高中通用技术关于通用技术的若干问题

《高中通用技术关于通用技术的若干问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中通用技术关于通用技术的若干问题（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、关于技术与设计 的若干问题主要内容n 关于技术：科学原理的实际应 用 n 关于设计：构思与计划的技术 n 关于结构：事物内部的组织形式 n 关于流程：事物的时间结 构 n 关于系统：相关性和整体性 n 关于控制：关于驾驭的艺术*浙江大学 Zhejiang University2关于技术*3浙江大学 Zhejiang University技术与科学的联系与区别n 技术以科学为基础 根据科学原理“开发”出来的技术 例：根据电磁场理论开发的无线电报 技术 例：根据气体放电理论开发的等离子显示技术 例：根据光电效应理论开发的数字照相技术*浙江大学 Zhejiang University41887年德国

2、科学家赫兹证明了无线电波的存在，1895年 意大利大学生马可尼据此发明了无线电报机。1906年英国科学家汤姆逊创建气体放电理论，1964 年美国伊利诺斯大学研制出等离子显示装置。1905年德国物理学家爱因斯坦创建光电效应理论 ，1981年日本索尼公司推出第一台数码照相机。技术与科学的联系与区别n 什么是“Knowhow” 隐含科学原理而“摸索”出来的技术 例：越王剑的冶炼技术 例：汽车钢板的生产技术 例：航空发动机的制造技术*浙江大学 Zhejiang University5大推力航空发动机的关键技术是高强度、高韧性 的耐高温合金。德国大众汽车采用了高强度、高韧性的汽车复 合钢板。1965年湖

3、北荆州出土越王勾践剑，历经两千多年 仍锋利无比，毫无锈蚀。技术与科学的联系与区别n 科学的使命是“发现”，而技术的使命是“发明” “科学无国界”：发现 客观规 律 例：科学家霍金（S.W. Hawking）：大爆炸宇宙学，弦论 技术有“价值”：知识产权 保护 例：基因药物，3G手机，*浙江大学 Zhejiang University6技术的善与恶n 技术是有“目的”的 “善的”技术 例：器官移植 “恶的”技术 例：毒品加工 “善恶交加”的技术：技术的两面性 例：“大规模杀伤性武器” 难以回答的道德追问 例：人体克隆，转基因农业，美容手术，*浙江大学 Zhejiang University7“技

4、术的专利性”：要不要专利？n 技术的“专利性” 技术的“专利” 例：可口可乐的秘密。 n 专利：法律武器 n 一把双刃剑：通过公开秘密来保护秘密 n 专利什么时候起作用？ n 何时我们需要专利？*浙江大学 Zhejiang University8技术与自然的关系n 技术为人服务，因此技术与自然的关系仍然是技术与人 的关系。 n “人定胜天”：人如何与自然相处？ n 技术与自然一个微妙的关系 例：三峡大坝的建造与环境保护 极端环境保护主义（美国：地球解放阵线 ELF）*浙江大学 Zhejiang University9*10浙江大学 Zhejiang University关于设计什么是设计n 形

5、形色色的“设计” 以设计对 象命名 例：产品设计、工艺设计 、广告设计、形象设计、 以设计领 域命名 例：技术设计 、艺术设计 、工程设计、工业设计 、*浙江大学 Zhejiang University11设计 是创造性的技术应 用n 设计是构思和计划的技术（德国鲍豪斯Bauhaus设计 学派，1919） 以构思和计划的科学为基础（创造学 + 运筹学） 具有技术的一切属性 目的性、创新性、综合性、两面性、专利性、 n “技术设计 ” 以技术产 品及其制造过程为对 象的构思和计划技术*浙江大学 Zhejiang University12Bauhaus设计学 院外景（德国魏 玛）。 该学派的设计原

6、 则：艺术与技术 的统一；设计的 目的是人，而不 是产品；设计必 须遵循自然和客 观的原则来进行 。设计 vs 研究n 技术领域的设计与研究都是创造性的活动。 例：设计 一种新的打印机 例：研究一种新的打印方法 n 不同点： 设计 以大批量实施为目的。因此，强调结 果的可实现 性和规范性 。 研究以特定性发现为 目的。因此，强调结 果的新颖性和改善性。 研究的结果通过设计变 成产品。*浙江大学 Zhejiang University13创新是设计 的生命n 设计的本质就是创新 仿制：无创新的“设计 ” n 创新性设计方法：模仿与联想 模仿：对已有事物原理、功能的某种“拷贝” 例：潜水艇和鱼眼镜

7、头 联想：对已有事物原理、功能的扩充、集成、推理、甚至逆向思 维 例：逆向思维设计 水床与卢佛宫的金字塔 n 创新性设计方法：“奇特性构思” 奇特性构思是“无中生有”的设计创 意 例：自行车与电视机*浙江大学 Zhejiang University14新的设计 理念人机关系设计n 人机工程学（Ergonomics）（英国人默雷尔 K. Murrell, 1947） 一门研究人与其所处工作和生活环境之间相互关系，以适应人体 解剖学、生理学、心理学要求， 从而达到提高工作效率和安全、 健康、舒适为目的的学科。 n “人机关系设计”：一个友好的物质世界 例：AK-47冲锋枪 的扳机护套设计 例：Mi

8、crosoft Windows n 什么“不是”人机关系设计？ 例：形形色色的沙发 例：形形色色的铅笔刨*浙江大学 Zhejiang University15“可持续发 展” 另一个新的设计 理念n 可持续发展：既满足当代人的需要，又不对后代人满足 其需要构成危害的发展 世界环境与发展委员会报告，我们共同的未来，1987 n 设计与自然的关系：一个易被忽视的设计原则 n “设计与自然的关系”是“技术与自然的关系”的自然 延续 n 正例和反例 正例：易拉罐开启方式的设计 反例：过度包装*浙江大学 Zhejiang University16技术试验 ：设计 的推进器和评判者n 试验：有明确目的和计

