科學(xué)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā).ppt

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,科學(xué)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā),科學(xué)與技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別科學(xué)研究技術(shù)工程方法,一、科學(xué)與技術(shù)的一般概念,學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)科學(xué)和技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別科學(xué)和技術(shù)一體化,三大知識(shí)領(lǐng)域,人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)從研究對(duì)象看從研究方法看從研究手段角度看從研究目的角度看從學(xué)科屬性角度看,自然科學(xué)具有不依賴于主體而存在和發(fā)展的客觀性和普遍性，科學(xué)研究活動(dòng)中主客體界限分明，具有很強(qiáng)的實(shí)證性。人文社會(huì)科學(xué)的研究對(duì)象具有主觀自為性和個(gè)別性，其中充滿充滿復(fù)雜的隨機(jī)因素的作用，不具備重復(fù)性。研究對(duì)象本身是由有意志、有目的和有學(xué)習(xí)能力的人構(gòu)成的、涉及變量眾多、關(guān)系復(fù)雜，貫穿著人的主觀因素和自覺(jué)目的，認(rèn)識(shí)活動(dòng)中的主客體界限模糊。,自然科學(xué)是以實(shí)證、說(shuō)明為主導(dǎo)的理性方法，而人文社會(huì)學(xué)科更多地使用內(nèi)省、想象、體驗(yàn)、直覺(jué)等非理性方法。,自然科學(xué)通常使用實(shí)驗(yàn)手段，普遍使用數(shù)學(xué)方法，而人文社會(huì)學(xué)科除了經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)等個(gè)別社會(huì)科學(xué)門類，采用數(shù)學(xué)方法作為輔助手段，很難以量化和納入數(shù)學(xué)模型的方法。,自然科學(xué)主要是在認(rèn)識(shí)論框架下展開(kāi)，目的在于揭示自然界的本質(zhì)與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，追求認(rèn)識(shí)的真理性，試圖規(guī)范和指導(dǎo)改造自然的實(shí)踐活動(dòng)，造福人類。人文社會(huì)科學(xué)主要是在價(jià)值論的框架下展開(kāi)，目的在于通過(guò)對(duì)人類文化與社會(huì)本質(zhì)、發(fā)展規(guī)律的研究，豐富人類精神世界，提升生活質(zhì)量，指導(dǎo)改造社會(huì)的實(shí)踐活動(dòng)。,自然科學(xué)具有客觀性和真理性，忽視價(jià)值判斷，可以為任何階級(jí)、民族和國(guó)家服務(wù)。人文社會(huì)科學(xué)是真理性、價(jià)值性與藝術(shù)性的統(tǒng)一，多屬社會(huì)意識(shí)形態(tài)，往往程度不一地打上階級(jí)和民族的烙印，難以毫無(wú)差別地為一切階級(jí)、民族和國(guó)家服務(wù)。,自然科學(xué)體現(xiàn)的是一種以探索、求實(shí)、批判、創(chuàng)新為核心的科學(xué)精神，人文社會(huì)科學(xué)體現(xiàn)的是以追求真善美等崇高的價(jià)值理想為核心，以人的自由和發(fā)展為終極目的的人文精神。,科學(xué)是什么,一種建制一種方法一種積累知識(shí)的傳統(tǒng)一種維持或發(fā)展生產(chǎn)的主要因素一種重要的觀念來(lái)源貝爾納，著名英國(guó)科學(xué)家、科學(xué)學(xué)創(chuàng)始人之一,現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的一種社會(huì)職業(yè),一套思維和操作規(guī)則,公認(rèn)的客觀檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致生產(chǎn)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,構(gòu)成人們信仰、對(duì)宇宙和人類的態(tài)度的最強(qiáng)大勢(shì)力,,科學(xué)是一種高層次的人類活動(dòng),在人類的發(fā)展過(guò)程中，人類不愿聽(tīng)命于大自然的恩賜，從自然的人轉(zhuǎn)變?yōu)樽詾榈娜耍炎约旱囊庵炯又T于自然界，用自己的雙手改變自然界的本來(lái)面目，由于自然界有本身固有的規(guī)律性，要改造自然首先要認(rèn)識(shí)自然，把握自然的規(guī)律，于是人類懷著一腔好奇心，仰視俯察，窮究萬(wàn)物之理，逐漸演化為科學(xué)活動(dòng)。,技術(shù)是什么,,技術(shù)是知識(shí)或是一種知識(shí)形態(tài)，是關(guān)于一種怎樣做的知識(shí)，是實(shí)踐性的知識(shí)體系，是設(shè)計(jì)、制造、調(diào)整、運(yùn)作和監(jiān)控各種人工事物與人工過(guò)程的知識(shí)、方法與技能的體系?，F(xiàn)代技術(shù)是對(duì)科學(xué)的應(yīng)用。技術(shù)是人類的行動(dòng)或活動(dòng)，是設(shè)計(jì)、制造、調(diào)整、運(yùn)作和監(jiān)控各種人工事物與人工過(guò)程或活動(dòng)本身，是按照設(shè)計(jì)創(chuàng)造現(xiàn)實(shí)，也是一種發(fā)明過(guò)程。