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第8章技术认识与技术方法
技术认识的基本特征和过程
技术的预测与评估
技术方案的构思与设计
技术方案的试验与实施
第1节 技术认识的基本特征和过程
技术认识论的产生和发展
技术认识与科学认识的区别
技术创造活动的基本程序
技术方法的特点
一、技术认识论的产生和发展
技术认识论：
以人们对技术活动及其结果为研究对象，从认识论的角度考察技术认识的特征与过程、技术研究与技术活动的方法论，技术认识与科学认识的关系等问题，是人们对技术认识的自觉反思。
关注的问题：
科学与技术的关系、技术知识、人工物的属性、技术理性、技术客体、技术评估等。
二、技术认识与科学认识的区别
认识对象、目的和任务不同
认识过程和方法不同
知识形态不同
评价标准不同
二、技术认识与科学认识的区别
认识对象、目的和任务不同
科学认识：解释因果性，揭示可能性。
认识自然，获得自然知识，对客观过程的反映和陈述.
---“是什么”和“为什么”
技术认识：设定目的性，造成现实性。
利用和改造自然，创造人工自然，对人工过程的创造和
控制---“做什么”和“怎样做”
荣格：“科学家观察世界并试图解释他所
看到的东西，工程师观察世界并试图
提供他所看到缺少的东西”
二、技术认识与科学认识的区别
认识过程和方法不同
科学认识：
过程：观察实验——假说、检验——科学理论
从个别到一般、从具体到抽象，从整体到分
析，从经验到理论；
方法：科学观察和科学实验；科学抽象和逻辑推理。
技术认识：
过程：科学知识——技术理论——构想客体
从一般（规则）到个别，从抽象到具体，从要
素到综合，
方法：技术设计和技术试验；综合。
二、技术认识与科学认识的区别
知识形态不同
科学知识：
可明确表达；一元性、通用性；
从复杂到纯化，从多样到单一
技术知识（明言的；意会的）：
难以明确表达；多元性、专有性；
从纯化到复杂，从单一到多样
二、技术认识与科学认识的区别
评价标准不同
科学认识：
追求正确，
真理性标准
技术认识：
追求效率、效用，
功利性标准
三、技术创造活动的基本程序
从“技术发明”到“技术开发”
技术课题规划
技术方案的构思与设计
技术的试验与实施
，
1、技术课题规划
对所要展开技术工作的宏观决策。
设定具体的技术目的，对技术发展及其后果做出预测、评估。
中国科技馆
2、技术方案的构思与设计
技术活动的微观创造阶段
构思：
寻找在既定的限制条件下满足课题要求的新方案，包括提出技术原理和解决问题的基本思路。
设计：
通过概略设计、技术设计到施工图设计的从抽象到具体的发展阶段，把创造构思得到的设想或方案具体化，拟定出具体的可供实施的技术方案。
巴斯卡机
四、技术方法的特点
目的性与客观性
功利性与折中性
多样性与专用性
社会性与综合性
1986年11月28日，美国"挑战者号“
航天飞机 升空后炸裂
3、技术的试验与实施
技术实现的阶段。
根据技术设计提供的详细图纸和技术文件，进行产品的研制、小批量生产、技术鉴定和正式投产。
对方案实施中出现的问题及时反馈到设计阶段，以便对方案做出调整和改进。
目的性与客观性
目的性
技术方法总是与人的一定目的相对应。技术方法的应用是以达到目的为前提和归宿的。
客观性，
人们常常是利用已有的客观因果性的科学认识，来设计和确定相关的技术目的。违背自然规律和科学原理，技术目的就不可能成立或无从实现。
1969年7月20日美国东部时间下午4时17分40秒，阿波罗号宇宙飞船登月舱在月面上“静海”西南部安全降落。阿姆斯特朗率先走出了登月舱，一步一步走下阶梯，在月球上留下了地球人的第一个脚印。
功利性与折中性
功利性，
技术方法的价值就是协助技术活动达到预先设计好的主观愿望。功利性决定了技术方法的评价以效率为标准。
