科学发展史(科学设计).doc

古代科技发展科技发展的历史可追溯到原始时代,自从第一件工具被制造出来开始,人类文明及科技的发展便牵起序幕。古代科技的发展从原始人对世界的摸索开始, 经历了古希腊、埃及、中国的辉煌, 也经历了中世纪的黑暗,然后再发展出今日的成就。从远古时代开始, 人类不断钻研用不同物料制作各种工具的方法。这些物料各具特色, 更用以划分人类的发展时期。从公元前一百万年人类造出第一件石器开始, 人类的科技进程便已开始。石器时代从公元前一百万年开始至约公元前三千年结束。在这段时期, 人类主要以石头, 骨头和木, 制作出简单的工具。石器时代的工具约在公元前三千年, 人类学会了用炭把铜加热以造出纯度更高的铜, 而把铜和锡矿石熔合后可得一种坚度高的合金 - 青铜. 当时人们以青铜来造出各种武器。这段时期被称为青铜器时代。约在公元前一千二百年, 在中东一带铁器盛行使用铁器, 这段时期被称为铁器时代.除各种物料的使用外, 一些机械的发明也在科技进程中扮演着重要的角色。如水力机。水力机利用水的位能来推动水轮转动, 产生动能用以带动机器。水力机取代了人及动物的劳力, 把人类带入机构时代, 成为了科技革命的基础。近代科技发明时间线例子: 轮子的发展车的发展始于轮子的发明，轮子的使用无疑是陆地交通工具变革的开始，它是人类历史上最重要的发明之一。有了车，人类的活动范围变大，人与人之间的交往和物质的交流也增多了。最早的车输可说是一条条的木柱，人类用它来搬运重物，这可说是轮子的雏型。据说5500多年前，生活在美索不达米亚(Mesopotamia)平原的苏美(Sumer)人首先发明了车。最原始的车轮就是圆木片，以后为了制作方便，采用木板拼接，将木纹走向不同的木板交错着钉在一起，可以防止开裂。大约在公元前2000年左右，人们发明了有辐的车轮，这种结构比从前的实体车轮轻便了许多，装有辐式车轮的车子用马来拉，速度就快多了，车身也变得轻巧灵活，被古人当作武器用在战争中。进入18世纪后，随着第一次产业革命的兴起，生产规模迅速扩大，人们开始大量制造较耐用的金属轮子。时至今日汽车所用的轮子要求更高，金属轮子的外围更加上橡胶轮軚，以作避震及增强附着摩擦力之用。随时代发展，轮子有可能在未来日子完全被取缔。现时有科学家在努力研究磁浮列车。这种新式交通工具利用磁力感应原理及线性马达而没有车轮。而这种列车在上海更快将进入启用阶段。说不定将来的车子都在磁浮马路上行驶，再没有车轮了。轮子的发展三次科技革命从十八世纪开始科技发展迅速, 人类的生活有着革命性的改变. 这个时期的科技发展可分为三个阶段, 各自有其起点及标志, 所以被称为三次科技革命(又称工业革命).其中首两次科技革命始于18世纪中叶到19世纪下半叶的欧美。这两次革命促进了社会生产力和科学技术水平，引起了世界政治、经济、思想文化等方面的巨大变化，同时也为后期的科技发展建立了良好的根基。第三次科技革命始于20世纪中叶，科学技术的发展进入了一个更为辉煌的时期。第一次科技革命第一次科技革命发生于18世纪中叶的英国，而后遍及欧洲和北美国家。这次革命以纺织机械的革新为起点，以蒸汽机的广泛使用为标志，实现了工业生产从手工工具到机械化的转变，使以机器为主体的工厂制度化替了以手工技术为基础的手工工场，从而把人类带进了蒸汽时代。第一次科技革命发生的条件 第一次科技革命首先发生在英国，当时英国正在开僻海外市场、掠夺殖民地以及进行“圈地运动”, 这情况下有大量资金、劳动力、原料和广阔市场的基础，工场手工业迅速发展起来，技术水平的提高又促进了操作过程的专业化和熟练程度，为用机器代替人手操作提供了准备条件。 在17、18世纪的英国，集中了如牛顿、哈雷等一批颇负盛名的科学家，他们掌握了科学理论，创办了各种学术团体，广泛交流学术思想；促使科技革命的发生。 第一次科技革命开始于英国的棉纺织业，从18世纪60年代起，棉纺织业中一系列新工具机的出现， 令制造能产生巨大、稳定的动力的机械装置，成了工业上的迫切需要。于是，以瓦特改进的蒸汽机为代表的动力机就应运而生；而蒸汽机的发明标志着第一次科技革命的成功。 蒸汽机的发明与改进第一部较为实用的蒸汽机是英国的铁匠纽可门于1705 年制成用于采矿、城市供水和农田灌溉的“大气机”。但纽可门机耗煤量大、效能不到1%、只能作直线往复运动及不能带动各种工具机，故不能满足工具机械对动力的需求。1782 年，瓦特对蒸汽机进行改进，制成了把活塞的活动由直线运动变成圆周运动，由单动变为双动的旋转式蒸汽机。另外，他又给这种蒸汽机安装了 “离心调速器”一种反馈控制装置，使其能自动调节进气量，很快蒸汽机便被称为“万能动力机”应用到各行业上，使人类进入了蒸汽时代。离心调速器补充资料 - 蒸汽机的发明蒸汽时代的科技成就 在蒸汽时代，最大的技术成就首推轮船和火车的发明。轮船和火车的发明，促进了近代交通运输业的迅速发展，缩短了人们的距离。 随着蒸汽时代的到来，机器制造业迅速发展起来了。