二、技术活动受当时技术等条件的限制

仍以鼠标为例，早期我们使用的鼠标为机械式鼠标。后来的设计者用光电位移传感器取代机械式鼠标的滚动球，设计出了光电式鼠标（图1.33）；用激光光源代替LED（发光二极管）光源，又设计出了激光式鼠标（图1.34）。鼠标的性能越来越优越。

显然，机械式鼠标的设计者在设计鼠标时，肯定也做了很精心的方案论证，光电位移传感器或激光技术的应用在当时肯定受到某种限制而没有被采用，比如是否形成了可应用的技术、可靠性、性价比等。

图1.33  光电式鼠标的工作原理        图1.34  激光式鼠标的工作原理

近年来，无线鼠标、空中鼠标、手套鼠标、磁悬浮鼠标等产品也相继被设计出来，体现了技术发展的无限潜力（图1.35）。

虽然无限制的、充满想象力的概念设计是每个设计师所向往的，但这些设计往往包含成本太高、可靠性差、难以生产制造、有待突破的新技术的应用等制约因素。因此，设计必须以现有技术为基础，考虑设计方案能否靠现有技术手段实现。当设计原理有重大突破时，制造工艺技术往往也需要创新。

a.空中鼠标        b.手套鼠标        c.磁悬浮鼠标

图1.35    更多的鼠标设计产品

三、科学发现与技术创新

（一）科学发现是技术发明的基础

早期人类的生产活动主要靠经验的积累。先有生产活动，然后在漫长的生产活动中积累经验，提升认知，提炼出技术（我国古代的四大发明皆属此类情况）。无数科学家的努力奋斗，使科学从技术实践中独立出来。科学技术的发展遵循着“生产—技术—科学”的模式。

19世纪以后，人们懂得从科学（包括科学实验）出发，即先进行科学基础理论研究，发现自然规律和基本原理，然后再利用这些原理，通过一定的技术途径，使其转化为现实的产品，形成新的生产力。在这个时期，先有科学，后有技术，最后才将其应用于生产，科学技术的发展遵循着“科学—技术—生产”的模式。

1860~1877年，电话被发明并投入使用（图1.36）。1879年，爱迪生（1847—1931）改进了电灯（图1.37）。19世纪80年代，交流电及交流电系统的广泛使用，使得电能能够远距离输送，从而使人类进入了一个伟大的新时代。在这个时代，人们的劳动生产力得到了很大的提高，社会经济的发展也突飞猛进。

图1.36    电话通话展示          图1.37    爱迪生改进的电灯

在20世纪50年代前后，经过许多生物学家的持续努力，提出了DNA分子的双螺旋结构模型（图1.38）。20年后，根据这个科学原理，陆续产生了基因工程、染色体工程等一系列生物工程。这些生物技术在医学和农业科学领域中得到了广泛的运用，从而又掀起了医学和农业生产的革命。

图1.38    DNA分子的双螺旋

进入21世纪，生物技术的时代已经来临。生物制药技术已经普遍应用，计算机生物芯片也被开发出来。

有了科学的指导，技术发展和应用的速度也大大提高了。新的科学革命，引起新的技术革命，并最终推动整个社会发生巨大的变革。

科学知识是从事科学研究和科学实验的基础，只有掌握丰富的科学知识，才能更好地参加科学实践活动，才能结构模型更好地使技术得到发展。

（二）技术发明与技术革新为科学的发展提供了技术手段

科学与技术密切结合并相互促进。随着科学实验手段的进步，科研探索的领域也不断开阔。现代科学的发展越来越依赖于先进、复杂的技术手段，如自动化检测仪器、电子显微镜、高能加速器、射电望远镜、超级计算机等技术的运用，使现代科学有可能向新的领域进军。

（三）技术实践的积累是技术创新的重要条件

技术活动的开展，除了科学文化知识的掌握，还需要技术实践的积累，也就是实践能力的形成。只有把科学文化知识与技术实践相结合，才可能在技术活动中有所发现、有所创新。此外，只有把科学文化知识与技术实践相结合，才能更深刻地体会、理解、巩固所学的相关知识，使所学知识“活化”，反过来又能在更高层次上指导技术活动的开展。

建设创新型国家，青少年负有重任。我们要有学科学、爱科学、用科学的热情，认真学习科学文化知识，积极参加科学技术实践活动，为将来投身于创新型国家的建设做好准备。

活动延伸

1．调查一种家电（如空调、电视、电冰箱等），其设计需要哪些科学知识？你掌握了多少？

2．徐霞客是我国古代著名的地理学家、旅行家。查阅相关资料，了解古人在旅行时使用哪些生活用品和辅助工具，需要怎样的身体、意志与品质；若我们现在去旅行，可以怎样来实现？

—完—