資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第二章
技術設計的基礎
第三節
技術設計的一般過程和方法
第二課時
技術設計的方法
◎教材分析
本節主講“技術設計的方法”部分內容。通過對新型交通信號燈設計的實現過程，分析該設計過程經歷了哪些步驟，在設計中繪制了哪些圖樣。本節分別討論設計的過程和方法，在技術設計的方法中，分四部分講解設計的方，“設計草圖的繪畫”“設計方案的構思”“設計的分析”“設計中的人機關系”。設計草圖的繪畫包括手動畫草圖和用繪圖軟件繪制草圖。設計方案的構思說明設計過程中常用的構思方法。設計的分析包括設計中需求的分析和功能分析。設計中的人機關系就是設計中要充分考慮人與物的關系。
◎學情分析
本節是第二章第三節，主要讓學生開始經歷設計的基本過程，通過前面的學習，學生對于技術設計有了基本的認識，本節讓學生正式開始做一個設計。設計的過程步驟很多，涉及的因素也很多，所以讓學生在具體的產品設計中，體驗設計的基本過程，理解設計的基本過程和方法。
◎教學建議
本節主要講解的是設計的一般過程和方法，所以最好選擇一個小項目作為教學情境，比如小臺燈課桌、小書架、筆筒等，然后讓學生通過小組合作完成項目，在項目實施過程中體驗設計的一般過程體驗草圖的繪制，方案的構思等。
◎學習目標
①能理解和運用設計的原則進行設計分析
②體悟技術設計的方法
◎教學目標
1、知識與技能
①理解技術設計的一些方法;
②了解技術設計的一些標準。
2、過程與方法
①在理解技術設計的不同種類的同時理解技術設計的方法；
②在閱讀思考案例的過程中掌握設計的一些方法。
3、情感態度與價值觀
認識優秀的設計一般是經歷諸多的失敗才得以產生的。增強學生應對挫折和失敗的能力。如能具備一些技術的方法，將事半功倍。還能養成辯證統一看問題等觀點。
4、核心素養
技術意識：了解技術活動的一般過程，形成規范、安全的技術習慣。
工程思維：通過了解技術的一般過程，初步感知系統工程現象，形成初步的工程意識與思維
創新設計：通過案例和實踐活動，學習設計方案構思的方法，并對設計進行分析。
圖樣表達：學習徒手繪制或軟件繪制草圖，掌握技術交流的具，用簡單的草圖交流設計構想物化能力：設計方案時需要綜合考慮材料、工具、本、加工難易程度等影響方案實現的因素。
◎教學方法
案例分析法、合作探究法、小組討論法
◎教學重點
讓學生理解一些設計方法，并在學習中能感受到省略某些方法或設計過程可能帶來的損失和危害。
◎教學難點
理解為什么提出這些設計方法和規定這些標準，它有什么作用和意義。通過設計的種類、設計方法和設計標準的學習孕伏一般設計的全過程。
◎教學準備
收集輔助教學的相關案例、教學圖片素材，設計好教學課件以及多媒體教學設備。
◎教學過程
一、新課導入
從技術設計的一般過程知道，發現和明確了設計問題后，需在對設計進行構思。在構想的基礎上進行設計的分析。而在設計構思、分析、交流的過程中，我們需要具備繪畫設計草圖的本領。
二、設計草圖的繪畫
設計草圖是在設計初期，設計者為了快速記錄設計靈感及初始方案構思的意念所繪畫的圖樣。
草圖的作用：
①迅速記錄現有物體的形態，以便進行文化知識、新聞方面的報道、交流和保存；如底欄左圖，是摹自陜西長安大雁塔西門門楣“唐代佛殿圖”石像，該草圖不僅保存下來，還交流到了國外，弘揚了中華文化。
②記錄構思和想象，促進創新設計并進行交流。
為了記錄每一個稍縱即逝的設計靈感，抽象靈感得到的設計想法以及表達自己的每一處設計要點。草圖不需要好看，只要能幫助你回憶自己的想法即可。草圖還可用于與周圍的人交流自己的設計想法，草圖還可用于輔助創作漫畫、連環畫、小說等，如底欄右圖。
1.徒手繪畫
任務：畫一張小汽車的設計草圖。
假如這臺小汽車的設計靈感由你產生，你如何根據你的靈感，徒手把草圖繪畫出來？
徒手繪畫草圖要求：