9、划的尝试 关键词 ：目标、手段和程序 n 两种类型的技术试验 ：实验和测试 为了“发现 ”的试验 ：实验 为了“证实 ”的试验 ：测试 n 谁来推进和评判设计？ 实验 ：技术设计 的推进器 测试 ：技术设计 的评判者*浙江大学 Zhejiang University17设计评 价：量化还是非量化？n 设计评 价是设计的指挥棒 n 各有优劣的评价指标 量化指标（客观的）：经济 、实用、规范、 非量化指标（主观的）：道德、美观、友好、 n 我们极力寻找可量化的评价指标，以保证设计评 价的“ 科学性” n 非量化评价指标体现设计 的魅力和创意 例：“鸟巢”和“水立方”的设计*浙江大学 Zhejian

10、g University18*19浙江大学 Zhejiang University关于结构什么是结构n 一个有趣的问题 鸡蛋和蛋壳：谁是壳体结构？ n 看不见摸不着的“结构” 结构：事物内部各组成部分确定的组织 形式。 结构是一个抽象而普适的概念 例：建筑结构、人体结构、社会结构、系统结构、 n 有结构的和无结构的 有无确定的组织 形式，是判断有无结构的关键 例：无结构的水和有结构的冰 例：无结构的沙滩和有结构的沙雕*浙江大学 Zhejiang University20结构决定事物整体的性质n 结构反映了事物各组成部分之间的相互关系 n 由许多成分组成的事物中，结构往往起决定性作用 例：石墨和

11、钻石 n 结构主义（structuralism） “世界是由许多“状态”构成的总体，每一个“状态”是一条众 多事物组成的锁链 ，它们处 于确定的关系之中，这种关系就是这 个“状态”的结构，决定了这个世界。”（路德维希维特根斯坦（ 奥），逻辑 哲学论，1922） 例：社会结构*浙江大学 Zhejiang University21结构分析n 为什么拱桥是壳体结构？ n 结构分析步骤 第1步：确定分析对象 第2步：分解该对 象的组成成分 第3步：寻找各成分之间的相互关系 第4步：提取相互关系的特征 第5步：解释特征与对象性质之间的关系 n 结构的嵌套和混合 回到鸡蛋和蛋壳的结构问题 回到拱桥问题*浙

12、江大学 Zhejiang University22力学结构：强度和稳定性n 结构的强度和稳定性 强度：在外力作用下结构保持完整的能力。 注：结结构的完整 结结构体的完整 例：被炮火轰击的建筑 稳定性：在外力作用下结构保持平衡的能力。 注：结构的完整 结构的平衡 例：被风吹跑的帐篷*浙江大学 Zhejiang University23力学结构：强度和稳定性n 结构的强度和稳定性与外力的大小及方向有关 因此强度和稳定性要与外力一起分析才能得出结论 。 例：简支梁的强度和稳定性*浙江大学 Zhejiang University24*25浙江大学 Zhejiang University关于流程什么是流

13、程n 流程是一系列具有时序的活动（环节） 一个活动不是流程 多个没有时序的活动不是流程 例：“流程是有组织的活动”？有奖竞猜 n 流程与结构 流程是事物动态变 化的时间 表达形式 “流程是事物的时间结 构” n 形形色色的流程 从生产流程、程序流程到控制流程*浙江大学 Zhejiang University26控制器执行器被控对象检测装置流程的基本要素n 流程两要素 活动和时序 n 此“活动”非彼活动 活动是在一定时间 、使用一定资源进行的一个操作 n 形形色色的时序 标准时序和逻辑时 序 例：做馒头和修电灯 同步时序和异步时序 例：交响乐的“同步和异步”演奏 并行时序和串行时序 例：编辑和打

14、印 问题 ：Microsoft Windows 执行什么时序？*浙江大学 Zhejiang University27流程的类型n 三种基本类型 流水流程（Flow shop） 流程中所有活动按单一的时序排列 作业流程（Job shop） 流程中不同的活动有确定的不同时序 开放流程（Open shop） 流程中所有活动可以有任意的时序 例：自助餐 n 嵌套流程和循环流程*浙江大学 Zhejiang University28流程分析n 流程分析要回答什么问题？ 流程分析即流程的时序结构分析 n 流程分析的粒度 流程的粒度即活动和时序的粒度 在不同粒度下，流程可能呈现不同的时序结构 例：钢铁是怎样炼

15、成的*浙江大学 Zhejiang University29原料炼铁炼钢轧钢炼焦烧结高炉流程优化：流程设计 的终极目标n 流程的可行性、满意性和最优性 n 在给定资源的情况下，对流程的优化即改变流程的时序 结构（流程调度，Scheduling） n 怎样优化流程？ 基本的流程优化方法：枚举法和随机试验 法 经典的流程优化方法：运筹学方法 现代的流程优化方法：计算智能方法（拟生态方法）*浙江大学 Zhejiang University30*31浙江大学 Zhejiang University关于系统无处不在的系统n 系统在哪里？ 1945年奥地利理论生物学家贝塔朗菲（L. Bertalanffy）发表 一般系统论 ，描述了系统的各种性质，却没有回答这个问题 。 n “我思故我在”（笛卡尔，法国哲学家） 系统就是你所关注的对象 系统是“客观存在”还是“主观想象”？ 对于同样的事物，当你的关注点不同时，代表不同的系统 例：射击运动 例：自动取款机*浙江大学 Zhejiang University32系统是有结构的n 怎样定义一个系统？ 定义1：“系统之外”