(上课)通用第三章第1、2、3节.ppt

3.1 发现与明确问题,一、设计问题的来源,设计是一个“问题的求解”的过程,发现问题进行设计解决问题,问题从哪里来？,必然碰到的 别人给出的 主动发现的,要主动发现问题,发现问题比解决问题更重要！,设计问题来源于人类的需求和愿望,1、问题的来源,（1）人类生存活动中必然会遇到的问题.,为了解决进食，人们设计了筷子、勺子，西方人发明了刀叉。,为了解决出行时的交通问题，人们设计了自行车、汽车等交通工具。,例如：,人类想和鸟一样飞翔，人们设计了飞机。,人类需要更多的粮食，袁隆平培育了超级水稻。,我们需要携带书本和文具，因而设计了书包。,1、问题的来源,(2)别人给出的问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。,如：当汽车的速度超过200Km/h时，空气阻力的问题越来越明显。为了解决这个问题，人们设计了外观呈流线型的汽车。,流线型设计的交通工具:,“喂，芝加哥” 这一历史性声音被记录下来,1、问题的来源,(3)基于一定的目的由设计者自己主动地发现问题.,案例分析：,电话的发明,思考： 贝尔的设计针对的是什么问题？这个问题从何而来？,又如我国准备发射绕月卫星，现在我国的火箭推力不足，必须研制大推力火箭。,需要我们积极主动的思考、发现，推进技术的发展和创新。,电话的发明历程： 德国人赖特-美国人格雷-美国的贝尔(英国移居),“线龟”缠线器,对生活中的人或物的偶然一瞥，都可能引发一个问题的发现。,“线龟”缠线器，解决电视机后面电线长、电话线长、网线长的问题。,案例：,人们的需求和愿望，可以说是一切技术问题的总来源。 例如：为了解决进食，人们设计了叉子、筷子，西方人发明了刀叉。,变色防烫碗,“一种自带吸管的易拉罐”（获得实用新型专利证书）-该实用新型解决实际问题所采用的技术方案是：一种自带吸管的易拉罐,浙江省有一位高中学生，设计了一个“多功能量角器”。获得了浙江省青少年科技发明奖。她是怎样发现了这个设计项目的呢？ 原来是因为做错了一道数学题。一次数学作业中因为三角函数值查错了。她想，可不可以不用查表就得到函数值呢？如果能将函数值刻在量角器上，不是很方便吗？因此，她决定设计一个“多功能量角器”。经过她的刻苦钻研和实验，终于获得了成功。,该设计针对的是什么问题？ 这个问题从何而来？,二、明确设计要解决的技术问题,1、判断问题是否能够解决,问题是否违反科学理论，是否违反客观规律？,某些学科的论断，某些实验的结论往往存在局限性，其科学性同样有局限性，所以，有些挑战某些学术权威或者学科论断和实验结果的设计，我们应该善待之。,能否制造出一个不需要任何能源的机械装置带动车辆运行？ 能不能把水“变成”油？,凡是伪科学或者反科学的问题都应该立即终止设计,二、明确设计要解决的技术问题,、判断问题是否当前可以解决,解决这个问题是否超出了当前的能力与条件?,凡是当前科学技术水平无法解决的问题都不适宜进行设计;凡是当前物质条件和工作条件(人力、物力、资源等）限制的问题，也不适宜进行设计。,二、明确设计要解决的技术问题,、判断问题是否值得解决,解决这个问题是否有价值？ 投入产出比如何？ 社会效益如何？ 综合效益如何？,凡是不符合成本效益原则的设计一般都不适宜进行设计。,明确问题的内容与价值，除了需要进行一些主观的分析外，还可以借助于一些研究手段(如信息收集、调查分析等)来进行。这样，既可以深化对问题的认识，进一步明确问题的内容与价值，又可以为分析问题解决的条件及实现的可行性、提出设计要求奠定基础。,发现问题综合实践,、把自己发现的问题填入表格，小组内交流： 、你在刷牙时发现的问题 、你在使用剪刀时发现的问题 、你在使用雨具时发现的问题 、你在使用黑板擦擦黑板时发现的问题,、以小组合作的方式完成下面调查： 、对书桌功能的需求。 、老人出行对拐杖的需求。,第二节 明确解决设计问题的能力、条件、要求,山西侯马西客站封顶典礼10小时后坍塌3人死亡,设计制作产品是一件重要的事情，来不得半点马虎。,一、明确解决设计问题的能力、条件,明确解决设计的技术能力 (主观、客观),案例： 1958年6.21，毛泽东在军委扩大会议上出了核潜艇、航天、航母等设想。58年进口苏联图纸的“跃进”号下水，60年，自行研制的“东风”下水。 58年8月，沈阳飞机制造厂正式开始了舰载机东风107的设计。但由于种种原因，航母计划被迫停了下来。,中国具备了建造航母的条件吗？