畫線要穩，圖線要清晰；目測尺寸要準，各部分比例勻稱；繪圖速度要快；標注尺寸無誤，字體工整。
學習徒手繪畫草圖，首先要進行繪圖的基礎技能訓練。
1)畫直線
徒手畫：短的水平直線，短的豎直方向直線，短的傾斜方向直線，長直線。
方法：
(1)徒手畫線是徒手繪圖的基本技能。徒手畫線時，如果只讓手臂自然地沿關節擺動，往往會像圓規般畫成弧線。所以，畫長直線時要適當地移動手臂，以免畫成曲線。相同道理，在畫短直線時要適當地移動手腕(圖2-16)。
只擺動手臂會畫成弧線
畫長直線時要移動手臂
畫短直線時要移動手腕
圖2-16徒手畫線
(2)畫12cm以上的水平直線時，可以在畫面上做兩個點，手控制筆，眼睛注視著點之間畫線。要經常進行畫線練習才能提高對筆的控制能力，達到熟能生巧的效果。
2)畫基本圖形
學會了畫直線的基本技術后，便可以練習徒手畫直角、正方形、長方形、平行四邊形和三棱柱等基木圖形。試畫出圖2-17所示的圖形。
圖2-17徒手繪畫基本圖形
3)畫圓形及曲線
試畫出如圖2-18所示的圓、橢圓及其他圖形。
圖2-18
方法指導
徒手畫圓形和曲線并不容易，需要運用一些特別的技巧。較為常用的是正方形畫法：先輕輕地畫一個邊長等于待畫圓形直徑的正方形線框，再繪畫出平分邊長的中心線接著在被兩根互相垂直等分的中心線劃分的區域內分別畫4段1/4圓周曲線，然后將曲線圓滑地接起來，就可繪畫出圓形。將正方形線框改為長方形線，就可畫橢圓形。用類似的方法可以畫其他形狀要求的曲線(圖2-19)。
4)畫立體圖
試畫出圖2-20所示的立體圓柱體及小汽車的草圖。
網柱體
小汽車
圖2-20一些立體圖形
方法指導
徒手繪蕃立體圖時，應先高出合道比例的立方體外框，再對空同進行分割，然后用租線把整個立體圖勾畫完成。例如在繪畫圓柱體時，先畫立方體外框，再畫前后的圖形，接著連接兩圓形便成為圓柱體了(圖2-21)。
(a)面立方體外框
(b)畫前后的圓形
(c)連接兩圖形
并加中心線
圖2-21
徒手繪畫立體圖
小汽車的圖形相對來說比較復雜，但我們可以把其先分割成各部分，再用以上所述的直線、平面圖形、立體圖形繪畫方法，繪出小汽車的草圖(圖2-22)。
(a)滿外框
(b)各部分的空間分制
(c)各部分繪制，用粗線勾畫輪廓線
圖2-22徒手繪畫復雜的立體圖
5)借助網格畫草圖
要領:①與地面垂直的線垂直畫。②與地面平行的線按網格上的斜線畫。③以網格上的小格來確定物體的比例關系。
2.用繪圖軟件繪制草圖
繪圖軟件，一般指所有用于圖像處理的軟件。相比傳統繪畫，繪圖軟件不僅可以利用電腦處理重復工作，還可以隨時涂改，提高畫圖效率。繪圖軟件中有多種工具，可以幫助繪圖者實現多種效果。在一些行業中，繪圖軟件已取代傳統繪畫成為了主要創作方式。常用的繪圖軟件有很多，例如
Photoshop、Adobe
Image、AutoCAD、SketchUp(草圖大師)等。
三、設計方案的構思
設計方案構思的方法有許多，黑箱法、列舉法、移植借鑒法、篩選法是幾種常用的方法。
1.黑箱法
黑箱法是指一個系統內部結構不清楚，或根本無法弄清楚時，從外部輸入控制信息，使系統內部發生反應后輸出信息，再根據其輸出信息來研究其功能和特性的一種方法。所謂“黑箱”就是指那些既不能打開，又不能從外部直接觀察其內部狀體的系統，比如人們的大腦只能通過信息的輸入輸出來確定其結構和參數。此方法的出發點在于：自然界中沒有孤立的事物，任何事物間都是相互聯系，相互作用的。所以，即使我們不清楚黑箱的內部結構，僅注意到它對于信息刺激如何反應注意到它的輸入一輸出關系，就可以對它進行研究。
黑箱法從綜合的角度為人們提供了一條認識事物的重要途徑，尤其對某些內部結構比較復雜的系統，還有迄今為止人們的力量尚不能分解的系統，黑箱理論提供的研究方法是非常有效的。
黑箱法要突出設計中的主要矛盾，抓住問起的本質：①暫時摒棄一些附加功能和非必要功能，突出必要和基本功能，②把必要功能和基本功能用輸入和輸出這樣較為抽象的形式加以表達。
