資源簡(jiǎn)介

高三通用技術(shù)復(fù)習(xí)疑點(diǎn)、難點(diǎn)匯總（一）
主要內(nèi)容
關(guān)于技術(shù)：科學(xué)原理的實(shí)際應(yīng)用
關(guān)于設(shè)計(jì)：構(gòu)思與計(jì)劃的技術(shù)
關(guān)于結(jié)構(gòu)：事物內(nèi)部的組織形式
關(guān)于流程：事物的時(shí)間結(jié)構(gòu)
關(guān)于系統(tǒng)：相關(guān)性和整體性
關(guān)于控制：關(guān)于駕馭的藝術(shù)
關(guān)于技術(shù)
技術(shù)與科學(xué)的聯(lián)系與區(qū)別
（1）技術(shù)以科學(xué)為基礎(chǔ)
根據(jù)科學(xué)原理“開(kāi)發(fā)”出來(lái)的技術(shù)
例：根據(jù)電磁場(chǎng)理論開(kāi)發(fā)的無(wú)線電報(bào)技術(shù)
例：根據(jù)氣體放電理論開(kāi)發(fā)的等離子顯示技術(shù)
例：根據(jù)光電效應(yīng)理論開(kāi)發(fā)的數(shù)字照相技術(shù)
（2）什么是“Know how”
隱含科學(xué)原理而“摸索”出來(lái)的技術(shù)
例：越王劍的冶煉技術(shù)
例：汽車(chē)鋼板的生產(chǎn)技術(shù)
例：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)
（3）科學(xué)的使命是“發(fā)現(xiàn)”，而技術(shù)的使命是“發(fā)明”
“科學(xué)無(wú)國(guó)界”：發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律
例：科學(xué)家霍金（S.W. Hawking）：大爆炸宇宙學(xué)，弦論
技術(shù)有“價(jià)值”：知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)
例：基因藥物，3G手機(jī)
（4）技術(shù)是有“目的”的
“善的”技術(shù)
例：器官移植
“惡的”技術(shù)
例：毒品加工
“善惡交加”的技術(shù)：技術(shù)的兩面性
例：“大規(guī)模殺傷性武器”
難以回答的道德追問(wèn)
例：人體克隆，轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)，美容手術(shù)，
（5）技術(shù)的“專(zhuān)利性”≠ 技術(shù)的“專(zhuān)利”
例：可口可樂(lè)的秘密。
專(zhuān)利：法律武器
一把雙刃劍：通過(guò)公開(kāi)秘密來(lái)保護(hù)秘密
專(zhuān)利什么時(shí)候起作用？
何時(shí)我們需要專(zhuān)利？
（6）技術(shù)為人服務(wù)，因此技術(shù)與自然的關(guān)系仍然是技術(shù)與人的關(guān)系
“人定勝天”：人如何與自然相處？
技術(shù)與自然——一個(gè)微妙的關(guān)系
例：三峽大壩的建造與環(huán)境保護(hù)
極端環(huán)境保護(hù)主義（美國(guó)：地球解放陣線 ELF）
關(guān)于設(shè)計(jì)
（一）什么是設(shè)計(jì)
（1）形形色色的“設(shè)計(jì)”
以設(shè)計(jì)對(duì)象命名
例：產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、廣告設(shè)計(jì)、形象設(shè)計(jì)、……
以設(shè)計(jì)領(lǐng)域命名
例：技術(shù)設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、……
（2）設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性的技術(shù)應(yīng)用
設(shè)計(jì)是構(gòu)思和計(jì)劃的技術(shù)（德國(guó)鮑豪斯Bauhaus設(shè)計(jì)學(xué)派，1919）
以構(gòu)思和計(jì)劃的科學(xué)為基礎(chǔ)（創(chuàng)造學(xué) + 運(yùn)籌學(xué)）
具有技術(shù)的一切屬性
目的性、創(chuàng)新性、綜合性、兩面性、專(zhuān)利性、……
“技術(shù)設(shè)計(jì)”
以技術(shù)產(chǎn)品及其制造過(guò)程為對(duì)象的構(gòu)思和計(jì)劃技術(shù)
（3）設(shè)計(jì) vs 研究
技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與研究都是創(chuàng)造性的活動(dòng)。
例：設(shè)計(jì)一種新的打印機(jī)
例：研究一種新的打印方法
不同點(diǎn)：
設(shè)計(jì)以大批量實(shí)施為目的。因此，強(qiáng)調(diào)結(jié)果的可實(shí)現(xiàn)性和規(guī)范性。
