃可攻也。莫：‘然臣之弟子禽滑厘等三百人，已持臣守围之器，在宋城上而待楚寇矣’。虽杀臣，不能绝也。楚王曰：‘善哉，吾请无攻宋矣’”。这些史记是墨子言行的真实写照，这是我们据此把墨子看作是一位工匠、设计师、科学家、思想家的凭证。

此外，先秦时期对于设计的理论问题也提出来进行讨论。从《淮南子·泰族》中可以看出形制适从作用、形式追随功能这一设计观念的端倪。春秋时期齐人管仲和鲁人墨翟在著述中均对“利”的概念提出鲜明的见解。管子认为“凡人者，莫不欲利而恶害。”（《管子》第六十六），《墨子·鲁问》篇曰：“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下，公输子自以为至巧。子墨子谓公输子曰：‘子之为鹊也，不如匠之为车辖，须臾斫三寸之木，而任五十石之重。故所为功，利于人谓之巧，不利于人谓之拙。” 这说明对于设计成品的评价，墨子认为首先必须视其效益是否满足人的需要，若无益于此，再精巧的技艺也是“拙”。墨子之“利”说的价值，为我国先秦时期设计行业提出了一种评判标准，由此也透露出古人重设计功能反对无谓装饰，以追求“器完而不饰”的实用机能，以及“质真而素朴”的设计审美意趣。

另一位庄周提出的“虚无观”，用今天的话来说，即设计的空间观念。所谓“埏埴以为器，当其无，有器之用也。凿户牖以为屋，当其无，有室之用也。故有之以为利，无之以为用。”提出了有和无的辩证关系，丰富了古代的设计思想，无有无的好处，有有有的好处。

成书于春秋末年的《考工记》，是我国第一部手工艺技术文献汇编，是古代科学技术和设计制造的经典性著作，原属儒家主要经典之一《周礼》一部分，又称《周礼·考工记》。事实上，《考工记》与《周礼》是两部性质不同的书。关于《考工记》的作者不详，推断是春秋时期齐国人所作，但并非一人一时所作，系齐国的官书。该书记述了我国早期造物活动的技术规范和施工技术原则，如“审曲面埶，以饬五材，以辨民器，谓之百工”。“知得创物，巧者述之，守之世，谓之工。百工之事，此皆圣人之作也。烁金以为刃，凝土以为器，作车以行陆，作舟行水，此皆圣人之所作也”。又有“天有时，地有气，材有美，工有巧。合此四者，然后可以为良。材美工巧，然而不良，则不时，不得地气也”。

《考工记》的启示：

（一）《考工记》较全面的反映了先秦时代工艺技术的智慧和经验。特别是在工艺文化上，概括了当时人的造物思维与创造，既有规律性的揭示，又有技术性的规范。设计思维的建立，已找到了事物相互联系的系数，具体体现在各种造物活动上，突出在于考虑人的需要，解决人与物、物与物的合理关系。

（二）关于“创物”与“造物”的关系。前者指创造发明，后者指依样制作。这是自古以来人类所共同思考的一个问题，曾经争论了数千年，甚至连宗教也将其崇拜的偶像描绘成“造物主”。但在这一点上，《考工记》肯定了人的创造，总比归功于神灵要实际的多。

（三）对于“工艺”的定义，《考工记》提出了一个完整的概念，一是社会职能的分工，即统称手工艺的各行各业，又具体指各种工匠和管理手工艺的工官；二是所谓“审曲面埶”，即审视地形或器物曲直及阴阳向背之势，“以饬五材”，就是整治各种物质材料（五材有的称作“金、木、水、火、土”，有的释为“金、木、皮、玉、土”，系当时人们所认识并取得的自然材料之总称）；三是“以辨民器”，辨通“办”，即筹办制造民众生活所用的器物。这三点定义是科学的。即使发展到今天，这三点仍然是工艺制作的基本原则。

（四）《考工记》为工艺规定了设计和制作的原则，即主张适应和利用“材美工巧”这四个条件，所制造的器物才能称为精良之作。

（五）在《考工记》中，不论谈什么器物的制造，无不具体体现出人与物的关系，这是造物活动的根本原理及方式方法。诸如，《考工记》中有多处提到“人长八尺”，以此作为确定器物尺寸和比例的依据，像“车有六等之数”。