以前制造机器主要靠手工操作，这时蒸汽机所提供的强大动力和各种工具机的使用，使得用机器来制造机器成为可能。 机器制造业的出现促进了冶金工业的发展。 在科技革命的推动下，煤炭工业和化学工业也有了较大的发展。 蒸气发动机的结构及原理补充资料 - 第一次科技革命蒸汽机的发明利用蒸汽作动力的构思可以追溯到古希腊时期。公元前120年左右，亚历山大城的希罗就制造过一架利用蒸汽喷射的反冲力，推动一个中空圆球旋转的装置，但因产生的冲力太小，不能用于生产，只能作为一种玩具。第二次科技革命第二次科技革命发生于19世纪中叶，它以电机的发明为起点，以电力的广泛应用为标志，不仅推动了生产技术由一般的机械化到电气化、自动化转变，更改变了人们的生活方式。第二次科技革命发生的条件 第一次科技革命实现了工业生产的全面机械化，促进了社会经济的迅猛发展；但也有它难以克服的缺点，如产生和使用不方便、长距离输送困难等等。所以社会对动力提出了更高的要求。 而19世纪初电磁学领域的一系列发现，引发了新的科技革命。 发电机的发明1819 年由丹麦科学家欧尔斯德(Hans Christian Oersted)在教室里偶然发现放在电线下之指南针不再指南，而与电线成垂直方向。经此之后，他便发现了电与磁之间的关系。次年法国人安培(Andre Marrie Ampere) 根据欧尔斯德之报告，对磁场与电流间之关系作一整理与研究，并提出认为两条电线平行置放时，电流流动之方向相同时会相排斥；而相反时会相吸。若将电线绕成线圈并行通电后，则如自然之磁石一样。现在，安培的名字已家喻户晓，成为电流强度单位之名称。1830年英国有一位学者名叫法拉第(Michael Farady) ，发现当一块磁铁放入电线圈中时，会使电流流入线圈；拿出磁铁时，电流则反方向流动。为使所发生之电能连续流动，法拉第用一只十二英寸的铜盘装在架子上，盘中央安置一曲柄，以手摇曲柄转动铜盘，整个铜盘置于一马蹄型磁铁内。将电线一端接于铜盘轴上，另一端则以接触器接出。当铜盘转动时，电线会不断切割磁力线，并产生连续性电流。这就是发电机的基本原型。发电机的结构及原理补充资料 - 电的发现电力应用中的重大发明第二次科技革命的发展，使电力的广泛应用由可能变为现实，而在电力的应用中又产生了一系列对人类社会生活具有重大影响的技术发明。电报1838年摩斯(Samuel Morse)发明电报接收机，利用电流交替地通电和切断产生不同的信号，即点、划和空白，他以这三种不同讯号的组合造出表达26个字母和数字的电码，这就是以后全球通用的穆尔斯电码。电报的结构及原理电话1876年美国青年贝尔发明了靠簧片振动传声的第一具电话，他利用声音振动簧片，簧片附近的电磁铁随即把振动变成强弱变化的电流。电流经电线传到受话器，再利用电磁铁振动另一簧片，把电信号重新变成声音，从此人类的声音可藉由电线传到远方。电话结构及原理电灯大发明家爱迪生在 1877 年开始对电产生之光进行研究，他发现电阻会发热，发热后会产生光，因而发明了电灯泡。电灯泡的原理补充资料 - 110/220伏特供电的来由无线电通讯1864年剑桥大学科学家马克士威结合了电和磁的知识，在理论上证明了无线电波的存在。1894年意大利人马可尼制作了第一架电波发射机。他的设计可以凌空发送一连串无线电波的信号。由于发送和接收设备之间不需用导线相连，这项技术就变成著名的无线电通讯。矿石接收机内燃机的发明在第二次科技革命中，除了电力技术的发展和应用之外，另一项有代表性的技术成就是内燃机的发明。内燃机是燃料在汽缸内直接燃烧，由燃烧时产生的高温高压气体推动活塞或转子做功的动力机。广泛应用于卡车、拖拉机、公共汽车、船舶及机车，成为运输工具的主要动力机。汽车结构汽车所使用的内燃机补充内容 - 第二次科技革命与妇女的解放补充资料 - 第二次科技革命电的发现电是是一种无声、无色、无形、无臭和肉眼看不见的能量。1780 年意大利人葛万尼 (Luigi Galvani) 发现将浸泡过盐水之蛙腿置于金属盘上，用金属刀子去接触时，蛙腿就会抽动。葛万尼最后将此一发现发表，但他认为这是一种动物电。1793年，比萨大学教授伏他(Alexandro G.A.A. Volta, 1745 -1827)把一块锌板，一块铜板放到舌头上下，而用铜丝将两板连结，他发觉舌头会感到咸味，而铜丝中有电流现象（如: 可使蛙腿抽动）。但不久他发觉这与动物电无干，因为若不用舌头，而用一片浸过碱水的纸板夹在铜、锌之间，也可生电流。而且，如果用多重的锌、纸、铜、锌、纸、铜的排列，会得到更明显的电流。这就是最早的电池(碱性电池)。有了稳定的电源，电流的研究与应用才能展开。电压单位伏特(volt) 就是因纪念他的而命名的。110/220伏特供电的来由电灯的发明是一项划时代的成就。但爱迪生认为若要推出电灯，必须搭配整套的配电系统，并降低成本。为此，他发现电压 110/220伏特是最适合发展的范围，并极第二次科技革命与妇女的解放1920年代欧洲妇女的解放，其中一个原因是打字机及电报的发明，需要妇女去操作打字机及电报机，不得不让她们接受教育。