自行車是我們熟悉的交通工具，李明同學嘗試用黑箱法對自行車進行設計構思。在設計中他把自行車當作一個不透明、不知內部結構的“黑箱”，對“黑”輸入人力，通過黑精的轉換，實現自行車的行走、轉向、制動、變造等基本功能，如圖2-27所示。
圖2-27
自行車設計黑箱圖
2.列舉法
列舉法是運用發散思維來克服定勢思維的一種方法。它又分缺點列舉法和希望點列舉法。缺點列舉法全面列出創造對象目前存在的具體缺點，提出改進、開發、創造新思路，從而改進、消除這些缺點。缺點列舉法先需要有事物的原型，是一種被動型創造技法。希望點列舉法是一種主動型創新技法，它是根據需要、愿望列舉各種希望點來提出各種新的思路和設想，以便解決問題。
李明同學使用目前市面上的雨傘總覺得有些不盡人意，他想對雨傘進行-些創新設計。他在設計構思中使用了以下方法：
列舉出市面上普通雨傘的優點，如：結實、不透水、能防紫外線等。
列舉出市面上普通雨傘的缺點，如：款式單一，不易識別；乘公共汽車時容易沾濕別人的衣服；單手不易開合；傘太長不易攜帶；不適合兩人使用等。
在構思設計方案時發揚優點，改善不足，形成了創新性的設計構思。
他設計了一種傘面具有不同圖案、可自動開合可伸縮、傘頂增加了集水器、可雙人共用的傘(圖2-28)
3.移植借鑒法
移植借鑒法是將某一領域的原理、技術、方法、結構、材料、用途等移植到另一個領域中的發明創造方法。一般有原理移植、技術移植、方法移植結構移植、功能移植、材料移植等。這種借鑒移植不是簡單的生搬硬套，需要運用聯想、想象，根據設計對象進行適應性的改良。
電動平衡車(圖2-29)是一種新型的兩輪代步工具，電池驅動，由操縱者站立駕駛，速度可達20km/h。其最有沖擊力的創意是“動態穩定”技術，操作者依靠身體重心的變化就能控制車輛。李明同學進行了駕駛體驗:當他身體前傾車輛就會前進，后仰就會后退，向左傾斜就會向左轉，向右傾斜就會向右轉，身體直立就停了下來。李明覺得電動平衡車似乎變成了自己神經系統的一部分，清楚地知道自己想要做什么。
4.篩選法
篩選法是根據已經掌握的概念、原理、規律，在正確理解題意的基礎上，通過尋找不合理因素(不正確的選項)，將其逐一排除，從而獲得正確答案的一種方法。
5.檢核表法
檢核表法又稱為設想提向法、分項檢查法。它是由創造工程學創始人奧斯本提出的一種創造技法。檢核表法應用面極廣，幾乎適應于所有類型與場合的創造活動。檢核表法實際上是一張人為制訂的從各個不同角度來啟迪思路的分類提問表，對不同的創造對象和不同的創造目標，都可以列出思考問題的方方面面，以便按擬定的問題來開展全面、周密、多方位的分析、思考，完善地解決問題。
6.改進創造法
改進創造法是對已有的事物、技術或專利進行研究，找出不足之處進行改進，并產生一種新的事物或技術。例如，愛迪生就是用改進創造法發明電燈的。實際上，1845年已有人首先獲得了關于電燈發明的專利，有人在《科學美國人》雜志上發表了進一步改進的論文。愛迪生看到篇論文后，激發了他的研究熱情，先后試驗了1600多種材料，終于發明了一種實用性較強的白熾電燈。隨后，愛迪生領導的研究機構，廣泛研究了全世界的專利文獻和技術，尋找專利的空隙和缺點進行創造性研究，終于有了1000多項的發明。
7.主體附加法
主體附加法是在原有事物或技術的主體上，附加另外一種技術或事物，從而構成新的技術或事物。例如，在洗衣機上附加定時器、在大門上附加門鈴、在香煙上附加過濾嘴等世界上的事物很少有十全十美的，但總可以找到附加改進的地方。
8.聯想創造法
聯想創造法是經常把各種技術和事物連在一起思考，從中創造出新的技術和事物來。例如，將機關槍和播種機一起聯想，創造發明了“播種機關槍”美國園藝師在1998年由西瓜聯想到美酒后，終于創造出西瓜新品種-“酒味西瓜”;由毛衣起球聯想到剪刀、鈞針、電動剃須刀等，終于創造發明了“毛衣起球去除器”。