研究以特定性發(fā)現(xiàn)為目的。因此，強(qiáng)調(diào)結(jié)果的新穎性和改善性。
研究的結(jié)果通過(guò)設(shè)計(jì)變成產(chǎn)品。
（4）創(chuàng)新是設(shè)計(jì)的生命
設(shè)計(jì)的本質(zhì)就是創(chuàng)新
仿制：無(wú)創(chuàng)新的“設(shè)計(jì)”
創(chuàng)新性設(shè)計(jì)方法：模仿與聯(lián)想
模仿：對(duì)已有事物原理、功能的某種“拷貝”
例：潛水艇和魚(yú)眼鏡頭
聯(lián)想：對(duì)已有事物原理、功能的擴(kuò)充、集成、推理、甚至逆向思維
例：逆向思維設(shè)計(jì)——水床與盧佛宮的金字塔
創(chuàng)新性設(shè)計(jì)方法：“奇特性構(gòu)思”
奇特性構(gòu)思是“無(wú)中生有”的設(shè)計(jì)創(chuàng)意
例：自行車(chē)與電視機(jī)
（5）新的設(shè)計(jì)理念——人機(jī)關(guān)系設(shè)計(jì)
人機(jī)工程學(xué)（Ergonomics）（英國(guó)人默雷爾 K. Murrell, 1947）
一門(mén)研究人與其所處工作和生活環(huán)境之間相互關(guān)系，以適應(yīng)人體解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)要求， 從而達(dá)到提高工作效率和安全、健康、舒適為目的的學(xué)科。
“人機(jī)關(guān)系設(shè)計(jì)”：一個(gè)友好的物質(zhì)世界
例：AK-47沖鋒槍的扳機(jī)護(hù)套設(shè)計(jì)
例：Microsoft Windows
什么“不是”人機(jī)關(guān)系設(shè)計(jì)？
例：形形色色的沙發(fā)
例：形形色色的鉛筆刨
（6）“可持續(xù)發(fā)展”— 另一個(gè)新的設(shè)計(jì)理念
可持續(xù)發(fā)展：既滿足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)后代人滿足其需要構(gòu)成危害的發(fā)展
世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)報(bào)告，《我們共同的未來(lái)》，1987
設(shè)計(jì)與自然的關(guān)系：一個(gè)易被忽視的設(shè)計(jì)原則
“設(shè)計(jì)與自然的關(guān)系”是“技術(shù)與自然的關(guān)系”的自然延續(xù)
正例和反例
正例：易拉罐開(kāi)啟方式的設(shè)計(jì)
反例：過(guò)度包裝
（7）技術(shù)試驗(yàn)：設(shè)計(jì)的推進(jìn)器和評(píng)判者
試驗(yàn)：有明確目的和計(jì)劃的嘗試
關(guān)鍵詞：目標(biāo)、手段和程序
兩種類(lèi)型的技術(shù)試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)和測(cè)試
為了“發(fā)現(xiàn)”的試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)
為了“證實(shí)”的試驗(yàn)：測(cè)試
誰(shuí)來(lái)推進(jìn)和評(píng)判設(shè)計(jì)？
實(shí)驗(yàn)：技術(shù)設(shè)計(jì)的推進(jìn)器
測(cè)試：技術(shù)設(shè)計(jì)的評(píng)判者
（8）設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)：量化還是非量化？
設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)是設(shè)計(jì)的指揮棒
各有優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)
量化指標(biāo)（客觀的）：經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、規(guī)范、……
非量化指標(biāo)（主觀的）：道德、美觀、友好、……
我們極力尋找可量化的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以保證設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的“科學(xué)性”
非量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體現(xiàn)設(shè)計(jì)的魅力和創(chuàng)意
例：“鳥(niǎo)巢”和“水立方”的設(shè)計(jì)高三通用技術(shù)復(fù)習(xí)疑點(diǎn)、難點(diǎn)匯總（三）
關(guān)于系統(tǒng)
（1）無(wú)處不在的系統(tǒng)
系統(tǒng)在哪里？