第三次科技革命始于20世纪中叶的第三次革命是以信息技术为主导，以微电子技术为核心的一系列新兴技术群在当代技术领域内所引起的巨大变革的通称。其主要标志是原子能、计算机和太空技术的广泛应用。第三次科技革命发生的条件第三次科技革命的兴起，源于三个方面的条件： 现代自然科学的发展19世纪末20世纪初，射线、放射性和电子的发现，打开了原子的大门，使人们的认识得以深入原子内部，从而提出原子结构的新理论。 一系列新技术的出现在理论自然科学的推动下，本世纪40年代前后，一系列的新技术相继面世，这就为第三次科技革命的诞生建立了基础。 工业寻找出路的需要工业发达使廉价的原料和能源日趋枯竭。本来，廉价的原料和能源是近三百年来的工业发展的两个支柱，可是几百年的大量消耗造成日益枯竭的后果。使人类不得不寻找新的出路，改造传统技术，开拓新技术，促成第三次科技革命。 第三次科技革命的成就原子能原子能是原子核发生变化过程中释放出来的能量。1942年，美国建成了世界上第一座原子反应堆。原子能最初用于军事，50年代才开始和平利用。原子能是继蒸汽机、电力之后的另一次动力革命。探索太空人类探索太空活动，大致经历了气球、火箭、人造卫星和穿梭机几个阶段。1957年10月，前苏联成功地把第一颗人造卫星送入太空，标志着太空时代的到来。1961年4月，前苏联载人卫星的发射和1969年7月美国“阿波罗”登月计划的实现，使几千年来人类遨游太空的幻想变成现实，开拓了人类认识自然界的新途径，进而影响着人类对自然界的利用和改造。电子计算器（计算机）20世纪最伟大的科技发展，可说是电子计算器的发明。它是现代科学技术的结晶。它从1946年问世至今，已经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路等四次换代更新。目前正在进入第五代，即用超大规模集成电路装备的巨型计算器和微型机，并向智能化，超高速化的方向发展。补充内容 - 现代通讯的发展补充资料 - 第三次科技革命现代流动电话收发过程通讯技术的发展也是第三次科技革命的一项主要成就, 通讯科技的发展促进了人类文化的交流,使整个科技进程加快. 各种通讯技术中, 流动电话是一种我们较常接触的通讯技术, 以下为现代流动电话收发过程的动画教材. 流动电话接收电话过程流动电话发送电话过程现代科学技术的发展趋势当代科学技术的发展日新月异，其规模之大，速度之快，内容之丰富，影响之深远，在历史上都是空前的。现代科学技术的发展有以下几个明显的发展趋势。 研究规模日益扩大 呈加速发展趋势 高度分化与高度综合 与生产一体化 竞争日趋激烈 发展战略问题倍受重视 管理法制化 补充内容 - 现代科学技术的发展趋势各种主要科技成就从研究至应用的周期成果名称发明到应用年数成果名称发明到应用年数蒸汽机16801780100飞机1897191114电动机1829188657电视机1922193412电话1820187656原子弹193919456无线电1867190235晶体管194819535真空管1882191533集成电路195819613汽车1868189527激光器19601科技对社会的影响科技的发展亦与我们日常生活息息相关，但科技发展本身是中性的，它对社会的影响中既包含正面影响和负面影响，也包括物质层面的影响和精神层面的影响。以下就其对个人与家庭、社会及文化、商业与经济及环保与道德的影响举例说明科技对个人与家庭的影响工业技术对生活质量、社会安全、交通运输皆有影响，对物质生活有利亦有害。例子 : 远程家居监控由于通讯及网络科技的高速发展，人类生活的流动性越来越高。我们既可安坐家中透过互联网联系世界，亦可在家中接驳到办公室摇控工作。远程监控技术可透过互联网把远在天边的影像，透过摄录机带到眼前.科技把空间距离拉近，完全改变了人类的生活方式。正面影响: 远程实时影像监看, 家长陪同儿女一同成长家长关心子女学习状况，和同伴相处是否融洽，上下学是否由指定的亲友接送却偏偏因工作繁忙而难以分身。即使抽空到校，校方也担心家长频频探视会影响教学活动，网络实时影像免除了校方困扰，同时更让家长陪同儿女一同成长。现在由互联网传递实时双向语音消息,能透过互联网获得远程之实时影像及声音,家长只要连上网络，透过一般的浏览器，就可以从家中或办公室实时看到小孩在幼儿园或学校的情形。负面影响: 针孔摄影机与偷拍科技亦为我们带来一些严重的社会问题，例如利用先进的隐藏式摄影机去进行偷拍活动便是一个鲜活的例子。针孔摄影机是一种隐藏式摄影机，有小至火柴棒之超迷你型。它原本用于军事侦查、刑事搜证、公共安全、防止犯罪录像存证之用，但却被利用为偷拍工具。现在摄录装置日新月异，针孔摄录机大行其道，但在订立有关法例时尚未有这些科技。社会人士及政府对尊重私隐及个人空间的观念也很薄弱，最后间接助长了这种偷窥风潮。由于小型电子摄影机的外型多变，很多地方都可安装，几乎无孔不入, 难以防范!