技術(shù)工具論：技術(shù)是和目的的工具技術(shù)本體論：技術(shù)即存在，是一種解蔽方式。技術(shù)是人審視人的生存狀況的一個(gè)基點(diǎn)，是普遍存在的一個(gè)名稱。,科學(xué)和技術(shù)的區(qū)別,從科學(xué)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)看，科學(xué)主要執(zhí)行著認(rèn)識(shí)世界的職能，技術(shù)則肩負(fù)著改造世界的職能。科學(xué)追求萬(wàn)物之理，關(guān)注事物是怎樣的（howthingsare）；技術(shù)則要考慮事情應(yīng)當(dāng)怎樣做(howthingsoughttobe)。自然科學(xué)的最終目的是認(rèn)識(shí)支配物質(zhì)世界的規(guī)律結(jié)構(gòu)，技術(shù)則更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，總是要具體實(shí)現(xiàn)完全特定功能的物質(zhì)制品。（F.拉普）科學(xué)注重客觀正確；技術(shù)強(qiáng)調(diào)有效性、有用性。,現(xiàn)代科學(xué)的主要發(fā)展趨勢(shì),一方面，物質(zhì)科學(xué)繼續(xù)揭示自然界更深遠(yuǎn)、更廣闊的層次和各種極限狀態(tài)下的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律；另一方面，系統(tǒng)科學(xué)和生命科學(xué)正逐步闡明與人類有更密切關(guān)系的各類復(fù)雜系統(tǒng)的行為規(guī)律，重要性超過(guò)前者。當(dāng)代科學(xué)在高度分化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了高度的綜合，綜合表現(xiàn)在多層次、多維度的學(xué)科交叉與滲透，橫斷學(xué)科和綜合性的學(xué)科群不斷涌現(xiàn)。,現(xiàn)代技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì),以基礎(chǔ)自然科學(xué)新成果為先導(dǎo)的高新技術(shù)成為現(xiàn)代技術(shù)體系的帶頭技術(shù)。信息技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)是微電子技術(shù)。各門類技術(shù)相互滲透、相互促進(jìn)，并在某些技術(shù)領(lǐng)域圍繞一個(gè)大問(wèn)題的解決和大目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，形成龐大的綜合性技術(shù)群，如光通信技術(shù)、空間技術(shù)。綜合各門類應(yīng)用技術(shù)的復(fù)雜大系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)，成為技術(shù)發(fā)展的主要途徑之一。航天技術(shù)的研制成功，涉及數(shù)千個(gè)技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。管理技術(shù)、決策技術(shù)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行宏觀調(diào)控技術(shù)、大眾傳媒技術(shù)、廣告技術(shù)等都超越了經(jīng)驗(yàn)方法加隨機(jī)應(yīng)變的前技術(shù)化階段，初步實(shí)現(xiàn)了理論指導(dǎo)下的優(yōu)化和程式化的操作，實(shí)現(xiàn)了初步的技術(shù)化。大多數(shù)技術(shù)創(chuàng)新出現(xiàn)于新產(chǎn)品的研制過(guò)程。,當(dāng)代科學(xué)與技術(shù),科學(xué)的技術(shù)化技術(shù)的科學(xué)化科學(xué)技術(shù)連續(xù)體形成，一體化。,早期的技術(shù)活動(dòng)起決定因素的是人，工匠或藝人遵循處理過(guò)程的某些經(jīng)驗(yàn)規(guī)則或訣竅，工匠的知識(shí)和技能通過(guò)人這個(gè)媒介口授流傳，以師徒關(guān)系實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)代的技術(shù)中，靠純經(jīng)驗(yàn)的方法是不可能的，必須在采用一條經(jīng)驗(yàn)有效之前弄清為什么有效，對(duì)技術(shù)規(guī)則的有效性做出科學(xué)地說(shuō)明，找出科學(xué)依據(jù)，因此說(shuō)現(xiàn)代技術(shù)是物化的科學(xué)知識(shí)。,當(dāng)代科技新特點(diǎn),科技發(fā)展的規(guī)模越來(lái)越大科研經(jīng)費(fèi)投入以指數(shù)增長(zhǎng)科技知識(shí)的更新速度越來(lái)越快科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的周期越來(lái)短現(xiàn)代科技具有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益科學(xué)與產(chǎn)業(yè)的關(guān)系日益緊密,二、科學(xué)精神和科學(xué)方法,科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神之間的關(guān)系科學(xué)精神的內(nèi)涵科學(xué)方法如何從事科學(xué)研究,科學(xué)思想、科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法和科學(xué)精神,科學(xué)思想對(duì)于科學(xué)知識(shí)提供了一種具有認(rèn)識(shí)論意義的總體性的理論框架。科學(xué)思想對(duì)于科學(xué)方法提供了具有方法論意義的理論大思路?？