一、发现问题、提出设计课题.ppt

美国福特汽车公司的一台巨型发电机出现了故障,很多人都修不好，后来请来了德国的电机专家来修理.德国专家来了以后，用了两天的时间呆在发电机旁,这看看那听听，最后,他在发电机的顶上画了一条线。告诉修理工，将顶盖打开，将画线处的线圈减少16圈。故障果然被排除了。这位德国专家向福特公司要1万元美元的酬金。很多人认为不值，因为故障很简单，排除也很容易。但福特的老总认为非常值。,为什么老总会觉得非常值得呢？,案例,爱因斯坦曾说过：“提出（发现）一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度看旧问题，却需要创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。”,第一节设计课题的确定,一.发现问题提出设计课题,问题的分类：问题有科学问题、社会问题、技术问题、历史问题等。,在日常生活中，你有过无意中发现问题的经历吗？当人生病需要躺着用直吸管吸取杯子中的饮料时，如果管子弯折了，就喝不到饮料；人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫伤孩子；在使用折叠式剃须刀时很容易刮破皮肤。,由以上问题引发的设计与发明,电须刀全智能面部轮廓贴合，既快速又不会伤到皮肤。,温度显示杯,变色防烫碗,（一）问题的来源：1.人类生存活动中必然会遇到的问题.例如：为了解决进食，人们设计了筷子，西方人发明了刀叉。,2.别人给出的问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。,坦克的发明,1914年10月，第一次世界大战中的欧洲战场陷入了僵局。正在英国远征部队服役的斯温顿中校提出，需要制造一种能够在遍布铁丝网的战场上开辟道路、翻越壕沟并能摧毁和压制机枪火力的装甲车来打破西部前线的这种沉闷僵局,基于消防员的安全保护，为解决这问题人们发明出了防火服。,防火服,隐形飞机的发明,现代战争往往需要速战速决，美国国防部要求使敌方的各种探测系统（如雷达等）发现不了己方的飞机，无法实施拦截和攻击,3.基于一定的目的,设计者自己主动发现问题.,我们提倡的是产生于责任感的设计题目。,贝尔，1847年生于英国，1873年，成为美国波士顿大学教授的贝尔，开始研究在同一线路上传送许多电报的装置多工电报，并萌发了利用电流把人的说话声传向远方的念头，使远隔千山万水的人能如同面对面的交谈。于是，贝尔开始了电话的研究。那是1875年6月2日，贝尔和他的助手华生分别在两个房间里试验多工电报机，一个偶然发生的事故启发了贝尔。华生房间里的电报机上有一个弹簧粘到磁铁上了，华生拉开弹簧时，弹簧发生了振动。与此同时，贝尔惊奇地发现自己房间里电报机上的弹簧颤动起来，还发出了声音，是电流把振动从一个房间传到另一个房间。贝尔的思路顿时大开，他由此想到：如果人对着一块铁片说话，声音将引起铁片振动；若在铁片后面放上一块电磁铁的话，铁片的振动势必在电磁铁线圈中产生时大时小的电流。这个波动电流沿电线传向远处，远处的类似装置上不就会发生同样的振动，发出同样的声音吗？这样声音就沿电线传到远方去了。这不就是梦寐以求的电话吗！贝尔和华生按新的设想制成了电话机。在一次实验中，一滴硫酸溅到贝尔的腿上，疼得他直叫喊：“华生先生，我需要你，请到我这里来！”这句话由电话机经电线传到华生的耳朵里，电话成功了！,答案：贝尔针对的是如何让声音通过电传输的问题。是贝尔自主发现并研究解决的问题。,思考：贝尔的设计针对的是什么问题？这个问题从何而来？,“用心”观察日常生活,看到注射器针头后，你害怕么?,无针注射器,无针注射器是一种通过压力注射的设备，它的原理是通过高压使液体药品通过一个极细的孔后，产生一个液体柱，穿透皮肤喷射到皮下。它的优点是消除了被注射者对针头的恐惧，消除了疼痛。无针注射技术在欧美国家百年前就已诞生，但没有被大量应用，现在它的体积制造的很小，而且注射效果也大大提高。目前大量应用于胰岛素，疫苗等小量液体药品的注射。,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,（二）发现问题的途径与方法,微波炉的诞生,1、观察日常生活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。,微波的产生是源于二战期间一位雷达工程师对雷达装置上磁控管具有加热功能的偶然发现，也正因为这次偶然的发现，使人们产生了将微波所具有的加热功能应用在生活当中的奇思妙想,书包的变化,侧背书包,横式侧背书包,双肩运动书包,健康书包,拉杆书包,书包的变化给我们什么启示呢？,人的需求是会随着技术发展和时代的变化而变化的。其实我们除了可以从无到有的创造新产品外，对熟悉的工具或用品都可以提出新的要求，并重新设计。