資源簡介

一．選擇題（每題１分，共２０分）
1、設計的一般過程：①發現與明確問題 ②制作模型或原型 ③制定設計方案 ④產品的使用和維護⑤測試、評估和優化。正確的順序是 （ B ）
　　А、①②③④⑤ B、①③②⑤④ C、③①②④⑤ D、⑤④①③②
2．下列物體屬于標準件的是（ ）
A．螺絲 B．眼鏡架
C．磚塊 D．饅頭
3．技術的發展，尤其是能源技術的發展，應以什么為目標。（ A ）
A．可持續發展 B.快速發展 C．穩步發展 D．緩慢發展
4.徐明設想要對自己使用的普通手機進行改造，既在現有功能的基礎上增加手電照明功能，以方便夜間行路照明。這種改造屬于（　 B?。?。
A. 原理創新 B、功能擴展 C、新技術應用 D、外觀設計
5．小明要設計一個中小學生隨身攜帶的水壺，他對水壺進行了設計分析，你認為對產品進行設計分析應考慮的因素是（ A ）
A、“物”、“人”、“環境”。 B、美觀、實用、經濟。
C、結構、功能、安全性。 D、高效、健康、舒適。
6．現在市場上有一種奶瓶，與傳統奶瓶最大區別是加了一根底端插有帶孔小鋼球的軟管，這樣無論奶瓶水平放置，還是傾斜、倒立，嬰兒總能喝著水，而且不至于嗆著。試分析該奶瓶設計主要體現了哪項設計原則？（ B ）
A.美觀性原則 B.實用性原則 C.可持續發展原則 D.技術規范性原則
7．老肖從日本帶回了一個原裝微波爐，通電后冒起了一團黑煙。這一現象可以用設計的哪個原則來解釋（ D ）
　 A.美觀原則 B.經濟原則
C.實用原則 D.技術規范性
8．一般的市內公共汽車上通常都設有“老、孕、幼、殘”人士的專用座位，這主要體現了設計中的什么原則：（ D ）
A．創新和美觀 B．經濟和美觀
C．可持續發展 D．實用和道德
9．據報導，西安市有一瓜子販自制毒瓜子，自己不吃沒想到兒子不斷偷吃。結果，聰明伶俐的兒子因為長期偷吃用明礬、工業鹽、泔水油、石蠟等加工的黑瓜子，腦子出了問題，這真是害人害己。這個例子說明了產品設計必須遵循什么原則（ B ）
A.美觀原則 B.道德原則
C.實用原則 D.創新原則
10、永動機是人們夢想要實現的一種動力機械，幾個世紀以來都不能實現是因為（ C ）。
A、沒有適合的能源提供動力 B、設計制造技術未達到
C、不符合自然規律 D、人們現在還不需要它
11、在汽車制造業中，人們采用和先進的尾氣凈化技術極大的降低了汽車尾氣對空氣的污染程度，此外，人們正在發展無空氣污染的電動汽車，請問，這一設計體現了設計的（ A ）原則？
A、可持續發展原則 B、經濟原則
C、道德原則 D、技術規范性
12、在設計中，產品的生產盡可能就地取材，以免增加運輸成本，設計普及型產品時，一般民眾不太需要的功能不必納入，以免產品的價格太高等,這體現了設計原則中的 ( D )
Ａ、實用原則 Ｂ、可持續發展原則 Ｃ、道德原則　?。?、經濟性原則
13.“盲人防溢水杯”的發明者，是在看到他的一個盲人朋友水時倒水時，用手指插進杯里試探水的高度，他認為這樣既不方便也不衛生，從而萌生了發明“盲人防溢水杯”的動機。這個事例說明（ B ）。
A. 因為和盲人是朋友而產生發明動機 B.觀察意識和社會責任感使他萌生發明動機
C. 受盲人之托而萌生發明動機 D.只要看到盲人倒水就能產生發明動機
14、張瑞準備設計一個班級宣傳燈，在對宣傳燈進行設計分析時，下列不需要考慮的是（ A ）
A．燈泡的生產過程 B．底座的大小
C．燈罩的材料 D．支撐架的強度
15、下列不屬于模型的是： （D ）
A．渾天儀 B．地球儀 C．“神舟三號”中的模擬人 D．南京長江大橋
二、填空題，每小題5分，共10分。
16．技術規范是有關開發生產技術的知識、領域、方法和規定的總和。技術規范既有 __強制性的規范_，也有_推薦性的規范___。
17．無論是一個問題的解決，還是一項設計的進行，它的限制主要是由兩方面定的，一是設計對象的特點和問題解決的標準，二是設計者的技術能力與條件_ 。
18．要制定出最佳方案，還必須根據_設計的要求__ 與_設計的原則___ 對各個方案進行權衡。
19．對于下列事例：A.自動調焦鏡頭 B.古人坐爆竹上天 C.利用人體熱量點亮的臺燈D.夜視鏡E.傘的發明 F.鋸的發明 。（每空2分）
屬于模仿法構思方案的： _AEF，屬于聯想法構思方案的：_B_，屬于奇特性構思法構思方案的：__CD____。
20．設計的交流可以通過多種方式進行。其方式有__口頭語言____________ 、文本___、圖表、模型、計算機演示、網頁等。
三、簡答題（根據要點相近就得分）。
21、如圖所示為一款可延伸的多功能電源插頭。它不僅可作為任何電器的插頭，而且還
作為插座。在許多情況下一個插座無法應付大量的電子設備，必須增加很多的插座才能滿
足這種需要，而且會造成電線、插座混亂，攪得一團糟。如果設計多功能的插頭和插座，就
可以改變這 混亂的狀況。而且從電器的設計角度來看，它完全符合田家強制執行的安全標
準。請你根據設計的一般原則對這一設計進行評價。并用坐標圖表述評價結果。
答：這款多功能電源從設計的一般原則有以下優點：
1、從創新的角度講：具有創新性
2、從實用的角度講：可作插頭也可做插座
3、從經濟的角度講：成本不高，簡潔方便
4、從美觀的角度講：電線插頭不混亂
5、從技術的規范性講：插孔插頭間距標準
6、從道德性講：符合技術對人類的服務遵旨。
7、從可續發展角度講：絕對環保
22、莫爾斯是在1832年從法國返回美國的旅途中萌生了發明電報的愿望的。當時莫爾斯已經41歲了，在法國學了3年繪畫后坐輪船返回祖國。輪船在大西洋中航行，為了打破長途旅行的沉悶氣氛，美國醫生杰克遜向旅客們展示了一種叫“電磁鐵”的新器件并講述電磁鐵原理。杰克遜滔滔不絕地介紹電磁學的一些知識，旅客中41歲的美國畫家莫爾斯被深深地吸引住了。杰克遜的一句話深深地印在了莫爾斯的腦海里。杰克遜說：“實驗證明，不管電線有多長，電流都可以神速地通過?！边@句話使莫爾斯產生了遐想：既然電流可以瞬息通過導線，那能不能用電流來進行遠距離傳遞信息呢？莫爾斯為自己的想法興奮不已，從這以后，他毅然改行投身于電學研究領域。莫爾斯前進的道路上困難重重。由于莫爾斯物理知識貧乏，要學會和掌握電磁學的知識談何容易！回到美國后，他只得向紐約大學物理學教授蓋爾請教，蓋爾教授悉心教他組裝電池和制造電磁鐵的方法，加之莫爾斯的刻苦學習，1835年底，他終于用舊材料制成第一臺電報機。
閱讀案例材料，
（1）談談莫爾斯的設計針對的是什么問題？這個問題從何而來？
（2）除了這種發現問題的途徑外，還有哪些常用的發現問題方法？
答：1、遠距離傳輸信息這個問題，來源于觀察日常生活
2、還有收集分析信息、技術研究與實驗方法。
四、分析題（第22題8分，第23題8分，第24題4分，共20分）
23.有一次,蘭蘭同學家來了幾個客人,蘭蘭同學用一次性塑料杯給客人倒了熱茶水,過了一會蘭蘭發現了兩個問題一是塑料杯受熱變軟不好拿,二是客人走動后杯子容易混淆,過后蘭蘭寫信給了塑料杯廠家,提出了對杯子改進的方案．如果你是蘭蘭,你明確了什么問題？說說你能向廠方提出怎么樣的方案？
答：1、明確問題的要點：（1）杯子變軟的原因：
（2）混淆的原因
（3）現有的材料能夠解決問題
2、提出方案要點：（1） 使用隔熱材料等
（2）印上數字，不同圖案等
五、設計制作題。（25、26任選一道題做答，每題20分，兩道均作答，只閱第25題
24、作為一名高中學生，請結合你在學校所使用的課桌發現的缺陷和不足，根據設計的創新性、實用性、經濟性、美觀性等原則，為學校設計一張更適合高中生使用的課桌。
（1）你認為該設計解決了哪些問題？（5分）
（2）根據你發現和明確的問題，提出具有一定可行性的設計要求（5分）
（3）綜合考慮人、物、環境三個方面，提出設計應主要考慮的因素（5分）
（4）請運用草圖及必要的文字說明你的方案（5分）
答：一、該講桌要解決以下問題：
功能要求：具備基本功能，可升降桌腿、桌面可傾斜\ 空間可擴展
技術要求：課桌高度適當，材料處理技術
外觀要求：大方、明快
耐用性：結構穩固、經久耐用
成本要求：200元以內
二、綜合考慮三方面的因素：
1、人：
（1）學習任務重：經久耐用
（2）生長發育期：高度適中，桌面可傾斜空間可擴展
（3）安全意識弱：零件使用安全、方便
2、物（課桌）：
（1）功能：基本功能、附加功能
（2）材料：木質、塑料、合金
（3）造型：形狀傳統、色彩柔和、質地細膩
3、環境：
（1）適應性：擺放穩定、體積適中
（2）環境保護：無污染
三、構思方法：
草圖法、模仿法、聯想法、奇特性構思法
四、方案一及文字說明
1、木質材料
2、桌面通過支架可傾斜或水平放置等
3、桌腳可通過活動螺絲調節高度
4、其他第三章 設計過程、原則及評價
一、設計的一般過程
發現和明確問題
從本質上說，設計是一個問題求解的過程。它從問題出發，并圍繞問題展開各項活動。因此，設計必須從調查需求、分析信息、發現和明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎上提出設計項目，明確設計要求。
制定設計方案
在發現和明確要求的基礎上，我們緊接著就是通過各種渠道，盡可能廣泛地收集設計所需的信息，通過對各種信息的歸納和分析，挖掘影響設計的主要因素，大膽提出各種設計想法，并依據一定條件對各種想法進行篩選，確定最終的設計方案。這就是制定設計方案的過程。
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。
收集信息：通過用戶調查、專家咨詢、查閱資料、收聽收看廣播電視、互聯網等渠道收集相關信息。
設計分析：面對收集到的各種信息，要根據設計要求，找出設計需要解決的主要問題，并分析其可能的解決辦法。面對設計要求和約束條件之間的相互矛盾，為了找到最好的解決辦法，應該提出盡可能多的設想，以便于權衡利弊，作出選擇。
方案構思：要求我們根據設計要求，大膽構思，努力挖掘自己的創造潛力，提出解決問題的多個設想。方案構思是設計過程中最富有挑戰性的環節。
方案呈現：常常是，為了使其，我們通常會用草圖把構思過程中產生的模糊的零散的設計想法轉化、綜合為具體化視覺形象。
方案篩選：當多個設計方案產生以后，要依據一定的原則，對這些方案進行篩選。
制作模型或原型
完成方案篩選后，要開始制作模型或者原形了。模型制作包括兩個階段，既繪制圖樣和制作模型或原型。對于小型、簡單的產品可以直接制作產品原型，而對于大型、復雜的產品先制作縮小、簡化的模型。
測試、評估及優化
要明確設計方案是否可行，必須進行各種測試、評估，以優化設計方案、完善產品原型。
測試：測試的目的是檢驗產品在操作、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。（放重物是測試承重力、材料強度、結構強度；電風扇吹是測試重心穩定性；親自坐上感受一下是測試舒適度；用手左右晃一晃看是否穩固是測試結構穩定程度、穩固性）
評估：在測試的基礎上，還要對設計方案和產品進行較為全面的評估。評估，在設計過程中需要反復進行。
優化：為了優化設計方案，既要分析測試和評估的具體記錄，也要重視對公眾意見的調查，以明確改進的方向。一般說來，我們可以對三種典型人群進行調查，征集優化的具體意見。三種人群即專家（銷售者、制造者）、潛在客戶（可能會用的人）和用戶（正在使用的人）
產品的使用和維護
在產品使用過程中，正確的使用和維護既可以使產品更好地滿足人民的需求，又能延長其使用壽命。因此，掌握正確的使用和維護方法對于產品使用者來說尤為重要。
設計過程是一個動態的過程。有些階段或步驟可能會發生變化，有些步驟之間則可能出現一定的循環。我們不能將設計的過程簡單化、模式化，而應根據設計的需要進行靈活安排。
二、設計的一般原則
創新原則
創新就是通過引入新概念、新思想、新方法、新技術等，或對已有的產品的革新來創造具有相當社會價值的事物或形式。創新是設計的核心?？梢詮脑怼⒔Y構、技術、材料、工藝等方面進行考慮改進和突破，以實現創新的目標。要實現產品設計的創新，除了要最大限度地發揮人的智慧外，還應注意利用最新的技術成果和現代的設計理論和方法。（案例：洗衣機的發展歷程）
實用原則
設計中的實用性是指設計的產品為了實現其目的而具有的基本功能。它包括
物理功能（性能、構造、效率精度和可靠性等）、
生理功能（產品使用的方便性、安全性、宜人性等）
心理功能（產品的造型、色彩、機理和裝飾）
社會功能（產品象征或顯示個人價值、興趣、愛好和社會地位）
經濟原則
經濟原則是指以最低的費用最得最佳的效果。所謂最低的費用，是指產品在得到最優良的設計，實現最佳的功能的同時，所涉及到的各方面的成本和總量最小。（包括運輸成本等）
由于產品所用的材料都有其特定的性能和加工的方法，作為設計者，如果只追求形式美而不了解生產工藝，往往就會出現無法生產或成本很高的情況。另一個方面，如果設計者只追求價廉而粗制濫造，就從根本上違背了設計的目的，可能會導致產品滯銷或虧本銷售，造成更大的浪費。
產品設計必須從消費者的利益出發，合理使用優質價廉、能優化產品質量的原材料，并在明確目標市場、控制生產成本、提高產品附加值等基礎上改進與完善產品設計，為企業的生存與發展服務。
功能成本比=功能/成本。
美觀原則
產品外觀的美是通過對產品造型，大小比例，使用材料，色彩搭配，裝飾圖案等的設計組合來表達的。通過各種元素組合，表現產品不同的設計特點，強調形態美，技術美，材質美，色彩美等獨特的表現元素，產生不同的產品風格，帶給人們各種美的享受。
產品設計中的美觀原則是多元的，受到消費者、功能、技術、文化傳統等多方面的影響。
道德原則
產品設計者必須具有寬廣的眼界和高度的社會責任感。力求用設計完美的產品奉獻社會，維護、完善社會倫理道德，推進人類文明的發展。
①設計應堅持為人民服務的宗旨，以人為本，不能出于某種不道德的目的；（刑訊逼供器具）
②設計不能單純為了謀取利益而損害他人和環境；（假冒偽劣，有毒材料制造食品、藥品等）
