工程与科学

工程与科学的主要内容

1.定义：
科学是探索、了解自然并揭示可靠自然知识的方法，科学不仅仅是关于自然的事实、概念及有用思想的集合，而且是对自然的系统探索和研究。
工程是应用于实际的、科学的、符合数学法则、重视经验、需要判断力和常识的艺术。
2.科学与工程的关系类似与分析与综合的关系。科学通过分析自然，掌握自然规律，而工程则综合运用这些自然规律解决自然界面临的问题。科学是分析、发现，工程则是综合、创造。
3.研究与开发通常是由政府或合作机构组织的科学的或某项特定技术的开发工作。高的研发投入并不能保证“更多的创造力，更多的利润及更高的市场份额”，但研究开发极其重要。
4.科学思维应该是全面的思维方式，不是孤立的辩证思维、分析思维与逻辑思维。科学思维是在理论和实践上是一致的，它是给人们带来可靠知识的方法。我们要积极学习科学思维方式，同时不断增强辩证思维能力。
5.科学思维和辩证思维的三个核心要素：①实验主义：永远基于实验证据 ②逻辑推理 ③质疑主义：永远采取质疑的态度
5.解决问题的实用科学方法的步骤：①确定研究课题②调研③提出解决方案④验证⑤判断⑥得出结论
6.创造性通常来源于新颖的方式所产生的新想法。横向思维是工程创新中的重要源泉之一。
7.工程思维

11.工程师思考问题时，把问题分为简单问题和复合问题来考虑解决方案。
12.工程与其他学科之间有区别也有联系，与完全依赖类比推理的学科又不一样，在工程产品开发过程中，会涉及到科学问题，作为现代工程师，要及时掌握最新的发展现状并将其应用与所开发的产品。

习题与思考

1.什么是科学及科学思维？

2.什么是工程及工程思维？

前面已经谈到了上述问题，在此不一一赘述。

3.简述科学与工程的关系。

同样，上文已经简述了科学与工程的关系。
在此补充一点：美籍匈牙利空气动力学家及航天工程专家 西奥多.冯.卡门 曾就工程与科学的关系做过这样的表述：“科学工作者研究现有的世界，工程师则创造从未有过的世界。”事实上，工程与科学又不总是同步、并行发展的。

4.举例说明科学如何为工程服务。

例如，在工程产品中的摩擦学问题，利用科学知识发明了轴承，使问题得到了一定的解决。

5.举例说明工程如何辅助科学探索。

例如，航空航天工程中的工程师经过精密的思考，准确的计算，机械零件的制造，帮助进行太空的科学探索。

6.什么是简单问题？如何求解？

对于简单问题，评价准则和约束性质上都是相似的。
解决简单问题的思路是基于知识的推理。

7.什么是复杂问题？如何求解？

复杂问题的评价指标具有不相似的性质。只要材料、子系统及方法的选择因为某种性能的原因相互约束，这个问题就是复合问题。
复合（杂）问题需要通过分解、类比法解决。

8.什么叫优化？简述其在工程解决方案中的应用。

优化就是将遇到的问题提出的所有解决方法综合评估，剔除危害和潜内在危害的风险，容将结果或利益最大化。
优化在工程解决方案中的应用是及时决策处理工程建设过程中遇到的各种问题，并敢于采用新技术，新工艺，以保证工程建设的高质量，高速度，使解决方案最优。