（六）制造物品，要分析其机制，发挥其功能，以收到最佳的效益。自古以来，人们造物都是带有强烈的功利目的。古希腊哲学家在讨论这个问题时，也提出“有用即是美”的论点；中国古代也以“美好”连称，认为好的就是美的。在《考工记》中，已经注意到了这一点，既要发挥“物以致用”的功能，又须考虑具体的条件加以变通和适应，这是很高明的论断。

（七）在《考工记》的叙述中，可以清楚地看到美学原则的体现，这是当时人带着丰富感情和想像造物的写照。如“轸之方也，以象地也。盖之圜也，以象天也。轮辐三十，以象日月也。盖弓二十又八，以象星也”。即天、地、人，这是主宰万物的三种力量。用车盖和车箱象征着天地，人在其中组成“三才”的寓意。

（八）《考工记》中“匠人营国”是体现总体规划的设计思想，是我国古代至春秋战国时期城市规划的总结。分述了“建国”和“营国”的制度。如“匠人营国”专讲建设城邑的水平、方位的测量问题。同时，还专讲营建城邑，包括建置城池、宫室、宗庙、社稷，以及规划所属的田地、沟洫和农业奴隶的居邑，即所谓“治野”。“野”与“国”的对称规划等。

（九）《考工记》是对先秦工艺技术成就的集中反映，其史料记载具备与当时技术同步发展的紧密联系，其中所涉及的三十个工种，就是当时主要的工艺行当，体现出一部技术史从工艺品种到设计原则，再到工艺制作的全面阐述。譬如在青铜冶炼方面，“金有六齐”的合金比例，记载的就是六种铜锡合金的方剂，也是古代青铜器具有代表性的六个品种。

插图：墨子救宋、考工记

4、柏拉图《理想国》中的造物说

古希腊的“艺术”，是表示各种技艺生产的术语，并强调技术是按照一定的规则而运行的生产方式。所以，古希腊的“艺术”概念，具有某种专门知识的技能。柏拉图在《理想国》中就将艺术分为应用对象（如狩猎）、制造对象（如建筑）和模仿对象（如绘画）三类。比如，柏拉图提出的摹仿说，就认为创造者（demiourgos）是以理念为摹本，摹仿理念创造出具体的事物。柏拉图在《理想国》中对人类造物行为判断的认识论雏形是：“我们也总是说，制造床或桌子的工匠注视着理念或形式分别地制造出我们所使用的桌子或床来，关于其他用物也是如此。”[2] 进而他举例说，有三种床的存在，一是自然的床，即床的理念，这是神所创造的；二是木匠依据自然的床，即摹仿床的理念所创造出来的、为我们所使用的具体的床；三是画家摹仿具体的床画出来的床。在这里，柏拉图将神和木匠都称作造物者。但是，神又是如何创造出理念的，人造物之外的山川大地、鸟木走兽又是谁依据其理念创造出来的，对此，柏拉图没有展开论述。但“理念”一词却在柏拉图的论述中不断被提及，希腊文“理念”（idea，eidos）一词出于动词“观看”（idein），即可见的东西，后来比喻为心灵之眼所见的东西。柏拉图认为，不同的认识能力有着不同的认识对象，不同的认识对象必然要求不同的认识能力。总体说来，人有感觉和理智两种能力，它们所指向的对象也有两种，即有着两类不同的存在，一类是理念；另一类是和它们同名的具体事物，二者之间有着显著的不同。前者是理智的对象，而后者则是感觉的对象。理念是单一的，不是组合而成的。具体事物则是组合而成的，不是单一的。理念是不变的，具体事物却是经常变化的。理念是看不见的，它们无法被感觉到，只能通过思想才能被把握，而具体事物是可以感觉到的。理念是纯粹的，具体事物是不纯粹的；理念是永恒的，不朽的，而具体事物不是永恒的，是要毁灭的。理念虽然无数，但它们之间却有着某种秩序，最高的理念是善（agathon），它是认识和真理的源泉。柏拉图直接接受了他的老师苏格拉底的思想，主张在对定义的寻求中，应将问题从可感觉的事物转移到另一类实在上去，因为感性事物既然是变动不居的，就无可捉摸，更不能为之定义。正是在以上理论的基础上，柏拉图提出了他的理念论。