③設計要尊重他人知識產權、技術成果。不能一味抄襲別人的設計（ ）
技術規范原則
技術規范是有關開發生產技術的知識、領域、方法和規定的綜合。產品的設計必須符合一定的技術規范。技術規范既有強制性的標準，也有推薦使用的技術規范。
可持續發展原則
可持續發展原則是指產品的設計既滿足當代發展的需求，又要考慮未來發展的需要，不以犧牲后人的利益和長遠的利益為代價來滿足當代人的需求。
應充分考慮產品對環境可能造成的影響，并盡量采取措施減少其負面影響；
應盡可能選用可再生資源和可重復使用材料，應盡量減少原料和自然資源的使用，降低產品在生產中的損耗和產品的回收問題
設計一般原則之間的關系
各種原則并不是各自獨立的，它們之間往往相互聯系、相互制約、相互促進、相互影響、相互滲透。具有一定的開放性。
三、設計的評價
設計的評價是指依據一定的原則，采取一定方法和手段，對設計所涉及的過程及結果進行事實判斷和價值認定的活動。
它對設計者樹立質量管理意識、強化質量管理、高質量完成設計任務有重要作用，同時也有助于設計中的信息交流和工作反思。
從評價對象來分：一是對設計過程的評價，二是對設計成果的評價。
從評價者角度來分：一是設計者自我評價，二是他人的評價。
對設計評價應建立在事實判斷的基礎上。評價者首先應對設計過程和設計方案的各個細節進行準確的判斷、說明、闡述。只有在事實確定的前提下，評價才會有效，才不至于失真。
對設計過程的評價
加強對設計過程的評價是樹立質量管理意識、加強質量管理、實現設計目標的關鍵。
對設計過程的評價內容：設計過程是否完備，過程是否全心投入，計劃是否科學嚴密，組織是否協調；分工是否合理；采用的方法是否正確，工作是否具有創新性；各環節或階段的任務是否完成；形成的中間成果（方案）是否符合要求；全過程是否有質量控制和相應的監督、改進措施；是否注意把握各個環節或階段的主要任務和目標；是否要注意把握設計過程中各個環節或階段之間的銜接和協調；設計資源運用是否合理；等。
對設計過程的評價應服務于完善設計方案、促進個人發展的根本目標，不僅僅是設計過程終結時的回顧性、反思性評價，而且也包括設計過程之中的即時性、階段性評價。因此，對設計過程的評價應寓于設計的全過程。
對最終產品的評價
最終產品是設計過程的結晶，是設計質量、設計水平的集中體現。
對最終產品評價的依據：一是參照設計的一般原則，二是事先制定的設計要求進行評價。在實際評價中，這兩個方面也可以結合起來。
日常用品評價：功能、形態、效率、創新性、安全性、易操作性、性能價格比、美學因素、對社會、環境、資源的影響以及市場應用前景等
（人機關系：主要操作裝置應與人體有關尺寸相適應；主要顯示應清晰易讀，處在人閱讀的最佳范圍內；操作件使用方便，符合人體生物力學特點；在工作區域內無劃傷人的尖棱突角，照明光線柔和，亮度適宜；在危險區域內，有保護裝置，有警示標志；等）
設計的評價和設計的交流
很多情況下，設計的評價目的往往不是為了甄別，而是為了相互交流信息、征求意見、共同研討，進而完善設計方案。有口頭語言、文本、技術圖樣、圖表、模型、計算機演示等。（詳見第六章）
第四章 發現與明確問題
一、發現問題
問題的來源
從技術角度看，人類進步與發展的過程就是不斷地發現問題，不斷地進行設計，從而解決問題的過程。問題是如何產生的？
第一種：人類生存活動中必然會遇到的問題。來源于生活
第二種：由別人給出問題，設計者必須針對問題尋求解決方案。來源于需要
第三種：基于一定的目的由設計者自己主動發現，并試圖解決。來源于你的主動積極發現
[發現問題的重要性]：第一、第二種問題的提出往往比較明確，主要是針對一般的和已有的問題提出的，而第三種問題卻是全新的，它需要我們積極主動的思考，需要我們細致入微的工作，需要我們獨具慧眼的發現。這類問題的發展，一方面可以挑戰和拓展我們的能力，另一方面也有可能更好地滿足人們的需要，推進技術的發展和創新。
發現問題的途徑和方法
觀察日常生活（包括有意識觀察和無意注意）
收集和分析信息（文獻法，問卷調查法，詢問法）
技術研究與技術試驗
二、明確問題
明確問題的內容和價值
問題是否明確
問題表述本身是否明確、問題產生的原因是否明確、提出問題的目的是否明確，等。
問題的價值
判斷一個問題是否有價值，必須從以下問題著手：
①所提出的問題是否遵循了基本的科學原理。
②迄今為止，能否確認該問題尚未得到充分解決。
③在調查的范圍內，該問題是否有普遍意義，在更廣的范圍內，該問題是否有意義？
④在多個問題同時發生時，該問題是否是主要問題？
⑤現有的技術條件能否解決這個問題？技術發展以后呢？
⑥解決該問題所需要的投入是多少？投入與產出的比是否理想？
明確解決問題受到的限制及具體的設計任
設計計劃
制定周密的設計計劃對確保設計有目的、有計劃地進行也有著重要的意義，參照P89能制定一般的設計計劃表
第五章 方案的構思方法
一、方案的構思方法
設計分析
設計任何產品都應綜合考慮物、人、環境三個方面。P95臺燈分析，由總到分，由組到細，全方位多角度思考。
標準件：采購方便；直接使用，簡化制作過程；相對便宜，從而降低產品成本；實現通用通換，易維護
方案的構思方法
方案的構思是指人們在一定的調查研究和設計分析的基礎上，通過思考將客觀存在的各要素按照一定的規律架構起來，形成一個完成的抽象物，并采用圖、模型、語言、文字等方式呈現思維過程。
①草圖法
隨意修改。捕捉靈感、自由發揮、不受約束。
②模仿法
模仿現實生活中存在的一些事物進行方案的構思。（如仿生技術）
③聯想法
必須具備豐富的實踐經驗、較廣的見識、較好的知識基礎及豐富的想象力。不一定能一次性成功，不能盲目地實踐，應該首先對方案進行科學論證，而后再進行制作和實施。
④奇特性構思法
奇特性構思法所形成的方案一般具有原創性。這些構思在歷史上很少發生，或從來沒有發生過，甚至有些構思在當前的科學、技術、經濟條件下無法實現。
方案的比較和權衡
對方案進行評判和比較，要從設計的目的出發，針對一些相互制約的問題進行權衡和決策，選出較為滿意的方案或集中各方案的優點進行改進?？紤]的方面：實用、美觀、創新、穩定性、安全性、環保性、加工難易程度、經濟成本，等
設計對象的特點和問題解決的標準
設計者的技術能力和條件
設計對象具有不同的特點，設計標準有所不同（門鎖和玩具）
設計對象受到成本、環境等限制（工程設計等都要有一定的預算）
主觀條件，是否具有解決問題所需的知識和技能（專業人員和中學生）
限制
客觀條件，要消耗一定的人力、物力、財力以及時間等（材料資料儀器設備）第三章 設計過程、原則及評價
大千世界，萬千事物，一切自有其生長的過程，一切自有其生成的機理。人類的設計也是如此。動態而有章可循的過程、開放而有規可矩的原則，是人類設計生生不息、不絕江河的重要保證。
一、設計的一般過程
學習目標
掌握設計的一般過程；知道設計過程中有可能產生多個方案；理解設計過程需要不斷優化。
設計是一個有計劃的創新活動，它有著科學合理的基本工作程序。
1、發現與明確問題
從本質上說，設計是一個問題求解的過程。它從問題出發，并圍繞問題展開各項活動。因此，設計必須從調查需求、分析信息、發現與明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎上提出設計項目，明確設計要求。
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？
經過討論，陳晨與另外三位同學組成了一個小組。他們在老師的指導下，設計了訪談提綱和調查問卷，并利用課余時間到幼兒園、小學等處，就小凳的一般需求對兒童及成人進行了調查。
調查結束后，陳晨等同學對調查的資料進行了統計、分析，并將各統計結果繪制成了相應的圖表。在此基礎上，他們進行了一次熱烈的討論，最終確定將便攜式小凳作為設計項目，并列出了具體的設計要求。
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。
馬上行動
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工作？
主要環節 具體工作內容
調查需求
2、制定設計方案
在發現問題和明確要求的基礎上，我們緊接著要做的就是通過各種渠道，盡可能廣泛地收集設計所需的信息，通過對各種信息的歸納與分析，挖掘影響設計的主要因素，大膽提出各種設計想法，并依據一定條件對各種想法進行篩選，確定最終的設計方案。這就是制定設計方案的過程。
在這個過程中，要大膽突破傳統觀念的束縛，始終明確：
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。
收集信息
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、瀏覽互聯網等渠道收集有關信息。
為了獲得設計所需要的大量資料，陳晨等同學利用課余時間，分頭到商店、工廠、圖書館等處收集到了有關凳子的各種資料，并在互聯網上查到了相應的信息。
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。
3、查閱人機工程學的有關資料。
4、觀看有關坐具的手工生產和機械化生產的音像資料。
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兒童所用凳子的尺寸資料。
思考
你認為還需要收集哪些方面的信息？可以通過哪些途徑收集？
設計分析
面對收集到的各種信息，要根據設計要求，找出設計需要解決的主要問題，并分析其可能的解決辦法。
通過對設計要求和所收集到的各種信息的分析，大家發現，要設計好一個便攜式小凳，必須解決好小凳的材料選擇、結構設計、攜帶方式等主要問題。
在明確了所要解決的主要問題后，陳晨等同學積極思考，提出了一些可能的解決辦法。
在設計分析中我們可以看到，凳子的自重減輕了，卻帶來了材料、結構方面的問題；凳子結構的穩固程度增強了，卻又造成凳子的自重、攜帶方面的問題；凳子攜帶方便了，結構和制作方面卻又出現了問題------
面對設計要求和約束條件之間的相互矛盾，為了找到最好的解決方法，應該提出盡可能多的設想，以便于權衡利弊，作出選擇。
馬上行動
根據設計要求，你認為設計便攜式小凳還需要解決哪些問題？有哪些解決辦法？
解決辦法還需解決的問題 辦法1 辦法2 辦法3 ------
A
B
C
D
方案構思
方案構思是設計過程中最富有挑戰性的環節，它要求我們根據設計要求，大膽構思，努力挖掘自己的創造潛力，提出解決問題的多個設想。
為解決設計分析階段提出的三個關鍵問題，陳晨等同學所在的班級開展了一次別開生面的“頭腦風暴”活動，大家積極思考，提出了符合設計要求的多種材料、結構及連接方式。
材料、結構、連接方式
思考
你還能提出符合設計要求的其他材料、結構和連接方式嗎？
方案呈現
構思過程中產生的設計想法常常是模糊的，為了使其具體化，我們通常會用草圖把它們轉化為視覺形象。同時，這些想法又是零散的，從中我們并不能看到一個完整的設計方案，所以我們還要對這些想法進行綜合。
在大家提出了多種設想后，陳晨等同學對這些設想進行了綜合，并用草圖的形式將它們呈現出來。
A、采用瓦楞紙材料的方案草圖
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
D、采用其他材料的方案草圖
馬上行動
將全班同學分成四組，每組同學選擇上述設計方案草圖中的一組，先在小組內對所選組中的各個方案的利弊進行討論，然后再在全班進行交流。
方案篩選
當多個設計方案產生以后，我們就要依據一定的原則，對這些方案進行篩選。
考慮到制作出來的小凳要適合批量生產，陳晨等同學選擇了以五夾板為制作材料的五個方案。接著，他們又根據設計要求對這五個方案進行了再次篩選，最后選中了三個方案。
方案C1：1、凳面采用中空的盒式結構；2、兩塊凳腳板平行插入凳面。
方案C2：1、凳面采用中空的盒式結構；2、兩塊凳腳板呈丁字形結構。
方案C3：1、凳面采用中空的盒式結構；2、兩塊凳腳板呈十字形結構。
3、制作模型或原型
完成方案篩選以后，我們就要開始制作模型或原型了。一般地，模型制作包括兩個階段，即繪制圖樣和制作模型或原型。
對于圖樣，我們既可以手工繪制，也可以用計算機輔助繪制。
陳晨等同學手工繪制出了三個設計方案的三視圖。左圖是方案C3 的三視圖。
對于小型、簡單的產品可以直接制作產品原型，而對于大型、復雜的產品先制作縮小、簡化的模型。
陳晨等同學根據繪制的加工圖樣進行了產品原型的制作，在經過鋸、削、刨、磨和裝配等幾道工序之后，他們制作出三個方案的產品原型。
4、測試、評估及優化
要明確設計方案是否可行，我們還必須進行各種測試、評估，以優化設計方案、完善產品原型。
測試
在模型或原型制作完成后，一般需要對其進行測試。測試的目的是檢驗產品在操作、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。
陳晨等同學為了比較三個方案的優劣，對所制作的原型進行了承重力測試和穩定性測試，并對測試結果進行了匯總。
思考
你認為應如何具體實施承重力測試和穩定性測試？還可以通過哪些測試來檢驗設計方案的可行性？
評估
在測試的基礎上，我們還要對設計方案和產品進行較為全面的評估。這種評估，在設計過程中需要反復進行。
陳晨等同學綜合考慮了各方面的因素，對三個方案進行了評估。
評估指標方案 質量（克） 拆卸后體積（cm3） 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
方案C2
方案C3
根據測試和評估結果，對照設計要求，陳晨等同學認為，五夾板方案C3是較理想的設計方案。
優化
為了優化設計方案，我們既要分析測試和評估的具體記錄，也要重視對公眾意見的調查，以明確改進的方向。一般說來，我們可以對三種典型人群，即專家（銷售者、制造者）、潛在客戶（可能會用的人）和用戶（正在使用的人）進行調查，征集優化的具體意見。