用于远程家居监控的摄录机科技对社会及文化的影响科技发展对生活影响至深且巨，例如医疗科技使死亡率降低、延长寿命、控制传染病、协助伤残重建，但亦对人口结构与疾病造成改变。例子 : 遥距健康网络随着日新月异的电讯信息科技发展，它在医疗护理的应用已不再局限于处理电子医护纪录。遥距健康网络的出现就是崭新的医护服务方式，令医护服务的提供不再受地域限制。遥距健康网络的出现改变了整个社会的医疗文化。从前，市民都认为医疗等于诊治。即在生病时才需要接受医疗护理。但整个遥距健康网络的概念在于防患未然，亦即以定期检查及保健信息的传播，达到预防疾病的目的。整个计划可促进小区健康，减低医疗开支。遥距健康网络主要是由四个部份构成，它们分别是小区健康站、网络专线、电子数据中心及专家咨询中心。遥距健康网络小区健康站小区健康站是分布于各区健康中心的计算机终端机，它会连接网络专线，并将市民自助身体检查后的健康数据数码化及传送到电子数据中心；它亦可提供实时健康咨询服务。自助体检仪可提供的自助身体检查服务电子数据中心电子数据中心备有高速服务器及容量庞大的数码储存设备。它主要负责储存每位已登记市民的健康记录，并因应要求输出用户欲查阅的健康记录到各健康站。它所储存的数据亦可提供给政府医疗部门及各学术机构作分析，以协助制定未来医疗服务及设施的发展路向。专家咨询中心专家咨询中心设于香港理工大学内，医护界的专家可利用实时视像会议技术为市民解答健康问题，市民就可以透过健康站会见医疗专家，省却舟车劳顿的麻烦。科技对环境与道德的影响目前科技人员多偏重于科技中立的价值观，对于科技的伦理责任与社会价值较少认识，造成科技发展的同时,带来不少环境和道德的问题。环保科技虽有助于生活环境永续利用与污染之防治，但亦面临许多困难。例子 :另类燃料汽车全球各个大城市无不面对汽车污染问题，汽车废气对空气造成严重污染，行人长期吸入废气，也容易引起呼吸道疾病。为减少柴油车辆引致空气污染香港已开始使用另类燃料小巴石油气小巴和电动小巴，若该两种另类燃料小巴能取代现有的六千多辆柴油小巴，全港汽车排放的粒子和氮氧化物将分别减少约百分之四和百分之二。电动小巴在行驶时不会排放污染物而石油气小巴则只会排放极微量的微粒而二氧化氮的排放量亦较柴油小巴低百分之五十。但电动小巴则有定时充电限制一旦电源用尽便不能开动车辆。本港引进的电动小巴每次充电需十数分钟便可行走六十公里每辆小巴每日约需充电两至四次。石油汽小巴电动小巴例子: 基因改造植物甚么是基因改造？基因由脱氧核糖核酸组成，是遗传物质的单位。它记载了一切用作制造细胞内蛋白质的数据，从而决定动物或植物的特性。改变植物的基因，目的是为了改变它们的特色。现时的基因改造植物，有些可预防害虫、病菌和压力。另一些，正常的植物生长较快。这样，可令农夫的收入和食品的供应更稳定。但基因改造亦对环境有不良影响和引起道德的争论。新种的超级米, IR8 是一个很好的例子。这些较短的米有比较强壮的茎使它种植时的间距可以少一点。同一面积的农地, 它们的收成可以比一般的米多3倍。超级米的收成可以比一般的米多 3 倍基因改造对环境的影响基因改造的科技可增加收成和改善植物的质素，而且更可改善植物的适应力。但整个生态循环系统也会改变。生态学是一个很复杂的系统，当中每个环节也是紧紧相连。植物的改变可以引起泥土、食物链 (food chain)、气候和生活的改变。基因改造的科技为经济和环境带来的两难局面从经济角度来看，基因改造对我们是有利的。基因改造后能令我们可生产多且高质素的植物。,这些植物大多是食用植物，所以基因改造将会来带甚么影响？的问题便随之以来。基因改造植物对环境的影响是它们有机会成为生态灾难的根，它们的基因有可能会传播给它们的野生同类或其他与它类似而种在附近的植物，我们还能预计这种改造基因的散播会有甚么影响，但人类不一定有能力承担其后果。更令人担心的是，这些能预防害虫侵害的新种植物，会否把它们的基因带给害虫，使害虫更难对付。这些问题令经济和生态环境陷入两难的局面。参考数据 - 基因改造植物数学与科技的关系20世纪以来，数学与许多学科的关系更为密切，以致出现了数学化的重要趋势。数学向各门学科领域广泛渗透。首先是物理科学的数学化，其中尤以物理学的数学化程度最高，它早就从性质的分析转为对数量的描述，许多物理学理论早巳公式化了。与此同时，生物科学也开始了数学化。遗传密码的解释、动物增长速度规律的确立和动物增长公式的引入、医学和实业中的应用等，都是数学化的成果。例子: 计算机应用计算机可用作文字处理、计算、数据处理、电子游戏、绘图、通讯等多样化的处理。计算机的主体包括中央处理器(CPU)及记忆装置，而计算机的处理能力定于CPU中使用的微处理机，它是一块芯片，内里包含各种用来进行计算的复杂电路。CPU操纵计算机内的运算，利用电子记忆装置来贮存数据，并执行计算结果。在看似复杂的计算机背后，它不过是一部高速计算器，CPU只会作二进制的运算。文字信息、声音信息和图像信息，一旦进入计算器和通信系统中，就会被转换成“0”和“1”的数字组合来表示，我们把这种处理方法称为二进制编码，把这种数字组合的结果称为数字信号。