此外，在柏拉图的晚期著作《蒂迈欧篇》中，[3] 他进一步指出，我们的可感世界不是永恒存在而无开端的，它是出于创造而有开端的，是从不存在变为存在，是创造出来的。凡是从不存在变为存在的东西，必然是由于某种原因而导致的，这个世界的原因就是造物主（demiourgos）。正如，工匠仿造某种模型制作产品一样，造物主也依某种原型而创造世界。由于造物主是至善的，他所创造的世界也必然是一切出于创造的东西中最美的，他所依照的范本、原型也必然是永恒不变的东西。这个原型就是理念，世界的原型就是理念的集体或理念的体系。

5、基督教《圣经》中的创世说

《圣经》中的《创世记》是全书66卷中的第1卷，其重要性在于阐述基督教的创世说。众所周知，《创世记》的原文是古希伯来文，其原名称就叫“起初”，因为全篇充满了对各种事物的“起初”或“开始”的叙述。当《创世记》和全部旧约书第一次被译成希腊文时，称为“七十士译本”。在这个译本里，《创世记》的书名采用了一个拉丁文字，意思是“原始”或“出生”，表明天地万物和人类的“原始”和“出生”都记载在这卷书中。

《圣经》分为“旧约”和“新约”两大部分。“旧约”的第一章是《创世纪》，共分为50篇来介绍上帝怎样创造了天地万物，以及犹太人怎样沦落他乡等的传说。《创世纪》的第1篇所说，“地是空虚混沌。渊面黑暗。神的灵运行在水面上。”然后，上帝之神第一天造了明亮的光，将白天和黑夜分开了；第二天将“诸水”分成上下两部分，形成了天空；第三天让“天下的水要聚在一处，使旱地露出来。”造出了地，然后在地上造出各种植物，包括有种子的蔬菜果子等；第四天造了太阳、月亮和星星；第五天造出了水中的鱼类生物和天空中的飞鸟；第六天造出了陆地上的各种生物，包括“牲畜、昆虫、野兽”等，最后按照神自己的样子造了男人和女人。

《圣经》是一部宗教经典著作，与所有的宗教经典著作一样，它的主要目的是为了向人说教。《圣经》将上帝创世的神话故事放在首要位置，是为了树立上帝在信徒心目中至高无上的地位，这样才能更加方便地进行后面的说教，提高信徒对这一宗教的可信度。

插图： 《圣经》中的《创世记》

第一章

导论：设计学的研究范围及其现状

设计就是设想、运筹、计划与预算，它是人类为实现某种特定目的而进行的创造性活动。

第一节

设计学的研究范围

设计学成为一门独立的学科，并且被学者们作出思辨的归纳和伦理的阐述，是20世纪以来的产物。简单说来，设计就是设想、运筹、计划与预算，它是人类为实现某种特定目的而进行的创造性活动，是一种物质文化行为；而设计学则是既有自然科学特征又有人文学科特色的综合性的专门学科。

设计学是关于设计这一人类创造性行为的理论研究。设计的终极目标永远是功能性与审美性。我们一般将设计学划分为

设计史、设计理论和设计批评三个分支。设计史必须要研究科技史与美术史，研究设计理论必然要研究相关的工程学、材料学和心理学，研究设计批评必然要研究美学、民俗学和伦理学的理论要求。

一、设计史 1.1977年，英国成立了设计史协会，这标志着设计史正式从装饰艺术史或应用美术史中独立出来而成为一门新的学科，大学里美术史系也将设计史作为单独的一门课程向学生们提供。1.美术史学上19世纪的两位巨人：森珀和里格尔，正是这两位大师通过在美术史领域作出的卓有成就的研究，而给20世纪的学者最终将设计史从美术史中分离出来奠定了坚实的设计史研究基础。

2.20世纪最有影响的西方设计史家：佩夫斯纳和吉迪恩，他们同时又是极有贡献的美术史家和建筑史家。

佩夫斯纳通过其1936年出版的《现代设计的先锋》开创了设计史研究的先河，更重要的是他通过这部著作在公众心目中创造了有关设计史的概念，进而影响了公众对于设计的趣味和观念。