茖W(xué)精神是科學(xué)的靈魂，是科學(xué)活動(dòng)的理性原則，是判斷科學(xué)與非科學(xué)的準(zhǔn)繩，是科學(xué)知識(shí)的客觀性、科學(xué)思想的合理性以及科學(xué)方法的有效性的根本保障。,弘揚(yáng)科學(xué)精神,科學(xué)精神是人類在長(zhǎng)期科學(xué)活動(dòng)中逐漸形成和發(fā)展的一種主觀精神狀態(tài)，最早的科學(xué)精神表現(xiàn)為一種理想化的認(rèn)知態(tài)度，此后發(fā)展為理想化的社會(huì)關(guān)系規(guī)范。由于科學(xué)的建制化使得科學(xué)與社會(huì)的互動(dòng)日益凸現(xiàn)，科學(xué)精神由此進(jìn)入文化價(jià)值判斷領(lǐng)域，成為科技時(shí)代一種重要的人類價(jià)值觀。在認(rèn)知層面，科學(xué)精神的核心內(nèi)涵是理性精神，即相信自然界存在一種內(nèi)在的法則，人們可以通過(guò)科學(xué)方法努力尋找反映自然法則的自然規(guī)律。相信真理存在，堅(jiān)持追求真理的態(tài)度。在社會(huì)建制層面，科學(xué)精神是科學(xué)共同體的理想化社會(huì)關(guān)系準(zhǔn)則。普遍性、公有性、無(wú)私性和有條理的懷疑主義等作為慣例的規(guī)則構(gòu)成了科學(xué)的精神氣質(zhì)。在文化價(jià)值層面，科學(xué)精神體現(xiàn)了作為先進(jìn)文化的科學(xué)與社會(huì)的互動(dòng)。,科學(xué)精神的內(nèi)涵,理性精神實(shí)證精神分析精神開(kāi)放精神民主精神批判精神,科學(xué)方法,各門科學(xué)所特有的認(rèn)識(shí)和方法物理學(xué)中對(duì)太陽(yáng)的化學(xué)元素的研究使用光譜分析法；化學(xué)中的反應(yīng)速度研究使用催化方法。整個(gè)自然科學(xué)的認(rèn)識(shí)方法實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)方法等自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和思維科學(xué)普遍使用的方法著重在世界觀、認(rèn)識(shí)論和方法論上,科學(xué)研究,科學(xué)研究始于問(wèn)題真正富有創(chuàng)造性地研究活動(dòng)從提出問(wèn)題開(kāi)始科學(xué)問(wèn)題是在特有的知識(shí)背景下提出的關(guān)于科學(xué)認(rèn)識(shí)和科學(xué)實(shí)踐中需要解決而又尚未解決的問(wèn)題，它包括一定的求解目標(biāo)和應(yīng)答域，但尚無(wú)確定的答案?？茖W(xué)問(wèn)題從形式上分為三種類型是什么：對(duì)研究對(duì)象識(shí)別或判定為什么：回答現(xiàn)象的原因或行為的目的怎么樣：描述所研究的對(duì)象或?qū)ο笙到y(tǒng)的狀態(tài)或過(guò)程,科學(xué)問(wèn)題的提出和解決,提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更重要（愛(ài)因斯坦《物理學(xué)的進(jìn)化》）科學(xué)問(wèn)題解決科學(xué)問(wèn)題的途徑,經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題概念問(wèn)題,未解決的問(wèn)題已經(jīng)解決的問(wèn)題反常問(wèn)題,,,內(nèi)部概念外部概念,,通過(guò)進(jìn)一步獲取事實(shí)回答問(wèn)題通過(guò)引入新的假說(shuō)解答問(wèn)題通過(guò)引入新的概念解決問(wèn)題,,科學(xué)觀察與科學(xué)實(shí)驗(yàn),在科學(xué)認(rèn)識(shí)中，最基本的方法是觀察和實(shí)驗(yàn)?？茖W(xué)認(rèn)識(shí)首先建立在生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)識(shí)中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)成為科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的直接的、重要的基礎(chǔ)?？茖W(xué)觀察是在一定的思想或理論的指導(dǎo)下，有目的的、主動(dòng)地觀察?？茖W(xué)觀察最基本的原則是“觀察的客觀性”，應(yīng)努力避免觀察的片面性、主觀性。實(shí)驗(yàn)是近代科學(xué)最偉大的傳統(tǒng)，離開(kāi)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)，科學(xué)之樹(shù)就喪失了壯大成長(zhǎng)的肥沃土壤。當(dāng)然，也要強(qiáng)調(diào)理論思維，反對(duì)狹隘的經(jīng)驗(yàn)主義，但重視理論思維有個(gè)必要的前提，就是首先重視科學(xué)的觀察和實(shí)驗(yàn)。作為科學(xué)家個(gè)人可以在研究工作中偏重理論或?qū)嶒?yàn)，但如果不樹(shù)立把自己的全部科學(xué)研究建立在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)之上的思想，那是不可能有所發(fā)現(xiàn)的。,科學(xué)實(shí)驗(yàn),科學(xué)實(shí)驗(yàn)是人們根據(jù)一定的研究目的，利用科學(xué)儀器設(shè)備，人為地控制或模擬自然現(xiàn)象，使自然過(guò)程或生產(chǎn)過(guò)程以純粹、典型的形式表現(xiàn)出來(lái)，以便在有利的條件下進(jìn)行觀察、研究的一種方法?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是簡(jiǎn)化、純化以至強(qiáng)化自然過(guò)程，以便在人工條件下研究對(duì)象所具有的規(guī)律性?