資源簡介

(共62張PPT)
設計是一個有計劃的創新活動，它有著科學合理的基本的工作程序和流程。當今很少有產品是偶然被開發出來的。
設計的過程需要使用各種各樣的策略，如問題解決、創造性思維、空間現象、批判性思維和邏輯推理等等，它還需要動手能力，如測量、畫草圖、繪圖和使用各種工具。
今天我們以便攜式小板凳為例學習設計的一般過程
1.發現與明確問題　　
2.制定設計方案　　
3.制作模型或原型　　
4.測試、評估及優化　
5.產品的使用和維護
設計是技術發展的關鍵。
從本質上說，設計是一個問題求解的過程。
問題存在于世界的每個角落，存在于生活的方方面面。
我們不僅應有主動發現問題的意識，而且應掌握一些發現問題的方法。只有這樣，才能從根本上發現問題，發現有價值的問題。
一、發現與明確問題
特斯拉出生在克羅地亞，他少年時勤奮好學，對身邊的事情喜歡提出各種問題。特斯拉在實驗中仔細觀察，發現一個大家都經常看到的現象，這就是愛迪生電機中使用了集電環（又稱換向器），電機每轉動一周，電刷要兩次經過集電環。這樣就在電刷與集電環之間產生電火花，從而使集電環被氧化，以致導電性能下降，需要折開清洗或更換新的集電環和電刷，這就是愛迪生電機不能長時間連續地工作的原因。然而對這件事，許多人認為，直流電機總是要有換向器，有換向器就必須經常清理，這是理所當然的。持有這種思想的人并不覺得這是什么問題。但特斯拉卻不這樣。他總在想，如果不產生電火花那該多好啊，而產生電火花的原因是電機中有換向器，于是他想若能把電機中的換向器去掉，那么電機不就可以長時間穩定地工作了嗎？
　 日常生活是我們存在的背景和基礎，它往往蘊藏著豐富的問題資源，同時也離我們最近。
曾經有人發現：當人生病需要躺著用直吸管吸取杯中的飲料時，如果管子彎折了，就喝不到飲料，引發了可彎吸管的發明。
魯班上山手被野草劃破，發明了鋸。
一、發現與明確問題
同學們生活中有沒有發現哪些問題？
飲水機：在倒水時手推開關會把一次性水杯壓扁
臺燈：寫字時手會遮住光線留下影子
目前電梯存在以下問題：按鈕不適合不同身高的人，只有視覺提示，沒有考慮盲人等特殊人群。
睡覺時，我們易把放在床上的小電風扇踢翻，如何使風扇不易倒？
市場上的刷頭和把柄在同一條直線上，就使得一些人誤拿來左右刷，沒有起到護牙的作用，即使是知道要上下刷，但用起來卻比較吃力，左邊容易右邊難。如何改進牙刷的結構，使人們改正錯誤的刷牙方法，使上下刷牙更容易。
　 這是一個可以解決色覺障礙者駕駛車輛時分辨交通信號燈的發明。2005年4月，潘立群在一次偶然的機會中了解到全國色障患者有近6500萬人，因為色障，他們不能考取駕駛執照，有的甚至連過馬路也成問題。 就是這個偶然的發現，點燃了潘立群創造的火花。 　在接下來的幾個月里，他到馬路上研究各種信號燈的閃爍規律，上網搜尋國外相關的研究報告，后來，又三天兩頭往 醫院跑去了解色障者和正常人的異同。半年后，潘立群終于拿出了設計產品：他通過改變電路，在紅燈中加入“X”圖形，在黃燈中加入“-”圖形，綠燈保持不變。這樣，紅燈亮時“X”同時閃爍表示禁行，黃燈亮時“-”同時閃爍表示等待，綠燈不變表示通行。這使得色障者也可以通過燈的閃爍和圖形識別來看到“紅綠燈”。 　
案例一：色障者交通信號燈
陳晨是某市第一中學高一(6)班的學
生。在平常的生活中他發現兒童非常喜歡
到戶外活動，但是當他們玩累了，想休息
一會兒時，卻常常不能馬上找到適合他們
坐的小凳。陳晨想，能不能為小朋友們設
計一種適合他們在戶外活動時使用并攜帶
方便的小凳呢
一、發現與明確問題
討論：
陳晨發現了什么問題？
產生了什么需求？
發現問題
從本質上說，設計是一個問題求解的過程。設計必須從調查需求、分析信息、發現與明確需要解決的問題開始，提出設計項目，明確設計要求。
馬上行動
主要環節 具體工作內容
調查需求
統計分析
設計訪談提綱和調查問卷
討論
統計分析,繪制圖表
列出設計要求
結構簡單、穩固，易制作：自重輕、
體積小，攜帶方便：成本不高于5元
