第一篇：第四節 線性方程組的解結構(講稿) 2011-2-16

第四節 線性方程組解的結構

教學目的：1.掌握齊次與非齊次線性方程組解的性質；掌握齊次與非齊次線性方程組解的結構.2.能正確運用解的性質與解的結構原理求出方程組的通解，證明相關問題.教學方法：講授與指導練習相結合 教學過程：

一、齊次線性方程組解性質與解的結構 1.齊次線性方程組

?a11x1?a12x2???a1nxn?0,?ax?ax???ax?0,?2112222nn(1)方程組 ?

???????am1x1?am2x2???amnxn?0.(2)矩陣形式: Ax?0

?a11a12?a1n??x1?????aa?ax221222n?其中: A??,x???.????????????aa?am2mn??m1?xn?2.方程組的解集S(A)──Ax?0的全體解組成的集合,即 S(A)?{?|A??0}.顯然0?S(A),故S(A)非空.3.性質

【性質1】若?1,?2是Ax?0的解，則x??1??2也是Ax?0的解.【性質2】若?是Ax?0的解,c為常數?c?也是Ax?0的解.4.方程組的基礎解系──齊次線性方程組Ax?0的解集S(A)的最大無關組稱為該齊次線性方程組Ax?0的基礎解系.基礎解系不一定惟一.但各個基礎解析間是等價的.其中所含向量個數是確定的.5.【定理7】設R(Am?n)?r?n,則n元齊次線性方程組Ax?0解集S(A)的秩為RS?n?r.6.方程組Ax?0的解結構──設R(Am?n)?r?n，則Ax?0有基礎解系?1,?2,?,?n?r；稱??c1?1?c2?2???cn?r?n?r為方程組Ax?0的通解，其中c1,c2?,cn?r為任意常數.Ax?0解集為S(A)?{?|??c1?1?c2?2???cn?r?n?r,c1,c2,?cn?r任意 常數}.例

1求下列齊次線性方程組的基礎解系與通解

x1?x2?x3?x4?0,???2x1?5x2?3x3?2x4?0, ?7x?7x?3x?x?0.1234?1?1?1?r2?2r1?11?1?1?????532?r3?7r1?0?754?

?0?14108??731????23?0???77?54?1??，77??000???23?x?x?x,??17374得最簡同解方程組 ?

54?x?x?x.??27374R(A)?2?4?n?Ax?0有兩個自由未知量，取為x3,x4 ?1?解 A?2??7??r3?2r2?1?r2?(?7)?0?r1?r2??0??~~取??x3??7??0??x1??2??3?，則【對應有?,???, ??】 ????????x4??0??7??x2??5??4?2 ?2??3?????54????, ??得基礎解系:?1?, ?7?2?0?????0???7??x1??2??3???????x542那么通解為:???c1???c2??，其中: c1,c2為任意常數.?x3??7??0???????x0???7??4??5??1??7???7??????x3??1???1??9??1?若取 ?????,??，則得基礎解系?1???, ?2???.77x11?4?????????11?????1???1?????因為?1,?2與?1,?2等價，所以通解形式雖然不一樣，但都表示方程組的解.?11?1?1???1?111?r?r??31?? 另解： A?2?5324?310?????7?731?r1?(?1)?8?620?????r2?2r1~r3?2r2??5201??4?310?r?r???2??5201r1?r2?4?310?1??

?0000??0000??????1??0?????0?x1??1??0??, ???1?.取 ?????,??，則得基礎解系?1????4?2?3??x2??0??1?????5????2?~~3 Ax?0的通解為x?k1?1?k2?2，其中k1,k2為任意常數.例2 求4元齊次線性方程組的一個基礎解系與通解.?3x1?2x2?4x4?2x5?0? ?x1?3x2?3x4?9x5?0

?2x?5x?x?7x?0245?10??32?42??000r?(r?r)23???1?1?3?39解 ?1?3?39? ??3?2r2?25?1?7?r?????????????0115?25?????18????10?6???0000?5????r3?5?r?r181112?? 10?6?01?5???r2?r3?r552?3r3???????????????????110000???01?5???5?????x2??5??0?取x2,x4，x4為自由未知量，令??分別為??,??，則得

?x4??0??1???18??6?????5?,???0?是原方程組的一個基礎解系.?1????11?2?5?????0???1???18??6?????5??c?0?(c,c?R).通解為??c1?2??11??5?12????0???1?例3 求4元齊次線性方程組的一個基礎解系

?4x1?2x2?4x4?3x5?0? ?4x1?3x2?3x4?x5?0

?4x?2x?4x?7x?0245?14

?2?4?3?2?r1?4?4?2?4?3?rr3?r1????14? 解：?43?31? ~?05?040?4??42?4?7?????r2?r31r340?4?5?2?9r3?4?4?2?4?3?rr1?2r3????~?0910?~?0019?

?010?1??010?1?????31?31???1100100r1????444r1?r2???r2?r3?~?0019?~?010?1?

?0019??010?1?????????R(A)?3?4?n，取x5為自由未知量，??31???4?是原方程組的一個基礎解系，所以 ?1????36???4???x1???31?????x42?(c?R).通解為?????c??x4???36?????x4???5?例4 若Am?nBn?l?0,則R(A)?R(B)?n.證明 記B?(b1,b2,?,bl)，則AB?0可化為Abi?0(i?1,2,?,l)，從而B的列向量均為Ax?0的解, 設S為Ax?0的解集，由bi?S知 R(B)?R(b1,b2,?bl)?RS 若R(Am?n)?r?n,則Ax?0只有0解,那么B?0,于是

R(A)?R(B)?n?0?n；

若R(Am?n)?r?n, 則RS?n?r, 即R(B)?n?r, 故R(A)?R(B)?n.例5 設矩陣A為m?n 型矩陣，并且R?A??n，B為n階方陣，求證：如果AB=A，則B=E 證明：AB=A可化為A?B?E??0

設B?E??c1,c2,?cn?其中ci?Rn?i?1,2,?,n? 從而Aci?0?i?1,2,?n?，則矩陣方程A?B?E??0可化為?Ac1,Ac2,?Acn??0 所以ci為齊次線性方程組Ax?0的解向量?i?1,2,?,n? 又∵R?A??n,A為m?n型矩陣，∴Ax?0僅有零解ci=0?i?1,2,?,n?，從而 B?E?0

故B=E 證法二：AB=A可化為A?B?E??0，且由R?A??n知A為列滿 秩矩陣，從而A?B?E??0??B?E??0?B?E.提問：

1.設Ax?0的系數矩陣A的秩等于其列數,則齊次線性方程組無解.(×)?1?2?2．設A??3??4234??468?，則線性方程組Ax?0的基礎解系中?6912?81216?只含有4個線性無關的解．（×）

3.v1,v2,v3為齊次線性方程組Ax?0解,則v2?v3?2v1為Ax?0的解.（√）

?1??1?????4.已知x1?1,x2?2是方程組Ax?0的一個基礎解系，?????1??3?????6 ?1??0?????10????z1?,z?是方程組Bx?0的一個基礎解系，則下列?1?2?1?????1???1??Ax?0（C）為方程組 ?的一個基礎解系.?By?0??1???1???2???2? A． ?1,?2,?1,?2 ； B.??,??,??,??；

??1???2???1???2???1???2???1???2??0??0?，, C.???????? ； D.??,??.?0??0???1???2???1???2?