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)中，人們常常建立對(duì)象系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型來(lái)研究真實(shí)的對(duì)象系統(tǒng)，從而獲得有關(guān)對(duì)象系統(tǒng)的知識(shí)。對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求是具有可重復(fù)性。定性認(rèn)識(shí)使測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)獲得意義，而測(cè)量的定量結(jié)果使對(duì)客體的認(rèn)識(shí)臻于準(zhǔn)確、富有說(shuō)服力。,科學(xué)抽象,理論建構(gòu)需要科學(xué)抽象和辯證思維科學(xué)抽象的過(guò)程首先對(duì)觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)中所獲取的科學(xué)事實(shí)進(jìn)行或然性推論以做出科學(xué)的概括，然后以科學(xué)概括為媒介，深入到事物的本質(zhì)中得到普遍的規(guī)律，最終完成從經(jīng)驗(yàn)層次的認(rèn)識(shí)到理論層次認(rèn)識(shí)的飛躍?？茖W(xué)抽象的意義1）通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的分析和鑒別，排除假相，撇開(kāi)事物外部的非本質(zhì)聯(lián)系，使知識(shí)本質(zhì)化2）通過(guò)區(qū)分基礎(chǔ)的東西和派生的東西，由表及里，把決定事物性質(zhì)的隱蔽的基礎(chǔ)揭示出來(lái)，使知識(shí)層次化。3）科學(xué)抽象撇開(kāi)次要過(guò)程、干擾因素和無(wú)關(guān)的內(nèi)容，把事物的自然狀態(tài)顯現(xiàn)出來(lái)，使知識(shí)真實(shí)化。,科學(xué)思維,科學(xué)抽象有賴于正確的思維方法科學(xué)思維的基本原則是：在邏輯上要求嚴(yán)密的邏輯性，達(dá)到歸納和演繹的統(tǒng)一；在方法上把握分析與綜合兩種思維方法，善于把他們辯證地結(jié)合起來(lái)；在體系上使思想進(jìn)程反映歷史進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)邏輯和歷史的一致在科學(xué)抽象過(guò)程中，必須形成科學(xué)概念，提出科學(xué)假說(shuō)，找到一些作為理論出發(fā)點(diǎn)的基本概念和基本假說(shuō)，從他們出發(fā)，合乎邏輯地做出判斷和推理，建立理論體系。,三、技術(shù)開(kāi)發(fā)和工程技術(shù)方法,技術(shù)預(yù)測(cè)方法技術(shù)方案構(gòu)思方法工程技術(shù)設(shè)計(jì)軟件工程,工程技術(shù)精神,科學(xué)研究中，直覺(jué)、靈感和創(chuàng)新思維是重要的。因?yàn)榧夹g(shù)是要具體實(shí)現(xiàn)完全特定功能的物質(zhì)制品，所以必須著眼于行動(dòng)。務(wù)實(shí)精神。人類通過(guò)理性的實(shí)踐活動(dòng)總結(jié)出行之有效、受制于自然規(guī)律的技術(shù)規(guī)則，即為了導(dǎo)致預(yù)想結(jié)果的實(shí)現(xiàn)而應(yīng)當(dāng)如何去做的行動(dòng)方式。技術(shù)規(guī)則是規(guī)范性的，也就是說(shuō)，只有遵守技術(shù)規(guī)則，按照一定順序采取一系列行動(dòng)，才能保證達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。,技術(shù)預(yù)測(cè),根據(jù)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律，對(duì)技術(shù)在未來(lái)發(fā)展的狀態(tài)、趨勢(shì)、成果及其影響的預(yù)見(jiàn)和推測(cè)世界性的技術(shù)預(yù)測(cè)、國(guó)家性的技術(shù)預(yù)測(cè)、地區(qū)性的技術(shù)預(yù)測(cè)以及行業(yè)性和單位性的技術(shù)預(yù)測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)理論發(fā)展預(yù)測(cè)、技術(shù)原理突破性預(yù)測(cè)和技術(shù)產(chǎn)品更新預(yù)測(cè)定性技術(shù)預(yù)測(cè)和定量技術(shù)預(yù)測(cè)技術(shù)需求預(yù)測(cè)、技術(shù)設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)、技術(shù)試驗(yàn)預(yù)測(cè)、技術(shù)應(yīng)用預(yù)測(cè),技術(shù)預(yù)測(cè)方法,由于技術(shù)發(fā)展的復(fù)雜性、特殊性，以及預(yù)測(cè)者所掌握信息的不充分性等原因，預(yù)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)色彩濃厚，準(zhǔn)確性較差，其科學(xué)性有待提高類比性預(yù)測(cè)方法歸納性預(yù)測(cè)方法演繹性預(yù)測(cè)方法,根據(jù)一個(gè)技術(shù)形態(tài)的發(fā)展，類比推演出另一個(gè)技術(shù)形態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)，從類推出得出結(jié)論。,從關(guān)于同一技術(shù)發(fā)展的若干個(gè)別預(yù)測(cè)中，概括出比較全面的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)歸納推理進(jìn)行預(yù)測(cè)。