吉迪恩关于“无名的技术史”的研究，将设计史的研究引入更为广阔的文化研究方法。3.美术史学史上19世纪的两位巨人—— 森珀和里格尔。正是这两位大师通过在美术史领域作出的卓有成就的研究，而给20世纪的学者最终将设计史从美术史中分离出来奠定了坚实的设计史研究基础。森珀，是将达尔文进化论运用于美术史研究的第一人，提出唯物主义美术史论；里格尔，“装饰研究”以及“艺术意志”的提出。

二、设计理论 传统上讲，设计理论一直为它的学科美术和建筑理论所包容，这是因为设计这一概念本身就是从美术与建筑实践中引申出来的理论总结。设计是三项艺术（建筑、绘画、雕塑）的父亲。

在古代中国，与古代西方“设计”相似的概念是“经营”。▲

在西方，一般以荷加斯的著作《美的分析》为最早的设计理论专著。现代意义上的设计理论著作是19世纪开始的，而且一般都归为两种类型。

一种是以1837年成立的设计学校为中心的设计教育理论研究，其中最重要的人物是琼斯和德雷瑟。作为一个功能注意者，琼斯的著作《装饰的基本原理》里强调：任何适用于目的的形式都是美的，而勉强的形式既不适合也不美。德雷瑟是琼斯的学生，他强调研究过去的（包括伊斯兰的）古典的装饰形式，将几何方式引入自然形式形态装饰的研究。第二种类型的设计理论是针对工业革命的影响做出的反响，其中最有影响的人物是普金、拉斯金和莫里斯。

普金深刻干感受到工业革命造成的问题及其对欧洲图案的设计所造成的可悲的影响，在他的《尖顶建筑或基督教建筑原理》中提倡复兴哥特风格，而且反对在墙壁和地板装饰中使用三度空间表现法，推崇平面图案，要求装饰与功能一致。

对于工业革命，拉斯金的批评更为激烈。他明晰地将手工制作的、无拘无束的、生机盎然的作品与及机器生产的无生气的精密物品对立起来，手工制作象征生命，而机器象征着死亡。拉斯金的信徒莫里斯企图通过工艺美术运动提高工艺的地位，用手工制作反对机器和工业化。这场运动的第一条原则是恢复材料的真实性。其次就是强调设计家关心社会，通过设计来改造社会。

20世纪初，现代运动的实践者们主要关注于艺术和建筑。

包豪斯校长格罗佩斯设计理论的复杂性构成了包豪斯独特的教学方式，使这种特有的教学方式成为后来培养设计家、解决工业设计问题的理论基础。

二战及二战以后，设计理论与商业管理和科学方法论的新理论相结合，近20年来，设计研究和设计理论又从其他新兴的学科中受益匪浅。90年代，设计理论多元发展，唯一共同的目标是将设计尽可能放在最为广阔的社会背景中去研究。

三、设计批评

1.设计批评家和设计史家的区别：前者的关注点是当代的设计作品，后者则是设计的历史。2.设计批评的任务是以独立的表达媒介描述、阐释和设计具体的设计作品；设计批评是一种多层次的行为，包括历史的，再创造性的和批判性的批评。在这种情况下，设计批评追求的是价值判断，而这一点是今天的设计史研究所回避的。

3.作品价值判断的标准：形式的完美性、功能的适用性、传统的继承性以及艺术性意义。就形式的完美性而言，“设计”这一感念本身就是在文艺复兴时期作为艺术批评的术语而发展起来的。作为艺术批评的术语，设计所指的是合理安排艺术的视觉元素以及这种合理安排的基本原理。这些视觉元素包括：线条、形体、色调、色彩、光线和空间。

20世纪的形式主义批评主要来自三个方面的影响：沃尔夫林对美术风格史的研究、克利夫。贝尔在艺术批评中提出的“有意味的形式”；以及美国罗斯的《纯设计理论》。在20世纪设计的发展过程中，形式主义批评对设计的纯形式研究起到了推波助澜的作用。