理论上，只要数字的长度没有限制，“0”和“1”所能产生的组合是无限的，所以我们就能相信，通过“0”与“1”的无限组合就能表示不同信息。计算机内其实只会二进制的运算科学与科技的关系科学是研究为何自然生物以该种形式出现。科技是一种手段，能令资源变成社会需要的对象和服务。科学家和科技人员共同协作。科学家发现甚么，科技人员便会把这些付诸行动。例如，生物学家、化学家、和物理学家也是科学家；而建筑师、工程师和产品设计师是科技人员。以下是两个例子说明科学与科技怎样密切联系：例子: 核能技术应用核物理学又称原子核物理学，是20世纪新建立的一个物理学分支。它研究原子核的结构和变化规律。核技术主要应用于核能源的开发服务。核能是利用原子核中的粒子之间存在的强大力量核反应本身是一种自然现象，太阳的光和热就是来自核能科学家发现，利用某些原子，如铀、钸、氘（氢的一种），能产生核能。一公斤的氘可产生相当于三百万公斤煤的能量。原子所产生的能量是热能，这些热能把水转化为蒸气。然后再用蒸气机发电。例子: 仿生学仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文bios (生命方式的意思)和字尾nlc (具有的性质的意思)构成的。他认为 仿生学是研究以模仿生物系统的方式、或是以具有生物系统特征的方式、或是以类似于生物系统方式工作的系统的科学。其应用包括:建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的负荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构，把人工海豚皮包敷在船舰外壳上，可减少航行揣流，提高航速.日常生活中机械人透过仿生学可造出与人相似的动作，增加其灵活性，适合用于服务业.仿生机械人的影片：/robot/movies/仿生机械人何谓科技设计一个较普遍被人接受的定义是Problem Solving。意即想一个办法出来为客户解决问题，满足其所需。其实所有的设计都是在企图建构机能造型材料技术四者之间的最佳关系。这个关系其实就是设计者企图表现的文脉。设计文脉设计简史原始设计早在公元5000年前， 人类已开始利用简单的物料制作自己的工具。这是人们的基本常识来为生活制作一些工具。这亦影响了日后的产品设计。 石器时代所制成的产品美术与工艺的革命在1900年至09年期间，在维多利亚时期美术与工艺的改革所遗留下来的东西，亦带到20 世纪。而在 机械年代，制作者是会先考虑数量，而不是质量。虽然该革命在英国开始，但是还有欧洲与美国的同僚。风格随着时间的增长，设计师较少留意手工的审美，而较多留意机器的美学。所以风格这名词油然而生。风格的影响遍及欧洲，特别是俄罗斯的Constructivists 和德国的 Bauhaus。红与蓝 / 李特维德(18881941)的作品李特维德是荷兰的建筑专家及家具设计家. 他的作品红与蓝把De stijl的几何学造形理论(三原色和白黑灰的平面,立方体)直接在实际的椅子上具体地表现出来. 所以造形的感觉比椅子的机能优先考虑, 这种单纯明快的感觉给现代设计带来很大的影响. 靠背是红色, 椅子座位部份是蓝色的合板, 其他构造如角材是黑色的, 木料的未端是黄和白色的, 因此这可说是建筑式的组合, 这也是Weimar. Bauhaus (包浩斯.韦玛)家具与建筑的共同特征.大量生产和设计工业家亨利褔特在1903 成立褔特汽车厂，在开始的几年中，他发展了一套大量生产的系统，而这系统更对设计程序有深远的影响。产品的设计，从一开始便考虑大量生产时可能遇到的各种问题，一切装配工作都尽可能简化，工厂工人的角色变成统一和重复的劳动。而随着时间增长，大量生产亦不断普及。美国汽车生产商福特 (Henry Ford,1863-1947,美国汽车制造商,称汽车大王)引领人们进入大量生产的年代包浩斯 (Bauhaus) 的成立在1919年，一所名叫 Bauhaus 的美术学院在德国成立。目标是为着培训艺术家，令他们可在工业界工作。 以现代工业原料，制造生活必须品，并不加装饰，这便是 Bauhaus 设计师所追求的 ”打破传统界限”.马察尔.布鲁耶 (Marcel Breure)的椅子包浩斯所带动的造型运动, 可以说是现代设计的根源. 这个造型运动所培养出来的其中一位杰出设计师, 即后来成为包浩斯造型学校的敎师马察尔.布鲁耶 (Marcel Breure), 于1925以金属管为材料所设计的椅子, 是家具中采用金属管为材料的最早范例.解决问题的方法自1945年， 设计的目标改变了。设计师喜欢以解决问题为本来设计产品，而不是单靠设计，而没有目标。设计是我们生活的一部份。设计可满足我们消费的需要。更多产品生产，便有更多的消费，又或者反过来说，更多消费，便有更多产品。科技进步，令产品设计的工序也迅速发展。例如，由选料到探讨解决方法；由绘图到制造模型；由生产到制成产品；而每一步均需以科技来配合。