9.頭腦風暴法
頭腦風暴法又叫智力激勵法、集思廣益法等。它是一種適合于集體進行的創造技法。它的特點是參與創造的人集中在一起，都可以受到他人的啟發激勵，在較短的時間內爆發出較多的創新設想。它的基本原則有：
(1)自由暢想：大家圍繞主題自由暢想，甚至不怕“瘋狂”想象。
(2)延遲評判：不要立即對他人設想作批評，使與會者思想放松，氣氛活躍。
(3)以量求質：要提出足夠多數量的創新方案，以量求質。
(4)綜合改善：強調相互啟發、相互補充、相互完善，集思廣益，選出最佳設想方案
四、設計的分析
進入方案設計階段要對設計展開分析，解決“設計什么”和“如何實現設計”問題。
1.設計的需求分析
解決“設計什么”問題，需要對設計進行需求分析。
需求分析首先是要分析業務需求，分析設計的必要性和可行性。分析內容包括產品開發的必要性、市場調查和預測、有關產品的國內外水平及發展趨勢、預期達到的技術水平、需要解決的技術問題、投資的費用及時間進度計劃、現有條件下開發的可能性及準備采取的措施、經濟效益、社會效益等。
其次是要分析用戶需要。通過用戶訪談、調查，對用戶使用的場景進行整理，了解他們的想法，從而建立從用戶角度出發的需求。
要實現業務需求和用戶需求需要考慮建立一定的系統，因此需要分析系統需求系統需求分析包含功能需求、非功能需求和設計約束。
(1)功能需求。系統必須完成那些事，即為了向它的用戶提供有用的功能，系統必須執行的動作。
(2)非功能需求。產品必須具備怎樣的屬性或品質，如性能、響應時間、可靠性容錯性、擴展性等。
(3)設計約束。也稱為限制條件、補充規約，這通常是對解決方案的一些約束說明。
①時間限制：限制設計完成的時間。
②成本限制：限制了用于設計投入的總經費。
③技術和能力限制：指的是現有的技術和能力(包括設備)能否完成設計。
④經濟效益(價格利潤)和社會效益限制：設計完成和實施(制造成產品)后，何時收回成本?每年產生多少利潤?社會效益有哪些?
⑤相關法律、法規限制：設計有無違反當地的相關法律、法規?有無侵犯他人的知識產權專利?
⑥標準化和國產化要求：要求遵照有關管理部門對設計的標準化和國產化率的有關規定。
⑦知識產權限制：為了戰略利益和國家安全，有關部門會對某些設計的零部件(包括硬件和軟件)提出國產化率的要求，甚至要求國家擁有全部知識產權。
各種需求的概念示意圖如圖2-30所示。
需求分析一般按以下步驟進行。
(1)問題識別：用于發現需求、描述需求，主要包括功能需求、性能需求、環境求、可靠性需求、安全保密需求、用戶界面需求、資源使用需求、成本消耗與開發進度求，以此來預先估計以后設計可能達到的目標。
(2)分析與綜合：對問題進行分析，然后在此基礎上整合出解決方案。
(3)編制需求分析的文檔：對已經確定的需求進行文檔化描述，該文檔通常稱“需求規格說明書”
(4)需求分析與評審：它是需求分析工作的最后一步，主要是對功能的正確性、完整性和清晰性，以及其他需求給予評價。
2.設計的功能分析
產品功能分析目的是要解決“如何實現設計”的問題，主要包括產品功能原理的分析、實現的方法和途徑、方案的評價和決策等。
產品設計的功能分析，一般根據產品系統設計的功能需求，先確定系統的總功能，再把總功能逐層分解成功能元，然后對功能元進行求解。將功能元的解進行不同的組合，從而形成多種設計方案對多種設計方案進行比較和權衡，選出最佳方案。系統設計分析的流程見圖2-31。
五、設計中的人機關系
所謂“人機關系”從字面上看，似乎是人和“機器”的關系；實際上，“人機關系”是指人身臨其境、所面對、感受、所體會到的人與一切物體(簡稱為“機”)的關系。它包含二個層面。
1.人對“機”：使用有更多功能;使用和控制更加方便、快捷；完成人所設定的功能和目標；使“機”能平穩、在環境中能高效率安全地運行；并延長它的壽命。
2.