折中性
人们在最终做出技术选择时，不仅要最大限度地追求技术活动的近期经济上的效用，还必须考虑技术活动带来的其他效应，尽量达到近期功利与远期效益、经济利益与社会利益的多方面调和、根据具体条件进行适当的折中选择。
大亚湾核电站
多样性与专用性
多样性
一个技术目的，可以寻找多个不同的可相互替代的方案或方法；一个技术原理可以转化为多种类型的工艺方法和技术产品。
专用性
在技术领域，个人的经验和技能具有重要的地位。
实施“曼哈顿工程”的原子弹工厂
社会性与综合性
社会性
在技术方法中，不仅有对自然规律的应用，而且还有对社会规律的适应。
综合性
在技术研究中，必须把那些在科学研究中被舍弃的因素和关系恢复起来，并在技术设计和研制中，对可能出现的各种偶然因素进行综合考虑。
1910年4月14日
美国铺设第一条海底电缆
第2节 技术的预测与评估
技术预测
技术评估
一、技术预测
技术预测的含义
技术预测的基本步骤
技术预测的基本方法
一、技术预测的含义
历史
神话（宗教）的
直觉的
科学的
一、技术预测的含义
产生背景
20世纪50年代后期，美国
-昂贵的研究费用
-庞大的研究计划
美，林茨，1959
国家、企业或研究部门为实现特定目标运用相关理论和方法，根据某项技术或技术体系过去和现在的状况，推断其未来发展趋势的过程。
一、技术预测的含义
指人们利用已有的理论、方法和技术手段，根据技术的过去和现状，对未来一定时期内的科学、技术、经济和社会发展进行系统研究，寻求技术发展的规律性，并借此推测和判断技术发展的未来状态和趋势,以及选择那些对经济和社会具有最大化贡献的共性技术。
一、技术预测的含义
科学意义上的界定：
过去 现在 未来
————————*———————→
规律—————→规律
发展趋势
一、技术预测的含义
预测不预测，预测的正确不正确，结果是大不一样的。
铱星计划
铱星手机
二、技术预测的基本步骤
确定预测课题
和任务
成立预测机构
调查、收集和
整理资料
确定预测方法
建立预测模型
评定预测结果
提出预测报告
并交付决策
技术预测的基本步骤
注意：
1、预测模型一定要建立准确
2、考虑和预测对象关联的要素
3、考虑外界条件的变化
4、考虑多种可能
注意：
预测模型一定要建立准确
奥运会场馆人员疏散的数学模型
注意：
考虑和预测对象关联的要素
太平水道悬移质输运数学模型
注意：
考虑外界条件的变化
特尔斐——希腊古都
注意：
考虑多种可能
技术预测的基本方法
类型
直观型预测
探索型预测
规范型预测
反馈型预测
方法
特尔斐法 、情景分析法、
趋势外推法 、关键技术法。
技术预测的基本方法
直观型预测
主要靠经验、知识、直觉和综合分析能力进行的预测。
“特尔斐法”
“情景分析法”
三、技术预测的基本方法
探索型预测
假定未来仍按过去及现在的趋势发展，由过去和现在推定未来的预测方式。其任务是获得关于未来的新信息，模拟方案实施后的各种结果。
“趋势外推法”

于1948年成立，总部位于加州圣莫尼卡的兰德公司是美国最大、最有影响力的综合性战略思想库之一。
技术预测的基本方法
规范型预测
先确定一个技术目标，再从目标回溯到现实，研究技术达到该目标所需要的时间和条件，应该选择的途径和方法。
“关键技术法”
2007年计划发射的“嫦娥一号”卫星模拟图
技术预测的基本方法
反馈型预测
是将探索型和规范型等多类方法的要素结合起来，放在一个反馈系统中，使之相互补充求得预测结果的方式。
2003-2010年乘用车总需求量预测
技术预测的新进展：技术预见
技术预见(techology foresighy）的概念：
系统研究科学、技术、经济和社会在未来的长期发展状况，以选择那些能够给经济和社会带来最大利益的通用技术。——OECD