陳晨等同學在廣泛聽取意見的基礎上，對凳腳板和小凳外觀作了改進和優化。
增加結構強度
五夾板方案C3的凳面是中空的盒式結構，為了使凳面受壓后不發生大的形變，他們在凳腳板上部“造”出一個“肩”，這樣在凳面受到壓力的時候，它的上板和下板都能得到“肩”形結構的支撐。
美化外觀
1、在凳腳板的左右兩側及下方，各挖去一個弧形板。這樣，既美化了外觀，減輕了凳子的自重，又不影響它的結構強度。
2、將小凳的凳面用紙進行包裝，紙面可根據自己的愛好而設計。經美化的小凳拆卸后，將凳腳板放回中空的盒式凳面內，再將它放在書架上，真使人難以分辨書和小凳哩。
5、產品的使用和維護
在產品使用過程中，正確的使用和維護既可以使產品更好地滿足人們的需求，又能延長其使用壽命。因此，掌握正確的使用和維護方法對于產品使用者來說尤為重要。為此，我們通常要設計一份產品使用說明書。
為了使小凳使用者學會正確使用和維護小凳的方法，陳晨等同學又就五夾板方案C3編寫了一份產品使用說明書。
便攜式小凳使用說明書
產品簡介 本產品是一款專門為小朋友外出活動設計的便攜式小凳。它自重輕，體積小，攜帶方便，組裝的方法簡單。
產品構成 中空式凳面，凳腳板（兩塊）
技術指標 凳子高度：16.5cm。
凳子質量：350g。
凳面面積：432cm2 。。
使用方法 先將兩塊凳板從凳面中取出，然后對準插縫，將它們插接起來，再將插接好的凳腳板插入凳面的槽縫中，并用手或其他物體使凳腳板與凳面完全貼緊。
注意事項 1、使用完畢后，要及時拆卸，將凳腳板放回中空的盒式凳面內。
2、勿將過重的物體（大于42kg）放置在小凳上，以免凳面彎曲變形。
3、避免小凳長時間日曬雨淋，以防材料爆裂或受潮。
適用范圍 5—9歲的兒童
為了反思設計過程、總結設計經驗，陳晨等同學在王老師的指導下組織了一次形式活潑、內容豐富的“便攜式小凳設計過程展”，向全班同學展示了他們的“成果”——調查問卷、訪談記錄、資料分析、設計草圖、模型、測試和評估結果以及優化方案，并作了口頭匯報。通過這次活動，陳晨等同學對設計過程有了切身的體會，全班同學在分享他們的成功和喜悅的同時，也加深了對設計過程的認識。
馬上行動
根據課文中的案例，請采用圖示方式展示陳晨等同學設計便攜式小凳的過程。
設計實際上是一個動態發展的過程。在一項具體設計中，有些階段或步驟可能會發生變化，有些步驟之間則可能出現一定的循環。因此，我們不能將設計的過程簡單化、模式化，而應根據設計的需要進行靈活安排。
討論
下圖是一幅描述產品設計過程的示意圖，請就此圖談談你的看法，并與同學交流。
練習
1、選擇課文中的一個或幾個方案，或者改進課文中的某個方案，或者自己設計一個便攜式小凳的設計方案，然后用厚卡紙制作它的模型。
（1）材料：25g16開卡紙兩張，透明膠帶紙，棉線。
（2）工具：筆，尺，刀，剪，針。
（3）要求：①凳高8—9cm，凳面大于40cm2。
②卡紙的剪裁、折疊方式不限，不得使用上述材料之外的其他材料。③組裝拆卸方便，自重輕，承重大，拆卸后體積小。
（4）評價：討論后確定各項指標，采用自評、互評等方式進行評價。
2、在學完這一節的內容之后，你覺得整個設計過程中：
給你印象深的環節是 ；
最具挑戰性的環節是 ；
最為關鍵的環節是 。
二、設計的一般原則
學習目標
理解設計的一般原則；理解設計的一般原則之間存在相互關聯、相互制約的關系；初步學會用設計的一般原則來評價某個產品。
“不以規矩，不成方圓?！币O計好一個產品。除了要經歷一個科學合理的設計過程外，還應遵循一些基本的原則。在長期的設計實踐中，人們逐漸總結出創新、實用、經濟、美觀、道德、技術規范、可持續發展等設計的一般原則。這些原則往往互相關聯、互相制約、互相滲透，并體現在設計過程的各環節之中，成為指導設計過程和進行設計評價的基本準則。
1、創新原則
設計是人類為了追求美好生活而進行的創造性活動。它改變了人們的生活環境，改變了人們的生活方式，同時也促進了社會的發展。那么什么是創新呢？創新就是通過引入新概念、新思想、新方法、新技術等，或對已有產品的革新來創造具有相當社會價值的事物或形式。如創造一種新的產品，或使已有產品具有一種新的特性，或采用一種新的生產方法，或以新的商業方式來處理某種產品等。
案例分析
洗衣機的變遷
洗衣機是每個家庭都熟悉的家用電器。最早出現的洗衣機是用手來操作的，那是一個帶柄的不漏水的箱子。洗衣時，將衣服和水都放進箱子里，然后轉動手柄來攪動衣服。1907年，美國工程師阿爾瓦 費西爾設計出了第一臺電動洗衣機——“托爾”，它利用一個圓筒的來回轉動，使衣物翻動洗凈。這是一種真正節省勞力的設計。隨著工業技術的發展，利用機械代替人從事繁重的勞動成為可能。此后，洗衣機又經歷了由單缸單洗到雙缸半自動，再到全自動滾筒多次變化和更新的過程。
討論
1、洗衣機的誕生和發展給我們的生活帶來了什么？
2、比較相鄰形態洗衣機的發展變化，并填寫下列表格。
比較 手工洗衣與手搖洗衣機 手搖洗衣機與單缸單洗洗衣機 單缸單洗洗衣機與雙缸半自動洗衣機 雙缸半自動洗衣機與全自動滾筒洗衣機
主要變化
創新是設計的核心。一個產品如果沒有任何新意，就很容易被不斷發展的社會所淘汰。生活因設計而豐富多彩，設計因創新而魅力四射。
設計過程中，一般可從原理、結構、技術、材料、工藝等方面考慮改進和突破，以實現創新的目標。要實現產品設計的創新，除了要最大限度地發揮人的智慧外，還應注意利用最新的技術成果和現代的設計理論與方法。
2、實用原則
“雖有乎千金之玉卮，至貴而無當，漏不可盛水------”這句話出自2000多年前戰國時期思想家韓非子之口。意思是說，一個酒杯價值千金，但若是它漏了不能盛酒，也就失去了基本的功能，就沒有了使用價值。所以，對于產品設計來說，必須考慮到它的實用性。
設計中的實用性是指設計的產品為實現其目的而具有的基本功能。它包括物理功能（產品的性能、構造、效率精度和可靠性等）、生理功能（產品使用的方便性、安全性、宜人性等）、心理功能（產品的造型、色彩、機理和裝飾諸要素給人以愉悅感等）和社會功能（產品象征或顯示個人的價值、興趣、愛好或社會地位）等。
產品的實用性是從設計的目的出發的，它隨時代的改變而改變，隨人群的改變而改變，具有鮮明的個性特征。
討論
從產品的實用性出發進行設計時，需要考慮哪些因素？產品是否功能越多越好？
馬上行動
1985年格雷夫斯設計的水壺，實用美觀，獲得極大的成功，這把水壺具有一個最突出的特征——在壺嘴處有一個小鳥的形象。
請仔細觀察右圖，結合水壺造型特點分析其功能，完成下面的連線題。
產品外形設計 功能分析
水燒開時，提醒注意
美觀、形象
開啟出水口
穩定性好
受熱面積大，熱效率高
保護手不被金屬把燙傷
手感舒適
便于傾倒
便于清洗
鏈接
《百年工業設計集萃：20世紀經典創新設計作品》，（英）拜厄斯、（法）德邦著，詹炳宏等譯，中國紡織出版社，2001年2月版。
3、經濟原則
卷紙是一種既便宜又輕便的產品，但其運輸成本在價格中所占比重較高。因此，在運輸中怎樣充分利用空間是設計中需要考慮的重要問題。圓形卷紙在捆扎包裝時會留有縫隙，造成空間的浪費，這樣，方形卷紙在設計中便應運而生。方形卷紙因其斷面是方形的，可以縮小縫隙進行打包，具有提高儲藏和運輸效率的優點。這種設計上的改進降低了運輸成本，提高了經濟效益，體現了經濟原則在設計中的應用。
設計中的經濟原則是指以最低的費用取得最佳的效果。所謂最低的費用，是指產品在得到最優良的設計、實現最佳的功能的同時，所涉及到的各方面的成本的總量最小。由于產品所用的材料都有其特定的性能和加工方法，作為設計者，如果只追求形式美而不了解生產工藝，往往就會出現無法生產或成本很高的情況。另一方面，如果設計者只追求價廉而粗制濫造，就從根本上違背了設計的目的，可能會導致產品滯銷或虧本銷售，造成更大的浪費。
小資料
在設計產品時，要注意采用新工藝、新材料，盡可能做到有利于批量生產，有利于自動化操作和管理，有利于降低材料消耗和節約能源，有利于產品的包裝、運輸、銷售、儲存和回收等各個流通環節的暢通。
案例分析
木桶與塑料桶
普通的木桶和塑料桶，功能相同，但由于木桶一般為手工單件生產，塑料桶是批量生產，所以大批量生產時，塑料桶的生產成本就很低，充分實現了其設計中的經濟追求。
從設計的經濟原則出發，對木桶與塑料桶進行比較，并在下列空格中填上關鍵詞。
制造成本 材料成本 維護成本 使用壽命 運輸成本 儲存成本 回收成本 其他 總體評價
木桶
塑料桶
現代產品除了滿足個別需要的單件制品外，幾乎是供多數人使用的批量產品。產品設計必須從消費者的利益出發，合理使用質優價廉、能優化產品品質的原材料，并在明確目標市場、控制生產成本、提高產品附加值等基礎上改進與完善產品設計，為企業的生存與發展服務。
小資料
價值優勢原理
功能成本比=功能/成本。提高功能成本比的方法：在功能不變的前提下降低成本；在價格不變的前提下增加功能；在增加功能的同時降低成本。
4、美觀原則
手表是人們生活中一件重要的計時工具，它極大地方便了人們的生活和公務的安排，同時它也是一件重要的裝飾品。在滿足計時功能的基礎上，手表的樣式設計變化多樣，表現出不同的美觀特性。
馬上行動
在觀察右面手表設計實例的基礎上：
1、談談自己對各種款式手表的不同感受。
2、選出自己所喜歡的款式，在下面對應的空白處做上標記，并說明理由。
“愛美之心，人皆有之。”好的產品設計不僅能滿足人的物質要求，而且也能讓人從產品外觀上得到美的體驗，享受精神上的愉悅。隨著時代的發展和文明程度的提高，美觀原則對設計越來越重要。在產品技術含量相同、功能類似的情況下，人們總是愿意用同樣或高一點的價格購買更加美觀的產品。設計美觀的產品可以滿足人們求美的心理，美化生活，同時對生產商來說也能增加產品的銷量。
產品外觀的美是通過對產品造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、裝飾圖案等的設計組合來表達的。通過各種元素組合，表現產品不同的設計優點，強調形態美、技術美、材質美、色彩美等獨特的表現元素，就會產生各種不同的產品風格，帶給人們各種美的享受。
產品設計中的美觀原則是多元的，它受到消費者、功能、技術、文化傳統等多方面的影響。例如，兒童用的玩具收錄機通常結構比較簡單，造型卡通化，顏色鮮艷，對比強烈，有的就干脆做成一個玩具娃娃的樣子，符合兒童天真活潑的天性。而面向年輕人的組合音響一般是多功能的高度集成，外觀精致，常有很多操作按鍵、旋鈕，表現出年輕人的時代感、科技感。
思考
分析以下產品設計的實例，試用適當的形容詞描述這些產品外觀的美學特征。
5、道德原則
產品設計不能只將產品考慮為一個孤立的物的實體，還必須考慮它與人、社會、環境的關系，必須遵循道德原則。產品設計者必須具有寬廣的眼界和高度的社會責任感，并力求用設計完美的產品奉獻社會，維護、完善社會倫理道德，推進人類文明的發展。
產品的設計應始終堅持為人服務的宗旨，不能出于某種不道德的目的。如設計旨在摧殘人的肉體，以逼迫他人就范的刑訊逼供器具，就是一種不道德的設計。同時，產品的設計不能單純為了謀取利益而損害人類所居住的環境，更不能為了私利而設計制造低級趣味的產品，生產假冒偽劣產品，甚至用報廢、有毒材料制造食品、藥品等關系到人們身體健康的產品。此外，設計是創造性的活動，在利用有關知識產權和專利的法律法規保護自己的成果的同時，還要尊重他人知識產權、技術成果和道德觀念。那種一味抄襲別人的設計成果的行為也是不道德的。
案例分析
給瓜子“美容”
瓜子是人們喜食的休閑食品。一顆小小的瓜子放在嘴里，吃得香，吃得隨意方便。
為了能使瓜子更“漂亮”、更“可口”，某些廠家在煮制瓜子時，先是放入明礬，以使瓜子不易受潮變軟，保持好的口感；然后將瓜子放入滾筒內，用價格便宜的工業鹽代替食用鹽加以炒制；十多分鐘后，加入滑石粉或工業石蠟給瓜子“拋光”，使炒出來的瓜子光滑、好看；在給瓜子“拋光”的同時，加入調味劑和色素進行調味和調色。如此，經過“美容”的瓜子就出爐了。
經檢測部門檢測，經過“美容”的瓜子中鋁（主要來源于瓜子加工過程中添加的明礬）的含量高出日常飲用水標準13倍。超量的鋁對人的機體造成損害，早期癥狀表現為身體虛弱、抑郁、焦躁、記憶力衰退，嚴重的會造成腎功能衰竭、尿毒癥，如果在腦內沉積過多則會造成癡呆和帕金森綜合癥。而瓜子“美容”過程中所使用的工業石蠟，遇含有非常強的致癌物。
討論
1、道德原則對于產品設計有可意義？
2、設計中的創新原則與道德原則有什么關系？
6、技術規范原則
具有全球漫游功能的移動電話可以在全世界上百個國家自由地漫游通話。這個奇跡之所以能成為現實，是因為這些國家都使用相同的移動電話技術規范來建設它們的電話信號收發設備，這樣，手機就可以在世界各地暢通無阻地使用了。
案例分析
飛機上的圓形窗戶
世界上第一架噴氣客運飛機“彗星號”，它的設計一開始受到普遍贊賞，但是飛行不久就出了事故，原因是它的漂亮的方形窗戶發生破裂。人們都知道，輪船兩側的窗戶都是圓形的，因為圓形能夠把受到的力平均分散，使窗戶不易被壓破，但沒有考慮到飛機的窗戶在空中也會受到很大的力。從那以后，圓形的窗戶就成為飛機設計的一項技術規范。
討論
請結合上述案例說明技術規范為什么應隨著設計的發展而發展。
產品設計不能停留在紙上，必須通過一定的技術手段變成實在的物品。因此，產品的設計必須符合一定的技術規范。技術規范是有關開發生產技術的知識、領域、方法和規定的總和。
技術規范既有強制性的標準，也有推薦使用的技術規范。強制性標準是產品設計制造必須達到的要求，否則將出現各種質量和安全方面的事故。推薦性的技術規范不是產品設計制造必須達到的，而是對企業形象和產品的品質有很大影響的要求。如國際標準化組織的ISO—9000及ISO—14000系列質量、環保標準，電腦的TCO—99環保標準等。產品通過了這些標準的認證，是對其設計、生產、管理高質量的一種體現和認可，而這對消費者選購產品以及企業進入國際市場也都有很大的幫助。
鏈接
中國標準網http://www.
