设计的创造性思维和工程思维

第二章技术设计的基础第一节设计的创造性思维和工程思维《通用技术》讲课人：谭祎婳港珠澳大桥的“桥——岛——隧”结构设计方案请思考：被誉为“超级工程”的港珠澳大桥采用“桥岛隧”组合的建设方式，中间段的海底隧道采用混凝土沉营连接两端的人工岛。2017年底通车后，从珠海、澳门到香港原来4小时的路程，只需45分钟。下图示意“港殊澳大桥”地理位置与设计图纸，据此完成下列各题。1港珠澳大桥的中间段采用海底隧道的方案，主要原因是A利于洪峰人海B缩短行车距离C节省工程投资D留出航运通道2港珠澳大桥建设过程中，有利的自然条件是A海底地层松软B海水深度较浅C凉爽湿润气候D远离台风路径3港珠澳大桥通车后，受益最显著的产业是①建材行业②信息产业③物流业④旅游业A①②B②③C②④D③④1港珠澳大桥的中间段采用海底隧道的方案，主要原因是A利于洪峰人海B缩短行车距离C节省工程投资D留出航运通道解析：港珠澳大桥中部建成海底隧道，主要是为了便于大型轮船通行，对于洪峰人海没有影响，不能缩短形成距离，建成隧道会使得工程建设投资增大，故选D2港珠澳大桥建设过程中，有利的自然条件是A海底地层松软B海水深度较浅C凉爽湿润气候D远离台风路径解析:海底底层松软不利于大桥的稳固，A错。大桥建设在珠江口附近，海水深度较浅，便于大桥修建，B对。位于亚热带季风气候区，夏季高温多雨，C错。我国南海地区是台风多发地区，每年登陆台风次数较多，D错。故选B。3港珠澳大桥通车后，受益最显著的产业是①建材行业②信息产业③物流业④旅游业A①②B②③C②④D③④解析：港珠澳大桥建成通车，会加强三地之间的联系，使得运输速度更加迅捷，有利于物流业和旅游业的发展，③④对。而建材主要用在大型工程建设中，大桥通车对于建材行业影响不大，①错。信息产业主要依赖发达的科技及航空运输，大桥的通车对信息行业影响不大，②错。故选D。请思考：港珠澳大桥设计方案采用了哪些设计思维？CONTENTS目录发散思维01联想思维03逆向思维02定势思维0405工程思维创造性思维01发散思维发散思维：概念：又称为辐射思维，是以思维的问题为中心向外扩展各种想法，即多角度、多层次（深度）探讨问题的解决方法。并由此引起思路的转移和思想的跃进。思维的发散可以从材料、结构、功能、形态、关系和因果等多方面进行。自行车的创新思想P32

思考角度创新设想材料木制自行车、复合材料自行车、塑料自行车等功能结构形态组合......趟式蹬车自行车、折叠自行车、多人旅行自行车等腰靠自行车、夜光型自行车、婴儿车自行车等水陆两用自行车、旅行自行车、太阳能自行车等小轮自行车、圆圈自行车、跑步机自行车等发散思维：婴儿车自行车踏板自行车发散思维：跑步机自行车扭曲自行车流线自行车发散思维：交通拥挤问题道路问题交通管理问题住房问题就业问题交通工具问题道路问题城市规划问题城市居民的素质和教育问题流畅性、变通性、独特性创造性思维02逆向思维逆向思维：概念：又称反向思维，采用与正向思维完全不同（甚至相反）的方法来思考问题，摆脱常规思想羁绊，提出解决问题的方法。电磁场磁电？产生产生案例：法拉第电磁感应P33逆向思维：反转逆向思维法：已知事物的相反方向（例：红酒开瓶器）转换逆向思维法：转换另一种手段或另一角度（例：司马光砸缸）缺点逆向思维法：利用事物的缺点（例：金属腐蚀原理进行电镀）逆向思维：开尔文：冷藏工艺19世纪，法国微生物学家巴斯德用实验证明了细菌可以在高温下被杀死。因此，可以将食物煮沸进行保存。物理学家开尔文得知这一消息后，便想:既然高温能够将细菌杀死，那么低温是不是也能将细菌杀死呢？沿着这一思路进行了进一步的研究后，开尔文发明了“冷藏工艺”掀开了人类保存食物方法的新篇章。逆向思维：请思考：创造性思维03联想思维联想思维：概念：联想思维法是人们在脑海中，将一种事物与另一种事物联系起来，从而帮助解决问题的一种思维方法。对于人们学习记忆、发明创造等具有十分重要的意义。案例：尼龙搭扣的发明（P34）接近思维：春江潮水连海平，海上明月共升潮滟滟随波千万里，何处春江无月明相似思维：钉子——焊接、粘接对比思维：大——小，简单——复杂因果思维：树脂中加入发泡剂——泡沫塑料——气泡混泥土类比联想：蜻蜓减振结构——飞机减振装置联想思维：北极熊为什么不怕冷白色毛皮——太阳热量转换器光电管——转换成热能黑色皮肤——吸收热量体毛长且被油脂覆盖——不被海水浸湿脚掌厚厚的毛——防滑、隔冷进食猎物脂肪——高热量食物极夜——冬眠创造性思维04定势思维定势思维：概念：又称思维定势，是人的思想被长期既定的惯例和习惯所束缚，引导或迫使自己按习以为常的思路和方法去思考和处理问题的思维方式。定势思维常常妨碍人们的思维创新。突破定势思维：请思考并找出解决的方法（P37）1、把滑轮作为一个重物，拴在一个绳子上并左右摆动，两根绳子直接的距离就可以减少，不就可以同时抓到两根绳子吗？2、四方形没有限制多大面积，那我们只要把黄色纸条向上移动一点就行了。05工程思维三峡工程中的工程思维工程思维：概念：是以系统分析和比较权衡为核心的一种筹划性思维。工程思维被广泛运用于处理设计问题、工程问题，也是通用技术核心素养。例如：三峡大坝的高度越高，其蓄水调