,“舔干”咖啡杯,喝过咖啡后，杯口上难免会留下一些渍迹。在普通人看来这种渍迹是非常难看的，但是经过艺术家的简单修饰，画一个张着嘴的小人上去，就会变得非常有趣。,用木棍和盾牌来组合成一个床头柜，不仅可以放东西，关键时刻还可以作为武器来使用。,防暴床头柜,设计新颖的杯子,这款设计通过在比较规则的杯子上加入较深的凹槽从而让你在没有托盘的情况下也能够同时端起许多个杯子。,在托盘上加上五个手指的凹槽，这样即使没有经过专业训练的人，也能够把托盘托得很稳。,五指托盘,半个花盆”PK传统花盆,利于植物采光的“半个花盆”,又节约空间,马上行动,发现了什么问题?,要解决你发现的问题,你有什么设想呢?,积极敏锐抓住问题,积极敏锐抓住问题,主动出击，寻找问题,收集信息的途径：文献法、问卷法、询问法。文献法：对文献信息进行收集、分析的方法。问卷法：用问卷的方式进行实际调查，获取信息、发现的问题的方法。询问法：以询问的方式收集和获取信息、发现问题的方法。,2、从收集和分析信息发现问题,调查问卷设计的原则,不要太长、问题不能太多、填答量不能太大、难度不能太高,问卷分类,开放式问卷,封闭式问卷,混合式问卷,A,B,C,A.开放式问卷。被调查者在表格中根据自己的意愿填写相关内容。B.封闭式问卷。被调查者在已设计好的答案中选择自己最认可的一项。C.混合式问卷。在一份问卷中，既有开放式要求的栏目，又有封闭式要求的栏目。,小资料：1、调查问卷分类,严谨试验创造问题,通过技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。,汽车碰撞实验,船模实验,航天实验,3、从技术研究与技术试验发现问题,船模技术试验,总结,问题存在于生活中，生活中也存在问题，问题处处在，时时有。细心、认真观察就可以发现问题。发现了问题，只是初步有了一个设计的方向。但到底能不能够确定为一个设计课题，还需要作进一步的分析，并提出具体的设计任务。这就是明确问题。,能不能把水变成油？能否设计一个能回收天空中常常出现的不明飞行物的产品?,判断下列问题的价值：,水变油事件曾有人声称做了大量实发明了水变油的技术，即水通过机器后变成了油。水变油一度被宣传为中国继古代的“四大发明”之后的第五大发明，这场闹剧已经使国家损失了四亿元。,能否设计一个能回收天空中常常出现的不明飞行物的产品?,一九五四年在巴西发现的UFO,被一架美国战斗机追踪的UFO,二、明确要求，进行设计定位,设计要求包括应达到的标准和所受的限制。,（一）明确问题的内容与价值,（1）问题是否明确,采用各种方法可以发现很多问题，但这些问题有时可能是模糊不清的，需要我们进一步加以明确。明确问题需从问题表述本身是否明确、问题产生的原因是否明确、提出问题的目的是否明确等方面考虑。,是否遵循了科学原理？,问题目前是否尚未解决？,该问题是否是主要问题？,问题是否具有普遍的意义？,现有技术能否解决这个问题,解决问题所需的投入是多少?,投入与产出的比是否理想?,（2）问题的价值,（二）统计分析调查材料，明确设计要求，采用：（1）柱状图法（3）饼形法（2）表格法等,设计一种新颖的杯子,调查问卷亲爱的同学,尊敬的家长、老师：您好:我们是高一学生，我们将设计一款新式更适合人们使用的杯子，现在要对您选用杯子的情况进行调查，以下是有关选用杯子调查问卷，您只需在选择的答案前的方框内打即可，如果没有合适的备选答案请在后面的横线上填入您的答案。希望您认真如实的填写，感谢您的合作！高一学生您所处的年龄段：儿童中学生上班族老人_您选择杯子时考虑杯子的材料是：纸杯塑料杯陶瓷玻璃_您选择杯子时考虑杯子的形状是：圆柱形椭圆柱方柱形_您选择杯子的颜色是：明亮色淡雅色灰暗色_您选择杯子的价格是：低档中档高档_您对我们设计杯子有什么建议或意见吗？（可不填）_再次感谢您认真阅读并填写调查问卷，谢谢合作！,假设调查后汇总结果如下:,思考：在收集到信息后用什么样的更直观的图表展示收集的信息?,必须认真地对所调查的资料进行统计、分析，才能明确要解决这个问题的具体要求，才能够进行设计定位。设计要求体现了该项设计所要达到的目标。有了目标，接下来的方案制定等工作才会有方向和依据,通用技术Generaltechnology,图1材料选用的意见统计,柱状图,图2形状选用的意见统计,饼图,用表格法表示,杯子的设计要求,设计课题通用调查，了解人们的需求设计要求一方面源于目的，一方面受到条件限制,（三）明确问题受到的限制及具体的设计任务,设计任务,一是设计对象的特点和问题解决的标准,应明确解决这一问题所受到的主客观条件的限制.,二是设计者的技术能力与条件。,明确设计所应受到的限制和所应达到的标准.,设计对象还将受到成本、环境等的限制,军用笔记本电脑,800元儿童电脑,不同的设计对象有不同的要求、成本、市场需求,考虑制作的各种限制