日本科学技术厅的技术预见（20世纪70年代开始）
工作组:来自大学、工业、政府、媒体
任 务：研究下一个30年R&D可能的发展，提出1000个左右的选题，列出用特尔斐法咨询的专家名单。
选择原则：覆盖主要领域；确保“推”、“拉”；
一定比例的年轻人、非常规方面的人员（记 者、未来学家、科普作家）。
技术预测的新进展：技术预见
程序：
确定预测领域：社会发展、信息、卫生与医疗、粮食与农业、工业与资源。确定各专项技术。
第一阶段：向专家提出咨询：评估每一项技术进展的可能的时间进程、可能的社会经济影响、阻碍因素、实现的最好方法。
第二阶段：反馈。依据上述结果重新评估自己原来的观点：调整或坚持，并明示理由。提出适当的政府措施。
第三阶段：总结分析。对技术选题按重要的程度进行排序，请专家就每一个领域发展趋势写出评论。通过媒体公布。
技术预测的新进展：技术预见
技术预见的特点：
交流：把关心未来的不同群体（学者、工业研究人员、政策研究者、职业预测者、评论者）聚集一起，为其提供交流的机制。
集中：促使参与者深入和系统地集中于长远的未来。
协调：促使参与者协调其未来的R&D活动，根据第二轮结果对自己进行调整——不同参与者之间的协调。
一致：有助于研究人员在优先选择上达成一致，创造关于共同未来的视野。
承诺：根据估计的日期，把预见结果纳入到要实现的国家目标——实现承诺。
技术预测的新进展：技术预见
技术预见的基本理念：
相信未来不是单一的，而是有许多种可能；
未来能否实现，取决于行动与否；
选择期望的未来并实现它。
技术预测理念的演变：
技术自主论——社会决定论——建构论
技术预测的新进展：技术预见
“自我实现的预言”
一个预言引起一种行为，这种行为反过来又导致了这种预言的实现。
——“如果人们把事情定义为真实，结果它们成为真实”。
——托马斯定理
二、技术评估
技术评估的含义
技术评估的特点
技术评估的程序
技术评估的类型和几种常用的方法
埃及阿斯旺水坝
一、技术评估的含义
利用各种科学方法，预先从各个方面系统地分析技术对人类社会、自然界诸相关因素（社会政治、经济、生态环境、人的价值观念）的利弊影响，并进行综合评价的活动。
社会宏观决策活动、政策研究形式
风力发电
一、技术评估的含义
产生及其演变
20世纪60年代，技术的负效应
----“早期预警式技术评估”
20世纪80年代，新型TA---“建构性技术评估”：
理念：技术评估是一个过程，不仅包括对技术发展及其后果的分析，而且包括对进行这些分析所依据的基础的争论，技术评估可以为参与者形成自身战略提供有用的消息，并可以为进一步的技术评估分析确定主题。
圆明园防渗工程
二、技术评估的特点
评估内容的系统性
评估主体的跨学科性
评估对象的广泛性
评估方案的可操作性
评估过程的动态持续性
评估视野的开阔性
鸟 巢
二、技术评估的特点
评估内容的系统性
从政治、经济、生态环境、技术、法律、文化、伦理道德、宗教信仰等各个可能产生较大影响的方面对技术正负效应做出的全面评价。
DDT的危害
二、技术评估的特点
评估主体的跨学科性
需要来自不同学科领域的评估者的通力合作，不仅要有技术专家，还要包括社会学家、伦理学家、生态学家、法律学家乃至社会公众。
伦敦烟雾事件
二、技术评估的特点
评估对象的广泛性
以广义上的技术（自然技术、社会技术）为评估对象，甚至与技术有关的法律制定、社会制度的理想状态等都纳入技术评估对象中。
核冬天
二、技术评估的特点
评估方案的可操作性
提供适合于实践的具体方案、策略和规划，具有较强的可行性。
国家大剧院
二、技术评估的特点
评估过程的动态持续性
贯穿于技术开发—创新—应用的全过程，直接作用于技术发展的取向。
二、技术评估的特点
评估视野的开阔性
不仅关注到技术的直接的经济效益，而且关注技术的间接的、潜在的、重大的全局性问题。