德?tīng)柗祁A(yù)測(cè)方法,根據(jù)技術(shù)預(yù)測(cè)對(duì)象的歷史和現(xiàn)狀資料，建構(gòu)一個(gè)恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，或繪制出它的發(fā)展趨勢(shì)曲線，從中推演出該技術(shù)的未來(lái)發(fā)展特征。趨勢(shì)外推法和計(jì)算機(jī)模擬法,技術(shù)方案,技術(shù)方案是關(guān)于實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)的途徑、方式和程序的總體構(gòu)想，是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、層次重疊的整體系統(tǒng)。在技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，技術(shù)方案把技術(shù)目標(biāo)與技術(shù)原理結(jié)合起來(lái)，使技術(shù)目標(biāo)明朗化、技術(shù)原理具體化、并為技術(shù)研制和實(shí)驗(yàn)提供具體指導(dǎo)，它不僅考慮了目標(biāo)在原理上的可實(shí)現(xiàn)性，而且也考慮了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的具體條件、途徑、環(huán)節(jié)、程序和后果。技術(shù)方案系統(tǒng)包括技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)——功能實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案目標(biāo)和功能的技術(shù)原理技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)技術(shù)原理的動(dòng)作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案工作的物質(zhì)承擔(dān)者的機(jī)構(gòu)或構(gòu)件,技術(shù)方案構(gòu)思方法,技術(shù)方案的構(gòu)思是一個(gè)技術(shù)再創(chuàng)造的過(guò)程，具有突出的探索性和創(chuàng)造性。1）塑造理想技術(shù)對(duì)象，為設(shè)計(jì)提供新思路，使用缺點(diǎn)例舉法或希望點(diǎn)列舉法2）變換思維方向技術(shù)方案設(shè)計(jì)具有一定的規(guī)范性，而設(shè)計(jì)思路的醞釀卻應(yīng)靈活多樣，從對(duì)立、變換、聯(lián)想中獲得啟發(fā)，逆向思維、類推思考、聯(lián)想思考等價(jià)變換思考可以找出消除技術(shù)對(duì)象的缺點(diǎn)，達(dá)到某些希望點(diǎn)的途徑。3）團(tuán)隊(duì)合作、互相激勵(lì)有智力激勵(lì)法（美國(guó)創(chuàng)造工程學(xué)家?jiàn)W本）和群辯法（美國(guó)心理學(xué)家戈登）,工程技術(shù)設(shè)計(jì)的重要性,技術(shù)方案構(gòu)思只是實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)的途徑、方式和程序的總體構(gòu)想，難于直接付諸實(shí)施，還必須進(jìn)行細(xì)致且復(fù)雜的工程技術(shù)設(shè)計(jì)。工程技術(shù)設(shè)計(jì)在技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)中起著重要的作用，他決定了生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品（性能、壽命、效益）和如何進(jìn)行生產(chǎn)（包括生產(chǎn)的工藝流程、施工過(guò)程、制造方法等），技術(shù)統(tǒng)計(jì)資料表明，產(chǎn)品生產(chǎn)成本的75%~80%是由技術(shù)設(shè)計(jì)決定的，錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)一旦付諸實(shí)施，將會(huì)釀成災(zāi)難性的后果,現(xiàn)代工程技術(shù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn),在漫長(zhǎng)的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中，工程技術(shù)設(shè)計(jì)方法從主要依靠直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)形成了一套嚴(yán)密的設(shè)計(jì)規(guī)范體系。工程技術(shù)設(shè)計(jì)是技術(shù)性與藝術(shù)性的統(tǒng)一?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的主要特征是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。,工程設(shè)計(jì)方法,工程設(shè)計(jì)應(yīng)用設(shè)計(jì)理論和方法，把人們頭腦中的技術(shù)方案構(gòu)思規(guī)范化、定量化，并用標(biāo)準(zhǔn)的形式表示出來(lái)。工程設(shè)計(jì)在技術(shù)工作原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行觀念運(yùn)作，創(chuàng)造性地建構(gòu)虛擬技術(shù)系統(tǒng)，并對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行模擬、預(yù)測(cè)、修正和評(píng)估。