二、非齊次方程組解的結構 1.非齊次線性方程組(1)方程組

?a11x1?a12x2???a1nxn?b1,?ax?ax???ax?b,?2112222nn2 ?

???????am1x1?am2x2???amnxn?bm.(2)矩陣形式: Ax?b（b?0）

?a11a12?a1n??x1??b1???????aa?axb2?21222n?2????其中: A?,x?,b?.?????????????????aa?axm2mn??m1?n??bm?2.方程組的解集S(A,b)──Ax?b的全體解組成的集合,即

S(A,b)?{?|A??b}.3.性質

【性質3】若?1,?2是Ax?b的解，則?1??2是Ax?0的解.證明: ?1,?2?S(A,b)?A?1?b,A?2?b

?A(?1??2)?A?1?A?2?0??1??2?S(A).【性質4】?是Ax?b的解,? 是Ax?0的解，則???是Ax?b的解.證明: ??S(A,b),??S(A)?A??b,A??0

?A(???)?A??A??b?0?b?????S(A b).4.線性方程組Ax?b的解結構──設?*為Ax?b的特解,又設

則Ax?0有基礎解系?1,?2,?,?n?r,R(Am?n)?R(A,b)?r?n，且Ax?b的解集

S(A,b)?{?|??c1?1?c2?2???cn?r?n?r??*,c1,c2,?cn?r為任意常數},稱??c1?1?c2?2???cn?r?n?r??*為方程組Ax?b的通解.提問：

5.v1,v2,v3是非齊次線性方程組Ax?b的解，則v2?v3?2v1是對應Ax?0的解.（√）

6.8個未知數，6個方程的非齊次線性方程組Ax?b有解，且 R(A)?R(A,b)?4，則對應Ax?0的基礎解系中含有2個解．（×）

7.如果向量組?1,?2是線性方程組Ax?0的一個基礎解系,則向量組?1???1?2?2,?2??1??2也是Ax?0的一個基礎解系.(√)

8.如果向量組?1,?2是線性方程組Ax?0的一個基礎解系,則向量組?1??2?1?6?2,?2??1?3?2也是Ax?0的一個基礎解系.(×)

例5 求解方程組：

?x1?x2?x3?x4?0,??x1?x2?x3?3x4?1, ?x?x?2x?3x??1.234?128 10??1?10?11?1?1?12?r????1?31???001?21解(A b)??1?12?, ?1?1?2??00000?3?1?2???R(A)?R(A,b)?2?4，Ax?b有無窮解，取x2,x4為自由未

1?x?x?x?24??12知量，得同解方程組：?

1?x?2x?34??2?12????x2??0?0?*??Ax?b??令???? 得的特解為：, 1??x0?4???2???0??x2??1??0?分別取?????,??得Ax?0的基礎解系為：

?x4??0??1??1??1?????10?1???, ?2???, ?0??2??????0??1??x1??1??1??12?????????x10??0?2??????c?c?故 為Ax?b的通解，?x3?1?0?2?2??1?2?????????0??1??0??x4?其中: c1,c2為任意常數.例6 設A為4×5矩陣的秩R(A)?3，已知非齊次線性方程組Ax?b有解?1,?2,?3,?4，且?1??1,2,3,4,5?，T?2??3??0,3,1,0,2?，?2??4??0,0,0,1,1?，求Ax?b的通解.TT解 依題意知對應齊次方程組Ax?0的基礎解系中含有2個解，由線性方程組解的性質知?1?2?1?(?2??3)??2,1,5,8,8?，T?2?2?1?(?2??4)??2,4,6,7,9?為對應齊次方程組的解，且R(?1,?2)?2，所以?1,?2為導出組Ax?0的一個基礎解系，故 Ax?b的通解為???1?c1?1?c2?2(c1,c2?R).例7設

T?2?l??2???2??1?????????a1??2?,a2??5?l?,a3???4?;b??2?.??2???4??5?l???l?1????????? 問 l為何值時，向量b可以由向量組a1,a2,a3線性表示，在

表達式惟一時，求其表達式.解

令A???1?2?3?，則

2?22??202?25???41??1??2??A?2?25???4r3?r2?45??2???(1??)2025??1?22??49??0?2?4 1?4c2?c3(1??)210?(1??)[(2??)(9??)?8]?(1??)2(10??)?12?21?r??0?R(A)?R(A,?)?1?3,（1）當??1時(A,?)~?000?0000????可由?1，?2，?3線性表示且表示法不唯一.2?21??2010???8??r??2?~?0110?(2)當??10時(A,?)??2?5?4??2?4?5?11??0001?????R(A)?2?R(A,?)?3,?不可由?1,?2,?3線性表示.（3）當??10且??1時，R(A)?R(A,B)?3，?可由?1，?2，?3惟一線性表示.1D1?2?210025???4?2???1?45???1??2??1?21-?2?21??1???3(1-?)2?2?2?1??10D2?2?4?120?6(1-?)2 ?1??5????1?1??3?3?2??D3?2?21?? ?25???4011??012?01??2 ?1????12??2???1101??2?(4??)(1-?)2 ??103??DD1D364?? ?,x2?2?,x3?3?A10??A10??A10??364???1??2??3.表達式為 ??10??10??10??例8 ?為何值時,下面方程組有唯一解、無窮解、無解?

??x1?x2?x3?1,??x1??x2?x3??, ?x?x??x??2.23?1 x1?解

?111???111?r?r?r?321???(A ,b)??1?1??~?1?1????11??2??2??2??2???2???1????? ① 若當??2?0????2時, 111???2??r(A ,b)????1?21?2?

?0003???R(A)?2?3?R(A, b)方程組無解.② 當???2,由于

?111??r?r?r??(A ,b)321?1????2??2??2???2???1???~?1??2?00?r3?(2??)???12????r1?r3???1? 0??10??2??r1?r2??2????1??111??2????1????100?r1?(??1)?2?????r2?(??1)?1?010

2???r3?r2?r3??2??001(??1)???2????當??1且???2時R(A)?R(A ,b)?r?3?n, 方程組有 ~~唯一解,其解為

??11(??1)2x1??,x2?,x3?；

??2??2??2?1111???r⑶當??1?0即??1時,(A ,b)????0000?，?0000???由于R(A)?R(A ,b)?r?1?3?n,此時方程組有n?R(A)?2個自由未知量且同解方程組為x1?x2?x3?1, 所以,當??1時,方程組有無窮解,其解為

?x1??c1?c2?1,?x1???1???1??1?????????? 或 ?x2??c1?1??c2?0???0?； ?x2?c1,?x?c.?0??1??0??x???????2?3?3?其中,c1,c2是任意常數.例9 設矩陣A?a1,a2,a3,a4，其中a2,a3,a4線性無關，??a1?2a2?a3，向量b?a1?a2?a3?a4，求方程組Ax?b的通解.解 依題意 R(A)?R(a2,a3,a4)?3，所以對應齊次方程組Ax?0的基礎解系中含有1個解向量.由a1?2a2?a3知??(1,?2,1,0)T為Ax?0的非零解，也是Ax?0的一個基礎解系；再由b?a1?a2?a3?a4知?1?(1,1,1,1)T為Ax?b的一個解； 故