阿波罗登月
三、技术评估的程序
资料搜集
寻找影响
影响分析
找出非容忍
性影响
制定改良方案
综合评价
圆明园
三、技术评估的程序
注意：
-特别重视2、3、4四个环节
-其中最关键的是“找出非容忍影响”
-绝大多数项目通过改良方案可通过
四、技术评估的类型和几种常用的方法
早期：
问题导向型
技术导向型
20世纪80年代后：
以政策分析为导向的模式；
源于参与式民主理念的公共技术评估；
以影响技术选择为目标的建构性技术评估
小浪底水库
四、技术评估的类型和几种常用的方法
方法：
当前的技术评估方法有数百种之多，用得较多的是：
矩阵技术法、效果分析法、多目标评估法、技术再评估法等。
不作介绍。
三门峡水库
第3节 技术方案的构思与设计
技术方案的构思方法
技术方案的设计及其方法
一、技术方案的构思方法
根据技术发展的要求，利用已有的自然科学知识和技术经验，通过创造性的思考，构思出所要创造出的技术系统的工作原理，即技术原理的过程，包括提出技术原理和解决问题的基本思路。
—— “非逻辑思维为主的创造性思维”
一、技术方案的构思方法
几种常用的技术方案构思方法
科学原理推演法
经验提升法
智力激励法
移植综合法
检验表法
科学原理推演法
从科学发现的普遍规律和基本原理出发，推演技术科学和工程科学的特殊规律，形成技术原理。
几种常用的技术方案构思方法
几种常用的技术方案构思方法
经验提升法
对经验中发现的一些现象“挖掘”和“提炼”，弄清其出现的机理和条件，再人工设置这些条件，则可以构思出新的技术原理。
几种常用的技术方案构思方法
智力激励法
又称智囊团法、头脑风暴法，
在群体中激发人们的创造力的一种重要方法。
自由畅想原则
延迟评判原则
追求数量原则
综合改善原则
几种常用的技术方案构思方法
移植综合法
将在某个技术领域中已经发现的技术原理移植应用到其他技术领域中并进行综合，形成新的技术的方法。
几种常用的技术方案构思方法
检验表法（设问法、校核目录法）
从一个事物的方方面考虑，列出一系列问题，逐一核对讨论，从中获得解决问题的方法和创造发明的设想。
有无其他用途？能否借用？能否改变（意义、颜色、样式、气味、形状等）？能否扩大（时间、频度、强度、高度、长度、厚度、附加价值等）和缩小（再小点、浓缩、微型化、再低些、再短点、省略、分割化小等）？能否代用（材料、原料、制造工艺、方法等）？能否重新调整（更换元件、用其他型号和设计方案、调整程序、速度顺序）？能否颠倒（正负、方位、逆向思维）？能否组合？
硅谷早期
技术方案构思方法补充：
自然模拟法
“通过模拟自然物和自然过程形成技术原理的方法。”
技术方案构思方法补充：
回采法
“在新条件下回采已被否定的技术原理，使之在新条件下得以实现的方法。”
技术方案构思方法补充：
逆向发明法
“采取反向思维进行创造发明的方法。”
“TRIZ理论”介绍
苏联的国家机密
技术创新的“点金术”
现代企业创新的独门暗器
当今世界上最强大的创新设计理论
技术方案的设计及其方法
技术方案设计的特点和分类
技术方案设计的原则
技术方案设计的主要方法
1、技术方案设计的特点和分类
设计：一般是指为了制造某种新东西，事先为它创造出一种模式、模型或观念结构的活动。
技术设计：是在产品投产或工程实施之前，提供关于产品制造、工程施工的全部图纸和技术文件，是技术创造链条中观念建构的最后一步，又是其物化过程的起点。
特点：系统性 、创造性 、社会性 、最优化 、动态化 、宜人性 、计算机化
类型：工程设计、工业设计、
环境设计
2、技术方案设计的原则和主要方法
技术方案设计四项原则
功能：所设计和制造出来的产品，必须在 规定的使用寿命期间满足预期的功能。
安全：设计者必须本着对用户高度负责的精神对一切可能出现的不安全因素都给予足够的估计。