世界標準化組織htt://www.iso.org
馬上行動
尋找生活中應用技術規范較典型的案例，并對技術規范的內容加以說明。
7、可持續發展原則
一次性發泡快餐飯盒曾因其在功能、價格方面的優勢而備受消費者的青睞。但是近年來，人們逐漸意識到這種泡沫飯盒的弊端，因丟棄后長時間內無法降解，其所制造的白色污染對環境造成了極大的危害。
在技術世界中，技術產品是與生態、環境、資源等緊密相連的。樹立可持續發展的理念，體現可持續發展的要求，不僅是產品設計者應當遵循的原則，而且是產品設計者應當承擔的責任。
技術設計的可持續發展原則是指產品的設計既滿足當代發展的需求，又考慮未來發展的需要，不以犧牲后人的利益和長遠的利益為代價來滿足當代人的需求。設計產品時，應充分考慮產品對環境可能造成的影響，并盡量采取措施減少其負面影響。在產品設計的過程中，應盡可能選用可再生資源和可重復使用的材料，盡量減少原料和自然資源的使用，降低產品在生產中的損耗。對于一些產品的設計，還要考慮到與之相關的使用回收問題。
可持續發展原則是隨著人類社會的發展和人類認識的深入而不斷發展變化的。在一定時期內被視為優良的材料、產品，可能在一段時間后被發現具有很大的危害，這時候就應及時設計出更加先進、負面影響更小的替代產品。
總之，產品的設計要考慮到人類長遠的發展、資源與能源的合理利用、生態的平衡等可持續發展的因素。
閱讀
月餅的包裝
中秋節，月餅專柜儼然是工藝品專柜。如某品牌的月餅推出了木盒禮品系列，每一個大木盒里還有一個小木盒。里面裝著附送的小禮物。然而，精美的包裝很快就變成了無用的垃圾。由此造成的浪費相當于每年要毀掉一片相當規模的樹林。目前，歐洲各國政府紛紛制定包裝法。最早推崇包裝材料回收的德國制定了“循環經濟法”。丹麥率先實行“綠色稅”制度。很多國家要求制造商、進口商與零售商負起將包裝材料回收利用與再制造的責任。
設計是一項綜合活動，其一般原則對設計的成功具有重要影響。但是在實際運用中，各種原則并不是各自獨立的，它們之間有著相互聯系、相互制約、相互影響的關系。
一般地，產品首先必須滿足使用者的功能需求，所以實用原則是最基本的。但是對于生產商來說，為了在激烈的競爭中取勝，需要不斷地推出新產品，贏得更大的市場份額，因此，不斷地創新就成為他們制勝的法寶之一。不同的產品所考慮的重點也不同，如生產工具和設備的功能可靠性肯定是第一位的，而其他一些產品，如禮品、裝飾品，則首先要通過美觀的外形設計表達特別的情感，實用功能則降到次要的地位。例如，一些豪華手表在表盤上設計了很多裝飾性的鉆石，而這些對顯示時間功能沒有幫助，反而會影響觀察，但是這樣的設計表現了一種豪華貴重的感覺，還是受到很多要顯示自己身份地位者的青睞。
馬上行動
討論設計的一般原則之間的相互關系，并嘗試用圖的形式予以表示。
在設計的一般原理中，有些原則之間是相互制約的，如一味地追求美觀，可能就會影響到實用，反之亦然。有些原則之間則存在著相互促進的關系，如在產品設計生產中，如果使用很高的技術規范和標準來提高產品的性能和質量，就會在開發之初花費更多的技術費用和精力，看起來使經濟原則不能很好地得到體現，但是這樣做降低了次品率，減少了產品損壞維修的工作量，延長了產品的使用壽命，使產品得到了消費者的贊賞，并贏得了更為巨大的市場。
產品設計的原則具有一定的開放性。這些原則是人們在實踐中的經驗總結，它們隨著社會的發展而發展。就設計的道德原則來說，當人們沉浸于工業化社會大生產、大消費給我們帶來的物質享受時，并沒有注意到它給我們的生存環境帶來的負面影響。而現在，那些威脅到人類的生存和健康發展的產品設計，由于被認為是不道德的產品而受到譴責。所以，在科學技術快速發展的時代，必然有很多新的問題出現，有更多新產品被設計出來，也必然會有一些新的設計原則被總結和應用到設計中去。
思考
除了課文所述的七項原則外，設計還需要遵循哪些原則？
練習
1、談一談你對創新的理解，并選擇生活中的某個產品，試從下表所列的四個方面對其進行分析。
分 析
原理創新
結構創新
材料創新
工藝創新
2、找出一些生活中不實用的設計案例，分析其不實用的原因，并提出改進意見。
三、設計的評價
學習目標
能根據設計過程中每一階段的要求進行評價，樹立質量管理意識；能根據設計要求對設計過程和最終產品進行多方面的評價，并寫出設計總結報告；能在設計過程中和設計完成后，用恰當方式與他人交流設計想法和成果，并能在交流中提煉出有價值的信息。
設計的評價是指依據一定原則，采取一定方法和手段，對設計所涉及的過程及結果進行事實判斷和價值認定的活動。它對設計者樹立質量管理意識、強化質量管理、高質量完成設計任務具有重要作用，同時也有助于設計中的信息交流和工作反思。
討論
1、如果沒有評價，一項設計將可能出現哪些情形？
2、有人認為評價就是考試，你認為對嗎？為什么？
評價涉及到評價對象和評價者。從評價對象來看，設計的評論可以分為兩類：一是對設計過程的評價，二是對設計成果的評價。從評價者來看，也有兩類：一是設計者自我評價（即自評），二是他人的評價（即他評）。
思考
設計者為什么要進行自我評價？
無論是對設計設計過程的評價還是對設計成果的評價，都應建立在事實判斷的基礎上。也就是說，評價者首先應對設計過程和設計方案的各個細節進行準確的判斷、說明、闡述，如在設計過程中經歷了哪些步驟，作了哪些調研，提出了哪些方案，進行了哪些試驗等。只有在事實確定的前提下，評價才會有效，才不至于失真。
進行評價必須制定相應的標準。由于設計的目標和內容不同，設計評價的標準也就不同，有時可以有所側重。評價標準的制定應當客觀、明確，體現科學性和可操作性。
馬上行動
下表是張成同學制定的評價產品在人機方面的具體標準，你認為各項指標分值合適嗎？還可增加哪些評價內容？
項目名稱 內 容 分 值
人機關系 主要操作裝置應與人體有關尺寸相適應 5
主要顯示裝置應清晰易讀，處在人閱讀的最佳范圍內 5
操作件使用方便，符合人體生物力學特點 4
在工作區域內無劃傷人的尖棱突角 4
照明光線柔和，亮度適宜 2
在危險區域內，有保護裝置，有警示標志 3
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鏈接
中國設計之窗 http://www.designcn.org
1、對設計過程的評價
沒有良好的設計過程，就不可能有良好的設計成果。統計資料顯示，一項設計成果質量的好壞，60%——70%是由設計過程的質量所決定的。因此，加強對設計過程的評價是樹立質量管理意識、加強質量管理、實現設計目標的關鍵。
對設計過程的評價有著豐富的內容，例如，設計過程是否完備，分工是否合理，采用的方法是否正確，各個環節或階段的任務是否完成，形成的中間成果（方案）是否符合要求，全過程是否有質量控制和相應的監督、改進措施等。
馬上行動
請對設計過程的評價內容作補充：
1、
2、
3、
對設計過程的評價要注意把握各個環節或階段的主要任務和目標，要注意把握設計過程中各個環節或階段之間的銜接和協調，要注意階段性成果的質量。對設計過程的評價應服務于完善設計方案、促進個人發展的根本目標，不僅僅是設計過程終結時的回顧性、反思性評價，而且也包括設計過程進行之中的即時性、階段性評價。因此，對設計過程的評價應寓于設計的全過程。
設計過程的評價：
（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。
馬上行動
陳晨等同學在王老師的指導下，確定了如下幾個評價角度對小凳的設計過程進行評價，你認為是否合理？還可補充哪些角度？
評價角度 程度評價 評價說明
工作是否具有創新性 低 中 高 設計過程開拓創新性很好
組織是否協調 低 中 高 協調性好
采用的方法是否正確 低 中 高
計劃是否科學嚴密 低 中 高
過程是否全心投入 低 中 高
資源運用是否合理 低 中 高
低 中 高
2、對最終產品的評價
最終產品是設計過程的結晶，是設計質量、設計水平的集中體現。對最終產品的評價，有兩個基本依據：一是參照設計的一般原則進行評價，二是依據事先制定的設計要求進行評價。在實際評價中，這兩個方面也可以結合起來。
馬上行動
圖示為運用設計的一般原則對某產品進行的評價。試對該產品的設計作簡要闡述。
由于對最終產品的評價是對設計成果的總評價，因此，應從多方面把握評價內容。如對一個日常用品，我們可從其功能、形態、效率、創新性、安全性、易操作性、性能價格比、美學因素，對社會、環境、資源的影響以及市場應用前景等方面進行評價。但應指出的是，對不同的產品，評價的內容及標準可能有所不同。
案例分析
鄭欣同學設計制作了一個新書架，他設計出了如下的評價表，從操作性能、形態等幾個角度對新書架進行評價，在“程度評價”欄中標注相應的程度高低，“評價說明”欄中填寫自己的主觀感受。
評價角度 程度評價 評價說明
操作性好 低 中 高
形態新穎 低 中 高
牢固可靠 低 中 高
人機因素 低 中 高
環境因素 低 中 高
易維護 低 中 高
鄭欣還設計出了坐標圖來表述評價結果
思考
鄭欣所設計的評價角度合理嗎？為什么？
探究
坐標圖法是表述評價結果的方法之一，其圖形面積越大表明產品越好嗎？
閱讀
《產品設計與開發》中的設計評價要點
賓夕法尼亞大學活頓商學院的卡爾 猶里齊和麻省理工學院斯隆管理學院的斯蒂芬 埃平格兩位教授，在《產品設計與開發》一書中就工業設計提出了以下評價方面的要點。
產品的用戶界面質量
1、產品的特征是否向顧客有效地揭示了相應的操作？
2、產品使用方便嗎？
3、所有的性能都安全嗎？
4、所有潛在的顧客以及產品的用途都明確了嗎？
產品的感染力
1、產品吸引人嗎？令人興奮嗎？
2、產品能顯示它自身的品質嗎？
3、看上去給人一種什么樣印象？
4、擁有產品能夠給顧客帶來自豪感嗎？
產品的維護和修理性能
1、產品的維護方法明顯嗎？方便嗎？
2、產品的特征是否能反映出拆卸和裝配的程序？
產品的資源的合理利用
1、為滿足顧客的需要，所耗費的資源合理嗎？
2、材料的選擇恰當嗎（根據成本和質量）？
3、是否考慮了環境的、生態的因素？
3、設計的評價與設計的交流
很多情況下，設計的評價目的往往不是為了甄別，而是為了相互交流信息、征求意見、共同研討，進而完善設計方案。即使是從參與設計成果的評選出發而進行的評價，也離不開設計的交流。因此，設計的交流貫穿于設計的全過程，是設計評價的基礎。
設計的交流可以通過多種方式進行。其方式有口頭語言、文本、技術圖樣、圖表、模型、計算機演示、網頁等。具體方式的選用可根據不同的場合、不同的目的、不同的要求、不同的對象等因素進行選擇。一般地，口頭語言較多適用于面對面的、規范要求并不過于嚴格的場合，其特點是簡潔、方便；文本、圖表之類的交流方式相對比較正式，適用于具有一定技術要求的交流，其特點是較為規范，可以反復查閱、核對；技術圖樣、模型具有感性、直觀的特點，容易吸引觀眾或讀者的注意，并使人更易于把握技術的特征，是最具有技術特征的一種表達方式；計算機演示、網頁的表達方式往往生動、形象，其中網頁的方式還具有交流時間靈活、開放性強等特點。
馬上行動
嘗試設計一個體現各種交流方式相互關系和各自特點的圖表。
小資料
語言的形式有多種，依據感覺的方式不同分為視覺語言、聽覺語言、觸覺語言等。據研究表明，人與外界交流的70%是通過視覺途徑進行的，因此，視覺的語言對于人類的交流是重要的。
在設計的交流過程中，應當注意提煉關鍵的技術信息。對他人所提出的理念、信息、意見要作客觀的、有意義的、實事求是的分析，要能敏感地抓住他人意見、建議中的創新點或自己設計活動富有啟發意義的部分，用以改進自己的設計，從而使交流的過程成為改進自己設計、開闊自己視野的過程。
馬上行動
如何在設計的交流中提煉出有價值的信息？請列出要點：
1、
2、
3、
4、
練習
1、五名同學組成一個模擬專家小組，對一臺教學設備進行設計評價，并提出改進意見。
2、根據自己對設計過程的理解，設計一個對設計過程評價的內容及指標體系。
3、分析設計的評價與設計的交流之間的關系，策劃一次設計的交流活動。
本章小結
設計是一個有目的、的計劃的活動。設計的一般過程是設計按科學的順序進行運作的基礎，它保證了設計的方向性和設計的質量。設計的一般原則是指導設計活動的準則，是根據設計目標綜合評價產品品質的最基本的要素。
產品的設計過程一般包括發現與明確問題、制定設計方案、制作模型或原型、測試評估及優化、產品的使用和維護等階段，各環節不完全是一種線性的關系，有時是不斷循環、不斷反復的過程。