確定便攜式小凳作為設計項目
你認為陳晨等同學在設計的發現與明確問題階段進行了哪些具體的工作？
便攜式小凳的設計要求
1、結構簡單、穩固，易于制作；　
2、自重輕，體積小，攜帶方便；
3、成本不高于 5 元。
便攜式小凳子的設計要求是怎樣形成的？
應明確:
1、運用不同的材料、結構可以產生不同的設計方案。
2、任何設計方案都有改進的可能性，好方案決不會僅有一個。
二、制定設計方案
用戶調查
專家咨詢
查閱圖書
瀏覽互聯網
可以通過用戶調查、專家咨詢、查閱圖書資料、收聽收看廣播電視、瀏覽互聯網等收集信息。
1、收集信息
（1）收集有關各類凳子的資料
（2）收集有關各類
便攜、折疊、組合式
凳子的資料
（5）訪問木工師傅，了解他們制作
凳子的經驗
（6）在幼兒園和小學收集凳子尺寸
（4）觀看有關坐具的手工生產和機
械化生產的音像資料
（3）查閱人機工程學的有關資料
可以調查不同年齡段比較偏愛哪種風格的小板凳。
各種材料的價位，以便做到便宜又實用。
根據設計要求，找出設計需要解決的主要問題，和解決方法
如： 對于小凳子要解決材料選擇、結構設計、便 于攜帶等問題，以及提出解決方法
2、設計分析
設計分析
如何選擇材料
如何使結構穩定
如何便于攜帶
選用輕質材料
選用易加工材料
選用廢舊材料
……
擴大支撐面
采用接方式連接
采用插接方式連接
……
盡量縮小體積
采取可拆卸式
采用折疊式
……
結構穩固
易于制作
自重輕
體積小
攜帶方便
成本不高于5元
材料
結構
攜帶
辦法1 辦法2 辦法3 ……
解決辦法
還需解
決的問題
美觀
健康
防蛀、防腐
多功能
根據設計要求，大膽構思，挖掘創造潛力，提出多個設想
材料
結構（畫草圖、做模型）
連接方式（畫草圖、做模型）
3、方案構思（頭腦風暴）
材 料
結 構
連接方式
A.采用瓦楞紙材料的方案草圖
4、方案呈現
（對設計方案進行綜合）
B.采用木板、木棍材料的方案草圖
C.采用五夾板材料的方案草圖
對提出的幾個設計方案,依據一定的原則,對方案進行篩選。
方案C3比較符合設計要求.
5、方案篩選
小結：制定設計方案
收集信息
方案呈現（畫出草圖）
設計分析（材料、結構、攜帶- - -）
方案構思（材料、結構、連接方式- - -）
方案篩選
1、
2、
3、
4、
5、
(1)繪制圖樣
(2)制作模型或者原型(縮小\簡化)
三、制作模型或原型
制作過程分解圖
用高密度板做的一張凳子
（1）測試：
檢驗產品在操作、使用過程中，在結構和技術性能等方面能否達到預定的設計要求。
（承重、穩定性）
四、測試、評估及優化
（2）評估：
對各個方案的結構穩固、
造型、制作難度、自重、體積、攜帶、成本等方面進行評估
小凳評估表
質量
（g） 拆卸后體積 成本
(元) 造型精美程度 結構穩定程度 使用便利程度 加工難易程度
方案C1 290 1080 3.2 較好 較差 較好 容易
方案C2 315 1080 3.2 較好 一般 較好 容易
方案C3 350 1080 3.2 較好 較好 較好 一般
在重量、拆卸后體積、成本、造型精美程度、使用便利程度都差不多的前提下，比較結構穩定程度和加工難易程度，認為選擇方案C3更合理。
（3）優化：
分析測試和評估的具體記錄，同時聽取用戶、專家等的意見進行改正。
（增加結構強度、美化外觀）
正確使用和維護可以使產品更好地滿足人們的需求,并能延長其使用壽命
如何設計使用說明書
五、產品的使用和維護
產品介紹
產品結構
技術指標
使用方法
注意事項
適用范圍
設計過程示意圖
發現問題
明確問題
制定設計方案
制作模型
測試評估
優化
編寫說明書
設計是一個動態發展的過程,在設計中有些步驟之間可能出現一定的循環。
學生設計作品1
學生設計作品2
學生設計作品3
學生設計作品4
學生設計作品5
幾個常用構思方法及創造技法
一、不要放過身邊出現的問題。