方程組Ax?b的通解為????c?1(c?R).例10 已知 R(An?n)?n?1，證明 R(A*)?1.*證 因為R(An?n)?n?1，所以A?0，且A?0；從而R(A)?1，***且AA?AE?0；由AA?AE?0?A的列向量為方程組

*Ax?0的解向量，所以R(A*)?n?R(A)?1，故 R(A*)?1.例11(07-08(一)期末考試)設A , B 都是n階方陣, 且R(B)?2.如果BA?0,試證明 A的伴隨矩陣A*為零矩陣.證明: 設A?(?1,?2,?,?n),則BA?0?B?i?0,(i?1,2,?,n)

??i為Bx?0的解向量?A的列向量為Bx?0的解, 由于R(B)?2, 所以Bx?0的解空間的秩RS?n?R(B)?n?2, 所以 R(A)?RS?n?2?n?1.由伴隨矩陣的定義知A*的元素由A的各個元素的代數余子式的值,所以 A*的元素全為零, 故 A的伴隨矩陣A*為零矩陣.另證:由矩陣的秩不等式知 R(B)?R(A)?n?R(BA)?0 又R(B)?2,從而R(A)?n?2?n?1,所以A*的元素全為零，故

A 的伴隨矩陣A*為零矩陣.小結：1.熟練掌握線性方程組的解性質與解結構.求解線性方程組時一般可以用初等變換法求解，但注意變換的基本技巧和要求；當未知數個數與方程個數相同時也可用克萊姆法則求解.2.對于線性方程組的證明問題應注意發現隱含條件，并合理地運用隱含條件以完成問題的證明.存在問題：不能靈活運用初等變換解方程組.不能靈活運用方程組相關性質轉化條件.

第二篇：《第四節 澳大利亞》教案2

《第四節 澳大利亞》教案

教學目標

知識目標：學會運用地圖說明澳大利亞特有生物的存在原因；地理位置及人口分布特點，并能在地圖上指出澳大利亞的首都和主要城市。

能力目標：通過探究性的學習過程，培養學生讀圖信息、分析信息，運用比較和綜合的方法，概括總結某種地理事物規律的能力，判讀和分析地圖的能力。

情感目標：通過本節學習，培養學生因地制宜發展經濟、人與環境協調發展的價值觀念。

教學重點

澳大利亞特有的古生物及生存環境；干燥的自然環境；工農業、人口和城市的分布。

教學難點

澳大利亞農牧業分布與地形、氣候的關系。

新課導入

袋鼠稱為澳大利亞的國獸，從澳大利亞國徽組成就可以看出袋鼠在澳大利亞人心目中的地位。袋鼠和鴯鹋作為澳大利亞的驕傲和象征，成了世人認識澳大利亞的窗口。

教學過程

1.展示國徽圖片：

觀察：澳大利亞國徽上怎么會有兩只動物？它們是什么動物呢？同學們認識他們嗎？

教師簡單小結介紹：同學們很快發現其中一只是袋鼠，而另一只動物在世界上也是十分獨特的，它就是形似鴕鳥、三趾足、兩翼退化、不能飛翔的鴯鹋。

2.澳大利亞人在國旗上都要做上動物的標記，說明澳大利亞的動物一定非常獨特和可愛。那么，同學們就來詳細地了解一下這些動物。學生自學澳大利亞的幾種特有動物。（腹部有口袋以保存幼獸的大袋鼠；形似鴕鳥的鴯鹋；世界特有的卵生哺育動物鴨嘴獸；憨實可愛的考拉）

播放課件，讓學生進一步了解澳大利亞的特有生物。

3.探討為什么只有澳大利亞才有如此多的古老生物？

小結：剛才同學們自學了澳大利亞的幾種特有的珍奇動物，從進化的角度講，這些動物都是在地球演化過程中保留下來的非常古老的生物種類，現成為人們研究地球演化歷史的活化石。因此澳大利亞也被稱為“世界活化石博物館”。（板書）

試用大陸漂移的假說，分析為什么只有澳大利亞才有如此多的古老生物，而南極生物很少的原因。

4.展示課件，共同學習澳大利亞的自然環境特征。分析地形、氣候等對澳大利亞農牧業的影響，及其澳大利亞利亞因地制宜發展農牧業的地區分布。

5.可以從地理位置、地形、氣候、河流湖泊、水資源、植被等方面分析。6.讀澳大利亞氣候分布圖，說出澳大利亞大部分地區是什么氣候？

生：草原氣候和荒漠氣候。

師：澳大利亞中部和西部受副熱帶高壓帶控制，氣候干旱，形成草原和沙漠；東北沿海全年高溫多雨，為原始的熱帶雨林；東南沿海地處亞熱帶和溫帶，受來自海洋的濕潤氣流影響，氣候溫暖濕潤。

師：澳大利亞東南沿海人口稠密，這一帶有較好的港口，對外聯系便利，英國移民首先到達這里，建設城市，發展農牧業和工礦業。隨后，大城市相繼出現，如首都堪培拉，全國第一大城市悉尼和第二大城市墨爾本都位于這里。因此，澳大利亞的大城市也主要分布在東南沿海。請同學們在地圖上找出這些城市。

生：讀圖，查找城市。

（1）澳大利亞為什么會有那么多的羊呢？請同學們先閱讀教材，“騎在羊背上的國家”然后對照“澳大利亞的地形”圖，分析澳大利亞養羊業迅速發展的主要原因。

師：其實，澳大利亞不僅羊養得好，其他的農牧業部門也十分發達。下面，我們來看看澳大利亞人是如何充分利用當地自然條件，因地制宜地發展農牧業的。

板書：發達的農牧業生產

師：請同學們看圖“澳大利亞農牧業的分布”，并從圖中找出澳大利亞的四大農牧業區：“粗放牧羊區”“粗放牧牛區”“綿羊與小麥混合經營帶”“羊、牛與經濟作物混合經營帶”。

不過，我們同時注意到在澳大利亞的農牧業分布圖上，有一些地方沒有任何農業帶，這是什么原因呢？為了說明這個問題，書上專門為我們設計了一個活動，下面，就讓我們通過解決活動中提及的問題來尋找上面問題的答案吧！

組織活動：教師指導學生學習有關活動的問題，引導學生找出各問題之間的相互關系。問題1要求學生從地形的特征來分析澳大利亞農牧業的分布合理性；問題2要求學生在了解澳大利亞基本氣候類型的基礎上，分析出氣候對農牧業產生的具體影響；問題3將地形和氣候結合起來，說明對農牧業的影響是兩個因素共同影響的結果；問題4通過對澳大利亞人充分利用地形、氣候等自然條件來發展農牧業的分析，認識澳大利亞人因地制宜發展農牧業的聰明才智。