設計產品必須遵循一般的設計原則。這些原則包括創新原則、實用原則、經濟原則、美觀原則、道德原則、技術規范原則和可持續發展原則等。這些原則既相互聯系，又相互制約。它們既是設計的著眼點，又是進行設計評價的必要尺度。由于設計對象所涉及的內容與范圍很廣，且設計的復雜程度差異很大，因此設計過程的各個階段和設計中所遵循各原則有可能不完全相同。
設計的評價是指依據一定原則，采取一定方法和手段對設計所涉及的過程及結果進行事實判斷和價值認定的活動。對設計的過程及最終產品進行評價，并在評價中不斷與他人進行交流，對于強化質量管理、順利完成設計任務等方面都具有重要意義。
綜合實踐
1、以設計所應遵循的一般原則為依據，對第一節內容中某市高一（6）班陳晨等同學設計便攜式小凳的過程與結果作簡要評價。
2、設想在設計中缺少以下某一環節或某些環節結局會怎樣？先討論，再填寫下表。
缺少的環節 對設計可能導致的影響
明確問題
設計分析
方案篩選
試驗
3、閱讀以下材料，試對刻在倫敦委員會建筑師部墻上的關于設計方案形成時的六個階段的告示內容作出評價。
刻在倫敦委員會建筑師部墻上的告示
設計方案形成時的六個階段：
1、熱心于研究的對象；2、醒悟到一些問題（使幻想破滅）；3、對問題感到十分驚慌；4、因為一些內疚而探索；5、對一些復雜的方案以猛烈攻擊；6、局外人的贊揚。
4、觀察下圖，談談你學習本章內容的體會。
第三章學習評價
評價內容 自我評價
學習過程 課內完成學習任務情況
課外完成學習任務情況
學習態度評價
學評價
學習結果 本單元學習目標實現情況
學習本單元內容的收獲與不足
第四章 發現與明確問題
從技術角度看，人類進步與發展的過程就是不斷發現問題，不斷進行設計，從而解決問題的過程。技術世界的問題形形色色，存在于世界的每個角落。能不能發現問題，能不能明確問題，將關系到能否找到一個好的切入點，能否推動技術的發展與創新。
一、發現問題
學習目標
明確發現問題的重要性；初步掌握發現問題的一般方法；能通過各種渠道收集與所發現問題相關的各種信息，并進行處理。
1、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、多種多樣，有的是科學方面的問題，有的是社會方面的問題，也有的是技術方面的問題。在技術課程中，我們討論的主要是技術方面的問題。
從技術角度看，人類進步與發展的過程就是不斷地發現問題，不斷地進行設計，從而解決問題的過程。那么，問題是如何產生的呢？這不外乎下列三種情況：第一種，人類生存活動中必然會遇到的問題。例如，為了解決人們如何進食的問題，中國人設計出了筷子，而西方人則設計出了刀叉。第二種，由別人給出問題，設計者必須針對問題尋求解決方案。例如，當汽車的速度超過200km/h時，空氣阻力的問題越來越明顯。為了解決這個問題，人們設計了外觀呈流線型的汽車。第三種，基于一定的目的由設計者自己主動地發現問題，并試圖解決它。
案例分析
電話的發明
人們總是想與聽覺范圍以外的其他人聯絡。例如，古代羅馬人從一個山頂向另一個山頂閃鏡子，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。他的工作自然而然地把他引向了對聲音的研究，使他對聲音如何能夠用電發送這一問題產生了興趣。在話筒端，貝爾使用一種膜片（或稱薄膜），聲音傳到膜片會導致膜片振動，該振動將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，使聽筒膜片振動，從而產生聲波。1876年，貝爾發明了第一部電話機。
思考
貝爾的設計針對的是什么問題？這個問題從何而來？
在前述三種情況中，第一、第二種問題的提出往往比較明確，主要是針對一般的和已有的問題提出的，而第三種問題卻是全新的，它需要我們積極主動的思考，需要我們細致入微的工作，需要我們獨具慧眼的發現。這類問題的發現，一方面可以挑戰和拓展我們的能力，另一方面也有可能更好地滿足人們的需要，推進技術的發展和創新。
2、發現問題的途徑與方法
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。
觀察日常生活
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。循環往復的生活內容，偶然遇到的一個事件、一個器物、一個現象，甚至于對日常生活中所遇到的人或物或事的偶然一瞥、偶然一思，都可能引發一個問題的發現。
案例分析
新式紡紗機的誕生
詹姆斯 哈格里沃斯有一次無意中將家中的紡車碰翻了，他看見原來水平放置的紡車變成了垂直豎立，仍在不停地轉動。從這一偶然事件中，他得到啟示：既然紡車錘豎立時仍能轉動，要是并排使用幾個豎立的紡錘，不就可以同時紡出好幾根紗嗎？他說干就干，經過試驗終于發明了裝有8個紡錘的新式紡紗機。
思考
在日常生活中，你有過無意中發現問題的經歷嗎？
馬上行動
曾經有人發現：
1、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；
2、人們在喂嬰兒食物的時候不知道冷熱，會燙著孩子；
3、在作用折疊式剃須刀時很不安全，常常刮破皮膚。
你知道這些問題的發現引發了哪些設計和發明嗎？請在此基礎上嘗試提出兩個日常生活中遇到的問題。
1、
2、
對于日常生活中的問題，我們還可以通過有目的、有計劃的觀察來加以發現。這樣的觀察，往往需要根據一定和目的，先制定一個觀察提綱或觀察表，然后用自己的感官和輔助工具觀察日常生活的某一方面，最后在一定的總結與分析的基礎上提出問題。
閱讀
觀察的一般要求
1、養成觀察習慣，形成觀察的靈敏性；集中精力，勤奮、全面和多角度地進行觀察；觀察與思考相結合。
2、制定好觀察提綱。觀察提綱因只供觀察者使用，應力求簡便，只需列出觀察內容、起止時間、觀察地點和觀察對象即可。為使用方便，還可以以制成觀察表或卡片。
3、按計劃（提綱）實行觀察，作好詳細記錄，最后整理、分析、概括觀察結果，作出結論。
收集和分析信息
在信息時代，種類繁多、紛至沓來、層出不窮的信息是豐富的問題之源。我們通過對文獻信息、網絡信息、媒體信息的收集、檢索和分析，往往可以發現一些有價值的問題；通過問卷調查、詢問訪談等方式進行信息的收集，有時也會有驚人的發現。我們把對已有文獻信息進行收集、分析的方法稱為文獻法；把用問卷的方式進行實際調查，獲取信息、發現問題的方法稱為問卷調查法；把以詢問的方式收集和獲取信息、發現問題的方法稱為詢問法。其中，詢問法包括直接詢問法、間接詢問法；集體詢問法、家庭走訪詢問法、個別詢問法等。
小資料
1、問卷分類
A、開放式問卷。被調查者在表格中根據自己的意愿填寫相關內容。
B、封閉式問卷。被調查者在已設計好的答案中選擇自己最認可的一項。
C、混合式問卷。在一份問卷中，既有開放式要求的欄目，又有封閉式要求的欄目。
2、調查問卷設計的原則
把被調查者作為問卷設計的出發點，忌問卷設計得太長，問題太多，需要填答的量太大；忌問卷中要求被調查者進行難度較大的回憶和計算；對阻礙問卷調查的因素有明確的認識；從多個不同的角度來考慮問卷的設計工作。
鏈接
高中教材《統計》，人民教育出版社，2001年版。
馬上行動
高佳佳同學就人們對杯子在材料、形狀、色彩、價格方面的喜愛情況進行了問卷調查，選取兒童、中學生、上班族、老人各階層0名作為調查對象，獲得的統計數據如下表所示。請對此進行分析，并提煉出你發現的問題。
問卷調查對象 材 料 形 狀 色 彩 價 格
紙質 塑料 陶瓷 金屬 橢圓柱 圓柱 方柱 明亮 淡雅 灰暗 低檔 中檔 高檔
兒 童 3 7 7 3 8 7 5 12 5 3 10 6 4
中學生 3 5 6 6 4 7 9 9 8 3 6 12 2
上班族 8 2 5 5 6 5 9 6 8 6 3 8 9
老 人 4 5 8 3 6 10 4 5 12 3 12 5 3
從現在開始，我們將以高一（1）班孫宇等同學設計臺燈為例，具體講述從發現與明確問題到制作模型或原型的整個設計過程。
升入高中后，孫宇感到學習內容不但增多了，而且有了一定的難度，他晚上看書學習的時間也隨之延長。家里的臺燈讓孫宇傷透了腦筋。寫作業時，凌亂的書有時會將臺燈碰倒；樓下的汽車鳴笛聲會使由聲控開關控制的臺燈突然熄滅；燈光太弱，孫宇想看清書上的內容，就得費勁地靠近課本，時間長了，腰酸背疼，而且視力也下降了許多。孫宇就使用臺燈產生的苦惱詢問班上同學，他發現多數同學竟然存在同樣的問題?！笆裁礃拥呐_燈才適合學生使用呢？”孫宇提出了一個問題。
討論
設想孫宇是怎樣就使用臺燈產生的苦惱展開詢問的，并與同桌進行情景模擬。
思考
假設你詢問的內容涉及到對方的隱私，應怎么辦？
采用詢問法不僅可以發現問題，而且可以了解問題產生的原因。
馬上行動
請就鋼筆的使用情況設計一個詢問提綱，通過對同學的詢問，發現問題材并了解問題產生的原因。
發現的問題 問題產生的原因
技術研究與技術試驗
技術研究、技術試驗是重要的技術活動，也是發現問題的途徑與方法。通過技術研究、技術試驗，我們有可能從對已有技術問題的研究中發現與之相聯系的問題，從已有的研究結論中發現新的問題，也有可能在技術研究、技術試驗的過程中獲得靈感、體悟，進而發現新的問題。
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技術試驗時，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，投入到技術試驗之中。試驗了很多次，每次試驗均以失敗告終，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，松開握著的手，他發現，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溫度的變化了。于是，他就把一個很細的試管裝上水，排出里面的空氣，密封住并在試管上刻了刻度，這樣，最早的可測量人的體溫的體溫表就研制成功了。
討論
請你談談技術試驗對發現問題有什么重要作用。
發現問題的途徑與方法有很多，我們可以通過自身的實踐和進一步的研究去探索和總結。
思考
你認為發現問題的途徑與方法還有哪些？
練習
1、魯班上山的時候，偶爾捋了一把長在山上的一種野草，手一下子就被劃破了。魯班很奇怪，小小的一根草為什么這樣鋒利？他把草折下來細心觀察，發現草的兩邊都長有許多小細齒，他的手就是被這些小細齒劃破的。魯班由被鋸齒形的草劃破手而發明了鋸。在日常生活中，你是否也具有這種發現問題的意識？這種意識對發現問題有何作用？
2、人有時借助于做夢也可以發現問題，你有過這樣的經歷嗎？若有，那么你借助于做夢發現了什么問題？
3、現在，筆的樣式越來越多，有立方體形的，也有圓柱形的；有很細的，也有特別粗的-------我們選擇的范圍也越來越大。請就筆的使用情況，采用觀察法、詢問法、問卷調查法中的任意一種，發現問題并查明原因。
4、請以全班同學為調查對象，根據前文所提供的臺燈使用情況進行調查，完成調查結果百分比圖，并提出自己分析問卷所發現的問題。
二、明確問題
學習目標
能根據設計對象和現有的工作條件列出具體的設計要求，包括應達到的標準和所受到的限制；能制定一般的設計計劃表。
1、明確問題的內容與價值
問題是否明確
采用各種方法可以發現很多問題，但這些問題有時可能是模糊不清的需要我們進一步加以明確。明確問題需從問題表述本身是否明確、提出問題的目的是否明確等方面考慮。
馬上行動
判斷以下兩個問題是否明確，并說明理由。
1、能否設計一個能回收天空中常常出現的不明飛行物的產品？
2、怎樣才能半冬天下的雪都有效地利用起來？
問題的價值
明確了問題的內容之后，還需要確定問題是否有價值。判斷一個問題是否有價值，必須從以下問題著手：
（1）所提出的問題是否遵循了基本的科學原理？（如“能否制造一個不需要任何能源的機械裝置帶動車輛運行”就是一個不科學的問題）
（2）迄今為止，能否確認該問題尚未得到充分解決？
（3）在你調查的范圍里，該問題是否具有普遍意義？在更廣的范圍內，這個問題是否有意義？
（4）在多個問題同時發生時，該問題是否是主要問題？
（5）現有的技術條件能否解決這個問題？技術發展以后呢？
（6）解決該問題所需的投入是多少？投入與產出的比是否理想？
馬上行動