1945年奧地利理論生物學(xué)家貝塔朗菲（L. Bertalanffy）發(fā)表《一般系統(tǒng)論》，描述了系統(tǒng)的各種性質(zhì)，卻沒(méi)有回答這個(gè)問(wèn)題 。
“我思故我在”（笛卡爾，法國(guó)哲學(xué)家）
系統(tǒng)就是你所關(guān)注的對(duì)象
系統(tǒng)是“客觀存在”還是“主觀想象”？
對(duì)于同樣的事物，當(dāng)你的關(guān)注點(diǎn)不同時(shí)，代表不同的系統(tǒng)
例：射擊運(yùn)動(dòng)
例：自動(dòng)取款機(jī)
（2）系統(tǒng)是有結(jié)構(gòu)的
怎樣定義一個(gè)系統(tǒng)？
定義1：“系統(tǒng)之外”——系統(tǒng)所處的環(huán)境
定義2：系統(tǒng)的組成成分
定義3：組成成分之間的相互關(guān)系
研究“系統(tǒng)”的理由：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)
系統(tǒng)的層次性（嵌套結(jié)構(gòu)）
系統(tǒng)的組成成分可以是另一個(gè)系統(tǒng)（子系統(tǒng)）。
不同層次的系統(tǒng)可以有不同的結(jié)構(gòu)。
同構(gòu)系統(tǒng)和模型仿真
結(jié)構(gòu)相同的系統(tǒng)（同構(gòu)系統(tǒng)）具有同樣的性質(zhì)。
因此，可用廉價(jià)的（同構(gòu)）模型來(lái)研究真實(shí)系統(tǒng)。
例：水塔放水和電容放電
（3）一般系統(tǒng)的分類(lèi)
系統(tǒng)和環(huán)境的關(guān)系
開(kāi)放系統(tǒng)（Open system ）
封閉系統(tǒng)（Closed system）
系統(tǒng)和時(shí)間的關(guān)系
穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)（Stable system）
動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（Dynamic system）
系統(tǒng)走向何方：穩(wěn)定系統(tǒng)和不穩(wěn)定系統(tǒng)
系統(tǒng)在干什么：規(guī)則系統(tǒng)和混沌系統(tǒng)
例：混沌——從蝴蝶撲翅到熱帶風(fēng)暴
時(shí)間隧道：可逆系統(tǒng)和耗散系統(tǒng)
例：耗散——從蛋湯到蛋糕
系統(tǒng)成分之間的關(guān)系
單調(diào)系統(tǒng)（Monotonic system）
遞歸系統(tǒng)（Recursive system）
遞歸：學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)再學(xué)習(xí)
復(fù)雜系統(tǒng)
自組織系統(tǒng)（Self-organizing system）
例：從糖漿到冰糖
自適應(yīng)系統(tǒng)（Adaptive system）
例：生物的進(jìn)化
（4）1＋1＞2 還是 2＞1＋1 ？
多個(gè)事物的集合何時(shí)被稱(chēng)為“系統(tǒng)”？
這些事物之間存在相互作用（相關(guān)性）；
由于這種關(guān)聯(lián)相互作用，從整體來(lái)看出現(xiàn)這些事物原先不具備的新性質(zhì)（整體性）。
例：“人群”和“組織”
事物之間的相關(guān)性是系統(tǒng)存在的必要條件
單向關(guān)聯(lián)和雙向關(guān)聯(lián)
因果關(guān)系：相關(guān)性是整體性的來(lái)源
相關(guān)作用的改變將導(dǎo)致整體功能的變化
“1＋1”與“2”誰(shuí)更大？
“整體性”并不意味著“功能增強(qiáng)”
例：“害群之馬”
（5）“系統(tǒng)分析”要分析什么
系統(tǒng)分析即“結(jié)構(gòu)分析”
結(jié)構(gòu)（相關(guān)性）決定系統(tǒng)的性質(zhì)（整體性）
系統(tǒng)分析的 “4W”
Where：“劃清界限”——系統(tǒng)和環(huán)境的邊界在哪里？
What：系統(tǒng)成分之間有什么相互作用？
Why：這些相互作用為什么會(huì)影響到系統(tǒng)的整體功能？
When：系統(tǒng)什么時(shí)候發(fā)生變化？
例：控制系統(tǒng)的分析
（6）系統(tǒng)優(yōu)化：在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行
“結(jié)構(gòu)優(yōu)化”的重要性
再次重申：結(jié)構(gòu)（相關(guān)性）決定系統(tǒng)的性質(zhì)（整體性）
通過(guò)改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)改變系統(tǒng)性能
以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析為基礎(chǔ)