经济：设计者在设计时，不仅要考虑生产成 本，还要考虑产品今后的运行、维修和劳务费 用等，即要考虑到产品整个生命周期的费用。
外观：美学因素；人类工程学因素
，
概念车
设计四要素
功能
“所设计出来的和据此制造出来的产品，必须在规定的使用寿命期间满足预期的功能。”
设计四要素
安全
“设计者必须对一切不安全的可能都给与足够的估计，以对用户高度负责的精神来消除由设计可能带来的不安全因素。”
经济
“设计要有助于用尽可能低的成本制造产品。”
设计四要素
2、技术方案设计的原则和主要方法
几种常用的技术设计方法
系统设计法：把系统工程的基本原理应用于技术设计，通过系统分析和系统综合等一系列步骤，以寻求整体优化的合理设计方案。
可靠性设计法：使所设计的产品在满足给定可靠性指标的前提下，结构合理、尺寸适宜，避免凭经验选用安全系数设计时出现的危险或保守倾向。
最优化设计法：对实际存在的各种因素加以分析，经过概括和提炼，保留代表客观对象生产过程和系统的本质和特点的内容，扬弃无关紧要而又易于混淆的部分内容，建立起代表这一客体的模型。
设计四要素
外观
美学因素
人类工程学因素
第4节 技术方案的试验与实施
技术试验及其特点
技术试验的含义
技术试验的特点
技术方案的实施
技术方案实施的方法
技术方案实施的一般程序
技术方案实施的意义
一、技术试验及其特点
技术试验的含义
是指在技术开发和设计、实施过程中，为了实现和提高技术成果的功能效用和技术经济水平，利用科学仪器、设备人为的控制条件，变革对象，进而对技术对象进行分析和考察的实践活动和研究方法。
和科学实验类似，也有显著区别 。
万吨水压机
一、技术试验及其特点
技术试验的特点
1）试探性和验证性的统一
每一阶段的验证性试验，同时又是下一阶段的试探性试验研究；每一阶段上的试探性试验，同时又是对上一阶段的试验研究结果的进一步验证。
2）纯化性和综合性的统一
在设计纯化性试验（如模型试验）时，要注意解决简单性和真实性的矛盾；在设计综合性试验（中间试验）时，要综合考虑各种可能因素和条件，把被撇开的次要因素逐一输入到试验系统中来，在严格接近真实系统的情况下进行试验研究。
中国秦山核电站
二、技术方案的实施
技术方案实施方法的含义
在技术方案经试验确证后，根据设计阶段提供的生产或施工图纸试制新产品或建造技术系统，以获取技术研究与开发成果的过程。
特殊实施方法：“是指用于解决生产或施工过程中的某些特定的技术问题的方法。
一般实施方法：“解决各种工程技术领域的实施阶段的共性问题。”
龙羊峡水电站
二、技术方案的实施
技术方案实施的一般程序
1）方案设计者与生产制造和管理人员进行交流，修改设计，完成样机制造。
2）进行生产设计。
3）制定生产作业计划。
4）进行生产控制和质量管理。
中国大亚湾核电站
二、技术方案的实施
技术方案实施的意义
1）只有通过实施，在技术方案的设计阶段所设计出的图纸才能成为现实的存在物，才能检验出设计意图和要求(如经济性、可靠性等)的合理程度；
2）只有通过实施，才能协调技术开发所必需的五大要素，（人、方法、材料、机械和资金）间的关系，发挥最佳效果；
3）新技术方案的实施，可以对企业的规章制度、生产流程等进一步优化，“以建促改”。
思考：
技术的研究和开发活动分为几个阶段？各个阶段的特点是什么，主要解决什么问题？
什么是技术预测？技术预测应注意哪些问题？
什么是技术评估？技术评估应注意哪些问题？
技术方案的构思有哪些类型？各自在应用中应注意哪些问题？
在技术方案的设计时应特殊注意哪些原则？
技术方案的试验与实施各自要解决什么问题？在应用时要注意哪些问题？
谢谢!

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