第二章第三節 技術試驗及其方法
如汽車的碰撞試驗就可以選用模擬試驗法進行試驗,在專用的場所模擬現實中的撞車事故,以考察汽車的性能。采用這種方法進行試驗,可以減小風險,提高效率。模擬試驗法還可以通過縮小(放大)比例來模擬所設計的現場效果。
[案例分析] 汽車碰撞試驗 汽車安全氣囊 大壩水利試驗、飛行器的風洞試驗;船舶的船體試驗;
[提問] 在汽車碰撞試驗中為什么要用模擬人試驗呢?
[學生思考討論] 用模擬人試驗可以檢測在事故發生時對撞擊人體造成的傷害,從而總結經驗,改善汽車的安全性能設計,降低事故風險。
模擬試驗法還可以通過縮小(放大)比例來模擬所設計的現場效果。 鳥巢模型分析,鳥巢它設計過并不是說立刻可以建好的,為了很好的把鳥巢建好,是做了很多的模型來反復認證的。
同學們前面我們看了航天員失重訓練的視頻,現在我們再來看看鳳凰號火星探測器模擬登陸動畫。
[提問] 這段視頻是真實發生的嗎?
[學生思考討論]
[教師評析] 對,我們暫時還無法直接把火星探測器登陸的視頻拍下來,可是我們可以利用計算機技術來虛擬實現,這就是我們要學習的第三個試驗方法。
3、虛擬試驗法:利用計算機技術來虛擬現實中的技術設計原型并進行試驗的方法稱為虛擬試驗法。除了剛才我們看到的鳳凰號火星探測器模擬登陸動畫外,還有虛擬人等采用了虛擬試驗法。
[提問]采用虛擬試驗方法比傳統的方法有什么好處?
[教師評析]:幫助學生一起總結出,采用虛擬試驗技術,很多試驗可以在計算機上完成,大大縮短研制周期與研制經費。
虛擬人――研究者利用來源于自然人的解剖信息和生理信息,集成虛擬的數字化人體信息資源,經計算機模擬構造出虛擬人,可以開展無法在自然人身上進行的一系列診斷與治療研究。
[提問] 同學們我想大家應該都知道,要成為一個宇航員不容易,要經過層層的選拔,選拔成為宇航員后還要經過很多高強度的體能訓練。宇航員的訓練遠比我們想象的艱苦,有些訓練甚至讓人難以忍受。當初蘇聯宇航員在一年內,要騎自行車1000公里,滑雪3000公里,越野跑步200多公里。當年美國的宇航員登月前要穿幾十千克重的宇航服,在炎熱的佛羅里達沙漠中,每天行走二三十千米。而今我國的宇航員也在進行高強度的訓練。請問為什么他們要進行這么多高強度的訓練啊?
[學生思考討論]
[教師評析] 宇航員進行這么多高強度的訓練,是為了讓他們在執行太空任務時能更好適應太空的環境,并能很好的處理各種突發事件。而在技術試驗中通過擴大和強化試驗對象的作用,以提高試驗效率的方法稱為
4、強化試驗法。
汽車道路強化腐蝕試驗、高溫高濕試驗、鹽水搓板路試驗、強化壞路行駛試驗…
[提問] 在前面我們講到了宇航員要進行“失重訓練”。同學們失重訓練的這個環境在我們地球上本來是有沒有的?
[教師評析] 這種失重的環境實際上是我們模擬的太空環境,是不是也可以說是把太空的環境移植到了地球?而這種移植也是一種技術試驗方法。
5、移植試驗法 在相互有差異的事物之間,將某些共同相關的因素從一物移植到另一物進行試驗的方法。農作物的嫁接或移植試驗(如橘子從長江以南移植到長江以北的種植試驗。這就是一種非常典型的移植試驗)。