功能主义理论在设计中具有代表性的体现主要是1953年由英奇和格蕾特姐妹合办的乌尔姆设计学校，其宗旨便是继续包豪斯设计学校的未竟事业。阿道夫·路斯（Adolf Loos）（1870-1933年）为奥地利建筑师与建筑理论家，在欧洲建筑领域中，为现代主义建筑的先驱者。他提出著名的 “装饰就是罪恶”的口号。他主张建筑以实用与舒适为主，认为建筑“不是依靠装饰而是以形体自身之美为美”，强调建筑物作为立方体的组合同墙面和窗子的比例关系。洛斯说：“如果我想吃一块姜汁饼，我就要挑选一块光溜溜的而不是一块心形的、婴孩形的或者骑士形的，上面盖满了装饰。”“在没有必要装饰的东西上进行装饰意味着浪费劳动和蹧蹋材料。”

在设计批评中对传统继承性的讨论，集中的表现为设计中的历史主义理论，设计中的历史主义形成于19世纪，以遵从传统为特征。最为著名的是欧文。琼斯的《装饰的基本原理》。与历史主义对待传统的态度极为相似的另一种设计思潮是折衷主义。折衷主义所主张的是综合不同来源和时代的风格。尽管折衷主义受到现代运动强硬派的职责，但是它仍然成为20世纪设计界的主题。代表作：巴黎歌剧院。（1861-1874年）它的立面的构图骨架是鲁佛尔宫东廊的样式，但加上了巴洛克装饰。观众厅的顶装饰的象一枚皇冠，门厅和休息厅尤其富丽，满是巴洛克式的雕塑、挂灯、绘画等等，豪华得象是一个首饰盒，装满了珠宝钻翠，它的楼梯厅，设有三折楼梯，构图非常饱满，是建筑艺术的中心，也是交通的枢纽。4.设计批评包括历史的批评、再创造性的设计批评和批判性的设计批评等。

5.在有关设计的艺术问题讨论中，“趣味”这一概念与“美”有着同等重要的位置。日本《午夜凶铃》原小说作者铃木光司最近就推出了印有其新作恐怖小说《Drop》的卫生纸，该小说全文共九章，文章内容恰好是发生在公共厕所的故事。这部小说还被制作成电影。铃木光司在接受日本媒体采访时表示：“厕所空间狭窄，能展开各种想象。最适合恐怖故事。”第二节

设计学研究的现状

设计的终极目的就是改善人的环境、工具以及人自身。▲ 设计的经济性质和意识形态性质，即设计的社会特征。设计学研究是一个开放的系统，除了从自己的学科——美术学那里继承了一套较完善的体系之外，还要广泛地从那些相关的学科，如哲学、经济学、社会学、心理学那里获得启发，借用词汇，吸收观点，消化方法。这便是当今设计学研究的现状。

一、对当代西方设计思潮的一般看法 1.符号学理论。

图案和符号即单纯装饰性和象征性之间的应用。人类的意识领域就是一个符号的世界。当代设计学不仅涉及到技术的物质性、功能性和审美状态的数值规定，还涉及到设计对象的产生、使用和适用与传播的功能。

德国哲学家本赛对符号学在设计领域的应用作了开拓性的研究，按照本塞的符号学对象理论划分为四种对象：自然对象、技术对象、设计对象和艺术对象，它们分别通过三种参量，即固有性、确定性、预期性来规定。人们从设计对象可以被规划、实施和应用这一观点出发，由此划分三个阶段：规划阶段、实施阶段和应用阶段。

50年代西方设计界将符号学应用于建筑设计，认为建筑语言的形成是一个由深层结构向表层结构转化的过程。2.结构主义。

结构主义理论是一种社会学方法，其目的在于给人们提供理解人类思维活动的手段。最著名的结构主义提倡者是法国人类学家莱维-施特劳斯。

对当代设计学产生重大影响的两位结构主义哲学家是福柯和罗兰。巴特。福柯提出“无意识结构”概念；罗兰。巴特的《神话》，他认为不应从视觉设计的观点来看待大众文化，而应该认识到大众文化揭示了当代社会潜在的框架结构。借助结构主义理论，正是要回答设计与社会的关系问题。

