資源簡介

(共50張PPT)
第三章 怎樣進行設計
第一節 發現與明確問題

愛因斯坦曾說過：“提出（發現）一個問題往往比解決一個問題更為重要，因為解決一個問題也許只是一個數學上或實驗上的技巧問題。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度看舊問題，卻需要創造性的想像力，而且標志著科學的真正進步。”
一、設計問題的來源
在生活中有很多為我們所不知而需要解答的話題，這就是問題。問題形形色色，有科學方面、有社會生活方面、有技術方面等。問題是永遠存在的。
生活中處處存在著問題
生活中的一些問題
石油是不可再生資源，有沒有什么可替代類似的能源？
教室里的桌椅設計是否合理？
三輪車、摩托車、汽車轉彎時易摔倒，
怎么辦？
雨衣有沒有缺點？
在使用黑板擦擦黑板時有沒有發現問題？
人掉進深井，有沒有更好的施救辦法？

……
問題從哪里來？
必然碰到的
生活（衣、食、住、行等）
需要(為別人解決問題)
主動思考（開發新產品）
主動發現的
別人給出的
案例分析： 電話的發明
人們總是想與聽覺以外的其他人聯絡。例如羅馬人從一個山頂向另一山頂閃鏡子，古代中國人則使用烽火和煙霧信號。亞歷山大·格雷厄姆·貝爾是一位在北美治療耳聾的蘇格蘭醫生，他的工作自然而然的把他引向了對聲音的研究，在話筒端，貝爾使用一種膜片，聲音傳到膜片會導致膜片震動，該震動會導致電路中的電流發生變化。在聽筒端，該變化的電流通過電磁作用，使聽筒膜片震動，從而產生聲波。1876年貝爾發明了第一部電話
人類的需求與愿望不斷推動著物質產品和精神產品的生產和創新，這些是產生設計課題的源泉。
1、人類的需求
……
2、人類的愿望(想飛)
1.從對日常觀察發現問題
（二）發現問題的途徑與方法
書包的變化
側背書包
橫式側背書包
雙肩運動書包
健康書包
健康書包關鍵在于保護孩子脊椎腰骨、
預防駝背、矯正斜肩、舒適度強
拉桿書包
人的需求是會隨著技術發展和時代的變化而變化的。其實我們除了可以從無到有的創造新產品外，對熟悉的工具或用品都可以提出新的要求，并重新設計。
書包的變化給我們什么啟示呢？
從發展的眼光來看，世界上的一切事物都不可能盡善盡美，一旦找到這些事物的“缺點”并加以改進，事物就會在原有基礎上得到新的提高。
2.從收集和分析信息發現問題
1、你的消費 ( ) A每月規定 B隨時向父母要 C偶爾向父母要
2、家長每月一共給你的零用錢一般為多少？ ( ) 　 A 250元以下 B 250-400元 C 400-600元 D 600元
3、你每月用于學習用品的消費 ( ) A 20元以下 B 20-50元 C 50-100元 D 100元以上
4、你每月用于零食方面的消費 ( ) 　 A 20元以下 B 20-50元　　C 50-100元 D 100元以上
5、如果你同學或朋友生日，你送禮的價值大約為多少？ ( ) 　　A 10元左右 B 20元左右　C 50元左右 D 100元左右 E 100以上
6、你平時的消費觀念是： （ ） 　　A名牌是身份的象征，穿名牌當然更有自信 　　B花的畢竟是父母的血汗錢，學生還是應有節儉的美德 　　C同學們都有（如手機），我也要有，不然多丟臉。
7、家長給零花錢的態度： （ ） 　　A除了必要的開支，不會隨便給零花錢　　B一般是要多少，給多少 　　C聽自己說別的同學都有，就會很爽快地掏錢
8、平均每個月有剩余的生活費嗎？ ( )
A 經常有 B 偶爾有 C 少的可憐 D入不敷出
9、如果你中了500萬大獎，你會如何花費？
?10、你認為你的消費合理嗎？ ( )
A、合理 B、較合理 C、不合理
調查問卷
產品設計的市場調查和分析
北京小家電市場調查報告
3.在技術研究與技術試驗中“尋求靈感、發現問題”
案例分析： 伽利略與體溫表
在一次課上，伽利略與學生一起 做實驗時，看到水溫升高后罐內 水位就會上升，由此突然想到一 個技術問題:“能不能利用熱脹冷 縮的原理制造出體溫計呢？”想到 這伽利略顧不得上課，就立刻奔回 自己的工作室，投入到技術試驗中。 試驗了很多次，每次都以失敗告終， 但他仍不氣餒。有一次，伽利略用手握住試管底部，讓管內空氣漸漸變熱，然后把試管的上端插入冰水中，松手后發現，水慢慢地從試管里上升了一截，再握住試管，水又漸漸從試管里被壓了下去。從水的上升與下降已經看出了溫度的變化。于是，他就把一個很細的試管裝上水，排出里面的空氣，密封并在試管上刻了刻度，這樣，最早的體溫表就研制成功了。
模仿DNA雙螺旋結構的立體栽培系統，節約土地又節水
通過實踐，黃建洪發現普通立體栽培系統存在兩個問題：澆灌過程中水浪費現象嚴重；采光不均勻，導致不同平臺的植物生長狀況不均衡。
黃建洪聯想到利用DNA雙螺旋結構優越性改造立體栽培系統，經歷半年多的設計修改，他終于成功實施了設計方案，與普通立體栽培系統比，該系統的植物種植密度更高。并且它可以根據植物的需要定時噴水，比普通立體栽培更節水。同時，它還能根據不同平臺植物的采光需要進行旋轉，讓所有的植物能獲得均勻的采光。這個設計可以廣泛應用于大棚蔬菜的種植、各種花卉的培育以及育種等多個領域。
浙林本科生一項試驗獨具創意
中國工程院院士袁隆平，中國研究雜交水稻的創始人，世界上成功利用水稻雜交優勢的第一人。他于1964年開始從事雜交水稻研究，用九年時間于1973年實現了三系配套，并選育了第一個在生產上大面積應用的強優高產雜交水稻組合——南優2號。為此，他于1981年榮獲我國第一個國家特等發明獎，被國際上譽為“雜交水稻之父”。
2000年國家最高科學技術獎獲獎者袁隆平
1、設計問題的來源
（１）人類的需求與愿望是設計問題的來源
（２）要知道人們的需求與愿望,要去了解、調查。
（３）設計可以是原創性設計，也可以是改進性設計。
小結：
2、發現問題的途徑
（１）觀察日常生活：養成觀察的習慣，形成觀察的靈敏性。制定好觀察提綱，有計劃地實行觀察。
（２）收集和分析信息：通過調查、訪問、媒體、互聯網、查閱資料等。
（３）參加技術研究與技術試驗。
二、明確設計要解決的技術問題
明確設計要解決的技術問題就是要弄清楚要設計的技術問題的所在，進而判斷問題是否能夠解決，是否當前可以解決，是否值得解決
1、判斷問題是否能夠解決就是判斷要解決的問題有沒有違反科學理論和客觀規律。
凡是偽科學的或者反科學的問題都不應徒勞地設計。
永動機
長生不老藥