試判斷“怎樣才能將冬天下的雪都有效地利用起來”這一問題的價值。
明確問題的內容與價值，除了需要進行一些主觀的分析外，還可以借助于一些研究手段（如信息收集、調查分析等）來進行。這樣，既可以深化對問題的認識，進一步明確問題的內容與價值，又可以為分析問題解決的條件及實現的可行性、提出設計要求奠定基礎。
孫宇帶著他的問題求助“技術與設計1”課的老師，老師建議成立“學生臺燈設計項目組”以便開展工作。以孫宇為代表的幾個同學被分成四個調查小組，在老師的指導下，開始了需求調查。
第一組同學負責對學校各個班級的學生進行問卷調查。下表是第一組同學設計的調查問卷表。
調查問卷表
同學：
你好！
我們是高一（1）班的學生。我們正計劃設計一種供學生學習使用的臺燈，希望能就您對臺燈的一般要求進行調查。以下列出的各題，請您在認可的答案前的方框中打“√”（單選）。
謝謝您的合作！
高一（1）班學生臺燈設計項目組
10月18日
1、臺燈的功能
□照明 □照明加日歷 □照明加筆筒
□照明加溫度計 □照明加計算器 □照明加時鐘
□照明加應急燈 □照明加裝飾 □亮度可調節
2、臺燈的開關
□手動開關 □聲控開關 □觸摸式開關
□光控開關 □調光開關
3、支撐架結構材料
□金屬 □塑料 □木材 □金屬與塑料結合
4、結構形式
□固定式 □折疊式 □升降式
5、燈泡
□節能燈 □白熾燈 □小日光燈
6、燈罩形式
□普通反光式 □藝術造型式 □其他形式
7、能承受的成本價格
□10元以內 □10元—20元 □20—30元
□30—40元 □50元以上
8、其他特殊要求：
第二組同學負責到大商場家電部了解現有臺燈的款式、功能及銷售情況。
第三組同學負責到學生宿舍利用詢問法展開調查。下面是他們所列的訪談計劃。
訪談計劃：
1、訪談對象：高中學生
2、訪談時間：10月18日
3、訪談地點：市第一中學學生宿舍
4、訪談的主要問題：
（1）你理想的臺燈的主要功能是什么？
（2）你希望臺燈的開關是手動的、聲控的、觸摸式的、光控的、還是其他？
（3）臺燈支撐架結構材料，你喜歡金屬的、塑料的、木材的、還是其他？
（5）臺燈的燈泡，你喜歡節能燈、白熾燈、還是小日光燈？
（6）臺燈的燈罩，你喜歡普通反光式的、藝術造型式的，還是其他？
第四組同學負責通過書籍、網絡等渠道收集有關學生臺燈方面的資料。
資料收集工作結束后，工作進入資料分析階段。四個小組的同學認真地對所調查的資料進行統計、分析，采用柱形圖、三維餅圖等圖表形式繪制出了資料的統計結果圖表。
結合統計結果，孫宇等同學得到了關于臺燈的功能、開關、支撐架結構材料、結構形式、燈罩形式等方面的統計數據；32%的人喜歡手動開關，19%的人喜歡金屬材料的臺燈支撐架結構-------
討論
孫宇等四組同學借助信息收集、調查分析等手段明確學生臺燈問題的內容與價值的過程是否合理？談談你的認識。
2、明確解決問題受到的限制及具體的設計任務
在明確問題的內容與價值之后，還應明確解決這一問題所受到的主客觀條件的限制，明確設計所應受到的限制和所應達到的標準，進而提出設計任務。
無論是一個問題的解決，還是一項設計的進行，它的限制主要是由兩方面決定的，一是設計對象的特點和問題解決的標準，二是設計者的技術能力與條件。
就設計對象而言，一方面，不同的設計對象往往具有不同的特點，其產品的功能、大小、安全、外觀、耐用性等方面的設計標準也有所不同。如兒童玩具在外觀上一定要生動活潑、色彩鮮艷，安全性能絕對可靠；在大小、結構等方面要考慮到兒童的四肢、力量、心理等方面的特點等。對于有些產品（如門鎖）則在精細程度、可靠性、制作工藝等方面有其具體的標準等。另一方面，設計對象還將可能會受到諸如成本、環境等的限制，如一幢建筑物的設計、一項工程的設計往往都有一定的預算，對其設計對象生產的成本、經費等都有一定的限制。
馬上行動
假如要設計一個家庭書架，你認為從設計對象角度看應受到哪些方面的限制？討論后請填寫在下面的空格內。
限制的內容 原 因
一個問題的解決或一項設計的完成，除了受設計對象所涉及的標準和因素的限制外，還受到問題解決者或設計者的主客觀條件的限制。從主觀條件看，主要是其是否具有解決問題所需要的知識和技能。例如，一位機械領域的技術人員對于涉及農業、生物工程等方面的技術問題的解決可能會無能為力；一名中學生由于知識和經驗的局限，對較復雜產品在設計上難以駕馭等。從客觀條件看，問題解決或設計的過程往往要消耗一定的人力、物力、財力以及時間，需要一定的材料、資料、儀器、設備以及空間作支撐，而這些資源都是有限的。對這些問題，如果沒有正確的估計和清醒的認識，往往會使我們的問題解決或設計工作夭折。
思考
根據自己的實際情況，分析自己進行技術設計的有利條件和不利條件。
有利條件：
不利條件：
馬上行動
如果你自己動手制作一盞臺燈，請考慮各種限制因素，填寫下表。
設計相關因素 是否受限制 可否執行國家相應技術規范
材料
制造工藝
結構造型
標準件
質量
成本
時間
------
當我們對解決問題所受到的限制作了全面的梳理和分析之后，就可以將該問題明確地視為一個設計對象，并依據已有的調查、研究和分析，提出具體的具有一定可行性的設計要求了。
孫宇等同學在老師的指導下，對資料分析的統計結果進行了熱烈的討論，認真分析了學生臺燈在設計時所應達到的標準和所應受到的限制。大家一致認為，要解決學生臺燈的問題，對安全、趣味性、造型、色彩等諸多要素進行綜合考慮是必不可少的。學生臺燈應具有光源穩定、保護視力、安全可靠、結構穩固、經久耐用等特點。經過思考，他們提出了臺燈設計的一般要求。
（1）功能要求：具有基本的照明功能，同時有適當的輔助功能。
（2）技術指標：亮度≥300lx，不反光，不眩目，絕緣度≥1MΩ。
（3）外觀要求：美觀，具有一定的裝飾效果。
（4）耐用性：結構穩固，經久耐用。
（5）成本要求：20元人民幣以內。
討論
高一（1）班孫宇等同學對臺燈設計所提的一般要求是否合理？是否具有可行性？
3、設計計劃
為了保證設計的順利實現，我們需要制定設計計劃。設計計劃可以更好地保證設計有目的、有計劃地進行，它可以通過工作程序的排列來表示。
根據所學過的“設計的一般過程”方面的知識，孫宇制定了一份臺燈的設計計劃。
a b c d e
① → ② → ③ → ④ → ⑤ → ⑥
其中，a、發現問題與明確問題：調查需求，調查統計，明確要求；b、制定設計方案：收集信息，設計分析，方案構思，方案呈現，方案篩選；c、制作模型：繪制圖樣，臺燈制作；d、測試、評估及優化：測試，評估，優化；e、臺燈的使用和維護：設計一份產品說明書。
為了統籌安排設計進度，合理利用設計資源，并根據時間要求以及設計各個階段的工作量和設計的難易程度，科學、合理地分配時間，在完成設計計劃的基礎上，還需要制定一份時間進度計劃表。設計各階段工作的展開，有的可以同時進行，有的需要依次推進。
根據自己的設計計劃，孫宇制定了一份臺燈設計的時間進度計劃表。
時間（周）內容 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
發現與明確問題 調查需求 --
調查統計 --
明確要求 -
制定設計方案 收集信息 ----
設計分析 ---- ---- ----
方案構思 ---- ---- -
方案呈現 ---
方案篩選 - ----
制作模型 繪制圖樣 ---- --
模型制作 --- ---- ---- ----
測試、評估及優化 測試 -- ---- --
評估 -- ----
優化 - ----
使用和維護 設計一份產品說明書 ---
思考
你認為孫宇的臺燈設計計劃和時間進度計劃表安排得合理嗎？如果不合理，如何改進？
根據需要，時間進度計劃表也可以用設計計劃書的形式來表達。
馬上行動
下表為孫宇準備制作臺燈的設計計劃書，請幫助她填寫完整。
臺燈設計計劃書
周次 項目 內容及要求
第1周 資料收集與分析
第2—5周 制定設計方案 從所得的資料中構想出一些初步方案，再發掘資料中的有用數據、制作方法和材料等，確定最可行的設計，并繪制該臺燈的草圖------
第5—9周 制作臺燈模型
第8—11周 測試、評估及優化 試驗及檢驗臺燈的性能，看看是否適用，必要時修改產品，以求更佳效果------
練習
如果請你設計制作一個筆筒，請分析一下此設計所應受到的限制。
本章小結
技術領域中存在著各種各樣的問題。知道問題的來源，樹立發現問題的意識，積極主動地發現問題可以挑戰和拓展人們的能力。掌握一些發現問題的途徑和方法，學會觀察日常生活、收集和分析信息、進行技術研究和技術試驗，可以幫助人們更好地發現問題，發現有價值的問題。
明確問題的內容，確認問題的價值，可以為分析問題解決的條件及實現的可行性、提出設計要求奠定基礎。分析解決問題所受到的主客觀條件的限制，明確設計所應受到的限制和所應達到的標準，進而提出設計任務，可以保證問題的解決和設計工作的順利進行。制定周密的設計計劃對確保設計有目的、有計劃地進行也有著重要的意義。
綜合實踐
1、全班同學分成若干組，每組從日常生活中發現一個問題，分析解決這個問題的有效途徑及方法。每兩組組成一對，以己方為正方、對方為反方，分別就所發現的問題展開辯論，重點論證以下問題：
（1）各組發現問題的價值所在；
（2）明確各問題，確定其能否上升為一個設計項目；
（3）討論各設計實現所受到的限制。
經過辯論，明確所要解決的問題，最終制定相應的設計計劃。
2、閱讀以下材料。
郁悶的一天
小明今天上課遲到了。
昨天爸爸去外地出差，媽媽又在醫院值夜班，小明怕今早起不來，昨晚臨睡前，拿出了新買的鬧鐘，設定好鬧鈴的時間。早上5點鬧鈴就響了，小明醒來一看，時間還早，就又睡下了。可是這一覺睡過了頭。要是鬧鐘能夠設定每隔一段時間就自動提醒，那該多好啊！
從床上爬起來，急急忙忙從冰箱里取出速凍水餃放進鍋里煮，卻發現水餃凍成一團，怎么都分不開了。
背上書包，趕緊開門，卻怎么也旋不開防盜門上那個開鎖的旋鈕。
匆匆忙忙騎上自行車，發現輪胎是癟的！這輪胎天天漏氣，唉，若有不漏氣的輪胎該多好！
上了一輛公交車，發現IC卡刷不了了，原來刷卡機“罷工”了，小明沒帶零錢，這下完了，只能走到學校去了。
（1）小明遇到了一些什么問題？問題產生的原因是什么？有沒有解決辦法？
（2）確定一個時間段（一天、一周、一月），回顧一下，自己遇到了一些什么問題？問題產生的原因是什么？有沒有解決辦法？
問 題 問題產生的原因 解決辦法
（3）能否從上述問題中明確一些問題，并在此基礎上提出一個設計項目？如果能，請制定相應的設計計劃。
3、根據自己的生活經驗，在進行一定的調查研究之后，明確一個值得解決的問題，提出設計的標準及所受到的限制，同時制定出設計計劃，并注意將此項目作為學習以后各章一以貫之的作業內容。
第四章學習評價
評價內容 自我評價
學習過程 課內完成學習任務情況
課外完成學習任務情況
學習態度評價
學評價
學習結果 本單元學習目標實現情況
學習本單元內容的收獲與不足
第五章 方案的構思及其方法
設計的關鍵在于構思，構思的關鍵在于科學的設計分析與恰當的構思方法運用。一個完整的構思過程既是分析、構思、比較、權衡等思維活動交相輝映的過程，也是批判性想像、創造性思考、科學決策綜合運用的過程。方案的構思是設計中最富有挑戰性的環節，是我們感受頭腦風暴、體驗創造樂趣的舞臺。
一、方案的構思方法
學習目標
能就具體的設計任務進行一定的設計分析；能根據設計要求選擇合適的材料或標準件；能制定符合一般設計原則和相關設計規范的完整設計方案；通過比較和權衡，能在多個方案中選定
在方案的構思階段，我們要在信息收集與處理的基礎上，根據整個技術設計的要求，進行嚴謹的構思。在具有多個方案的基礎上，進行比較和權衡，形成改進后的方案。
1、設計分析
合理的設計分析是成功地進行技術設計的關鍵一步，分析得當可以指引以后的技術設計少走或不走彎路。
下面以臺燈為例，說明設計分析的基本思路。
首先要抓住臺燈設計需要考慮的主要因素，如功能、結構穩定、安全可靠、成本適當等。
思考
還有其他要考慮的因素嗎？請補充： 。
臺燈設計要考慮的因素很多，我們可以根據設計的具體要求進行開放性的思考。歸結起來，這些因素分別歸屬于產品本身、使用者、使用環境，即“物”、“人”、“環境”三個方面。
產品本身是一個整體，包括功能、造型、材料等。但任何產品都不是孤立存在的，一方面，它是為人服務的，人的需求在很大程度上決定著產品的設計；另一方面，它是在一定的環境中使用的，必然受到環境的制約，并對環境產生影響。因此，設計任何產品都應綜合考慮物、人、環境三個方面。