简答题：为什么说借助结构主义理论，正是要回答设计与社会的关系问题。3.解构方法。

按照结构主义理论，可以运用科学的符号学原理来分析图像，并且分别说明其视觉的、文化的、以及语言的意义，这一分析的过程被解构主义理论家称之为解码。法国社会学教授博德里亚是后现代主义最著名的理论家，曾用解构方法探求广告与消费文化对当代社会的影响，他尤其对所谓原创性提出挑战。

设计分为“显性设计”和“隐性设计”两种，显性设计是风格设计；隐性设计是工程设计。显性设计的目的在于引导消费，而隐性设计决定设计品的功能。法国哲学家的德里达《绘画的真实》，试图用解构方法解读绘画。

一般认为，解构主义揭露传统的偏见和自相矛盾，注重详细解读，具有浓厚的哲学兴趣。4.混沌理论

混沌理论来源于自然科学界。按照通俗的解释，是向我们说明，我们才开始理解自然界的复杂性，即自然现象及其事件的连锁反应。混沌理论不是要把简单的事物弄得更复杂，而恰恰是为寻求复杂现象的简单根源，提出新的观点和方法。

20世纪80年代，将混沌理论运用到设计领域成了一件时髦的事，反对将设计看作是单一和有次序的观点，主张设计家应当努力探求混沌的文化潮流。但是，对于设计史研究者而言，创造性的混沌不是一场设计运动，而是后现代主义所提出的多元主义理论的一个方面。5.绿色设计。

绿色设计起自于旨在保护自然资源、防止工业污染破坏生态平衡的一场运动，虽然它迄今为止仍处于萌芽阶段，但却已成为一种及其重要的新趋向。绿色设计源于20世纪60年代在美国兴起的反消费运动。所谓多重设计，实际上是指批评者要求设计家能够因时因地地提供更多的设计以供选择，而不是说服或强迫人们接受单一的设计。6.信息技术。

对于设计学而言，计算机技术和通信技术这两大领域的发展，已经改变了20世纪以来设计的过程和生产。

二、对中国古代设计思想的初步研究 1.设计在传统文化中的地位。

2.在几乎所有的设计类型中，最基本的技术因素和形式原则便是尺度和比例。3.中国古代设计思想渊源。

墨子的设计思想：重设计功能反对无谓装饰，以追求“器完而不饰”为评判标准的“质真而素朴”的设计审美志趣。管仲：视装饰为忤逆。阴阳五行说以及老子的“道”说、“无为说”，表明天下百工之作无不因循万物之质材特征和自然规律方可工成事遂的因果关系，从设计方法学的角度讲老子的“道”与良匠之道匹配的浑然一体，天衣无缝。

庄子的“天人合一”与古代风水学。

分析题：论述庄子“天人合一”的思想与现代可持续发展设计思想的关联及启示。4.中国的设计，西方的反应。

真正开启了中国古代设计思想研究的，应该说始于20世纪萌生的现代主义设计运动，特别是被誉为“20世纪的米盖朗琪罗”的美国建筑设计大师赖特和德国现代主义设计大师米斯。凡德洛。他们的设计实践和思想，开创了现代主义建筑和产品设计的先河，并为现代主义之后的设计运动、思潮奠定了坚实的理论基础。

1908年，赖特在《建筑范例》月刊上首次提出了他的有机建筑概念，以追求建筑的实在——内部空间的真实表达为终端，通过对整体性的探索，最终找到以连续性和可塑性的结构实现整体性的具体途径。

中国的农业技术只是给西方农业甚至工业革命带去的推动作用。

赖特以其毕生丰厚的建筑设计作品和杰出的人文思想阐释了中国古代先哲的理念和东方文化的伟大传统。

分析题：论述老子“有之以为利、无之以为用”的思想对现代设计艺术的影响和启迪。赖特和凡德洛对中国古代设计思想的研究。

第五篇：发动机工作原理教案1

任务三 认识四冲程汽油发动机工作过程

一、教材分析：

本节内容在项目六认识汽车的总体结构章节中占有重要地位，主要阐述了汽油发动机的工作过程以及四个行程的工作过程和特点。学生清晰理解发动机的工作原理将为今后进行发动机故障诊断和拆修打下基础。因此，本节课的成败直接影响后续课程的学习。