2、判斷問題是否當前可以解決，解決這個問題是否超出了當前的能力與條件。
如果是當前科學技術水平無法解決的問題，就不適宜進行設計；對超出當前物質條件和工作條件（人力、物理、資源等）的問題，也不適宜進行設計。
3、判斷問題是否值得解決，是解決這個問題是否有價值，投入產出比如何，社會效益如何，綜合效益如何，不符合成本效益原則的設計一般都不宜考慮。
練 習
判斷下列問題的價值：
1、能否制造出永動機？
2、能否用電來照明？
3、設計椅子的時候，實用性？多功能性？
4、能否去火星上種果樹？
5、怎樣才能把冬天下的雪都有效利用起來？
6、能不能把水“變成”油？
案例分析：
水變油事件——曾有人聲稱做了大量實驗發明了水變油的技術，即水通過機器后變成了油。水變油一度被宣傳為中國繼古代的“四大發明”之后的第五大發明，這場鬧劇已經使國家損失了四億元。


練習：
1、詹姆斯﹒哈格里沃斯有一次無意中將家中的紡車碰翻了，發現紡車錘豎立時仍能轉動，從這一偶然事件中得到啟示，從而誕生了新式的紡紗機。這個案例說明（ ）
A、問題可以來源于觀察生活
B、問題來源于收集和分析信息
C、問題來源于技術研究與技術試驗
D、問題來源于夢境
A
2、問題的來源有下列三種情況，判斷貝爾發明電話是哪一種情況（ ）
A、人類生存中必然遇到的問題
B、由別人，設計者針對問題尋求解決方案
C、基于一定的目的由設計者自己主動地發現問題
C
3、在發現問題的途徑和方法中，我們把對已經有的文獻信息進行收集分析的方法稱為（ ）
A、文獻法 B、問卷法
C、調查法 D、詢問法
A
4、在魯班發明鋸的過程中，他發現問題的方法是發現問題的途徑和方法中的（ ）
A、收集和分析信息
B、觀察日常生活
C、技術研究和試驗
D、以上三種都不是
B
5、發現問題的途徑和方法中，伽利略發明溫度計時是通過（ ）發現問題的
A、觀察日常生活
B、收集分析信息
C、技術研究和技術試驗
D、都不是
C
6、問卷的方式進行實際調查，獲取信息發現問題的方法稱為（ ）
A、文獻法 B、問卷調查法
C、直接詢問法 D、間接詢問法
B
課堂小結
一、設計問題的來源
二、明確設計要解決的技術問題

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