“機”
對人：適合滿足人的生理、心理需求；在環境中使人安全、感覺舒適；有利于人的健康。
工作座椅設計中的人機關系
在工作座椅設計時，為了達到高效、方便、舒適、健康、安全的目標，需要從人的角度出發，考慮使用者的生理、心理、體驗、審美等因素。
人和工作座椅形成的人機關系有：手臂與椅子的扶手，背與座椅的靠背，臀部與座椅椅面的寬度，腿與座椅椅面的高度，腳與座椅椅面的高度。
在工作座椅設計中從人的角度出發應考慮的因素有以下幾項。
生理因素。包括用戶的體態、動作和身體尺寸等。設計中要考慮座椅的形態對用戶身體健康的影響，坐姿對生產、工作安全的影響，用戶的動作變化，用戶群體的人均尺寸，用戶中特殊人群的需求等
心理因素。包括用戶的價值觀、過去的體驗、引發的情感等。設計中要考慮用戶的行為方式、座椅造型向人們傳遞的認知息、不同色彩對人的心理的影響、座椅的材料對感官的作用、座椅背后的文化意義、不同使用環境下不同造型座椅引起的感受等。
環境對人的影響。比如考慮座椅使用的場所、時間、天氣狀況、溫度等。比如用于辦公室的工作座椅(圖2-35)，人們會偏向考慮其健康和舒適，而生產線上的座椅則會更多地考慮安全和效率。
設計工作座椅的信息可以通過用戶體驗或用戶故事等積累經驗，也可以通過查閱權威可靠的數據及國家標準獲取。例如GB100188《中國成年人人體尺寸》提供了我國成年人(男18~0歲，女18~55歲)人體尺寸的基礎數據，設計師可以根據設計需求靈活運國家標準確定產品尺寸；GB/T17741993《工作座椅一般人體工效學要求》給出了工作座椅的設計要求。
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精品試卷·第
2
頁
（共
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第二課時
技術設計的方法
通用技術粵教版（2019）
必修1
第二章
技術設計的基礎
第三節
技術設計的一般過程和方法
一、新課導入
二、設計草圖的繪畫
三、設計方案的構思
四、設計的分析
五、設計中的人機關系
一、新課導入
從技術設計的一般過程知道，發現和明確了設計問題后，需在對設計進行構思。在構想的基礎上進行設計的分析。而在設計構思、分析、交流的過程中，我們需要具備繪畫設計草圖的本領。
二、設計草圖的繪畫
設計草圖是在設計初期，設計者為了快速記錄設計靈感及初始方案構思的意念所繪畫的圖樣。
草圖的作用
①迅速記錄現有物體的形態，以便進行文化知識、新聞方面的報道、交流和保存；如底欄左圖，是摹自陜西長安大雁塔西門門楣“唐代佛殿圖”石像，該草圖不僅保存下來，還交流到了國外，弘揚了中華文化。
設計草圖是在設計初期，設計者為了快速記錄設計靈感及初始方案構思的意念所繪畫的圖樣。
草圖的作用
②記錄構思和想象，促進創新設計并進行交流。
為了記錄每一個稍縱即逝的設計靈感，抽象靈感得到的設計想法以及表達自己的每一處設計要點。草圖不需要好看，只要能幫助你回憶自己的想法即可。草圖還可用于與周圍的人交流自己的設計想法，草圖還可用于輔助創作漫畫、連環畫、小說等。
設計草圖是在設計初期，設計者為了快速記錄設計靈感及初始方案構思的意念所繪畫的圖樣。
草圖的作用
1.徒手繪畫
1.徒手繪畫
1)畫直線
徒手畫線是徒手繪圖的基本技能。徒手畫線時，如果只讓手臂自然地沿關節擺動，往往會像圓規般畫成弧線。所以，畫長直線時要適當地移動手臂，以免畫成曲線。相同道理，在畫短直線時要適當地移動手腕。
只擺動手臂會畫成弧線
畫長直線時要移動手臂
畫短直線時要移動手腕
1.徒手繪畫
1)畫直線
畫12cm以上的水平直線時，可以在畫面上做兩個點，手控制筆，眼睛注視著點之間畫線。要經常進行畫線練習才能提高對筆的控制能力，達到熟能生巧的效果。
1.徒手繪畫
2)畫基本圖形
學會了畫直線的基本技術后，便可以練習徒手畫直角、正方形、長方形、平行四邊形和三棱柱等基木圖形。
1.徒手繪畫
3)畫圓形及曲線