,造船技术 大型造船厂的出现，中国船舶 2011年，中国的国民生产总值达到471564亿元，比2010年增长9.2%,(是否有完成设计的能力),在建国初期，国家领导上站在国家安全的角度上，大手笔的提出发展核武器、核潜艇、战略导弹、航母等强军计划，但只完成了核武、核潜艇及战略导弹及其相关的技术，这与当时的国情是分不开的。航母的计划由于当时国家的造船技术差，工业底子薄、经济条件差，没有具有自主研发的设计者或团队。而对比国家受列强核威胁的系数，所以倾全国之力，加之有钱学森等当时世界一流的科学家归国，所以有时间条件发展相关技术，从而保证了最低限度内保障国家安全。,分析为什么中国第一次航母计划会中止？,一、明确解决设计问题的能力与条件,（一）明确解决设计问题的能力,什么是能力？,能力 ,就是指顺利完成某一活动所必需的心理条件。能力有一般能力和特殊能力。一般能力是指观察，记忆，思维，想象等能力,通常也叫智力。它是人们完成任何活动所不可缺少的,是能力中最主要有最一般的部分。特殊能力是指人们从事特殊职业或专业需要的能力。,设计的能力 ： 解决问题的技术能力。设计的能力可以是个人能力，也可以是群体能力的综合。现代社会中的许多技术问题通常由设计团队共同完成。 主要设计师，一般设计师，辅助人员。,“祥云”总负责人李凤朗,“祥云”的纸卷造型创意最初提出者仇佳钰,主创设计师章骏,火炬设计创作 总指导姚映佳,联想集团首席工艺师韩小勤, ,“祥云”火炬的设计者（团队）,设计者要有相应的设计能力才能完成设计。,设计的能力通常受到社会发展水平和科学技术水平的限制。,明确解决设计问题的能力，就是根据要解决的设计问题的实际情况，再结合设计者本人（或团队）的设计知识、技能与经验，对设计做出一个预测和判断：,是否有能力完成这个设计，是否需要增加设计力量等。,（二） 明确解决设计问题的条件,解决技术问题出了需要设计者具备一定的设计知识和技能外，还需要满足一定的物质条件。明确解决设计问题的条件就是弄清楚需要多少时间，经费-,时间条件：解决设计所需要的时间 经费条件：解决设计所需要的费用 设备条件：解决问题所需要的仪器与机器设备 其他条件：例如 需要特殊材料,环境等的限制要求,近年来关于环境的限制要求的案例有不少： 如稀土的开采、煤矿的开采等,宁波PX事件,10月22日，宁波镇海湾塘等村数百名村民，以该市一化工企业(PX项目)距离村庄太近为由，到区政府集体上访，并围堵了城区一交通路口，造成群体性事件。 有数百名宁波市民来到天一广场，拉起了反对PX的横幅。,PX,PX，中文名称对二甲苯（para-xylene），属于低毒类化学物质，可燃，有毒，有刺激性。PX对眼及上呼吸道有刺激作用，高浓度时，对中枢系统有麻醉作用，吸入较高浓度的二甲苯甚至会出现急性中毒。 抗议时，市民戴着反PX字样的口罩，口罩就含有PX。口罩用纺丝制成，纺丝来自于聚酯，聚酯是由PTA生产的，我国PX就用于生产PTA。PX是最主要的化纤中间产品，全国1/3的纺织业在浙江，因此，宁波口岸最大的进口化学品就是PX。,设计时要明确相关要求,明确设计的标准 明确设计的限制,二、明确设计的要求,明确设计的要求就是弄清楚设计达到的标准和所受到的限制。,（一）明确设计的标准,技术标准的两层含义: 对技术要达到的水平划了一道线,只要不达到此线的就是不合格的生产技术; 技术标准中的技术是完备的,谁如果达不到生产的技术标准,可以向标准体系寻求技术的许可, 从而获得相应的达标的生产技术.对于一些技术上不发达的国家来说,他们不可能有能力来进行技术的研发,他们就只能通过从标准体系获得许可而形成生产能力,除了付费之外, 关键是要服从标准的管理。,国际、国家、行业、企业。,（二）明确设计的限制,时间限制解决问题所需的时间； 成本限制解决问题所需的经费； 环境限制解决问题所需的科学仪器和机器设备； 其他限制如特殊材料,第三节 信息的收集与整理,一、信息的收集,进行信息收集，首先要求设计者设计好信息的来源和信息的类型，然后再分来源，分类型进行收集。,信息的收集是指根据设计选题的要求，有针对性地收集与选题相关的信息与资料。,信息收集常见的方式有：,1、实地调查（实时）,2、访问有关人员（历史性问题）,3、借助媒体（广播、电视、报刊、杂志）,4、借助因特网,5、查阅图书资料,39,6、进行专家咨询。7、调查市场现状。,不同的收集方法能收集到不同的信息内容。,不同的设计课题有不同的信息收集特殊要求，但就一般而言，信息收集都要求做到：,全面：收集的信息要齐全。 准确：收集的信息要目标明确，表现无误。 真