8.豐富的礦產資源

師：澳大利亞礦產資源豐富，你們知道我國從澳大利亞進口什么礦產嗎？

生：（略）

師：我國上海寶山鋼鐵廠使用的鐵礦石就是從澳大利亞進口的。

生：為什么？

師：因為澳大利亞的鐵礦石質量比較好，含鐵量很高。澳大利亞除蘊藏有豐富的鐵礦外，還有煤、石油等等，其中儲量居世界前列的有煤、鐵等等，出口量在世界上占重要地位，礦產

品出口創匯額占總出口額的很大部分。二戰后，澳大利亞經濟發展很快，尤以采礦、機械、化學、紡織等工業發展迅速，工礦業的出口收入已超過農牧業，成為經濟發達的資本主義國家(請一個同學閱讀材料“澳大利亞的工業是如何發展起來的”)，所以，人們就稱澳大利亞為“坐在礦車上”的國家。

9.板書：工業中心和港口城市

第三篇：第四節技術創新與區域結構變遷

第四節 技術創新與區域結構變遷

一、技術與技術創新

技術：在研究經濟問題時，技術主要是指人們進行經濟活動時使用的各種生產手段和知識、經驗，具體包括生產工具、生產方法、工藝流程等所謂的硬技術，以及生產技能、管理方法與經驗等軟技術。技術是推動經濟發展的重要力量。

技術創新： 是技術發展中的突破，是技術領域發生的根本性的、對技術本身和經濟活動有著廣泛而深刻影響的重大變化。

主要表現：發現新的可用資源，創造新的生產工藝，發明新的生產方法，產生新的經營管理思想及相應的操作方法等。

主要結果：發現新的原材料及其供給來源，生產出全新概念的產品或增加產品的新功能、新品質，開發出新的消費市場，引入新的經營管理方法，產生新的企業組織形式等。

重要性：技術創新標志著某些領域或全面的技術進步，對經濟發展產生出強大的推動力。越來越成為國家和區域經濟發展關注的焦點，成為提高經濟競爭力的重要手段。

二、技術創新對區域結構變遷的作用機制

技術創新通過引起產品、產業的更替，使得一些新興產業不斷興起和發展壯大，部分原有產業的地位逐漸下降，或者被淘汰而轉移到別的區域，從而導致區域產業結構的更新。

作用機制：技術創新能夠發現新的原材料，生產出全新概念的產品或增加產品的新功能、新品質。出現兩種情況：

一是新產品的大規模生產，形成相應的生產行業或部門。

二是新產品在功能、品質上超過原有產品，使同一生產部門發生內部的分化。結果是新的生產部門建立，而一些原有的生產部門出現衰退，甚至消亡。

(二)技術創新引導和改變消費需求

技術創新對生產和生活方面的消費需求變動有著顯著的影響。

首先，技術創新所開發出的新產品，往往能夠刺激人們新的消費需求，新產品常常成為人們消費的熱點。

其次，技術創新生產出的功能更新、品質更好的產品，實現了產品的升級換代，引導人們爭相購買新產品。

再次，技術創新不斷地在揭示原有產品的缺陷，如使用不方便、對人的身體健康有害、存在安全隱患、對環境造成危害等，同時，又指出什么樣的產品或消費方式有益于健康、環境保護等等，從而改變人們的消費習慣。

最后，技術創新加快了物質產品的生產速度,使人們在物質需求相對滿足的情況下，精神文化消費需求趨于上升，物質消費性需求相對下降。

技術創新對消費需求變動的引導，改了區域的消費結構。消費結構的變化，一方面對生產產生導向作用，促使區域進行產業發展的調整，進而引起區域產業結構的變化；另一方面，對商業貿易產生指示作用，引起區域貿易結構的變化。

(三)技術創新引發和促進制度創新

制度：制度是用于支配特定的行為模式與相互關系的一套行為規則。根據新制度經濟學的觀點，經濟活動中的資本、土地和勞動這些基本的要素只有在制度的作用下才能發揮功能。

制度的重要性及其與技術創新的關系：經濟發展離不開制度的創新，而制度創新的導因之一就是技術創新。技術創新促進制度創新：技術創新直接引起生產方法、經營與管理思想、理論和方法等的變革，從而導致資源配置方式、企業組織形式、經濟運行規則等的變化。

技術創新會直接或間接改變人們的價值信念、倫理規范、道德觀念、風俗習慣和意識形態等，這些方面的變化就改變了人們對資源利用、環境保護、利益分配、發展的可持續性等的認識和行為。

(四)技術創新增強了區域的經濟競爭力

技術創新是區域經濟發展競爭力的重要組成因素。

技術創新可以彌補區域在某些資源稟賦方面的不足，如使用人工合成的材料代替功能相同或相近的自然資源。現代高新技術的出現使經濟增長中的要素作用發生了根本性的變化。長期以來，經濟增長依靠資本、勞動和土地投入的格局被打破，知識越來越成為推動經濟增長的第一要素，科學技術成為第一生產力，于是產生了一種新的經濟形態——知識經濟。知識資源豐富的區域將在經濟發展中更具競爭力。

技術創新代表了技術發展的新方向。技術創新力強的區域，其產業的技術先進程度高，所生產的產品因技術含量大，附加值高，市場競爭力強。

隨著技術的發展，技術貿易在區際貿易中所占的比重不斷上升，掌握著先進技術的區域在對外貿易中越來越占據優勢，甚至可以憑借技術創新獲得在對外經濟交往中制定游戲規則、進行一定程度壟斷的權力。

技術創新使得區域經濟增長的方式發生了重大變化：

內涵式的經濟增長方式日益被接受，即依靠科技進步，改善實體性生產要素的質量，提高勞動生產率和生產資料的利用率。單純依靠增加實體性生產要素的投入和生產規模擴大的外延式的經濟增長方式逐漸退居次要地位，甚至被排斥。依靠技術創新來提高資源的利用效率，相對減少實體性生產要素的投入，提高經濟效益，已經成為發展區域經濟的共識。

美國硅谷

硅谷位于美國加利福尼亞州的舊金山經圣克拉拉至圣何塞近50公里的一條狹長地帶，是美國重要的電子工業基地，也是世界最為知名的電子工業集中地。

20世紀60年代中期以來，微電子技術高速發展，硅谷以附近一些具有雄厚科研力量的美國一流大學斯坦福、伯克利和加州理工等世界知名大學為依托，以高技術的中小公司群為基礎，并擁有思科、英特爾、惠普、朗訊、蘋果等大公司，融科學、技術、生產為一體的電子工業基地。已有大大小小電子工業公司達10000家以上，所產半導體集成電路和電子計算機約占全美1／3和1／6。

80年代后，生物、空間、海洋、通訊、能源材料等新興技術的研究機構紛紛出現，該地區客觀上成為美國高新技術的搖籃，現在硅谷已成為世界各國半導體工業聚集區的代名詞。

美國“硅谷”，是世界上最早的、規模最大的高技術工業區，是世界高技術工業發展的先驅和典范。刺激“硅谷”迅速崛起的因素主要有以下幾個方面：（1）地理位置優越，環境優美（2）氣候宜人（3）有高等院校（4）便捷的交通（5）軍事訂貨