先輕輕地畫一個邊長等于待畫圓形直徑的正方形線框，再繪畫出平分邊長的中心線接著在被兩根互相垂直等分的中心線劃分的區域內分別畫4段1/4圓周曲線，然后將曲線圓滑地接起來，就可繪畫出圓形。將正方形線框改為長方形線，就可畫橢圓形。
1.徒手繪畫
4)畫立體圖
應先高出合道比例的立方體外框，再對空同進行分割，然后用租線把整個立體圖勾畫完成。
1.徒手繪畫
4)畫立體圖
小汽車的圖形相對來說比較復雜，但我們可以把其先分割成各部分，再用以上所述的直線、平面圖形、立體圖形繪畫方法，繪出小汽車的草圖。
1.徒手繪畫
5)借助網格畫草圖
要領:
①與地面垂直的線垂直畫。
②與地面平行的線按網格上的斜線畫。
③以網格上的小格來確定物體的比例關系。
2.用繪圖軟件繪制草圖
繪圖軟件，一般指所有用于圖像處理的軟件。相比傳統繪畫，繪圖軟件不僅可以利用電腦處理重復工作，還可以隨時涂改，提高畫圖效率。繪圖軟件中有多種工具，可以幫助繪圖者實現多種效果。在一些行業中，繪圖軟件已取代傳統繪畫成為了主要創作方式。
2.用繪圖軟件繪制草圖
三、設計方案的構思
1.黑箱法
黑箱法是指一個系統內部結構不清楚，或根本無法弄清楚時，從外部輸入控制信息，使系統內部發生反應后輸出信息，再根據其輸出信息來研究其功能和特性的一種方法。
所謂“黑箱”就是指那些既不能打開，又不能從外部直接觀察其內部狀體的系統，比如人們的大腦只能通過信息的輸入輸出來確定其結構和參數。
此方法的出發點在于：自然界中沒有孤立的事物，任何事物間都是相互聯系，相互作用的。所以，即使我們不清楚黑箱的內部結構，僅注意到它對于信息刺激如何反應注意到它的輸入一輸出關系，就可以對它進行研究。
1.黑箱法
黑箱法要突出設計中的主要矛盾，抓住問起的本質：
①暫時摒棄一些附加功能和非必要功能，突出必要和基本功能，
②把必要功能和基本功能用輸入和輸出這樣較為抽象的形式加以表達。
1.黑箱法
自行車是我們熟悉的交通工具，李明同學嘗試用黑箱法對自行車進行設計構思。在設計中他把自行車當作一個不透明、不知內部結構的“黑箱”，對“黑”輸入人力，通過黑精的轉換，實現自行車的行走、轉向、制動、變造等基本功能，如圖所示。
2.列舉法
列舉法是運用發散思維來克服定勢思維的一種方法。它又分缺點列舉法和希望點列舉法。缺點列舉法全面列出創造對象目前存在的具體缺點，提出改進、開發、創造新思路，從而改進、消除這些缺點。缺點列舉法先需要有事物的原型，是一種被動型創造技法。希望點列舉法是一種主動型創新技法，它是根據需要、愿望列舉各種希望點來提出各種新的思路和設想，以便解決問題。
2.列舉法
李明同學使用目前市面上的雨傘總覺得有些不盡人意，他想對雨傘進行-些創新設計。他在設計構思中使用了以下方法：
列舉出市面上普通雨傘的優點，如：結實、不透水、能防紫外線等。
列舉出市面上普通雨傘的缺點，如：款式單一，不易識別；乘公共汽車時容易沾濕別人的衣服；單手不易開合；傘太長不易攜帶；不適合兩人使用等。
在構思設計方案時發揚優點，改善不足，形成了創新性的設計構思。
2.列舉法
他設計了一種傘面具有不同圖案、可自動開合可伸縮、傘頂增加了集水器、可雙人共用的傘。
3.移植借鑒法
移植借鑒法是將某一領域的原理、技術、方法、結構、材料、用途等移植到另一個領域中的發明創造方法。一般有原理移植、技術移植、方法移植結構移植、功能移植、材料移植等。這種借鑒移植不是簡單的生搬硬套，需要運用聯想、想象，根據設計對象進行適應性的改良。
3.移植借鑒法
電動平衡車是一種新型的兩輪代步工具，電池驅動，由操縱者站立駕駛，速度可達20km/h。其最有沖擊力的創意是“動態穩定”技術，操作者依靠身體重心的變化就能控制車輛。李明同學進行了駕駛體驗：當他身體前傾車輛就會前進，后仰就會后退，向左傾斜就會向左轉，向右傾斜就會向右轉，身體直立就停了下來。李明覺得電動平衡車似乎變成了自己神經系統的一部分，清楚地知道自己想要做什么。
4.篩選法