怎樣優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)？
改變系統(tǒng)的組成成分
改變系統(tǒng)成分之間的相互關(guān)系
例：怎樣設(shè)計(jì)一個(gè)食堂供應(yīng)系統(tǒng)？
每一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可行改變，稱(chēng)為一個(gè)“方案”。
系統(tǒng)優(yōu)化即選擇最適當(dāng)?shù)姆桨福瓜到y(tǒng)整體性能最好。
V
t
C
R
V高三通用技術(shù)復(fù)習(xí)疑點(diǎn)、難點(diǎn)匯總（二）
關(guān)于結(jié)構(gòu)
（1）什么是結(jié)構(gòu)？
一個(gè)有趣的問(wèn)題
雞蛋和蛋殼：誰(shuí)是殼體結(jié)構(gòu)？
看不見(jiàn)摸不著的“結(jié)構(gòu)”
結(jié)構(gòu)：事物內(nèi)部各組成部分確定的組織形式。
結(jié)構(gòu)是一個(gè)抽象而普適的概念
例：建筑結(jié)構(gòu)、人體結(jié)構(gòu)、社會(huì)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、……
有結(jié)構(gòu)的和無(wú)結(jié)構(gòu)的
有無(wú)確定的組織形式，是判斷有無(wú)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵
例：無(wú)結(jié)構(gòu)的水和有結(jié)構(gòu)的冰
例：無(wú)結(jié)構(gòu)的沙灘和有結(jié)構(gòu)的沙雕
（2）結(jié)構(gòu)決定事物整體的性質(zhì)
結(jié)構(gòu)反映了事物各組成部分之間的相互關(guān)系
由許多成分組成的事物中，結(jié)構(gòu)往往起決定性作用
例：石墨和鉆石
結(jié)構(gòu)主義（structuralism）
“世界是由許多“狀態(tài)”構(gòu)成的總體，每一個(gè)“狀態(tài)”是一條眾多事物組成的鎖鏈，它們處于確定的關(guān)系之中，這種關(guān)系就是這個(gè)“狀態(tài)”的結(jié)構(gòu)，決定了這個(gè)世界。”（路德維希·維特根斯坦（奧），《邏輯哲學(xué)論》，1922）
例：社會(huì)結(jié)構(gòu)
（3）結(jié)構(gòu)分析
為什么拱橋是殼體結(jié)構(gòu)？
結(jié)構(gòu)分析步驟
第1步：確定分析對(duì)象
第2步：分解該對(duì)象的組成成分
第3步：尋找各成分之間的相互關(guān)系
第4步：提取相互關(guān)系的特征
第5步：解釋特征與對(duì)象性質(zhì)之間的關(guān)系
結(jié)構(gòu)的嵌套和混合
回到雞蛋和蛋殼的結(jié)構(gòu)問(wèn)題
回到拱橋問(wèn)題
（4）力學(xué)結(jié)構(gòu)：強(qiáng)度和穩(wěn)定性
結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性
強(qiáng)度：在外力作用下結(jié)構(gòu)保持完整的能力。
注：結(jié)構(gòu)的完整 ≠ 結(jié)構(gòu)體的完整
例：被炮火轟擊的建筑
穩(wěn)定性：在外力作用下結(jié)構(gòu)保持平衡的能力。
注：結(jié)構(gòu)的完整 ≠ 結(jié)構(gòu)的平衡
例：被風(fēng)吹跑的帳篷
結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性與外力的大小及方向有關(guān)
因此強(qiáng)度和穩(wěn)定性要與外力一起分析才能得出結(jié)論。
例：簡(jiǎn)支梁的強(qiáng)度和穩(wěn)定性
關(guān)于流程
（1）什么是流程
流程是一系列具有時(shí)序的活動(dòng)（環(huán)節(jié)）
一個(gè)活動(dòng)不是流程
多個(gè)沒(méi)有時(shí)序的活動(dòng)不是流程
例：“流程是有組織的活動(dòng)”？有獎(jiǎng)競(jìng)猜
流程與結(jié)構(gòu)
流程是事物動(dòng)態(tài)變化的時(shí)間表達(dá)形式
“流程是事物的時(shí)間結(jié)構(gòu)”
形形色色的流程
從生產(chǎn)流程、程序流程到控制流程
（2）流程的基本要素
流程兩要素
活動(dòng)和時(shí)序
此“活動(dòng)”非彼活動(dòng)
活動(dòng)是在一定時(shí)間、使用一定資源進(jìn)行的一個(gè)操作
形形色色的時(shí)序
標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序和邏輯時(shí)序
例：做饅頭和修電燈
同步時(shí)序和異步時(shí)序
例：交響樂(lè)的“同步和異步”演奏
并行時(shí)序和串行時(shí)序