三、技術創新的空間差異與區域經濟格局變化

技術創新空間差異的原因：

技術創新是一個多個環節的復雜過程。需要有大量的資金和智力資源的投入，要求有較好的經濟基礎和科學文化基礎。

技術創新面臨著技術開發失敗、市場對新產品不予接受、在一定時期內不能形成有效的市場規模來支撐新技術實現產業化等風險。技術創新要求有較強的承受風險的實力，只在少數地區進行，其它地區接受或引進創新，導致區域創新的地區差異。

地區之間技術創新差異引起經濟增長差異：

技術創新地區的經濟增長速度會快于其它地區。而且，導致技術創新的要素往往都趨向于集中在具備創新條件的地方，產生技術創新行為與過程的正向循環，技術創新在少數地方不斷地強化。而其它地區的技術創新存在較多的困難，技術進步比較緩慢。區域內部因此而存在或加大經濟增長的空間差異。如果沒有外來力量，這樣的經濟格局是不易在短時間內發生根本性變化的。

四、區域創新網絡

技術創新在較大程度上得益于創新主體（企業、技術研發機構）在地理上的集聚或接近，以及各種的地方聯系的綜合作用。創新主體在地理上的集聚及相互聯系的加強便產生了一種新的技術創新空間組織形式－－區域創新網絡。

區域創新網絡：集聚在某個區域的企業、科研機構、市場中介組織、行業組織、地方政府以及有關個人等創新主體，經過相互之間多渠道、多方式、多層面的長期交流與合作而形成的相對穩定的關系網絡。

區域創新網絡的組成要素：

創新主體：企業、大學、科研機構、市場中介組織、行業組織、地方政府以及有關個人。

創新資源：信息、知識、政策、制度、規則，資金。

關系通道：會議交流、合作協議等正式通道和日常人際交流、公共活動、休閑活動等非正式通道。

空間：創新涉及的地點和場所。

節點：創新主體及其相互作用產生的擴散行為。區域創新網絡的特征

系統性：各創新主體之間相互聯系形成一個整體，整體大于各部分之和，創新可以引發模仿、集體學習等借助系統得以放大。

開放性：創新主體與外界相互聯系。

動態性：系統內部要素的數量、規模、聯系方式和格局不斷發生變化。非中心化或平等性：創新主體及其聯系方式不是等級的，而是一種網絡 的、平等的。

本地化：創新主體及其節點立足于本地。

區域創新網絡與區域發展

區域創新網絡是區域結構的重要組成部分，在經濟全球化的背景下，區域創新網絡成為影響區域經濟發展的關鍵因素之一。

區域創新網絡能夠有效降低創新主體學習和創新的交易成本，有利于主體之間的相互依存和分工協作而降低風險，共同推進區域的創新，促進區域經濟發展。

區域創新網絡要不斷適應外部大環境的變化，地方政府應該采取積極措施為其創造一個適宜的外部環境（法制、政策、文化環境等）。

全要素生產率

一、全要素生產率的概念

全要素生產率（Total Factor Productivity）又稱為“索羅余值”，最早是由美國經濟學家羅伯特.索羅（Robert M.Solow）提出，是衡量單位總投入的總產量的生產率指標。即總產量與全部要素投入量之比。全要素生產率的增長率常常被視為科技進步的指標。全要素生產率的來源包括技術進步、組織創新、專業化和生產創新等。產出增長率超出要素投入增長率的部分為全要素生產率（TFP，也稱總和要素生產率）增長率。

二、全要素生產率的計算公式

全部要素的生產率（TFP）無法從總產量中直接計算出來，故只能采取間接的辦法：

GY=GA+aGL+βGK

其中：GY——經濟增長率

GA——全要素生產率（技術進步率）

GL——勞動增加率

GK——資本增長率

a——勞動份額

b——資本份額

舉例：如果在生產中投入勞動、資本（包括廠房、機器設備、存貨等勞動創造的資本財物）、土地（包括一切自然資源在內）等生產要素共計100萬美元，而生產出來的總產量為150萬美元。那么，這150萬美元的產量是由兩個方面的貢獻構成的，其中100萬美元是由于投入了100萬美元的生產要素所引起的，其余50萬美元則是全要素生產率（TFP）的貢獻。如果本的產量比上增長15%，而其中要素投入量的增長為10％，則其余5％就是全要素生產率的增長

全要素生產率是指“生產活動在一定時間內的效率”。是衡量單位總投入的總產量的生產率指標。即總產量與全部要素投入量之比。全要素生產率的增長率常常被視為科技進步的指標。全要素生產率的來源包括技術進步、組織創新、專業化和生產創新等。產出增長率超出要素投入增長率的部分為全要素生產率（TFP，也稱總和要素生產率）增長率。

全要素生產率一般的含義為資源（包括人力、物力、財力）開發利用的效率。從經濟增長的角度來說，生產率與資本、勞動等要素投入都貢獻于經濟的增長。從效率角度考察，生產率等同于一定時間內國民經濟中產出與各種資源要素總投入的比值。從本質上講，它反映的則是個國家（地區）為了擺脫貧困、落后和發展經濟在一定時期里表現出來的能力和努力程度，是技術進步對經濟發展作用的綜合反映。

全要素生產率是用來衡量生產效率的指標，它有三個來源：一是效率的改善；二是技術進步；三是規模效應。在計算上它是除去勞動、資本、土地等要素投入之后的“余值”，由于“余值”還包括沒有識別帶來增長的因素和概念上的差異以及度量上的誤差，它只能相對衡量效益改善技術進步的程度。

50年代，諾貝爾經濟學獎獲得者羅伯特·M·索洛(Robert Merton Solow)提出了具有規模報酬不變特性的總量生產函數和增長方程，形成了現在通常所說的生產率（全要素生產率）含義，并把它歸結為是由技術進步而產生的。

全要素生產率是宏觀經濟學的重要概念,也是分析經濟增長源泉的重要工具,尤其是政府制定長期可持續增長政策的重要依據。首先,估算全要素生產率有助于進行經濟增長源泉分析,即分析各種因素(投入要素增長、技術進步和能力實現等)對經濟增長的貢獻,識別經濟是投入型增長還是效率型增長,確定經濟增長的可持續性。其次,估算全要素生產率是制定和評價長期可持續增長政策的基礎。具體來說,通過全要素生產率增長對經濟增長貢獻與要素投入貢獻的比較,就可以確定經濟政策是應以增加總需求為主還是應以調整經濟結構、促進技術進步為主。