在臺燈的設計中，所涉及的人是一個具體而又明確的對象，也就是高中學生。那么高中學生使用的臺燈與其他臺燈相比，它的獨特性是什么呢？這又需要從高中學生的學習、生活特點及生理、心理特點出發，分析人與產品的關系。
討論
圖中空白部分還可補充哪些內容？
對于設計對象本身，我們必須了解它的各個組成部分的作用，以及它們之間的關系，并在此基礎上，對產品的各個組成部分進行設計分析。
下面對臺燈的各個部件進行設計分析。
燈泡
燈泡的主要功能在于照明。臺燈的燈泡有很多種，如白熾燈泡、日光燈管、節能燈管等。
由于高中生學習的時間較長，眼睛易疲勞，為了保護其視力，所要設計的臺燈應連續平穩地發光，一般選擇沒有頻閃或頻閃度較低的燈泡。
支撐架
支撐架的形式多種多樣，但主要起支撐作用，并決定臺燈的高度。
臺燈放在書桌上，它的高度與學生的坐高以及書桌高度之間有很重要的關系。臺燈的高度不僅影響光線的利用率，而且影響學生的坐姿。選擇支撐架時，在保證臺燈高度適中的前提下，要考慮它對不同學生身高的適應性以及制作復雜程度、成本等問題。
思考
設計支撐架還應考慮哪些方面的問題？這些問題可以通過什么樣的支撐架來解決？
探究
適合學生學習使用的臺燈，其高度為多少最合理？
燈罩
燈罩可以由不同材料做成，而且它的形狀也豐富多樣。燈罩不僅起安全保護作用，而且影響臺燈光線的強弱及照射形式。
選擇燈罩時，主要考慮的是通過燈罩給學生提供一個照度合適并且光線柔和的環境。這與燈罩的材料和外形有著密切的關系。燈罩的材料會影響光線的照射形式。透明燈罩將光線透射出去，這會使臺燈照度達不到要求；不透明的燈罩反射燈光，使臺燈照度很高卻不能營造一個柔和的環境。選擇燈罩材料時還應注意材料的導熱效果。由于學生的安全防范意識不強，導熱性強的材料容易造成燙傷。燈罩的外形設計主要應考慮光線照射的角度，通過選擇合適的燈罩坡度使臺燈的光線更符合要求。當然，對燈罩的設計分析還要考慮它對臺燈穩定性的影響。
馬上行動
你還見過哪些形狀和材料的燈罩？分析它們是否符合供學生使用的臺燈對燈罩的要求。
開關
開關起通斷電源或調節光線亮度的作用。常見的臺燈開關有撥動式開關、旋鈕式開關、觸摸式開關等。
選擇開關時，要注意它能否根據學生的需要，安全有效地控制臺燈的亮度。觸摸式感應開關會因為無意的觸碰而導致燈亮和燈滅，而聲控式開關也會因為外界環境發出的聲音而引起燈的自動開和關，這無疑會對學生的學習造成影響。
底座
底座位于臺燈的底部，起支撐和穩定作用。因此，它的設計主要是通過對材料和形狀的設計來保證臺燈的穩定性。
根據高中生的特點，底座的材料應選擇堅固的、不易碎的，其形狀則應在追求臺燈穩定的基礎上，體現個性化的風格。
對臺燈進行設計分析時，可以考慮如何實現臺燈的多功能，如在臺燈底座上安裝日歷、筆筒等附件。還可以考慮對臺燈功能進行拓展，如實現臺燈的定時開關功能，到了學習時間它就會自動打開；實現臺燈的自動報警功能，當眼睛離書本太近時，臺燈能自動提醒使用者糾正坐姿。
分析臺燈材料的選擇時，要注意在現有條件下有哪些材料可供使用，盡量就地取材；并且要盡量使用可再生資源，實現能源的可持續發展。臺燈的材料選擇需要用到很多標準件，這樣既可以簡化制作過程，又能實現通用通換。
小辭典
標準件
標準件是指經優選、簡化、統一并給以標準代號的零件或部件。包括緊固件、連接件、密封件、滾動軸承、滾針軸承、螺孔和型材等七大類。
一般來說，供學生學習使用的臺燈的燈罩在燈泡的上方，起著調節光線、安全保護的作用。支撐架連接燈泡與底座，底座則支撐并穩定整個臺燈。電路的電源線經過支撐架從底座引出，接入電源插座。有時為了安全起見，我們可以加入變壓器，使燈在低壓情況下也能正常工作，支撐架直接起電源線的作用。在作設計分析時，應考慮臺燈各部分之間的關系，使之成為一個協調的整體。
綜合考慮功能、結構、安全、成本等因素是設計分析的基本內容，一個好的設計分析離不開對任何一個影響產品設計的主要因素的分析。
思考
如果考慮環境因素，你將如何分析你的產品設計？
馬上行動
從物、人、環境三個方面判斷右圖各個臺燈是否適合學生在學習時使用，為什么？
2、方案的構思方法
方案的構思是指人們在一定的調查研究和設計分析的基礎上，通過思考將客觀存在的各要素按照一定的規律架構起來，形成一個完整的抽象物，并采用圖、模型、語言、文字等方式呈現的思維過程。
方案的構思過程中考慮到的許多問題是模糊的、零散的、不系統的，而且也是不具體的，怎樣把這些模糊的、零散的、不系統的設計想法變為我們能看到的、比較完整的具體方案呢？這就需要采用一定的方法。
方案的構思方法一：草圖法
設計時，我們可以運用草圖進行構思。草圖不僅能將一些想法較明確地表達出來，而且可以隨意修改。在運用草圖法進行構思的過程中，學生可以捕捉靈感、自由發揮、不受約束。
在大家提出了多種設想以后，孫宇等同學據此總結出四種設想，并將人員臨時組合為四組，各組分別有一名同學將各自小組的設想進行綜合，并用草圖形式將它們呈現出來。
馬上行動
4—6名同學組成一組，每組同學選擇上述設計方案草圖中的一組作為優選方案并進行討論，形成自己小組的較完善的設計方案，然后全班同學進行交流。
方案的構思方法二：模仿法
有些同學想做一個臺燈，雖然以前沒有做過，但是他們有使用臺燈的經驗，也看到過好多種臺燈。因此，他們要完成臺燈設計方案的構思，就可以依葫蘆畫瓢，用模仿的方法按已有的臺燈去設計制作，即仿形；也可以將熟悉的幾種臺燈的不同部分重新組合成一種新式樣的臺燈。
用模仿法進行方案的構思是日常生活中是比較常見的，如古代的許多工匠學藝。模仿法的方案構思在現代科學技術中，有很多豐富的內容，如仿生技術、微型照相機、攝像機自動調焦的針孔攝像頭就是通過研究鷹眼的成像原理后仿制出來的產品。
馬上行動
你能舉出兩三個日常生活中用模仿法構思出來的方案和作品嗎？
方案的構思方法三：聯想法
要用聯想的方法進行方案構思，人們就必須具備豐富的實踐經驗、較廣的見識、較好的知識基礎及較豐富的想像力。
案例分析
古人的飛天夢
人類探索宇宙奧秘的夢想其實很早就有，而且有一些人還為此付出了沉重的代價。明朝有一個人名叫萬戶，他看到爆竹點燃爆炸之后即能升空，就聯想到如果自己能夠乘坐爆竹，不就能升到高空了嗎？于是他就找了把椅子，在椅子的四條腿上分別捆綁上了大爆竹。當然，當他坐上椅子讓別人點燃爆竹之后，未能升上天空，而是讓爆炸后的爆竹摔了一個大跟頭。但以后的人們聯想到這個原理，終于造出了能夠飛上太空的火箭。
思考
根據所學知識和自身經驗列舉利用聯想法進行方案構思的實例。
利用聯想法進行方案構思，不一定能使技術設計一次成功，但它有可能為構思找到一種方法或一條形成方案的路徑。運用聯想法進行構思后，我們不能盲目地實踐，而應該首先對方案進行科學論證，而后再進行制作和實施。
馬上行動
請利用聯想構思的方法對臺燈的設計進行一個新構思，并賦予臺燈新的功能。
方案的構思方法四：奇特性構思法
奇特性構思所形成的方案一般具有原創性。這些構思在歷史上很少發生，或從來沒有發生過，甚至有些構思在當前的科學、技術、經濟條件下無法實現。例如，在構思臺燈的設計方案時，設想一種臺燈，其射出的光線在一定的范圍內，僅供學習者使用，而不影響他人；設想一種臺燈，只要人坐在燈旁，依靠人體的熱量就能使臺燈發光，并能使人看清東西，這樣既節省電能，又能照明。這些設想都是奇特性構思。
思考
你能就臺燈產生一些奇特性構思方案嗎？
案例分析
夜視鏡
在古今許多戰斗中，偵察員是個重要的角色。偵察員在戰斗前，憑借夜色保護，到敵方前沿陣地偵察。夜色里，敵方看不見偵察員，但同時偵察員也很難看清敵方的情況。許多偵察員想，能有一雙夜視眼就好了。這個設想在人的生理功能前提下不能實現。然而人們在對這個方案構思進行二次開發的時候，采用紅外熱敏材料造出了能在夜晚看清敵人的夜視鏡。
方案構思方法有很多，以上只是其中的一部分。在構思時，應該開闊視野，利用和創造更多的方法為構思服務，最后形成豐富的，既體現創造特征、又遵循一般的設計原則和設計規范的多個方案，從而為方案的比較和權衡奠定基礎。
3、方案的比較和權衡
在多個方案經構思形成之后，我們往往要對這些方案進行評判和比較，同時要從設計的目的出發，針對一些相互制約的問題進行權衡和決策，最后選出較為滿意的方案或集中各方案的優點進行改進。
下面我們仍以已形成的臺燈方案的比較、權衡來說明其一般方法。
方案的比較
A小組同學的方案構思
（1）木制底座（2）有機玻璃燈罩（3）6根支撐用自行車鋼絲（4）6塊普通玻璃（5）標準燈泡、導線、插頭（6）調光開關
B小組同學的方案構思
（1）木制底座（2）金屬燈罩（3）兩根金屬或有機玻璃支撐桿（4）手動開關（5）標準燈泡、導線、插頭
C小組同學的方案構思
（1）椰子殼或葫蘆殼制底座、燈罩（2）金屬軟管支撐桿（標準件）（3）標準燈泡、導線、插頭（4）調光開關
D小組同學的方案構思
（1）陶瓷瓶或空酒瓶制底座（2）硬紙質燈罩（外貼花布）（3）標準燈泡、導線、插頭（4）空心金屬管或非金屬管作支撐桿（5）手動開關
實用 美觀 創新 穩定性 安全性 環保性 加工難易程度 經濟成本
方案A √ √ √ 8元/盞
方案B √ √ √ √ 12元/盞
方案C √ √ √ √ √ 9元/盞
方案D √ √ √ √ √ 7元/盞
注：“√”表示滿足某項指標的要求。
方案的權衡
通過比較，明確了各個方案對設計指標的符合程度。但是，要制定出最佳方案，還必須根據設計要求與設計原則對各個方案進行權衡。
方案A：照明效果較差，造型美觀，結構創新，穩定，耐久性較好，安全性不高，環保性不好，制作稍難，價格適中。
方案B：照明效果好，穩定，耐久性好，安全性高，環保性不好，制作簡單，價格稍高。
方案C：照明效果好，材料創新，穩定，耐久性好，安全性高，環保性較高，制作難，價格適中。
方案D：照明效果好，造型美觀，穩定性不高，耐久性較差，安全性較高，環保性較好，制作簡單，價格便宜。
設計臺燈首先要滿足對基本功能——照明的要求，其次必須保證臺燈的安全性，在此基礎上考慮臺燈結構穩定性和臺燈的耐久性，最后綜合考慮臺燈的加工難易程度、成本及環保性等。對方案進行比較和權衡的過程是一個綜合考慮的過程，各個指標并不是獨立的，它們相互關聯，相互制約。抓住設計的核心與關鍵是權衡設計方案的必要條件。
四個方案各有千秋，孫宇等同學根據自己對方案的比較與權衡選擇出了各自認為合適的方案。同學中大致有兩種不同的意見：一部分同學堅持方案B是最好的，另一部分同學則堅持方案C是最好的。堅持方案B最好的同學認為：方案B中的臺燈照明效果較好、安全性很高，雖然外形普通、成本較高，但臺燈的結構穩定、經久耐用，而且取材加工較容易，學生制作方便。堅持方案C最好的同學則認為：方案C中的臺燈照明效果很好，材料的選擇既保證了臺燈的安全性、穩定性，在材料使用上，又體現出了創新與別致，很符合中學生的心理，而且環保性較好，雖然制作較難，但這也是個鍛煉動手能力的好機會，堅硬的外殼使得臺燈更經久耐用。
思考
假如讓你選擇設計方案，你選擇哪一個？試說明理由。如果你認為這些方案都不符合要求，你會做什么樣的改進？
練習
1、眼鏡中包括哪些標準件？請列舉。
2、到圖書館查閱有關臺燈設計的手冊，了解制作臺燈的材料在技術指標上有什么要求。
3、設計一個中小學生隨身攜帶的水壺，該如何進行設計分析？請寫出影響設計的主要因素。
4、采用草圖法構思中學生書包的設計方案，對方案進行比較，并選擇一款性能價格比較高的方案進行制作。
二、常用的創造技法
學習目標
熟悉頭腦風暴法；了解列舉法；了解設問法。
創造技法在設計中有著廣泛的應用，它直接影響設計方案的構思。下面將介紹幾種常用的創造技法。
1、頭腦風暴法
“頭腦風暴法”是由現代創造學的創始人、美國學者阿歷克斯 奧斯本于1938年首次提出的，最初用于廣告設計，是一種集體開發創造性思維的方法。
“頭腦風暴”的概念源于醫學，原指精神病患者頭腦中短時間出現的思維紊亂、產生各式各樣的胡思亂想的現象。創造學中借用這個概念來比喻思維高度活躍，打破常規的思維方式而產生大量創造性設想的狀況。
小資料
頭腦風暴法的原理與原則
一、原理
頭腦風暴法的原理是通過強化信息刺激，促使思維者展開想象，引起思維擴散，在短期內產生大量設想，并進一步誘發創造性設想。
二、原則
在組織頭腦風暴活動時，應該遵循以下幾條原則：