环保设计现今，工业生产，带来很多污染，影响环境。设计师引进新的概念环保设计，这可以为未来带来源源不绝的产品设计。人类的需要根据马斯洛(Abraham Maslow) 的学说，人类心理的需要可以等级制度图来显示。这等级制度图通常以金字塔式五个级别来绘画，由最基本的需要、以至较为复杂的情操。由最高至低的排列如下：1. 自我存在观 (如：发掘自我潜能) 2. 自我需要 (如：自尊心) 3. 社会需要 (如：爱与拥有) 4. 保障需要 (如：庇荫、安全) 5. 生理需要 (如：食物、水) 根据马斯洛(Maslow) 所述，必需符合每一个阶段的需要，才能进到下一个阶段。科技设计其实是一个满足需要的过程。马斯洛(Maslow)的人类五个需求层次科技设计如何满足人类需求?产品需要符合其预期的目的， 他们需要有庇荫、自我表达；或者是其他他们所设计的需要。如你设计给一个个体，我们可以很轻易地考虑到所有的设计。然而，专业的设计师和制造者通常会尝试以单一产品满足不同客户我需要。所以，他们并不能只问有潜在力的客户的意见，他们需要作市场研究和预计客户的真正需要。例子:手套的设计 用来满足人们生理的需要，为人们保暖。房屋的建设 可以满足保障的需要， 因可提供庇荫。制服的设计 可满足人们的社会需要，因可令人们有一种归属感。化妆品 可令人们满足其自我的需要，令他们希望自己更美。塑料的发明学习目标从塑料的发明对人类各方面的影响，让学生明白科技发展的重要性和影响力。甚么是塑料塑料，照字面上讲，是可以塑造的材料，也就是具有可塑性的材料。现今的塑料是用树脂在一定温度和压力下浇铸、挤压、吹塑或注射到模型中冷却成型的一类材料的专称。化学上,塑料是一种聚合物。即由很多个单元不断重复组合而成的.聚合物的排列发明塑料的历史背景19世纪60年代，美国由于象牙供应不足，制造桌球的原料缺乏。当时有人提出，谁可发明一种取代象牙的物料便可得到一万元奬金。1866年John Wesley Hyatt因打翻了火棉胶,发觉它冻结后,会变成坚韧而有弹性的物料而发明了塑料“赛璐珞” ( Celluloid )并于1869年为最早的人工制造的塑料赛璐珞取得专利。由于当时电力未能普及的原因是缺乏良好的电线包裹材料，塑料的出现便成了电力普及化的新希望，使众科学家争相研究。第一种合成塑料是将树脂加热模压制得，是在20世纪初，1910年美籍比利时化学家贝克兰德制成。贝克兰德将树脂添加木屑加热、加压模塑成各种制品，以他的姓氏命名为贝克里特（Plastic），我们称为电木。第一次世界大战后，无线电、收音机等电气工业迅猛发展，更增加了对电木的需求。塑料工业的真正兴起从第二次世界大战爆发时开始的。从那时起直到现,在塑料工业一直蓬勃发展，塑料已成为现代世界占领导地位的新材料。塑料的特性有良好的成型、成膜性 绝缘 耐酸碱 耐腐蚀性 低透气、透水性 易于着色、外观鲜艳 塑料的应用 从1976起,塑料已成人类使上被应用最多的材料.它被广泛应用到不同范畴。 电子工业必须利用金属作导体,同时必须利用塑料作缘体. 通讯方面,电话线利用塑料绝缘,而且世界上每一个接收电话装置都安装在塑料壳里. 家庭内也有很多以塑料制造的生活设施和日常用品. 如:家具,排污管,家电等。 有些塑料还应用于制造涂料,主要是制造廉价的乳胶涂料。 塑料应用于包装业后,很快就大量打入零售商场,它使得每一件小商品的包装都大为增色。 体育用品也有不少是塑料制造的.例如:用来建造冲浪板,帆板和潜水通气管等。 玻璃纤维和塑料结合是一种重要的建筑材料.可用作隔音和隔热装置,以及建造防火设施等。 塑料的负面影响塑料的滥用然而随着塑料产量增大、成本降低、大量的商品包装袋、液体容器以及农膜等，人们已经不再反复使用，使塑料成为一类用过即被丢弃的产品的代表。废弃塑料带来的“白色污染”,今天已经成为一种不能再被忽视的社会公害了。塑料的毒性早在60年代中期，人们就发现聚氯乙烯塑料中残存的氯乙烯单体，能引起使前指骨溶化称为“肢端骨溶解症”的怪病。从事聚氯乙烯树脂制造的工人又常会出现手指麻木、刺痛等所谓白蜡症（雷诺氏综合症）。70年代后又在一些聚氯乙烯生产厂中，发现有人患有一种极少见的肝癌-肝脏血管肉瘤。此后业昔虽然尽量控制聚氯乙烯树脂中单体含量，但并未彻底解决，故在1975年美国首先提出禁止用聚氯乙烯塑料包装食品和饮料。再造可行性低多种塑料中，一般只有PET(1号)及HDPE(2号) 塑料是普遍会被回收的。另外可回收塑料售值是生产新塑料价格的3倍，由于成本高昂，所以现时塑料的回收及再造比其他材料较难普及。塑料的未来发展虽然塑料的出现已带来了空前的成就，而且它亦已成为人类生活不可或缺的一部份。但为了解决科技及人类生活上的种种问题，塑料仍有其发展空间。现时，塑料的最新发展方向有： 纳米塑料 光纤 能导电的塑料 有磁性的塑料 会记忆的塑料 总结相信经历了旧石器、新石器、陶器、青铜器、铁器时代的人类历史，因为有了塑料而加快了文明程度提高的速度。