不過,目前學術界關于全要素生產率內涵的界定還有分歧。[1]本文的全要素生產率是指各要素(如資本和勞動等)投入之外的技術進步和能力實現等導致的產出增加,是剔除要素投入貢獻后所得到的殘差,最早由索洛(Solow ,1957)提出,故也稱為索洛殘差。在我國,近年來有些學者已開始研究全要素生產率問題,尤其在克魯格曼(1999)提出“東亞無奇跡”的論點后,這一問題更引起國內學者的普遍關注。一些學者估算了我國不同時期的全要素生產率增長率,如舒元(1993)曾利用生產函數法估算我國1952 —1990 年間全要素生產率增長率,得到的結論是,全要素生產率增長率為0102 % ,對產出增長的貢獻率為013 %。王小魯(2000)同樣利用生產函數法估算我國1953—1999 年間全要素生產率增長率,得到的結論是,1953 —1978 年間全要素生產率增長率為-0117% ,1979—1999 年間全要素生產率增長率為1146% ,對經濟增長的貢獻率為1419 %。還有一些學者對全要素生產率與經濟增長進行了理論思考,如鄭玉歆(1999)對全要素生產率測度和經濟增長方式轉變的階段性規律進行了詳細討論,但未給出我國全要素生產率的具體估算。易綱、樊綱和李巖(2003)提出我國經濟存在效率提升的四點證據,指出新興經濟在測算全要素生產率上面臨的困難,并給出新興經濟全要素生產率的測算模型,但他們也未給出具體估算。本文在析比較全要素生產率四種估算方法的基礎上,估算出我國1979 —2004 年間全要素生產率增長率,并依據估算結果對此間我國全要素生產率增長和我國經濟增長源泉做簡要分析。

所謂綜合要素生產率是指同樣數量規模的勞動和資本投入因人力資本投資和技術進步而導致的產出增加。由于這種生產率難以在勞動和資本之間分開，故稱之為綜合要素生產率。綜合要素生產率增長分析基于如下思想：總產出增長部分原因是投入（或要素）的積累，部分原因是某種不可觀測的數量。也就是說，綜合要素生產率增長就是產出增長不能歸因于投入增長的那部分。用簡單的增長核算關系來看，即：

δy＝δa+αδk+(1-α)δl（12）

式中，δy是產出增長率，δk是（物質）資本存量增長率，δl是勞動投入增長率，參數α是資本在總產出中所占的份額，δa就是綜合要素生產增長率。在實踐中，綜合要素生產率的計算就是對上式的變換得到的余數：

δa＝δy-αδk-(1-α)δl（13）

綜合要素生產率增長的這種衡量指標也稱為“索洛剩余”或“索洛殘差”（solow residual），因此，在很多情況下，“索洛剩余”、“綜合（全）要素生產率”、“生產率”三個概念是可以互換的。

第四篇：第四節 話本小說的結構模式

第四節

話本小說的結構模式

正如明清白話長篇小說幾乎無例外地都是章回體一樣，明清白話短篇小說也有一種貫徹始終的獨特體制，那就是話本擬話本形式。話本擬話本短篇小說有一個相當穩定的結構模式，可以歸納為事理相套的論證框架。這個結構模式由宋元說話藝人草創，宋元至明文人整理定型，明清擬話本作家摹擬遵循，數百年間雖非毫無變異，但其原理和基型卻是始終保持而延續的，直到二十世紀初現存最晚刊行的一部擬話本小說集出版（《躋春臺》，1914）為止。

比較標準的話本擬話本短篇小說，其結構層次通常有兩種形態，第一種：⑴入詩；⑵入論；⑶入話；⑷入話之結詩或正話之入詩；⑸正話；⑹結論；⑺結詩。第二種：⑴入詩；⑵入論；⑶正話；⑷結論；⑸結詩。入詩可詩可詞可曲，甚至可以韻文，可一首也可數首，開門見山，即把聽眾讀者引入思考的天地，有開宗明義之功用。入論以散文形式緊接入詩展開議論，有的是通過解釋入詩含意轉入議論，有的不解入詩即行議論。入話是與正話相類或相反的一個或幾個小故事，講得較為簡略，但有獨立性，有的入話有結詩，則正話不再用入詩；由于入話與正話系共論一理，故入話與正話之間的詩句無論上屬入話之結詩還是下屬正話之入詩，都可兼具承上啟下之功能。正話之中分敘述、描寫、評論三種語態，文字則駢散相間，敘述多用散句，描寫多用駢語。評論式語態則具多種功能，或以此引出敘述和描寫，或插入

其間，或評說其后，或提要故事，或補述情節，或駢或散，或詩或詞，它把握著情節發展的節奏、速度和方向，規劃著故事的整體布局，最實質的功能則是負責闡發故事的哲理蘊涵，并實施對聽眾讀者反應的控制，以保證故事情節蘊含的哲理內容能為聽眾讀者所領悟和接受。已經看得清楚，話本擬話本小說的基本結構元素其實只需抽象出兩種便可歸納，以事作B，則前述兩種結構一為ABABA式，一為式先講道理再講小故事又說道理再講大故事最后總結道理。以此觀之，以理引事，事中出理，事套理中的結構框架一目了然。ABABA式之于道理，“一篇之中而三致意焉”本擬話本中的故事，我們不難看出它或它們實質上是在充當說話藝人和擬話本作者說理的論據。一個擬話本作品，在構思立意上無異于一篇論理文章，入詩、入論、入話、正話之入詩、正話、結論、結詩即或者入詩、入論、正話、結論、結詩即ABA式的結構順序，實際上正是一個一個“天理”和“人理”的論證過程。ABABA式與ABA式相較，只是一個繁復，一個單純，是量上的差異，而事理相套的結構原理則是完全相同的。ABABA式中兩個B的并列關系，如同兩個（或兩個以上）的論據并列，尤其有利于論證作品的中心論點，具有更加充實的說服力量。入話與正話之間由于插進入話之結詩或正話之入詩，還能夠產生“間離效果”不要迷于故事情節，而應從中省悟人生和社會的哲理。入話還把聽眾讀者帶到更為廣闊的敘述時空，從而增加了作品主題的信度、廣度、深度和力度。

ABABA式和ABA式兩種結構，在話本擬話本短篇小說發展史上，態的縱向發展。就共時態看，“三言二拍”及以后的作品中，兩種情形都有，就歷時態看，可能由于剛剛脫離說書場的緣故，“三言二拍”中ABABA式較多；而由于此后越來越文人化、案頭化、書面化、個性化，局減少，ABA式的使用漸多起來，但論理成分卻絲毫沒有減弱，反而更加明晰，在擬話本集子中更為系統周到，如李漁的《十二樓》、《無聲戲》已經很具系統性，筆煉閣主人的《五色石》作者用小說“補天”（改造“缺陷世界”）的系統工程，艾衲居士的《豆棚閑話》其故事因素幾乎溶化在議論說理之中，ABA式、ABABA式雖事套理中，尚事理分明，事之感。