二、教学目标：

使学生掌握四冲程汽油机的工作过程即工作原理，并在工作原理掌握的基础上，能够分析四冲程汽油发动机工作过程中，各组成部分的工作状态和它们之间的相互工作关系，提高学生在学习专业课过程中分析问题的能力。

三、教学重点和难点：

教学重点：四冲程汽油发动机完成一个工作循环各行程的工作过程。教学难点：四冲程汽油发动机各个工作行程的工作特点。

四、教学方法：讲授法、讨论法、视频演示法

五、教学工具：教材、黑板、粉笔、PPT

六、课时安排：1课时

七、教学过程：

[每课一车] 首先我们请吴邢均同学来主持这节课的“每课一车”栏目 [复习] 1.写出往复活塞式内燃机的基本结构名称。

2.什么是上止点、下止点、活塞冲程、燃烧室容积？

[讲授新课]

一、观看一组发动机图片，提出关键词：工作循环 四冲程发动机

进气、压缩、做功、排气

二、提出问题，四个工作过程中发动机各部件的运动状态？ 观看发动机安装及工作视频

（1）进气行程

①活塞运动方向：由上向下运动 ②气门状态：进气门开、排气门关 ③曲轴转角：0°—180°

4气缸内气体压力为0.08—0.09MPa，温度47℃～107℃。○

【教师提问】

1、发动机进去的是何气体：可燃混合气 2.混合气为何会被吸入气缸？

引导学生回答：活塞由上止点向下止点移动，活塞上方额气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压一下，造成真空吸力，此时气缸内气体压力为0.08—0.09MPa。（2）压缩行程

①活塞运动方向：由下向上运动 ②气门状态：进气门关、排气门关 ③曲轴转角：180°—360°

4气缸内气体温度327℃～427℃，压力0.8-1.5MPa。○引导学生通过观察压缩行程工作示意图回答问题，把ppt上的工作特性表格填写完整。

①【教师提问】为什么要将可燃混合气压缩？

引导学生回答：为了使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使密度增大，压力增大，温度升高，此时气缸内气体压力为0.6—1.2MPa。②【教师提问】回忆压缩比概念？

引导学生回答：压缩比=气缸总容积/燃烧室容积=压缩前容积/压缩后容积 压缩比越大，混合气压力、温度越高，燃烧速度增快→使发动机功率增大，经济性也越好。

▲注意：压缩比过大，会产生爆燃和表面点火等不正常燃烧现象（汽油机6-10，柴油机16-22）（3）作功行程

①活塞运动方向：由上向下运动 ②气门状态：进气门关、排气门关 ③曲轴转角：360°—540°

4气缸内气体瞬时最高：温度1927℃—2527℃，压力3-6.5 MPa ○引导学生通过观察进气行程工作示意图回答问题，把ppt上的工作特性表格填写完整。

【教师提问】阐述作功行程如何工作？

引导学生回答：火花塞发出电火花，点燃被压缩混合气，释放出大量的热能，高

温、高压使活塞从上止点向下止点运动，通过曲轴旋转输出机械能。此时气缸内气体压力为3—5MPa。

引导学生通过观察进气行程工作示意图回答问题，把ppt上的工作特性表格填写完整。（4）排气行程

①活塞运动方向：由下向上运动 ②气门状态：进气门关、排气门开 ③曲轴转角：540°—720°

4气缸内气体温度627℃-827℃，压力0.105-0.120 MPa ○引导学生通过观察进气行程工作示意图回答问题，把ppt上的工作特性表格填写完整。

【教师提问】如何排气？

引导学生回答：作功接近终了时，靠废气的压力进行“自由排气”，活塞由下止点向上止点运动（惯性），继续强制将废气排到大气中。

[教学总结]（师生共同小结）本节课我们一起学习了以下几点内容：

1、四冲程发动机的工作循环包括四个行程：进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程；

2、四冲程汽油发动机工作过程：将可燃混合气引入气缸，然后压缩，压缩接近终点时点燃。可燃混合气着火燃烧，产生高温高压气体，推动活塞下行实现对外作功，最后排除废气。

3、四冲程汽油发动机曲轴旋转二周，活塞在气缸里往复行程2次，进、排气门各开闭1 次，将热能转化成机械能，输出作功。

三、课堂练习（见ppt）

[课后思考] 简述四冲程汽油发动机工作过程