你知道高壓鍋是怎樣產生的嗎？300多年以前，法國一位名叫巴本的醫生，周末和全家人到山上去度周末。在煮土豆時，明明看到水已經沸騰，可土豆就是煮不爛。一家人很掃興地回來了。可巴本醫生并沒有放棄所看到的現象。他找到了“水的沸點隨壓力的降低而降低，隨壓力的升高而升高”原理，從而制造出了世界上第一個壓力鍋。假如巴本在野炊失敗后，不再去思索“為什么？”，假如他只滿足找到了解釋野炊失敗的原因，而不去著手壓力鍋的研制，那壓力鍋的發明就將和他失之交臂。
二、不要迷信權威。
英國的大哲學家羅素來中國講學，在開講之前，他在黑板上出了一個題目：2＋2等于多少？他問來聽講的學者們，他們都面帶難色，回答不出來，因為他們想，羅素這樣的大學問家，出的問題一定是很難的。但是，羅素卻回答說，其實它就等于4。他的意思是說，請大家不要以為他講的都對。不要迷信。在科學的發展過程中，有不少的人不迷信權威，而取得了成功，但是也有人因此而懊悔。
三、要善于借鑒和遷移。
這里，給大家舉兩個例子：
例1：一位年青的媽媽，下雨天騎自行車去接孩子，把孩子裹在雨衣里，孩子又熱又悶，哭著鬧著要出來。這位媽媽一直想解決這個問題。一次在動物園，她看到袋鼠媽媽將小袋鼠放在胸前的袋里的情形，受到很大啟發，她馬上回家把雨衣前面開了一個洞，裝上一個帽沿，這樣，一個“袋鼠式母子雨衣”就出來了。這種雨衣，很快由廠家開發出來，頓時成為上海市場上的熱門貨。
例2：江西省一位初中二年級的女學生，在家里幫助父母到棉田里拔棉桿，由于棉桿根系發達，拔起來很費勁，她就想到能不能設計一種拔棉桿的工具，后來，她想到了用“羊角錘”拔釘的原理，經過移植，設計成了拔棉桿的工具，很受棉農的歡迎。
1971年，在倫敦召開的國際園林建筑藝術研討會上，迪斯尼樂園的道路設計被評為世界最佳設計。你知道這個設計方案是怎樣形成的嗎？主持迪斯尼樂園設計的世界著名建筑大師格羅培斯已經為通往各景點的道路設計方案修改了50多次，沒有一次讓他滿意。
園區建設已快竣工，馬上就要開放了，方案還沒有定下來，當時，他正在巴黎參加一個慶典，工程部又打電話來催要道路設計方案。為此，他心里很是焦急。為了使自己清醒一下，他決定慶典一完先到法國的海濱去休息幾天，爭取回國前把方案定下來。
他驅車在法國南部的鄉間公路上奔馳。這一帶，是法國的葡萄產區，不少葡萄園主把葡萄摘下來在路邊叫賣。但卻少有人問津。車到了一處，那里停了很多車，原來這里的葡萄園主人是一位老太太，沒有人力來叫賣，就讓人們自行投錢，自行摘葡萄。她用這種方法，每年都是最先賣完。格羅培斯突然得到一種啟示:
他買了一籃葡萄，掉頭回到巴黎，立即給工程部發去電報“撒上草種，提前開放”。不久，小草長出來了，整個樂園的空地被綠草覆蓋，在樂園提前開放的半年里草地被踩出許多小道，有寬有窄，優雅自然。格羅培斯以這些踩出來的小道為藍本，就形成了這個世界最佳設計。這里，他就是移植了法國老太太的方法“讓人們自行選擇”。
頭腦風暴法
什么是頭腦風暴？
當一群人圍繞一個特定的興趣領域產生新觀點的時候，這種情境就叫做頭腦風暴。由于會議使用了沒有拘束的規則,人們就能夠更自由地思考，進入思想的新區域，從而產生很多的新觀點和問題解決方法。當參加者有了新觀點和想法時，他們就大聲說出來，然后在他人提出的觀點之上建立新觀點。所有的觀點被記錄下但不進行批評。只有頭腦風暴會議結束的時候，才對這些觀點和想法進行評估。
頭腦風暴的誕生
1941年，亞歷克斯·奧斯本,一個廣告總經理,發現傳統的商業會議制約了新觀點的生產。他提出了幫助激發觀點產生的規則。他在找尋把自由賦予人們思想和行動以激發產生新觀點的規則。"想出"本來是他用來描述他開發的過程的詞語，后來逐漸變成"頭腦風暴"而聞名于世。他把頭腦風暴描述成一個小組試圖通過聚集成員自發提出的觀點，以為一個特定問題找到解決方法的會議技巧。他提出了如下規則: 　　○沒有對觀點的批評 　　○追求觀點的數量 　　○在彼此的觀點之上建立新觀點 　　○鼓勵狂熱的和夸張的觀點

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