尽管在过去的世纪中，人们已经惊呼塑料时代的到来，但是，或许新的世纪才是塑料时代真正到来的时代，而过去的世纪只不过是塑料时代的序幕。简报教材: 塑料的发明简报 印刷术的发明 学习目标中国的四大发明对世界文明发展的成就是无容至疑。其中印刷术的发明不单令我国的文化遗产得以留传，对世界文明发展更有举足轻重的地位。本个案研习让学生从印刷术的发明，看科技发展对人类文明的影响。为何需要发展印刷术印刷术发明以前人们要复制书本，只能靠人手，一笔一笔、一个字一个字的去抄，这不单费时，而且还容易抄错，因此书本的数量不多，人们接受教育的机会亦受到限制。若不幸碰上天灾、人祸和改朝换代的战争，古代人的智慧就会从此失传。印刷术的发展经过印章的出现早在公元前4世纪（战国时代）时，已经有了印章。印章创造了从反刻的文字取得正写文字的方法，阳文印章的作用，就提供了一种从反写文字取得正写的文字的复制技术。拓石技术在公元前7世纪，中国就有了石刻文字。为了免去从石刻上抄写的麻烦，在公元4世纪左右，就发明了以湿纸紧覆在石碑上，用墨打拓其文字或图形的方法，叫做拓石。补充资料 - 拓石过程雕版印刷拓石技术出现以后，人们又将刻在石碑上的文字，刻在木板上，演变成雕版印刷。雕版印刷即将文字、图像雕刻在平整的木板上，再在版面上刷上油墨，然后在其上覆上纸张，用干净的刷子轻轻地刷过，使印版上的图文清晰地转印到纸张上的工艺方法。雕版印刷过程补充资料 - 雕版印刷过程 柯式印刷随着摄影技术的发展，德国摄影师Joseph Albert于1869年前后结合了摄影和印刷技术发明柯式印刷。柯式印刷是以玻璃为版基，在玻璃板上涂上一层用重铬酸盐和明胶溶合而成的感光胶制成感光 版，经与照相底片密合曝光(晒版)制成印版进行印刷的技术。其流程是：原稿拍摄底片修版准备玻璃板涂感光液干燥晒版印刷柯式印刷，技术复杂，印品精良，多用于珍贵图片、绘画、碑帖及文献、照片的印制。补充资料 - 柯式印刷过程彩色桌面出版系统随着计算机及打印机的普及，彩色桌面出版系统(Desk Top Publishing)应运而生。彩色桌面出版系统，是90年代推出的新型印前处理设备，从总体结构上分为输入、加工处理和输出等三大部分。 输入设备的基本功能是对原稿进行扫描、分色并输入系统。除文字输入与计算机排版系统相同之外，图像的输入可以采用多种设备，如：扫描仪及数码摄像机等。加工处理设备多为计算机本身。基本功能是对原稿数据进行加工处理，例如：校色、修版和创作，并加上文字、符号等，构成完整的图文合一的页面，再传送到输出设备。彩色桌面出版系统的输出设备有各种彩色打印机如：激光打印机及喷墨打印机等。桌面喷墨彩色打印机大型海报打印机印刷术的影响印刷术的发明，大大改变了这种面貌，人们积累的经验可以写成文字，进行大批量的复制、传播，这就是社会的文化面貌发生了巨大的变化，从而使更多的人有了读书的机会。参考数据 印刷博物馆: /gb/technology/printing/ 录制声音技术 学习目标透过录制声音技术的个案研究，学生可欣赏科技演进的历史发展和对设计的影响。而且，学生应知道设计是一个满足人类需要和期求的过程。甚么推动录制声音技术？录制声音的技术的发展是基于不同层面的人类和社会的需要。以下是一些主要的因素： 个人需要人们想录音，用作回忆。 商业需要新科技发展可减低制作成本，改善声音的质素和令人们易于使用。同时，整个录制声音的科技发展更可令商业机构可赚取利润。 军事需要小、轻巧而可靠的录制声音机可用作军事用途，用在间谍和搜集证据之用。 社会趋势随着计算机日渐普及，音响科技由仿真演变成数码化。 录制声音科技的发展蜡质圆筒第一录音是在公元1877年由托马斯.爱迪生(1847-1931)所录下的。这个被录的声音在蜡圆筒上刻出一道沟槽。没有用到电的组件，完全靠一根针的机械振动，就能记录和重现声音。首项录制声音科技的发展是录制声音的长筒唱片后来为方便生产和储存唱片被制成圆碟形。唱片上有刻纹。当电唱机唱头上唱针在唱片的沟纹中移动时，会随着声波波形而振动。这样就在唱头上产生了电信号。大量的制作，衍生出胶碟的发明，取代了传声筒.磁带录音录音带中的磁带覆有一层含磁性的金属的氧化层。空白磁带中的磁性粒子没有一定的指向，但当声音录到磁带上时，粒子就会随着声音改变排列纹路。录音时，扩音器所发出的电信号送入纪录磁头。磁头的磁场使粒子排列呈现规则纹路。销后时间，发明了录音机， 可用作循环再录音。雷射唱碟随着计算机的发展，声音的记录也从模拟式走向数字式。数字式录音是在录音之前就把声波波形转变为数字码，把声波上每一点的位置都予以标码。然后把这些数字码以小点储存在雷射盘片(CD)上。声音录在CD上是以极细的凹纹压在平坦的碟面上。这些凹纹均已数字化为二进制数。每个数都是声波在某一特时刻的高度。当盘片旋转，CD唱机的激光束扫描碟面。当光束打到碟面平坦的部位，即被反射到光侦测器上，将光变为电脉冲。若光束打到凹纹，则被反射开去。自从计算机广泛使用后，数码音效录音愈来愈普遍。不同种类的碟便相继出现。