篩選法是根據已經掌握的概念、原理、規律，在正確理解題意的基礎上，通過尋找不合理因素(不正確的選項)，將其逐一排除，從而獲得正確答案的一種方法。
5.檢核表法
檢核表法又稱為設想提向法、分項檢查法。它是由創造工程學創始人奧斯本提出的一種創造技法。檢核表法應用面極廣，幾乎適應于所有類型與場合的創造活動。檢核表法實際上是一張人為制訂的從各個不同角度來啟迪思路的分類提問表，對不同的創造對象和不同的創造目標，都可以列出思考問題的方方面面，以便按擬定的問題來開展全面、周密、多方位的分析、思考，完善地解決問題。
6.改進創造法
改進創造法是對已有的事物、技術或專利進行研究，找出不足之處進行改進，并產生一種新的事物或技術。例如，愛迪生就是用改進創造法發明電燈的。實際上，1845年已有人首先獲得了關于電燈發明的專利，有人在《科學美國人》雜志上發表了進一步改進的論文。愛迪生看到篇論文后，激發了他的研究熱情，先后試驗了1600多種材料，終于發明了一種實用性較強的白熾電燈。隨后，愛迪生領導的研究機構，廣泛研究了全世界的專利文獻和技術，尋找專利的空隙和缺點進行創造性研究，終于有了1000多項的發明。
7.主體附加法
主體附加法是在原有事物或技術的主體上，附加另外一種技術或事物，從而構成新的技術或事物。例如，在洗衣機上附加定時器、在大門上附加門鈴、在香煙上附加過濾嘴等世界上的事物很少有十全十美的，但總可以找到附加改進的地方。
8.聯想創造法
聯想創造法是經常把各種技術和事物連在一起思考，從中創造出新的技術和事物來。例如，將機關槍和播種機一起聯想，創造發明了“播種機關槍”美國園藝師在1998年由西瓜聯想到美酒后，終于創造出西瓜新品種-“酒味西瓜”;由毛衣起球聯想到剪刀、鈞針、電動剃須刀等，終于創造發明了“毛衣起球去除器”。
9.頭腦風暴法
頭腦風暴法又叫智力激勵法、集思廣益法等。它是一種適合于集體進行的創造技法。它的特點是參與創造的人集中在一起，都可以受到他人的啟發激勵，在較短的時間內爆發出較多的創新設想。
9.頭腦風暴法
它的基本原則有：
(1)自由暢想：大家圍繞主題自由暢想，甚至不怕“瘋狂”想象。
(2)延遲評判：不要立即對他人設想作批評，使與會者思想放松，氣氛活躍。
(3)以量求質：要提出足夠多數量的創新方案，以量求質。
(4)綜合改善：強調相互啟發、相互補充、相互完善，集思廣益，選出最佳設想方案
四、設計的分析
1.設計的需求分析
首先是要分析業務需求，分析設計的必要性和可行性。分析內容包括產品開發的必要性、市場調查和預測、有關產品的國內外水平及發展趨勢、預期達到的技術水平、需要解決的技術問題、投資的費用及時間進度計劃、現有條件下開發的可能性及準備采取的措施、經濟效益、社會效益等。
其次是要分析用戶需要。通過用戶訪談、調查，對用戶使用的場景進行整理，了解他們的想法，從而建立從用戶角度出發的需求。
1.設計的需求分析
要實現業務需求和用戶需求需要考慮建立一定的系統，因此需要分析系統需求系統需求分析包含功能需求、非功能需求和設計約束。
(1)功能需求。系統必須完成那些事，即為了向它的用戶提供有用的功能，系統必須執行的動作。
(2)非功能需求。產品必須具備怎樣的屬性或品質，如性能、響應時間、可靠性容錯性、擴展性等。
1.設計的需求分析
要實現業務需求和用戶需求需要考慮建立一定的系統，因此需要分析系統需求系統需求分析包含功能需求、非功能需求和設計約束。
(3)設計約束。也稱為限制條件、補充規約，這通常是對解決方案的一些約束說明。
①時間限制：限制設計完成的時間。
②成本限制：限制了用于設計投入的總經費。
③技術和能力限制：指的是現有的技術和能力(包括設備)能否完成設計。
1.設計的需求分析
要實現業務需求和用戶需求需要考慮建立一定的系統，因此需要分析系統需求系統需求分析包含功能需求、非功能需求和設計約束。
(3)設計約束。也稱為限制條件、補充規約，這通常是對解決方案的一些約束說明。
④經濟效益(價格利潤)和社會效益限制：設計完成和實施(制造成產品)后，何時收回成本?每年產生多少利潤?社會效益有哪些?