對話本擬話本短篇小說這種事理相套的固定結構模式，我們可以作出如下評價：第一，這種結構模式有著我們民族我們社會的深刻的文化史和藝術史的原因。中國封建社會的傳統文化和正統文化，就其基本特性來說，屬于倫理政教型的文化，以這種文化為其生存土壤的中國文學，基本的指導思想就是文以載道，文以明道。當封建社會后期（宋元明清時代）市民文藝興起以后，這種文道關系的創作原則也指導著戲曲和小說這兩種新興的文類。在戲曲里比較典型的格言是“不關風化體，縱好也徒然。小說里也有類似的表述，叫做“語必關風”（馮夢龍語）中國的文藝既以此為外在的社會條件和文化氛圍，以至于文藝作品如果沒有倫理的外殼和包裝，就難行于世，也難容于世；而且這種文化傳統已經培養和塑造出歷代文人藝人內在的心理習性和思維模式，以至于開口就要以倫理道德訓導聽眾，提筆便覺有警世酲世的社會責任。外力和內力交互作用，就把話本擬話本短篇小說史上的成百上千個故事，都裝進了人世倫常或天理報應的論證框架。從這個角度看，代表話本擬話本小說最高成就的“三言”《古今小說》的原名，改名《喻世明言》、《警世通言》國載道文學的創作方法也發揮著巨大影響，“托物言志”是最普遍的詩學原則，這種創作原則反映到話本擬話本小說創作的領域里，就演化成因理言事事以見理事套理中的構思原則，從而形成話本擬話本小說事理相套的論證框架和結構模式。這可以說是藝術傳統的影響。

第二，話本擬話本小說這種事理相套的結構框架里，不可避免地裝進了許多陳腐的封建意識和落后的宗教迷信觀念，這是學術界幾乎眾口一詞地批判著的，也是今后仍要注意剔除的糟粕。過去人們對“二拍” 1 《拍案驚奇凡例》有云：“是編主于勸戒，故每回之中，三致意焉。”入論、ABA式。ABA式先講道理，再講故事，最后總結道理。1，尤其顯示出事與理的連環相套。從這個角度來觀察話既呈現為共時態的橫向分布，、《八洞天》二八一十六個擬話本則已成為《豆棚閑話》的一些故事則幾已事溶理中，讀來有見理而不見。從詩歌散文的“文以載道”、《醒世恒言》，決非偶然。倫理政教型文化的制約機制對中

結詩都應歸屬評論式語態。

一是理。若以理作A，ABABAABABA式的結構順序，提醒聽眾讀者又表現為歷時ABABA式的布，在，要由等作品貶議很多，從全部文本來看，入詩、結論、一是事，”（高則誠《琵琶記》語），到戲曲小說的“語必關風”除了凌濛初乃因抵抗農民起義而吐血夭亡之外，就是作品中更多故事是被封建倫理和宗教迷信所圈套著。想起俄國著名短篇小說家契訶夫的一段名言：“依我看來，寫完小說，應該把開頭和結尾刪掉。在這類地方，我們小說家最2容易說假話。”可是生活在明清時代的擬話本小說家們不知可曾這樣想過，那時節，沒有“開頭和結尾”的白話小說幾乎沒人寫，很多的作品倒似乎就是為了好寫出那個“開頭和結尾”，更多的卻明明只是為了寫出一個好故事，卻要不倫不類地套上一個“開頭和結尾”。可以說，這是話本擬話本短篇小說不能自愈的通病。

第三，事情還有另外一面，我們也不要一概而論地否定作者通過故事總結人生與社會的哲理，因而也不要一般地去否定事理相套的結構模式。泰納曾說：“對于事物有總體觀是高級才智的標志，??一個科學家，如果沒有哲學思想，便只是個做粗活的工匠，一個藝術求沒有哲學思想，便只是個供玩樂的藝人。”他贊揚巴爾扎克“對一切事物都有概括的看法”，盡管“他的書便充斥著這些思想，而至于損壞了藝術美”，巴爾扎克的作品中，“作者隨時隨刻都在說理推論，他的人物也隨時隨刻在說理推論”，但“正是思想豐富就形成了他們的偉大”，“每一個人都挾帶著他一生積累起來的巨量思考，而這些相反而又相連的思考，用它們的統一和矛盾，形成了人類社會的百科全書3。”我們所不樂意見到的，只是哲理教條和人物形象的生硬拼合，我們應當剔除和清洗的，只是作品論理部分中那些腐朽的封建倫常觀念和虛幻的宗教迷信意識。

馮夢龍、凌濛初、李漁、艾衲居士們可能沒有達到巴爾扎克那樣的深邃和淵博，但明清六百多年間成百萬上千萬字的話本擬話本作品，其中包含的哲理思考難道還不夠稱“巨量”么？一代一代的作者以他們各具功力的文筆和參差不齊的思想水平，“極摹世態人情之岐，備寫悲歡離合之致”數量還是思考的質量，都遠遠超過那些神話故事、帝王演義和英雄傳奇，秀世情小說，都從話本擬話本中汲取了思想營養，甚至直接滋育了一些杰作或其中片斷的寫成。擬話本作家隊伍中確實存在封建衛道士、迂腐道學先生和平庸淺薄的無聊文人，但也不乏智者、思想家和反傳統斗士，更多的情況則是新舊混裝，良莠雜陳。話本擬話本的論理固然頗多封建說教，參與了封建文化馴化愚民的宏大工程，但另一方面又是異端進步文化的組成部分。其進步內容主要表現在，一是揭露封建社會和宗教世界的真相，二是為包括商賈、女性在內的市井細民爭取人的地位，三是總結市民生活的經驗教訓，為市井細民提供生存智慧。以“二拍”的幾個作品為例，《烏將軍一飯必酬》中有一番怪論揭露了衣冠之士多強盜，儒林反不如綠林，三百六十行皆有強盜而以衣冠之士為大盜的罪惡世像；天下事有好些不平的所在，假如男子死了，女人再嫁，便道是失了節，玷了名，污了身子，是個行不得的事，萬口訾議；及至男人家喪了妻子，卻又憑他續弦再娶，置妾買婢，做出若干的勾當，把死的丟在腦后，不提起了，并沒人道他薄幸負心，做一場說話。及至男人家撇了妻子，貪淫好色，宿娼養妓，男子愈加放肆。這些也是女娘們心里的所在。上述言論對封建性別文化進行了大膽而有力量的攻擊，應歸屬于啟蒙文學的范疇。至于“二拍”中《丹客半黍九還》、《趙六老舔犢喪殘生》、《惡船家計賺假尸銀》等一批寫犯罪的作品，讓惡人和愚人分擔罪責，則似乎是著力于在經驗教訓中探討生存智慧，從這個角度說，如果說《三國》、《水滸》教人忠義，《西游》、《封神》教人幻想，則話本擬話本小說教人生存。第四，形象大于思想的美學原理，在話本擬話本小說事理相套的結構模式中頑強地表現出來，作者的立論并不能完全控制故事的表意范圍和論理深度，很多故事沖破了作品的論理框架，比起作者意識到了的內容，可能具有更為重要的價值。仍以“三言二拍”為例，置于《初刻》卷首的《轉運漢巧遇洞庭紅》明代資本主義萌芽，中國商人為獲重利而海外冒險的珍貴故事，但這個明富貴總有天數，不可強求的“天理”，如同俗語所言：商人文若虛命中該有那一場富貴，求它不來也躲它不掉的。宜春從一而終的志節，并說明姻緣若是前定，任憑波浪翻天攪散，最終也會團圓的“天理”才招婿、棄婿、復又認婿的故事中客觀顯現了金錢對傳統門第婚戀模式的沖擊。就是這樣意識到或者未曾意識到地為今人提供了明代市民社會豐富復雜的異動信息。綜上所述，我們對話本擬話本小說事理相套的結構模式，及其論證框架中所包含的理性內容，皆不可一般性地否定或肯定，而要進行具體分析，去發現其中塵埋的寶藏。