例：編輯和打印
問(wèn)題：Microsoft Windows 執(zhí)行什么時(shí)序？
（3）流程的類(lèi)型
三種基本類(lèi)型
流水流程（Flow shop）
流程中所有活動(dòng)按單一的時(shí)序排列
作業(yè)流程（Job shop）
流程中不同的活動(dòng)有確定的不同時(shí)序
開(kāi)放流程（Open shop）
流程中所有活動(dòng)可以有任意的時(shí)序
例：自助餐
嵌套流程和循環(huán)流程
（4）流程分析
流程分析要回答什么問(wèn)題？
流程分析即流程的時(shí)序結(jié)構(gòu)分析
流程分析的粒度
流程的粒度即活動(dòng)和時(shí)序的粒度
在不同粒度下，流程可能呈現(xiàn)不同的時(shí)序結(jié)構(gòu)
例：鋼鐵是怎樣煉成的
（5）流程優(yōu)化：流程設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)
流程的可行性、滿意性和最優(yōu)性
在給定資源的情況下，對(duì)流程的優(yōu)化即改變流程的時(shí)序結(jié)構(gòu)（流程調(diào)度，Scheduling）
怎樣優(yōu)化流程？
基本的流程優(yōu)化方法：枚舉法和隨機(jī)試驗(yàn)法
經(jīng)典的流程優(yōu)化方法：運(yùn)籌學(xué)方法
現(xiàn)代的流程優(yōu)化方法：計(jì)算智能方法（擬生態(tài)方法）
原料
煉鐵
煉鋼
軋鋼
煉焦
燒結(jié)
高爐高三通用技術(shù)復(fù)習(xí)疑點(diǎn)、難點(diǎn)匯總（四）
關(guān)于控制
（1）控制即干預(yù)
控制論（Cybernetics）：關(guān)于駕馭的理論
《控制論，即關(guān)于動(dòng)物和機(jī)器的控制與通訊》，維納（N. Wiener,美國(guó)數(shù)學(xué)家），1948
兩個(gè)基本概念：負(fù)反饋和信息傳輸
控制科學(xué)：普適性的系統(tǒng)科學(xué)
人類(lèi)獨(dú)特的能力：改造世界
關(guān)于控制的規(guī)律是普遍性的規(guī)律
形形色色的控制系統(tǒng)
生產(chǎn)控制、交通控制、氣候控制、人口控制、金融控制、疾病控制
（2）用控制的獨(dú)特視角看問(wèn)題
系統(tǒng)的視角
控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定其性能
動(dòng)態(tài)的視角
“趨勢(shì)比狀態(tài)更重要”
反饋的視角
了解控制效果：“沒(méi)有反饋就沒(méi)有控制”
調(diào)節(jié)的視角
調(diào)節(jié)就是修正 —— 有誤差才有調(diào)節(jié)
（2）用系統(tǒng)的觀點(diǎn)看控制：控制系統(tǒng)分析
控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
系統(tǒng)的組成成分
系統(tǒng)分析的粒度：什么是被控對(duì)象
例：自動(dòng)感應(yīng)門(mén)和射擊問(wèn)題
系統(tǒng)成分之間的相互作用
例：“開(kāi)環(huán)控制”還是“閉環(huán)控制”？
系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)
抑制干擾的能力：穩(wěn)定性
例：汽車(chē)消振系統(tǒng)
追蹤目標(biāo)的能力：跟蹤性
例：地—空導(dǎo)彈
“人工控制”還是“自動(dòng)控制”？
人在控制系統(tǒng)中的地位和作用
例：火星探險(xiǎn)、遠(yuǎn)程手術(shù)
（3）如何設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)
系統(tǒng)劃分
誰(shuí)是被控對(duì)象？
系統(tǒng)建模
從現(xiàn)實(shí)世界到虛擬世界
系統(tǒng)分析
尋找系統(tǒng)的缺陷
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
如何補(bǔ)償系統(tǒng)的缺陷？
系統(tǒng)優(yōu)化
使系統(tǒng)變得更好
（4）控制器設(shè)計(jì)：控制的藝術(shù)
是誰(shuí)把控制變成了藝術(shù)？
被控對(duì)象的古怪脾氣：動(dòng)態(tài)性和不確定性
形形色色的控制藝術(shù)
“適者生存”的藝術(shù)：自適應(yīng)控制（Adaptive control ）
“以不變應(yīng)萬(wàn)變”的藝術(shù)：魯棒控制（Robust control ）
“走一步，看一步”的藝術(shù)：預(yù)測(cè)控制（Predictive control）
“狡兔三窟”的藝術(shù)：容錯(cuò)控制（Fault-tolerant control）
“失敗是成功之母”：學(xué)習(xí)控制（Learning control）

展開(kāi)更多......

收起↑