設(shè)計(jì)者要圍繞目的的實(shí)現(xiàn)，調(diào)動(dòng)以往所積累起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、技術(shù)、藝術(shù)等多種資源，探求實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)原理，在思維中把多種技術(shù)單元綜合、組織到一個(gè)目的性活動(dòng)序列之中，最終形成一個(gè)可以實(shí)際建構(gòu)和運(yùn)行的實(shí)施方案。工程技術(shù)設(shè)計(jì)分為初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)三個(gè)階段，包括總體設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和工作圖設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。,軟件工程,軟件工程三要素：方法、過(guò)程和工具軟件過(guò)程和軟件生命周期軟件工程學(xué)軟件開(kāi)發(fā)模型軟件過(guò)程軟件工程管理,軟件計(jì)劃軟件需求軟件設(shè)計(jì)軟件編碼軟件測(cè)試軟件維護(hù),軟件危機(jī),早期的軟件開(kāi)發(fā)所面臨的問(wèn)題域比較簡(jiǎn)單，從認(rèn)識(shí)清楚要解決的問(wèn)題，到用程序表達(dá)出來(lái)，都不是太難的事。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的拓廣，問(wèn)題域的復(fù)雜度急劇膨脹，軟件生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，軟件產(chǎn)品功能需求不斷提高，原有的軟件開(kāi)發(fā)方法造成了軟件生產(chǎn)效率下降，進(jìn)度無(wú)法預(yù)測(cè)，產(chǎn)品質(zhì)量降低，成本增長(zhǎng)失去控制，60年代初，出現(xiàn)了軟件危機(jī)。針對(duì)軟件危機(jī)，在1968年的NATO會(huì)議上，提出了“軟件工程”的概念。,軟件工程的定義,軟件工程是研究軟件開(kāi)發(fā)和軟件管理的一門工程科學(xué)。把系統(tǒng)化的、規(guī)范的、可度量的方法應(yīng)用于軟件開(kāi)發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)的過(guò)程，也就是把工程化應(yīng)用于軟件中?！狪EEE，1993軟件工程是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義、開(kāi)發(fā)和維護(hù)的一整套方法、工具文檔、實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)的工序。國(guó)標(biāo)（GB）,軟件已經(jīng)成為20世紀(jì)勞動(dòng)力最密集的產(chǎn)品，同時(shí)也是最容易出錯(cuò)的產(chǎn)品，……軟件界在開(kāi)發(fā)進(jìn)度預(yù)告的成本計(jì)算的精確性以及質(zhì)量控制上可謂是聲名狼藉。絕大多數(shù)大型系統(tǒng)都延期完工、超出預(yù)算，很多項(xiàng)目在沒(méi)有完成之前就被取消了。軟件評(píng)估、基準(zhǔn)測(cè)試與最佳實(shí)踐[美]CapersJones著韓柯譯,據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上大約31%的項(xiàng)目在完成之前被取消，52%的項(xiàng)目的成本是他們?cè)瓉?lái)預(yù)算的189%。,傳統(tǒng)軟件工程面向?qū)ο筌浖こ堂嫦蜻^(guò)程面向構(gòu)件軟件工程已進(jìn)入到目前的第四代，正帶著許多成就步入中年。今天，它已經(jīng)被公認(rèn)為一個(gè)重要學(xué)科，值得認(rèn)真地研究、細(xì)心地學(xué)習(xí)和熱烈地爭(zhēng)論。在整個(gè)產(chǎn)業(yè)界，“軟件工程師”已經(jīng)替代“程序員”成為更受歡迎的工作頭銜,軟件危機(jī)的出現(xiàn)，促進(jìn)了軟件工程學(xué)的形成與發(fā)展。,軟件工程學(xué),如果把編程技術(shù)比作工匠的蓋房技術(shù)，那么軟件工程學(xué)就可比作一整套的現(xiàn)代建筑學(xué)體系，一群會(huì)蓋平房的能工巧匠并不能建造摩天大廈。同樣，一些只懂得編程技術(shù)的開(kāi)發(fā)人員也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能勝任大型軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)任務(wù)，這需要一整套軟件工程理論與技術(shù)體系。從認(rèn)識(shí)事物方面，軟件工程學(xué)有一整套分析、認(rèn)識(shí)問(wèn)題域的方法、原則和策略，它使得軟件開(kāi)發(fā)人員對(duì)問(wèn)題域的理解比不遵循軟件工程方法更為全面、深刻和有效。從描述事物方面，軟件工程學(xué)有一套表示體系和文檔規(guī)范，它比僅用自然語(yǔ)言來(lái)表達(dá)更為準(zhǔn)確，更接近于后期的開(kāi)發(fā)。,軟件工程的基本原理,B.W.Boehm于1983年提出：（1）用分階段的生命周期計(jì)劃嚴(yán)格管理軟件開(kāi)發(fā)。階段劃分成：計(jì)劃、分析、設(shè)計(jì)、編程、測(cè)試和運(yùn)行維護(hù)；（2）堅(jiān)持進(jìn)行階段評(píng)審。上一階段評(píng)審不通過(guò)，就不能進(jìn)入下一階段開(kāi)發(fā)；（3）實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)品版本控制；（4）采用現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)技術(shù)；（5）結(jié)果應(yīng)能清楚地審查。