MP3随身听谈到MP3发展前，先了解什么是MP3，所谓MP3(MPEG1 AUDIO LYER3)的简称，是根据MPEG协会新发展的压缩技术的影音压缩规范，MP3音乐档案有高达12倍的压缩比，仍保有近CD音乐的高质量，也在大幅降低档案容量后，方便于各式媒体上传输或携带。MP3随身听更有轻、薄、短、小、防震耐撞不怕跳针、音质接近CD、低耗电等优点，有些还增添FM收音、录音、电话簿等多项功能。所以MP3音乐模式能逐渐溶入人类生活层面，成为新一代数位音乐聆听方式。成为现今最受欢迎的音效录音，因为这项科技能节省容量空间和方便使用。录制声音技术发展对社会的影响录制声音技术的发展为纪录历史提供一个新的媒体，例如录制一篇音乐、讲词、或任何声音。在音乐的发展，如爵士乐、蓝色怨曲都起着重要的作用，使这些音乐更广泛流行。 商业赞助更令一个新媒体的产生 广播媒体是当时一个又快而有效的传播讯息的媒体。参考数据 MP3发展: .tw/stock/report/02%2DMP3%B2%A3%B7%7E.htm 音效录音科技发展:的历史/gen/recording/notes.html设计过程的主要步骤设计是一个全然的过程，由介定问题，以至找寻解决办法和测试。但现实生活中有很多不同的设计模式或途径，要视乎问题的本质，然后从中选取最合适的设计模式。这部份介绍基本设计步骤，有助初学者掌握设计工作。步骤一：对需要的辨识及产生需要现职设计师被安排解决生活上的实际问题。他们在此阶段介定或找出顾客的需要。在未想出解决办法之前，设计师需分析情况，从而决定问题的重点所在。在学校的习作中，通常也会有一个处境或问题，学生需要记下一些设计的重点。在此阶段，所有不清晰的地方，都需要与老师弄明白。步骤二：设计撮要及细则在了解所有的问题之后，下一步是记下设计撮要，简短记下解决问题的基本概念。设计细则是一项详细的数据，记下怎样解决问题。设计细则需列明设计的最终目标和计算这个设计的限制如何影响最终设计。玩具水鎗的产品设计细则步骤三：探究完成设计细则后，你应进行探究，从而找出数据，以助你成功设计产品。一个完整的探究过程包括市场或目标客户、实际的用途、外形、物料、结构和该产品对社会和环境的影响。 (详情请参阅主题四第一及第三章)步骤四：建议可行的方案在这阶段，学生需用想象力去想一想可行的解决办法。这个意念需以研究所得为依归。亦需考虑到产品的功能、美学、物料和生产的方法。步骤五：分析当想到一些可行的解决方法后，应该想想那个方法最为适合。要选择最好的解决方法，你需要从设计规格说明中，订出一份重要元素的列表，每一个设计都给予 1 至 5 的评分标准 。这样，便可计算设计的总得分，亦可令你作全面的评估，从而知道那一个设计最适合规格说明。图表 2 设计选择方法的例子因素解决方法 一解决方法 二解决方法 三易于使用112成本355安全程度522外形434维修保养432总数171415步骤六：最后的方案当你已决定选择那个设计方案后，你需要决定设计方案的详细内容用作制作制作模型或最终成品。就产品设计而言，你需要决定的包括用料、使用配件和制作方法及工具等；另外，在这阶段一般需要作详细的绘图。选用那一种绘图则需依照你的技巧和项目的特别需要，现时计算机绘图则较为流行。(详情请参阅主题四第三章)步骤七：实践要验证方案的成效，我们需要实践最后的方案。一般产品设计的实践方式是制作模型或塑像。你可能需要制作多个模型来测试并改进你的概念。制作模型需要各种的技巧。(详情请参阅主题四)步骤八：评鉴及改进当你完成了一个你认为最成功的方案后，你需要进行最后测试，以便试验能否达到其目的。评鉴并记录设计的优点与缺点，再进行最后改善。(详情请参阅主题四 2.1 章) 最后，撰写一份报告。报告的功用是为了给予客人一份详细的资料即学校负责此项目的老师，令他们知道产品怎样操作，并给予证据去支持你的概念和解决方法。直线设计模式看毕上述的步骤，学生应有一个对设计过程的阶段应有初步的了解。然而，我们应怎样做一份设计习作呢？这部份会为大家阐释产品设计过程的复杂程度和模式，从而教你如何选择合适的设计模式。产品的设计过程通常被描述成简单的直线模式。传统设计模式有回馈的设计模式虽然有回馈的设计模式步骤与并向设计模式步骤是相同的，然而, 前者能表达出一个较能反映现实的产品设计过程。因为它能表达回馈的意见。这个步骤的链接图能显示不同的可能性。有回馈的设计模式反复设计模式当我们以辅助系统来设计产品时，我们可能会发现整体的系统表现并不是很理想。纵使我们已测验过单一的系统。这可能需要再重新作一些设计过程。这样，工程师将会很迷茫，因为他们并没有足够的数据知道，应从那一个设计步骤开始。接着介绍的方法是 删除与尝试。在任何可能的情况下，最初使用的量表并不是理想，甚至没有可能。重复的尝试是需要的，这样便可看看那一个是可行的方法、那一个是最好的方法。然而，每一个重复的尝试可以令设计师更明白该问题和可行的解决方法。 例：齿轮的比例测试反复设计模式三重螺旋设计模式我们