1、自由暢想。要求參加者不受任何條條框框限制，放松思想，讓思想自由馳騁。
2、延遲批判。在組織頭腦風暴會議時，必須堅持當場不對任何設想作出評價的原則。
3、以量求質。頭腦風暴會議的目標是獲得盡可能多的設想，增加設想的數量，以便獲得有價值的創造。
4、綜合改善。鼓勵與會者對別人的設想補充完善成新的設想，會后對所有設想作綜合改善的工作。
5、限時限人。會議通常限定時間為30——60分鐘，人數為10人左右。
2、列舉法
列舉法是遵照一定的規則，羅列研究對象有關的各種性質，進而誘發創造性設想的創造技法。
閱讀
特性列舉法和缺點列舉法
一、特性列舉法
（一）原理
特性列舉法是通過對研究對象的特性進行詳細分析，迫使人們進行逐項認真思考并深入研究，進而誘發創造性設想的方法。
特性羅列為人們提供詳盡分析、周密思考的途徑，有利于克服思維定勢，產生新設想。因此，這一方法也叫分析創造法。它尤其適用于在已有產品的基礎上進行新產品開發和已有工藝、工具等的革新改造。
（二）實施步驟
特性列舉法的實施步驟主要有以下四個環節：
1、對象剖析
首先進行系統分析，即將研究對象逐步分解為若干個子系統，直至可以直接成為基本單元的組合為止。例如，一個保溫瓶，可以分解為外殼、瓶膽、瓶塞、瓶蓋子等子系統；而外殼又可以分解為殼身和把手，瓶膽又可分解為玻璃瓶膽和鍍層等更小的子系統。對研究對象的剖析越詳盡，下面的特性列舉就越容易進行。
2、特性列舉
選項羅列出各子系統的各種特性。一般是將特性分為名詞類、形容詞類和動詞類三類來加以考慮。
名詞類特性主要是指結構、材料、制造方法等方面的性質；
形容詞類特性主要是指形態、體積、自重、顏色等方面的性質；
動詞類特性主要是指原理、功能等方面的性質。
3、設想開發
針對羅列的各種特性逐一進行推敲，對如何改變或改進原有特性提出設想。
仍以保溫瓶為例，如果原有的保溫瓶是一般塑料的熱水瓶，那么從名詞類特征來考慮，可以提出的設想是：（1）外殼材料由一般改為高性能塑料；（2）把手形式由固定式改為手提式；（3）瓶膽鍍層由銀改為鎂或其他合適的材料。
4、設想處理
對獲得的某種設想進行處理，分別給予實施、舍棄或再開發。
二、缺點列舉法
缺點列舉法是應用廣泛、效果顯著的一種創造技法。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“缺點”并加以改進，事物就會在原有的基礎上得到新的提高。缺點列舉法的宗旨在于通過分析研究對象各個方面的不足之處，并予以羅列，從而有針對性地提出各種設想來加以改進和完善。
不難看出，缺點列舉法是特性列舉法的特例，實際上是只將特性中的缺點予以羅列的特性列舉法。其優點是精力集中，節省時間，容易取得顯著效果，有時候只要找出原有事物的一個缺點并加以改進就能產生巨大效益。然而，采用這一技法開發設想只能對原有事物“拾遺補缺”，它是一種被動型的創造技法。
討論
采用列舉法對保溫水杯提出改進設想。
3、設問法
設問法是通過多角度提出問題，從問題中尋找思路，進而作出選擇并深入開發創造性設想的一種創造技法。它的主要類型有檢核表法、5W2H法、和田12動詞法等。
問題提得好，就等于找到了解決問題的突破口。面對著各種各樣的問題，關鍵在于正確的選擇，而可供選擇的并列因素越多，選擇的結果就可能越有價值。設問法的作用就在于提供多種可供選擇的并列因素。
設問法借助各種思維技巧抓住事物具有普遍意義的方面進行提問。如奧斯本的檢核表法，借助于聯想、類化、組合、分割、顛倒順序等思維技巧，抓住聲音、顏色、氣味、形狀、材料等事物的基本屬性大做文章。
又如5W2H法，是從七個不同的角度對事物進行提問：
Why 為什么做這項工作？為什么是這種形狀、大小、顏色？為什么有這種性質？為什么使用這種材料？為什么應用這個原理？為什么采用這個方法？
What 做什么？任務是什么？目的是什么？條件是什么？方法是什么？規范是什么？重點是什么？功能是什么？與什么有關？
Who 誰會做？誰來做？誰不能做？與誰有關？誰來決策？誰會贊成？誰會反對？
When 何時開始？何時完成？何時最適宜？何時最不適宜？
Where 何處可做？在何處做？何處最適宜？
How to 怎樣去做？怎樣做效果好？怎樣做效果不好？怎樣得到？怎樣改進？怎樣發展？怎樣避免失??？
How much 需要多少人力、物力、財力？成本多少？產量多少？有多少功能？有多少利益？有多大效率？
總之，不管是哪一種形式的設問法其操作過程都是通過提出各種問題來產生大量設想，從中誘發創造性思維，進而作出判斷和選擇。至于創造成果的完成，往往還要做許多付諸實施的工作。
創造技法的種類多達數百種，本章只介紹了幾種常用的技法。還有不少創造技法，如綜攝法（類比法）、組合法、等值變換法、專利創造法等，應用后往往也能獲得較好的效果。
鏈接
創造科技網 http://www.pcut_cn.com
《創造能力培訓教程》，張立中著，中國統計出版社，2002年版。
練習
1、開展一次頭腦風暴活動，設計一款利用天空無線電波能源照明的新型臺燈。
2、采用列舉法，對課文中所提出的臺燈的設計方案重新構思，設計一款性能價格比更高的臺燈。
本章小結
設計分析是技術設計的關鍵。分析時，既要從物、人、環境三者的關系進行分析，也應根據設計要求對產品的各個組成部分進行分析。在進行材料和部件的選擇時，要盡可能選擇合適的材料或標準件。
方案的構思是技術設計過程中重要的環節。方案的構思方法主要有草圖法、模仿法、聯想法、奇特性構思法等四種類型。掌握方案的構思是制定出好的設計方案的重要保證。在信息收集與處理的基礎上，通過設計分析、方案的構思、方案的比較和權衡，能制定出符合一般設計原則和相關規范的完整設計方案。對多種方案進行反復思考，不斷完善，在多個方案中選出滿足設計要求的最佳方案或集中各種方案的優點來改進原有方案。
綜合實踐
1、請你為高層建筑設計一款多功能的遮陽篷，基本要求是：注意使用材料要環保，款式要新穎、悅目，符合市容美化要求，功能要多樣，結構要穩固。試想在設計時要考慮哪些設計因素？
2、根據自己在第四章確定的設計項目、設計要求，進行設計分析，形成方案，并經比較和權衡，確定和完善自己的方案。
第五章學習評價
評價內容 自我評價
學習過程 課內完成學習任務情況
課外完成學習任務情況
學習態度評價
學評價
學習結果 本單元學習目標實現情況
學習本單元內容的收獲與不足(共49張PPT)
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
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。
第一種，人類生存活動中必然會遇到的問題。
第二種，由別人給出問題，設計者必須針對問題尋求解決方案。
第三種，基于一定的目的由設計者自己主動地發現問題，并試圖解決它。
一、問題的來源有哪些？
二、發現問題的途徑與方法
1、觀察日常生活
1、您是不是類似的受害者？
那該怎么辦呢
2、收集和分析信息
收集信息的途徑：文獻法、問卷法、詢問法。
通過技術研究、技術試驗的過程中獲得靈感、體悟，進而發現新的問題。
（3）技術研究與技術試驗
在下面的喂飯機器試驗中，你能發現哪些問題？
Ch4.2 明確問題
一、明確問題的內容與價值
（二）問題的價值
1、防滑能夠做到嗎？利用科學中的那些原理呢？
2、這個問題在能我們身邊發生，其他地方也有同樣的問題嗎？或者其他人也有同樣的問題嗎？
二、明確解決問題受到的限制及
具體的設計任務
要解決這個“雪天路滑”的問題都受到哪些條件的限制?。?br/>主觀條件上看：
客觀條件上看：
問題解決者或設計者的技術能力。
人力、物力、財力、時間等的限制。
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
應明確
1、收集信息
用戶調查
專家咨詢
查閱圖書
瀏覽互聯網
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
采用榫接方式連接
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
2、設計分析
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
一、方案的構思方法
一、方案的構思方法
——設計分析
1、設計要考慮的主要因素有哪些？
2、方案的構思方法
3、方案的比較與權衡
方案的構思方法
1、設計要考慮的主要因素有哪些？
（1）以下車是為哪些人群設計的？
（2）適合于哪些環境？
（3）對車有哪些要求？
車牌號為京V02009的紅旗轎車...
該檢閱車全身防彈，且由純手工精心打造，站車高度固定，不可升降，完全根據首長身高量身定做。 新一代... 據悉，京V是2004式軍牌，一般是中央軍委的車。車牌號“2009”，簡單直觀的解讀，就是指今年——2009年。
總結一下：
在設計車的時候要考慮哪些方面
環境
物體
人
設計
方案的構思方法
草圖法
模仿法
聯想法
奇特性構思法
草圖法
隨意修改。捕捉靈感、自由發揮、不受約束。
模仿法
模仿現實生活中存在的一些事物進行方案的構思。（如仿生技術）
奇特性構思法
三、方案的比較與權衡
要從設計的目的出發，針對一些相互制約的問題進行權衡和決策，選出較為滿意的方案或集中各方案的優點進行改進。
要制作最佳方案還必須根據設計要求和設計原則對設計進行權衡。
考慮的方面：實用、美觀、創新、穩定性、安全性、環保性、加工難易程度、經濟成本，等
A.采用瓦楞紙材料的方案草圖
4、方案呈現
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
（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
（3）優化：（增加結構強度、美化外觀）
設計的評價
問題：為什么要進行設計的評價？
　　因為它對設計者樹立質量管理意識、強化質量管理、高質量完成設計任務具有重要作用，同時也有助于設計中的信息交流和工作反思。
設計的評價
評價對象
評價者
設計過程
設計成果
自我評價
他人的評價
評價
評價的分類
設計的評價
　　評價要建立在事實判斷的基礎上，進行評價必須制定相應的標準。
　　評價標準的制定應當客觀、明確，體現科學性和可操作性。
設計的評價
我們該如何來進行設計過程的評價呢？
(1)設計過程是否完備
(2)分工是否合理
(3)采用的方法是否正確
(4)各個環節或階段的任務是否完成
(5)形成的中間成果（方案）是否符合要求
(6)全過程是否有質量控制和相應的監督、改進措施
評價的內容
設計的評價
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
設計過程
的 評價
對設計過程的評價應寓于設計的全過程
設計的評價
對最終產品的評價
2
就是對設計成果的總評價
兩個依據
參照設計的一般原則進行評價
根據事先制定的設計要求進行評價
設計的評價
　　如：對一個日常用品，可從以下方面進行評價：
　　功能、形態、效率、創新、安全、操作、性能價格比、美學因素，對社會、環境、資源的影響、市場前景等
設計的評價
根據設計原則對某個最終產品的評價（坐標法）
設計的評價
設計的評價與設計的交流
３
　　設計的評價目的不是為了甄別，而是為了相互交流信息、征求意見、共同研討，進而完善設計方案。
　　設計的交流貫穿與設計的全過程，是設計評價的基礎。
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
1、產品介紹
2、產品結構
3、技術指標
4、使用方法
5、注意事項
6、適用范圍
范例
閱讀 P、055
需求調查
設計分析
方案構思
模型制作
測試評估
下圖是一幅描述產品設計過程的示意圖，請就此圖談談你的看法，并與同學交流。
討 論
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
[小結] :設計的一般過程
一、科學性 二、創新性
三、實用性 四、美觀性
五、經濟性 六、道德性
七、(環保)可持續發展性
我們尋找一下對不同產品有哪些相同要求

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