因此，對(duì)文檔要有嚴(yán)格要求；（6）開(kāi)發(fā)小組的成員要少而精；（7）要不斷地改進(jìn)軟件工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，要與時(shí)俱進(jìn)；（8）二八定律。對(duì)于軟件項(xiàng)目進(jìn)度和工作量的估計(jì)：一般人主觀上認(rèn)為已經(jīng)完成了80%，但實(shí)際上只完成了20%；80%的問(wèn)題存在于20%的程序之中；20%的模塊，實(shí)現(xiàn)了80%的功能；20%的人，解決了軟件中80%的問(wèn)題；企業(yè)信息系統(tǒng)中80%的問(wèn)題，可以用20%的資金來(lái)解決。,軟件工程三要素,方法過(guò)程工具,從不同的方法學(xué)出發(fā)來(lái)認(rèn)識(shí)事物都可以得到一些言之成理的結(jié)論，但卻存在著難易、繁簡(jiǎn)、深淺、和優(yōu)劣之分。例如中國(guó)道家的陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)曾被用來(lái)解釋物質(zhì)的構(gòu)成和轉(zhuǎn)化，不如現(xiàn)代化學(xué)的解釋更為透徹、更為明了。又如日心說(shuō)誕生之前歐洲的天文學(xué)家以地球?yàn)橹行挠?jì)算行星的運(yùn)行軌道，于是大圈套小圈，公式十分復(fù)雜，而日心說(shuō)認(rèn)為，行星的運(yùn)行軌道是圍繞太陽(yáng)的一個(gè)橢圓，使計(jì)算運(yùn)行軌道的問(wèn)題變得簡(jiǎn)單了。面向?qū)ο蠓椒ㄔ谲浖_(kāi)發(fā)階段可以提高開(kāi)發(fā)效率20%，還可以大大改善以往75%以上的系統(tǒng)成本花費(fèi)在維護(hù)階段的問(wèn)題。,任務(wù)思維注重任務(wù)、設(shè)備、人員和組織結(jié)構(gòu)等過(guò)程思維注重總體目標(biāo)、各部分之間的協(xié)調(diào)和一致性。規(guī)范化的過(guò)程是達(dá)到目標(biāo)的最佳途徑成熟的過(guò)程角色與職責(zé)規(guī)定明確相互關(guān)系無(wú)重疊有明確的目標(biāo)和測(cè)量方法都遵循一個(gè)規(guī)劃好的文件化過(guò)程可分享取得的經(jīng)驗(yàn)項(xiàng)目得到有效的控制和管理項(xiàng)目進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量均可預(yù)見(jiàn)軟件過(guò)程：獲得高質(zhì)量軟件所需要完成的一系列任務(wù)的框架，他規(guī)定了完成各項(xiàng)任務(wù)的工作步驟，主要包括計(jì)劃、分析、設(shè)計(jì)、編程、測(cè)試和運(yùn)行維護(hù)。,工欲善其事，必先利其器。吾當(dāng)終日而思矣，不如須臾之所學(xué)也，……假輿馬者，非利足也，而致千里；假舟楫者，非能水也，而絕江河，君子生非異也，善假于物也。（荀況）計(jì)算機(jī)輔助軟件工程軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,軟件工程的基本目標(biāo),付出較低的開(kāi)發(fā)成本達(dá)到要求的軟件功能取得較好的軟件性能開(kāi)發(fā)的軟件易于移植需要較低的維護(hù)費(fèi)用能按時(shí)完成開(kāi)發(fā)工作能及時(shí)交付客戶使用,軟件生存期模型,軟件生存期模型是跨越整個(gè)生存期的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、運(yùn)作和維護(hù)所實(shí)施的全部過(guò)程、活動(dòng)和任務(wù)的結(jié)構(gòu)框架。也稱軟件過(guò)程模型。瀑布模型（線性順序模型）快速原型模型增量模型迭代模型,噴泉模型螺旋模型統(tǒng)一過(guò)程使用統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML,瀑布模型,教育軟件的開(kāi)發(fā)瀑布模型,計(jì)劃可行性分析任務(wù)分析,,,,,,教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)流程,項(xiàng)目定義和策劃需求分析軟件結(jié)構(gòu)和教學(xué)設(shè)計(jì)腳本編寫(xiě)素材準(zhǔn)備和制作軟件編輯測(cè)試維護(hù)和使用評(píng)價(jià)形成產(chǎn)品,,可行性分析，明確開(kāi)發(fā)的目的、經(jīng)費(fèi)、設(shè)備、人員、時(shí)間限制、應(yīng)用環(huán)境（課堂教學(xué)、課外輔助教學(xué)等）,了解用戶需求，包括：使用對(duì)象的年齡、認(rèn)知水平（小、中、大學(xué)；教育類型（普通、職業(yè)、老年、特殊教育）,系統(tǒng)和軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)、模塊的劃分總體風(fēng)格設(shè)計(jì)模塊和屏之間的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)分析制定教學(xué)策略，考慮到教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生特點(diǎn)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)能力,素材準(zhǔn)備、界面設(shè)計(jì)、媒體編輯,腳本編寫(xiě),制訂腳本寫(xiě)作規(guī)范，溝通和交流，編寫(xiě)A腳本(Script)也稱故事板(StoryBoard)、文字腳本描述學(xué)生將要在計(jì)算機(jī)上看到的細(xì)節(jié)。