⑤相關法律、法規限制：設計有無違反當地的相關法律、法規?有無侵犯他人的知識產權專利?
1.設計的需求分析
要實現業務需求和用戶需求需要考慮建立一定的系統，因此需要分析系統需求系統需求分析包含功能需求、非功能需求和設計約束。
(3)設計約束。也稱為限制條件、補充規約，這通常是對解決方案的一些約束說明。
⑥標準化和國產化要求：要求遵照有關管理部門對設計的標準化和國產化率的有關規定。
⑦知識產權限制：為了戰略利益和國家安全，有關部門會對某些設計的零部件(包括硬件和軟件)提出國產化率的要求，甚至要求國家擁有全部知識產權。
1.設計的需求分析
1.設計的需求分析
需求分析一般步驟
(1)問題識別：用于發現需求、描述需求，主要包括功能需求、性能需求、環境求、可靠性需求、安全保密需求、用戶界面需求、資源使用需求、成本消耗與開發進度求，以此來預先估計以后設計可能達到的目標。
(2)分析與綜合：對問題進行分析，然后在此基礎上整合出解決方案。
1.設計的需求分析
需求分析一般步驟
(3)編制需求分析的文檔：對已經確定的需求進行文檔化描述，該文檔通常稱“需求規格說明書”
(4)需求分析與評審：它是需求分析工作的最后一步，主要是對功能的正確性、完整性和清晰性，以及其他需求給予評價。
2.設計的功能分析
產品功能分析目的是要解決“如何實現設計”的問題，主要包括產品功能原理的分析、實現的方法和途徑、方案的評價和決策等。
產品設計的功能分析，一般根據產品系統設計的功能需求，先確定系統的總功能，再把總功能逐層分解成功能元，然后對功能元進行求解。將功能元的解進行不同的組合，從而形成多種設計方案對多種設計方案進行比較和權衡，選出最佳方案。
2.設計的功能分析
系統設計分析的流程圖
五、設計中的人機關系
人機關系
所謂“人機關系”從字面上看，似乎是人和“機器”的關系；實際上，“人機關系”是指人身臨其境、所面對、感受、所體會到的人與一切物體(簡稱為“機”)的關系。它包含二個層面。
1.人對“機”：使用有更多功能;使用和控制更加方便、快捷；完成人所設定的功能和目標；使“機”能平穩、在環境中能高效率安全地運行；并延長它的壽命。
人機關系
所謂“人機關系”從字面上看，似乎是人和“機器”的關系；實際上，“人機關系”是指人身臨其境、所面對、感受、所體會到的人與一切物體(簡稱為“機”)的關系。它包含二個層面。
2.
“機”
對人：適合滿足人的生理、心理需求；在環境中使人安全、感覺舒適；有利于人的健康。
工作座椅設計中的人機關系
在工作座椅設計時，為了達到高效、方便、舒適、健康、安全的目標，需要從人的角度出發，考慮使用者的生理、心理、體驗、審美等因素。
人和工作座椅形成的人機關系有：手臂與椅子的扶手，背與座椅的靠背，臀部與座椅椅面的寬度，腿與座椅椅面的高度，腳與座椅椅面的高度。
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