《契訶夫論文學》，人民文學出版社1958年版，第3 泰納：《巴爾扎克論》，《文藝理論譯叢》1957《滿少卿饑附飽飏》里有一段議論抨擊了男性特權：

402頁。2期。《金瓶梅》、《儒林外史》、《紅樓夢》等優

女人少有外情，便是老大的丑事，人世羞言；不為十分大害。所以女子愈加可憐，經驗和智慧的百科全書。，今日學者以之作為一個表現ABABA式結構的作品，論理框架卻是要說，但作品卻在商人劉有“三言二拍”一百九十八個短篇，他們對現實生活中真正人的思考，無論是思考的就是生前房室之中，無所不為，總有議論不是的，話本擬話本小說不啻是總結市民生活教訓、“命若窮，掘著黃金化做銅；命若富，拾著白紙變成布”《警世通言》中《宋小官團圓破氈笠》立意只在贊揚劉

年第

第五篇：《技術與設計2》第一單元 結構與設計(講稿)

《技術與設計2》第一單元 結構與設計（講稿）

前言

上學期，我們學習了《技術與設計1》模塊，老師和同學們一起走進了技術世界，認識了技術及其主要特性；我們一起步入了設計殿堂，學習了設計的基本知識，體驗了設計的初步過程，進行了設計的交流和評價。應該說，在培養“技術素養”的進程中，有了一個良好的開端。

本學期，我們將繼續學習本課程的第二個必修模塊——《技術與設計2》。本模塊共有四個單元，這四個單元是：結構與設計、流程與設計、系統與設計、控制與設計。同學們會發現，在第一模塊中的八個內容是用“章”來表示的，而本模塊的四個學習內容則用來“單元”來表示，這是因為，第一模塊的八個內容是彼此相連，且有遞進關系的內容，而本模塊的四個內容相對比較獨立。但并不是說它們沒有關聯。實際上，這四個主題，也是有著內在聯系的。這種聯系可以理解為：系統是主體，結構是核心，流程是系統狀態的變化，控制是對系統狀態實施的干預。

在本模塊的學習中，我們除了要繼續加深對技術的認識和對設計知識的掌握外，同學們特別要對包含在這些專題里的技術思想和方法的領悟和理解，并將這些思想和方法遷移到我們的學習和生活之中。

由于本模塊內容的知識性和專業性都比第一模塊要強得多，同學們在學習中既要動手，又要動腦，并要學會靈活運用其它學科的知識來解決技術問題。要通過本模塊的學習進一步提高技術理論素養、技能素養和創新能力。老師將和同學們一起為達成這樣的教學目標而竭盡全力。

下面，我們開始學習第一單元

第一單元 結構與設計

第一節

認識結構

一、結構的涵義

“結構”一詞，對同學們來說可能并不陌生。請同學們想一想，在學習其它課程中，有哪些課程提到過“結構”？對！；在生物課中提到過：人體的結構；在政治課里有社會結構；在化學和物理中，有物質結構、分子結構、原子結構，在語文課里接觸過：文章的結構，在地理課中有地質結構。看來，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物質的，非物質的，都有其自身的結構。僅管它們各自的具體內容不一定相同，但是，它們的本質涵義卻是相同的。現在，我請同學們根據不同事物的結構，給“結構”歸納出一個總的表述。對！“結構是指事物內部的組成、排列及其相互之間的關系”。

二、為什么要學習結構？

在人們對系統進行研究時，進一步發現了結構和系統的功能有著緊密的關系。也就是說，系統的功能對其結構有著絕對的依賴性。所以有人說，結構不僅是事物存在的形式，更是事物特性的依據。

在自然界，相同的物質，不同的結構，表現出不同特性的現象處處可見：

——同樣是水，有液態、氣態、固態；

——同樣是碳，但有最硬的固體金剛石和最軟的固體石墨存在；

——同樣是磷，有三價磷和五價磷，它們的非金屬性是有差別的；

——同樣的六個字：“這個人表現好”，“這個人好表現”但因排列不同，就成了一褒一貶。

——用同樣的制作材料，做出來的結構不同的小凳，就會有不同的特性，有的穩定，的就不穩定。

——同樣的三根棍，首尾相連，就成了武術器械“三節棍”，如將三根棍的一端連在一起就變成了可用來照相和測量的“三角架”。

從以上事例，我們看到結構是如何的重要，結構不合理，就會產生嚴重的后果。教材中(004頁)列舉了一個典型的事例，就是加拿大的魁北克大橋的坍塌，請同學們讀讀這段文字。并談談感想。

在我們這個課里，不去討論廣義的結構。而只限定在“工程結構”的范圍內。

什么是工程結構？工程結構是指能承受和傳遞外加載荷的承力系統，包括桿、板、殼等構件及其組合體。也就是說，工程結構可以是單個的構件，如一根桿、一塊板、一條繩，也可以是一個由不同構件組合起來的組合體。如一座橋、一張桌子、一架飛機等，它們都可以叫做工程結構。常常簡稱為結構。

三、作用在（工程）結構上的載荷（力）

工程結構承受的外力有各種各樣。但從它們對結構的影響來說，主要有如下幾種。

1．拉力。結構承受拉伸時，作用在結構（經常稱為拉桿）上的力，是一對方向相反，作用線與拉桿軸線重合的集中力，方向背離桿的底面。其受力實例是吊車的吊繩，其力學模型如下圖。

2．壓力。結構承受壓縮時，作用在結構（習慣上稱為壓桿）上的力是一對方向相反，作用線和壓桿軸線重合的集中力，方向指向桿的底面。液壓機的頂桿工作時就是受壓，其力學模型如下圖。

3．剪力。結構在受剪切時，結構所承受的力是分別作用在構件相對的兩個面上，方向相反，作用線錯開微小距離的兩個平行力。連接剪刀兩個部分的銷釘在剪刀工作時就是承受的剪切，其受力模型如下圖。

4．扭轉力。承受扭轉的構件一般都稱為軸。它承受的外力是一對作用在軸兩端面內，轉向相反力偶矩，其受力實例和力學模型如圖。

5．彎曲力。承受彎曲載荷的構件，一般稱為梁。梁在承受彎曲時，受力情況比較復雜，其中一種載荷叫做彎矩。它是作用在過梁的軸線且與橫截面垂直的平面內的力偶矩。其作用是使梁產生彎曲變形。其受力模型如圖。

任何結構承受的外載荷，都是拉、壓、剪、扭、彎中的一種、或幾種的組合。工程結構的主要功能就是承受和傳遞各種形式的外載，保證結構的可靠工作。如

——秋千的吊索，主要承受拉力；

——橋梁的橋墩，主要承受壓力；

——連接齒輪和軸的鍵，主要承受剪力；

——汽車方向盤的軸，主要是受扭；

——單杠的杠體（上面的橫杠），主要受彎。

為了保證結構的正常工作，這些構件必須有對于主要載荷的足夠的承載能力。這是結構設計中必須考慮的重要問題。