它既是設(shè)計(jì)階段的總結(jié)，又是開(kāi)發(fā)和實(shí)施階段的依據(jù)。B腳本也稱制作腳本學(xué)習(xí)者將要在計(jì)算機(jī)的屏幕看到的細(xì)節(jié),腳本格式,,現(xiàn)實(shí)中的開(kāi)發(fā)過(guò)程,迭代模型,迭代式生命周期分為4個(gè)階段：初始階段。確定系統(tǒng)的業(yè)務(wù)用況（UseCase）和定義項(xiàng)目的范圍。精化階段。分析問(wèn)題域、細(xì)化產(chǎn)品定義，定義系統(tǒng)的構(gòu)架并建立基線，為構(gòu)建階段的設(shè)計(jì)和實(shí)施工作提供一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。構(gòu)建階段。反復(fù)地開(kāi)發(fā)，以完善產(chǎn)品，達(dá)到用戶的要求。這包括了用況的描述、完成設(shè)計(jì)、完成實(shí)現(xiàn)和對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試等工作。移交階段。將產(chǎn)品交付給用戶，包括安裝、培訓(xùn)、交付、維護(hù)等工作。,迭代生命周期的九個(gè)核心流程,業(yè)務(wù)建模。目標(biāo)組織的結(jié)構(gòu)及機(jī)制，支持目標(biāo)組織所需的系統(tǒng)需求。需求獲取。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員清楚地了解用戶的需要，定義系統(tǒng)邊界。分析設(shè)計(jì)。將需求轉(zhuǎn)換為未來(lái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)強(qiáng)壯的系統(tǒng)構(gòu)架。實(shí)施。構(gòu)件、單元來(lái)測(cè)試、集成到可執(zhí)行系統(tǒng)中。測(cè)試。部署。將構(gòu)件部署到網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，使最終用戶可以使用軟件產(chǎn)品。配置與變更管理。始終保持工作產(chǎn)品的完整性和一致性。項(xiàng)目管理。為項(xiàng)目計(jì)劃、人員配備、執(zhí)行和監(jiān)測(cè)提供實(shí)用的準(zhǔn)則；為管理風(fēng)險(xiǎn)提供框架。環(huán)境。為軟件開(kāi)發(fā)組織提供軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境（流程和工具），支持開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)。,原型模型,,軟件工程管理,目的按預(yù)定的時(shí)間和費(fèi)用，成功地生產(chǎn)軟件任務(wù)有效地組織人員，按照適當(dāng)?shù)募夹g(shù)、方法，利用合適的工具來(lái)完成預(yù)定的軟件項(xiàng)目軟件工程管理學(xué)包括軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)和軟件管理學(xué)軟件工程管理學(xué)內(nèi)容費(fèi)用管理：開(kāi)發(fā)成本、運(yùn)行費(fèi)用、經(jīng)濟(jì)效益人員組織：良好組織、周密管理工程計(jì)劃管理：軟件開(kāi)發(fā)早期確定軟件配置管理：保持文檔和軟件的精確性,軟件過(guò)程管理,,ISO9001的內(nèi)容,ISO9001將IT企業(yè)的質(zhì)量管理和質(zhì)量保證活動(dòng)，概括為二十多個(gè)質(zhì)量要素，規(guī)定每個(gè)要素的目的和范圍，以及每個(gè)要素在何時(shí)、在何地、由何人、按照什么標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或規(guī)程去做，做完后按質(zhì)量記錄的模板書(shū)寫(xiě)質(zhì)量記錄。這二十多個(gè)質(zhì)量要素是：管理職責(zé)、質(zhì)量體系、合同評(píng)審、設(shè)計(jì)控制程序、文件資料控制、采購(gòu)客戶提供產(chǎn)品控制、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和追溯、過(guò)程控制、檢驗(yàn)和試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備控制、檢驗(yàn)和試驗(yàn)狀態(tài)、不合格品控制、糾正和預(yù)防措施搬運(yùn)儲(chǔ)存包裝防護(hù)和交付、質(zhì)量記錄控制、內(nèi)部質(zhì)量審核、培訓(xùn)、服務(wù)、統(tǒng)計(jì)技術(shù)等。,CMM軟件能力成熟度模型,以“過(guò)程”為核心抓軟件組織的管理，即軟件“組織”的過(guò)程改進(jìn)。過(guò)程既包括開(kāi)發(fā)部門的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，又包括管理部門的軟件管理過(guò)程。以“項(xiàng)目”為手段抓團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的“活動(dòng)”，即落實(shí)過(guò)程改進(jìn)的措施。以“活動(dòng)”記錄為基礎(chǔ)抓軟件過(guò)程的“度量”，即“度量”軟件組織改進(jìn)的情況。,SW-CMM體系結(jié)構(gòu),,,5個(gè)級(jí)別,18個(gè)關(guān)鍵域,52個(gè)目標(biāo),5個(gè)共同特性,316個(gè)關(guān)鍵實(shí)踐,,,,,,,,約定,能力,活動(dòng),測(cè)量,驗(yàn)證,每個(gè)關(guān)鍵過(guò)程域的個(gè)數(shù)不能減少，但具體內(nèi)容可以剪裁。,實(shí)施CMM的效果,